JP2015158178A - 密閉型圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出リードバルブの開き遅れを防止することで、吐出損失の発生を抑制し、効率の高い密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】バルブプレート１４３に形成された凹部１５９内に、二個の吐出孔１６３、１６５と、吐出孔１６３、１６５をそれぞれ開閉する二個の吐出リードバルブ１６７、１６９と、二個のスプリングリード１７１、１７３とで構成された吐出バルブ機構１６１を備える。さらに、吐出リードバルブのバルブ固定部１６７ａ、１６９ａに、スプリングリードのスプリング固定部１７１ａ、１７３ａを重ねて、バルブプレート１４３に固定する。これにより、吐出リードバルブ１６７、１６９のアーム部１６７ｃ、１６９ｃの長さを長くしてバネ定数を低下させ、吐出リードバルブ１６７、１６９の開き遅れによる吐出損失を低減して、体積効率を向上させ、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、密閉型圧縮機およびそれを用いた家庭用電気冷凍冷蔵庫やショーケース等の冷凍装置に関するものである。

近年、地球環境保護に対する要求はますます強まってきており、家庭用電気冷凍冷蔵庫やその他の冷凍サイクル装置等に使用される密閉型圧縮機においても高効率化が強く要望されている。

このような背景の中にあって、従来、この種の密閉型圧縮機の中には、圧縮室から冷媒ガスが吐出される際の損失を低減して高効率化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の縦断面図、図７は、同特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の分解斜視図、図８は、同特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の吐出リードバルブの正面図、図９は、同特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の断面図である。

図６に示すように、従来の密閉型圧縮機は、密閉容器１の底部にオイル３を貯留すると共に冷媒ガス５が充填され、圧縮機本体７がサスペンションスプリング（図示せず）によって、密閉容器１内に弾性的に支持されている。

圧縮機本体７は、ステータ９とロータ１１とから構成された電動要素１３と、この電動要素１３の下方に配設される圧縮要素１５とを備えている。圧縮要素１５は、シリンダ１７を一体に形成したシリンダブロック１９と、シリンダ１７内を往復運動するピストン２１と、偏心軸２３と主軸２５とを備えたクランクシャフト２７と、偏心軸２３とピストン２１とを連結する連結手段２９と、シリンダ１７の反クランクシャフト２７側開口部端面を封止するバルブプレート３１と、バルブプレート３１を覆うシリンダヘッド３３とを備えている。

また、シリンダ１７と、バルブプレート３１と、ピストン２１とにより、圧縮室３５が形成されている。

さらに、バルブプレート３１とシリンダヘッド３３との間に、吐出空間３７が形成されている。

次に、図７から図９に示すように、バルブプレート３１は、反シリンダ１７側に凹部３９が形成され、凹部３９内には吐出バルブ機構４１を備えている。

吐出バルブ機構４１は、圧縮室３５で圧縮された冷媒ガス５を吐出空間３７に吐出させる第一の吐出孔４３および第二の吐出孔４５が設けられると共に、第一の吐出孔４３を開閉する第一の吐出リードバルブ４７と、第二の吐出孔４５を開閉する第二の吐出リードバルブ４９が配置されている。そして、上記第一の吐出リードバルブ４７と第二の吐出リードバルブ４９はスプリングリード５３とストッパ５５を重ね合わせてバルブプレート３１に固定してある。

ここで、図８に示すように、吐出リードバルブ４７、４９は、バルブプレート３１に固
定されるバルブ固定部４７ａ、４９ａと、バネとして機能するアーム部４７ｂ、４９ｂと、吐出孔４３、４５を開閉するバルブ可動部４７ｃ、４９ｃとで構成されている。

また、第一の吐出リードバルブ４７のバルブ固定部４７ａには、スペーサ５１（図９の斜めのクロスハッチング部）と、スプリングリード５３のスプリング固定部５３ａとが順に重ねられる。さらに、ストッパ５５が、スプリングリード５３のスプリング固定部５３ａと第二の吐出リードバルブ４９のバルブ固定部４９ａの両方に重なるように配置され、第一のリベット５７と第二のリベット５９とで、バルブプレート３１の凹部３９内に固定されている。

また、吐出リードバルブ４７、４９のバルブ固定部４７ａ、４９ａには、それぞれリベットを通す第一のリベット孔６１と第二のリベット孔６３が形成されている。

以上のように構成されたこの密閉型圧縮機は、二個の吐出孔４３、４５を備えていることにより、圧縮室３５から吐出される冷媒ガス５の通過断面積を増加させることができるため、流路抵抗を低減し、吐出効率を高めることができるのである。

特開２００９−１３８５８３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、吐出リードバルブ４７、４９のバルブ固定部４７ａ、４９ａをリベット５７、５９で固定するためのスペースが必要であり、その分、吐出リードバルブ４７、４９のバネとして機能するアーム部４７ｂ、４９ｂの長さは短くなってしまう。

そのため、吐出リードバルブ４７、４９のバネ定数が高くなり、吐出リードバルブ４７、４９が開き難くなるため、開き遅れによる吐出損失が発生し、効率が低下するという課題を残していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吐出リードバルブの開き遅れを防止することで、吐出損失の発生を抑制し、効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

前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、二個の吐出孔を有すると共に、それぞれの吐出孔に対して、吐出リードバルブとスプリングリードを備え、かつ前記スプリングリードのスプリング固定部により、吐出リードバルブのバルブ固定部をバルブプレートに固定した構成としてある。

これによって、圧縮室から吐出される冷媒ガスの通過断面積を増加させて、流路抵抗の低減が図れると共に、吐出リードバルブのバルブ固定部をスプリングリードのスプリング固定部によってバルブプレートに固定するためスプリング固定部の設置面積を小さなものとすることにより、リベット等で固定する場合よりもバルブ固定部のスペースを縮小することができ、吐出リードバルブのバネとして機能するアーム部を長くして、バネ定数を低下させることができるので、吐出リードバルブが開きやすくなり、吐出リードバルブの開き遅れによる吐出損失を低減することができる。

本発明の密閉型圧縮機は、圧縮室から吐出される冷媒ガスの吐出損失を低減することができるので、体積効率を向上させ、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の分解斜視図 同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出リードバルブの正面図 同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機を搭載した実施の形態２の冷凍装置の模式図 従来の密閉型圧縮機の縦断面図 従来の密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の分解斜視図 従来の密閉型圧縮機の吐出リードバルブの正面図 従来の密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の断面図

第１の発明は、密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、ピストンが往復動するシリンダと、前記シリンダの端部に配置され、かつ、前記ピストンと前記シリンダとで圧縮室を形成するバルブプレートと、前記バルブプレートと前記バルブプレートの反圧縮室側を覆うシリンダヘッドとの間に形成された吐出空間とを備え、前記バルブプレートは、吸入孔と、反圧縮室側に形成された凹部と、前記凹部内に設けられた吐出バルブ機構を備え、前記吐出バルブ機構は、二個の吐出孔と、前記吐出孔をそれぞれ開閉する二個の吐出リードバルブと、二個のスプリングリードとで構成され、前記吐出リードバルブは、バルブ固定部とアーム部と前記吐出孔を開閉するバルブ可動部とで構成され、前記スプリングリードは、スプリング固定部とスプリング可動部とで構成され、前記スプリング可動部が前記吐出リードバルブの前記バルブ可動部に相対するように配置され、前記スプリングリードの前記スプリング固定部により、前記吐出リードバルブの前記バルブ固定部を前記バルブプレートに固定した構成としてある。

これにより、圧縮室から吐出される冷媒ガスの通過断面積が吐出孔を二個にしたことにより増加するので、吐出冷媒ガスの流路抵抗が低減されると共に、吐出リードバルブのバルブ固定部をスプリングリードのスプリング固定部によってバルブプレートに固定するためスプリング固定部の設置面積を小さなものとすることにより、リベット等で固定する場合よりもバルブ固定部のスペースを縮小することができ、吐出リードバルブのバネとして機能するアーム部を長くして、バネ定数を低下させることができるので、吐出リードバルブが開きやすくなり、開き遅れによる吐出損失を低減して、体積効率を向上させ、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、スプリングリードに重ねてバルブプレートに固定したストッパを更に備え、前記ストッパは、前記スプリングリードのスプリング可動部が当接する当接部と、前記当接部の両端に設けられた保持部とを備え、前記保持部を前記スプリングリードのスプリング固定部に重ね合わせて前記バルブプレートに固定すると共に、前記スプリングリードはバネ力によって前記スプリング固定部が吐出リードバルブのバルブ固定部を前記バルブプレートに圧接固定する構成としてある。

これにより、吐出リードバルブのバルブ固定部は吐出リードバルブ固定用リベットを挿通させるための孔を設ける必要がなくなって、その分バルブ固定部のスペースを縮小することができる。しかもスプリングリードのスプリング固定部がバネ力によって吐出リード
バルブのバルブ固定部をバルブプレートに圧接固定するから、このスプリングリードのスプリング固定部を小さなものとすることによって更にバルブ固定部のスペースを縮小することができる。その結果、吐出リードバルブのバネとして機能するアーム部をより長くして、バネ定数を低下させることができるので、吐出リードバルブが開きやすくなり、開き遅れによる吐出損失を低減して、体積効率を向上させ、密閉型圧縮機の効率を向上することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、スプリングリードのスプリング可動部が、両方の吐出リードバルブのバルブ可動部にまたがるように延出した構成としてある。

これにより、スプリングリードのスプリング可動部の長さを長くでき、吐出リードバルブが開き、スプリングリードに接触した状態でもバネ定数を低下させることで、吐出リードバルブの最適な開閉タイミングに合わせて、スプリングリードを設計しやすくなる。その結果、急激に吐出リードバルブのバネ定数が高くなり、必要以上に早く吐出リードバルブが閉じて、再び開くことで、閉じ遅れが発生することを防止でき、再膨張損失を低減することができる。

第４の発明は、特に、第１から第３のいずれか一つの発明において、スプリングリードが、それぞれ少なくとも同一形状のスプリング可動部を有した構成としてある。

これにより、同じバネ定数を有する二個のスプリングリードのほぼ中央に、吐出リードバルブのバルブ可動部が当接することになって、両方のスプリングリードからバルブ可動部の両側へ均等にバネ力が加わるようになり、吐出リードバルブが吐出孔の弁座部にねじれた状態で着座することを防止することができ、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

第５の発明は、特に、第２から第４のいずれか一つの発明において、バルブプレートに固定したストッパは、前記バルブプレートに固定する保持部よりもスプリングリードのスプリング可動部が当接する当接部の方が前記バルブプレートの凹部の底面から離れる構成としてある。

これにより、シリンダヘッドの中にストッパの機能を形成する必要がなくなり、吐出空間を拡大することができるので、吐出損失を低減することができると共に、吐出圧力脈動を低減することができる。

第６の発明は、特に、第２から第５のいずれか一つの発明において、ストッパの当接部の中央部が、前記当接部の両側の端部よりもバルブプレートの凹部の底面から離れた構成としてある。

これにより、スプリングリードがストッパの当接部に接触し始めた時点においても、まだスプリングリードとストッパの中央部との間に隙間が確保されているので、急激に吐出リードバルブのバネ定数が高くなり、吐出リードバルブの開き量が必要以上に規制されることを防止することができるので、中央部の高さを変えることにより、吐出リードバルブの開き量および閉じるタイミングを制御して、閉じ遅れを防止することができ、再膨張損失低減できる。

第７の発明は、特に、第１から第６のいずれか一つの発明において、電動要素は複数の運転周波数でインバータ駆動される構成としたものである。

これにより、冷媒循環量が少なくなる低速運転時において、吐出リードバルブのバネ定数を低くして開きやすくすることで、効果的に開き遅れを防止し、吐出損失を低減することができると共に、高速運転時において、吐出リードバルブとスプリングリードとが接触した状態でのバネ定数を、吐出リードバルブの最適な開閉タイミングに設定することで、効果的に閉じ遅れを防止し、再膨張損失を低減することができるので、第１から第５のいずれか一つの発明の効果に加えて、さらに密閉型圧縮機の効率を向上することができる。

第８の発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記圧縮機を第１から第７のいずれかに記載の密閉型圧縮機とした冷凍装置である。

これにより、体積効率が向上した密閉型圧縮機の搭載によって冷凍装置の消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。

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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図、図２は、同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の分解斜視図、図３は、同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出バルブの正面図、図４は、同実施の形態における密閉型圧縮機の吐出バルブ機構の断面図である。

図１において、本実施の形態１における密閉型圧縮機は、鉄板の絞り成型によって形成された密閉容器１０１の内部に、電動要素１０３と、この電動要素１０３によって駆動される圧縮要素１０５を主体とする圧縮機本体１０７を配置している。この圧縮機本体１０７は、サスペンションスプリング１０９によって弾性的に支持されている。

さらに、密閉容器１０１内には、例えば、地球温暖化係数の低い炭化水素系のＲ６００ａ等の冷媒ガス１１１が、冷凍装置（図示せず）の低圧側と同等圧力で、比較的低温の状態で封入されると共に、密閉容器１０１内底部には、潤滑用のオイル１１３が封入されている。

また、密閉容器１０１には、一端が密閉容器１０１内空間に連通すると共に、他端が冷凍装置（図示せず）に接続される吸入パイプ（図示せず）と、圧縮要素１０５で圧縮された冷媒ガス１１１を冷凍装置（図示せず）へ導く吐出パイプ１１５とを備えている。

圧縮要素１０５は、クランクシャフト１１７、シリンダブロック１１９、ピストン１２１、連結手段１２３等で構成されている。クランクシャフト１１７は、偏心軸１２５と主軸１２７と、給油機構１２９とを備えている。

給油機構１２９は、主軸１２７の表面に形成された螺旋状の溝１３１等によって構成され、オイル１１３に浸漬された主軸１２７の下端から偏心軸１２５の上端までオイル１１３を供給するようになっている。

シリンダブロック１１９には、シリンダ１３５が一体に形成されると共に、主軸１２７を回転自在に軸支する軸受部１３７を備えている。

また、シリンダ１３５の反クランクシャフト１１７側開口部端面には、吸入孔１３９を備えたバルブプレート１４３と、吸入孔１３９を開閉する吸入リードバルブ１４５と、バ
ルブプレート１４３を覆うシリンダヘッド１４７とが、ヘッドボルト（図示せず）によって共締固定されると共に、ピストン１２１と、シリンダ１３５と、バルブプレート１４３とで圧縮室１３３が形成されている。

さらに、シリンダヘッド１４７とバルブプレート１４３との間には、圧縮室１３３から吐出される冷媒ガス１１１を膨張させる吐出空間１４９が形成され、吐出空間１４９は、吐出管１５１を介して、直接吐出パイプ１１５と連通している。

また、バルブプレート１４３とシリンダヘッド１４７との間に、吸入マフラー１５３が挟持されて固定されている。

電動要素１０３は、シリンダブロック１１９の下方に、ボルト（図示せず）によって固定されたステータ１５５と、ステータ１５５の内側で、ステータ１５５と同軸上に配置され、かつ主軸１２７に焼き嵌め等で固定されたロータ１５７とで構成されている。

また、電動要素１０３は、外部のインバータ駆動回路（図示しない）に繋がり、複数の運転周波数でインバータ駆動される。

次に、本実施の形態１における吐出バルブ機構の構成について説明する。

図２から図４に示すように、本実施の形態のバルブプレート１４３は、反シリンダ１３５側に凹部１５９が形成され、凹部１５９内には吐出バルブ機構１６１を備えている。

吐出バルブ機構１６１は、圧縮室１３３で圧縮された冷媒ガス１１１を吐出空間１４９に吐出させる第一の吐出孔１６３と、第二の吐出孔１６５が設けられると共に、第一の吐出孔１６３を開閉する第一の吐出リードバルブ１６７と、第二の吐出孔１６５を開閉する第二の吐出リードバルブ１６９と、第一の吐出リードバルブ１６７に重ねるように配置される第一のスプリングリード１７１と、第二の吐出リードバルブ１６９に重ねるように配置される第二のスプリングリード１７３と、ストッパ１７５とで構成されている。そして、上記第一の吐出孔１６３は第一の弁座部１７７を備え、第二の吐出孔１６５は第二の弁座部１７９を備えている。

ここで、図３に示すように、吐出リードバルブ１６７、１６９は、バルブプレート１４３に固定されるバルブ固定部１６７ａ、１６９ａ（ハッチング部）と、バネとして機能するアーム部１６７ｃ、１６９ｃと、バルブ可動部１６７ｂ、１６９ｂを有している。

スプリングリード１７１、１７３は、一端にスプリング固定部１７１ａ、１７３ａを有すると共に、他端に同一形状のスプリング可動部１７１ｂ、１７３ｂを有している。

ストッパ１７５は、図２、図４に示すように、両端に第一の保持部１８１と、第二の保持部１８３を有し、第一の保持部１８１は、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａに重ねて配置された第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａの上に重ねて凹部１５９内に固定されると共に、第二の保持部１８３は、第二の吐出リードバルブ１６９のバルブ固定部１６９ａに重ねて配置された第二のスプリングリード１７３のスプリング固定部１７３ａの上に重ねて凹部１５９内に固定され、バルブプレート１４３の凹部１５９内に吐出バルブ機構１６１が構成されている。

また、スプリングリード１７１、１７３のスプリング可動部１７１ｂと１７３ｂは共に、図３に示すように吐出リードバルブ１６７、１６９のバルブ可動部１６７ｂと１６９ｂの両方に相対するように延出している。

さらに、ストッパ１７５は、スプリングリード１７１、１７３のスプリング可動部１７１ｂ、１７３ｂが当接する当接部１８５を有し、当接部１８５は、両端の保持部１８１、１８３よりもバルブプレート１４３の凹部１５９の底面から離れるように形成されると共に、当接部１８５の中央部１８５ａが、当接部１８５の端部１８５ｂ、１８５ｃよりもバルブプレート１４３の凹部１５９の底面から離れるように形成されている。そして、このストッパ１７５は両端の保持部１８１、１８３が二股に分かれていて、この二股に分かれている保持部１８１、１８３をバルブプレート１４３の凹部１５９両端部の係合凹部１５９ａに圧入することによってバルブプレート１４３の凹部１５９内に固定されている。

この時、ストッパ１７５はその保持部１８１、１８３が係合凹部１５９ａの段部１５９ｂに当接していて、この段部１５９ｂと保持部１８１、１８３との間に吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａとこれに重ね合わさった第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａが位置し、図２に示したように円弧上に湾曲した第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａのバネ力によってそのスプリング固定部１７１ａが吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａをバルブプレート１４３に圧接固定している。

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、作用を説明する。

密閉型圧縮機は、その吸入パイプ（図示せず）と吐出パイプ１１５が、周知の構成からなる冷凍装置（図示せず）に接続され、冷凍サイクルを構成している。

その構成において、電動要素１０３に通電すると、ステータ１５５に電流が流れ、磁界が発生し、主軸１２７に固定されたロータ１５７が回転する。その回転によりクランクシャフト１１７が回転し、偏心軸１２５に回転自在に取り付けられた連結手段１２３を介して、ピストン１２１がシリンダ１３５内を往復運動する。

そして、このピストン１２１の往復運動に伴い、圧縮室１３３内で冷媒ガス１１１の吸入、圧縮、吐出が行なわれる。

次に、密閉型圧縮機の吸入、圧縮、吐出の各行程について説明する。

まず、ピストン１２１が、圧縮室１３３の容積が増加する方向に移動すると、圧縮室１３３内の冷媒ガス１１１が膨張する。そして、圧縮室１３３内の圧力が吸入圧力を下回ると、圧縮室１３３内の圧力と吸入マフラー１５３内の圧力との差により、吸入リードバルブ１４５が開き始める。

この動作に伴い、冷凍サイクルから戻った温度の低い冷媒ガス１１１は、吸入パイプ（図示せず）から密閉容器１０１内に一旦開放され、その後、吸入マフラー１５３を経て、圧縮室１３３内に流入する。

その後、ピストン１２１の動作が下死点から圧縮室１３３内の容積が減少する方向に転じると、圧縮室１３３内の冷媒ガス１１１が圧縮され、圧縮室１３３内の圧力は上昇する。そして、圧縮室１３３内の圧力が吸入マフラー１５３内の圧力を上回ると、吸入リードバルブ１４５は閉じる。

次に、圧縮室１３３内の圧力が吐出圧力を上回ると、圧縮室１３３内の圧力と吐出空間１４９内の圧力との差により、吐出リードバルブ１６７、１６９が開き始める。

この動作に伴い、ピストン１２１が上死点に達するまでの間、圧縮された冷媒ガス１１１は吐出孔１６３、１６５から吐出空間１４９へ吐出される。そして、吐出空間１４９へ吐出された冷媒ガス１１１は、吐出管１５１と吐出パイプ１１５を順次通って、冷凍装置（図示せず）へと送り出される。

その後、ピストン１２１の動作が上死点から再び圧縮室１３３内の容積が増加する方向に転じると、圧縮室１３３内の冷媒ガス１１１が膨張し、圧縮室１３３内の圧力は低下し、圧縮室１３３内の圧力が吐出空間１４９内の圧力を下回ると、吐出リードバルブ１６７、１６９は閉じる。

以上のような吸入、圧縮、吐出の各行程がクランクシャフト１１７の一回転毎に繰り返し行なわれ、冷媒ガス１１１が冷凍装置（図示せず）内を循環する。

ここで、本実施の形態のような二個の吐出孔１６３、１６５を有する密閉型圧縮機は、一個の吐出孔しか有さない密閉型圧縮機と比較して、圧縮室１３３から吐出される冷媒ガス１１１の通過断面積を増加させることができるため、流路抵抗が低減され、吐出効率を高めることができる。

次に、上述した吐出行程における吐出バルブ機構１６１の動作について、図２から図４を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは便宜上、第一の吐出リードバルブ１６７の動作を主体に説明するが、第二の吐出リードバルブ１６９についても同様の動作が行なわれ、同様の作用、効果が得られる。

圧縮行程の後半において、圧縮された冷媒ガス１１１の圧力が、第一の吐出孔１６３、を介して第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂに加わるため、バルブ可動部１６７ｂが押し上げられて、冷媒ガス１１１が吐出される。

ここで、本実施の形態の第一の吐出リードバルブ１６７は、バルブ固定部１６７ａを第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａのバネ力によって、バルブプレート１４３に固定しているため、従来の密閉型圧縮機のように、リベット等で固定する場合よりも、バルブ固定部１６７ａのスペースを縮小することができ、第一の吐出リードバルブ１６７のバネとして機能するアーム部１６７ｃの長さを長く設定することができる。

すなわち、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａを第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａのバネ力によって、バルブプレート１４３に圧接固定しているため、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａには吐出リードバルブ固定用リベットを挿通させるための孔を設ける必要がなくなって、その分、バルブ固定部１６７ａのスペースを縮小することができ、しかも第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａがバネ力によって第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ固定部１６７ａをバルブプレート１４３に圧接固定するから、この第一のスプリングリード１７１のスプリング固定部１７１ａを小さなものとすることによって更にバルブ固定部１６７ａのスペースを縮小することができる。その結果、第一の吐出リードバルブ１６７のバネとして機能するアーム部１６７ｃをより長くできるのである。

そして、第一の吐出リードバルブ１６７のアーム部１６７ｃの長さが長くなると、バネ定数が低下し、第一の吐出リードバルブ１６７が開きやすくなり、第一の吐出リードバルブ１６７の開き遅れによる吐出損失を低減することができるので、体積効率を向上させ、密閉型圧縮機の効率を向上させることができる。

次に、冷媒ガス１１１に付勢された第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６
７ｂは、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂと第二のスプリングリード１７３のスプリング可動部１７３ｂの両方に当接し、両方のスプリング可動部１７１ｂ、１７３ｂを押し上げる。

その後、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂの先端が、ストッパ１７５の当接部１８５の端部１８５ｃに当接し、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂの第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂが当接する部分のみが押し上げられて、第一のスプリングリード１７１が大きく湾曲し、さらに、ストッパ１７５の中央部１８５ａに当接したところで、開き量が規制される。

ここで、本実施の形態のストッパ１７５は、保持部１８１、１８３よりも、バルブプレート１４３の凹部１５９の底面から離れるように形成された当接部１８５を備えると共に、当接部１８５の中央部１８５ａが、端部１８５ｂ、１８５ｃよりもバルブプレート１４３の凹部１５９の底面から離れるように形成されているので、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂの先端が、当接部１８５の端部１８５ｃに当接し始めた時点においても、まだ第一のスプリングリード１７１とストッパ１７５との間に隙間が確保され、急激に第一の吐出リードバルブ１６７のバネ定数が高くなることを防止できるので、第一の吐出リードバルブ１６７の開き量が必要以上に規制されることを防止できる。

さらに、本実施の形態においては、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂを、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂと第二の吐出リードバルブ１６９のバルブ可動部１６９ｂの両方にまたがるように延出させると共に、第二のスプリングリード１７３のスプリング可動部１７３ｂが、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂと第二の吐出リードバルブ１６９のバルブ可動部１６９ｂの両方にまたがるように延出しているので、スプリングリード１７１、１７３のスプリング可動部１７１ｂ、１７３ｂの長さが長くなり、第一の吐出リードバルブ１６７が開き、第一のスプリングリード１７１と第二のスプリングリード１７３に接触した状態でもバネ定数を低下させることできる。

そのため、第一の吐出リードバルブ１６７の最適な開閉タイミングに合わせて、スプリングリード１７１、１７３を設計することが容易になるので、必要以上に早く第一の吐出リードバルブ１６７が早く閉じて、再び開くことで、閉じ遅れが発生することを防止でき、再膨張損失を低減することができる。

また、本実施の形態において、第一のスプリングリード１７１のスプリング可動部１７１ｂと、第二のスプリングリード１７３のスプリング可動部１７３ｂの形状が同一であるので、スプリングリード１７１、１７３のバネ定数は等しくなる。

そして、同じバネ定数を有する二個のスプリングリード１７１、１７３のほぼ中央に、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂが当接することで、スプリングリード１７１、１７３の両方からバルブ可動部１６７ｂの両側へ均等にバネ力が加わるようになり、第一の吐出リードバルブ１６７のバルブ可動部１６７ｂが、第一の吐出孔１６３の第一の弁座部１７７にねじれた状態で着座することを防止することができ、信頼性の高い密閉型圧縮機とすることができる。

さらに、本実施の形態の吐出バルブ機構１６１は、ストッパ１７５を有しているので、シリンダヘッド１４７の吐出空間１４９に第一の吐出リードバルブ１６７の開き量を規制するための突起を形成する必要が無く、吐出空間１４９の容積を拡大することができて、吐出損失を低減することができると共に、吐出圧力脈動も低減することができる。

また、本実施の形態の密閉型圧縮機のようにインバータ駆動されるようにした場合、吐出リードバルブ１６７、１６９のバネ定数を低くして開きやすくすることで、特に、冷媒循環量が少なくなる低速運転時において、効果的に開き遅れを防止することができ、吐出損失を低減することができる。

さらに、高速運転時においては、吐出リードバルブ１６７、１６９とスプリングリード１７１、１７３とが接触した状態でのバネ定数を、スプリングリード１７１、１７３のスプリング可動部１７１ｂ、１７３ｂの長さを変え、吐出リードバルブ１６７、１６９の最適な開閉タイミングに設定することで、閉じ遅れを防止することができ、効果的に再膨張損失を低減することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２として示す冷凍装置の模式図である。ここでは、冷媒回路に、実施の形態１で説明した密閉型圧縮機を搭載した構成とし、冷凍装置の基本構成の概略についてのみ説明する。

図５において、冷凍装置は、一面が開口した断熱性の箱体とその開口を開閉する扉体構成の本体２０１と、本体２０１の内部を、物品の貯蔵空間２０３と機械室２０５に区画する区画壁２０７と、貯蔵空間２０３内を冷却する冷媒回路２０９を具備している。

冷媒回路２０９は、圧縮機２１１として実施の形態１で説明した密閉型圧縮機と、放熱器２１３と、減圧装置２１５と、吸熱器２１７とを環状に配管接続した構成となっている。

そして、吸熱器２１７は、送風機（図示せず）を具備した貯蔵空間２０３内に配置されている。吸熱器２１７の冷却熱は、矢印で示すように、送風機によって貯蔵空間２０３内を循環するように撹拌され、貯蔵空間２０３内は冷却される。

以上説明した冷凍装置は、圧縮機２１１として本発明の実施の形態１で説明した密閉型圧縮機を搭載した。これにより、二個の吐出孔１６３、１６５を備えたことによる吐出冷媒ガスの流路抵抗低減効果が得られると同時に、吐出孔１６３、１６５をそれぞれ開閉する二個の吐出リードバルブ１６７、１６９のアーム部１６７ｃ、１６９ｃの長さを長くしてバネ定数を低下させたことによる吐出リードバルブ１６７、１６９の開きやすさ向上によって、圧縮室１３３から吐出される冷媒ガス１１１の吐出効率が向上し、その結果、冷凍装置の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現することができる。

なお、上記実施の形態で説明した密閉型圧縮機は、スプリングリード１７１、１７３、吐出リードバルブ１６７、１６９に重ね合わせて設けたストッパ１７５をバルブプレート１４３に固定しスプリングリード１７１、１７３のバネ力を利用して吐出リードバルブ１６７、１６９のバルブ固定部１６７ａ、１６９ａをバルブプレート１４３に圧接固定したものを例示した。しかしながら、これはスプリングリード１７１、１７３のスプリング固定部１７１ａ、１７３ａにより吐出リードバルブ１６７、１６９のバルブ固定部１６７ａ、１６９ａをバルブプレート１４３に固定する構成であればどのようなものであってもよい。例えば、ストッパ１７５を廃止してスプリングリード１７１、１７３のスプリング固定部１７１ａ、１７３ａを二股としこれを直接、バルブプレート１４３の係合凹部１５９ａに圧入固定して当該スプリング固定部１７１ａ、１７３ａのバネ力で圧接固定してもよい。また、ストッパ１７５或いはスプリングリード１７１、１７３のバルブプレート１４３への固定も二股による弾性力を利用した圧入固定に限られず他の構成であってもよく、例えば係合凹部１５９ａの側壁面に溝を設けてこの溝に二股ではないストッパ１７５の両端保持部１８１、１８３あるいはスプリングリード１７１、１７３の両端スプリング固定
部１７１ａ、１７３ａを嵌め殺し固定してもよいものである。

また、スプリングリード１７１、１７３のスプリング固定部１７１ａ、１７３ａによる吐出リードバルブ１６７、１６９のバルブ固定部１６７ａ、１６９ａの固定をスプリング固定部１７１ａ、１７３ａのバネ力によって行うものを例示したが、これに限られるものではない。例えば、スプリング固定部１７１ａ、１７３ａは平板状のバネ力が作用しないものとしてこのスプリング固定部１７１ａ、１７３ａを押さえつけるストッパ１７５の両端固定部１８１、１８３で直接固定する。或いは、スプリングリード１７１、１７３自体の両端スプリング固定部１７１ａ、１７３ａを階段状にしてバルブ固定部１６７ａ、１６９ａを押さえつける部分を小さなスペースのものとし係合凹部１５９ａに固定してスプリング固定部１７１ａ、１７３ａで直接固定する等、種々の構成が考えられるものである。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機および冷凍装置は、冷媒ガスの吐出効率を高め、密閉型圧縮機の効率を向上することができるので、電気冷蔵庫、あるいはエアーコンディショナー等の家庭用に限らず、業務用ショーケース、自動販売機等の冷凍装置に広く適用することができる。

１０１ 密閉容器
１０３ 電動要素
１０５ 圧縮要素
１２１ ピストン
１３３ 圧縮室
１３５ シリンダ
１３９ 吸入孔
１４３ バルブプレート
１４７ シリンダヘッド
１４９ 吐出空間
１５９ 凹部
１６１ 吐出バルブ機構
１６３ 第一の吐出孔
１６５ 第二の吐出孔
１６７ 第一の吐出リードバルブ
１６７ａ バルブ固定部
１６７ｂ バルブ可動部
１６７ｃ アーム部
１６９ 第二の吐出リードバルブ
１６９ａ バルブ固定部
１６９ｂ バルブ可動部
１６９ｃ アーム部
１７１ 第一のスプリングリード
１７１ａ スプリング固定部
１７１ｂ スプリング可動部
１７３ 第二のスプリングリード
１７３ａ スプリング固定部
１７３ｂ スプリング可動部
１７５ ストッパ
１８１ 第一の保持部
１８３ 第二の保持部
１８５ 当接部
１８５ａ 中央部
１８５ｂ 端部
１８５ｃ 端部
２０９ 冷媒回路
２１１ 圧縮機
２１３ 放熱器
２１５ 減圧装置
２１７ 吸熱器

Claims (8)

1. 密閉容器内に、電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素とを収容し、前記圧縮要素は、ピストンが往復動するシリンダと、前記シリンダの端部に配置され、かつ、前記ピストンと前記シリンダとで圧縮室を形成するバルブプレートと、前記バルブプレートと前記バルブプレートの反圧縮室側を覆うシリンダヘッドとの間に形成された吐出空間とを備え、前記バルブプレートは、吸入孔と、反圧縮室側に形成された凹部と、前記凹部内に設けられた吐出バルブ機構を備え、前記吐出バルブ機構は、二個の吐出孔と、前記吐出孔をそれぞれ開閉する二個の吐出リードバルブと、二個のスプリングリードとで構成され、前記吐出リードバルブは、バルブ固定部とアーム部と前記吐出孔を開閉するバルブ可動部とで構成され、前記スプリングリードは、スプリング固定部とスプリング可動部とで構成され、前記スプリング可動部が前記吐出リードバルブの前記バルブ可動部に相対するように配置され、前記スプリングリードの前記スプリング固定部により、前記吐出リードバルブの前記バルブ固定部を前記バルブプレートに固定した密閉型圧縮機。
2. スプリングリードに重ねてバルブプレートに固定したストッパを更に備え、前記ストッパは、前記スプリングリードのスプリング可動部が当接する当接部と、前記当接部の両端に設けられた保持部とを備え、前記保持部を前記スプリングリードのスプリング固定部に重ね合わせて前記バルブプレートに固定すると共に、前記スプリングリードはバネ力によって前記スプリング固定部が吐出リードバルブのバルブ固定部を前記バルブプレートに圧接固定する構成とした請求項１記載の密閉型圧縮機。
3. スプリングリードのスプリング可動部が、両方の吐出リードバルブのバルブ可動部にまたがるように延出した請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. スプリングリードは、それぞれ少なくとも同一形状のスプリング可動部を有した請求項１から３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
5. バルブプレートに固定したストッパは、前記バルブプレートに固定する保持部よりもスプリングリードのスプリング可動部が当接する当接部の方が前記バルブプレートの凹部の底面から離れる構成とした請求項２から４のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
6. ストッパの当接部の中央部が、前記当接部の両側の端部よりもバルブプレートの凹部の底面から離れるように形成された請求項２から５のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
7. 複数の運転周波数でインバータ駆動される請求項１から６のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
8. 圧縮機、放熱器、減圧装置、吸熱器を配管によって環状に連結した冷媒回路を有し、前記圧縮機を、請求項１から７のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機とした冷凍装置。

Images