JP2006083842A

JP2006083842A - 多気筒圧縮機

Info

Publication number: JP2006083842A
Application number: JP2005134586A
Authority: JP
Inventors: Valeri Lenchine; ヴァレリレンチネ; Jong Won Seok; 種元石; Jin-Woo Lee; 鎭宇李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-05-02
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2025-05-02
Also published as: CN1749571A; US20060056986A1; KR20060024935A; JP4118282B2; CN100578018C

Abstract

【課題】従来よりも製造が容易であるとともに、騷音及び脈動の減衰効果に優れた多気筒圧縮機を提供する。
【解決手段】ガスの圧縮を行うために相互区画設置された第１及び第２圧縮室３１，３２と、第１及び第２圧縮室３１，３２の吐出口側にそれぞれ設置された第１及び第２マフラー７１，７２と、圧縮ガスの排出を案内しながら騷音及び脈動を減衰するように第１及び第２マフラー７１，７２からそれぞれ所定長さ延長された第１及び第２排出流路７３，７４とを含んで多気筒圧縮機を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多気筒圧縮機に関するもので、詳しくは、製造が容易であるとともに、騷音及び脈動の減衰効果を向上できる多気筒圧縮機に関するものである。

日本特開２０００-３２０４７９号(２０００年１１月２１日公開)に開示された多気筒回転圧縮機では、電動要素の回転時、相互区画設置された上部の第１圧縮室および下部の第２圧縮室でそれぞれ圧縮動作が行われる。この圧縮機は、第１及び第２圧縮室からそれぞれ吐出される冷媒ガスの吐出騷音及び脈動を減少するために第１圧縮室の上側に設置された第１マフラーと、第２圧縮室の下側に設置された第２マフラーと、を備えている。

また、二つの圧縮室をなす上部の第１シリンダー、下部の第２シリンダー及びこれら二つのシリンダーの間に介在される区画板には、第１マフラーの内部と第２マフラーの内部とが連通するように上下に貫通されたガス通路が形成され、中間板には、ガス通路と連通されたヘルムホルツ共鳴器が設けられる。また、上部の第１マフラーには、第１圧縮室から第１マフラーの内部に吐出されたガス、及び第２マフラーの内部からガス通路を経て第１マフラーの内部に吐出されたガスを密閉容器の内部に吐出するための開放された出口が形成される。

このような構成により、第２圧縮室から第２マフラーの内部に吐出されたガスがガス通路を経て第１マフラー側に流動する過程で、第２マフラーおよびガス通路により騷音および脈動の反射および干渉作用が生じながら騷音の減衰が行われる。特に、吐出ガスがガス通路を経ることで、ヘルムホルツ共鳴器の作用により、さらなる騷音および脈動の減衰が行われる。また、圧縮機上部の第１圧縮室から吐出されるガスは、第１マフラーの内部を経て騷音及び脈動の減衰が行われた後、出口を通して排出される。

しかしながら、このような多気筒回転圧縮機の騷音及び脈動低減装置では、第２圧縮室から吐出されるガスの吐出騷音および脈動を、第２マフラー、ガス通路及びヘルムホルツ共鳴器の作用によってある程度は減少するが、第１圧縮室から第１マフラーの内部に吐出されたガスは、第１マフラーの内部を経た後、直ちに第１マフラーの出口を通して排出されるため、騷音及び脈動の減衰効果が満足できる程ではなかった。特に、従来の第１マフラーは、その出口が密閉容器の内部と直ちに連通される構造であるとともに、比較的大きく形成されたことから、出口を通して伝達される騷音及び脈動を減少するのに影響を与えないため(防音構造として作用しないため)、騷音及び脈動の減衰効果が満足できる程ではなかった。

また、この騷音及び脈動低減装置は、第２マフラーおよびガス通路を経て第１マフラーの内部に伝達される騷音及び脈動と、第１圧縮室から第１マフラーの内部に伝達される騷音及び脈動とが第１マフラー内で相互作用をし、特定の周波数帯域の騷音及び脈動が増幅されるが、このような騷音及び脈動が第１マフラー上部の出口を通して密閉容器の内部に容易に伝達されるため、騷音及び脈動の減衰効果が満足できる程ではなかった。

また、この騷音及び脈動低減装置は、区画板にガス通路と連通されるヘルムホルツ共鳴器を設けて騷音減衰効果の向上を図ったが、このようなヘルムホルツ共鳴器を設けるには、区画板に空洞(Cavity)および首(Neck)を加工すべきであって製造工程が煩雑になり、製造が困難になる。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので、従来よりも製造が容易であるとともに、騷音及び脈動の減衰効果に優れた多気筒圧縮機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明による多気筒圧縮機は、ガスの圧縮を行うために相互区画設置された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の吐出口側にそれぞれ設置された第１及び第２マフラーと、圧縮ガスの排出を案内しながら騷音及び脈動を減衰するように前記第１及び第２マフラーからそれぞれ所定長さ延長された第１及び第２排出流路とを含むことを特徴とする。

また、前記第１及び第２排出流路は、その断面の幅よりも大きい長さを有することを特徴とする。

また、前記第１及び第２圧縮室を形成するための第１及び第２シリンダーボディーと、前記第１及び第２圧縮室の内部に設置される第１及び第２圧縮装置と、前記二つの圧縮装置を駆動するために前記第１及び第２圧縮室を貫通して設置される回転軸と、前記二つのシリンダーボディーの間に介在される区画板と、前記第１及び第２圧縮室の開口部を閉鎖するとともに、前記回転軸を支持するために前記第１及び第２シリンダーボディーに装着される第１及び第２軸支部材と、を含み、前記第１マフラーは、前記第１軸支部材の外側に設置され、前記第２マフラーは、前記第２軸支部材の外側に設置されることを特徴とする。

また、前記全ての構成を収容する密閉容器と、前記密閉容器内部のガスを外部に排出するために前記密閉容器に結合された吐出配管とをさらに含むことを特徴とする。

また、前記第１排出流路は、前記第１マフラーから前記密閉容器の内部空間に延長される所定長さの延長管により形成され、前記第２排出流路は、前記第１及び第２シリンダーボディーおよび前記区画板を貫通して前記第１マフラー外部の前記密閉容器の内部空間と連通されることを特徴とする。

また、前記第１及び第２排出流路は、それぞれ相互離隔された複数個の位置に設けられることを特徴とする。

また、前記第１排出流路は、前記第１軸支部材の外面と離隔されるように前記第１マフラーの中央部に形成された出口と、前記第１マフラーの出口から前記第１軸支部材の外面を取り囲む形態で所定長さ延長され、その内面が前記軸支部材の外面と離隔される第１延長管とを含み、前記第２排出流路は、前記第１及び第２シリンダーボディーおよび前記区画板を貫通して前記第１マフラー外部の前記密閉容器の内部空間と連通されることを特徴とする。

また、前記第２排出流路は、前記第１軸支部材および前記第１マフラーを貫通して前記密閉容器の内部空間に所定長さ延長される第２延長管をさらに含むことを特徴とする。

また、前記第１排出流路は、前記第１軸支部材の外面と離隔されるように前記第１マフラーの中央部に形成された第１出口と、前記第１出口から前記第１軸支部材の外面を取り囲む形態で所定長さ延長され、その内面が前記第１軸支部材の外面と離隔される延長管とを含み、前記第２排出流路は、前記第２マフラーの周囲から前記第２軸支部材及び前記第２シリンダーボディーの外面を離隔状態で取り囲むように前記第１マフラー側に延長された延長部により形成されることを特徴とする。

また、前記第２排出流路は、前記第１マフラーが設置された側の前記密閉容器の内部空間と連通するように前記第１シリンダーボディーに形成される連通流路をさらに含むことを特徴とする。

また、前記第１及び第２圧縮装置は、前記圧縮室内で回転して圧縮を行うように前記回転軸の外面に設けられた偏心部と、外面が前記圧縮室の内面と接して回転するように前記偏心部の外面に結合されたリングピストンと、前記リングピストンの回転によって半径方向に進退しながら前記圧縮室の内部空間を区画するベーンと、をそれぞれ含むことを特徴とする。

また、相互区画設置された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の吐出口側にそれぞれ設置された第１及び第２マフラーと、前記各マフラーの出口側で騷音及び脈動を低減する音響フィルタの機能をするように、前記各マフラーの出口から幅は小さく長さは大きく設けられる各流路を含むことを特徴とする。

本発明による多気筒圧縮機において、第１マフラーを経て排出される吐出ガスは、細くて長い第１排出流路を通過しながら騷音および脈動が減衰された後で排出され、第２マフラーを経て排出する吐出ガスも、細くて長い第２排出流路を通過しながら騷音および脈動が減衰された後で排出されるので、従来の多気筒圧縮機よりも吐出ガスの騷音および脈動を著しく減衰できるという効果がある。

また、本発明は、各圧縮室から排出される圧縮ガスが第１排出流路および第２排出流路を通してそれぞれ別途に排出されるだけでなく、第１及び第２排出流路が相互離隔されているので、騷音および脈動の増幅作用を防止できるという効果がある。

また、本発明は、従来のように別途のヘルムホルツ共鳴器を設けずに、第１排出流路および第２排出流路を設けるだけでも、騷音及び脈動減衰効果を上昇するため、従来よりも製造が容易であるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、複数の圧縮室を備えた往復動式圧縮機、スクロール圧縮機、リニア圧縮機などにも適用されるが、本発明では、本発明が冷媒を圧縮する多気筒回転圧縮機を適用した場合を例示する。

本発明による多気筒回転圧縮機の第１実施形態は、図１に示したとおりである。この圧縮機は、回転力を発生するように密閉容器１０の内側上部に設置される電動機構部２０と、密閉容器１０の内側下部に設置され、回転軸２１を通して電動機構部２０に連結される圧縮機構部３０とを備えている。

電動機構部２０は、密閉容器１０の内面に固定される円筒状の固定子２２と、この固定子２２の内部に回転自在に設置され、その中心部が回転軸２１と結合される回転子２３とを含む。

圧縮機構部３０は、図１および図２に示すように、内部に円筒状の第１圧縮室３１が形成された上部の第１シリンダーボディー３３と、内部に円筒状の第２圧縮室３２が形成され、第１シリンダーボディー３３の下部に設置される第２シリンダーボディー３４と、冷媒の圧縮動作を行うように第１圧縮室３１および第２圧縮室３２の内部にそれぞれ設置された第１及び第２圧縮装置４０，５０と、を備えている。電動機構部２０から延長される回転軸２１は、各圧縮室３１，３２内部の圧縮装置４０，５０を動作するように第１及び第２圧縮室３１，３２の中心を貫通する形態で設置される。

また、圧縮機構部３０は、上部の第１圧縮室３１と下部の第２圧縮室３２とを区画するために第１及び第２シリンダーボディー３３，３４の間に介在される区画板３５と、第１圧縮室３１の上側開口および第２圧縮室３２の下側開口を閉鎖するとともに、回転軸２１を支持するように第１シリンダーボディー３３の上部および第２シリンダーボディー３４の下部にそれぞれ装着される第１及び第２軸支部材３６，３７とを含む。

各圧縮室３１，３２の内部に設置される第１及び第２圧縮装置４０，５０は、各圧縮室３１，３２の回転軸２１の外面に設けられた第１及び第２偏心部４１，５１と、外面が各圧縮室３１，３２の内面と接して回転するように、第１及び第２偏心部４１，５１の外面にそれぞれ回転自在に結合された第１及び第２リングピストン４２，５２と、各リングピストン４２，５２の回転によって各圧縮室３１，３２の半径方向に進退しながら、各圧縮室３１，３２の内部空間を吸入側と吐出側とに区画する第１ベーン４３および第２ベーン(図示せず)と、これらベーンを各リングピストン４２，５２側に加圧する第１ベーンスプリング４４および第２ベーンスプリング(図示せず)と、を含む。図２は、第１圧縮室３１の構成を示した断面図で、第１圧縮室３１側の第１圧縮装置４０、第１ベーン４３及び第１ベーンスプリング４４の構成を示したものである。ここで、第２圧縮室３２側の構成は、第２偏心部５１が第１偏心部４１と反対方向に配置された点のみに差があり、実質的に第１圧縮室３１の構成と同一であるので、図面には示してない。

また、各シリンダーボディー３３，３４には、第１および第２シリンダーボディー３３，３４の内部に冷媒ガスが流入される第１及び第２吸入口６１，６２が形成され、これら吸入口６１，６２には、第１及び第２吸入管６３，６４がそれぞれ連結される。また、上部の第１軸支部材３６および下部の第２軸支部材３７には、加圧された冷媒ガスを吐出するためにそれぞれ第１吐出口６５および第２吐出口６６が形成され、各吐出口６５，６６には、第１及び第２吐出バルブ６７，６８が設置される。図１の符号１３は、冷媒吸入配管１１に設置されるアキュムレーターを示し、１２は、密閉容器１０内部の圧縮冷媒を外部に案内するための吐出配管を示したものである。

このような多気筒回転圧縮機は、電動機構部２０の動作によって、第１及び第２圧縮室３１，３２内部の第１及び第２偏心部４１，５１が回転するとき、第１及び第２リングピストン４２，５２が各圧縮室３１，３２内で偏心回転しながら第１及び第２吸入口６１，６２側の冷媒を内部に吸入し、第１及び第２吐出口６５，６６側に加圧吐出することで冷媒の圧縮を行う。

このような冷媒の圧縮動作が行われるとき、第１吐出口６５および第２吐出口６６を通して排出される圧縮ガスは、吐出騷音および脈動を伴う。よって、本発明の圧縮機は、この吐出騷音および脈動を低減するために、第１軸支部材３６の上部および第２軸支部材３７の下部をそれぞれ覆うように設置されたカップ状の第１マフラー７１および第２マフラー７２を含む。このような構成により、各吐出口６５，６６から吐出されるガスの騷音及び脈動と、各マフラー７１，７２の内部空間７１ａ，７２ａで反射される騷音及び脈動との相互干渉によって、吐出されるガスの騷音および脈動を低減する。

また、第１マフラー７１および第２マフラー７２には、圧縮ガスの排出を案内しながら騷音及び脈動の減衰効果を一層上昇するように第１及び第２排出流路７３，７４がそれぞれ設けられる。第１排出流路７３は、第１マフラー７１の両側上部の出口から上方に所定長さ延長される延長管により形成される。また、第２排出流路７４は、第２マフラー７２の内部空間７２ａと電動機構部２０が設置された密閉容器１０の上側内部空間とが連通されるように、第１及び第２シリンダーボディー３３，３４、区画板３５および第２軸支部材３７を貫通する流路により形成される。このとき、第２排出流路７４も、両側にそれぞれ形成される。

このような構成により、各圧縮室３１，３２の吐出口６５，６６から圧縮ガスが吐出されるとき、第１マフラー７１および第２マフラー７２の内部空間７１ａ，７２ａから圧縮ガスの入射波および反射波の干渉作用を誘発して騷音および脈動を低減するだけでなく、第１マフラー７１および第２マフラー７２を経た圧縮ガスが幅が小さく長さが大きい第１及び第２排出流路７３，７４を通して排出されることで、騷音および脈動の減衰効果が一層向上する。すなわち、第１及び第２排出流路７３，７４が音響フィルタとして作用し、特定の周波数帯域の騷音および脈動を著しく減少する。よって、マフラーの出口が密閉容器１０の内部と直接連通された従来の騷音減衰装置よりも高い騷音減衰効果を発揮する。

また、本発明は、密閉容器１０の内部に排出される圧縮ガスの騷音及び脈動が第１排出流路７３および第２排出流路７４を経て減衰された状態であるとともに、第１排出流路７３の出口と第２排出流路７４の出口とが相互離隔された状態であるため、二つの排出流路７３，７４の出口を通して密閉容器１０の内部に排出される圧縮ガスの騷音および脈動が相互作用をして増幅される現象を防止できる。すなわち、従来の圧縮機は、各圧縮室から排出される圧縮ガスが第１マフラー内で合流しながら、各圧縮室側の騷音および脈動が第１マフラー内で相互作用をして特定の周波数帯域の騷音及び脈動が増幅され、この騷音及び脈動が密閉容器の内部に容易に伝達されるため、騷音及び脈動の減衰効果が満足できる程ではなかった。しかしながら、本発明は、各圧縮室３１，３２からの圧縮ガスが第１排出流路７３および第２排出流路７４を通してそれぞれ別途に排出されるだけでなく、二つの排出流路７３，７４が相互離隔されているため、騷音および脈動の増幅作用を防止できる。

一方、このように構成された騷音及び脈動減衰装置において、第１及び第２排出流路７３，７４の幅を過度に狭くする場合は、吐出ガスの流動損失が大きくなる。したがって、適切な吐出流路を確保するためには、これら流路７３，７４の幅を大きくした状態でその長さを大きくする方式で音響抵抗を調節することで、騷音及び脈動を低減することが好ましい。

図３は、本発明による多気筒回転圧縮機の第２実施形態を示したものである。第２実施形態は、第１実施形態と比較したとき、第１排出流路８１および第２排出流路８２の構造が異なる点で差がある。

ここで、第１排出流路８１は、第１マフラー７１の中央部に形成される出口８１ａから第１軸支部材３６の外面を取り囲む形態で所定長さ上部に延長される第１延長管８１ｂにより形成される。このとき、第１延長管８１ｂは、その内面が第１軸支部材３６の軸支部３６ａの外面と所定間隔離隔されることで、圧縮ガスの排出を案内するとともに、騷音及び脈動を低減する第１排出流路８１が形成される。また、第２排出流路８２は、第１及び第２シリンダーボディー３３，３４、区画板３５および第２軸支部材３７を貫通する流路８２ａと、この流路８２ａから第１軸支部材３６および第１マフラー７１を貫通して密閉容器１０の内部空間に所定長さ延長される第２延長管８２ｂと、により形成される。これら第１及び第２排出流路８１，８２は、その構造が第１実施形態と多少異なるが、基本的な機能は第１実施形態と類似しているので、具体的な説明は省略する。

図４は、本発明による多気筒回転圧縮機の第３実施形態を示したものである。第３実施形態は、第２実施形態と比較したとき、第２排出流路９１の構造が異なる点で差がある。この第２排出流路９１は、第２排出流路９１が第２マフラー７２の周囲から第２軸支部材３７及び第２シリンダーボディー３４の外面を離隔状態で取り囲むように、上部の第１マフラー７１側に延長された延長部９１ａにより形成される。すなわち、第２マフラー７２周囲の延長部９１ａの内面が第２軸支部材３７及び第２シリンダーボディー３４の外面と所定間隔離隔されることで、圧縮ガスの排出を案内するとともに、騷音及び脈動を低減する第２排出流路９１が形成される。このように構成するためには、第２シリンダーボディー３４の周囲が密閉容器１０の外面と離隔されるように第２シリンダーボディー３４の外径が密閉容器１０の内径よりも小さくなるべきである。また、第３実施形態は、第１マフラー７１が設置された側の密閉容器１０の内部空間と第２排出流路９１とが連通されるように第１シリンダーボディー３３及び区画板３５に形成される連通流路９２を含む。この第３実施形態は、その構造が第１及び第２実施形態と多少異なるが、基本的な機能は、上述した各実施形態と類似しているので、具体的な説明は省略する。

本発明の第１実施形態による多気筒回転圧縮機の構成を示した断面図である。図１のII-II’線断面図である。本発明の第２実施形態による多気筒回転圧縮機の構成を示した断面図である。本発明の第３実施形態による多気筒回転圧縮機の構成を示した断面図である。

符号の説明

１０密閉容器
２０電動機構部
２１回転軸
３０圧縮機構部

Claims

ガスの圧縮を行うために相互区画設置された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の吐出口側にそれぞれ設置された第１及び第２マフラーと、圧縮ガスの排出を案内しながら騷音及び脈動を減衰するように前記第１及び第２マフラーからそれぞれ所定長さ延長された第１及び第２排出流路とを含むことを特徴とする多気筒圧縮機。
前記第１及び第２排出流路は、その断面の幅よりも大きい長さを有することを特徴とする請求項１記載の多気筒圧縮機。
前記第１及び第２圧縮室を形成するための第１及び第２シリンダーボディーと、前記第１及び第２圧縮室の内部に設置される第１及び第２圧縮装置と、前記二つの圧縮装置を駆動するために前記第１及び第２圧縮室を貫通して設置される回転軸と、前記二つのシリンダーボディーの間に介在される区画板と、前記第１及び第２圧縮室の開口部を閉鎖するとともに、前記回転軸を支持するために前記第１及び第２シリンダーボディーに装着される第１及び第２軸支部材とを含み、
前記第１マフラーは、前記第１軸支部材の外側に設置され、前記第２マフラーは、前記第２軸支部材の外側に設置されることを特徴とする請求項１記載の多気筒圧縮機。
前記全ての構成を収容する密閉容器と、前記密閉容器内部のガスを外部に排出するために前記密閉容器に結合された吐出配管とをさらに含むことを特徴とする請求項３記載の多気筒圧縮機。
前記第１排出流路は、前記第１マフラーから前記密閉容器の内部空間に延長される所定長さの延長管により形成され、
前記第２排出流路は、前記第１及び第２シリンダーボディーおよび前記区画板を貫通して前記第１マフラー外部の前記密閉容器の内部空間と連通されることを特徴とする請求項４記載の多気筒圧縮機。
前記第１及び第２排出流路は、それぞれ相互離隔された複数個の位置に設けられることを特徴とする請求項５記載の多気筒圧縮機。
前記第１排出流路は、前記第１軸支部材の外面と離隔されるように前記第１マフラーの中央部に形成された出口と、前記第１マフラーの出口から前記第１軸支部材の外面を取り囲む形態で所定長さ延長され、その内面が前記軸支部材の外面と離隔される第１延長管と、を含み、
前記第２排出流路は、前記第１及び第２シリンダーボディーおよび前記区画板を貫通して前記第１マフラー外部の前記密閉容器の内部空間と連通されることを特徴とする請求項４記載の多気筒圧縮機。
前記第２排出流路は、前記第１軸支部材および前記第１マフラーを貫通して前記密閉容器の内部空間に所定長さ延長される第２延長管をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の多気筒圧縮機。
前記第１排出流路は、前記第１軸支部材の外面と離隔されるように前記第１マフラーの中央部に形成された第１出口と、前記第１出口から前記第１軸支部材の外面を取り囲む形態で所定長さ延長され、その内面が前記第１軸支部材の外面と離隔される延長管とを含み、
前記第２排出流路は、前記第２マフラーの周囲から前記第２軸支部材及び前記第２シリンダーボディーの外面を離隔状態で取り囲むように前記第１マフラー側に延長された延長部により形成されることを特徴とする請求項４記載の多気筒圧縮機。
前記第２排出流路は、前記第１マフラーが設置された側の前記密閉容器の内部空間と連通するように前記第１シリンダーボディーに形成される連通流路をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の多気筒圧縮機。
前記第１及び第２圧縮装置は、前記圧縮室内で回転して圧縮を行うように前記回転軸の外面に設けられた偏心部と、外面が前記圧縮室の内面と接して回転するように前記偏心部の外面に結合されたリングピストンと、前記リングピストンの回転によって半径方向に進退しながら前記圧縮室の内部空間を区画するベーンと、をそれぞれ含むことを特徴とする請求項３記載の多気筒圧縮機。
相互区画設置された第１及び第２圧縮室と、前記第１及び第２圧縮室の吐出口側にそれぞれ設置された第１及び第２マフラーと、前記各マフラーの出口側で騷音及び脈動を低減する音響フィルタの機能をするように、前記各マフラーの出口から幅は小さく長さは大きく設けられる各流路を含むことを特徴とする多気筒圧縮機。