JP2014234768A

JP2014234768A - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP2014234768A
Application number: JP2013116802A
Authority: JP
Inventors: 窪田　昭彦; Akihiko Kubota; 昭彦窪田; 和田　聡; Satoshi Wada; 聡和田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】騒音が低く、コストの安い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】共鳴型消音器を構成する側壁は凸凹形状をしており、共鳴型消音器を多段のヘルムホルツ型消音器とするとともに冷媒通路に接続されたサイドブランチ型消音器を構成し、密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品や密閉容器内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。【選択図】図２

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。

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としては、シリンダとピストンで構成される圧縮室の開口部を吸入バルブおよび吐出バルブを備えたバルブプレートで封止し、ピストンの往復運動と吸入バルブおよび吐出バルブの開閉より圧縮作用を得るものがある。

このような密閉型圧縮機では、吸入バルブの開閉に伴う圧力脈動のエネルギーにより、密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品や密閉容器内の気柱（空間）が加振され、固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するという課題があった。

当該課題を解決することを目的として、一端が密閉容器内に開口し密閉容器内の冷媒ガスを導く入口で他端が出口である尾管と、尾管の出口が開口する膨張室と、一端の入口が膨張室に開口し他端の出口が吸入バルブに連通する連通管とを有する吸入マフラを備える密閉型圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の断面図である。図５は、同密閉型圧縮機の吸入マフラの断面図である。

図４および図５に示すように、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機は、密閉容器１と、シリンダ３とピストン５とにより構成される圧縮室７と、圧縮室７のピストン５と反対側の開口端９を封止する吸入バルブ１１と吐出バルブ（図示せず）とを有するバルブプレート１３と、バルブプレート１３の吸入バルブ１１に連通する吸入マフラ１５と、から構成されている。

吸入マフラ１５は一端が密閉容器１内に開口し密閉容器１内部の冷媒ガス（図示せず）を導く尾管入口１７で他端が尾管出口１９である尾管２１と、尾管出口１９が開口する膨張室２３と、一端の連通管入口２５が膨張室２３に開口し他端の連通管出口２７が吸入バルブ１１に連通する連通管２９と、から構成されている。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機では、吸入バルブ１１の開閉に伴う圧力脈動のエネルギーにより、密閉型圧縮機を構成する密閉容器１等の部品や密閉容器１内の気柱（空間）が加振され、固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを抑えることができる。

特開２００５−１８０４１３号公報

しかしながら、前記従来の密閉型圧縮機では、吸入マフラ１５の消音機構が膨張室２３による膨張型消音器であることから、その特性上、広範な周波数の騒音の低減に対して有
効であるものの、その低減効果は小さく、また膨張型であるが故に、吸入マフラの器体が大きくなるという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸入マフラの器体内部に複数のヘルムホルツ型やサイドブランチ型の共鳴型消音器を効率的に配置することにより、騒音低減効果が高く、且つ器体がコンパクトな吸入マフラとすることによって、騒音が低く、コストの安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、固定子と回転子を備える電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素と前記圧縮要素が収容され、潤滑油が貯留されている密閉容器と、を備え、前記圧縮要素は、筒状のシリンダブロックと、前記シリンダブロックの内部空間を往復動するピストンと、前記シリンダブロックの前記ピストンと反対側の開口部を封止する吸入バルブと吐出バルブとを有するバルブプレートと、一端を前記密閉容器の内部空間に開口し、他端を前記バルブプレートの前記吸入バルブに連通する吸入マフラと、を備え、前記吸入マフラの略直方体の器体の内部には前面と後面の壁を前記器体と共有する複数の共鳴型消音器を有する。

これにより、吸入バルブの開閉に伴う圧力脈動のエネルギーにより密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品や密閉容器内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。

また、共鳴型消音器を構成することにより、吸入マフラの器体をコンパクトにすることができる。

本発明の密閉型圧縮機によれば、吸入マフラは略直方体の器体の内部には前面と後面の壁を器体と共有する複数の共鳴型消音器を有し、吸入バルブの開閉に伴う圧力脈動のエネルギーにより密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品や密閉容器内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができ、且つ、コンパクトである。よって、音が静かで、且つ、コンパクトでコストの安い密閉型圧縮機を提供することができる。

本実施の形態１に係る密閉型圧縮機の側面の断面図図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラの正面断面図図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラの側面図特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の側面の断面図図４に示す密閉型圧縮機の吸入マフラの正面断面図

第１の発明は、固定子と回転子を備える電動要素と、前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、前記電動要素と前記圧縮要素が収容され、潤滑油が貯留されている密閉容器と、を備え、前記圧縮要素は、筒状のシリンダブロックと、前記シリンダブロックの内部空間を往復動するピストンと、前記シリンダブロックの前記ピストンと反対側の開口部を封止する吸入バルブと吐出バルブとを有するバルブプレートと、一端を前記密閉容器の内部空間に開口し、他端を前記バルブプレートの前記吸入バルブに連通する吸入マフラと、を備え、前記吸入マフラの略直方体の器体の内部には、前面壁と後面壁を前記器体と共有する複数の共鳴型消音器を有するものである。

また、共鳴型消音器を構成することにより、吸入マフラの器体をコンパクトでコストを安くすることができる。

また、第２の発明は、第１の発明において、吸入マフラの器体の内側壁と共鳴型消音器の外側壁と器体の前面と後面の壁で器体の内部に冷媒通路を構成する。

これにより、スムーズな冷媒ガスの流れを得ることができる。

また、第３の発明は、第２の発明において、共鳴型消音器を構成する側壁は凸凹形状をしており、共鳴型消音器を多段のヘルムホルツ型消音器とするとともに冷媒通路に接続されたサイドブランチ型消音器を構成する。

これにより、複数で任意の周波数の騒音を効果的に減衰することができる。

また、第４の発明は、第３の発明において、多段のヘルムホルツ型消音器の共鳴周波数は、使用冷媒雰囲気で４００〜７００Ｈｚの範囲とする。

これにより、密閉容器内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。

また、第５の発明は、第３の発明において、冷媒通路に接続されたサイドブランチ型消音器の共鳴周波数は、使用冷媒雰囲気で１５００〜５０００Ｈｚの範囲とする。

これにより、密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。

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、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機の側面の断面図である。図２は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラの正面断面図である。図３は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラの側面図である。

まず、はじめに、密閉型圧縮機の構成を説明する。

図１から図３に示すように、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００は、密閉容器１０１を備えている。密閉容器１０１には、密閉容器１０１の壁部を貫通するように、吸入管１０３が設けられている。吸入管１０３は、冷媒サイクル（図示せず）から供給される冷媒ガス（図示せず）が通流し、密閉容器１０１内に供給するように構成されている。

また、密閉容器１０１内の底部には、潤滑油１０５が貯留されている。さらに、密閉容器１０１の内部には、冷媒ガスを吸入して圧縮する為の圧縮要素１０７と、圧縮要素１０７を駆動する回転子１０９と固定子１１１とからなる電動要素１１３と、で構成されている圧縮機本体１１５が、ばね等の弾性体１１７を介して支持されている。

圧縮要素１０７は、クランクピン１１９とシリンダブロック１２１を備えている。クランクピン１１９は、回転子１０９に圧入固定されたクランク軸１２３に偏心するように形成されている。クランク軸１２３は、軸心が上下方向に延びるように配置されていて、軸受け１２５に回転自在に保持されている。クランクピン１１９の下端部には、潤滑油１０５にその一部が浸漬していて、その上流端が潤滑油１０５内で開口している給油管１２７が圧入固定されている。

シリンダブロック１２１は、軸心が水平方向に延びるように配置されていて、略円筒状に形成されている。ピストン１２９は、シリンダブロック１２１に往復自在に挿入されている。ピストン１２９には、円筒状のピストンピン１３１が固定されている。ピストンピン１３１は、コンロッド１３３により、クランクピン１１９と連結されている。

シリンダブロック１２１の上死点側の開口端面には、開口端面を封止するようにバルブプレート１３５が設けられている。また、バルブプレート１３５には、バルブプレート１３５を覆うように、高圧室（図示せず）を形成するシリンダヘッド１３７が固定されている。

バルブプレート１３５には、その開閉により、シリンダブロック１２１の内部空間と密閉容器１０１の内部空間を連通する吸入バルブ１３９と吐出弁と吐出弁座からなり、その開閉により、シリンダブロック１２１の内部空間と高圧室を連通する吐出バルブ（図示せず）とが設けられている。

そして、シリンダブロック１２１、バルブプレート１３５、及びピストン１２９のバルブプレート１３５側端面により圧縮室１４１が形成されている。

バルブプレート１３５の吸入バルブ１３９には吸入マフラ１４３が接続されている。

吸入マフラ１４３には一端を密閉容器１０１の内部空間に開口する尾管入口１４５と他端を吸入マフラ１４３の略直方体の器体１４７内部空間１４９に開口する尾管出口１５１とを有する尾管１５３と、一端を吸入マフラ１４３の器体１４７内部空間１４９に開口する連通管入口１５５と他端を吸入バルブ１３９に連通する連通管出口１５７とを有する連通管１５９と、吸入マフラ１４３の器体１４７の内部に、器体１４７の前面壁１６１と後面壁１６３とを共有する多段のヘルムホルツ型消音器１６５である共鳴型消音器１６７と、吸入マフラ１４３の器体１４７の内側壁１６９と共鳴型消音器１６７の外側壁１７１と器体１４７の前面壁１６１と後面壁１６３とで器体１４７の内部に構成する冷媒通路１７３ａ、１７３ｂと、多段のヘルムホルツ型消音器１６５である共鳴型消音器１６７の凸凹形状の外側壁１７１が構成する冷媒通路１７３ａ、１７３ｂに接続されたサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆとを有する。

このとき、多段のヘルムホルツ型消音器１６５である共鳴型消音器１６７と、サイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆとは、それぞれの開口方向が水平方向以下とされており、密閉型圧縮機の輸送中や運転中において潤滑油１０５が消音器の内部に滞留することがない。

次に、密閉型圧縮機１００の動作を図１から図３を参照しながら説明する。

まず、電動要素１１３の回転子１０９の回転により、クランク軸１２３が回転駆動されると、クランクピン１１９の偏芯（旋回）運動がコンロッド１３３により、直線的な往復運動に変換され、ピストン１２９がシリンダブロック１２１内を往復運動し、所定の吸入
動作（吸入行程）及び圧縮動作（圧縮行程）を行う。

このとき、クランクピン１１９の先端に取り付けられた給油管１２７は、潤滑油１０５内で回転運動することに伴い、遠心ポンプ効果により、潤滑油１０５を汲み上げる。給油管１２７内に汲み上げられた潤滑油１０５は、各摺動部に供給される。

密閉容器１０１の壁部を貫通するように取付けられた吸入管１０３を通って冷媒サイクルから供給される冷媒ガス（図示せず）が通流し、尾管入口１４５から吸入マフラ１４３に吸込まれる。

吸入マフラ１４３に吸込まれた冷媒ガス（図示せず）は、冷媒通路１７３ａ、１７３ｂを通って連通管入口１５５から連通管１５９と連通管出口１５７を介して吸入バルブ１３９より圧縮室１４１に供給されてシリンダブロック１２１内を往復運動するピストン１２９によって圧縮され吐出バルブ（図示せず）より排出される。

このとき、吸入バルブ１３９の開閉動作によって生じた脈動のエネルギーは、吸入バルブ１３９より吸入マフラ１４３へと逆流する形で伝播し、尾管入口１４５から密閉容器１０１へと開放される。

しかしながら、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では吸入マフラ１４３の内部において、この脈動のエネルギーを多段のヘルムホルツ型消音器１６５と複数のサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆの効果によって、様々な周波数帯域で大きく減衰した後に尾管入口１４５から密閉容器１０１へと開放する。

次に、密閉型圧縮機１００の作用効果を図１から図３を参照しながら説明する。

上述したように、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、吸入マフラ１４３には一端を密閉容器１０１の内部空間に開口する尾管入口１４５と他端を吸入マフラ１４３の略直方体の器体１４７内部空間１４９に開口する尾管出口１５１とを有する尾管１５３と、一端を吸入マフラ１４３の器体１４７内部空間１４９に開口する連通管入口１５５と他端を吸入バルブ１３９に連通する連通管出口１５７とを有する連通管１５９と、吸入マフラ１４３の器体１４７の内部に、器体１４７の前面壁１６１と後面壁１６３とを共有し、水平方向より下向きの開口を有する複数の共鳴型消音器１６７と、を有する。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機に比して、吸入バルブ１３９の開閉動作によって生じた脈動のエネルギーは吸入マフラ１４３の内部において、複数の共鳴型消音器１６７によって大きく減衰された後に尾管入口１４５から密閉容器１０１へと開放されることから、密閉型圧縮機１００を構成する密閉容器１０１等の部品や密閉容器１０１内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。また、共鳴型消音器１６７の開口方向が水平方向よりも下向きであることから、内部に潤滑油１０５が滞留することがなく、共鳴型消音器１６７の共鳴周波数とそれによる脈動エネルギーの減衰効果は安定している。

さらには、騒音減衰効果を得るために大きな容量を必要とする膨張型消音器と比較して吸入マフラをコンパクトに設計することが可能であり、コストが安い。

また、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、吸入マフラ１４３の器体１４７の内側壁１６９と共鳴型消音器１６７の外側壁１７１と器体１４７の前面壁１６１と後面
壁１６３とで器体１４７の内部に冷媒通路１７３ａ、１７３ｂとを、構成する。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機に比して、吸入マフラ１４３内部での冷媒ガスの流れがスムーズで密閉型圧縮機の効率が良い。

また、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、共鳴型消音器１６７を構成する側壁は凸凹形状をしており、共鳴型消音器１６７を多段のヘルムホルツ型消音器１６５とすると共に冷媒通路１７３ａ、１７３ｂに接続された水平方向より下向きの開口を有するサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆを構成する。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機に比して、吸入バルブ１３９の開閉動作によって生じた脈動のエネルギーは吸入マフラ１４３の内部において、多段のヘルムホルツ型消音器１６５とすると共に冷媒通路１７３ａ、１７３ｂに接続されたサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆによって様々な周波数帯域で大きく減衰された後に尾管入口１４５から密閉容器１０１へと開放されることから、密閉型圧縮機１００を構成する密閉容器１０１等の部品や密閉容器１０１内の気柱（空間）が加振され、固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。また、共鳴型消音器１６７とサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆの開口方向が水平方向よりも下向きであることから、内部に潤滑油１０５が滞留することがなく、共鳴型消音器１６７とサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆの共鳴周波数とそれによる脈動エネルギーの減衰効果は安定している。

また、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、多段のヘルムホルツ型消音器１６５の共鳴周波数を４００〜７００Ｈｚとする。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機に比して、密閉容器１０１内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。

また、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、冷媒通路１７３ａ、１７３ｂに接続されたサイドブランチ型消音器１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆの共鳴周波数を１５００〜５０００Ｈｚとする。

これにより、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機に比して、密閉型圧縮機１００を構成する密閉容器１０１等の部品が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良及び他の実施形態が明らかである。

従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。

本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明に係る密閉型圧縮機は、吸入マフラの騒音減衰効果を良好にし、吸入バルブの開閉に伴う圧力脈動のエネルギーにより密閉型圧縮機を構成する密閉容器等の部品や密閉容器内の気柱（空間）が加振され固有振動数（共振周波数）で共振を起こし、密閉型圧縮機の騒音が増大するのを効果的に抑えることができ、音が静かで、且つ、コンパクトであることから、有用である。

１０１密閉容器
１０５潤滑油
１０７圧縮要素
１０９回転子
１１１固定子
１１３電動要素
１２１シリンダブロック
１２９ピストン
１３５バルブプレート
１３９吸入バルブ
１４３吸入マフラ
１４７器体
１６１前面壁
１６３後面壁
１６５ヘルムホルツ型消音器
１６７共鳴型消音器
１６９内側壁
１７１外側壁
１７３ａ、１７３ｂ冷媒通路
１７５ａ、１７５ｂ、１７５ｃ、１７５ｄ、１７５ｅ、１７５ｆサイドブランチ型消音器

Claims

固定子と回転子を備える電動要素と、
前記電動要素によって駆動される圧縮要素と、
前記電動要素と前記圧縮要素が収容され、潤滑油が貯留されている密閉容器と、を備え、前記圧縮要素は、筒状のシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの内部空間を往復動するピストンと、
前記シリンダブロックの前記ピストンと反対側の開口部を封止する吸入バルブと吐出バルブとを有するバルブプレートと、
一端を前記密閉容器の内部空間に開口し、他端を前記バルブプレートの前記吸入バルブに連通する吸入マフラと、を備え、
前記吸入マフラの略直方体の器体の内部には、前面壁と後面壁を前記器体と共有する複数の共鳴型消音器を有する密閉型圧縮機。
前記吸入マフラの前記器体の内側壁と前記共鳴型消音器の外側壁と前記器体の前面壁と後面壁で前記器体の内部に冷媒通路を構成する、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
前記共鳴型消音器を構成する側壁は凸凹形状をしており、前記共鳴型消音器を多段のヘルムホルツ型消音器とするとともに前記冷媒通路に接続されたサイドブランチ型消音器を構成する、請求項２に記載の密閉型圧縮機。
前記多段のヘルムホルツ型消音器の共鳴周波数は、使用冷媒雰囲気で４００〜７００Ｈｚの範囲である、請求項３に記載の密閉型圧縮機。
前記冷媒通路に接続された前記サイドブランチ型消音器の共鳴周波数は、使用冷媒雰囲気で１５００〜５０００Ｈｚの範囲である、請求項３に記載の密閉型圧縮機。