CN105190041B - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以降低涡旋式压缩机所产生的任意频带的噪音的涡旋式压缩机。本发明的涡旋式压缩机(1)特征在于：具备回旋涡旋盘(30)、固定涡旋盘(20)及排出盖(25)，所述回旋涡旋盘(30)以可以自由旋转地方式连接到主轴(17)的偏心轴部，所述固定涡旋盘(20)通过与回旋涡旋盘(30)相向而形成压缩制冷剂的压缩室(PR)，并且在固定端板(21)上具有将被压缩的制冷剂朝向高压室(10B)排出的排出口(23)，所述排出盖(25)覆盖排出口(23)。并且，排出口(23)由上游口部(23A)和下游口部(23B)构成，上游口部(23A)设置在制冷剂流入方向的上游侧，下游口部(23B)设置在制冷剂流入方向的下游侧，容积大于上游口部。而且，下游口部(23B)具备间隔壁(40)和制冷剂通道，所述间隔壁(40)将下游口部(23B)的内部分隔成多个区域，所述制冷剂通道供制冷剂通过多个区域。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种构成例如室内用空气调节装置的涡旋式压缩机。

背景技术

空气调节装置及制冷装置等的制冷循环中所使用的涡旋式压缩机具备固定涡旋盘和回旋涡旋盘。固定涡旋盘、回旋涡旋盘是分别在圆板状端板的一面侧一体地形成涡旋状涡圈壁者。使这种固定涡旋盘和回旋涡旋盘在咬合着涡圈壁的状态下相向，利用电动机等使回旋涡旋盘相对于固定涡旋盘进行公转回旋运动。并且，使形成于两个涡圈壁之间的压缩室从外周侧移动至内周侧，并减小其容积，从而进行压缩室内制冷剂气体的压缩。

在压缩室被压缩的制冷剂气体通过形成于固定涡旋盘的端板上的排出口，流入到排出盖和外壳之间的高压室中，再从设置于外壳上的排出管朝向制冷剂回路排出。

形成于固定涡旋盘上的排出口会对涡旋式压缩机的性能或噪音产生影响，因此提出有多种建议。

例如在专利文献1中提议有：为了抑制因涡旋盘的回旋运动而被压缩的流体排出所产生的振动、噪音，对排出口嵌合安装中空圆筒形套管。通过设置该套管，可以降低筒内压力脉动的激振力，抑制压缩机噪音的增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开平4-82391号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，涡旋式压缩机所产生的振动、噪音所涉及的频率域范围较广。很难依靠一个噪音降低机构来降低所有频率域的噪音。因此，需要根据要降低的噪音频率，采取相应的对策。例如，在专利文献1中设置套管的排出口其容积受到限制，因此很难降低低频率域的噪音。

本发明基于上述技术问题开发而成，其目的在于提供一种可以降低涡旋式压缩机所产生的任意频带的噪音的涡旋式压缩机。

用于解决技术问题的技术方案

通过改变排出口的长度及容积(以下，总称为规格)，可以改变排出口的谐振频率。但是，由于涡旋式压缩机的尺寸制约，并不能大幅度地改变排出口的规格，也就无法改变谐振频率。

因此，本发明将设置于固定涡旋盘上的排出口分为上游口部和下游口部，增大下游口部的容积，从而使其作为消声器(muffler)发挥功能。除此之外，将下游口部分隔成类似多个房间，从而获得与不设置隔板的下游口部不同的谐振频率，借此实现任意频带的降噪。但是，为了确保制冷剂可以畅通无阻地通过下游口部，分隔成的多个房间需要作为制冷剂的通道发挥功能。

即，本申请发明的涡旋式压缩机具备回旋涡旋盘、固定涡旋盘及排出盖，所述回旋涡旋盘以可以自由旋转地方式连接到主轴的偏心轴部，所述固定涡旋盘通过与回旋涡旋盘相向而形成压缩制冷剂的压缩室，并且在端板上具有将被压缩的制冷剂朝向高压室排出的排出口，所述排出盖覆盖排出口。

本发明的涡旋式压缩机特征在于，排出口由上游口部和下游口部构成，上游口部设置在制冷剂流入方向的上游侧，下游口部设置在制冷剂流入方向的下游侧，容积大于上游口部。并且，下游口部具备间隔壁和制冷剂通道，所述间隔壁将下游口部的内部分隔成多个区域，所述制冷剂通道供制冷剂通过多个区域。

本发明的涡旋式压缩机在排出口的下游口部设置间隔壁，该间隔壁的长度、高度等规格可以任意设定。也就是说，可以对间隔壁进行调整。因此，相应于作为对象的涡旋式压缩机调整间隔壁，从而可以对任意频带进行降噪。

通常，包括下游口部在内，排出口的内部空间(空腔)呈圆形。如果以此为前提，则间隔壁优选横截面为圆弧形。因其可以减小通过下游口部的制冷剂的流动混乱。圆弧形间隔壁可以沿下游口部的圆周方向设置单个或多个。设置多个时，优选设置在相互对称的位置上，从而可以减小制冷剂的流动混乱。

在本发明中，设置间隔壁的方法可为任意方法，但优选和排出盖一体地形成。和回旋涡旋盘、固定涡旋盘一样，排出盖也是通过铸造的方式制造而成，如果通过铸造方式一体地形成间隔壁，则与另行制作间隔壁再固定的情况相比，可以节省制造工时。为了提高刚度，间隔壁优选通过肋条一体地形成于排出盖上。

发明效果

根据本发明，通过在涡旋式压缩机的下游口部设置间隔壁，对间隔壁进行调整，从而可以实现任意频带的降噪，抑制噪音。

附图说明

图1是表示本实施方式的涡旋式压缩机的纵截面图。

图2(a)是图1的固定涡旋盘的排出口附近的部分放大图，图2(b)是模式性地表示(a)的排出口附近的立体图。

图3(a)～(f)是用于说明间隔壁的各种设置状态的横截面图。

图4(a)～(c)是用于说明提高间隔壁刚度的方法的横截面图。

图5是表示本实施方式的降噪效果的图。

具体实施方式

以下，基于附图所示实施方式，详细说明本发明。

如图1所示，本实施方式的涡旋式压缩机1在外壳10内具备电动马达12、由电动马达12驱动的涡旋式压缩机构2。该涡旋式压缩机1压缩R410C、R407C等制冷剂，供应给例如空气调节器、制冷机等的制冷剂回路。以下，对涡旋式压缩机1的构成进行说明。

外壳10具备上端开放的有底圆筒形外壳主体101和覆盖外壳主体101的上端开口的壳顶102。

在外壳主体101的侧面设置有吸入管13，其将制冷剂从未图示的储液器导入到外壳主体101内。

壳顶102上设置有排出管14，其将涡旋式压缩机构2压缩的制冷剂排出。外壳10的内部通过排出盖25被分隔成低压室10A和高压室10B。

电动马达12具备定子15和转子16。

定子15上设置有绕组，其通过安装在外壳主体101侧面上的未图示的电源单元接受供电，从而产生磁场。转子16具备永磁体和磁轭作为主要要素，进而以主轴17为中心一体地接合。

夹住电动马达12而在主轴17的两端侧，设置有以可旋转的方式支撑主轴17的上部轴承18及下部轴承19。

在形成于上部轴承18上的收纳空间190中，设置于主轴17的上端的偏心销17A突出并被收纳。

涡旋式压缩机构2具备固定涡旋盘20和相对于固定涡旋盘20进行公转回旋运动的回旋涡旋盘30。

固定涡旋盘20具备固定端板21和从固定端板21的一个面垂直设置的涡旋状涡圈(lap)22。另外，固定涡旋盘20在固定端板21上还具备排出口23。

如图2(a)所示，排出口23由开口形状(空腔)均为圆形的上游口部23A和下游口部23B构成，所述下游口部23B与上游口部23A相连通，容积大于上游口部23A。上游口部23A配置在制冷剂流动方向A的上游侧，下游口部23B配置在下游侧。通过增大位于方向A的下游侧的下游口部23B的开口面积，从而可以降低该部分的制冷剂压力损失。另外，图2(b)所示仅为对固定端板21拆除排出盖25的状态下下游口部23B的附近周围。后述图3(a)～(f)也一样。

上游口部23A的上游侧与形成于固定涡旋盘20和回旋涡旋盘30之间的压缩室PR相连通。此外，下游口部23B的下游侧与覆盖固定涡旋盘20上方的排出盖25的排出口27相连通。

下游口部23B中设置有间隔壁40。间隔壁40由分别呈圆弧形横截面的相同形状、相同尺寸的间隔壁40a、40b构成。

间隔壁40将下游口部23B分隔为外侧区域OA和内侧区域IA，改变下游口部23B的固有频率。间隔壁40a、40b以下游口部23B的中心C为中心，配置在对称的位置上。通过将间隔壁40配置在对称的位置上，从而可以减小下游口部23B处的制冷剂的流动混乱。在间隔壁40a、40b的圆周方向端部E、E之间设置有间隙G。该间隙G设置于间隔壁40a、40b的整个高度方向区域，并且使外侧区域OA和内侧区域IA在径向上连通。流入下游口部23B的制冷剂通过连接至外侧区域OA、间隙G及内侧区域IA的制冷剂通道，流入排出盖25的排出口27中。

间隔壁40和排出盖25一体地形成，以其前端与固定端板21的表面相接的方式设置。

关于设置间隔壁40所产生的作用、效果，如下所述。

回旋涡旋盘30也具备圆板状回旋端板31和从回旋端板31的一个面垂直设置的涡旋状涡圈32。

在回旋涡旋盘30的回旋端板31的背面设置有凸台34，并且在该凸台34上通过轴承组装有驱动衬套36。在驱动衬套36的内侧嵌有偏心销17A。借此，回旋涡旋盘30向主轴17的轴心偏心、接合，当主轴17旋转时，回旋涡旋盘30便以与主轴17轴心之间的偏心距离为回旋半径进行旋转(公转)。

另外，在回旋涡旋盘30和主轴17之间设置有限制自转的未图示的十字滑环，以防止回旋涡旋盘30在公转的同时自转。

互相按规定量偏心，并错开180度相位而咬合的涡圈22、32根据回旋涡旋盘30的旋转角，在多个部位相互接触。于是，相对于涡圈22、32的涡旋中心部(最内周部)点对称地形成压缩室PR，并且伴随着回旋涡旋盘30的回旋，压缩室的容积减小并逐渐朝向内周侧移动。并且，在涡旋中心部制冷剂受到的压缩程度最大。图1的压缩室PR所示即为该部分。

在该涡旋式压缩机构2中，也会在涡旋的中途，在涡圈的高度方向上减小形成于两个涡旋盘20、30之间的压缩机PR的容积。因此，在固定涡旋盘20及回旋涡旋盘30这两者中，使内周侧的涡圈高度低于外周侧，并且使内周侧与该阶梯状涡圈相向的另一侧端板较外周侧更朝向端板内面侧突出。

启动具备以上构成的涡旋式压缩机1时，对电动马达12进行励磁，并且将制冷剂通过吸入管13，导入外壳10内。

如果对电动马达12励磁，则主轴17旋转，随之，回旋涡旋盘30相对于固定涡旋盘20进行公转回旋运动。于是，在回旋涡旋盘30和固定涡旋盘20之间的压缩室PR中制冷剂被压缩，并且从吸入管13导入到外壳10内的低压室10A中的制冷剂被吸入到回旋涡旋盘30和固定涡旋盘20之间。继而，在压缩室PR内被压缩的制冷剂依次通过固定端板21的排出口23、排出盖25的排出口27，排出到高压室10B中，再从排出管14排出到外部。以此方式连续地进行制冷剂的吸入、压缩及排出。

[作用、效果]

以下，对于在下游口部23B中设置间隔壁40所产生的作用、效果进行说明。

由固定涡旋盘20及回旋涡旋盘30压缩的制冷剂从压缩室PR向上游口部23A排出，依次通过上游口部23A及下游口部23B。通过下游口部23B的制冷剂从排出口27排出到高压室10B中。

在该路径中排出到高压室10B中的制冷剂会以对应于各排出口的频率产生谐振。如果产生谐振，则排出口的振幅急剧增大，噪音变大。

因此，本实施方式通过在下游口部23B设置间隔壁40，从而将下游口部23B的内部空间分隔为外侧区域OA和内侧区域IA。借此，和不设置间隔壁40的情况相比，可以改变下游口部23B内的固有振动频率。按照这种方式改变固有振动频率，就可以实现任意频带的降噪。

这里，在本实施方式中通过将间隔壁40的长度L设定为要降噪的声音的波长λ的1/2，则可以对任意频带进行降噪。

对任意频率的声音进行降噪的原理如下所述。

通常，声速c、频率f及波长λ之间具备以下(公式1)的关系。

c[m/s]＝f[Hz]×λ[m](公式1)

(c：声速、f：频率、λ：波长)

如果要降噪的频率f确定，则可以根据公式(1)计算出波长λ。继而，将计算出的波长λ的1/2设定为间隔壁40的长度L。

另外，具有如下趋势：使间隔壁40的长度L越长，则可以对越低频率的声音进行降噪，相反地，使间隔壁40的长度越短，则可以对越高频率的声音进行降噪。但是，除了长度L之外，间隔壁40的高度T也属于间隔壁40的调整对象。

为了确认本实施方式的效果，针对设置有间隔壁40的压缩机和未设置间隔壁40的压缩机，调查其频率和降噪量的关系。结果如图5所示。纵轴表示降噪量，数值越大表示降噪量越多。

如图5所示，例如在1.6kHz的频带中，通过设置间隔壁40，判断可以实现约25dB的降噪。同样，通过设置间隔壁40，在4.0～5.0kHz的频带中，判断也可以促进降噪。

根据以上结果可以确认，通过在下游口部23B中设置间隔壁40，可以对产生噪音的1.6kHz、4.1kHz所对应的声音进行降噪。

[间隔壁的方式例]

以上所示为对称设置两个相同形状、相同尺寸的间隔壁40a、40b的实施例，但本发明并不限定于此，可以对间隔壁40的形成模式进行各种变更。以下，参照图3说明若干示例。

例如，将间隔壁40a、40b的一个间隙G部分相连，如图3(a)所示制成C字型间隔壁40。如此一来，通过延长间隔壁40的弧的长度L，就可以对更低频率的声音进行降噪。

此外，如图3(b)所示，也可以将间隔壁40(40a、40b)的对称中心C′设置在从下游口部23B的中心C偏心的位置上。

另外，如图3(c)所示，可以使用弧长度不同的间隔壁40a、40b。从而可以分别对不同频率域的声音进行降噪。这种情况下，如图3(c)所示，可以使从中心C到间隔壁40a、40b的距离相异。

此外，如图3(d)所示，也可以将间隔壁40分成三个以上(图3(d)中为三个)设置。通过设置多个间隔壁40，可以增大降噪效果。

另外，如图3(e)所示，也可以沿径向间隔地设置双重间隔壁40a、40c、40b、40d。该情况下，下游口部23B也被分隔为多个区域。也就是说，利用各个间隔壁40a～40d，被分隔为径向内侧区域和外侧区域。

该构成在要延长整个间隔壁40的弧的长度L，增大降噪效果时有效。另外，并不限定为双重，也可以将间隔壁40设置为3重以上。

再者，如图3(f)所示，还可以将间隔壁40制成涡旋状。涡旋状间隔壁40将下游口部23B分隔为被间隔壁40沿径向包围的内侧区域和间隔壁40的最外周的外侧区域。

即便将间隔壁40制成涡旋状，也可以延长间隔壁40的长度L，从而可以有效地对更低频率的声音进行降噪。

另外，从上游口部23A流入的制冷剂沿间隔壁40呈涡旋状流动，同时通过下游口部23B，排出到排出口27。

另外，也可以对图3(a)～(f)所示的形态进行适当组合。

此外，横截面并不限定为圆弧形(或者椭圆弧形)，也可以使用例如直线状或者U形等各种形态的间隔壁40。再者，设置多个、例如两个间隔壁40a、40b时，还可以设置在非对称的位置上。总而言之，只要是结合要降噪的频带，对间隔壁进行调整，则间隔壁的方式不受限制。

[提高刚度的示例]

接下来，间隔壁40需要具备一定的刚度，可以对抗来自于通过排出口23的制冷剂的压力。另外，这里所说的刚度主要是与排出盖25的接合部分有关的刚度。

因此，如图4(a)所示，本实施方式可以在间隔壁40a、40b的端部E、E设置朝向径向外侧伸出的肋条41。通过设置肋条41，间隔壁40a、40b对抗从内侧区域IA朝向径向外侧的制冷剂压力的刚度有所提高。肋条41具有和间隔壁40相同的高度，并且在高度方向上具有均等的宽度，但只要可以获得刚度提高的效果即可，并不限定于此。

肋条41除了具有提高刚度的功能外，还具有形成节流阀的功能。也就是说，通过设置肋条41，从内侧区域IA朝向外侧区域OA的制冷剂出入口44被缩小，降噪效果增大。

除肋条41外，如图4(b)所示，还可以在端部E、E之间的任意位置上，例如中间位置处设置肋条42。从而可以实现间隔壁40的刚度的进一步提高，并且，通过在肋条41和肋条42之间形成长度为1/2L的间隔壁50，还可以对高频率域的声音进行降噪。

为了提高刚度，如图4(c)所示，还可以使用横截面为波形的间隔壁43。间隔壁43中波形的山峰及谷底所对应的部分可以发挥和肋条41相同的作用，并且该部分存在多个，因此，间隔壁43具有更高的刚度。

以上对实施方式进行了说明，但除上述内容以外，只要不脱离本发明的主旨，还可以对上述实施方式中所列举的构成进行取舍、选择，或者适当变更为其他构成。

例如，间隔壁40只要可以将下游口部23B分隔为外侧区域OA和内侧区域IA即可，并不限定为和排出盖25一体地形成。例如，也可以和固定端板21一体地形成，还可以分别制作固定端板21及排出盖25，再通过适当的方法固定到下游口部23B的规定位置处。

再者，间隔壁40的前端并不一定要和固定端板21相接，只要可以获得间隔壁的降噪效果即可，间隔壁40的前端也可以离开固定端板21。

附图标记说明

1 涡旋式压缩机

2 涡旋式压缩机构

10 外壳

10A 低压室

10B 高压室

12 电动马达

13 吸入管

14 排出管

15 定子

16 转子

17 主轴

17A 偏心销

18 上部轴承

19 下部轴承

20 固定涡旋盘

21 固定端板

22、32 涡圈

23 排出口

23A 上游口部

23B 下游口部

25 排出盖

27 排出口

30 回旋涡旋盘

31 回旋端板

34 凸台

36 驱动衬套

40、40a～40d、43 间隔壁

41、42 肋条

44 出入口

101 外壳主体

102 壳顶

190 收纳空间

A 方向

OA 外侧区域

IA 内侧区域

C、C′ 中心

G 间隙

PR 压缩室

Claims (7)

1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，具备：

回旋涡旋盘，其以可以自由旋转地方式连接到主轴的偏心轴部；

固定涡旋盘，其通过与上述回旋涡旋盘相向而形成压缩制冷剂的压缩室，并且在端板上具有将被压缩的上述制冷剂朝向高压室排出的排出口；以及

排出盖，其覆盖上述排出口；

上述排出口

由上游口部和下游口部构成，上游口部设置在上述制冷剂流入方向的上游侧，下游口部设置在上述制冷剂的上述流入方向的下游侧，容积大于上游口部；

上述下游口部具备

间隔壁，其将上述下游口部的内部分隔成多个区域；以及

制冷剂通道，其供上述制冷剂通过多个上述区域。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述下游口部的空腔呈圆形，

横截面为圆弧形的上述间隔壁沿上述下游口部的圆周方向设置有单个或多个。

3.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述间隔壁一体地形成于上述排出盖上。

4.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述间隔壁通过肋条，一体地形成于上述排出盖上。

5.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述间隔壁以其前端与上述端板的表面相接的方式设置。

6.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述间隔壁以上述下游口部的中心部为中心，配置在对称的位置上。

7.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

上述间隔壁以从上述下游口部的中心部偏心的位置为中心，配置在对称的位置上。