JP2009542949A - Acoustic muffler for cooling compressor - Google Patents
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Abstract
音響マフラーは、ガス吸入ダクト(20)とガス吐出ダクト(30)とを支持する少なくとも1つのマフラーチャンバ(11)を画定する空洞ボディ(10)と、ガス流路(P)の断面の形状によって画定されるものよりも大きく且つ上記断面の少なくとも一方の側に突出しているメッシュ表面(41)を有する少なくとも1つの不純物フィルタ(40)が設けられた上記ガス流路(P)を画定する、空洞ボディ(10)、ガス吸入ダクト(20)及びガス吐出ダクト(30)によって画定される少なくとも1つの部品とを備える。 The acoustic muffler has a hollow body (10) that defines at least one muffler chamber (11) that supports a gas suction duct (20) and a gas discharge duct (30), and a cross-sectional shape of the gas flow path (P). A cavity defining the gas flow path (P) provided with at least one impurity filter (40) having a mesh surface (41) that is larger than what is defined and protrudes on at least one side of the cross section. At least one component defined by a body (10), a gas suction duct (20) and a gas discharge duct (30).
Description
本発明は、一般に、コンプレッサの吸入部内に流入されたガス流に含まれる粒子物質を保持するタイプの密閉型冷却コンプレッサ用の音響マフラーの構造に関する。 The present invention relates generally to the structure of an acoustic muffler for a hermetic cooling compressor of the type that retains particulate matter contained in a gas stream that has flowed into the suction section of the compressor.
冷却システムの密閉型コンプレッサは、通常、シェルの内部に位置する音響マフラー(音響フィルタ又は吸入マフラー)が設けられ且つ吸入ラインから吸入バルブまでガスを導く吸入部を有する。 The hermetic compressor of the cooling system is usually provided with an acoustic muffler (acoustic filter or suction muffler) located inside the shell and has a suction part for guiding gas from the suction line to the suction valve.
そのような部品は、ガス伝達、音響抑制、及び、場合によってはシリンダの内部に引き込まれるガスの断熱等、コンプレッサの適切な操作に重要ないくつかの機能を有する。 Such components have several functions that are important for proper operation of the compressor, such as gas transmission, acoustic suppression, and in some cases, thermal insulation of gas drawn into the interior of the cylinder.
吸入音響マフラーは、一般に、コンプレッサが結合された冷却システムの吸入ラインから、冷却コンプレッサの圧縮チャンバに流入された冷媒ガス流のための軌道を形成するように構成され、上記冷媒ガス流の移動が最小ノイズを発生させる。 An intake acoustic muffler is generally configured to form a trajectory for a refrigerant gas flow flowing into a compression chamber of a cooling compressor from an intake line of a cooling system to which the compressor is coupled, and the movement of the refrigerant gas flow is performed. Generate minimal noise.
冷却システムにおいて利用される密閉型コンプレッサは、頻繁に、それらの内部部品に固体粒子が流入することに起因して内部部品に損傷を受ける。そのような粒子は、冷却回路に由来し、部品の製造及び冷却システムの組み立てのいくつかの段階中の非効率な洗浄の作用として又は汚染によって生じる。これらの粒子は、冷媒ガス流によって運ばれてコンプレッサ内に侵入する。機械加工プロセスからのチップ等の固い固体粒子は、破壊するまでに吸入バルブに対する損傷を引き起こす可能性があり、コンプレッサを動作不能とする。布繊維等の柔らかい固体粒子でさえも、吸入バルブ又は吐出バルブの表面に付着する可能性があり、その完全な閉塞を損ない、コンプレッサの効率を低減させる。 Hermetic compressors utilized in refrigeration systems are frequently damaged to internal components due to the flow of solid particles into those internal components. Such particles originate from the cooling circuit and arise either as an inefficient cleaning action or due to contamination during some stages of component manufacturing and cooling system assembly. These particles are carried by the refrigerant gas stream and enter the compressor. Hard solid particles such as chips from the machining process can cause damage to the intake valve before breaking, rendering the compressor inoperable. Even soft solid particles such as fabric fibers can adhere to the surface of the intake or discharge valve, impairing its complete blockage and reducing the efficiency of the compressor.
上述した問題や、冷却回路及び主にコンプレッサの内部における固体の汚染物質の存在によって生じる可能性がある他の問題さえも防止する目的で、例えば米国特許第6715582号明細書及び米国特許第4911619号明細書に提示されているように、いくつかの製造業者が、冷媒ガスのポンプ流を考慮して吸入バルブの上流に取り付けられる金属製の平坦な不純物フィルタを使用している。不純物フィルタは、平坦な幾何学的図形を形成するように裁断された、撚り合わせワイヤのメッシュ(ワイヤメッシュ)から得られる。図1は、平坦な不純物フィルタの既知の構造に関する例を示している。その機能は、固体粒子を保持してそれらが吸入バルブに到達するのを防止することである。図2は、吸入マフラーにおける異なる位置にある上記既知の従来の不純物フィルタの適用を示している。 For the purpose of preventing the problems mentioned above and even other problems that may be caused by the presence of solid contaminants in the cooling circuit and mainly inside the compressor, for example US Pat. No. 6,715,582 and US Pat. No. 4,911,619. As presented in the specification, some manufacturers use metal flat impurity filters that are mounted upstream of the intake valve in view of the refrigerant gas pump flow. The impurity filter is obtained from a twisted wire mesh (wire mesh) cut to form a flat geometric figure. FIG. 1 shows an example of a known structure of a flat impurity filter. Its function is to hold the solid particles and prevent them from reaching the intake valve. FIG. 2 shows the application of the known conventional impurity filter at different positions in the suction muffler.
ワイヤメッシュから製造されたフィルタの利用に特有の特性は、冷媒ガス流に引き起こされる負荷損失である。この負荷損失は、冷媒ガスとメッシュの金属ワイヤとの間に存在する空気力学的摩擦以外に、不純物フィルタを通る流路面積の著しい削減の作用としてガス流によって受ける抵抗に起因して発生する。 A characteristic unique to the use of filters made from wire mesh is the load loss caused by the refrigerant gas flow. This load loss occurs due to the resistance experienced by the gas flow, as well as the aerodynamic friction that exists between the refrigerant gas and the mesh metal wire, as a significant reduction in the flow area through the impurity filter.
上述した特性は、主に、図示された例において示されているように、吸入マフラーにおけるガス吸入若しくは吐出ダクトの一方、又は、吸入マフラーが2つ以上の内部チャンバを有する場合において内部チャンバ間の連通のために画定された流路等、非常に狭い領域において不純物フィルタを適用する必要がある場合に、コンプレッサにおける吸入システムの部品の計画に大いに影響する。不純物フィルタに特有である削減された流路面積は、より大きな不純物フィルタの適用を可能として必要な冷媒ガス流用の流路を設けるように、狭い領域への副チャンバの配設を必要とする。この要求は、それぞれの不純物フィルタの部品を製造するために、より複雑な計画とより大きな困難とをもたらす。吸入マフラーが、ガス吸入若しくは吐出ダクトの一方に、又は、上記吸入マフラーが2つ以上の容積を有する場合においてその容積間の流路において直接適用される場合には、吸入されるガス流に対する制限を回避するための代替手段は、直径又は流路面積をそれぞれ増加させることである。しかしながら、この代替手段は、より大きな直径のガス吸入若しくは吐出ダクトのいずれか、又は、より大きな面積の吸入マフラーの容積間の流路が、冷媒ガスの圧縮操作に由来する音響エネルギに対するより少ない制限をもたらし、この冷媒ガスの流れとは反対の経路を進むことから、吸入マフラーの音響性能の低下を引き起こす。 The above-mentioned characteristics are mainly due to either the gas suction or discharge duct in the suction muffler, as shown in the illustrated example, or between the inner chambers when the suction muffler has two or more inner chambers. When the impurity filter needs to be applied in a very narrow area, such as a flow path defined for communication, it greatly affects the planning of the components of the suction system in the compressor. The reduced flow path area unique to impurity filters requires the placement of a sub-chamber in a narrow area so as to provide a flow path for the refrigerant gas flow that is necessary to allow the application of larger impurity filters. This requirement results in more complex planning and greater difficulty to manufacture each impurity filter part. If the suction muffler is applied directly to one of the gas suction or discharge ducts, or if the suction muffler has more than one volume, in the flow path between the volumes, there is a restriction on the gas flow to be sucked An alternative to avoiding is to increase the diameter or flow area respectively. However, this alternative means that either the larger diameter gas suction or discharge duct, or the flow path between the larger area suction muffler volumes, is less restrictive to the acoustic energy resulting from the refrigerant gas compression operation. This causes a decrease in the acoustic performance of the suction muffler because it travels in a path opposite to the flow of the refrigerant gas.
音響フィルタとしての吸入マフラーの効率に対する害がなく、このマフラーを通る冷媒ガス流に含まれる不純物の効率的な保持に関する上述した欠陥を打開する音響マフラーを提供することが本発明の目的である。 It is an object of the present invention to provide an acoustic muffler that overcomes the above-mentioned deficiencies related to the efficient retention of impurities contained in the refrigerant gas flow through the muffler without harm to the efficiency of the suction muffler as an acoustic filter.
本発明のより具体的な目的は、上記吸入マフラーの構造的な態様における変更を必要としない上述したマフラーを提供することである。 A more specific object of the present invention is to provide the muffler described above that does not require any changes in the structural aspects of the inhalation muffler.
本発明の他の目的は、入手するのが容易であり且つ低コストである上述したタイプのマフラーを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a muffler of the type described above that is easy to obtain and low in cost.
上述した目的は、マフラーチャンバの外部の吸入開口及びマフラーチャンバの内部の吐出開口を有するガス吸入ダクトとマフラーチャンバの内部の吸入開口及び上記マフラーチャンバの外部の吐出開口を有するガス吐出ダクトとを支持する少なくとも1つのマフラーチャンバを画定する空洞ボディと、メッシュ状であり且つガス流路の断面の形状によって画定されたものよりも大きく且つ上記断面の少なくとも一方の側に突出しているメッシュ表面を有する少なくとも1つの不純物フィルタが設けられたガス流路を画定する、空洞ボディ、ガス吸入ダクト及びガス吐出ダクトによって画定された少なくとも1つの部品とを備える、冷却コンプレッサ用の音響マフラーを提供することによって達成される。 The above-mentioned purpose is to support a gas suction duct having a suction opening outside the muffler chamber and a discharge opening inside the muffler chamber, and a gas discharge duct having a suction opening inside the muffler chamber and a discharge opening outside the muffler chamber. A cavity body defining at least one muffler chamber, and at least a mesh surface that is mesh-shaped and that is larger than that defined by the cross-sectional shape of the gas flow path and protrudes on at least one side of the cross-section. Achieved by providing an acoustic muffler for a cooling compressor comprising a cavity body, at least one part defined by a gas inlet duct and a gas outlet duct, defining a gas flow path provided with one impurity filter. The
本発明は、添付された図面を参照して以下に記述される。 The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
図面によれば、本発明は、ピストン3の先端部とシリンダ2の端部に固定されたバルブプレート5との間においてシリンダ2内に画定された圧縮チャンバ4の内部を往復する上記ピストン3を収容する上記シリンダ2を含むモータコンプレッサを備える冷却コンプレッサの密閉シェル1の内部に取り付けられる音響マフラーを提供する。コンプレッサはまた、コンプレッサが結合された冷却システムの冷媒ガスの吸気及び圧縮ストロークにおいて上記ピストン3を駆動する電気モータ(図示せず)を支持する。上記冷媒ガスは、コンプレッサが結合され且つシェル1を通して配設されて吸入マフラーの内部に開口した吸入チューブ6を備える冷却システムの吸入ラインから、圧縮チャンバ4の内部に流入される。バルブプレート5は、吸入オリフィス5a及び吐出オリフィス(図示せず)を画定し、吸入バルブ5b及び図示されていない吐出バルブのそれぞれを支持する。
According to the drawings, the present invention relates to the piston 3 reciprocating in the compression chamber 4 defined in the
音響マフラーは、少なくとも1つのマフラーチャンバ11を画定する空洞ボディ10と、マフラーチャンバ11の外部の吸入開口21及びマフラーチャンバ11の内部の吐出開口22を有するガス吸入ダクト20と、マフラーチャンバ11の内部の吸入開口31及び上記マフラーチャンバ11の外部の吐出開口32を有するガス吐出ダクト30とを備える。音響マフラーは、上記吸入マフラーのガス吸入ダクト20の吸入開口21を介して吸入チューブ6から到達する冷媒ガスを受け入れ、上記吸入マフラーのガス吐出ダクト30の吐出開口32を介して圧縮チャンバ4の内部に上記冷媒ガスを案内する。図示された構造において、ガス吐出ダクト30の吐出開口32は、上記圧縮チャンバ4の内部に冷媒ガスを直接案内する。
The acoustic muffler includes a
従来の音響マフラーは、その吸入口から吐出口まで上記音響マフラーの内部を通ってガス流路内に配置された1つ、2つ、又はそれ以上の不純物フィルタを有する。図2に図示された従来の音響マフラーにおいて、ガス吸入ダクト20内において吸入開口21に隣接して画定されたガス流路P内に設けられた第1の平坦な不純物フィルタ7と、上記音響マフラーの空洞ボディ10のガス吐出ダクト30の吐出開口32に隣接して画定されたガス流路P内に設けられた第2の不純物フィルタ8とを有する。そのような音響マフラーにおける不純物フィルタ配置は、上述した欠陥を有する。
A conventional acoustic muffler has one, two, or more impurity filters disposed in the gas flow path through the interior of the acoustic muffler from its inlet to outlet. In the conventional acoustic muffler illustrated in FIG. 2, a first flat impurity filter 7 provided in a gas flow path P defined in the
本発明は、従来の構造においても使用されるがワイヤメッシュも使用するタイプの平坦な不純物フィルタの利用に関する困難を打開する解決策を構築する。 The present invention builds a solution that overcomes the difficulties associated with utilizing a flat impurity filter of the type that is also used in conventional structures but also uses a wire mesh.
本発明によれば、空洞ボディ10、ガス吸入ダクト20、及びガス吐出ダクト30によって画定される少なくとも1つの部品が、本発明にしたがって構成され且つガス流路Pの断面の形状によって画定されるものよりも実質的に大きく且つガス流路Pの上記断面を含む平面の少なくとも一方の側に突出しているメッシュ表面41を有するメッシュの形態を有する不純物フィルタ40を設けられるガス流路Pを画定する。
According to the present invention, at least one part defined by the
本発明は、不純物フィルタ40が設置される場所の形状状態に応じて変化可能である3次元幾何形状を有するように形成されたメッシュ表面41を有する、容積型及び金属製の不純物フィルタ40の概念を利用する。
The present invention is a concept of a volumetric and
図3a、図3b、図4、及び図5において図示された構造は、音響マフラーの空洞ボディ10のガス吸入ダクト20及びガス吐出ダクト30のいずれかに適用された半球形状を持つ不純物フィルタ40を有するが、当然のことながら、ここに提示された概念はまた、定型的であるか否かにかかわらず、球、半球、立方体、平行六面体、角錐、円筒、円錐、角錐若しくは円錐胴、又は3次元形状を特徴付ける任意の他の形状等、他の空間的な幾何形状であってよい。上記不純物フィルタは、吸入バルブの上流において上記音響マフラーの内部の冷媒ガスが進む経路に沿って、音響マフラーの任意の部分に設けられ得る。
3a, 3b, 4 and 5, the
本発明によれば、不純物フィルタ40のメッシュ表面41は、ガス流路Pの断面のものと一致する形状を有する端部42と、図示された構造において略球状キャップの形態のメッシュ部分によって画定されている閉塞反対側端部43とを有するチューブ状の形を有する。それにもかかわらず、反対側端部43は、直線的で且つガス流路Pの断面を含む平面に対して平行又は傾斜して配設される等、任意の形状を有することができるのは当然のことである。
According to the present invention, the
メッシュ表面41の端部42は、それが設けられるガス流路P内に不純物フィルタ40を取り付けるための周囲端部を画定し、上記不純物フィルタ40が突出するある部分の容積を占有するために、例えば冷媒ガス流の流路に向かって上記メッシュ表面41の残余が突出している。
The
本発明によれば、ガス吸入ダクト20及びガス吐出ダクト30のそれぞれの吸入及び吐出開口21、22、31、32の少なくとも1つは、本発明にしたがって構成された各不純物フィルタ40の少なくとも1つを支持している。しかしながら、上記ガス流路Pの一部が従来の構造の不純物フィルタ及び/又は本発明にしたがって構成された不純物フィルタ40を支持して、音響マフラーのガス流路P内に不純物フィルタを配置するための他の解決策が可能であるのは当然のことである。
According to the present invention, at least one of the respective suction and
図示された構造において、ガス吸入ダクト20は、例えば、その外側端部の部分において吸入開口21に隣接して設けられた不純物フィルタ40を備える一方で、ガス吐出ダクト30は、吐出開口32のそれぞれに隣接して設けられた不純物フィルタ40を備える。それにもかかわらず、ガス吸入ダクト20及びガス吐出ダクト30の一方又は双方への1つ以上の不純物フィルタ40の設置等、他の構造が可能であることは当然のことである。さらに、当然のことながら、音響マフラーは、例えば、ガス吐出ダクト30のガス吸入口31において1つの不純物フィルタ40のみを支持することができる。
In the illustrated structure, the
図示されないが、本発明はまた、ガス吐出音響マフラーに適用されることもできる。 Although not shown, the present invention can also be applied to a gas discharge acoustic muffler.
本発明の不純物フィルタ40の構造は、上記不純物フィルタ40の製造において利用されたワイヤメッシュのフィルタリングオリフィスを増加させる又は負荷損失の影響を補うために上記不純物フィルタ40が音響マフラーに取り付けられる領域の大きさを増加させる必要なく、冷媒ガスのための流路面積を獲得することを利点として有する。本発明の不純物フィルタ40の表面積は、知られている従来の平坦な不純物フィルタの表面積よりも著しく大きく、平面の不純物フィルタにおける流路面積の削減によって引き起こされた負荷損失の影響を補うことを可能とする。
The structure of the
不純物フィルタ40は、本発明の実施方法によれば、ガス流路Pの変形された周囲部分の形状である固定手段50を介して、固定手段50が付けられる不純物フィルタ40の端部42の領域において、それが設けられるガス流路Pに付けられる。図示された構造的な形状によれば、不純物フィルタ40を受け入れて付けるガス流路Pには、軸方向又は半径方向の突起が設けられ、突起は、例えば、不純物フィルタ40が置かれた後に加熱することによって変形され、それぞれのガス流路Pに付けられる。
According to the implementation method of the present invention, the
本発明によれば、固定手段50は、不純物フィルタ40の端部42の隣接部分に固定されるように、ガス吸入ダクト20及びガス吐出ダクト30の1つの部品に設けられた少なくとも1つの保持突起51を備える。上記保持突起51は、例えば、不純物フィルタ40の端部42において熱変形によって塑性的に変形される。
According to the present invention, the fixing means 50 is at least one holding projection provided on one component of the
図示された解決策において、ガス吸入ダクト20のガス吸入開口21及び/又はガス吐出ダクト30のガス吸入口31には、熱変形によって不純物フィルタ40の端部42の隣接部分に固定されるように、複数の保持突起51が設けられる。本発明は、複数の保持突起51を屈曲することによる固定であってよいが、当然のことながら、上記固定は、ガス吸入ダクト20のガス吸入口21及びガス吸入ダクト30のガス吸入口31のそれぞれの部分の端部の形状周囲を囲む単一突起から取得可能である。
In the illustrated solution, the gas suction opening 21 of the
図示によれば、ガス吸入ダクト20のガス吸入口21は、上記ガス吸入ダクト20の保持突起51が変形する前に、本発明にしたがって構成された不純物フィルタ40の端部42に対して固定されて上記ガス吸入口21の周囲端部を囲む周囲フランジ21aを有する。
According to the figure, the
この構造において、それぞれのガス流路Pに不純物フィルタ40を配置した後に、音響マフラーの領域の上記ガス流路Pの周囲形状の部分は、不純物フィルタ40の端部42の隣接部分を重ね合わせるように形成される。本発明を実施する望ましい方法において、変形は、ガス流路Pの上流において実施される。
In this structure, after the impurity filters 40 are arranged in the respective gas flow paths P, the peripheral portion of the gas flow path P in the acoustic muffler region overlaps the adjacent portion of the
同一ガス流路P内に2つ以上の不純物フィルタが設けられる構造において、例えば、従来技術にしたがって構成された平坦な不純物フィルタと本発明にしたがって構成された不純物フィルタについて、上記ガス流路Pの形状の部分の変形は、上記フィルタを互いに且つガス流路Pが画定される音響マフラーの隣接壁部分に対して付けて、ガス流路P内に取り付けられた上記不純物フィルタのそれぞれの形状の隣接端部を固定すべきである。 In a structure in which two or more impurity filters are provided in the same gas flow path P, for example, for a flat impurity filter configured according to the prior art and an impurity filter configured according to the present invention, The deformation of the shape portion is made by attaching the filters to each other and adjacent wall portions of the acoustic muffler in which the gas flow path P is defined, and adjacent to the respective shapes of the impurity filters mounted in the gas flow path P. The ends should be fixed.
ガス吸入ダクト20及びガス吐出ダクト30内に不純物フィルタ40を有する音響マフラーの構造が図解された一方で、当然のことながら、上記音響マフラーは、例えば、ガス吐出ダクト30のガス吸入口31において1つの不純物フィルタ40のみを有することができる。
While the structure of the acoustic muffler having the
1つのマフラーチャンバ11のみを内部的に画定する空洞ボディ10を有する音響マフラーについて本発明が記述されて図解された一方で、当然のことながら、2つ以上のマフラーチャンバを有する音響マフラーの場合には、ガス流路Pを有するその分割壁は、従来技術又は本発明にしたがって構成された不純物フィルタを固定することができる。
While the invention has been described and illustrated for an acoustic muffler having a
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