JP3563437B2 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電気冷蔵庫等に使用される密閉型圧縮機（以下、圧縮機と記す）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電気冷蔵庫等の冷却システムに用いる圧縮機には、運転による騒音が低いことと加えて、エネルギー効率（ＥＥＲ）が良好であることが求められている。これに出来るだけ対応するものとして、米国特許５，２２８，８４３号が提案されている。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上述した圧縮機の一例について説明する。図９は従来の圧縮機の側面断面図を示し、密閉ケース１内には弾性的に取り付けられた圧縮要素２と電動要素３が収納されている。
【０００４】
密閉ケース１の側面にはハーメチックターミナル４が固着され、電気的に電動要素３と接続されている。
【０００５】
圧縮要素２の端部にはシリンダヘット５が配置され、このシリンダヘット５はサクションマフラー６と連結されている。吸入チューブ１ａはサクションマフラーの入口孔７の近くに配置されている。
【０００６】
図１０は図９のＡ−Ａ矢視によるシリンダヘットとサクションマフラーを示す。
【０００７】
図１１は図１０のＢ−Ｂ矢視断面図、図１２は図１１のＣ−Ｃ矢視図を示す。図１０から図１２において、シリンダヘット５と連結されたサクションマフラー６には入口孔７と、ガス通路８と、マフラー室９，１０と、小孔１１，１２と、シリンダへの吸入口１３が設けられている。
【０００８】
以上のような構成において、冷却システム（図示せず）から圧縮機へ戻ってきた戻りガスは吸入チューブ１ａと近接している入口孔７へ入り、ガス通路８、マフラー室９，１０を通り、図１２の矢印の如く小孔１１，１２を流通し、吸入口１３から圧縮要素２のシリンダに吸入される。このため戻りガスは加熱されずにシリンダに入るためエネルギー効率（ＥＥＲ）は比較的に良好となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、サクションマフラー６のマフラー室９，１０が共鳴型マフラーで、特定の狭い範囲の周波数にしか利かないため、運転騒音が大きいという課題を有していた。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、運転騒音が小さい圧縮機を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために本発明の圧縮機は、シリンダヘットとガス通路が連結されたサクションマフラーを備え、前記マフラーは連通路を介して左右ほぼ対象に分離して空洞容積を形成するとともに、両空洞容積の略中心線の連通路に前記ガス通路に連通する吸入孔を形成している。
【００１２】
また、左側の空洞容積と右側の空洞容積が略等しい大きさである。
また、左側の空洞容積と右側の空洞容積が離れた位置に配置され、左と右の空洞容積の間に密閉ケースに固着されたハーメチックターミナルは配設されている。
【００１３】
また、左と右の空洞容積の一方に、サクションマフラーのガス入口部が設置され、ガス入口部がサクションマフラーと同一材質のプラスチックでチューブ状に構成し、ガス入口部の端面を共鳴周波数の共鳴モードの節の付近に設置するとともに、サクションマフラーの継ぎ目は高周波溶着により気密的に接合されている。
【００１４】
また、空洞容積の側壁の対向位置に戻りガスを導く吸入チューブを配置するとともに、前記吸入チューブの開口に近接する前記空洞容積の側壁面一部にガス入口部を配設している。
【００１５】
また、サクションマフラーのガス入口部がゴム等の弾性材料でチューブ状のガス入口チューブを構成し、前記サクションマフラーの側壁又は上面壁に固着し、ガス入口チューブの端面を共鳴周波数の共鳴モードの節の付近に配置している。
【００１６】
【作用】
本発明は上記した構成により、左と右の空洞容積がシリンダからの吹き戻しガスのクッションになること、及び左と右の空洞容積と吸入孔の連通部、及びガス入口部の端面が共鳴周波数の波長の節となるため、騒音が大幅に減少される。
【００１７】
左と右の空洞容積の間にハーメチックターミナルが収納できるため、圧縮機全体がコンパクトに設計できる、即ち小型化設計ができる。
【００１８】
ガス入口部がサクションマフラーと同一材質のプラスチックでチューブ状に構成できるため、量産性が優れている。
【００１９】
戻りガスが熱の伝わりにくい空洞部の側壁に衝突して、液状の冷媒や冷凍器が分離される。その後、冷凍ガスはサクションマフラーのガス入口部から吸入される。
【００２０】
サクションマフラーへのガス入口部がサクションマフラーとは別体のゴム等の弾性材料で成形されるため、サクションマフラーの成型金型が単純，安価となり圧縮機を低価格で提供できる。
【００２１】
【実施例】
以下本発明の一実施例の圧縮機について、図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同一部品は同一符号を用いて説明し、構成，動作の同じところは省略する。
【００２２】
図１〜図５において、密閉ケース２０にはハーメチックターミナル２１が固着されている。この密閉ケース２０内に弾性的に取り付けられた開口端２２を有するシリンダ２３を備えたブロック２４と、シリンダ２３内のピストン２５と、このピストン２５を往復動させるモータ２６を有している。
【００２３】
上記のシリンダブロック２４に固定されるバルブプレート２７と、このバルブプレート２７を蓋するシリンダヘット２８を有している。
【００２４】
このシリンダヘット２８とガス通路２９が連結されたサクションマフラー３０を備え、前記マフラーは連通路３５を介して左右ほぼ対称に空洞容積３３，３４を形成するとともに、前記両空洞容積の略中心線の連通路３５に前記ガス通路２９に連通する吸入孔３２を形成している。
【００２５】
そうして、左側の空洞容積３３と右側の空洞容積３４が略等しい大きさである。図５では右側が大きく見えるが、Ｌ字チューブ状に成形されているガス入口部３６を除いた空洞容積３４が左の空洞容積３３と等しくなっている。
【００２６】
以上のような構成において、冷却システム（図示していない）から圧縮機へ戻ってきた戻りガスは、吸入チューブ２０ａと近接しているガス入口部３６から吸入される。一方、シリンダからの吹き戻しガス（シリンダ中でピストンにより圧縮されたガスが吸入バルブのシール面から洩れてサクションマフラー内に吹き戻されるガスのこと）に対して左と右の空洞容積がガスクッションとなることと、空洞容積３３，３４の連通路３５の吸入孔３２入口付近が共鳴周波数の節、即ち一番低い１次モードである６３０Ｈｚの節となること、次に低い２次モードである１．４ＫＨｚの節がガス入口部端面３６ａの付近にあるため、圧縮機運転中の騒音が大幅に低減される。
【００２７】
吸入孔３２入口付近が共鳴周波数の１次モードである６３０Ｈｚの共鳴周波数の節になり、ガス入口部端面３６ａ付近が共鳴周波数の２次モードである１．４ＫＨｚの共鳴周波数の節になる理由を説明する。
【００２８】
通常の電気冷蔵庫に使用される圧縮機の国際的な大きさ，寸法は略決まっているが、その圧縮機のサクションマフラーの設計を図５に示す如く、連通路３５を介して左右略対称に空洞容積３３，３４を形成するともに、この空洞容積３３，３４の略中心線の連通路３５に前記ガス通路に連通する吸入孔３２を設ける。
【００２９】
そうして、この圧縮機を取り付けた電気冷蔵庫が家庭で使われる安定した条件（凝縮温度が４０℃、蒸発温度が−３０℃で詳細条件は後述）で運転すると、図５の（ａ）に示す位置が６３０Ｈｚの共鳴周波数の節となる。これは共鳴周波数の共鳴モード解析により確認できる。この節は、共鳴周波数の１次モードの節である。
【００３０】
同様に、１．４ＫＨｚの共鳴周波数の節は図５の（ｂ）の位置に出ることが確認できる。この節は６３０Ｈｚの次に高い２次モードである１．４ＫＨｚの節である。
【００３１】
（ａ）の近傍に吸入孔３２を、（ｂ）の近傍にガス入口部の端面３６ａを配設することにより、次の如く騒音を低くできる。
【００３２】
騒音の測定は気筒容積が５．１ｃｍ^３の圧縮機を使用し、従来のサクションマ フラー（図１０のサクションマフラー組立品を使用したもの）と、本発明によるサクションマフラーを準備する。この圧縮機を冷却システムに組み立てて、ＨＦＣ１３４ａの冷媒と冷凍機油を封入する。
【００３３】
圧縮機を周囲温度３２℃の中に置いて、コンデンサー（図示していない）の凝縮温度が４０℃、エバポレータ（図示していない）の蒸発温度が−３０℃になるように調節して、電源周波数は６０サイクルで運転する。
【００３４】
この条件は電気冷蔵庫が家庭で使用される安定した時を想定したものである。そして、冷却システムが安定するのを待って、圧縮機から１０ｃｍの距離にマイクロフォンを置き、ＳＰＬ（Ｓｏｕｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：サウンドプレッシャーレベル）で騒音を測定した。
【００３５】
従来の圧縮機の騒音は図１３のように騒音分析では６３０Ｈｚが５７ｄＢと高く、これが騒音を大きくしてＡレンジが５５ｄＢ（Ａ）と高かった。
【００３６】
本発明の圧縮機の騒音は図１４のようになり、上記した如く吸入孔入口が６３０Ｈｚの共鳴周波数の節となっていること、及びガス入口部の端面が１．４ＫＨｚの節となっているため、６３０Ｈｚ〜１．４ＫＨｚまでの音が低下し、騒音が抑えられる。騒音分析では６３０Ｈｚが３０ｄＢまで低下したので、これに関連してＡレンジが４７ｄＢ（Ａ）まで低下した。従って聴感では騒音が半分になったと感じられる程、大幅に低減した。
【００３７】
次に左側の空洞容積３３と、右側の空洞容積３４が離れた位置に配置され、前記の左と右の空洞容器３３，３４の間に密閉ケース２０に固着されたハーメチックターミナル２１が配置されているために、左と右の空洞容積の間にハーメチックターミナルが収納できるため、圧縮機がコンパクトに設計できる、即ち小型化設計ができる。
【００３８】
左と右の空洞容積の一方に、サクションマフラー３０のガス入口部３６が設置され、このガス入口部３６が前記サクションマフラー３０と同一材質のプラスチックでチューブ状に構成されている。材質としては新冷媒であるＨＦＣ１３４ａとエステル系冷凍機油に耐えるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等で構成している。図５において、ガス入口部３６はＬ字のチューブ状に形成されている。ガス入口部の端面３６ａを共鳴周波数の２次のモード１．４ＫＨｚの節の付近に配置されている。また、サクションマフラー３０の継ぎ目３８は、高周波溶着３８ａにより気密的に接合されている。また、サクションマフラー３０のガス入口部３６の側面には傾斜した戻りガス衝突板４３が配置され、吸入チューブ２０ａから戻った戻りガスは当り部４４へ衝突して、戻りガス中の液や油が衝突時に分離されて冷媒はガス入口部３６より吸入される。強度を強くするため傾斜の端４５がサクションマフラー３０と一体化されている。
【００３９】
以上のような構成において、ガス入口部がサクションマフラーと同一材質であるため射出成型により一度に成型が完了する。従って量産性が優れている一方、騒音に対する前記の節と、ガス洩れを防ぐ気密性により低騒音にすることができる。
【００４０】
また、図６に示すように、空洞容積３３，３４の空洞部の側壁５０の対向位置に戻りガスを導く吸入チューブ２０ａを配置する。
【００４１】
そうして、サクションマフラー３０のガス入口部の孔５１を空洞部の側壁５０に配設している。
【００４２】
以上のような構成において、戻りガスは吸入チューブ２０ａから戻りガス衝突部５２の広い衝突面へ衝突して戻りガス中の液冷媒や液状の冷凍機油が分離されて落下する。その後、冷媒ガスはガス入口部の孔５１から吸入される。
【００４３】
一方、衝突部５２はプラスチック材でできているため熱伝導しにくく、吸入ガスは加熱されずにガス入口部の孔５１から吸入される。従って、液分離された冷媒ガス吸入で故障しない信頼性が高いものとなる。一方、加熱されないガス吸入のためエネルギー効率（ＥＥＲ）が向上する。
【００４４】
次にサクションマフラー３０のガス入口部は、ゴム等の弾性材料でチューブ状に成形されガス入口チューブ３７として構成され、図７、図８に示すように前記サクションマフラーの側壁３９または上面壁４０の一部に穴をあけ、これに圧入して挿し込み固着されている。ガス入口チューブの端面３７ａは共鳴周波数の１．４ＫＨｚの節の付近に配置している。
【００４５】
以上のような構成において、ガス入口チューブを別体の弾性材料とすることにより、サクションマフラーはプラスチック材などの成型金型の製作が容易となる。また、ガス入口チューブは弾性材料のため、個々単品として厳しい精度管理をしなくとも、多少寸法にバラツキがあってもその弾性力の幅で吸収でき、組立てができる。従って、サクションマフラーを安価に製造できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、シリンダヘットとガス通路が連結されたサクションマフラーを備え、前記マフラーは連通路を介して右左ほぼ対称に分離して空洞容積を形成するとともに、前記両空洞容積の略中心線の連通路に、前記ガス通路に連通する吸入孔を形成している。そうして、左側の空洞容積と右側の空洞容積が略等しい大きさとなっている。
【００４７】
以上のような構成において、シリンダからの吹き戻しガスに対して左と右の空洞容積がガスクッションとなること、空洞容積の連通部の吸入孔入口を共鳴周波数の節とする。また、ガス入口部の端面を共鳴周波数の共鳴モードの節の付近に配置することにより、圧縮機運転中の騒音を大幅に低減することができる。
【００４８】
左側の空洞容積と右側の空洞容積が離れた位置に配置され、前記の左と右の空洞容積の間に密閉ケースに固着されたハーメチックターミナルを設けることにより、左と右の空洞容積の間にハーメチックターミナルが収納できることとなるので、圧縮機全体がコンパクトに設計でき、小型化設計ができる。
【００４９】
また、左と右の空洞容積の一方に、サクションマフラーのガス入口部が設置され、前記のガス入口部が前記のサクションマフラーと同一材質のプラスチックでチューブ状に設けるとともに、ガス入口部の端部を共鳴周波数の共鳴モードの節の付近に配置する。サクションマフラーの継ぎ目は高周波溶着により気密的に接合することにより射出成型法で一度に成形が完了するとともに騒音を低下させ、また、気密性により音の洩れが防止できる。即ち、射出成型により一度に成型が完了し量産性が優れているとともに、騒音を低減することができる。
【００５０】
また、空洞容積の空洞部側壁の対向位置に戻りガスを導く吸入チューブを配置するとともに、サクションマフラーのガス入口部の孔を空洞部の側壁に配設したことにより、戻りガスは戻りガス衝突部の広い衝突面へ衝突して液冷媒や液状の冷凍機油が分離されて落下する。その後、冷媒ガスはガス入口部の孔から吸入される。一方、衝突部はプラスチック材でできているため熱伝導しにくく、吸入ガスは加熱されずにガス入口部の孔から吸入される。
【００５１】
従って、液分離された冷媒ガスの吸入で故障しない信頼性の高い圧縮機となる。一方、加熱されないガス吸入のためエネルギー効率（ＥＥＲ）が向上する。
【００５２】
さらに、サクションマフラーのガス入口部がゴム等の弾性材料でチューブ状に成形され、ガス入口チューブとして構成され、前記サクションマフラーの側壁または上面壁に固着して設け、ガス入口チューブの端面は共鳴モードの節の付近に配置することによりサクションマフラーの成型金型の製作が容易となる。また、ガス入口チューブが弾性材料のため、厳しい精度管理をしなくとも組立てができる。
【００５３】
従って、騒音の低い圧縮機を安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における密閉型電動圧縮機の側面断面図
【図２】図１の上面断面図
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図
【図４】図３のシリンダヘットとサクションマフラーの組立図
【図５】図４のサクションマフラーの局部断面図
【図６】図５の他の変形例図
【図７】本発明の他の実施例によるサクションマフラーの局部断面図
【図８】図７のａ部の拡大断面図


【図９】従来の密閉型電動圧縮機の側面断面図
【図１０】図８のＡ−Ａ矢視によるシリンダヘットとサクションマフラーの組立図
【図１１】図９のＢ−Ｂ矢視断面図
【図１２】図１０のＣ−Ｃ矢視図
【図１３】従来の密閉型電動圧縮機の騒音特性図
【図１４】本発明の密閉型電動圧縮機の騒音特性図
【符号の説明】
２０ 密閉ケース
２１ ハーメチックターミナル
２２ 開口端
２３ シリンダ
２４ ブロック
２５ ピストン
２６ モータ
２７ バルブプレート
２８ シリンダヘット
２９ ガス通路
３０ サクションマフラー
３１ 中心線
３２ 吸入孔
３３ 左側の空洞容積
３４ 右側の空洞容積
３５ 連通路
３６ ガス入口部
３６ａ ガス入口部の端面
３７ ガス入口チューブ
３８ 継ぎ目
３８ａ 高周波溶着
３９ 側壁
４０ 上面壁
４２ 吐出マフラー

Claims (6)

1. 密閉ケースと、このケース内に弾性的に取り付けられた開口端を有するシリンダを備えたブロックと、前記シリンダ内のピストンと、前記ピストンを往復させるモータと、前記シリンダブロックに固定されるバルブプレートと、このバルブプレートを蓋するシリンダヘットと、前記シリンダヘットとガス通路が連結されたサクションマフラーを備え、前記サクションマフラーは連通路を介して左右略対称に分離して空洞容積を形成するとともに、前記空洞容積間の略中心線上の連通路に前記ガス通路に連通する吸入孔を形成し、前記吸入孔を前記サクションマフラーの共鳴周波数の１次モードの節に配置し、左右いずれか一方の前記空洞容積に設置されたガス入口部の端面を前記サクションマフラーの共鳴周波数の２次モードの節の付近に配置した密閉型電動圧縮機。
2. ガス入口部を除いた左右いずれか一方の空洞容積と他方の空洞容積が略等しい大きさである請求項１記載の密閉型電動圧縮機。
3. 左側の空洞容積と右側の空洞容積が離れた位置に配置され、前記左側の空洞容積と前記右側の空洞容積の間に密閉ケースに固着されたハーメチックターミナルが配設された請求項１または２に記載の密閉型電動圧縮機。
4. サクションマフラーはプラスチックからなり、ガス入口部が前記サクションマフラーと同一材質のプラスチックで構成したものである請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機。
5. サクションマフラーはプラスチックからなり、ガス入口部がゴム等の弾性材料でチューブ状のガス入口チューブを構成し、前記サクションマフラーの側壁又は上面の壁に固着したものである請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型電動圧縮機。
6. サクションマフラーの継ぎ目は高周波溶着により気密的に接合されている請求項４または５に記載の密閉型電動圧縮機。

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