CN102777348A - 密闭型压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明的密闭型压缩机包括：电动构件（112）；由电动构件（112）驱动的压缩构件（110）；和容纳电动构件（112）和压缩构件（110）的密闭容器（101），压缩构件（110）包括：形成压缩室（138）的气缸体（120）；活塞（122）；以密闭压缩室（138）的开口端的方式配置，且形成有将压缩室（138）内外连通的排出孔（146）的阀板（148），在活塞（122）的与阀板（148）相对的前端面（162），设置有从前端面（162）的外周缘部（146）向前端面（162）的与排出孔（146）相对的位置延伸的规定宽度的第一槽（168），第一槽（168）的前端部（168A）以位于前端面（162）的与排出孔（146）相对的位置且倾斜的方式形成。

Description

密闭型压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于冷藏库等制冷循环装置、或者空气压缩机等的密闭型压缩机。

背景技术

近年来，为了保护地球环境，对节能化的要求越来越强烈，在冷藏库和其他的制冷循环装置中使用的压缩机和在工业领域等中使用的空气压缩机等中也热切期望高效率化。

现有技术中作为这种密闭型压缩机，已知有在往复运动于气缸内的活塞的上表面形成凹部，来改善压缩机的效率的密闭型压缩机（例如，参照专利文献1）。

图22是上述专利文献1中记载的现有的密闭型压缩机的纵截面图，图23是现有的密闭型压缩机的从活塞前端面侧看的平面图，图24是现有的密闭型压缩机的活塞上部和阀板部的主要部分放大截面图。

如图22、图23和图24所示，压缩机在密闭容器1内，在底部贮存油2并且填充有工作流体4，而且还收纳有压缩机主体6。压缩机主体6由悬簧8弹性地支承在密闭容器1内。

压缩机主体6包括：电动构件10；和由该电动构件10旋转驱动的压缩构件12。压缩构件12配置于电动构件10的下方，电动构件10具有定子14和转子16。

压缩构件12包括：具有主轴20和偏心轴18的曲轴22；形成压缩室24的气缸26；一体地形成支承主轴20的轴承部28的气缸体30；能够在气缸26内滑动的活塞32；封闭气缸26的端面的阀板34；在阀板34中配备且分别开闭将压缩室24的内外连通的吸入孔（未图示）和排出孔36的吸入阀38和排出阀40；以及连结偏心轴18和活塞32的连结机构42。

另外，阀板34的与压缩室24相反的一侧配置有覆盖阀板34的气缸头44，由阀板34和气缸头44形成头空间46。

曲轴22的主轴20旋转自如地被气缸体30的轴承部28枢轴支承，且固定有转子16。

另外，如图23和图24所示，在活塞32的上表面（前端面）48形成有凹部50，从活塞32的移动方向看，凹部50至少一部分与排出孔36的一部分重叠，上表面48的凹部50以外的面52是平坦的，且与阀板34的内侧面平行。

接着，对现有的密闭型压缩机的动作进行说明。

在密闭型压缩机中，使电流流经定子14来产生磁场，使固定于主轴20的转子16旋转，由此，曲轴22旋转，经由安装于偏心轴18的连结机构42，活塞32在气缸26内往复运动，重复吸入、压缩、排出行程的一系列循环。

在吸入行程中，当活塞32向气缸26的容积增加的方向动作时，压缩室24内的工作流体4膨胀，当压缩室24内的压力低于吸入压力时，因压缩室24内的压力与制冷循环低压侧（未图示）的压力之差，吸入阀38开始打开，从制冷循环返回的低温的工作流体4经由吸入孔（未图示）流入到压缩室24内。

然后，在压缩行程中，当活塞32的动作从压缩室24的容积最大的下止点的位置转变为压缩室24内的容积减少的方向时，压缩室24内的压力上升，因压缩室24内的压力与制冷循环低压侧（未图示）的压力之差，吸入阀38关闭，压缩室24被封闭。

之后，如果活塞32进一步向使压缩室24的容积减少的方向动作，则工作流体4就被压缩，升压至规定的压力。

在排出行程中，当压缩室24内的工作流体4的压力上升，变成比由阀板34和气缸头44形成的头空间46内部的压力高时，因压力差，排出阀40开始打开，压缩室24内部的工作流体4通过排出孔36，向头空间46流出。之后，工作流体4从头空间46经由排出消音器（未图示），向制冷循环的高压侧（未图示）排出。

当活塞32位于最接近阀板34，且压缩室24的容积变得最小的上止点位置时，为了避免两者的干扰，在活塞32与阀板34之间存在间隙（clearance），在压缩室24中残存微小的容积。即，工作流体4残留在该微小的容积中而未被排出，所以在吸入行程中，该残留的工作流体4与经由吸入孔（未图示）流入到压缩室24的新的工作流体4一同被混合、压缩。

由于在活塞32的上表面48形成有凹部50，所以当活塞32位于上止点时，阀板34与凹部50之间的空间的间隙扩大，从活塞32的上表面48横切空间，能够确保工作流体4流向排出孔36的通过截面积较大。

其结果是，能够改善流向排出孔36的工作流体4的流动，缩小活塞32位于上止点时阀板34与活塞32的上表面48的间隙的距离，减少该空间的容积，由此能够改善压缩机的体积效率。

另外，也有一种结构是，在活塞的前端面设置突起，当活塞位于上止点时，上述突起侵入到阀板的排出孔，极大减少残留在压缩室内的工作流体的量（例如，参照专利文献2）。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公平8-6689号公报

专利文献2：日本特开2010-90705号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述专利文献1所述的现有的结构中，在活塞32向压缩室24的容积减少的方向移动的压缩行程中，在活塞32的上表面48和凹部50的附近，工作流体4的流动变成向凹部50的中央方向的流动，所以工作流体4的流动在凹部50的中央部相互交叉。

其结果是，工作流体4被压缩时的压缩室24内部的工作流体4的流动紊乱，流向排出孔36的工作流体4的流动随之受到阻碍。

因此，上述现有的结构具有以下的课题：当活塞32位于上止点时，残留在活塞32与阀板34之间的空间容积中的工作流体4的重量会增加，残留的工作流体4在吸入行程中再膨胀，体积效率下降。

另外，在上述专利文献2中所述的结构，虽然能够期待使压缩机的效率提高的效果，但是流向突起的工作流体的流动产生紊乱，存在改善的余地。

本发明就是为了解决上述现有的课题而研发的，其目的在于，改善压缩室内的工作流体的流动，降低活塞的上止点位置的压缩室的残留工作流体的重量，减少吸入行程时的残留工作流体的再膨胀，提高体积效率，由此提高密闭型压缩机的效率。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有的课题，本发明的密闭型压缩机，在活塞的与上述阀板相对的前端面，设置有从上述前端面的外周缘部向上述前端面的与排出孔相对的位置延伸的规定宽度的第一槽，上述第一槽的前端部位于上述前端面的与排出孔相对的位置，且以倾斜的方式形成。

根据该结构，在上述活塞从下止点向上止点移动的压缩行程中，伴随活塞的移动的压缩室的容积的减少，由此，压缩室内部的工作流体被压缩，变成从排出孔排出的流动。

此时，位于压缩室的内周面附近（活塞前端面的外周缘部）的工作流体，沿着上述第一槽，流向与排出孔相对的位置，生成沿着突起的平面流向排出孔去的流动，由此具有抑制在压缩室的内周面附近的残留的作用。

发明效果

本发明的密闭型压缩机能够降低活塞的上止点位置的压缩室的残留工作流体的残留量，减少残留工作流体的再膨胀量，提高体积效率，由此提高密闭型压缩机的效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的密闭型压缩机的纵截面图。

图2是该实施方式1的密闭型压缩机的压缩构件的分解立体图。

图3是构成该实施方式1的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

图4是该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的平面图。

图5是该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的图3所示的A-A线的纵截面图。

图6是该实施方式1的密闭型压缩机的主要部分放大截面图。

图7是说明该实施方式1的密闭型压缩机的动作的示意图。

图8是表示该实施方式1的密闭型压缩机的第一槽的宽度和深度与性能系数COP的关系的特性图。

图9是说明该实施方式1的密闭型压缩机的压缩行程中的工作流体的流向的示意图。

图10是表示设置于该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的突起（侧壁）的突出角度θ与性能系数COP的关系的特性图。

图11（A）是表示实施方式1的密闭型压缩机的工作流体动作的流速矢量图。

图11（B）是实施方式1的密闭型压缩机的活塞的正视图。

图12是构成本发明的实施方式2的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

图13是该实施方式2的密闭型压缩机的活塞的平面图。

图14是该实施方式2的密闭型压缩机的活塞的图12所示的A-A线的纵截面图。

图15是表示该实施方式2的密闭型压缩机的外周缘部的深度与性能系数COP的关系的特殊图。

图16是表示密闭型压缩机中的活塞的概略结构的立体图。

图17是构成本发明的实施方式3的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

图18是该实施方式3的密闭型压缩机的活塞的图17所示的A-A线的纵截面图。

图19是构成本发明的实施方式4的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

图20是构成本发明的实施方式5的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

图21是该实施方式5的密闭型压缩机的活塞的图20所示的A-A线的纵截面图。

图22是上述专利文献1中记载的现有的密闭型压缩机的纵截面图。

图23是现有的密闭型压缩机的活塞的从前端面侧看的平面图。

图24是现有的密闭型压缩机的活塞上部与阀板部的主要部分放大截面图。

符号说明

1密闭容器

2油

4工作流体

6压缩机主体

8悬簧

10电动构件

12压缩构件

13压缩室

14定子

16转子

18偏心轴

20主轴

22曲轴

24压缩室

26气缸

28轴承部

30汽缸体

32活塞

34阀板

36排出孔

38吸入阀

40排出阀

42连结机构

44气缸头

46头空间

48上表面

50凹部

52面

101密闭容器

102油

104工作流体

106吸入管

108排出管

110压缩构件

112电动构件

114压缩机主体

116悬簧

118曲轴

120气缸体

122活塞

124连结机构

127偏心轴

130主轴

132定子

135转子

138压缩室

140气缸

142轴承部

144吸入孔

146排出孔

148阀板

150吸入阀

152气缸头

154头螺栓

156吸入消音器

158排出消音器

160头空间

162前端面

164外周缘部

166活塞轴心

168第一槽

168A前端部

168B基端部

169第二槽

169A前端部

169B基端部

170突起

172压缩室轴心

174排出孔轴心

175突起轴心

177a侧壁

177b侧壁

177c侧壁

177d侧壁

177e顶面

具体实施方式

本发明的密闭型压缩机包括：电动构件；被电动构件驱动的压缩构件；和容纳电动构件与所述压缩构件的密闭容器，压缩构件包括：形成压缩室的气缸体；在压缩室内往复运动的活塞；以封闭压缩室的开口端的方式配置，且形成有将压缩室内外连通的排出孔的阀板，在活塞的与阀板相对的前端面上，设置从前端面的外周缘部向前端面的与排出孔相对的位置延伸的规定宽度的第一槽，第一槽的前端部以位于前端面的与排出孔相对的位置且倾斜的方式形成。

根据该结构，在活塞从下止点向上止点动作的压缩行程时，能够利用第一槽将位于远离上述排出孔的压缩室的内周面附近（活塞前端面的外周缘部）的工作流体向活塞的前端面的与排出孔相对的位置引导，能够有效地利用第一槽的前端部向排出孔引导。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以活塞的前端面形成为圆形状，第一槽的宽度为活塞的直径的10%以上30%以下。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以在活塞的与阀板相对的前端面，还设置有从前端面的外周缘部向前端面的与排出孔相对的位置延伸的规定宽度的第二槽，第二槽的基端部位于离第一槽的基端部最远的位置，第二槽的前端部位于前端面的与排出孔相对的位置，且以倾斜的方式形成。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以在活塞的与阀板相对的前端面设置有突起，突起以当活塞位于上止点时插入到阀板的排出孔的方式形成。

由此，能够降低包括排出孔部的容积在内的、活塞变成（大致）上止点位置的状态下的工作流体的残留空间容积。

其结果是，在活塞的（大致）上止点位置，能够减少残留在活塞与阀板之间的间隙容积内的工作流体的重量，能够抑制吸入行程中的残留工作流体的再膨胀量，提高体积效率。另外，通过抑制因工作流体滞留在压缩室的内周面附近而引起的过压缩，能够减少输入到压缩机的电量，提供一种效率提高的密闭型压缩机。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽与第二槽以相互连通的方式形成，在第一槽和第二槽中的至少一个槽的底面设置有突起，突起以当活塞位于上止点时插入到阀板的排出孔的方式形成。

由此，能够降低包括排出孔部的容积在内的、活塞变成（大致）上止点位置的状态下的工作流体的残留空间容积。

其结果是，在活塞的（大致）上止点位置，能够减少残留在活塞与阀板之间的间隙容积内的工作流体的重量，能够抑制吸入行程中的残留工作流体的再膨胀量，提高体积效率。另外，通过抑制因工作流体滞留在压缩室的内周面附近而引起的过压缩，能够减少输入压缩机的电量，提供一种效率提高的密闭型压缩机。

另外，通过采用该结构，能够将工作流体从夹着突起的两侧向上述排出孔引导。其结果是，在活塞的（大致）上止点位置，能够进一步减少残留在活塞与阀板之间的间隙容积内的工作流体的重量，能够进一步抑制因工作流体滞留在压缩室的内周面附近而引起的过压缩。因此，能够进一步减少输入到压缩机的电量，提高密闭型压缩机的效率。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以突起以与工作流体的流通方向相对的面是平面的方式形成。

通过采用该结构，能够有效地将沿着第一槽流动且朝向排出孔的工作流体向排出孔引导，进一步减少排出行程中的工作流体在压缩室内的残留量，能够进一步提高密闭型压缩机的效率。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以突起以构成该突起的一对侧壁与第一槽的延伸方向平行的方式形成。

通过采用该结构，能够抑制沿着第一槽流动的工作流体的流动的紊乱，将工作流体顺畅地向排出孔引导。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以突起以该突起的从活塞的前端面突出的平面与活塞的前端面所成的角度θ是90°以上110°以下的方式形成。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以突起以其轴心与排出孔的轴心一致的方式形成。

通过采用该结构，例如，只要从排出孔的轴心方向看突起左右对称地形成，作为工作流体的通道的第一槽以突起为轴左右对称地形成，就能够使工作流体的流动更加顺畅，能够提供效率进一步提高的密闭型压缩机。

此外，所谓第一槽以突起为轴左右对称地形成，并非完全左右对称，只要是在发挥本发明的作用效果的范围内，第一槽也可以不以突起为轴左右对称地形成。例如，第一槽在发挥本发明的作用效果的范围内，流体的流通方向（从第一槽的基端部向前端部的方向）看，突起的左侧的底面的宽度或者深度也可以比突起的右侧的底面的宽度或者深度小。另外，例如，第一槽在发挥本发明的作用效果的范围内，流体的流通方向（从第一槽的基端部向前端部的方向）看，突起的左侧的底面的宽度或者深度也可以比突起的右侧的底面的宽度或者深度大。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽沿着活塞的前端面的通过与排出孔相对的位置的直径形成，基端部位于活塞的前端面的外周缘部中的、远离活塞的前端面的与排出孔相对的位置的外周缘部。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽以构成其前端部的倾斜面与活塞的前端面所成的角度θ是90°以上110°以下的方式形成。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以突起以沿着构成第一槽的前端部的倾斜面，从活塞的前端面突出的方式形成。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽的宽度是2mm以上6mm以下，前端部以外的部分的深度是20μm以上60μm以下。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽以底面倾斜，随着从该第一槽的基端部向前端部去而变浅的方式形成。

另外，在本发明的密闭型压缩机中，也可以第一槽的基端部的深度是10μm以上500μm以下。

通过采用该结构，通过使第一槽的深度最优化，能够提供一种效率进一步提高的密闭型压缩机。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在所有的附图中，相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，在所有的附图中，重点对说明本发明所需的构成要素进行图示，对于其他的构成要素有时省略其图示。此外，本发明并不限定于以下的实施方式。

（实施方式1）

图1是本发明的实施方式1的密闭型压缩机的纵截面图，图2是该实施方式1的密闭型压缩机的压缩构件的分解立体图，图3是构成该实施方式1的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图，图4是该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的平面图，图5是该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的图3所示的A-A线的纵截面图，图6是该实施方式1的密闭型压缩机的主要部分放大截面图。

如图1至图6所示，密闭容器101在底部贮存油102，还封入制冷剂作为工作流体104。作为制冷剂，例如列举全球变暖系数低的烃类的R600a等。

另外，密闭容器101通过铁板的拉深成型而形成，包括吸入管106和排出管108。吸入管106以贯通密闭容器101的方式设置，其上游端与制冷循环的低压侧（未图示）连接，其下游端与密闭容器101内连通。排出管108以贯通密闭容器101的方式设置，其上游端与排出消音器（未图示）连通，其下游端与制冷循环的高压侧（未图示）连接。

另外，在密闭容器101内收纳有压缩机主体114，该压缩机主体114包括：压缩构件110；和驱动该压缩构件110的电动构件112。压缩机主体114由悬簧116弹性地支承于密闭容器101。

压缩构件110包括：曲轴118、汽缸体120、活塞122、连结机构124等。曲轴118包括主轴130和偏心轴127。此外，活塞122形成为圆筒状，通过金属模成型来制造。

电动构件112包括：用螺栓（未图示）固定在汽缸体120的下方的定子132；和配置于定子132的内侧，且被烧嵌固定于主轴130的转子135。

在汽缸体120中，形成压缩室138的气缸140和以使主轴130旋转自如的方式支承主轴130的轴承部142一体地形成。

另外，如图2所示，在气缸140的端面依次配置有吸入阀150、阀板148和气缸头152，以密封气缸140的端面的方式被头螺栓（head bolt）154固定。在阀板148设置有将压缩室138内外连通的吸入孔144和排出孔146。吸入阀150以开闭吸入孔144的方式构成。另外，气缸头152以覆盖阀板148的方式构成。

另外，在阀板148的与气缸头152相对的面上，固定有开闭排出孔146的排出阀158。而且，由阀板148和气缸头152形成头空间160。另外，如图1所示，吸入消音器156被握持固定在阀板148与气缸头152之间。

此外，在活塞122的与阀板148相对的活塞122的前端面162设置有带状（直线状）的第一槽168。如图3、图4所示，第一槽168以从离排出孔146最远的活塞122的外周缘部164向前端面162的与排出孔146的相对的位置去，且在直径方向上延伸的方式形成，其中心轴X以通过活塞的轴心166的方式设置。第一槽168的前端部位于前端面162的外周缘、且离外周缘部164最远的位置，与第二槽的基端部一致。另外，第一槽168的形状基于后述的实验结果，宽度为2mm至6mm的范围，深度为20μm至60μm的范围。此外，在本实施方式1中，由于第一槽168与第二槽连通，所以不区别第一槽168和第二槽地进行说明。

第一槽168由底面和一对侧壁形成，其深度大致一定。而且，在第一槽168的底面，从活塞122的移动方向看，在与排出孔146重叠的部分设置有突起170。突起170以当活塞122位于上止点时插入到阀板148的排出孔146的方式形成。换言之，突起170以从活塞122的移动方向看，位于比排出孔146更靠近内部的方式形成。此外，突起170与活塞122一体地形成。

此外，设置于阀板148的排出孔146如图6所示，形成为活塞122的突起170容易嵌入的大小。另外，排出孔146设置于比压缩室轴心172更向外周侧偏心的位置的排出孔轴心174。

因此，突起轴心175的位置设置于突起170在活塞122的往复移动时在排出孔146伸出没入的位置，所以与排出孔轴心174大致一致，位于比压缩室轴心172和与该压缩室轴心172（大致）一致的活塞轴心166更向外周侧偏心的位置。

如图3、图4所示，突起170是与活塞122的前端面162平行的面的截面形状为矩形的形状，即，以长方体（包括切头方锥形）为基础的形状，具有四个平面（以下称作侧壁）177a、177b、177c、177d和顶面177e。而且，突起170的面积大的侧壁177a、177c，和与它们相邻的面积小的侧壁177b、177d大致成90°（包括90°）交叉。因此，突起170的与活塞轴心166成直角的顶面177e是大致呈长方形（包括长方形）的形状。

另外，对于突起170的顶面177e、突起170的与活塞122的前端面162的连接面（以下，称作突起170的底面）的面积比（顶面177e/突起170的底面），从形成使工作流体流向排出孔146的观点看，优选20%以上，更优选50%以上。另外，对于突起170的顶面177e与底面的面积比，从不妨碍工作流体流向排出孔146的观点看，优选100%以下，更优选75%以下。

另外，对于突起170的底面与排出孔146的开口的面积比（突起170的底面/排出孔146的开口），从形成使工作流体流向排出孔146的观点看，优选30%以上，从不妨碍工作流体流向排出孔146的观点看，优选60%以下。

此外，由突起170的四个侧壁177a、177b、177c、177d和活塞122的前端面162形成的角度θ，如图5所示，大致设定为110°（包括110°）。由于活塞122和突起170通过金属模成型，所以该角度θ包括金属模的模锻斜度（角度），该模锻斜度能够任意地设定。因此，基于后述的实验结果，将角度θ定义为90°以上110°以下。

另外，突起170的四个侧壁177a、177b、177c、177d中的面积大的一个侧壁170a，如图4所示，面对活塞轴心（中心）166侧，面积小的一对侧壁177c、177d位于与形成第一槽168的侧壁大致平行的位置。

此外，突起170的高度H，如图6所示，被设定成比阀板148的厚度h略低。更详细地说，将突起170的高度H与阀板148的厚度h设定成：当活塞122位于上止点时，突起170的顶面177e位于自阀板148的内面有阀板148的厚度h的65～75%的高度位置。

接着，说明采用上述结构的密闭型压缩机的动作和作用。

在密闭型压缩机中，使电流流经定子132而产生磁场，使固定于主轴130的转子135旋转，由此使曲轴118旋转。随之，通过旋转自如地安装于偏心轴127的连结机构124，活塞122在气缸140内往复运动。

然后，随着该活塞122的往复运动，工作流体104经由吸入消音器156被吸入到压缩室138内，被压缩后从排出孔146排出，经过头空间160流向制冷循环（未图示）。

接着，参照图7，对压缩机主体114的工作流体104的吸入、压缩、排出行程进行说明。图7是说明该实施方式1的密闭型压缩机的动作的示意图，（a）表示吸入行程的中途，（b）表示吸入行程结束（下止点附近），（c）表示压缩行程的中途，（d）表示排出行程（上止点附近）。

在吸入行程中，如图7（a）所示，使活塞122沿着增加压缩室138的容积的箭头x方向动作，由此，压缩室138内的工作流体104膨胀，压缩室138内的压力下降。然后，当压缩室138内的压力低于吸入消音器156内的压力时，因压缩室138内的压力与吸入消音器156内的压力之差，吸入阀150打开。随之，从制冷循环返回的温度低的工作流体104，从吸入管106暂时向密闭容器101内开放，之后，经过吸入消音器156流入到压缩室138内。

之后，在压缩行程中，如图7（b）所示，当活塞122的动作从下止点转变为压缩室138内的容积减少的箭头y方向时，压缩室138内的压力上升，因压缩室138内的压力与吸入消音器156内的压力之差，吸入阀150关闭。压缩室138随之被密闭，活塞122进一步向压缩室138的容积减少的方向动作，由此，如图7（c）所示，工作流体104被压缩，升压至规定的压力。

然后，在排出行程中，当压缩室138内的工作流体104的压力上升，变成比由阀板148和气缸头152形成的头空间160内部的压力高时，如图7（d）所示，因压力差排出阀158开始打开。其结果是，压缩室138内部的工作流体104通过排出孔146，向头空间160流出。

然后，工作流体104从头空间160经由排出消音器（未图示），从排出管108流向制冷循环的高压侧（未图示）。

当压缩室138内部的压力低于头空间160内的压力时，排出阀158关闭，压缩室138随之被封闭，活塞122向下止点方向移动，再次进入吸入行程。

在活塞122的上止点位置，在活塞122与阀板148之间形成有用于避免两者干扰的间隙，在压缩室138中残存微小的容积。

即，因该微小的容积，在压缩室138的内部残留工作流体104。由于该残留的工作流体104未被排出，所以在吸入行程中，该残留的工作流体104与从吸入消音器156经过吸入孔144流入的新的工作流体104混合，并被压缩。

因此，如果采用现有的结构，则如上所述，因残留在压缩室138的内周面附近的工作流体104的再膨胀，能够期待的压缩效率的提高有限。

但是，在本实施方式1的压缩机中，采用一种在活塞122的前端面162设置第一槽168，而且使该第一槽168从离排出孔146最远的活塞122的外周缘部164上的位置向前端面162的与排出孔146相对的位置去，在活塞122的直径范围内延伸的结构，所以能够将位于压缩室138的内周面附近且被压缩的工作流体104尽可能地从排出孔146排出，能够期待比现有技术更大的作用效果。

另外，在本实施方式1的压缩机中，通过在与排出孔146对应的位置设置突起170，能够缩小活塞122与阀板148之间的间隙，从而能够进一步减少残存在压缩室138内的工作流体104。

而且，本发明人通过实验发现第一槽168的形状对压缩效率有影响。具体而言，在槽的宽度和深度不同的活塞122中测定性能系数COP，发现第一槽168的形状影响压缩效率。以下，参照图8，对第一槽168的形状与压缩效率的关系进行说明。图8是表示该实施方式1的密闭型压缩机的第一槽的宽度和深度与性能系数COP的关系的特性图。

如图8所示，可以确认，在宽度为2mm至6mm、深度为20μm至60μm的范围形成第一槽168时，与不具有第一槽168的情况相比，能够提高压缩机的性能系数COP，工作流体104的流动被有效地导向突起170。

此处，参照图9，对压缩、排出行程中的压缩室138内部的工作流体104的流动进行说明。图9是说明该实施方式1的密闭型压缩机的压缩行程中的工作流体的流动的示意图，（a）是压缩开始之前（吸入结束之前，下止点附近），（b）是压缩中途的行程，（c）是排出行程。

如图9（a）所示，当活塞122从压缩刚开始前状态向箭头y方向启动，压缩室138内的压力超过吸入消音器156内的压力，吸入阀150关闭时，如图9（b）所示，压缩室138内被封闭。然后，当活塞122向上止点方向，即压缩室138的容积减少的方向动作时，工作流体104被压缩。

此时，压缩室138内的工作流体104的流动，在活塞122的前端面162附近，通过形成于活塞122的前端面162的第一槽168，如箭头Y所示，产生沿着第一槽168的底面，从压缩室138的内周面向排出孔146去的流动。

然后，与头空间160的压力相比，压缩室138内部的压力升高，如图9（c）所示，如果排出阀158打开，则排出孔146附近的工作流体104如箭头Y1所示，快速地流向排出孔146方向，然后，通过排出孔146，向头空间160排出。

另一方面，远离排出孔146的图4的Z所示的区域（压缩室13的内周面附近）的工作流体104，如图9（c）的箭头Y2所示，受到箭头Y1所示的流动等的影响，一部分变成向压缩室138的内周面侧去的流动，在现有的压缩机的结构中，推测从排出孔146排出的速度变慢。

但是，在本实施方式1的压缩机中，由于设置有第一槽168，所以如箭头Y3所示，可以推测位于压缩室138的内周面附近的工作流体104由第一槽168形成为一定的流动，并被向突起170侧引导。

其结果是，通过使活塞122到达上止点附近，即使前端面162与阀板148的间隙变小，朝向排出孔146的流道变窄，残留在区域Z中的工作流体104也被流经活塞122的前端面162的第一槽168的工作流体104的流动（箭头Y3）引导，顺畅地从排出孔146排出。

因此，能够减少残留的工作流体104的重量，抑制再膨胀量，提高体积效率。

此外，活塞122的区域Z中的工作流体104，如上所述，随着因形成于活塞122的前端面162的第一槽168而生成的工作流体104的流动，不会滞留在活塞122的区域Z中，顺畅地从排出孔146向头空间160排出，所以因工作流体104的滞留而发生的以活塞122的前端面162的外周缘部164为主要部分的局部的压力上升得到缓解，也能够减少过多的压力上升引起的过压缩，能够降低输入到压缩机的电量，提高压缩机效率。

另外，如上所述，位于压缩室138的内周面附近的工作流体104，被流经设置于活塞122的前端面162的第一槽168的工作流体104的流动引导，变成从排出孔146排出的流动，所以能够缩小活塞122与阀板148的间隙，能够进一步将活塞122的上止点位置的压缩室138的容积设定得较小。这进一步减少残留的工作流体104允许的重量，抑制再膨胀（量），能够期待进一步提高体积效率。

此外，本发明人通过实验发现，也受突起170的活塞122的前端面162与至少侧壁177a形成的角度θ的影响。

下面，参照图10对伴随活塞122的突起170的形状的作用效果进行说明。

图10是表示设置于该实施方式1的密闭型压缩机的活塞的突起（侧壁）的突出角度θ与性能系数COP的关系的特性图。横轴是活塞122的突起170的离吸入孔144最近的侧壁177a与活塞122的前端面162所成的角度θ（参照图5），纵轴是性能系数COP。

活塞122的突起170与活塞的前端面162大致平行的截面形状大致呈长方形，突起170的离吸入孔144最近的侧壁177a与活塞122的前端面162所成的角度为θ时，如图10所示，在90°≤θ≤110°的范围，优选95°≤θ≤110°，通过实验确认效率提高。

接着，对图10所示的角度θ的实验结果进行推测。在突起170的形状为长方形（大致呈长方体）的情况下，在活塞122的突起170的四个侧壁177a、177b、177c、177d中，面积大的侧壁177a与活塞122的前端面162的角度θ为90°≤θ≤110°，由此可以推测，工作流体104有效地流入到与突起170的侧壁177a邻接的侧壁177c、177d。

具体而言，如图6所示，工作流体104撞击突起170。但是，突起170具有作为平面的四个侧壁177a、177b、177c、177d，且形成以长方体为基础的形状，此外，将突起轴心175配置成与排出孔轴心174大致一致，由此产生将流入排出孔146的工作流体104的紊乱的流动向一定方向、即排出孔146的轴向引导的作用。特别是使面对吸入孔144的方向，面积大的侧壁177a与活塞122的前端面162所成的角度θ在90°≤θ≤110°的范围，由此可以认为，与突起170的侧壁177a撞击的工作流体104的被向排出孔146方向引导的流动成分增多。

即，工作流体104因第一槽168而形成一定的流动，撞击突起170的侧壁177a（177b、177c、177d）的工作流体104向排出孔146的流动被进一步整流，受到该流动的引导，周边的工作流体104也流向排出孔146，所以积存在压缩室138内的工作流体104的量减少，降低吸入行程刚开始前的积存混合的工作流体104的再膨胀。其结果是，可以推测提高压缩机的性能系数COP的效果已经显现。

该实验结果证明，除了活塞122位于上止点时形成的空间（闭死容积，dead volume）的容积、排出孔146的形状和活塞122的突起170的形状以外，在突起170的四个侧壁177a、177b、177c、177d中，离排出孔轴心174最近的侧壁177a与活塞122的前端面162所成的角度θ有效地产生影响。

此外，图10的实验仅对一个侧壁177a的角度θ进行了考察。但是，其余的三个侧壁177b、177c、177d的角度θ也同样，设定在上述90°≤θ≤110°的范围内，由此能够期待进一步提高性能系数COP的作用效果。

另外，如果侧壁177a与活塞122的前端面162所成的角度θ小于90°，则向排出孔146的流动受到阻碍，性能系数COP下降。

另外，在排气行程中，突起170嵌入到排出孔146内部，能够降低包括活塞122的上止点位置的排出孔146的容积在内的压缩室138的容积，所以当然能够进一步降低残留的工作流体的重量，减少再膨胀量，提高体积效率。

另外，在采用排出孔146位于活塞122的前端面162的中央部的结构的情况下，也以从工作流体104所滞留的活塞122的外周缘部164向排出孔146的相对位置延伸的方式来设置第一槽168，能够期待同样的效果。

此外，突起轴心175以与排出孔轴心174大致一致的方式形成，所以能够减少工作流体104的流动阻碍，进一步提高体积效率。以下，参照图11（A）和图11（B）进行说明。图11（A）是表示实施方式1的密闭型压缩机的工作流体动作的流速矢量图。图11（B）是实施方式1的密闭型压缩机的活塞的正视图。

如图11（A）所示，突起轴心175以与排出孔轴心174大致一致的方式形成，突起170以相对的面相对于第一槽168的延伸方向对称的方式形成，如箭头Z所示，能够使压缩工序中的工作流体104的流速在双方中均匀，变成沿着突起170被整流的流动，由此能够减少工作流体104的流动阻碍，能够进一步提高体积效率。

另外，如图11（B）所示，只要突起170从排出孔146的轴心方向看左右对称地形成，作为工作流体的通道的第一槽168以突起170为轴左右对称地形成，就能够使工作流体的流动更加顺畅，能够进一步提高体积效率。

此外，所谓第一槽168以突起170为轴左右对称地形成，并非完全左右对称，只要是在发挥本发明的作用效果的范围内，第一槽168也可以不以突起170为轴左右对称地形成。例如，第一槽168在发挥本发明的作用效果的范围内，从流体的流通方向（从第一槽168的基端部168B向前端部168A的方向）看，突起170的左侧的底面的宽度或者深度可以比突起170的右侧的底面的宽度或者深度小。另外，例如，第一槽168在发挥本发明的作用效果的范围内，从流体的流通方向（从第一槽168的基端部168B向前端部168A的方向）看，突起170的左侧的底面的宽度或者深度可以比突起170的右侧的底面的宽度或者深度大。

（实施方式2）

图12是构成本发明的实施方式2的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。图13是该实施方式2的密闭型压缩机的活塞的平面图。图14是该实施方式2的密闭型压缩机的活塞的图12所示的A-A线的纵截面图。图15是表示该实施方式2的密闭型压缩机的外周缘部的深度与性能系数COP的关系的特殊图。

如图12和图13所示，本发明的实施方式2的密闭型压缩机的基本结构与实施方式1的密闭型压缩机相同，但是第一槽168的结构不同。

具体而言，第一槽168的底面形成随着从活塞122的前端面162的与排出孔146相对的位置向外周缘部164去而远离阀板148的倾斜面。基于后述的实验结果，第一槽168的形状是，宽度W（参照图13）为5mm，外周缘部（基端部）164的深度L（参照图14）为10μm至500μm的范围。此外，在本实施方式2中，第一槽168以从其基端部至前端部形成一定的倾斜角度的方式形成底面。因此，第一槽168的前端部的深度被设定为该第一槽168的底面成倾斜面的深度。

接着，对第一槽168的基端部的深度与压缩效率的关系进行说明。图15是表示实施方式2的密闭型压缩机的第一槽的基端部的深度与性能系数COP的关系的特性图。

如图15所示，第一槽168的宽度为5mm，第一槽168的前端部的深度固定，第一槽168的基端部的深度形成从10μm至500μm时，工作流体104的流动被有效地向突起170引导。因此，如上所述，第一槽168的基端部的深度L优选是10μm以上500μm以下。

采用这种方式构成的本实施方式2的密闭型压缩机也发挥与实施方式1的密闭型压缩机同样的作用效果。此外，在本实施方式2中，由于第一槽168的底面倾斜，所以可以推测，工作流体104以该倾斜作为引导，向排出孔146变成更顺畅的流动。

另外，在本实施方式2中，第一槽168的基端部的深度L优选为10μm以上500μm以下，但是总结实施方式1的实验结果，也可以是20μm以上500μm以下。

另外，在本实施方式2中，采用了使第一槽168的前端部的深度固定的方式，但并不限定于此，在发挥本发明的作用效果的范围内，也可以采用使第一槽168的前端部的深度不固定的方式。此处，图16是表示密闭型压缩机中的活塞的概略结构的立体图，是第一槽168的前端部的深度不固定的方式的一例。此外，在图16中省略了一部分。

如图16所示，作为第一槽168的前端部的深度不固定的方式，例示了从流体的流通方向（从第一槽168的基端部向前端部的方向）看，突起170的左侧的底面的深度比突起170的右侧的底面的深度大的方式。

此外，在本实施方式2中，采用了使第一槽168的前端部的深度固定的方式，但并不限定于此，在发挥本发明的作用效果的范围内，也可以采用使第一槽168的基端部的深度不固定的方式。

（实施方式3）

图17是构成本发明的实施方式3的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。图18是该实施方式3的密闭型压缩机的活塞的图17所示的A-A线的纵截面图。

如图17和图18所示，本发明的实施方式3的密闭型压缩机的基本结构与实施方式1的密闭型压缩机相同，但是第一槽168的结构不同，未设置突起170这一点不同。

具体而言，第一槽168以从前端面162的外周缘部164向该前端面162的与排出孔146相对的位置成直线延伸的方式形成带状，前端部168A倾斜。另外，第一槽168以前端部168A位于前端面162的与排出孔146相对的位置的方式形成。此外，第一槽168的基端部168B位于在直径方向上离前端面162的与排出孔146相对的位置最远的前端面162的外周缘部。

从使工作流体104容易向排出孔146流动的观点来看，第一槽168的宽度优选活塞122的前端面162的直径的10%以上，从同样的观点来看，也可以是2mm以上。另外，从使工作流体104容易在该第一槽168内流动的观点来看，第一槽168的宽度优选30%以下，也可以是6mm以下。另外，如上所述，第一槽168的深度优选在20μm以上60μm以下之间固定。

而且，如图18所示，在第一槽168中，构成前端部168A的倾斜面与前端面162所成的角度θ优选90°以上110°以下，更优选95°以上110°以下。通过采用这样的方式来规定，如上述实施方式1所示，能够使工作流体104容易向排出孔146流动。即，从第一槽168的基端部168B向前端部168A流通的工作流体104，因构成前端部168A的倾斜面而变得更容易向排出孔146流动。因此，能够减少残存在压缩室138内的工作流体104。

因此，采用这种方式构成的本实施方式3的密闭型压缩机也发挥与实施方式1的密闭型压缩机同样的作用效果。

（实施方式4）

图19是构成本发明的实施方式4的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。

如图19所示，本发明的实施方式4的密闭型压缩机的基本结构与实施方式1的密闭型压缩机相同，但是第一槽168和突起170的结构不同。具体而言，本实施方式4的密闭型压缩机的第一槽168以与实施方式3的密闭型压缩机的第一槽168同样的方式构成。因此，省略第一槽168的详细说明。

另外，本实施方式4的密闭型压缩机的突起170设置于前端面162的与排出孔146相对的位置，这一点与实施方式1的密闭型压缩机的突起170不同。此外，突起170与实施方式1同样，以当活塞122位于上止点时，插入到阀板148的排出孔146的方式形成。

采用这种方式构成的本实施方式4的密闭型压缩机也发挥与实施方式1的密闭型压缩机同样的作用效果。

（实施方式5）

图20是构成本发明的实施方式5的密闭型压缩机的压缩构件的活塞的立体图。图21是该实施方式5的密闭型压缩机的活塞的图20所示的A-A线的纵截面图。

如图20和图21所示，本发明的实施方式5的密闭型压缩机的基本结构与实施方式1的密闭型压缩机相同，但是第一槽168的结构不同，未设置突起170这一点和设置有第二槽169这一点不同。

具体而言，本实施方式5的密闭型压缩机的第一槽168以与实施方式3的密闭型压缩机的第一槽168同样的方式构成。因此，省略第一槽168的详细说明。

另外，第二槽169以从前端面162的外周缘部164向该前端面162的与排出孔146相对的位置延伸的方式形成带状，前端部169A倾斜。另外，第二槽169以前端部169A位于前端面162的与排出孔146相对的位置的方式形成。此外，第二槽169的基端部169B位于离第一槽168的基端部168B最远的位置。换言之，第二槽169以夹着前端面162的与排出孔146相对的位置，且与第一槽168相对的方式设置。

从使工作流体104容易向排出孔146流动的观点来看，第二槽169的宽度优选活塞122的前端面162的直径的10%以上，从同样的观点来看，也可以是2mm以上。另外，从使工作流体104容易在该第二槽169内流动的观点来看，第二槽169的宽度优选30%以下，也可以是6mm以下。另外，如上所述，第二槽169的深度优选20μm以上60μm以下。此外，第一槽168的宽度和第二槽169的宽度，既可以形成相同的尺寸，也可以形成不同的尺寸。同样，第一槽168的宽度和第二槽169的深度，既可以形成相同的尺寸，也可以形成不同的尺寸。

而且，如图21所示，在第二槽169中，构成前端部169A的倾斜面与前端面162所成的角度θ1优选90°以上110°以下，更优选95°以上110°以下。通过采用这样的方式来规定，如上述实施方式1所示，能够使工作流体104容易向排出孔146流动。即，从第二槽169的基端部169B向前端部169A流通的工作流体104，因构成前端部169A的倾斜面而变得更容易朝着排出孔146流动。因此，能够减少残存在压缩室138内的工作流体104。

因此，采用这种方式构成的本实施方式5的密闭型压缩机也发挥与实施方式1的密闭型压缩机同样的作用效果。

由以上说明可知，对于本领域技术人员而言，本发明的众多的改良和其他的实施方式是显而易见的。因此，上述说明应解释为仅仅是一个例子，是以向本领域技术人员展示一个实施本发明的最佳方式为目的而提供的。在不脱离本发明的主旨的情况下，能够实质上变更其详细的结构和/或功能。另外，通过在上述实施方式中展示的多个构成要素的适当组合，能够形成各种各样的发明。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的密闭型压缩机能够提高体积效率，提高压缩机效率，所以并不限定于家庭用电冷藏库，也能广泛应用于空调机、自动售卖机或其他的冷冻装置、乃至空气压缩机等工业用压缩机等。

Claims (15)

1.一种密闭型压缩机，其特征在于，包括：

电动构件；

由所述电动构件驱动的压缩构件；和

容纳所述电动构件和所述压缩构件的密闭容器，

所述压缩构件包括：形成压缩室的气缸体；在所述压缩室内往复运动的活塞；和以封闭所述压缩室的开口端的方式配置，且形成有将所述压缩室内外连通的排出孔的阀板，

在所述活塞的与所述阀板相对的前端面，设置有从所述前端面的外周缘部向所述前端面的与排出孔相对的位置延伸的规定宽度的第一槽，

所述第一槽的前端部位于所述前端面的与排出孔相对的位置，且以倾斜的方式形成。

2.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述活塞的前端面形成为圆形状，

所述第一槽的宽度为所述活塞的直径的10%以上30%以下。

3.如权利要求1或2所述的密闭型压缩机，其特征在于：

在所述活塞的与所述阀板相对的前端面，还设置有从所述前端面的外周缘部向所述前端面的与排出孔相对的位置延伸的规定宽度的第二槽，

所述第二槽的基端部位于离所述第一槽的基端部最远的位置，所述第二槽的前端部位于所述前端面的与排出孔相对的位置，且以倾斜的方式形成。

4.如权利要求1或3所述的密闭型压缩机，其特征自在于：

在所述活塞的与所述阀板相对的前端面设置有突起，

所述突起以当所述活塞位于上止点时插入到所述阀板的排出孔的方式形成。

5.如权利要求3所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽与所述第二槽以相互连通的方式形成，

在所述第一槽和所述第二槽中的至少一个槽的底面设置有突起，

所述突起以当所述活塞位于上止点时插入到所述阀板的排出孔的方式形成。

6.如权利要求4或5所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述突起以与工作流体的流通方向相对的面是平面的方式形成。

7.如权利要求5所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述突起以构成该突起的一对侧壁与所述第一槽的延伸方向平行的方式形成。

8.如权利要求4或5所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述突起以该突起的从所述活塞的前端面突出的平面与所述活塞的前端面所成的角度θ是90°以上110°以下的方式形成。

9.如权利要求4或5所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述突起以其轴心与所述排出孔的轴心一致的方式形成。

10.如权利要求1所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽沿着所述活塞的前端面的通过与所述排出孔相对的位置的直径形成，基端部位于所述活塞的前端面的外周缘部中的、远离所述活塞的前端面的与所述排出孔相对的位置的所述外周缘部。

11.如权利要求4所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽以构成其前端部的倾斜面与所述活塞的前端面所成的角度θ是90°以上110°以下的方式形成。

12.如权利要求11所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述突起以沿着构成所述第一槽的前端部的倾斜面，从所述活塞的前端面突出的方式形成。

13.如权利要求11所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽的宽度是2mm以上6mm以下，所述前端部以外的部分的深度是20μm以上60μm以下。

14.如权利要求1或4所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽以底面倾斜，随着从该第一槽的基端部向所述前端部去而变浅的方式形成。

15.如权利要求14所述的密闭型压缩机，其特征在于：

所述第一槽的所述基端部的深度是10μm以上500μm以下。

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