JPWO2014017051A1 - 密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る密閉型圧縮機は、電動要素（１１１）と、電動要素（１１１）によって駆動される圧縮要素（１１３）と、電動要素（１１１）と圧縮要素（１１３）が収容され、潤滑油（１０５）が貯留されている密閉容器（１０１）と、を備え、圧縮要素（１１３）は、主軸（１３７）及び偏心軸（１３９）から構成されるクランクシャフト（１３５）と、主軸（１３７）を回転自在に軸支する軸受部（１２３）と圧縮室（１１９）を形成するシリンダ（１２１）とを有するシリンダブロック（１１７）と、密閉容器（１０１）内から圧縮室（１１９）内へ向かう冷媒ガス（１１５）が通流する吸入マフラー（１３１）と、を備え、吸入マフラー（１３１）と電動要素（１１１）との間には隔壁（１６５）が配設され、吸入マフラー（１３１）と隔壁（１６５）との間には、第１の空間（１５９）が形成され、電動要素（１１１）と隔壁（１６５）との間には、第２の空間（１６３）が形成されている。

Description

本発明は、家庭用電気冷凍冷蔵庫又はショーケース等に使用される密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置に関するものであり、特に、密閉型圧縮機の構成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又は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。

従来、この種の密閉型圧縮機としては、樹脂製の吸入マフラーを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１２は、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の縦断面図、図１３は、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の横断面図である。

図１２及び図１３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と圧縮機本体７を備えている。密閉容器１の底部には、潤滑油３が貯留されている。また、密閉容器１内には、冷媒ガス５が充填されていて、圧縮機本体７がサスペンションスプリング９によって、密閉容器１に対して弾性的に支持されている。圧縮機本体７は、電動要素１１と、電動要素１１の上方に配設されている圧縮要素１３と、を備えている。

電動要素１１は、固定子１５と回転子１７とを有している。また、圧縮要素１３は、シリンダ１９を形成するシリンダブロック２１と、シリンダ１９内を往復運動するピストン２３と、シリンダ１９の端面を封止するバルブプレート２５と、バルブプレート２５を覆うシリンダヘッド２７と、吸入マフラー２９と、偏心軸３１と主軸３３を有するクランクシャフト３５と、偏心軸３１とピストン２３とを連結する連結手段３７と、を備えている。

シリンダブロック２１は、主軸３３を軸支する軸受け部３９を備えていて、軸受け部３９を取り囲むように潤滑油３の排出孔４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられている。

また、シリンダ１９、バルブプレート２５、及びピストン２３により、圧縮室４３が形成される。さらに、バルブプレート２５とシリンダヘッド２７との間には、吸入マフラー２９が挟持されている。

特許第３２２５０９０号

しかしながら、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機では、吸入マフラー２９の電動要素１１に対向する面は、電動要素１１の発熱で高温に晒され加熱される。その結果、吸入マフラー２９内を通過する冷媒ガス５は、電動要素１１に対向する面からの受熱の影響を大きく受けて温度が上昇するため、体積効率が低下す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、吸入マフラー内を通過する冷媒ガスの温度上昇を抑制し、効率の高い運転が可能な密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置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、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、主軸及び偏心軸から構成されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの主軸を回転自在に軸支する軸受部と圧縮室を形成するシリンダとを有するシリンダブロックと、前記密閉容器内から前記圧縮室内へ向かう冷媒ガスが通流する吸入マフラーと、を備え、前記吸入マフラーと前記電動要素との間には隔壁が配設され、前記吸入マフラーと前記隔壁との間には、第１の空間が形成され、前記電動要素と前記隔壁との間には、第２の空間が形成されている。

これによって、高温部の電動要素から低温部の吸入マフラーへの伝熱を抑制することができるので、吸入マフラー内を通流する冷媒ガスの温度上昇を抑制することができ、体積効率を高めることができる。

本発明の密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置は、吸入マフラー内を通過する冷媒ガスの温度上昇を抑制することで、体積効率を向上することができるので、密閉型圧縮機の効率を高めることができる。

図１は、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機を鉛直方向に沿って切断したときの断面図である。 図２は、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機を水平方向に沿って切断したときの断面図である。 図３は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す側面図である。 図４は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す正面図である。 図５は、本実施の形態１における変形例１の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す側面図である。 図６は、図５に示す吸入マフラー及び隔壁のＤ−Ｄ断面図である。 図７は、本実施の形態１における変形例２の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す断面図である。 図８は、本実施の形態１における変形例３の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す断面図である。 図９は、実施の形態２に係る密閉型圧縮機を鉛直方向に沿って切断したときの断面図である。 図１０は、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機を水平方向に沿って切断したときの断面図である。 図１１は、本実施の形態３に係る冷凍装置の概略構成を示す模式図である。 図１２は、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の縦断面図である。 図１３は、特許文献１に開示されている密閉型圧縮機の横断面図である。

本発明に係る密閉型圧縮機は、電動要素と、電動要素によって駆動される圧縮要素と、電動要素と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、圧縮要素は、主軸及び偏心軸から構成されるクランクシャフトと、クランクシャフトの主軸を回転自在に軸支する軸受部と圧縮室を形成するシリンダとを有するシリンダブロックと、密閉容器内から圧縮室内へ向かう冷媒ガスが通流する吸入マフラーと、を備え、吸入マフラーと電動要素との間には隔壁が配設され、吸入マフラーと隔壁との間には、第１の空間が形成され、電動要素と隔壁との間には、第２の空間が形成されている。

これにより、高温部の電動要素から低温部の吸入マフラーへの伝熱を抑制することができる。また、ロータから飛散した高温の潤滑油が、吸入マフラーに付着することを抑制することができる。このため、吸入マフラー内を通流する冷媒ガスの温度上昇を抑制することができ、体積効率を高めることができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、密閉容器の壁部を貫通して設けられ、密閉容器内へ吸入される冷媒ガスが通流する吸入管をさらに備え、吸入マフラーは、該吸入マフラーの吸入口が吸入管の出口近傍に位置するように設けられ、隔壁は、吸入マフラーにおける電動要素の回転により密閉容器内で誘起される冷媒ガスの流動方向において上流側に位置する部分である後端部を覆うように形成されていてもよい。

これにより、密閉容器内の高温の冷媒ガスが、電動要素の回転により、密閉容器内を通流して、吸入マフラーの後端部側に移動しても、吸入マフラーへの伝熱を抑制することができる。また、高温の冷媒ガスが、第１の空間内に流入することを抑制することができる。このため、吸入マフラー内を通流する冷媒ガスの温度上昇をより抑制することができ、体積効率をより高めることができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、隔壁は、吸入マフラーの前端部を覆うように形成されていてもよい。

これにより、吸入管の出口から排出された冷媒ガスを吸入マフラー内により導入することができる。また、密閉容器内の高温の冷媒ガスから吸入マフラーの前端部への伝熱を抑制することができるので、吸入マフラー内を通流する冷媒ガスの温度上昇をより抑制することができ、体積効率をより高めることができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、隔壁は、少なくとも吸入マフラーの背面における該吸入マフラー内の冷媒流路を投影した部分を覆うように形成されていてもよい。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、隔壁は、吸入マフラーの背面全体を覆うように形成されていてもよい。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、隔壁は、吸入マフラーに取り付けられていてもよい。

これにより、隔壁と吸入マフラーとを一体化して組み立てることが可能となり、密閉型圧縮機の生産性を向上させることができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、電動要素は、シリンダブロックに固定されたステータと、クランクシャフトに固定されたロータと、を備え、隔壁は、ステータに取り付けられていてもよい。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、隔壁は、ステータの上端よりも上方に延出するように形成されていてもよい。

これにより、ロータから飛散した高温の潤滑油が、吸入マフラーに付着することをより抑制することができるので、吸入マフラー内を通流する冷媒ガスの温度上昇を抑制することができ、体積効率を高めることができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、ステータは、突極構造を有し、巻線が突極に集中巻きされていてもよい。

これにより、ステータ巻線のコイルエンドの高さが、ロータのエンドリングの高さよりも同等もしくは低くなるため、ロータから潤滑油が飛散しやすくなるが、隔壁により、高温の潤滑油が吸入マフラーに付着することをより抑制することができる。

また、本発明に係る密閉型圧縮機では、電動要素は、複数の運転周波数で駆動されるように構成されていてもよい。

これにより、電動要素が、複数の運転周波数で駆動されても、吸入マフラー内を通過する冷媒ガスの速度が遅くなる低速回転では、高温部のステータから低温部の吸入マフラーへの伝熱を抑制することができる。一方、ロータから飛散する潤滑油の量が多くなる高速回転においては、飛散した高温の潤滑油が吸入マフラーに付着することを抑制することができる。

さらに、本発明に係る密閉型圧縮機では、電動要素は、圧縮要素の上方に配置されていてもよい。

また、本発明に係る冷凍装置は、上記いずれかの密閉型圧縮機を備える。

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、以下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。また、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。さらに、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。

（実施の形態１）
［密閉型圧縮機の構成］
図１は、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機を鉛直方向に沿って切断したときの断面図である。図２は、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機を水平方向に沿って切断したときの断面図であり、密閉型圧縮機の上面側から見た図である。

なお、図１においては、図に示す上下方向及び左右方向が、密閉型圧縮機における上下方向及び左右方向を示す。また、図２においては、図に示す前後方向及び左右方向が、密閉型圧縮機における前後方向及び左右方向を示す。

図１及び図２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と該密閉容器１０１の内部に収容された圧縮機本体１０２を備えている。また、密閉容器１０１には、密閉容器１０１内外を連通する吐出管１０３（図９参照）及び吸入管１０４（図２参照）が設けられている。吸入管１０４は、冷凍装置（図１１参照）から供給される冷媒ガスが通流するように構成されている。また、吸入管１０４の下流端（出口）である開口部１０８は、密閉容器１０１内に開口されている。

密閉容器１０１は、鉄板の絞り成型によって形成されている。また、圧縮機本体１０２は、電動要素１１１と、該電動要素１１１によって駆動される圧縮要素１１３と、を備えていて、サスペンションスプリング１０６（図９参照）により、密閉容器１０１に弾性的に支持されている。

また、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（イソブタン）等の冷媒ガス１１５が封入され、また、密閉容器１０１内の底部には、潤滑用の潤滑油１０５が封入されている。

電動要素１１１は、本実施の形態１においては、圧縮要素１１３の上方に配置されていて（密閉容器１０１内の上方に配置されていて）、一定の運転周波数で駆動されるように構成されている。また、電動要素１１１は、ステータ（固定子）１０７及びロータ（回転子）１０９を備えている。

ステータ１０７は、後述するシリンダブロック１１７に、ボルト（図示せず）により固定されている。ステータ１０７の内側には、ロータ１０９が、該ステータ１０７と同軸上に位置するように、後述するクランクシャフト１３５の主軸１３７に焼き嵌め、又は圧入等により、固定されている。

圧縮要素１１３は、クランクシャフト１３５、シリンダブロック１１７、ピストン１４１、及び連結手段１４３等で構成されている。また、圧縮要素１１３には、ピストン１４１の往復運動により圧縮された冷媒ガス１１５を、密閉容器１０１に固定された吐出管１０３へ流す高圧管１４５が接続されている。

クランクシャフト１３５は、軸心を上下方向へ向けた主軸１３７と、該主軸１３７の下端に接続された偏心軸１３９と、給油機構１１０と、を備えている。給油機構１１０は、偏心軸１３９から下方へ延びる管と主軸１３７表面に設けられた螺旋状の溝等からなり、潤滑油１０５を軸受部１２３及び連結手段１４３等に給油するように構成されている。

シリンダブロック１１７には、軸心を上下方向に向けた円筒形の内面を有する軸受部１２３が設けられている。軸受部１２３には、クランクシャフト１３５の主軸１３７が回転自在に挿入されている。

また、シリンダブロック１１７には、軸心を水平方向に向けた円筒状のシリンダ１２１が設けられている。シリンダ１２１には、ピストン１４１が進退自在に挿入されている。ピストン１４１には、連結手段１４３を介して、偏心軸１３９が接続されている。

シリンダ１２１のクランクシャフト１３５に対して遠い側の端面には、吸入孔１１８と吐出孔（共に図示せず）を備えるバルブプレート１２５が配置されている。バルブプレート１２５には、吸入孔１１８を開閉する吸入バルブ１３３と、吐出孔を開閉する吐出バルブ（図示せず）と、が設けられている。そして、バルブプレート１２５は、ピストン１４１とともに、圧縮室１１９を形成している。

また、バルブプレート１２５は、該バルブプレート１２５を覆うように配置されているシリンダヘッド１２７とともに、ヘッドボルト１２０（図９参照）により、シリンダブロック１１７に固定されている。シリンダヘッド１２７には、吐出室（図示せず）が形成されている。

バルブプレート１２５とシリンダヘッド１２７の間には、吸入マフラー１３１が挟持されている。吸入マフラー１３１は、本実施の形態１においては、後述する吸入口１５１が吸入管１０４の出口近傍に位置するように設けられている。

吸入マフラー１３１は、圧縮室１１９、又は吸入バルブ１３３で発生した騒音を減衰する手段としての消音器である。また、吸入マフラー１３１は、密閉型圧縮機１００の性能向上の観点から、熱伝導率の低い材料、例えば、合成樹脂材料で構成されることが望ましい。合成樹脂材料としては、冷媒ガス雰囲気、高温下という使用環境を考慮すると、例えば、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、又はＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）等であってもよい。

ここで、図１〜図４を参照しながら、吸入マフラー１３１について、詳細に説明する。

図３は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す側面図である。図４は、図１に示す密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す正面図である。

なお、図３及び図４においては、吸入マフラーの上下方向を図における上下方向として表している。また、図３における正面方向は、図１及び図２における右方向に対応し、背面方向は、図１及び図２における左方向に対応する。さらに、図４における第１側面方向は、図１及び図２における前方向に対応し、第２側面方向は、図１及び図２における後方向に対応する。

図１〜図４に示すように、吸入マフラー１３１は、マフラー本体１４７と、マフラーカバー１４９と、入口管（尾管）１５３と、出口管（連通管）１５７と、を備えている。通常、これらの各構成部品が組立てられた後に、超音波溶着法等により、マフラー本体１４７及びマフラーカバー１４９は、互いに溶着結合され、吸入マフラー１３１が形成される。

マフラー本体１４７は、所定の厚み寸法を有する横長の直方体形状に構成されていて、その内部空間が消音空間１５０を形成している。また、マフラーカバー１４９は、マフラー本体１４７の上端部を覆うように配置されている。

入口管１５３は、筒状に形成されていて、一端が消音空間１５０に開口し、他端である吸入口１５１が密閉容器１０１内に開口するように配置されている。また、入口管１５３の途中には、Ｌ字状の屈折部１５５が設けられている。出口管１５７は、筒状に形成されていて、一端が消音空間１５０に開口し、他端が圧縮室１１９に連通するように配置されている。

そして、冷媒ガスは、吸入口１５１、入口管１５３（途中の屈折部１５５を含む）、消音空間１５０、及び出口管１５７を通流して、圧縮室１１９に供給される。なお、吸入口１５１、入口管１５３（途中の屈折部１５５を含む）、消音空間１５０、及び出口管１５７で構成されるＵ字状の流路を冷媒流路Ｃという（図４参照）。

また、吸入マフラー１３１と電動要素１１１との間には、隔壁１６５が配設されている
（図１及び図２を参照）。より詳細には、隔壁１６５は、吸入マフラー１３１（マフラー本体１４７）の背面と隔壁１６５の正面との間に、第１の空間１５９（空間Ａという場合もある）が形成されるように、かつ、電動要素１１１の側面（ステータ１０７の周面）と隔壁１６５の正面との間に、第２の空間１６３（空間Ｂという場合もある）が形成されるように、配設されている。

なお、本実施の形態１においては、吸入マフラー１３１と隔壁１６５との間の距離（最短距離）が２ｍｍ、隔壁１６５の厚み寸法が２ｍｍ、電動要素１１１と隔壁１６５との間の距離（最短距離）が２ｍｍとなるように形成されている。

また、隔壁１６５は、密閉容器１０１の内壁面と該内壁面と対向する吸入マフラー１３１の正面との間には、配置されないように構成されている。すなわち、隔壁１６５は、吸入マフラー１３１全体を囲む二重壁にはならないように形成されている。

これにより、吸入マフラー１３１全体を二重壁構造にした場合に比して、その構造及び構成が簡易となるため、密閉型圧縮機１００の生産性を向上させることができる。また、吸入マフラー１３１全体を二重壁構造にした場合に比して、隔壁１６５に使用する材料を削減することができる。

隔壁１６５は、主面１６５Ａと接続部１６５Ｂを有していて、Ｌ字状に形成されている。接続部１６５Ｂは、吸入マフラー１３１の上部（マフラーカバー１４９）に固定されている。なお、本実施の形態１においては、隔壁１６５は、吸入マフラー１３１の上部に固定されている形態を採用したが、これに限定されない。例えば、隔壁１６５は、吸入マフラー１３１の背面に固定されていてもよく、また、吸入マフラー１３１の前端部又は後端部に固定されていてもよい。

主面１６５Ａは、吸入マフラー１３１の背面と略同等の大きさとなるように形成されている。これにより、ステータ１０７から吸入マフラー１３１全体への放熱を抑制することとなり、吸入マフラー１３１内を流れる冷媒ガス１１５への放熱を、より抑制することができる。

なお、隔壁１６５（主面１６５Ａ）は、その大きさ（高さ寸法）が、以下の範囲内になるように形成されていてもよい。図３に示すように、吸入マフラー１３１の高さ寸法をＬとする。隔壁１６５（主面１６５Ａ）の上端Ｘは、吸入マフラー１３１の上端から１／３×Ｌの高さから、吸入マフラー１３１の上端から−１／３×Ｌの高さまでの間における任意の位置にあってもよい。また、隔壁１６５（主面１６５Ａ）の下端Ｙは、出口管１５７におけるシリンダヘッド１２７に入らない部分の最も低い部分と一致する高さに位置してもよい。

また、隔壁１６５（主面１６５Ａ）の上端Ｘは、ステータ１０７を構成している巻線のコイルエンド高さ程度に位置してもよい。これにより、電動要素１１１のステータ１０７のコイルエンドから吸入マフラー１３１全体への放熱も抑制することができる。

その結果、ステータ１０７からの放熱によって吸入マフラー１３１内を通過する冷媒ガス１１５が、加熱されることをより低減することができ、体積効率をより向上させることとなり、密閉型圧縮機１００の効率を、より一層高めることができる。

また、主面１６５Ａは、本実施の形態１においては、吸入マフラー１３１の後端部を覆うように、後端部１６５Ｃが屈曲している。ここで、吸入マフラー１３１の後端部は、吸入マフラー１３１における、電動要素１１１の回転により、密閉容器１０１内で誘起される冷媒ガス１１５の流動方向Ｅ（図２参照）の上流側に位置する部分をいい、図４においては、第２側面側をいう。

なお、主面１６５Ａの後端部１６５Ｃは、吸入マフラー１３１の後端部全体を覆うように形成されていてもよく、吸入マフラー１３１の後端部の一部を覆うように形成されていてもよい。また、後端部１６５Ｃは、第１の空間１５９を塞ぐように形成されていてもよい。

また、隔壁１６５は、熱伝導率の低い材料、例えば、合成樹脂材料を使用してもよい。合成樹脂材料としては、冷媒ガス雰囲気、高温下という使用環境を考慮すると、吸入マフラー１３１と同様に、例えば、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、又はＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）等であってもよい。

また、隔壁１６５は、吸入マフラー１３１と同じ合成樹脂材料を使用することにより、吸入マフラー１３１に超音波溶着法等を用いることで、隔壁１６５と吸入マフラー１３１とを、容易に固定することができる。具体的には、隔壁１６５をマフラーカバー１４９に超音波溶着法により掛止させ、固定させることができる。

［密閉型圧縮機の動作及び作用］
次に、このように構成された本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００の動作及び作用を説明する。

まず、電動要素１１１に通電することにより、ステータ１０７に電流を流して磁界を発生させ、主軸１３７に固定されたロータ１０９が回転する。ロータ１０９の回転により、クランクシャフト１３５が回転し、偏心軸１３９の回転運動が連結手段１４３により直線的な往復運動に変換され、ピストン１４１がシリンダ１２１内を往復運動する。

そして、吸入管１０４を通流して密閉容器１０１内に戻った冷媒ガス１１５は、ピストン１４１の往復運動に伴い、吸入マフラー１３１を介して圧縮室１１９内へ吸入される。圧縮室１１９内に吸入された冷媒ガス１１５は、圧縮室１１９内で圧縮された後、高圧管１４５を介して吐出管１０３へと流れる。そして、冷媒ガス１１５は、吐出管１０３から冷凍装置を経由する間に熱交換して、再び吸入管１０４内を通流する。

次に、密閉型圧縮機１００の吸入行程及び圧縮行程について、より詳細に説明する。

ピストン１４１が、圧縮室１１９の容積を増加する方向に移動すると、圧縮室１１９内の冷媒ガス１１５が膨張する。そして、圧縮室１１９内の圧力が吸入圧力を下回ると、圧縮室１１９内の圧力と吸入マフラー１３１内の圧力との差により、吸入バルブ１３３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１１５は、吸入管１０４の開口部１０８から密閉容器１０１内に一旦開放され、その後、吸入マフラー１３１の吸入口１５１から吸入され、入口管１５３（途中の屈折部１５５を含む）及び出口管１５７を経て圧縮室１１９内に流入する。

その後、ピストン１４１の動作が、下死点から圧縮室１１９内の容積を減少する方向に転じると、圧縮室１１９内の冷媒ガス１１５が圧縮され、圧縮室１１９内の圧力は上昇する。そして、圧縮室１１９内の圧力が、吸入マフラー１３１内の圧力を上回ると、吸入バルブ１３３は閉じる。

ここで、一般的に吸入マフラー１３１は、マフラー本体１４７の容積を十分確保するため、密閉容器１０１内でスペースを確保しやすいステータ１０７（電動要素１１１）近傍に配置されることが多い。このため、ステータ１０７の発熱によって、マフラー本体１４７のステータ１０７側側面（マフラー本体１４７の背面）が加熱される。

その結果、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５は、マフラー本体１４７の背面を介して加熱され、温度が上昇する。そして、圧縮室１１９内に流入する冷媒ガス１１５の温度が上昇すると、圧縮室１１９内に流入する冷媒ガス１１５の密度が小さくなり、体積効率が悪化する。

また、例えば、吸入マフラー１３１と電動要素１１１との間の空間（以下、空間Ｃという）内の冷媒ガス１１５が、クランクシャフト１３５の回転により密閉容器１０１内に誘起されたガス流動に付勢されにくいような場合、空間Ｃ内の冷媒ガス１１５の流動が抑制される。この場合、空間Ｃ内の冷媒ガス１１５の入れ替えが抑制され、冷媒ガス１１５の温度がより上昇することになる。

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、吸入マフラー１３１と電動要素１１１との間に、第１の空間１５９と第２の空間１６３を形成するように、隔壁１６５が配設されている。これにより、電動要素１１１（ステータ１０７）に近い位置に存在する、高温の冷媒ガス１１５が、吸入マフラー１３１側へ移動することが防止される。このため、吸入マフラー１３１（マフラー本体１４７）の背面が加熱されることが抑制され、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇を抑制することができる。

さらに、本実施の形態１においては、隔壁１６５の後端部１６５Ｃは、吸入マフラー１３１の後端部を覆うように形成されている。

これにより、密閉容器１０１内の高温の冷媒ガス１１５が、電動要素１１１の回転により、密閉容器１０１内を通流して、吸入マフラー１３１の後端部側に移動しても、隔壁１６５の後端部１６５Ｃにより、吸入マフラー１３１への伝熱（放熱）を抑制することができる。また、高温の冷媒ガス１１５が、隔壁１６５の後端部１６５Ｃにより、第１の空間１５９内に流入することを抑制することができる。このため、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇をより抑制することができ、体積効率をより高めることができる。

また、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、電動要素１１１が、圧縮要素１１３の上方に配置されている。この場合、電動要素１１１が、圧縮要素１１３の下方に配置されているものと比較して、電動要素１１１は潤滑油１０５により冷却されにくい。このため、電動要素１１１が圧縮要素１１３の上方に配置されているものと、電動要素１１１が圧縮要素１１３の下方に配置されているものと比較した場合、電動要素１１１の発熱量を同一と仮定すると、電動要素１１１からの放熱を抑制する効果が、より顕著になる。

なお、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００では、電動要素１１１が一定の運転周波数で駆動される形態を採用したが、これに限定されない。例えば、電動要素１１１が外部のインバータ駆動回路と接続されていて、該インバータ駆動回路により、電動要素１１１が、複数の運転周波数で駆動（インバータ駆動）されてもよい。

インバータ駆動される場合、低速回転において、吸入マフラー１３１内を通過する冷媒ガス１１５の速度が遅くなるため、ステータ１０７からの受熱の影響が大きくなる。しかしながら、本実施の形態１においては、空間Ｃに隔壁１６５を第１の空間１５９及び第２の空間１６３が形成されるように配設することにより、電動要素１１１のステータ１０７から吸入マフラー１３１内を流れる冷媒ガス１１５への放熱を抑制することができる。このため、低速運転時においては、本実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００の効果がより顕著となる。

次に、本実施の形態１における変形例の密閉型圧縮機について説明する。

［変形例１］
図５は、本実施の形態１における変形例１の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す側面図である。図６は、図５に示す吸入マフラー及び隔壁のＤ−Ｄ断面図である。なお、図５においては、吸入マフラーにおける上下方向を図における上下方向として示す。

図５及び図６に示すように、本変形例１の密閉型圧縮機１００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と基本的構成は同じであるが、隔壁１６５の形状が異なる。具体的には、隔壁１６５（主面１６５Ａ）は、吸入マフラー１３１の後端部は覆わず、少なくとも吸入マフラー１３１の背面における冷媒流路Ｃを投影した部分を覆うように形成されている。

このように構成された本変形例１の密閉型圧縮機１００であっても、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様に、電動要素１１１のステータ１０７から吸入マフラー１３１内を流れる冷媒ガス１１５への放熱を抑制することができる。

なお、本変形例１においては、隔壁１６５を吸入マフラー１３１の背面における冷媒流路Ｃを投影した部分を覆うように形成したが、これに限定されず、吸入マフラー１３１の背面全体を覆うように形成してもよい（吸入マフラー１３１の背面と略同等の大きさとなるように形成してもよい）。

［変形例２］
図７は、本実施の形態１における変形例２の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す断面図である。

図７に示すように、本変形例２の密閉型圧縮機１００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と基本的構成は同じであるが、隔壁１６５の形状が異なる。具体的には、隔壁１６５（主面１６５Ａ）は、吸入マフラー１３１の後端部は覆わず、吸入マフラー１３１の前端部を覆うように、前端部１６５Ｄが屈曲している。ここで、吸入マフラー１３１の前端部は、吸入マフラー１３１における、電動要素１１１の回転により、密閉容器１０１内で誘起される冷媒ガス１１５の流動方向Ｅ（図２参照）の下流側に位置する部分をいい、図７においては、第1側面側をいう。

なお、主面１６５Ａの前端部１６５Ｄは、吸入マフラー１３１の前端部全体を覆うように形成されていてもよく、吸入マフラー１３１の前端部の一部を覆うように形成されていてもよい。また、前端部１６５Ｄは、第１の空間１５９を塞ぐように形成されていてもよい。

このように構成された本変形例２の密閉型圧縮機１００であっても、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様に、電動要素１１１のステータ１０７から吸入マフラー１３１内を流れる冷媒ガス１１５への放熱を抑制することができる。

また、本変形例２の密閉型圧縮機１００では、隔壁１６５の前端部１６５Ｄにより、吸入管１０４の出口から排出された冷媒ガス１１５を吸入マフラー１３１内により導入することができる。また、密閉容器１０１内の高温の冷媒ガス１１５から吸入マフラー１３１の前端部への伝熱を抑制することができるので、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇をより抑制することができ、体積効率をより高めることができる。

［変形例３］
図８は、本実施の形態１における変形例３の密閉型圧縮機の吸入マフラー及び隔壁の概略構成を示す断面図である。

図８に示すように、本変形例３の密閉型圧縮機１００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と基本的構成は同じであるが、隔壁１６５の形状が異なる。具体的には、隔壁１６５（主面１６５Ａ）は、吸入マフラー１３１の後端部だけでなく、吸入マフラー１３１の前端部も覆うように、後端部１６５Ｃと前端部１６５Ｄの両方が屈曲している。

このように構成された本変形例３の密閉型圧縮機１００であっても、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様に、電動要素１１１のステータ１０７から吸入マフラー１３１内を流れる冷媒ガス１１５への放熱を抑制することができる。

また、本変形例３の密閉型圧縮機１００では、吸入管１０４の出口から排出された冷媒ガス１１５を吸入マフラー１３１内により導入することができる。また、密閉容器１０１内の高温の冷媒ガス１１５から吸入マフラー１３１の前端部への伝熱を抑制することができるので、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇をより抑制することができ、体積効率をより高めることができる。

（実施の形態２）
［密閉型圧縮機の構成］
図９は、実施の形態２に係る密閉型圧縮機を鉛直方向に沿って切断したときの断面図である。図１０は、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機を水平方向に沿って切断したときの断面図であり、密閉型圧縮機の上面側から見た図である。

なお、図９においては、図に示す上下方向及び左右方向が、密閉型圧縮機における上下方向及び左右方向を示す。また、図１０においては、図に示す前後方向及び左右方向が、密閉型圧縮機における前後方向及び左右方向を示す。

図９及び図１０に示すように、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と基本的構成は同じであるが、圧縮要素１１３が、電動要素１１１よりも上方に位置する点と、シリンダブロック１１７に排出孔１４６が設けられている点と、が異なる。排出孔１４６は、シリンダブロック１１７の軸受部１２３に設けられていて、上下方向に貫通する貫通孔で構成されている。

また、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００では、隔壁１６５がステータ１０７に取り付けられている。具体的には、隔壁１６５は、ステータ１０７の上部に固定されている。より詳細には、隔壁１６５は、ステータ１０７のコア部の上部に、嵌め合い接合、又はカシメ接合等により固定されている。

隔壁１６５は、ステータ１０７の上端よりも上方に延出するように形成されていて、本実施の形態２においては、シリンダブロック１１７の下方近傍にまで延出するように形成されている。なお、ステータ１０７は、突極構造を有し、巻線が突極に集中巻きされている（図示せず）。

［密閉型圧縮機の動作及び作用］
次に、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００の動作及び作用について説明する。なお、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００の基本的動作（吸入行程及び圧縮行程）は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同じであるので、その詳細な説明は省略し、密閉型圧縮機１００の動作に伴う潤滑油１０５の動きについて説明する。

密閉容器１０１の底部に貯留されている潤滑油１０５は、クランクシャフト１３５の回転により、遠心力でクランクシャフト１３５（主軸１３７）の下端部より吸い上げられる。吸い上げられた潤滑油１０５は、主軸１３７表面に設けられた螺旋状の溝を通流して、圧縮要素１１３の上部へ搬送される。圧縮要素１１３へ搬送された潤滑油１０５は、主軸１３７と軸受部１２３との摺動部等を潤滑した後、偏心軸１３９の上端から飛散する。

偏心軸１３９より飛散した潤滑油１０５の一部は、ピストン１４１及びシリンダ１２１等に降りかかり、ピストン１４１とシリンダ１２１との摺動部等の潤滑を行う。また、偏心軸１３９より飛散した潤滑油１０５の他の一部は、シリンダブロック１１７の軸受部１２３上部に滞留する。この滞留した潤滑油１０５は、シリンダブロック１１７に設けられた排出孔１４６より、電動要素１１１側へ滴下する（図９参照）。そして、電動要素１１１側へ滴下した潤滑油１０５は、ロータ１０９上部に落下し、ロータ１０９の回転により外側へ飛散する。

ここで、飛散した潤滑油１０５は、摺動部及びロータ１０９で加熱されているため、温度が高くなっている。このため、ロータ１０９から飛散した高温の潤滑油１０５が、吸入マフラー１３１に付着すると、吸入マフラー１３１の温度が上昇する。その結果、吸入マフラー１３１内を通過する冷媒ガス１１５が加熱されることとなり、圧縮室１１９内に流入する冷媒ガス１１５の温度が上昇し、密度が小さくなるため、体積効率が悪化する。

特に、本実施の形態２のように、インバータ駆動される場合、高速回転になるとロータ１０９から飛散する潤滑油１０５の量が多くなる。

また、ステータ１０７が、突極集中巻構造である場合、ステータ１０７のコイルエンドの高さが、ロータ１０９のエンドリングの高さに対して同等もしくは低くなるため、ロータ１０９の回転により飛散した潤滑油１０５が吸入マフラー１３１へ直接降りかかることになる。

しかしながら、本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００では、隔壁１６５が、ステータ１０７の上端よりも上方に延出するように形成されているため、潤滑油１０５が吸入マフラー１３１に降りかかることを防止することができる。このため、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇を抑制することができ、体積効率を高めることができる。

このように構成された本実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００であっても、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様の作用効果を奏する。また、上述したように、圧縮要素１１３が電動要素１１１よりも上方に配置されている場合、隔壁１６５が、ステータ１０７の上端よりも上方に延出するように形成されているため、潤滑油１０５が吸入マフラー１３１に降りかかることを防止することができる。このため、吸入マフラー１３１内を通流する冷媒ガス１１５の温度上昇を抑制することができ、体積効率を高めることができる。

（実施の形態３）
図１１は、本実施の形態３に係る冷凍装置の概略構成を示す模式図である。

ここでは、冷媒回路に、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を搭載した構成とし、冷凍装置の基本構成について説明する。

図１１に示すように、本実施の形態３に係る冷凍装置２００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とから構成される本体２０１と、本体２０１の内部を物品の貯蔵空間２０３と機械室２０５とに区画する区画壁２０７と、貯蔵空間２０３内を冷却する冷媒回路２０９と、を具備している。

冷媒回路２０９は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００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、図１１中の矢印で示すように、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る。

このように構成された本実施の形態３に係る冷凍装置２００は、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を備えているため、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００と同様の作用効果を奏し、冷凍装置２００の消費電力が低減でき、省エネルギー化を実現できる。

なお、本実施の形態３に係る冷凍装置２００では、実施の形態１に係る密閉型圧縮機１００を備える形態を採用したが、これに限定されず、実施の形態１の変形例１〜３の密閉型圧縮機１００、及び実施の形態２に係る密閉型圧縮機１００のいずれかの密閉型圧縮機１００を備える形態を採用してもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、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。本発明の要旨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。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。

本発明に係る密閉型圧縮機及びそれを備える冷凍装置は、吸入マフラーの吸入効率を高め、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。

１ 密閉容器
３ 潤滑油
５ 冷媒ガス
７ 圧縮機本体
９ サスペンションスプリング
１１ 電動要素
１３ 圧縮要素
１５ 固定子
１７ 回転子
１９ シリンダ
２１ シリンダブロック
２３ ピストン
２５ バルブプレート
２７ シリンダヘッド
２９ 吸入マフラー
３１ 偏心軸
３３ 主軸
３５ クランクシャフト
３７ 連結手段
３９ 軸受け部
４１ａ 排出孔
４３ 圧縮室
１００ 密閉型圧縮機
１０１ 密閉容器
１０２ 圧縮機本体
１０３ 吐出管
１０４ 吸入管
１０５ 潤滑油
１０６ サスペンションスプリング
１０７ ステータ
１０８ 開口部
１０９ ロータ
１１０ 給油機構
１１１ 電動要素
１１３ 圧縮要素
１１５ 冷媒ガス
１１７ シリンダブロック
１１８ 吸入孔
１１９ 圧縮室
１２０ ヘッドボルト
１２１ シリンダ
１２３ 軸受部
１２５ バルブプレート
１２７ シリンダヘッド
１３１ 吸入マフラー
１３３ 吸入バルブ
１３５ クランクシャフト
１３７ 主軸
１３９ 偏心軸
１４１ ピストン
１４３ 連結手段
１４５ 高圧管
１４６ 排出孔
１４７ マフラー本体
１４９ マフラーカバー
１５０ 消音空間
１５１ 吸入口
１５３ 入口管
１５５ 屈折部
１５７ 出口管
１５９ 第１の空間
１６３ 第２の空間
１６５ 隔壁
１６５Ａ 主面
１６５Ｂ 接続部
１６５Ｃ 後端部
１６５Ｄ 前端部
２００ 冷凍装置
２０１ 本体
２０３ 貯蔵空間
２０５ 機械室
２０７ 区画壁
２０９ 冷媒回路
２１３ 放熱器
２１５ 減圧装置
２１７ 吸熱器

Claims (12)

1. 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、主軸及び偏心軸から構成されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトの主軸を回転自在に軸支する軸受部と圧縮室を形成するシリンダとを有するシリンダブロックと、前記密閉容器内から前記圧縮室内へ向かう冷媒ガスが通流する吸入マフラーと、を備え、
   前記吸入マフラーと前記電動要素との間には隔壁が配設され、
   前記吸入マフラーと前記隔壁との間には、第１の空間が形成され、前記電動要素と前記隔壁との間には、第２の空間が形成されている、密閉型圧縮機。
2. 前記密閉容器の壁部を貫通して設けられ、前記密閉容器内へ吸入される冷媒ガスが通流する吸入管をさらに備え、
   前記吸入マフラーは、該吸入マフラーの吸入口が前記吸入管の出口近傍に位置するように設けられ、
   前記隔壁は、前記吸入マフラーにおける前記電動要素の回転により前記密閉容器内で誘起される冷媒ガスの流動方向において上流側に位置する部分である後端部を覆うように形成されている、請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記隔壁は、前記吸入マフラーの前端部を覆うように形成されている、請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
4. 前記隔壁は、少なくとも前記吸入マフラーの背面における該吸入マフラー内の冷媒流路を投影した部分を覆うように形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
5. 前記隔壁は、前記吸入マフラーの背面全体を覆うように形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
6. 前記隔壁は、前記吸入マフラーに取り付けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
7. 前記電動要素は、前記シリンダブロックに固定されたステータと、前記クランクシャフトに固定されたロータと、を備え、
   前記隔壁は、前記ステータに取り付けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
8. 前記隔壁は、前記ステータの上端よりも上方に延出するように形成されている、請求項７に記載の密閉型圧縮機。
9. 前記ステータは、突極構造を有し、巻線が突極に集中巻きされている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
10. 前記電動要素は、複数の運転周波数で駆動されるように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
11. 前記電動要素は、前記圧縮要素の上方に配置されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機を備える、冷凍装置。
    
    

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