JP2009019570A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入マフラの消音空間内の消音効果を高め、低騒音の圧縮機を提供する。
【解決手段】消音空間１２１を備えた吸入マフラ１２２と、吸入マフラ１２２はシリンダ内と消音空間１２１を連通する連通管１２３と、消音空間１２１と密閉容器内の空間を連通する尾管１２４を備え、尾管１２４は、密閉容器内の空間と連通する吸入口１２５と、吸入口１２５より上方で消音空間１２１内に開口する開口部１３１を備えるとともに、尾管１２４の開口部１３１より下方の位置に尾管１２４内と消音空間１２１とを連通する連通口１３２を備えたもので、消音空間１２１内に吸い込まれた多量のオイルを連通口１３２から排出して消音空間１２１容積を確保し、冷媒ガスが吸い込まれる際の圧力脈動を減衰すると共に、連通口１３２から漏れる消音空間１２１内の音を尾管１２４により減衰し、騒音を低減することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷凍冷蔵庫等の冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機に関するものである。

従来、低騒音を目的とした密閉型圧縮機は吸入マフラ備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の密閉型圧縮機を説明する。

図５は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の側面の縦断面図、図６は特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の正面の縦断面図である。図７は特許文献１に記載された従来の吸入マフラの正面図である。図８は特許文献１に記載された従来の吸入マフラの要部断面図である。

図５から図８において、密閉容器１にはオイル１６が収納されるとともに、固定子２と回転子３からなる電動要素４と、電動要素４によって駆動される圧縮要素５が収容される。

圧縮要素５は、圧縮要素５は回転子３とともに回転するシャフト６と、圧縮室７を形成するシリンダ８と、シリンダ８内を往復摺動自在に挿入されたピストン９と、シャフト６とピストン９を連結するコンロッド１０と、消音空間１１を形成する吸入マフラ１２を備えている。シャフト６には給油機構１７が設けられている。

そして、吸入マフラ１２は、消音空間１１と、圧縮室７に連通する連通管１３と、密閉容器１内に開口する吸入口１８とを有するとともに、吸入口１８は吸入マフラ１２の密閉容器１側の側面に開口しており、吸入管（図示せず）は吸入口１８に近接対向し開口している。

吸入マフラ１２は、消音空間１１とシリンダ８を連通する連通管１３と、密閉容器１内に開口され冷媒ガスの吸入通路である尾管１４と、吸入マフラ１２下部で消音空間１１と密閉容器１内空間を連通するオイル排出穴１５を備え、尾管１４は、吸入口１８より上方で消音空間１１内に開口している。

吸入マフラ１２はシリンダヘッド１９に固定され、シリンダヘッド１９はシリンダ８に固定される。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

固定子２に通電され、回転子３がシャフト６を回転させ、シャフト６の回転運動がコンロッド１０を介してピストン９に伝えられることで、ピストン９はシリンダ８内を往復運動し、外部冷凍システム（図示せず）から流れてきた冷媒ガスは、密閉容器１内に流入した後、尾管１４を通って吸入マフラ１２の消音空間１１に吸入され、連通管１３を通ってシリンダ８内に間欠的に吸入される。

シリンダ８内に吸入された冷媒ガスはピストン９により圧縮され、再び外部冷凍システム（図示せず）へと吐出される。

ここで、シリンダ８内へ冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動は冷媒ガスの流れと逆向きに伝播していくが、その圧力脈動は吸入マフラ１２の消音空間１１で減衰されるため騒音は低減される。

また、密閉容器１内の下部に貯留したオイル１６は、シャフト６に設けた給油機構１７により、シャフト６と軸受を兼ねたシリンダ８等の各摺動部に供給されて潤滑し、密閉容器１内に飛散される。

そのため、密閉容器１内の冷媒ガスには霧状のオイル１６が含まれ、このオイル１６の一部は圧縮室７に導かれて圧縮室７内を潤滑し、また一部は吸入マフラ１２内の消音空間１１に吸い込まれた際に冷媒ガスと分離し、消音空間１１の底部に溜まり、オイル排出穴１５から密閉容器１内に排出される。
特開平８−２８４８２６号公報

しかしながら上記従来の構成では、密閉容器１内に多量のオイル１６が飛散している場合や、外部冷凍システムから圧縮機に流れてきた冷媒ガスにオイル１６が多量に含まれ、吸入管から直接吸入マフラ１２内に吸入された場合、オイル１６は消音空間１１内に多量に導かれ、消音空間１１の底部のオイル排出穴１５から密閉容器１内に排出しきれずに消音空間１１に貯留する可能性があった。

そのため、消音空間１１容積が減少し、シリンダ８内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を十分に減衰でき消音効果が低減し、騒音が大きくなるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、吸入マフラ内の消音空間に貯留するオイル量を低減し、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、吸入マフラはシリンダ内と消音空間を連通する連通管と、消音空間と密閉容器内の空間を連通する尾管を備え、尾管は、密閉容器内の空間と連通する吸入口と、吸入口より上方で消音空間内に開口する開口部を備えるとともに、尾管の開口部より下方の位置に尾管内と消音空間とを連通する連通口を備えたもので、吸入マフラの消音空間内に多量のオイルが吸い込まれても、オイルは連通口から随時排出されて消音空間容積を確保することができ、シリンダ内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を減衰させるという作用を有する。

本発明の密閉型圧縮機は、吸入マフラの消音空間内にオイルが溜まることを防ぐことができるので、吸入マフラの消音空間容積を確保することができ、騒音の低い密閉型圧縮機を提供することができる。

請求項１に記載の発明は、密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素とオイルを収容し、前記圧縮要素は、圧縮室を形成するシリンダとピストンと、消音空間を備えた吸入マフラからなり、前記吸入マフラは前記シリンダ内と前記消音空間を連通する連通管と、前記消音空間と前記密閉容器内の空間を連通する尾管を備え、前記尾管は、前記密閉容器内の空間と連通する吸入口と、前記吸入口より上方で前記消音空間内に開口する開口部を備えるとともに、前記尾管の前記開口部より下方の位置に前記尾管内と前記消音空間とを連通する連通口を形成したもので、消音空間内に吸い込まれた多量のオイルを尾管を介して連通口から密閉容器内に排出し、吸入マフラの消音空間の容積を確保することで、シリンダ内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を減衰させ、騒音を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、連通口を消音空間内で吸入マフラの固有振動数における振動モードの節となる位置に開口させたもので、消音空間が持つ特定共鳴周波数の冷媒ガスの脈動音が連通口から密閉容器内に漏れるのを防止することができるので、請求項１に記載の発明の効果に加えて、さらに、特定周波数の騒音を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、吸入マフラの消音空間の底部に連通口より断面積の小さなオイル排出孔を設けたもので、前記消音空間の底部に残ったオイルを完全に密閉容器内に排出し、消音空間容積を確実に確保することで、請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、さらに、シリンダ内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を減衰させ、騒音を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、オイル排出孔の周囲に吸入マフラの外壁から下方に延出したスカート部を設けたもので、シリンダ内に冷媒ガスが吸い込まれる際に、吸入マフラ表面に付着し下部に垂れたオイルを、スカート部によりオイル排出孔から消音空間内に吸い込むことを防止し、消音空間容積を確保することで、請求項３に記載の発明の効果に加えて、さらに、シリンダ内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を減衰させ、騒音を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の側面の縦断面図、図２は同実施の形態の形態における密閉型圧縮機の正面の縦断面図である。図３は同実施の形態における吸入マフラの正面図、図４は同実施の形態の形態における吸入マフラの要部断面図である。

図１から図４において、密閉容器１０１には潤滑油であるオイル１０６が収納されるとともに、固定子１０２と回転子１０３からなる電動要素１０４と、電動要素１０４によって駆動される圧縮要素１０５が収容される。

圧縮要素１０５は、回転子１０３とともに回転するシャフト１１１と、圧縮室１１２を形成するシリンダ１１３と、シリンダ１１３内を往復摺動自在に挿入されたピストン１１４と、シャフト１１１とピストン１１４を連結するコンロッド１１５と、消音空間１２１を形成する吸入マフラ１２２を備えている。

吸入マフラ１２２はシリンダヘッド１４１に固定され、シリンダヘッド１４１はシリンダ１１３に固定される。

また、シャフト１１１には給油機構１１７が設けられている。

吸入マフラ１２２は、シリンダ１１３内と消音空間１２１を連通する連通管１２３と、消音空間１２１と密閉容器１０１内の空間を連通する尾管１２４を備え、尾管１２４は、密閉容器１０１内の空間と連通する吸入口１２５を有するとともに、吸入口１２５は吸入マフラ１２２の密閉容器１０１側の側面に開口しており、吸入管（図示せず）は吸入口１２５に近接対向し開口している。

さらに、尾管１２４は吸入口１２５より上方で消音空間１２１内に開口する開口部１３１を備えるとともに、尾管１２４の開口部１３１より下方で消音空間１２１の底部に近い位置に、尾管１２４内と消音空間１２１とを連通する連通口１３２が設けられている。

さらに、連通口１３２は、消音空間１２１内で吸入マフラ１２２の固有振動数における振動モードの節となる位置に開口されている。固有振動数は吸入マフラ１２２形状の縦横高さなどの壁間距離によって決まる特定の共鳴周波数（例えば、Ｒ１３４ａで壁間距離約３ｃｍのとき約５ｋＨｚ）である。

吸入マフラ１２２の消音空間１２１の底部には、連通口１３２より断面積の小さなオイル排出孔１３３を有しており、密閉容器１０１内の空間に連通している。本実施例では、連通口１３２の孔径が３ｍｍで、オイル排出孔１３３の孔径は０．５ｍｍである。

オイル排出孔１３３の周囲には、吸入マフラ１２２の外壁から消音空間１２１の底部よりさらに下方に延出したスカート部１３４を有している。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作を説明する。

固定子１０２に通電され、回転子１０３がシャフト１１１を回転させ、シャフト１１１の回転運動がコンロッド１１５を介してピストン１１４に伝えられることで、ピストン１１４はシリンダ１１３内を往復運動し、外部冷凍システム（図示せず）から流れてきた冷媒ガスは密閉容器１０１内に流入する。

密閉容器１０１内に流入した冷媒ガスは、尾管１２４を通って吸入マフラ１２２の消音空間１２１に吸入され、連通管１２３を通ってシリンダ１１３内に間欠的に吸入される。

シリンダ１１３内に吸入された冷媒ガスはピストン１１４により圧縮され、再び外部冷凍システム（図示せず）へと吐出される。

ここで、シリンダ１１３内へ冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動は、冷媒ガスの流れと逆向きに伝播していくが、その圧力脈動は吸入マフラ１２２の消音空間１２１で減衰されるため騒音は低減される。

また、密閉容器１０１内の下部に貯留したオイル１０６は、シャフト１１１に設けた給油機構１１７により、シャフト１１１と軸受を兼ねたシリンダ１１３等の各摺動部に供給されて潤滑し、その後にシャフト１１１から密閉容器１０１内に飛散される。

そのため、密閉容器１０１内の冷媒ガスには霧状のオイル１０６が含まれ、このオイル１０６の一部は冷媒ガスとともに圧縮室１１２に導かれて圧縮室１１２内を潤滑し、また一部は吸入マフラ１２２内の消音空間１２１に吸い込まれた際に冷媒ガスと分離し、分離したオイル１０６は消音空間１２１の底部のオイル排出穴１３３から密閉容器１０１内に排出される。

実験によると、例えばオイル排出穴１３３の孔径が０．５ｍｍの時、消音空間１２１内のオイルは１０〜５０ｃｃ／ｍｉｎ程度である。

また、密閉容器１０１内に多量のオイル１０６が飛散している場合や、外部冷凍システムから圧縮機に流れてきた冷媒ガスにオイル１０６が多量に含まれ、吸入管から直接吸入マフラ１２２内に吸入された場合、消音空間１２１内に入った多量のオイル１０６はオイル排出穴１３３から排出しきれずに消音空間１２１内の底部に溜まり、連通口１３２に達する。

連通口１３２に達したオイル１０６は、連通口１３２から尾管１２４を介して短時間で排出される。

実験によると、連通口１３２の孔径が３ｍｍの時、連通口１３２からにオイル１０６の排出量は１００〜１４０ｃｃ／ｍｉｎであった。

そのため、吸入マフラ１２２内の消音空間１２１に吸い込まれたオイル１０６の量が多く、オイル排出穴１３３から排出しきれない場合においても、連通口１３２から密閉容器１０１内にオイル１０６を短時間で排出することができ、消音空間１２１内にオイル１０６が溜まることを防止することができる。

従って、消音空間１２１内にオイル１０６が溜まらず、常に消音空間１２１容積を確保することができ、シリンダ１１３内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を消音空間１２１で減衰させ騒音を低減することができる。

ここで、オイル排出孔１３３の孔径は小さいため吸入マフラ１２２内の騒音が漏れることはなく、またオイル１０６を排出するために設けた連通口１３２から漏れる吸入マフラ１２２内の騒音は、尾管１２４により減衰させることができ、オイル排出孔１３３や連通口１３２からの騒音漏れを防ぐことができる。

さらに、連通口１３２は、消音空間１２１内で吸入マフラ１２２の固有振動数における振動モードの節となる位置に開口されているので、特定の固有振動数の騒音をより減衰させることができ、特定の騒音をより低減することができる。

例えば、冷媒ガスがＲ１３４ａで、吸入マフラ１２２形状の高さ方向の壁間距離が３ｃｍの時には、５ｋＨｚ前後の騒音が特に減衰され騒音を低減することができる。

さらに、シリンダ１１３内に冷媒ガスを吸い込む際に、オイル排出孔１３３の周囲にスカート部１３４を設けることで、吸入マフラ１２２表面に付着し下方に垂れたオイル１０６をオイル排出孔１３３から消音空間１２１内に吸い込むことを防止し、消音空間１２１容積を確保することで、シリンダ１１３内に冷媒ガスが吸い込まれる際に発生する圧力脈動を減衰させ、さらに騒音を低減することができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は騒音が低くなるため、家庭用冷蔵庫を初めとして、除湿機やショーケース、自販機等、冷凍サイクルを用いたあらゆる用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の側面の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の正面の縦断面図 同実施の形態における吸入マフラの正面図 同実施の形態における吸入マフラの要部断面図 従来の密閉型圧縮機の側面の縦断面図 従来の密閉型圧縮機の正面の縦断面図 従来の吸入マフラの正面図 従来の吸入マフラの要部断面図

符号の説明

１０１ 密閉容器
１０５ 圧縮要素
１０６ オイル
１１２ 圧縮室
１１３ シリンダ
１１４ ピストン
１２１ 消音空間
１２２ 吸入マフラ
１２３ 連通管
１２４ 尾管
１２５ 吸入口
１３１ 開口部
１３２ 連通口
１３３ オイル排出孔
１３４ スカート部

Claims (4)

1. 密閉容器内に冷媒を圧縮する圧縮要素とオイルを収容し、前記圧縮要素は、圧縮室を形成するシリンダとピストンと、消音空間を備えた吸入マフラからなり、前記吸入マフラは前記シリンダ内と前記消音空間を連通する連通管と、前記消音空間と前記密閉容器内の空間を連通する尾管を備え、前記尾管は、前記密閉容器内の空間と連通する吸入口と、前記吸入口より上方で前記消音空間内に開口する開口部を備えるとともに、前記尾管の前記開口部より下方の位置に前記尾管内と前記消音空間とを連通する連通口を形成した密閉型圧縮機。
2. 連通口を、消音空間内で吸入マフラの固有振動数における振動モードの節となる位置に開口させた請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 吸入マフラの消音空間の底部に連通口より断面積の小さなオイル排出孔を設けた請求項１または請求項２に記載の密閉型圧縮機。
4. オイル排出孔の周囲に、吸入マフラの外壁から下方に延出したスカート部を設けた請求項３に記載の密閉型圧縮機。