JP2015105635A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor.
従来、固定スクロールと可動スクロールとからなる圧縮機構を備えるスクロール圧縮機が用いられている。スクロール圧縮機では、固定スクロールおよび可動スクロールのそれぞれは、互いに噛み合う渦巻状のラップを有している。固定スクロールは、ケーシングに固定され、可動スクロールは、クランク軸に連結されて偏心回転する。これにより、両スクロールのラップ間の空間である圧縮室の容積が変化して、圧縮室内の冷媒が圧縮される。圧縮機構から吐出された冷媒が流入する空間では、冷媒の圧力脈動が発生する。 Conventionally, a scroll compressor including a compression mechanism including a fixed scroll and a movable scroll is used. In the scroll compressor, each of the fixed scroll and the movable scroll has a spiral wrap that meshes with each other. The fixed scroll is fixed to the casing, and the movable scroll is connected to the crankshaft and rotates eccentrically. As a result, the volume of the compression chamber, which is the space between the wraps of both scrolls, changes, and the refrigerant in the compression chamber is compressed. In the space into which the refrigerant discharged from the compression mechanism flows, pressure pulsation of the refrigerant occurs.
ところで、特許文献1(特開2008−133777号公報)に開示されているスクロール圧縮機では、圧縮機構によって圧縮された冷媒は、固定スクロールの中央部に形成される吐出ポートから、圧縮機構の上方に形成される吐出空間に吐出される。吐出された冷媒は、吐出空間に連通する管状流路を通過した後、ケーシングの外部に吐出される。管状流路は、吐出空間で発生する冷媒の圧力脈動を低減することができる形状を有している。具体的には、管状流路の気柱固有振動数と圧力脈動の振動数とが異なるように、管状流路の長さが設定されている。これにより、吐出空間における冷媒の圧力脈動が低減されるので、圧力脈動に起因する共鳴を防ぐことができる。従って、圧縮機の運転中の騒音が抑えられる。 By the way, in the scroll compressor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-133777), the refrigerant compressed by the compression mechanism is discharged from the discharge port formed in the central portion of the fixed scroll above the compression mechanism. It is discharged into the discharge space formed in the above. The discharged refrigerant passes through a tubular channel communicating with the discharge space, and is then discharged to the outside of the casing. The tubular flow path has a shape that can reduce the pressure pulsation of the refrigerant generated in the discharge space. Specifically, the length of the tubular channel is set so that the natural frequency of the air column of the tubular channel and the frequency of pressure pulsation are different. Thereby, since the pressure pulsation of the refrigerant in the discharge space is reduced, resonance caused by the pressure pulsation can be prevented. Therefore, noise during operation of the compressor can be suppressed.
しかし、このスクロール圧縮機では、冷媒の圧力脈動が発生する吐出空間と、冷媒の圧力脈動を低減するための管状流路とが適切に設計されている必要がある。そのため、圧縮機のケーシングの容量が制限されている場合には、管状流路を適切に設計することができず、圧縮機の運転中の騒音が十分に抑えられないおそれがある。 However, in this scroll compressor, the discharge space where the pressure pulsation of the refrigerant is generated and the tubular flow path for reducing the pressure pulsation of the refrigerant need to be appropriately designed. Therefore, when the capacity | capacitance of the casing of a compressor is restrict | limited, a tubular flow path cannot be designed appropriately and there exists a possibility that the noise during operation of a compressor cannot fully be suppressed.
本発明の目的は、運転中の騒音を抑えることができる圧縮機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a compressor capable of suppressing noise during operation.
本発明の第1観点に係る圧縮機は、ケーシングと、圧縮機構と、ダイヤフラムとを備える。圧縮機構は、ケーシング内に収容され、冷媒を圧縮して吐出する。ダイヤフラムは、ケーシング内に収容され、高圧空間に設置される。高圧空間は、圧縮機構から吐出された冷媒が流入する空間である。ダイヤフラムは、脈動振動数と略一致する基本固有振動数を有する。脈動振動数は、ダイヤフラムが設置されたポイントにおける冷媒の圧力脈動の振動数である。 A compressor according to a first aspect of the present invention includes a casing, a compression mechanism, and a diaphragm. The compression mechanism is accommodated in the casing and compresses and discharges the refrigerant. The diaphragm is accommodated in the casing and installed in the high-pressure space. The high-pressure space is a space into which the refrigerant discharged from the compression mechanism flows. The diaphragm has a fundamental natural frequency that approximately matches the pulsation frequency. The pulsation frequency is the frequency of refrigerant pressure pulsation at the point where the diaphragm is installed.
第1観点に係る圧縮機では、圧縮機構から高圧空間に吐出される冷媒の圧力脈動が、ダイヤフラムによって低減される。ダイヤフラムは、高圧空間に設置される金属製の薄膜である。ダイヤフラムは、基本固有振動数を有し、振動することによって冷媒の圧力脈動を吸収する。ダイヤフラムの基本固有振動数は、冷媒の圧力脈動に起因して高圧空間で発生する共鳴によって、冷媒の圧力脈動がピークを示す振動数の近傍の値である。そのため、ダイヤフラムは、圧力脈動に起因して高圧空間で発生する共鳴を抑えることができる。従って、第1観点に係る圧縮機は、運転中の騒音を抑えることができる。 In the compressor according to the first aspect, the pressure pulsation of the refrigerant discharged from the compression mechanism to the high pressure space is reduced by the diaphragm. The diaphragm is a metal thin film installed in a high-pressure space. The diaphragm has a basic natural frequency and absorbs pressure pulsation of the refrigerant by vibrating. The fundamental natural frequency of the diaphragm is a value in the vicinity of the frequency at which the refrigerant pressure pulsation peaks due to resonance generated in the high-pressure space due to the refrigerant pressure pulsation. Therefore, the diaphragm can suppress resonance generated in the high-pressure space due to pressure pulsation. Therefore, the compressor according to the first aspect can suppress noise during operation.
また、第1観点に係る圧縮機では、ダイヤフラムは、脈動振動数と略一致する基本固有振動数を有する。冷媒の圧力脈動に起因して高圧空間で発生する共鳴は、ある周波数帯で発生し、共鳴エネルギーが極大となる周波数は、冷媒の圧力脈動がピークを示す脈動振動数に相当する。ダイヤフラムは、脈動振動数に近い振動数で振動することで、共鳴エネルギーの極大値を小さくして、同時に、脈動振動数に近い振動数に対応する共鳴エネルギーを小さくする。これにより、ダイヤフラムは、脈動振動数に対応する共鳴に起因する圧縮機の騒音、および、脈動振動数に近い振動数に対応する共鳴に起因する圧縮機の騒音を抑えることができる。 In the compressor according to the first aspect, the diaphragm has a fundamental natural frequency that substantially matches the pulsation frequency. The resonance generated in the high pressure space due to the pressure pulsation of the refrigerant is generated in a certain frequency band, and the frequency at which the resonance energy is maximized corresponds to the pulsation frequency at which the pressure pulsation of the refrigerant has a peak. The diaphragm vibrates at a frequency close to the pulsation frequency, thereby reducing the maximum value of the resonance energy and simultaneously reducing the resonance energy corresponding to the frequency close to the pulsation frequency. Thereby, the diaphragm can suppress the noise of the compressor due to the resonance corresponding to the pulsation frequency and the noise of the compressor due to the resonance corresponding to the frequency close to the pulsation frequency.
本発明の第2観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機であって、摩擦減衰板をさらに備える。摩擦減衰板は、ダイヤフラムに重ねられて設置される。摩擦減衰板は、ダイヤフラムの基本固有振動数と異なる基本固有振動数を有する。 A compressor according to a second aspect of the present invention is the compressor according to the first aspect, and further includes a friction damping plate. The friction damping plate is placed over the diaphragm. The friction damping plate has a fundamental natural frequency different from the fundamental natural frequency of the diaphragm.
第2観点に係る圧縮機では、摩擦減衰板は、ダイヤフラムの固有振動数と異なる固有振動数で振動して、ダイヤフラムとの間で摩擦する。これにより、摩擦減衰板は、冷媒の圧力脈動に起因するダイヤフラムの振動を吸収することができる。従って、第2観点に係る圧縮機は、運転中の騒音をより効果的に抑えることができる。 In the compressor according to the second aspect, the friction damping plate oscillates at a natural frequency different from the natural frequency of the diaphragm and rubs with the diaphragm. Thereby, the friction damping plate can absorb the vibration of the diaphragm caused by the pressure pulsation of the refrigerant. Therefore, the compressor according to the second aspect can more effectively suppress noise during operation.
本発明の第3観点に係る圧縮機は、第1観点または第2観点に係る圧縮機であって、ダイヤフラムは、脈動振動数の85%以上かつ105%未満の基本固有振動数を有する。 The compressor which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is a compressor which concerns on a 1st viewpoint or a 2nd viewpoint, Comprising: A diaphragm has a fundamental natural frequency of 85% or more and less than 105% of a pulsation frequency.
本発明の第4観点に係る圧縮機は、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、脈動振動数は、高圧空間における冷媒の圧力脈動の振幅が最大となる時点を基準とした振動数である。 A compressor according to a fourth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first aspect to the third aspect, and the pulsation frequency has a maximum pressure pulsation amplitude of the refrigerant in the high-pressure space. The frequency is based on the time.
第4観点に係る圧縮機では、脈動振動数は、冷媒の圧力脈動の振幅が最大となるある時点から、冷媒の圧力脈動の振幅が最大となる次の時点までの時間の逆数である。 In the compressor according to the fourth aspect, the pulsation frequency is the reciprocal of the time from the time when the amplitude of the pressure pulsation of the refrigerant becomes maximum to the next time when the amplitude of the pressure pulsation of the refrigerant becomes maximum.
本発明の第5観点に係る圧縮機は、第1観点から第3観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、駆動モータをさらに備える。駆動モータは、高圧空間に設置され、圧縮機構を駆動する。脈動振動数は、駆動モータの上方の空間の圧力と、駆動モータの下方の空間の圧力との差が最大となる時点を基準とした振動数である。 The compressor concerning the 5th viewpoint of the present invention is a compressor concerning any one of the 1st viewpoint to the 3rd viewpoint, and is further provided with a drive motor. The drive motor is installed in the high pressure space and drives the compression mechanism. The pulsation frequency is a frequency based on the point in time when the difference between the pressure in the space above the drive motor and the pressure in the space below the drive motor becomes maximum.
第5観点に係る圧縮機では、脈動振動数は、駆動モータの上方の空間の圧力と下方の空間の圧力との差が最大となるある時点から、圧力差が最大となる次の時点までの時間の逆数である。 In the compressor according to the fifth aspect, the pulsation frequency is from a point in time when the difference between the pressure in the space above the drive motor and the pressure in the space below is maximum to the next time when the pressure difference is maximum. It is the reciprocal of time.
本発明の第6観点に係る圧縮機は、第1観点から第5観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、圧縮機構は、吐出ポートと吐出チャンバーとを有する。吐出ポートは、圧縮された冷媒を吐出するための空間である。吐出チャンバーは、吐出ポートおよび高圧空間と連通し、かつ、上面に形成される凹部空間である。ダイヤフラムは、吐出チャンバーの少なくとも一部を覆う。 A compressor according to a sixth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first aspect to the fifth aspect, and the compression mechanism includes a discharge port and a discharge chamber. The discharge port is a space for discharging the compressed refrigerant. The discharge chamber is a recessed space formed on the upper surface and communicating with the discharge port and the high-pressure space. The diaphragm covers at least a part of the discharge chamber.
第6観点に係る圧縮機では、ダイヤフラムは、圧縮機構から吐出された冷媒が流入する吐出チャンバーに設置される。 In the compressor according to the sixth aspect, the diaphragm is installed in a discharge chamber into which the refrigerant discharged from the compression mechanism flows.
本発明の第7観点に係る圧縮機は、第6観点に係る圧縮機であって、吐出チャンバーを覆う補強部材をさらに備える。ダイヤフラムは、圧縮機構と補強部材との間に設置される。 The compressor which concerns on the 7th viewpoint of this invention is a compressor which concerns on a 6th viewpoint, Comprising: The reinforcement member which covers a discharge chamber is further provided. The diaphragm is installed between the compression mechanism and the reinforcing member.
第7観点に係る圧縮機では、補強部材は、ダイヤフラムの強度を向上させる。従って、第7観点に係る圧縮機は、ダイヤフラムの疲労破壊を抑えることができる。 In the compressor according to the seventh aspect, the reinforcing member improves the strength of the diaphragm. Therefore, the compressor according to the seventh aspect can suppress the fatigue failure of the diaphragm.
本発明の第8観点に係る圧縮機は、第1観点から第7観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、ダイヤフラムは、貫通孔を有する。 A compressor according to an eighth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to seventh aspects, and the diaphragm has a through hole.
第8観点に係る圧縮機では、ダイヤフラムは貫通孔を有するので、ダイヤフラムの両側の空間の圧力差をゼロにすることができる。ダイヤフラムの両側の空間に圧力差がある場合、ダイヤフラムの振動エネルギーが増加する。従って、第8観点に係る圧縮機は、ダイヤフラムに貫通孔を設けることで、ダイヤフラムの疲労破壊を抑えることができる。 In the compressor according to the eighth aspect, since the diaphragm has a through hole, the pressure difference between the spaces on both sides of the diaphragm can be made zero. When there is a pressure difference in the space on both sides of the diaphragm, the vibration energy of the diaphragm increases. Therefore, the compressor which concerns on an 8th viewpoint can suppress the fatigue failure of a diaphragm by providing a through-hole in a diaphragm.
本発明の第9観点に係る圧縮機は、第1観点から第8観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、ダイヤフラムは、0.3mm〜1.5mmの厚みを有する。 A compressor according to a ninth aspect of the present invention is the compressor according to any one of the first to eighth aspects, and the diaphragm has a thickness of 0.3 mm to 1.5 mm.
本発明の第1乃至第9観点に係る圧縮機は、運転中の騒音を抑えることができる。 The compressor according to the first to ninth aspects of the present invention can suppress noise during operation.
本発明の第2観点に係る圧縮機は、運転中の騒音をより効果的に抑えることができる。 The compressor according to the second aspect of the present invention can more effectively suppress noise during operation.
本発明の第7観点および第8観点に係る圧縮機は、ダイヤフラムの疲労破壊を抑えることができる。 The compressor according to the seventh aspect and the eighth aspect of the present invention can suppress fatigue failure of the diaphragm.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る圧縮機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る圧縮機は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。スクロール圧縮機は、互いに噛み合う渦巻状のラップを有する2つのスクロール部材によって形成される空間の容積が変化することによって冷媒が圧縮される圧縮機である。
<First Embodiment>
A compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The compressor according to the present embodiment is a high and low pressure dome type scroll compressor. A scroll compressor is a compressor in which a refrigerant is compressed by changing the volume of a space formed by two scroll members having spiral wraps that mesh with each other.
(1)圧縮機の構成
図1は、本実施形態に係るスクロール圧縮機101の縦断面図である。スクロール圧縮機101は、主として、ケーシング10と、圧縮機構15と、ハウジング23と、駆動モータ16と、下部軸受60と、クランク軸17と、ガスガイド71と、吸入管19と、吐出管20とから構成される。スクロール圧縮機101は、冷媒を循環する冷凍サイクルを繰り返す冷媒回路において冷媒ガスを圧縮する役割を担う。次に、スクロール圧縮機101の各構成要素について説明する。
(1) Configuration of Compressor FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
(1−1)ケーシング
ケーシング10は、略円筒状の胴部ケーシング部11と、胴部ケーシング部11の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部12と、胴部ケーシング部11の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部13とから構成される。ケーシング10は、ケーシング10の内部および外部において圧力や温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成型されている。ケーシング10は、胴部ケーシング部11の略円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。
(1-1) Casing The
ケーシング10の内部には、圧縮機構15と、圧縮機構15の下方に配置されるハウジング23と、ハウジング23の下方に配置される駆動モータ16と、鉛直方向に延びるように配置されるクランク軸17等が収容されている。ケーシング10の壁部には、吸入管19および吐出管20が気密状に溶接されている。
Inside the
ケーシング10の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり空間10aが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機101の運転中において、圧縮機構15等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。
An
(1−2)圧縮機構
圧縮機構15は、ケーシング10の内部に収容され、低温低圧の冷媒ガスを吸引し、圧縮し、高温高圧の冷媒ガス(以下、「圧縮冷媒」という。)を吐出する。圧縮機構15は、主に、固定スクロール24と、可動スクロール26とから構成される。
(1-2) Compression Mechanism The
固定スクロール24は、第1鏡板24aと、第1鏡板24aに直立して形成される渦巻形状(インボリュート形状)の第1ラップ24bとを有する。固定スクロール24には、主吸入孔(図示せず)と、主吸入孔に隣接する補助吸入孔(図示せず)とが形成されている。主吸入孔は、吸入管19と、後述する圧縮室40とを連通する。補助吸入孔は、後述する低圧空間S2と、圧縮室40とを連通する。また、第1鏡板24aの中央部には、吐出孔41が形成され、第1鏡板24aの上面には、吐出孔41と連通する拡大凹部42が形成されている。拡大凹部42は、第1鏡板24aの上面に凹設された水平方向に広がる空間である。固定スクロール24の上面には、拡大凹部42を覆うように、蓋体44と後述するダイヤフラム81とがボルト44aにより固定されている。固定スクロール24および蓋体44は、ガスケット(図示せず)を介して密着してシールされている。拡大凹部42に蓋体44が覆い被せられることにより圧縮機構15の運転音を消音させるマフラー空間45が形成されている。固定スクロール24には、マフラー空間45と連通し、固定スクロール24の下面に開口する第1圧縮冷媒流路46が形成されている。図1では、第1圧縮冷媒流路46およびボルト44aが同じ位置に描かれているが、固定スクロール24の上面図である図3に示されるように、ボルト44aは、第1圧縮冷媒流路46が鉛直方向下方に存在しない位置で、固定スクロール24の上面に取り付けられている。
The fixed
本実施形態において、マフラー空間45には、図2に示されるように、ダイヤフラム81が設置されている。ダイヤフラム81は、0.3mm〜1.5mmの厚みを有する金属製の薄膜である。図3に示されるように、固定スクロール24を上面視した場合に、ダイヤフラム81は、拡大凹部42の一部を覆う長方形の形状を有している。なお、図3において、蓋体44、および、ダイヤフラム81を固定するボルト44a以外のボルトは省略されている。ダイヤフラム81は、長手方向の両端部が第1鏡板24aの上面と蓋体44の下面との間に挟まれた状態で、蓋体44と共にボルト44aによって第1鏡板24aに固定されている。
In the present embodiment, a
ダイヤフラム81は、吐出孔41から吐出される圧縮冷媒の圧力脈動を受けて振動する。ダイヤフラム81の基本固有振動数は、圧縮冷媒の圧力脈動に起因してマフラー空間45で発生する共鳴によって、圧縮冷媒の圧力脈動がピークを示す振動数の近傍の値である。具体的には、ダイヤフラム81の基本固有振動数は、脈動振動数の85%以上かつ105%未満の値に設定されている。脈動振動数は、ダイヤフラム81が設置されたマフラー空間45で発生する共鳴によって、圧縮冷媒の圧力脈動がピークを示す振動数である。脈動振動数は、マフラー空間45における圧縮冷媒の圧力脈動の振幅が最大となるある時点から、圧力脈動の振幅が最大となる次の時点までの時間の逆数である。ダイヤフラム81は、例えば、300Hz以下の基本固有振動数を有する。
The
可動スクロール26は、第2鏡板26aと、第2鏡板26aに直立して形成される渦巻形状(インボリュート形状)の第2ラップ26bとを有する。第2鏡板26aの下面中央部には、上端軸受26cが形成されている。第2鏡板26aには、給油細孔63が形成されている。給油細孔63は、第2鏡板26aの上面外周部と、上端軸受26cの内側の空間とを連通する。
The
固定スクロール24および可動スクロール26は、第1ラップ24bと第2ラップ26bとが噛み合うことにより、第1鏡板24aと、第1ラップ24bと、第2鏡板26aと、第2ラップ26bとによって囲まれる空間である圧縮室40を形成する。圧縮室40の容積は、可動スクロール26の公転運動によって変化する。
The fixed
(1−3)ハウジング
ハウジング23は、圧縮機構15の下方に配置され、その外周面がケーシング10の内面に気密状に接合されている。これにより、ケーシング10の内部空間は、ハウジング23の下方の高圧空間S1と、ハウジング23の上方の低圧区間S2とに区画されている。ハウジング23は、ボルト等で固定することによって固定スクロール24を載置し、オルダム継手(図示せず)を介して、固定スクロール24と共に可動スクロール26を挟持している。オルダム継手は、可動スクロール26の自転運動を防止するための環状の部材である。ハウジング23の外周部には、マフラー空間45および高圧空間S1と連通する第2圧縮冷媒流路48が鉛直方向に貫通して形成されている。第2圧縮冷媒流路48は、ハウジング23の上端面において第1圧縮冷媒流路46と連通し、ハウジング23の下端面において高圧空間S1と連通する。
(1-3) Housing The
ハウジング23の上面には、クランク室S3が凹設されている。また、ハウジング23には、ハウジング貫通孔31が形成されている。ハウジング貫通孔31は、クランク室S3の底面中央部から、ハウジング23の下端面中央部まで、ハウジング23を鉛直方向に貫通して形成される空間である。以下、ハウジング23の一部であり、かつ、ハウジング貫通孔31が形成されている部分を、上部軸受32という。また、ハウジング23には、ケーシング10の内面近傍の高圧空間S1とクランク室S3とを連通する油戻し通路23aが形成されている。
A crank chamber S <b> 3 is recessed in the upper surface of the
(1−4)駆動モータ
駆動モータ16は、ケーシング10の内部に収容され、ハウジング23の下方に配置されるブラシレスDCモータである。駆動モータ16は、主に、ケーシング10の内面に固定されるステータ51と、ステータ51の内側にエアギャップを設けて回転自在に収容されるロータ52とから構成される。
(1-4) Drive Motor The drive motor 16 is a brushless DC motor housed in the
ステータ51の外周面には、ステータ51の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部(図示せず)が設けられている。コアカット部は、胴部ケーシング部11とステータ51との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路55を形成する。
The outer peripheral surface of the
ロータ52は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランク軸17に連結されている。ロータ52は、クランク軸17を介して、圧縮機構15と接続されている。
The rotor 52 is connected to the
(1−5)下部軸受
下部軸受60は、駆動モータ16の下方に配置され、その外周面においてケーシング10の内面に気密状に接合されている部材である。下部軸受60は、クランク軸17を回転自在に支持する。下部軸受60は、その上端に油分離板(図示せず)が取り付けられている。
(1-5) Lower Bearing The
(1−6)クランク軸
クランク軸17は、ケーシング10の内部に収容され、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランク軸17は、その上端部の軸心が上端部を除く部分の軸心に対してわずかに偏心している形状を有している。また、クランク軸17は、バランスウェイト18を有している。バランスウェイト18は、ハウジング23の下方かつ駆動モータ16の上方の高さ位置において、クランク軸17に密着して固定されている。
(1-6) Crankshaft The
クランク軸17は、ロータ52の回転中心を鉛直方向に貫通してロータ52に連結されている。クランク軸17は、その上端部が上端軸受26cに嵌入することで、可動スクロール26に接続されている。クランク軸17は、上部軸受32および下部軸受60によって支持されている。
The
クランク軸17は、軸方向に延びている主給油路61を内部に有する。主給油路61の上端は、クランク軸17の上端面と第2鏡板26aの下面とによって形成される油室83と連通している。油室83は、第2鏡板26aの給油細孔63を介して、第1鏡板24aと第2鏡板26aとが外周部において互いに摺接する面であるスラスト軸受面24cに連通している。主給油路61の下端は、高圧空間S1の油溜まり空間10aに連通している。
The
クランク軸17は、主給油路61から分岐する第1副給油路62a、第2副給油路62bおよび第3副給油路62cを有している。第1副給油路62a、第2副給油路62bおよび第3副給油路62cは、水平方向に延びている。第1副給油路62aは、クランク軸17と可動スクロール26の上端軸受26cとの摺接面に開口している。第2副給油路62bは、クランク軸17とハウジング23の上部軸受32との摺接面に開口している。第3副給油路62cは、クランク軸17と下部軸受60との摺接面に開口している。
The
(1−7)ガスガイド
ガスガイド71は、ハウジング23と駆動モータ16との間の高圧空間S1に配置される。ガスガイド71は、金属板で成形され、ケーシング10の胴部ケーシング部11の内面にスポット溶接等により固定される部材である。ガスガイド71は、ケーシング10の内面と共に、圧縮機構15によって圧縮された冷媒が流れる冷媒案内流路72を形成する。冷媒案内流路72の上端は、マフラー空間45と連通するハウジング23外周部の流路と連通している。
(1-7) Gas Guide The
(1−8)吸入管
吸入管19は、ケーシング10の外部から圧縮機構15へ、冷媒回路の冷媒を導入するための管である。吸入管19は、ケーシング10の上壁部12に気密状に嵌入されている。吸入管19は、低圧空間S2を鉛直方向に貫通するとともに、内端部が固定スクロール24に嵌入されている。
(1-8) Suction Pipe The
(1−9)吐出管
吐出管20は、高圧空間S1からケーシング10の外部へ、圧縮冷媒を吐出するための管である。吐出管20は、ケーシング10の胴部ケーシング部11に気密状に嵌入されている。吐出管20は、高圧空間S1を水平方向に貫通する。ケーシング10内にある吐出管20の開口部20aは、ハウジング23の近傍に位置している。
(1-9) Discharge Pipe The
(2)圧縮機の動作
本実施形態に係るスクロール圧縮機101の動作について説明する。最初に、スクロール圧縮機101を備える冷媒回路を循環する冷媒の流れについて説明する。次に、スクロール圧縮機101内部における潤滑油の流れについて説明する。
(2) Operation of Compressor The operation of the
(2−1)冷媒の流れ
最初に、駆動モータ16が駆動することによって、ロータ52が回転する。これにより、ロータ52に固定されているクランク軸17が軸回転する。クランク軸17の軸回転運動は、上端軸受26cを介して可動スクロール26に伝達される。クランク軸17の上端部の軸心は、クランク軸17の軸回転運動の軸心に対して偏心している。また、可動スクロール26は、オルダム継手によって自転が防止される。これにより、可動スクロール26は、自転することなく、固定スクロール24に対して公転運動を行う。
(2-1) Flow of refrigerant First, when the drive motor 16 is driven, the rotor 52 rotates. As a result, the
圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管19から主吸入孔を経由して、および、低圧空間S2から補助吸入孔を経由して、圧縮機構15の圧縮室40に吸引される。可動スクロール26の公転運動により、圧縮室40は体積を徐々に減少させながら固定スクロール24の外周部から中心部に向かって移動する。その結果、圧縮室40の冷媒は、圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔41からマフラー空間45へ吐出された後、第1圧縮冷媒流路46および第2圧縮冷媒流路48を通過して、高圧空間S1へ供給される。そして、圧縮冷媒は、ガスガイド71と胴部ケーシング部11との間の空間である冷媒案内流路72を通過した後、モータ冷却通路55を下降して、駆動モータ16の下方の高圧空間S1に到達する。そして、圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、他のモータ冷却通路55およびエアギャップを上昇する。最終的に、圧縮冷媒は、吐出管20からスクロール圧縮機101の外部に吐出される。
The low-temperature and low-pressure refrigerant before compression is sucked into the
(2−2)潤滑油の流れ
最初に、駆動モータ16が駆動することによって、ロータ52が回転する。これにより、ロータ52に固定されているクランク軸17が軸回転する。クランク軸17の軸回転運動によって圧縮機構15が駆動し、高圧空間S1に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間S1の圧力が上昇する。一方、圧縮機構15のスラスト軸受面24cおよび給油細孔63を介して油室83と連通している圧縮機構15の圧縮室40は、高圧空間S1より低圧下にある。そのため、油溜まり空間10aおよび油室83と連通する駆動モータ16の主給油路61には、差圧が発生している。これにより、油溜まり空間10aに貯留されている潤滑油は、より低圧の油室83に向かって主給油路61を上昇する。
(2-2) Flow of lubricating oil First, the drive motor 16 is driven to rotate the rotor 52. As a result, the
主給油路61を上昇する潤滑油は、順に、第3副給油路62c、第2副給油路62bおよび第1副給油路62aに分流する。第3副給油路62cを流れる潤滑油は、クランク軸17と下部軸受60との摺接面を潤滑した後、高圧空間S1に供給されて油溜まり空間10aに戻される。第2副給油路62bを流れる潤滑油は、クランク軸17とハウジング23の上部軸受32との摺接面を潤滑した後、高圧空間S1およびクランク室S3に供給される。高圧空間S1に供給された潤滑油は、油溜まり空間10aに戻される。クランク室S3に供給された潤滑油は、ハウジング23の油戻し通路23aを経由して高圧空間S1に供給され、油溜まり空間10aに戻される。第1副給油路62aを流れる潤滑油は、クランク軸17と可動スクロール26の上端軸受26cとの摺接面を潤滑した後、クランク室S3に供給される。クランク室S3に供給された潤滑油は、油戻し通路23aを経由して高圧空間S1に供給され、油溜まり空間10aに戻される。
The lubricating oil that rises in the main
主給油路61を上昇して油室83まで到達した潤滑油は、給油細孔63を経由して、圧縮機構15のスラスト軸受面24cに供給される。スラスト軸受面24cを潤滑した潤滑油は、圧縮室40に流入する。このとき、高温高圧である潤滑油は、圧縮室40に存在する圧縮される前の冷媒を加熱し、かつ、微小な油滴の状態で冷媒に混入する。圧縮冷媒に混入された潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室40から高圧空間S1へ吐出される。そして、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路55を下降した後、一部が油分離板に衝突する。油分離板に付着した潤滑油は、高圧空間S1を落下して油溜まり空間10aに戻される。
The lubricating oil that has moved up the main
(3)圧縮機の特徴
(3−1)
本実施形態に係るスクロール圧縮機101では、圧縮機構15の吐出孔41から吐出される圧縮冷媒によって、マフラー空間45に圧力脈動が発生する。マフラー空間45に設置されるダイヤフラム81は、マフラー空間45における圧力脈動を受けて振動することで、圧力脈動を吸収する。マフラー空間45で発生する圧力脈動は、マフラー空間45およびマフラー空間45に連通する高圧空間S1で発生する共鳴の原因となる。すなわち、圧力脈動を低減する効果を有するダイヤフラム81をマフラー空間45に設置することで、高圧空間S1で発生する共鳴を抑えることができる。従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機101は、運転中の騒音を抑えることができる。
(3) Features of the compressor (3-1)
In the
(3−2)
本実施形態に係るスクロール圧縮機101では、ダイヤフラム81は、脈動振動数よりも少し低い値の基本固有振動数を有する。ここで、圧縮冷媒の圧力脈動に起因してマフラー空間45および高圧空間S1で発生する共鳴は、ある周波数帯で発生する。そして、この周波数帯において、共鳴エネルギーが極大となる周波数である共鳴周波数が存在する。共鳴周波数は、マフラー空間45における圧縮冷媒の圧力脈動の振幅が最大となる時点に基づく脈動振動数に相当する。
(3-2)
In the
本実施形態では、ダイヤフラム81は、脈動振動数よりも少し低い振動数で振動することで、共鳴エネルギーの極大値を小さくして、同時に、脈動振動数よりも少し低い振動数に対応する共鳴エネルギーを小さくする。従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機101は、脈動振動数に対応する共鳴に起因するスクロール圧縮機101の騒音、および、脈動振動数よりも少し低い振動数に対応する共鳴に起因するスクロール圧縮機101の騒音を抑えることができる。
In the present embodiment, the
なお、ダイヤフラム81の基本固有振動数は、ダイヤフラム81の厚み公差等により、設定値よりも高くなる場合がある。この場合、共鳴周波数よりも低い運転周波数領域において、ダイヤフラム81の振動により共鳴エネルギーが十分に低減しないために、圧縮冷媒の圧力脈動による共鳴に起因するスクロール圧縮機101の騒音に、脈動のピーク感が残る可能性がある。従って、ダイヤフラム81の基本固有振動数を低めに設定することが好ましい。
The basic natural frequency of the
(3−3)
本実施形態に係るスクロール圧縮機101では、ダイヤフラム81は、固定スクロール24の拡大凹部42を覆う蓋体44と共に、第1鏡板24aの上面に固定されている。ダイヤフラム81の長手方向の両端部は、第1鏡板24aと蓋体44との間に挟まれた状態で固定されている。これにより、圧縮冷媒の圧力脈動に起因して振動するダイヤフラム81の強度が向上する。従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機101は、ダイヤフラム81の疲労破壊を抑えることができる。
(3-3)
In the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係るスクロール圧縮機について説明する。本実施形態の基本的な構成、動作および特徴は、第1実施形態に係るスクロール圧縮機と同一であるので、第1実施形態との相違点を主に説明する。第1実施形態と同一の構造および機能を有する要素には、同一の参照符号が用いられている。
Second Embodiment
A scroll compressor according to a second embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration, operation, and features of the present embodiment are the same as those of the scroll compressor according to the first embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described. The same reference numerals are used for elements having the same structure and function as in the first embodiment.
(1)圧縮機の構成
本実施形態では、マフラー空間45に配置されるダイヤフラム81近傍の構造が、第1実施形態と異なっている。図4は、本実施形態に係るスクロール圧縮機101のマフラー空間45近傍の縦断面図である。
(1) Configuration of Compressor In the present embodiment, the structure near the
本実施形態において、マフラー空間45には、ダイヤフラム81および摩擦減衰板82が設置されている。摩擦減衰板82は、図4に示されるように、ダイヤフラム81の上面に接している状態で、ダイヤフラム81と共に、ボルト44aによって固定スクロール24の第1鏡板24aに固定されている。摩擦減衰板82は、ダイヤフラム81の基本固有振動数と異なる基本固有振動数を有する板状部材である。摩擦減衰板82は、例えば、ダイヤフラム81と異なる厚みを有する金属製の板状部材や、ダイヤフラム81と異なる材質で成形された板状部材である。
In the present embodiment, a
(2)圧縮機の特徴
本実施形態では、マフラー空間45で発生する圧縮冷媒の圧力脈動によってダイヤフラム81が振動する際に、摩擦減衰板82も振動する。摩擦減衰板82は、ダイヤフラム81の固有振動数と異なる固有振動数で振動する。そのため、ダイヤフラム81は、振動中に、摩擦減衰板82との間で摩擦する。これにより、ダイヤフラム81の振動エネルギーの一部は、ダイヤフラム81と摩擦減衰板82との接触面で発生する摩擦エネルギーと、摩擦減衰板82の振動エネルギーに転換される。すなわち、摩擦減衰板82は、ダイヤフラム81の振動を吸収する効果を有する。そのため、摩擦減衰板82によって、ダイヤフラム81は、圧縮冷媒の圧力脈動をより効率的に吸収することができる。従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機は、運転中の騒音をより効果的に抑えることができる。
(2) Features of the compressor In the present embodiment, when the
<変形例>
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に係る圧縮機に対する適用可能な変形例について説明する。
<Modification>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring drawings, the concrete structure of this invention can be changed in the range which does not deviate from the summary of this invention. Hereinafter, modifications applicable to the compressor according to the embodiment of the present invention will be described.
(1)変形例A
第1および第2実施形態では、圧縮機として、固定スクロール24と可動スクロール26とから構成される圧縮機構15を備えるスクロール圧縮機101が用いられているが、他のタイプの圧縮機構を備える圧縮機が用いられてもよい。例えば、ロータリー式の圧縮機やレシプロ式の圧縮機が用いられてもよい。この場合、ダイヤフラム81および摩擦減衰板82は、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒が流入する空間に配置される。
(1) Modification A
In the first and second embodiments, the
(2)変形例B
第1実施形態に係るスクロール圧縮機101は、高低圧ドーム型の圧縮機であり、ハウジング23の上方の空間は、マフラー空間45よりも低圧である低圧空間S2である。ここで、スクロール圧縮機101が高圧ドーム型の圧縮機である場合、すなわち、圧縮機構15から吐出された圧縮冷媒によってケーシング10の内部空間が満たされる圧縮機を考える。このような高圧ドーム型の圧縮機では、ハウジング23の上方の空間は、マフラー空間45とほぼ同じ圧力下にある高圧の空間である。そのため、圧縮機構15は、固定スクロール24の拡大凹部42を覆う蓋体44を有する必要がない。この場合、図5に示されるように、ダイヤフラム81は、固定スクロール24の第1鏡板24aの上面にボルト44a等によって固定される。
(2) Modification B
The
また、本変形例において、第1実施形態と同様に、固定スクロール24の拡大凹部42は、蓋体44で覆われてもよい。この場合、ダイヤフラム81は、蓋体44と共に第1鏡板24aの上面に固定されるので、ダイヤフラム81の強度が向上する。
In the present modification, the enlarged
また、本変形例において、第2実施形態と同様に、ダイヤフラム81は、摩擦減衰板82に接している状態で、第1鏡板24aの上面に固定されてもよい。この場合、摩擦減衰板82によって、ダイヤフラム81は、圧縮冷媒の圧力脈動をより効率的に吸収することができる。
In the present modification, the
(3)変形例C
第1実施形態では、ダイヤフラム81は、脈動振動数よりも少し低い値の基本固有振動数を有し、脈動振動数は、ダイヤフラム81が設置されたマフラー空間45における圧縮冷媒の圧力脈動の振幅が最大となる時点を基準とした振動数である。しかし、脈動振動数は、駆動モータ16の上方の高圧空間S1の圧力と、駆動モータ16の下方の高圧空間S1の圧力との差が最大となる時点から、圧力差が最大となる次の時点までの時間の逆数であってもよい。
(3) Modification C
In the first embodiment, the
(4)変形例D
第1実施形態では、ダイヤフラム81は、マフラー空間45に配置されているが、圧縮機構15の吐出孔41から吐出された圧縮冷媒が流入する空間であれば、他の場所に配置されてもよい。例えば、ダイヤフラム81は、高圧空間S1の任意の場所に配置されてもよい。
(4) Modification D
In the first embodiment, the
(5)変形例E
第1実施形態では、ダイヤフラム81は、金属製の薄膜であるが、図6に示されるように、貫通孔81aを有する金属製の薄膜であってもよい。本変形例では、ダイヤフラム81は貫通孔81aを有するので、ダイヤフラム81の両側の空間の圧力差がゼロになる。ダイヤフラム81の両側の空間に圧力差がある場合、ダイヤフラム81の表面が圧力を受けるので、ダイヤフラム81の振動エネルギーが増加する。従って、ダイヤフラム81に貫通孔81aを設けることで、ダイヤフラム81の疲労破壊を抑えることができる。
(5) Modification E
In the first embodiment, the
(6)変形例F
第1実施形態では、ダイヤフラム81は、固定スクロール24の拡大凹部42の一部を覆っているが、蓋体44と同様に、拡大凹部42の全体を覆っていてもよい。例えば、ダイヤフラム81は、拡大凹部42の全体を覆う円形の形状を有してもよい。この場合、変形例Eに記載されているように、ダイヤフラム81に貫通孔81aを設けてダイヤフラム81の両側の空間の圧力差をゼロにすることで、ダイヤフラム81の疲労破壊を抑えることができる。
(6) Modification F
In the first embodiment, the
本発明に係る圧縮機は、運転中の騒音を抑えることができる。 The compressor according to the present invention can suppress noise during operation.
10 ケーシング
15 圧縮機構
16 駆動モータ
41 吐出孔(吐出ポート)
44 蓋体(補強部材)
45 マフラー空間(吐出チャンバー)
81 ダイヤフラム
81a 貫通孔
82 摩擦減衰板
101 スクロール圧縮機(圧縮機)
DESCRIPTION OF
44 Lid (Reinforcing member)
45 Muffler space (discharge chamber)
81
Claims (9)
前記ケーシング内に収容され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構(15)と、
前記ケーシング内に収容され、前記圧縮機構から吐出された冷媒が流入する空間である高圧空間に設置されるダイヤフラム(81)と、
を備え、
前記ダイヤフラムは、設置されたポイントにおける冷媒の圧力脈動の振動数である脈動振動数と略一致する基本固有振動数を有する、
圧縮機(101)。 A casing (10);
A compression mechanism (15) housed in the casing and compressing and discharging the refrigerant;
A diaphragm (81) installed in a high-pressure space that is housed in the casing and into which the refrigerant discharged from the compression mechanism flows;
With
The diaphragm has a fundamental natural frequency that substantially matches the pulsation frequency, which is the frequency of the pressure pulsation of the refrigerant at the installed point.
Compressor (101).
請求項1に記載の圧縮機。 A friction damping plate (82) installed on the diaphragm and having a fundamental natural frequency different from the fundamental natural frequency of the diaphragm;
The compressor according to claim 1.
請求項1または2に記載の圧縮機。 The diaphragm has a fundamental natural frequency of 85% or more and less than 105% of the pulsation frequency.
The compressor according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の圧縮機。 The pulsation frequency is a frequency based on a point in time when the amplitude of the pressure pulsation of the refrigerant in the high-pressure space becomes maximum.
The compressor according to any one of claims 1 to 3.
前記脈動振動数は、前記駆動モータの上方の空間の圧力と、前記駆動モータの下方の空間の圧力との差が最大となる時点を基準とした振動数である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の圧縮機。 A drive motor (16) installed in the high-pressure space and driving the compression mechanism;
The pulsation frequency is a frequency based on a point in time when the difference between the pressure in the space above the drive motor and the pressure in the space below the drive motor becomes maximum.
The compressor according to any one of claims 1 to 3.
前記ダイヤフラムは、前記吐出チャンバーの少なくとも一部を覆う、
請求項1から5のいずれか1項に記載の圧縮機。 The compression mechanism includes a discharge port (41) for discharging a compressed refrigerant, and a discharge chamber (45) that is in communication with the discharge port and the high-pressure space and is a recessed space formed on the upper surface. Have
The diaphragm covers at least a portion of the discharge chamber;
The compressor according to any one of claims 1 to 5.
前記ダイヤフラムは、前記圧縮機構と前記補強部材との間に設置される、
請求項6に記載の圧縮機。 A reinforcing member (44) covering the discharge chamber;
The diaphragm is installed between the compression mechanism and the reinforcing member.
The compressor according to claim 6.
請求項1から7のいずれか1項に記載の圧縮機。 The diaphragm has a through hole (81a).
The compressor according to any one of claims 1 to 7.
請求項1から8のいずれか1項に記載の圧縮機。 The diaphragm has a thickness of 0.3 mm to 1.5 mm.
The compressor according to any one of claims 1 to 8.
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KR102013614B1 (en) * | 2018-04-09 | 2019-08-23 | 엘지전자 주식회사 | Scroll compressor |
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US11293442B2 (en) | 2018-04-09 | 2022-04-05 | Lg Electronics Inc. | Scroll compressor having discharge cover providing a space to guide a discharge flow from a discharge port to a discharge passgae formed by a plurality of discharge holes |
WO2020050605A1 (en) * | 2018-09-05 | 2020-03-12 | 엘지전자 주식회사 | Compressor |
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