JP6286364B2 - 密閉型圧縮機および冷凍装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置またはエアーコンディショナー等の冷凍サイクルに用いられる密閉型圧縮機、並びに、これを用いた冷凍装置に関するものである。

密閉型圧縮機は、冷凍冷蔵庫等の冷凍装置、あるいは、エアーコンディショナー等に広く用いられているが、このような密閉型圧縮機においては、近年、消費電力を低減させるために、高効率化、並びに高信頼性化が望まれている。

例えば、特許文献１には、密閉型圧縮機の高効率化および高信頼性化を目的として、バルブプレートに設けられる吸入孔の一部を湾曲化させる構成が開示されている。バルブプレートは、シリンダの端部を閉止するように設けられ、吸入孔および吐出孔が形成されている。吸入孔には、サクションマフラーの連通管がつながっており、連通管から吸入孔を介して冷媒ガスがシリンダ内に吸入される。

サクションマフラーは、シリンダの下方に位置しており、連通管は、下方のサクションマフラーから上方に延伸している。連通管の延伸方向を縦方向とすれば、シリンダは横方向に設けられている。シリンダの端部にはバルブプレートが位置しており、連通管の上端には、横方向に連通管出口部が設けられている。この連通管出口部がバルブプレートの吸入孔に連結されることで、これらにより吸入流路が形成される。したがって、連通管から吸入流路（連通管出口部および吸入孔）に至るまでの冷媒ガスの流路は、縦方向から連通管の上端で横方向にカーブするような経路となる。

図１１に示すように、特許文献１に開示されるバルブプレート８０では、吸入孔８３は、略Ｕ字形状に形成されており、さらに、シリンダ側の開口と連通管側の開口との間に、湾曲した移行部（transition portion）Ｔが形成されている。この移行部Ｔは、吸入流路８３１の内側側面（internal profile）を少なくとも部分的に湾曲させることにより、ダクト部（duct portion）を確定させている。このような吸入流路８３１によれば、冷媒ガスが連通管出口部８６３から吸入孔８３に円滑に移行しやすくなり、冷媒ガスの吸入抵抗が抑制可能となる。吸入抵抗を抑制することで単位時間当たりの冷媒ガスの吸入質量（冷媒循環量）が大きくなれば、密閉型圧縮機の効率が向上することになる。

国際公開第０２／０６６７２号パンフレット

しかしながら、前述した特許文献１に開示される密閉型圧縮機では、バルブプレート８０の製造が容易ではなく、また、本発明者らによる検討の結果、前記構成のバルブプレート８０であっても、吸入孔８３近傍において吸入抵抗の増加を有効に抑制できない、という課題が明らかとなった。

バルブプレートは、一般に、金属粉末を金型で成型して焼結すること（粉末冶金）により製造される。前記構成のバルブプレート８０は、吸入孔８３が略Ｕ字形状という複雑な形状であることから、金型の製作時に、当該金型の造形が複雑化してしまう。そのため、金型を容易に製造することができず、結果としてバルブプレート８０も容易に製造できなくなる。

また、連通管は、一般に、略円形状の断面を有しているが、前記構成のバルブプレート８０では、吸入孔８３が略Ｕ字形状である。そのため、図１１に示すように、吸入流路８３１においては、移行部Ｔが形成されるとしても、流路の断面形状が略円形状（連通管出口部８６３）から略Ｕ字形状（吸入孔８３）に急激に変化することになる。これにより、冷媒ガスは、広い断面積の流路（連通管出口部８６３）から、狭い断面積の流路（吸入孔８３）に急激に流入することになるので、冷媒ガスの吸入抵抗を増加させる。

さらに、通常、吸入孔付近では冷媒ガスの流れが速くなるが、吸入孔８３が略Ｕ字形状であると、当該吸入孔８３の中央部と両側部とでは、冷媒ガスの流速に違いが生じやすくなる。これにより、略Ｕ字形状の吸入孔８３においては、中央部の流れと両側部の流れという２種類の流れが生じてしまい、結果として冷媒ガスがシリンダ内に円滑に流入できなくなる。

このように、前記構成のバルブプレート８０を用いた場合、流路面積の急激な変化、並びに、２種類の流れの形成により、吸入孔８３近傍において吸入抵抗が増加する。そのため、このようなバルブプレート８０を備える密閉型圧縮機においては、吸入損失が大きくなり、圧縮効率が低下してしまう。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、バルブプレートの製作を容易にするとともに、より一層効率の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る密閉型圧縮機は、前記の課題を解決するために、潤滑油が貯留される密閉容器と、当該密閉容器内に収容される電動要素と、前記密閉容器内に収容され、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素と、を備え、前記圧縮要素は、圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダの一方の端部を封止するとともに、吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記吸入孔を開閉する吸入リードと、前記シリンダよりも下方に位置し、内部に消音空間を有し、前記吸入孔に連結される連通管を備えるサクションマフラーと、を備え、前記連通管は、前記サクションマフラーから前記シリンダの端部に向かって上方に延伸し、その上端に、前記吸入孔に連通する連通管出口部が設けられ、前記連通管出口部は、上部形状が曲線状に突出した突出形状であり、かつ、下部形状が矩形状である連通開口を有し、前記吸入孔は、前記シリンダ側開口の形状が凹部の無い閉曲線状であり、前記連通管側開口の形状が前記連通管出口部の連通開口と相似形状であり、前記バルブプレートおよび前記連通管は、前記連通管出口部の連通開口の上側の周面と、前記吸入孔の上側の周面と、を対応させた状態で連結されている構成である。

前記構成の密閉型圧縮機においては、前記吸入孔の下側の周面には、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって湾曲する湾曲部、または、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって傾斜する傾斜部が含まれてもよい。

また、本発明には、前記構成の密閉型圧縮機を含む冷凍サイクルを備えている冷凍装置も含まれる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明では、以上の構成により、バルブプレートの製作を容易にするとともに、より一層効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る密閉型圧縮機の代表的な構成例を示す横断面図である。 図１に示す密閉型圧縮機の縦断面図である。 図１に示す密閉型圧縮機に用いられるサクションマフラーの連通管近傍の構成例を示す模式的正面図である。 図３に示すサクションマフラーの連通管およびバルブプレートの吸入孔近傍の構成例を示す模式的断面図である。 図１に示す密閉型圧縮機に用いられ、図４に部分的に図示するバルブプレートの構成例を示す、連通管側からの斜視図である。 図５に示すバルブプレートのシリンダ側からの正面図である。 図５および図６に示すバルブプレートに形成される、吸入孔の構成例を示す、断面図と正面図との模式的対比図である。 図５および図６に示すバルブプレートに形成される、吸入孔の他の構成例を示す、断面図と正面図との模式的対比図である。 図５および図６に示すバルブプレートに形成される、吸入孔のさらに他の構成例を示す、断面図と正面図との模式的対比図である。 図１に示す密閉型圧縮機を備える冷凍装置の一例である、物品貯蔵装置の構成例を示す模式図である。 従来の密閉型圧縮機におけるバルブプレート近傍の構成を示す、断面図と正面図との模式的対比図である。 本発明の実施例および比較例の結果を示すグラフである。

本発明に係る密閉型圧縮機は、潤滑油が貯留される密閉容器と、当該密閉容器内に収容される電動要素と、前記密閉容器内に収容され、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素と、を備え、前記圧縮要素は、圧縮室を形成するシリンダと、前記シリンダの一方の端部を封止するとともに、吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、前記吸入孔を開閉する吸入リードと、前記シリンダよりも下方に位置し、内部に消音空間を有し、前記吸入孔に連結される連通管を備えるサクションマフラーと、を備え、前記連通管は、前記サクションマフラーから前記シリンダの端部に向かって上方に延伸し、その上端に、前記吸入孔に連通する連通管出口部が設けられ、前記連通管出口部は、上部形状が曲線状に突出した突出形状であり、かつ、下部形状が矩形状である連通開口を有し、前記吸入孔は、前記シリンダ側開口の形状が凹部の無い閉曲線状であり、前記連通管側開口の形状が前記連通管出口部の連通開口と相似形状であり、前記バルブプレートおよび前記連通管は、前記連通管出口部の連通開口の上側の周面と、前記吸入孔の上側の周面と、を対応させた状態で連結されている構成である。

前記構成によれば、バルブプレートに形成される吸入孔が複雑な形状ではないため、バルブプレートを製造するための金型を容易に製作することが可能となる。それゆえ、バルブプレートそのものを容易かつ安価に製造することが可能となる。

また、前記構成によれば、吸入孔の基本形状（シリンダ側開口の形状）と連通管側開口の形状が異なっているため、吸入孔は冷媒ガスの流れを整流化することができる。それゆえ、吸入孔の内部で冷媒ガスの流速に違いが生じにくくなるので、冷媒ガスは、吸入流路を介して連通管からシリンダ内に円滑に導入される。これにより、冷媒ガスの吸入抵抗を有効に抑制できるので、冷媒ガスの単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）を大きくすることができる。その結果、効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

前記構成の密閉型圧縮機においては、前記吸入孔の下側の周面には、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって湾曲する湾曲部、または、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって傾斜する傾斜部が含まれている構成であってもよい。

前記構成によれば、吸入孔内の湾曲部または傾斜部によって、冷媒ガスが連通管出口部から吸入孔の内部に円滑に流入することになる。これにより、吸入孔近傍での冷媒ガスの吸入抵抗を有効に抑制することができるとともに、吸入孔に向かう冷媒ガスの流れもより促進される。その結果、さらに効率の高い密閉型圧縮機を提供することが可能となる。

また、前記構成の密閉型圧縮機においては、前記吸入孔は、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向けて、徐々に断面積が小さくなるように形成されている構成であってもよい。

前記構成によれば、吸入孔による冷媒ガスの整流作用を向上できるとともに、冷媒ガスの流速も増加させることができる。これにより、吸入孔からシリンダ内に流入する冷媒ガスの流れがより一層促進され、吸入リードがより迅速に開くことになる。しかも、吸入孔のシリンダ側開口の方が、連通管側開口よりも断面積が小さいため、圧縮時に吸入リードの吸入孔に接する部分に生じる応力を抑制することもできる。それゆえ、吸入リードの信頼性を高めることができる。その結果、より一層信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

また、前記構成の密閉型圧縮機においては、前記吸入孔のシリンダ側開口は、円形状または楕円形状であり、前記連通管出口部の連通開口の上部は、半円形状または半楕円形状である構成であってもよい。

前記構成によれば、吸入孔の基本形状が円形状または楕円形状となるため、吸入孔が略Ｕ字形状である従来のバルブプレートと比べて、金型の製作時の造形が簡単になり、金型の製作がより容易になる。

また、吸入孔の基本形状が円形状または楕円形状であり、かつ、連通開口の上部形状が半円形状または半楕円形状であれば、吸入流路の基本断面形状を略円形状または略楕円形状にすることができる。それゆえ、吸入流路における冷媒ガスの流通性を良好なものとすることができる。その結果、より一層信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

さらに、本発明に係る冷凍装置は、前記構成の密閉型圧縮機を含む冷凍サイクルを備えている構成である。

前記構成によれば、冷凍装置が高効率の密閉型圧縮機を搭載した冷凍サイクルを備えているので、効率のよい冷却運転を行うことができる。その結果、消費電力（量）を抑制した冷凍装置を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
［密閉型圧縮機］
まず、本実施の形態に係る密閉型圧縮機の具体的な構成の一例について、図１〜図４を参照して説明する。図１および図２に示すように、本実施の形態に係る密閉型圧縮機１０は、密閉容器１１、電動要素１２、および圧縮要素１３を備えている。密閉容器１１の内部には、図２に示すように潤滑油１４が貯留されるとともに、電動要素１２および圧縮要素１３が収容されている。

電動要素１２は、固定子および回転子から構成され、圧縮要素１３を駆動する。固定子は、回転子の外周に間隙を設けて配置されている。回転子は、固定軸であるシャフト２１を固定しており、固定子に嵌入した状態でシャフト２１とともに回転可能に構成されている。

圧縮要素１３は、電動要素１２により駆動され冷媒ガスを圧縮する。本実施の形態では、圧縮要素１３は、ブロック２０、シャフト２１、シリンダ２２、シリンダヘッド２３、ピストン２４、コンロッド２５、サクションマフラー２６、バルブプレート３０、図１および図２には図示しない吸入リードおよび吐出リード等を備えている。

シャフト２１は、密閉容器１１内において軸心が上下方向（縦方向）に沿って設けられており、主軸部、偏心軸、給油ポンプ等を備えている。主軸部は、電動要素１２の回転子に圧入固定されており、偏心軸は主軸部に対して偏心して形成されている。給油ポンプは、シャフト２１の下端となる偏心軸に設けられ、潤滑油１４を給油できるように、その一部が貯留されている潤滑油１４に浸漬された状態にある。

ブロック２０は、ボアーを有するシリンダ２２、軸受部等を備えている。シリンダ２２は、密閉容器１１内において横方向（水平方向）に沿って配置されており、軸受部に固定されている。ボアーは、ピストン２４と略同径の略円筒形の凹部として構成され、ピストン２４が往復摺動自在な状態で内部に挿入されている。シリンダ２２（ボアーの内部）とピストン２４とによって圧縮室が形成されており、この内部で冷媒ガスが圧縮される。また、軸受部は、ブロック２０に固定されており、シャフト２１が回転可能な状態で挿入されている。

シリンダ２２のボアーに挿入されたピストン２４は、コンロッド２５に連結されている。コンロッド２５は、ピストン２４とシャフト２１との連結手段であって、シャフト２１の偏心軸に連結されている。また、ボアーの一方の端部には、ピストン２４が挿入されているが、他方の端部はバルブプレート３０によって封止されている。

バルブプレート３０は、シリンダ２２およびシリンダヘッド２３の間に位置している。したがって、バルブプレート３０の一方の面（シリンダ側表面）は、シリンダ２２の端部を封止し、他方の面（連通管側表面）には、シリンダヘッド２３が固定されている。シリンダヘッド２３は、圧縮室に連通しており、その内部に吐出空間が形成されている。サクションマフラー２６は、シリンダ２２およびシリンダヘッド２３から見て、密閉容器１１の下方に位置する。サクションマフラー２６は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂製であって、図示しない吸引口を有するとともに、内部に消音空間２６１を有し、さらに、上部に連通管２６２を備えている。

連通管２６２は、シリンダ２２の端部に向かって上方に延伸しており、その上端には、図３に示すように、連通管出口部２６３が設けられている。連通管出口部２６３は、上部形状２６４ａが曲線状に突出した突出形状であり、かつ、下部形状２６４ｂが矩形状である連通開口２６４を有している。図３に示す例では、上部形状２６４ａは略半円形状であり、下部形状２６４ｂは横長の略長方形状である。なお、上部形状２６４ａは、半楕円形状であってもよいし、放物線状等のようなその他の曲線状であってもよい。同様に、下部形状２６４ｂは、正方形状であってもよい。図２に示すように、連通管２６２は、シリンダヘッド２３とバルブプレート３０との間に挟持されているように設けられている。

図３に示すように、連通管出口部２６３における連通開口２６４の周囲は、平坦な端面２６５となっている。この端面２６５は、図４に示すように、バルブプレート３０の連通管側表面３１（前記他方の面）に当接する面となる。

バルブプレート３０は、例えば、金属焼結体（焼結金属）等の金属製であって、図４に示す吸入孔３３（図中一点鎖線で囲んだ孔部）と、図４には図示しない吐出孔が形成されている。バルブプレート３０のシリンダ側表面３２（前記一方の面）には、吸入孔３３を覆うように吸入リード２７が設けられており、この吸入リード２７が吸入孔３３を開閉する。また、図示しない吐出孔は図示しない吐出リードにより開閉される。連通管出口部２６３は、図示しないガスケット（または公知のシール部材）を介して、バルブプレート３０の吸入孔３３に連結されている。なお、バルブプレート３０の具体的な構成については後述する。

前記構成の密閉型圧縮機１０の動作について説明する。まず、図示しない商用電源から電動要素１２に電力を供給することによって、電動要素１２の回転子を回転させる。回転子は、シャフト２１を回転させるので、主軸部の回転により偏心軸も回転する。偏心軸の主軸部に対する偏心運動は、コンロッド２５からピストン２４に伝達される。これにより、ピストン２４は、シリンダ２２のボアー内を往復摺動する。

ピストン２４の往復摺動により、図示しない冷凍サイクル（冷却回路、冷媒回路）から冷媒ガスが密閉容器１１内に導入され、密閉容器１１内に開放される。開放された冷媒ガスは、吸入口からサクションマフラー２６内に吸引される。吸引された冷媒ガスは、消音空間２６１に開放された後、連通管２６２からバルブプレート３０の吸入孔３３を介して圧縮室（シリンダ２２およびピストン２４によって隔離された空間）に対して間欠的に吸入される。圧縮室に吸入された冷媒ガスは、当該圧縮室内で圧縮され、バルブプレート３０の吐出孔を介してシリンダヘッド２３の吐出空間に吐出される。吐出空間に吐出された冷媒ガスは、図示しない冷凍サイクルに排出される。そして、冷媒ガスは、冷凍サイクル内を循環して、再び密閉容器１１内に導入される。

［バルブプレート］
次に、バルブプレート３０の具体的な構成について、図４に加えて、図５〜図７を参照して具体的に説明する。

前述した通り、図５および図６に示すように、バルブプレート３０には、吸入孔３３および吐出孔３４が形成されている。図５は、バルブプレート３０を連通管側表面３１から見た斜視図であり、図６は、バルブプレート３０をシリンダ側表面３２から見た斜視図である。

図４および図５に示すように、吸入孔３３における連通管２６２側（シリンダ２２とは反対側）の開口は、吸入入口側開口３３２（図４では点線で囲んだ開口領域）となっている。図４および図６に示すように、吸入孔３３におけるシリンダ２２側の開口は、吸入出口側開口３３３（図４では破線で囲んだ領域）となっている。また、連通管出口部２６３は、縦方向に沿った連通管２６２本体から見て、横方向に延出するように形成されており、吸入孔３３の吸入入口側開口３３２に連結している。なお、図４に示すように、連通管出口部２６３と吸入孔３３とによって、冷媒ガスが流通する吸入流路３３１が構成されている。

吸入孔３３における吸入出口側開口３３３（シリンダ側開口）は、その形状が凹部の無い閉曲線状となっている。閉曲線状の具体的な形状は特に限定されないが、一般的には、円形状または楕円形状であればよい。本実施の形態では、吸入出口側開口３３３は、図６に示すように、略円形状になっている。一方、吸入孔３３における吸入入口側開口３３２（連通管側開口）は、連通開口２６４と相似形状となっている。本実施の形態では、連通開口２６４は、上部形状２６４ａが略半円形状であり下部形状２６４ｂが横長の略長方形状であるので、吸入入口側開口３３２も上部が略半円形状で下部が長方形状となっている。なお、吸入入口側開口３３２は、本実施の形態では、連通開口２６４と同じサイズであるが、少し小さ目のサイズであってもよい。

バルブプレート３０と連通管２６２とが連結している状態では、図４に示すように、連通開口２６４の上側の周面と、吸入孔３３の上側の周面とが対応している。特に本実施の形態では、連通開口２６４の上側の周面と吸入孔３３の上側の周面とは、実質的に段差のない一つの面を形成している。一方、連通開口２６４の下側の周面は、吸入孔３３の吸入出口側開口３３３の下側の周面よりも下側に位置している。ここで、吸入孔３３の下側の周面には、図４、図５および図７に示すように、湾曲部３３４および傾斜部３３５が含まれているので、連通開口２６４の下側の周面と吸入孔３３の下側の周面とは、傾斜部３３５および湾曲部３３４によって、実質的に一つの連続した面を形成している。

湾曲部３３４は、吸入入口側開口３３２から吸入出口側開口３３３に向かって湾曲する湾曲面となっている。また、傾斜部３３５は、吸入入口側開口３３２から吸入出口側開口３３３に向かって傾斜する傾斜面となっている。本実施の形態では、図４および図７に示すように、連通管２６２側に傾斜部３３５が位置し、シリンダ２２側に湾曲部３３４が位置している。傾斜部３３５は、吸入入口側開口３３２から見て上方に向かって急峻な傾斜面となっており、湾曲部３３４は、この傾斜部３３５に連続する面であって、吸入出口側開口３３３の下側の周面において上方に向かって少し盛り上がるように湾曲した面となっている。したがって、図７に示すように、吸入孔３３を連通管２６２側からシリンダ２２側に向かって見れば、手前側に傾斜部３３５が位置し奥側に湾曲部３３４が位置することになる。

湾曲部３３４または傾斜部３３５の具体的な構成は特に限定されない。例えば、湾曲部３３４の湾曲の程度は、吸入孔３３の直径、吸入入口側開口３３２の断面積と吸入出口側開口３３３の断面積との関係、バルブプレート３０の厚み（すなわち吸入孔３３の延伸方向の長さ）、密閉型圧縮機１０の圧縮性能等の諸条件に応じて適宜設定することができる。同様に、傾斜部３３５の具体的な傾斜角も特に限定されないが、一般的には、吸入孔３３（特に吸入出口側開口３３３）の軸心に対して、３５〜５５°の範囲内であればよく、４５°±５°の範囲内であることがより好ましい。

なお、本発明においては、吸入孔３３の下側の周面の形状は、図４、図５、および図７に示すような、湾曲部３３４および傾斜部３３５の双方を含む構成に限定されない。例えば、図８に示すように、吸入孔３３の下側の周面が傾斜部３３５のみとなっている構成であってもよいし、図９に示すように、吸入孔３３の下側の周面が湾曲部３３４のみとなっている構成であってもよい。さらに図示しないが、湾曲部３３４および傾斜部３３５以外の面、例えば、吸入孔３３の延伸方向に沿った平坦な面を含んでもよいし、他の構成を含んでもよい。

本発明においては、吸入孔３３の吸入入口側開口３３２の形状が連通開口２６４と相似形状であって、バルブプレート３０と連通管２６２とが、連通管出口部２６３の連通開口２６４の上側の周面と、吸入孔３３の上側の周面とを対応させた状態で連結されていればよく、吸入孔３３の形状については、冷媒ガスの吸入抵抗を有効に抑制できるのであれば、どのような形状でも採用することができる。

このように、本実施の形態に係るバルブプレート３０では、吸入孔３３の基本的な形状が、円形状または楕円形状等のように、凹部の無い閉曲線状となっている。そのため、バルブプレート３０を製造するための金型を製作する際に、複雑な形状を造形する必要がなく、金型製作の複雑化を回避することができる。それゆえ、バルブプレート３０そのものも容易に製造することができ、製造コストの増大も回避または抑制することができる。

また、吸入孔３３の吸入出口側開口３３３（シリンダ側開口）の形状は、前記の通り閉曲線状となっているが、吸入入口側開口３３２（連通管側開口）の形状は、連通管出口部２６３の連通開口２６４と相似形状となっている。連通開口２６４は、上部形状２６４ａが曲線状に突出した突出形状であり、かつ、下部形状２６４ｂが矩形状である。

連通管出口部２６３から吸入孔３３に向かって冷媒ガスが吸入される際には、冷媒ガスの流れは速くなるが、吸入孔３３が前記のような構成であれば、従来の略Ｕ字形状の吸入孔８３とは異なり、吸入孔３３の中央部と両側部とで冷媒ガスの流速に違いが生じにくくなる。そのため、連通管出口部２６３と吸入孔３３との連結部分で冷媒ガスの淀みを抑制することが可能となり、連通管２６２からシリンダ２２内に向かって冷媒ガスを円滑に流入させることができる。その結果、吸入孔３３の近傍での冷媒ガスの吸入抵抗の増加（これによる吸入損失の増加）を有効に抑制することができる。

しかも、本実施の形態では、吸入孔３３の下側の周面には、吸入入口側開口３３２（連通管側開口）から吸入出口側開口３３３（シリンダ側開口）に向かって湾曲する湾曲部３３４、または、吸入入口側開口３３２（連通管側開口）から吸入出口側開口３３３（シリンダ側開口）に向かって傾斜する傾斜部３３５、もしくは、湾曲部３３４および傾斜部３３５の両方が設けられている。

連通管出口部２６３および吸入孔３３により構成される吸入流路３３１は、連通管２６２の延伸方向（縦方向、上下方向）に対して、直交（または交差）する方向（横方向、水平方向）に延伸していることになる。つまり、サクションマフラー２６から連通管２６２を介して直線状に流れる冷媒ガスは、連通管２６２の上端に達したところ（連通管出口部２６３）において、折れ曲がる方向（吸入流路３３１）に流れることになる。この場合、吸入流路３３１の上側の周面近傍では、冷媒ガスの流速は相対的に高くなるが、下側の周面近傍では、冷媒ガスが淀みやすく、その流速は相対的に低くなる。

これに対して、湾曲部３３４および傾斜部３３５の少なくとも一方が吸入孔３３の下側の周面に設けられていれば、これら湾曲部３３４または傾斜部３３５に沿って冷媒ガスがシリンダ２２側に導かれる。そのため、下側の周面近傍で冷媒ガスの淀みが良好に抑制されて、その流速の低下も抑制される。これにより、吸入流路３３１全体として冷媒ガスの流れを促進することができるので、冷媒ガスの吸入抵抗の増加、並びに、吸入損失の増加を有効に抑制することができる。

このように、前記構成のバルブプレート３０であれば、冷媒ガスの吸入抵抗および吸入損失を抑制することができるため、冷媒ガスの単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）を大きくすることができる。その結果、より効率化された密閉型圧縮機１０を提供することができる。

［吸入孔の断面積］
ここで、本実施の形態では、吸入孔３３のうち、吸入入口側開口３３２の方が断面積が大きく、吸入出口側開口３３３の方が断面積が小さい。したがって、吸入孔３３は、吸入入口側開口３３２（連通管側開口）から吸入出口側開口３３３（シリンダ側開口）に向けて、徐々に断面積が小さくなる（狭くなる）ように形成されている。この点について、特許文献１に開示される従来の構成と対比しながら、図４および図１１を参照して具体的に説明する。

従来のバルブプレート８０は、図１１に示すように、本実施の形態と同様に、シリンダ２２およびシリンダヘッド２３の間に位置し、吸入孔８３は、連通管８６２の連通管出口部８６３に連結している。なお、図１１には、シリンダ２２内に吸入バルブ羽根８８（suction valve vane，本実施の形態における吸入リード２７に対応）も図示している。

従来のバルブプレート８０は、吸入孔８３が略Ｕ字形状であることから、その製造が容易ではない。また、従来のバルブプレート８０では、移行部Ｔが形成されるとしても、流路の断面形状が略円形状（連通管出口部８６３）から略Ｕ字形状（吸入孔８３）に急激に変化する。これにより、冷媒ガスが吸入孔８３からシリンダ２２内に流入する際に、冷媒ガスの吸入抵抗が増加する。

そこで、吸入抵抗の増加を回避するために、連通管８６２から吸入孔８３までの流路（吸入流路８３１も含む）の断面形状を略円形状にする構成が考えられる。しかしながら、この構成では、シリンダ２２に吸入される冷媒ガスの量と、圧縮動作時に吸入バルブ羽根８８（吸入リード２７）に生じる応力との双方を好適化することができない。

シリンダ２２内で冷媒ガスを圧縮するときには、吸入バルブ羽根８８（吸入リード２７）における吸入孔８３に接する部位に対して、円周方向に沿って応力が発生する。吸入孔８３の径が相対的に小さければ、圧縮時に吸入バルブ羽根８８に生じる応力は低減できる。しかしながら、吸入孔８３が小さいことから、シリンダ２２内に吸入される冷媒ガスの量が少なくなるため、圧縮効率が低下する。一方、吸入孔８３の径が相対的に大きければ、シリンダ２２内に吸入される冷媒ガスの量を増やすことができる。しかしながら、圧縮時に吸入バルブ羽根８８に生じる応力が大きくなるため、吸入バルブ羽根８８の折損につながるおそれがある。

これに対して、本実施の形態では、前記の通り、吸入孔３３が基本的に円形状または楕円形状であって、連通管２６２側の形状が連通開口２６４と相似形状である上に、シリンダ２２に向けて徐々に断面積が小さくなっている。これにより、冷媒ガスの流れに勢いを与えることができるので、吸入孔３３に対する冷媒ガスの流れをさらに促進し、好適な量の冷媒ガスをシリンダ２２に導入することができる。しかも、吸入孔３３のシリンダ２２側の断面積（吸入出口側開口３３３の大きさ）は、相対的に小さいため、圧縮時に吸入リード２７に生じる応力を有効に低減することができる。さらに、冷媒ガスの流れが促進されると、吸入リード２７を迅速に開くことができるので、冷媒ガスの吸入抵抗をさらに抑制できる。それゆえ、より一層効率化された密閉型圧縮機１０を提供することができる。

吸入入口側開口３３２の断面積と吸入出口側開口３３３の断面積との関係は特に限定されないが、本実施の形態では、吸入入口側開口３３２の断面積は、吸入出口側開口３３３の断面積に対して１５０〜２５０％の範囲内であることが好ましく、１６０〜２００％の範囲内がより好ましい。これら開口の断面積の関係が、上記の範囲内にあることで、吸入流路３３１の断面積の変化を好適化することができる。そのため、連通管出口部２６３から吸入孔３３に冷媒ガスが流入したときに、吸入孔３３の有効面積を十分に確保した状態で、吸入抵抗の増加を抑制することができる。その結果、単位時間当たりの冷媒ガスの吸入質量（冷媒循環量）を大きくすることが可能となり、密閉型圧縮機１０をより効率化することができる。

これに対して、吸入入口側開口３３２の断面積が、吸入出口側開口３３３の断面積に対して１５０％未満であると、冷媒ガスの循環量が多くなったときに吸入損失が有意に増加してしまう。一方、吸入入口側開口３３２の断面積が、吸入出口側開口３３３の断面積に対して２５０％を超えると、冷媒ガスの循環量が少なくなったときに吸入損失が有意に増加してしまう。それゆえ、吸入入口側開口３３２の断面積が、吸入出口側開口３３３の断面積に対して前記の範囲から外れると、密閉型圧縮機１０の効率が低下する。

このように、本発明に係る密閉型圧縮機は、密閉容器内に潤滑油を貯留するとともに、電動要素と、この電動要素によって駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮要素とを収容し、この圧縮要素は圧縮室を形成するシリンダと、このシリンダの端部を封止するとともに、吸入孔および吐出孔とが形成されたバルブプレートと、吸入孔を開閉する吸入リードと、内部に消音空間を有し連通管を備えているサクションマフラーと、シリンダヘッドと、を備え、連通管は、吸入孔の軸心に対して水平方向に延出するように形成されて、吸入孔に連通する連通管出口部を有し、連通管出口部は、半円形状と、前記吸入孔の軸心に対して垂直下方向に延出した略四角形状と、を組み合わせた形状として形成され、バルブプレートの吸入孔は、円形状であり、バルブプレートに設けられた吸入入口（吸入側開口）は、連通管出口部と相似形状にて形成されたものである。

また、本発明に係る密閉型圧縮機においては、連通管出口部の端面から吸入孔に向かって冷媒ガスを導く吸入流路が形成され、この吸入流路には、バルブプレートの吸入入口の端面から吸入孔に向かう湾曲部または傾斜部が設けられていることが好ましい。

このような構成であれば、冷媒ガスが吸入流路を介して整流化されてシリンダ内に導入される。それゆえ、冷媒ガスを円滑にシリンダに内に吸入することができ、冷媒ガスの吸入抵抗が有効に抑えることができる。その結果、冷媒ガスの単位時間当たりの吸入質量（冷媒循環量）は大きくなるので、効率の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

さらに、このような構成であれば、吸入孔を大きくしなくてもよいため、圧縮時に吸入リードの吸入孔に接する部分に発生する円周方向に沿った応力を増大させないことができる。それゆえ、吸入リードの信頼性を高めることができるので、より信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２では、前記実施の形態１で説明した密閉型圧縮機１０を備える冷凍装置の一例について、図１０を参照して具体的に説明する。

本発明に係る密閉型圧縮機１０は、冷凍サイクルまたはこれと実質同等な構成を有する各種機器（冷凍装置）に広く好適に用いることができる。具体的には、例えば、冷蔵庫（家庭用冷蔵庫、業務用冷蔵庫）、製氷機、ショーケース、除湿器、ヒートポンプ式給湯機、ヒートポンプ式洗濯乾燥機、自動販売機、エアーコンディショナー、空気圧縮機等を挙げることができるが、特に限定されない。本実施の形態では、本発明に係る密閉型圧縮機１０の適用例として、図１０に示す物品貯蔵装置４０を挙げて、冷凍装置の具体的な構成を説明する。

図１０に示す物品貯蔵装置４０は、貯蔵装置本体４１、凝縮器５１、減圧装置５２、蒸発器５３、送風機５４、配管５５、および密閉型圧縮機１０等を備えている。凝縮器５１、減圧装置５２、蒸発器５３、および密閉型圧縮機１０は、配管５５により環状に連結されて冷凍サイクルを構成している。なお、本実施の形態では、冷媒ガスとしてＲ６００ａを用いている。

貯蔵装置本体４１の前方には、第一貯蔵室４２および第二貯蔵室４３が設けられ、後方には、前記冷凍サイクル（凝縮器５１、減圧装置５２、蒸発器５３、送風機５４、密閉型圧縮機１０、および配管５５）、並びに送風機５４が設けられている。第一貯蔵室４２および第二貯蔵室４３は、それぞれ前面が開口となっており、前面以外の周囲が断熱材により覆われている。第一貯蔵室４２の前面には、前記開口に対応する第一扉４４が設けられ、第二貯蔵室４３の前面には、前記開口に対応する第二扉４５が設けられている。第一扉４４および第二扉４５は、いずれも断熱性を有しており、前記開口を開閉可能とするように設けられている。また、第一貯蔵室４２および第二貯蔵室４３は、前方の連絡通路４６と後方の連絡通路４７介して連通している。

蒸発器５３は、貯蔵装置本体４１の後方で第一貯蔵室４２の内部に配置されている。また、送風機５４は、第一貯蔵室４２内で蒸発器５３の後方に配置されている。冷凍サイクルが動作することによって蒸発器５３は第一貯蔵室４２内を冷却し、これによって冷気が生じる。送風機５４は、生じた冷気を図中矢印Ｆａで示すように第一貯蔵室４２内で循環させる。また、前述したように、第一貯蔵室４２および第二貯蔵室４３は、前後の連絡通路４６および４７によって連通しているので、第一貯蔵室４２の冷気の一部は、図中矢印Ｆｂで示すように、連絡通路４６および４７により第二貯蔵室４３内も循環する。それゆえ、第一貯蔵室４２および第二貯蔵室４３の内部が冷却される。

本実施の形態では、前記冷凍サイクルに前記実施の形態１で説明した密閉型圧縮機１０が用いられている。この密閉型圧縮機１０は、バルブプレート３０を容易に製造できるため、良好な生産性を有しながら効率的で安価なものとなっている。このような密閉型圧縮機１０を搭載することにより、物品貯蔵装置４０は、効率的な冷却運転が可能となる。その結果、消費電力（量）を有効に抑制することができる。

本発明について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。

（実施例）
冷媒ガスとしてＲ６００ａを封入した冷凍サイクルに、前記実施の形態１で説明した密閉型圧縮機１０を組み込んだ。密閉型圧縮機１０を凝縮温度２５〜６０℃かつ蒸発温度−２０〜−４０℃の条件で動作させて、シリンダ２２の内圧（単位：ｋＰａ）とクランク角（単位：°）との関係を検証した。その結果を図１２上のグラフに示す。

（比較例）
前記実施例と同様にＲ６００ａを封入した冷凍サイクルに、従来の密閉型圧縮機（図１１参照）を組み込んだ。この従来の密閉型圧縮機を前記実施例と同様の条件で動作させ、シリンダ２２の内圧とクランク角との関係を検証した。その結果を図１２下のグラフに示す。

（実施例および比較例の対比）
図１２に示す上下のグラフには、低圧側の設定圧力を破線で示しており、この破線より下になる領域の面積が吸入損失に相当する。比較例すなわち従来の密閉型圧縮機に比べて、実施例すなわち本発明に係る密閉型圧縮機１０の方が、破線より下の面積が明らかに小さくなっている。それゆえ、本発明によれば吸入損失を有効に抑制することができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や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。

本発明は、密閉型圧縮機の分野に好適に用いることができるだけでなく、当該密閉型圧縮機を用いた冷凍サイクルまたはこれと実質同等な構成を有する各種機器に広く好適に用いることができる。

１０ 密閉型圧縮機
１１ 密閉容器
１２ 電動要素
１３ 圧縮要素
１４ 潤滑油
２２ シリンダ
２３ シリンダヘッド
２４ ピストン
２６ サクションマフラー
２７ 吸入リード
３０ バルブプレート
３３ 吸入孔
３４ 吐出孔
４０ 物品貯蔵装置（冷凍装置）
５１ 凝縮器
５２ 減圧装置
５３ 蒸発器
５４ 送風機
２６２ 連通管
２６３ 連通管出口部
２６４ 連通開口
２６４ａ 上部形状
２６４ｂ 下部形状
２６５ 連通管出口部の端面
３３１ 吸入流路
３３２ 吸入入口側開口（連通管側開口）
３３３ 吸入出口側開口（シリンダ側開口）
３３４ 湾曲部
３３５ 傾斜部

Claims (4)

1. 潤滑油が貯留される密閉容器と、
   当該密閉容器内に収容される電動要素と、
   前記密閉容器内に収容され、前記電動要素により駆動され冷媒を圧縮する圧縮要素と、を備え、
   前記圧縮要素は、
   圧縮室を形成するシリンダと、
   前記シリンダの一方の端部を封止するとともに、吸入孔および吐出孔が形成されたバルブプレートと、
   前記吸入孔を開閉する吸入リードと、
   前記シリンダよりも下方に位置し、内部に消音空間を有し、前記吸入孔に連結される連通管を備えるサクションマフラーと、
   を備え、
   前記連通管は、前記サクションマフラーから前記シリンダの端部に向かって上方に延伸し、その上端に、前記吸入孔に連通する連通管出口部が設けられ、
   前記連通管出口部は、上部形状が曲線状に突出した突出形状であり、かつ、下部形状が矩形状である連通開口を有し、
   前記吸入孔は、前記シリンダ側開口の形状が凹部の無い閉曲線状であり、前記連通管側開口の形状が前記連通管出口部の連通開口と相似形状であり、
   前記バルブプレートおよび前記連通管は、前記連通管出口部の連通開口の上側の周面と、前記吸入孔の上側の周面とを対応させた状態で連結されており、
   前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって湾曲する湾曲部、または、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向かって傾斜する傾斜部が、前記吸入孔の下側の周面のみに含まれている、
   密閉型圧縮機。
2. 前記吸入孔は、前記連通管側開口から前記シリンダ側開口に向けて、徐々に断面積が小さくなる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. 前記吸入孔のシリンダ側開口は、円形状または楕円形状であり、
   前記連通管出口部の連通開口の上部は、半円形状または半楕円形状である、
   請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機を含む冷凍サイクルを備えている、
   冷凍装置。

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