JP2016094923A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる圧縮機を提供することである。【解決手段】ロータリ圧縮機101は、ケーシング10と、圧縮機構15と、モータ16と、クランクシャフト17と、下部反射板31とを備える。圧縮機構、モータ、クランクシャフトおよび下部反射板は、ケーシングに収容される。モータは、圧縮機構の上方に配置される。クランクシャフトは、モータと圧縮機構とを連結し、回転軸17x周りに回転する。下部反射板は、圧縮機構とモータとの間の下部高圧空間91に設置される。下部反射板は、回転軸に沿って見た場合に、ケーシングの内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める。【選択図】図1
Description
本発明は、圧縮機に関する。
従来、空気調和装置等の冷凍装置に備えられる圧縮機として、ロータリ圧縮機が用いられている。特許文献1(特開2011−157911号公報)に開示されるように、ロータリ圧縮機は、主として、ケーシングと、圧縮機構と、モータと、クランクシャフトとを備える。ケーシングの内部空間において、圧縮機構は、モータの下方に設置され、クランクシャフトを介してモータと連結されている。モータの上方の空間、および、モータと圧縮機構との間の空間は、圧縮機構から吐出された冷媒が存在する高圧の空間である。
ロータリ圧縮機の圧縮機構は、ケーシングの内部空間に圧縮された冷媒を周期的に吐出する。これにより、ケーシングの内部空間では、冷媒の周期的な圧力変動に起因する音響共鳴が発生する。音響共鳴では、モータの上方の空間、および、モータと圧縮機構との間の空間の2箇所において、圧力変動の大きさが最大となる腹が形成される。音響共鳴のエネルギーは、ケーシング、および、ケーシング内部の部品を振動させて、圧縮機から発生する騒音の原因となる。そのため、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する方法が求められている。
本発明の目的は、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる圧縮機を提供することである。
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、モータと、クランクシャフトと、第1反射板とを備える。圧縮機構、モータ、クランクシャフトおよび第1反射板は、ケーシングに収容される。モータは、圧縮機構の上方に配置される。クランクシャフトは、モータと圧縮機構とを連結し、回転軸周りに回転する。第1反射板は、圧縮機構とモータとの間の第1空間に設置される。第1反射板は、回転軸に沿って見た場合に、ケーシングの内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める。
第1観点に係る圧縮機では、圧縮機構は、圧縮された冷媒を第1空間に周期的に吐出する。これにより、第1空間では、冷媒の圧力が増加する。その後、第1空間における圧力の増加が加振源となり、第1空間、モータの上方の空間、および、第1空間とモータの上方の空間とを連通する空間全体を一つの系とする音響共鳴が発生する。音響共鳴では、第1空間、および、モータの上方の空間の2箇所において、圧力変動の大きさが最大となる腹が形成される。音響共鳴のエネルギーは、圧縮機の振動の原因となる。
第1観点に係る圧縮機では、音響共鳴は、第1反射板と衝突して反射する。その結果、音響共鳴の振幅の大きさが低減される。そのため、第1反射板は、音響共鳴のエネルギーを低下させて、圧縮機の振動を抑制する効果を有する。従って、第1観点に係る圧縮機は、第1反射板を第1空間に設置することで、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる。
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、圧縮機構は、第1空間の側においてクランクシャフトを支持する上部軸受を有する。第1反射板は、上部軸受に取り付けられている。
本発明の第3観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機であって、マフラをさらに備える。マフラは、第1空間に設置され、かつ、圧縮機構のヘッドに取り付けられる。マフラは、固定部と、突出部とを有する。固定部は、ヘッドに固定される。突出部は、固定部から、ヘッドの反対側に向かって突出することにより、ヘッドと共にマフラ空間を形成する。第1反射板は、固定部から延びている。
本発明の第4観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機であって、マフラをさらに備える。マフラは、第1空間に設置され、かつ、圧縮機構のヘッドに取り付けられる。マフラは、固定部と、突出部とを有する。固定部は、ヘッドに固定される。突出部は、固定部から、ヘッドの反対側に向かって突出することにより、ヘッドと共にマフラ空間を形成する。第1反射板は、突出部から延びている。
本発明の第5観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機であって、第1反射板は、ケーシングの内周面に取り付けられている。
本発明の第6観点に係る圧縮機は、第1観点に係る圧縮機であって、モータは、ステータと、ロータとを有する。ステータは、ケーシングの内周面に取り付けられる。ロータは、ステータの内側に配置される。第1反射板は、ロータに取り付けられている。
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、ロータは、第1空間の側の端部に取り付けられる下部端板を有する。第1反射板は、下部端板から延びている。
本発明の第8観点に係る圧縮機は、第7観点に係る圧縮機であって、第1反射板は、クランクシャフトからケーシングに向かって、圧縮機構の側に傾斜している。
本発明の第9観点に係る圧縮機は、第1乃至第8観点のいずれか1つに係る圧縮機であって、第2反射板をさらに備える。第2反射板は、ケーシングに収容され、モータの上方の第2空間に設置される。第2反射板は、回転軸に沿って見た場合に、ケーシングの内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める。
第9観点に係る圧縮機では、第1空間に第1反射板を設置し、第2空間に第2反射板をさらに設置することで、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音がより効果的に抑制される。
本発明に係る圧縮機は、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる。
―第1実施形態―
本発明の第1実施形態である圧縮機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の圧縮機は、ロータリ圧縮機である。ロータリ圧縮機は、空気調和装置等の冷凍装置に備えられる冷媒回路に取り付けられる。ロータリ圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒ガスを圧縮する。
本発明の第1実施形態である圧縮機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の圧縮機は、ロータリ圧縮機である。ロータリ圧縮機は、空気調和装置等の冷凍装置に備えられる冷媒回路に取り付けられる。ロータリ圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒ガスを圧縮する。
(1)圧縮機の構成
図1は、ロータリ圧縮機101の縦断面図である。ロータリ圧縮機101は、主として、ケーシング10と、圧縮機構15と、モータ16と、クランクシャフト17と、吸入管19と、吐出管20と、下部反射板31とを備える。ロータリ圧縮機101で圧縮される冷媒は、例えば、R410A、R22、R32および二酸化炭素である。次に、ロータリ圧縮機101の各構成要素について説明する。
図1は、ロータリ圧縮機101の縦断面図である。ロータリ圧縮機101は、主として、ケーシング10と、圧縮機構15と、モータ16と、クランクシャフト17と、吸入管19と、吐出管20と、下部反射板31とを備える。ロータリ圧縮機101で圧縮される冷媒は、例えば、R410A、R22、R32および二酸化炭素である。次に、ロータリ圧縮機101の各構成要素について説明する。
(1−1)ケーシング
ケーシング10は、円筒形の胴部11と、ボウル形の頂部12と、ボウル形の底部13とから構成される。頂部12は、胴部11の上端部と気密状に連結されている。底部13は、胴部11の下端部と気密状に連結されている。
ケーシング10は、円筒形の胴部11と、ボウル形の頂部12と、ボウル形の底部13とから構成される。頂部12は、胴部11の上端部と気密状に連結されている。底部13は、胴部11の下端部と気密状に連結されている。
ケーシング10は、ケーシング10の内部空間および外部空間の圧力および温度の変化によって変形および破損が起こりにくい剛性部材で成形されている。ケーシング10は、胴部11の円筒形の軸方向が鉛直方向に沿うように設置されている。ケーシング10の内部空間の下部は、潤滑油が貯留される油貯留部10aである。潤滑油は、ケーシング10の内部空間に存在する摺動部の潤滑性を向上させるために用いられる冷凍機油である。
ケーシング10は、主として、圧縮機構15と、モータ16と、クランクシャフト17とを収容している。圧縮機構15は、クランクシャフト17を介してモータ16と連結されている。吸入管19および吐出管20は、ケーシング10を貫通し、ケーシング10と気密状に連結されている。
(1−2)圧縮機構
圧縮機構15は、主として、ピストン21と、フロントヘッド23と、シリンダ24と、リアヘッド25と、マフラ26とから構成される。フロントヘッド23、シリンダ24およびリアヘッド25は、レーザ溶接およびボルト等によって気密状に連結されている。
圧縮機構15は、主として、ピストン21と、フロントヘッド23と、シリンダ24と、リアヘッド25と、マフラ26とから構成される。フロントヘッド23、シリンダ24およびリアヘッド25は、レーザ溶接およびボルト等によって気密状に連結されている。
圧縮機構15は、低圧の冷媒ガスを吸引して圧縮し、高圧の冷媒ガスを吐出する。圧縮機構15の上方の空間は、圧縮機構15によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間である。以下、圧縮機構15の上方、かつ、モータ16の下方の高圧空間を、下部高圧空間91と呼び、モータ16の上方の高圧空間を、上部高圧空間92と呼ぶ。圧縮機構15は、油貯留部10aに貯留されている潤滑油に浸かっている。潤滑油は、圧縮機構15の摺動部に供給される。
圧縮機構15は、フロントヘッド23、シリンダ24およびリアヘッド25によって囲まれた空間である圧縮室40を有する。ピストン21は、圧縮室40に収容されている。圧縮室40は、ピストン21によって、吸入管19と連通する吸入室と、高圧空間S1と連通する吐出室とに区画される。
ピストン21は、クランクシャフト17の偏心軸部17aが嵌め込まれている。クランクシャフト17が回転すると、ピストン21は、公転運動を行う。ピストン21の公転運動によって、吸入室および吐出室の容積が周期的に変化する。
フロントヘッド23は、クランクシャフト17を支持するための上部軸受23aを有している。フロントヘッド23は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに固定されている。上部軸受23aは、フロントヘッド23の上端面の中央部から上方に向かって延びている部分である。フロントヘッド23は、圧縮機構15の外部空間に圧縮室40の冷媒を吐出するための孔である吐出ポート23bを有する。
フロントヘッド23の上面には、吐出弁23cが取り付けられている。吐出弁23cは、吐出ポート23bの上方の開口に取り付けられる。吐出弁23cは、圧縮機構15の外部空間から圧縮室40への冷媒の逆流を防ぐ。吐出弁23cの一端は、フロントヘッド23に固定されている。吐出弁23cの他端は、吐出ポート23bの圧力が上昇すると、フロントヘッド23から離れる。これにより、圧縮室40は、吐出ポート23bを介して圧縮機構15の外部空間と連通する。
シリンダ24は、フロントヘッド23とリアヘッド25との間に挟まれている。シリンダ24は、円筒形状を有している。フロントヘッド23は、シリンダ24の上面を覆っている。リアヘッド25は、シリンダ24の下面を覆っている。
リアヘッド25は、クランクシャフト17を支持するための下部軸受25aを有している。下部軸受25aは、リアヘッド25の下端面の中央部から下方に向かって延びている部分である。
マフラ26は、フロントヘッド23の上端面に固定されている。マフラ26は、フロントヘッド23の吐出ポート23bから冷媒が吐出される際に発生する騒音を低減するために取り付けられている。マフラ26は、フロントヘッド23と共にマフラ空間90を形成する。
図2は、マフラ26が取り付けられたフロントヘッド23の斜視図である。マフラ26は、固定部26aと、突出部26bとから構成される。固定部26aは、フロントヘッド23の上端面に固定される環状の部分である。突出部26bは、固定部26aから上方に向かって突出している部分である。突出部26bは、フロントヘッド23の上部軸受23aが貫通する上部軸受貫通孔26cを有している。突出部26bは、2個のマフラ吐出孔26dを有している。マフラ吐出孔26dは、上部軸受貫通孔26cと接続されている。マフラ吐出孔26dは、マフラ空間90と下部高圧空間91とを連通する。
(1−3)モータ
モータ16は、圧縮機構15の上方に設置されるブラシレスDCモータである。モータ16は、主として、ステータ51と、ロータ52とから構成される。ステータ51は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに固定される円筒形の部材である。ロータ52は、ステータ51の内側に設置される円柱形の部材である。
モータ16は、圧縮機構15の上方に設置されるブラシレスDCモータである。モータ16は、主として、ステータ51と、ロータ52とから構成される。ステータ51は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに固定される円筒形の部材である。ロータ52は、ステータ51の内側に設置される円柱形の部材である。
ステータ51とロータ52との間には、エアギャップ53と呼ばれる隙間が形成されている。ステータ51の外周面には、鉛直方向に沿ってコアカット(図示せず)と呼ばれる溝が形成されている。下部高圧空間91および上部高圧空間92は、エアギャップ53およびコアカットを介して連通している。
ステータ51は、主として、ステータコア61と、インシュレータ62とを有する。インシュレータ62は、ステータコア61の鉛直方向の両端面に取り付けられている。ステータコア61は、電磁鋼からなる多数の円環状板が鉛直方向に積層された略円筒形状の部材である。ステータコア61の略円筒形状の軸方向は、鉛直方向である。ステータコア61は、ケーシング10に固定されている。具体的には、ステータコア61の外周面は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに溶接等により固定されている。ステータコア61は、複数のティースを有する。ステータコア61のティースは、インシュレータ62と共に、導線が巻き付けられている。これにより、ステータコア61の各ティースには、コイル72aが形成されている。
ロータ52は、ロータコア52aと、複数の磁石52bと、上部端板52cと、下部端板52dとを有する。ロータコア52aは、鉛直方向に積層された複数の金属板から構成される。磁石52bは、ロータコア52aに埋め込まれている。磁石52bは、ロータコア52aの周方向に沿って、等間隔に配置されている。上部端板52cは、ロータコア52aの上端面を覆う金属板である。下部端板52dは、ロータコア52aの下端面を覆う金属板である。
(1−4)クランクシャフト
クランクシャフト17は、回転軸17xの周りを回転する。回転軸17xは、クランクシャフト17の中心軸である。クランクシャフト17は、回転軸17xが鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト17は、偏心軸部17aを有している。クランクシャフト17の偏心軸部17aは、圧縮機構15のピストン21と連結している。クランクシャフト17の鉛直方向上側の端部は、モータ16のロータ52と連結している。クランクシャフト17は、上部軸受23aおよび下部軸受25aによって支持されている。
クランクシャフト17は、回転軸17xの周りを回転する。回転軸17xは、クランクシャフト17の中心軸である。クランクシャフト17は、回転軸17xが鉛直方向に沿うように配置されている。クランクシャフト17は、偏心軸部17aを有している。クランクシャフト17の偏心軸部17aは、圧縮機構15のピストン21と連結している。クランクシャフト17の鉛直方向上側の端部は、モータ16のロータ52と連結している。クランクシャフト17は、上部軸受23aおよび下部軸受25aによって支持されている。
(1−5)吸入管
吸入管19は、ケーシング10の胴部11を貫通する管である。ケーシング10の内部空間において、吸入管19の端部は、圧縮機構15に嵌め込まれている。ケーシング10の外部空間において、吸入管19の端部は、冷媒回路に接続されている。吸入管19は、冷媒回路から圧縮機構15に冷媒を供給するための管である。
吸入管19は、ケーシング10の胴部11を貫通する管である。ケーシング10の内部空間において、吸入管19の端部は、圧縮機構15に嵌め込まれている。ケーシング10の外部空間において、吸入管19の端部は、冷媒回路に接続されている。吸入管19は、冷媒回路から圧縮機構15に冷媒を供給するための管である。
(1−6)吐出管
吐出管20は、ケーシング10の頂部12を貫通する管である。ケーシング10の内部空間において、吐出管20の端部は、上部高圧空間92に位置している。ケーシング10の外部空間において、吐出管20の端部は、冷媒回路に接続されている。吐出管20は、圧縮機構15によって圧縮された冷媒を冷媒回路に供給するための管である。
吐出管20は、ケーシング10の頂部12を貫通する管である。ケーシング10の内部空間において、吐出管20の端部は、上部高圧空間92に位置している。ケーシング10の外部空間において、吐出管20の端部は、冷媒回路に接続されている。吐出管20は、圧縮機構15によって圧縮された冷媒を冷媒回路に供給するための管である。
(1−7)下部反射板
下部反射板31は、下部高圧空間91に設置されている板である。図3は、図1の高さ位置IIIにおけるロータリ圧縮機101の断面図である。図3は、クランクシャフト17の回転軸17xに沿って見た断面図である。高さ位置IIIは、下部反射板31が設置される高さ位置である。図3に示されるように、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aの外周面に取り付けられている。下部反射板31は、円環形状の部材である。下部反射板31の主表面は、回転軸17xと直交している。
下部反射板31は、下部高圧空間91に設置されている板である。図3は、図1の高さ位置IIIにおけるロータリ圧縮機101の断面図である。図3は、クランクシャフト17の回転軸17xに沿って見た断面図である。高さ位置IIIは、下部反射板31が設置される高さ位置である。図3に示されるように、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aの外周面に取り付けられている。下部反射板31は、円環形状の部材である。下部反射板31の主表面は、回転軸17xと直交している。
下部反射板31は、回転軸17xに沿って見た場合に、ケーシング10の内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める。図3において、ケーシング10の内周面で囲まれた領域の面積は、胴部11の内周面11aを表す円の面積である。下部反射板31が占める面積は、回転軸17xに沿って見た場合における下部反射板31の面積である。下部反射板31は、所定の高さ位置において下部高圧空間91を狭くする。
(2)圧縮機の動作
ロータリ圧縮機101の動作について説明する。モータ16が始動すると、ロータ52に連結されているクランクシャフト17の偏心軸部17aは、回転軸17xを中心に偏心回転する。
ロータリ圧縮機101の動作について説明する。モータ16が始動すると、ロータ52に連結されているクランクシャフト17の偏心軸部17aは、回転軸17xを中心に偏心回転する。
クランクシャフト17の回転により、偏心軸部17aに連結されているピストン21は、圧縮室40において、回転軸17xを中心とする公転運動を行う。ピストン21の公転運動によって、圧縮室40の吸入室および吐出室の容積が周期的に変化する。
低圧のガス冷媒は、吸入管19から圧縮室40の吸入室に吸入される。吸入室の容積は、ピストン21の公転運動によって減少する。これにより、吸入室の冷媒が圧縮され、吸入室は、高圧のガス冷媒が満たされた吐出室となる。高圧のガス冷媒は、吐出室から吐出ポート23bを介してマフラ空間90に吐出される。マフラ空間90に吐出された冷媒は、マフラ吐出孔26dを通過して、下部高圧空間91に吐出される。
下部高圧空間91に吐出された冷媒は、ステータ51とロータ52との間のエアギャップ53を通過して、上部高圧空間92に流入する。上部高圧空間92の冷媒は、吐出管20からケーシング10の外部に吐出される。
ケーシング10の油貯留部10aに貯留されている潤滑油は、主として、圧縮機構15の摺動部に供給される。圧縮機構15の摺動部に供給された潤滑油は、圧縮室40に流入する。圧縮室40において、潤滑油は、微小な油滴となって、冷媒ガスに混入する。そのため、圧縮機構15から吐出された圧縮冷媒は、潤滑油を含んでいる。圧縮冷媒に含まれる潤滑油の一部は、上部高圧空間92において、冷媒の流れによる遠心力によって冷媒から分離され、ケーシング10の内周面に付着する。ケーシング10の内周面に付着した潤滑油は、ケーシング10の内周面を伝って落下して、油貯留部10aに戻る。
(3)特徴
圧縮機構15は、圧縮室40で圧縮されたガス冷媒を、下部高圧空間91に周期的に供給する。具体的には、ピストン21の公転運動の周期と同じ時間間隔で、圧縮室40で圧縮されたガス冷媒は、吐出ポート23bおよびマフラ空間90を介して下部高圧空間91に供給される。下部高圧空間91に冷媒が供給されると、下部高圧空間91の圧力は増加する。その後、下部高圧空間91における圧力の増加が加振源となり、下部高圧空間91、エアギャップ53および上部高圧空間92全体を一つの系とする音響共鳴が発生する。
圧縮機構15は、圧縮室40で圧縮されたガス冷媒を、下部高圧空間91に周期的に供給する。具体的には、ピストン21の公転運動の周期と同じ時間間隔で、圧縮室40で圧縮されたガス冷媒は、吐出ポート23bおよびマフラ空間90を介して下部高圧空間91に供給される。下部高圧空間91に冷媒が供給されると、下部高圧空間91の圧力は増加する。その後、下部高圧空間91における圧力の増加が加振源となり、下部高圧空間91、エアギャップ53および上部高圧空間92全体を一つの系とする音響共鳴が発生する。
図4は、この音響共鳴により生じる、下部高圧空間91および上部高圧空間92の圧力変動を示すグラフである。図4において、横軸は、時間を表し、縦軸は、圧力を表す。図4において、実線は、下部高圧空間91の圧力変動を表し、点線は、上部高圧空間92の圧力変動を表す。図4に示されるように、下部高圧空間91の圧力変動と、上部高圧空間92の圧力変動との間の位相差は、圧力変動の周期の半分に相当する。すなわち、下部高圧空間91の圧力が最大となる時点において、上部高圧空間92の圧力は最小となり、下部高圧空間91の圧力が最小となる時点において、上部高圧空間92の圧力は最大となる。
図5は、下部高圧空間91、エアギャップ53および上部高圧空間92を模式的に示す図である。下部高圧空間91および上部高圧空間92は、エアギャップ53を介して連通している。エアギャップ53の体積は、下部高圧空間91および上部高圧空間92の体積と比べて、かなり小さい。そのため、図5に示されるように、圧縮機構15より上方の空間は、砂時計の形状を有する近似空間94と見なすことができる。近似空間94の砂時計形状の中央のくびれは、エアギャップ53に相当する。くびれの下方の空間は、下部高圧空間91に相当し、くびれの上方の空間は、上部高圧空間92に相当する。
図5には、下部高圧空間91に設置される下部反射板31が示されている。図5において、下部反射板31は、便宜上、下部高圧空間91の外周部を占める板として示されている。実際には、下部反射板31は、上部軸受23aに取り付けられ、下部高圧空間91の中央部を占めている。しかし、本実施形態において、下部反射板31は、所定の高さ位置において下部高圧空間91を狭くすることができれば、同じ効果を有する。そのため、図5に示される下部反射板31は、図1に示される下部反射板31と同じ効果を有する。
図5に示される近似空間94では、鉛直方向に沿って音響共鳴が励起される。図5には、音響共鳴が、点線で示されている。音響共鳴では、下部高圧空間91および上部高圧空間92の2箇所において、圧力変動の大きさが最大となる腹が形成され、エアギャップ53において、圧力変動の大きさがゼロとなる節が形成される。音響共鳴の周波数は、近似空間94の形状および寸法にもよるが、約300Hzである。下部高圧空間91に設置される下部反射板31の高さ位置は、下部高圧空間91で形成される音響共鳴の腹の高さ位置付近である。
近似空間94において、音響共鳴は、下部反射板31と衝突して反射する。従って、下部反射板31は、近似空間94で励起される音響共鳴のエネルギーを低下させる効果を有する。
また、音響共鳴による近似空間94の圧力変動は、以下に説明するように、ロータリ圧縮機101の鉛直方向の振動を引き起こす。下部高圧空間91の圧力が最大となる時点では、ステータ51およびロータ52の下端面にかかる圧力は、上端面にかかる圧力より大きい。そのため、モータ16は、鉛直方向上方に向かって力を受ける。一方、下部高圧空間91の圧力が最小となる時点では、ステータ51およびロータ52の下端面にかかる圧力は、上端面にかかる圧力より小さい。そのため、モータ16は、鉛直方向下方に向かって力を受ける。従って、下部高圧空間91および上部高圧空間92で発生する周期的な圧力変動によって、モータ16は、鉛直方向に振動する。その結果、ロータリ圧縮機101は、鉛直方向に振動する。
以上より、下部反射板31は、近似空間94で励起される音響共鳴のエネルギーを低下させて、近似空間94の圧力変動の大きさを低下させることができる。その結果、ロータリ圧縮機101の鉛直方向の振動が低減され、ロータリ圧縮機101から発生する騒音が低減される。
なお、下部反射板31の体積は、下部高圧空間91の体積と比べて、かなり小さい。そのため、下部高圧空間91に下部反射板31を設置しても、下部高圧空間91の体積はほとんど減少しないので、圧縮機構15から冷媒が吐出される際における下部高圧空間91の圧力の増加量はほとんど上昇しない。すなわち、下部反射板31の設置によってロータリ圧縮機101から発生する騒音が大きくなる作用は、考慮する必要がない。
図6は、比較例としての、下部高圧空間91、エアギャップ53および上部高圧空間92を模式的に示す図である。図6は、図5に示される近似空間94と同様の砂時計形状を有する近似空間95を表す。しかし、近似空間95の下部高圧空間91には、下部反射板31が設置されていない。図6には、図5と同様に、音響共鳴が、点線で示されている。図6に示される音響共鳴の振幅の大きさは、図5に示される音響共鳴の振幅の大きさよりも大きい。そのため、図6に示される近似空間95で励起される音響共鳴のエネルギーは、図5に示される近似空間94で励起される音響共鳴のエネルギーよりも大きい。従って、下部反射板31は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。
―第2実施形態―
本発明の第2実施形態に係るロータリ圧縮機201について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、マフラおよび下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図7は、ロータリ圧縮機201の縦断面図である。図8は、図7の高さ位置VIIIで切断したロータリ圧縮機201の上面図である。
本発明の第2実施形態に係るロータリ圧縮機201について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、マフラおよび下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図7は、ロータリ圧縮機201の縦断面図である。図8は、図7の高さ位置VIIIで切断したロータリ圧縮機201の上面図である。
ロータリ圧縮機201は、マフラ126および下部反射板131を備える。第1実施形態のマフラ26と同様に、マフラ126は、固定部126aと、突出部126bとから構成される。第1実施形態では、下部高圧空間91において、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aに取り付けられている。しかし、本実施形態では、下部反射板131は、上部軸受23aに取り付けられていない。
下部反射板131は、マフラ126の一部である。下部反射板131は、固定部126aの外縁部から、ケーシング10に向かって延びている部分である。下部反射板131は、クランクシャフト17からケーシング10に向かう方向において、鉛直方向上方に傾斜している。下部反射板131は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。
第1実施形態の下部反射板31と同様に、下部反射板131は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、下部反射板131は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機201から発生する騒音を低減することができる。
―第3実施形態―
本発明の第3実施形態に係るロータリ圧縮機301について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、マフラおよび下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図9は、ロータリ圧縮機301の縦断面図である。図10は、図9の高さ位置Xで切断したロータリ圧縮機301の上面図である。
本発明の第3実施形態に係るロータリ圧縮機301について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、マフラおよび下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図9は、ロータリ圧縮機301の縦断面図である。図10は、図9の高さ位置Xで切断したロータリ圧縮機301の上面図である。
ロータリ圧縮機301は、マフラ226および下部反射板231を備える。第1実施形態のマフラ26と同様に、マフラ226は、固定部226aと、突出部226bとから構成される。第1実施形態では、下部高圧空間91において、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aに取り付けられている。しかし、本実施形態では、下部反射板231は、上部軸受23aに取り付けられていない。
下部反射板231は、マフラ226の一部である。下部反射板231は、突出部226bの内縁部から、ケーシング10に向かって延びている部分である。下部反射板231は、クランクシャフト17からケーシング10に向かう方向において、鉛直方向上方に傾斜している。下部反射板231は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。
第1実施形態の下部反射板31と同様に、下部反射板231は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、下部反射板231は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機301から発生する騒音を低減することができる。
―第4実施形態―
本発明の第4実施形態に係るロータリ圧縮機401について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図11は、ロータリ圧縮機401の縦断面図である。図12は、図11の高さ位置XIIにおけるロータリ圧縮機401の断面図である。
本発明の第4実施形態に係るロータリ圧縮機401について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図11は、ロータリ圧縮機401の縦断面図である。図12は、図11の高さ位置XIIにおけるロータリ圧縮機401の断面図である。
ロータリ圧縮機401は、下部反射板331を備える。第1実施形態では、下部高圧空間91において、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aに取り付けられている。しかし、本実施形態では、下部反射板331は、上部軸受23aに取り付けられていない。
下部反射板331は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに取り付けられている。下部反射板331は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。下部反射板331の主表面は、回転軸17xと直交している。
第1実施形態の下部反射板31と同様に、下部反射板331は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、下部反射板331は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機401から発生する騒音を低減することができる。
―第5実施形態―
本発明の第5実施形態に係るロータリ圧縮機501について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、ロータの下部端板、および、下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図13は、ロータリ圧縮機501の縦断面図である。図14は、図13の高さ位置XIVにおけるロータリ圧縮機501の下面図である。図14では、便宜上、マフラ26およびステータ51は省略されている。
本発明の第5実施形態に係るロータリ圧縮機501について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、ロータの下部端板、および、下部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図13は、ロータリ圧縮機501の縦断面図である。図14は、図13の高さ位置XIVにおけるロータリ圧縮機501の下面図である。図14では、便宜上、マフラ26およびステータ51は省略されている。
ロータリ圧縮機501は、ロータ452の下部端板452d、および、下部反射板431を備える。第1実施形態では、下部高圧空間91において、下部反射板31は、フロントヘッド23の上部軸受23aに取り付けられている。しかし、本実施形態では、下部反射板431は、上部軸受23aに取り付けられていない。
下部反射板431は、下部端板452dの一部である。下部反射板431は、下部端板452dの内縁部から、ケーシング10に向かって延びている部分である。下部反射板431は、クランクシャフト17からケーシング10に向かう方向において、鉛直方向下方に傾斜している。下部反射板431は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。
第1実施形態の下部反射板31と同様に、下部反射板431は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、下部反射板431は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機501から発生する騒音を低減することができる。
―変形例―
(1)変形例A
第1乃至第5実施形態では、それぞれ、下部反射板31,131,231,331,431が下部高圧空間91に設置されている。しかし、上部高圧空間92に、下部反射板31,131,231,331,431に相当する板状部材がさらに設置されてもよい。
(1)変形例A
第1乃至第5実施形態では、それぞれ、下部反射板31,131,231,331,431が下部高圧空間91に設置されている。しかし、上部高圧空間92に、下部反射板31,131,231,331,431に相当する板状部材がさらに設置されてもよい。
本変形例に係るロータリ圧縮機601について、図面を参照しながら説明する。第1実施形態と本実施形態との相違点は、後述する上部反射板のみである。そのため、第1実施形態と共通する構成に関する説明は省略する。図15は、ロータリ圧縮機601の縦断面図である。図16は、図15の高さ位置XVIにおけるロータリ圧縮機601の断面図である。
ロータリ圧縮機601は、第1実施形態のロータリ圧縮機101と同じ構成に加えて、上部反射板32をさらに備える。上部反射板32は、上部高圧空間92に設置されている。上部反射板32は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに取り付けられている。上部反射板32は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。上部反射板32の主表面は、回転軸17xと直交している。
上部反射板32は、回転軸17xに沿って見た場合に、ケーシング10の内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める。図16において、ケーシング10の内周面で囲まれた領域の面積は、胴部11の内周面11aを示す円の面積である。上部反射板32が占める面積は、回転軸17xに沿って見た場合における上部反射板32の面積である。
第1実施形態の下部反射板31と同様に、上部反射板32は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、上部反射板32は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機601から発生する騒音を低減することができる。
本変形例では、下部高圧空間91に下部反射板31,131,231,331,431を設置すると共に、上部高圧空間92に上部反射板32をさらに設置することで、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーがより効果的に低減される。
(2)変形例B
第1実施形態および第4実施形態において、下部反射板31,331の主表面は、回転軸17xと直交している。すなわち、下部反射板31,331は、水平面に平行である。しかし、下部反射板31,331は、水平面に対して傾斜していてもよい。
第1実施形態および第4実施形態において、下部反射板31,331の主表面は、回転軸17xと直交している。すなわち、下部反射板31,331は、水平面に平行である。しかし、下部反射板31,331は、水平面に対して傾斜していてもよい。
また、変形例Aにおいて、上部反射板32は、水平面に平行であるが、水平面に対して傾斜していてもよい。
(3)変形例C
変形例Aにおいて、上部反射板32は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに取り付けられている。しかし、上部反射板32は、例えば、ロータ52の上部端板52cの一部であってもよい。
変形例Aにおいて、上部反射板32は、ケーシング10の胴部11の内周面11aに取り付けられている。しかし、上部反射板32は、例えば、ロータ52の上部端板52cの一部であってもよい。
本変形例に係るロータリ圧縮機701について、図面を参照しながら説明する。変形例Aと本変形例との相違点は、ロータの上部端板、および、上部反射板のみである。そのため、変形例Aと共通する構成に関する説明は省略する。図17は、ロータリ圧縮機701の縦断面図である。図18は、図17の高さ位置XVIIIにおけるロータリ圧縮機701の上面図である。図18では、便宜上、ステータ51は省略されている。
ロータリ圧縮機701は、ロータ652の上部端板652c、および、上部反射板632を備える。変形例Aでは、上部高圧空間92において、上部反射板32は、ケーシング10の胴部11に取り付けられている。しかし、本変形例では、上部反射板632は、胴部11に取り付けられていない。
上部反射板632は、上部端板652cの一部である。上部反射板632は、上部端板652cの内縁部から、ケーシング10に向かって延びている部分である。上部反射板632は、クランクシャフト17からケーシング10に向かう方向において、鉛直方向上方に傾斜している。上部反射板632は、回転軸17xに沿って見た場合に、円環形状を有している。
変形例Aの上部反射板32と同様に、上部反射板632は、ケーシング10の内部空間で発生する音響共鳴のエネルギーを低減する効果を有する。従って、上部反射板632は、ケーシング10の内部空間で発生する圧力変動の大きさを低下させて、ロータリ圧縮機701から発生する騒音を低減することができる。
(4)変形例D
第1乃至第5実施形態では、下部反射板31,131,231,331,431を有する圧縮機として、ロータリ圧縮機101が用いられているが、スクロール圧縮機等の他の圧縮機が用いられてもよい。
第1乃至第5実施形態では、下部反射板31,131,231,331,431を有する圧縮機として、ロータリ圧縮機101が用いられているが、スクロール圧縮機等の他の圧縮機が用いられてもよい。
本発明に係る圧縮機は、ケーシングの内部空間で発生する音響共鳴に起因する騒音を抑制することができる。
10 ケーシング
15 圧縮機構
16 モータ
17 クランクシャフト
17x 回転軸
23 フロントヘッド(ヘッド)
23a 上部軸受
26 マフラ
26a 固定部
26b 突出部
31 下部反射板(第1反射板)
32 上部反射板(第2反射板)
51 ステータ
52 ロータ
90 マフラ空間
91 下部高圧空間(第1空間)
92 上部高圧空間(第2空間)
101 ロータリ圧縮機(圧縮機)
201 ロータリ圧縮機(圧縮機)
301 ロータリ圧縮機(圧縮機)
401 ロータリ圧縮機(圧縮機)
452d 下部端板
501 ロータリ圧縮機(圧縮機)
601 ロータリ圧縮機(圧縮機)
15 圧縮機構
16 モータ
17 クランクシャフト
17x 回転軸
23 フロントヘッド(ヘッド)
23a 上部軸受
26 マフラ
26a 固定部
26b 突出部
31 下部反射板(第1反射板)
32 上部反射板(第2反射板)
51 ステータ
52 ロータ
90 マフラ空間
91 下部高圧空間(第1空間)
92 上部高圧空間(第2空間)
101 ロータリ圧縮機(圧縮機)
201 ロータリ圧縮機(圧縮機)
301 ロータリ圧縮機(圧縮機)
401 ロータリ圧縮機(圧縮機)
452d 下部端板
501 ロータリ圧縮機(圧縮機)
601 ロータリ圧縮機(圧縮機)
Claims (9)
- ケーシング(10)と、
前記ケーシングに収容される圧縮機構(15)と、
前記ケーシングに収容され、前記圧縮機構の上方に配置されるモータ(16)と、
前記ケーシングに収容され、前記モータと前記圧縮機構とを連結し、回転軸(17x)周りに回転するクランクシャフト(17)と、
前記ケーシングに収容され、前記圧縮機構と前記モータとの間の第1空間(91)に設置される第1反射板(31)と、
を備え、
前記第1反射板は、前記回転軸に沿って見た場合に、前記ケーシングの内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める、
圧縮機(101,201,301,401,501,601)。 - 前記圧縮機構は、前記第1空間の側において前記クランクシャフトを支持する上部軸受(23a)を有し、
前記第1反射板は、前記上部軸受に取り付けられている、
請求項1に記載の圧縮機(101)。 - 前記第1空間に設置され、かつ、前記圧縮機構のヘッド(23)に取り付けられるマフラ(26)をさらに備え、
前記マフラは、
前記ヘッドに固定される固定部(26a)と、
前記固定部から、前記ヘッドの反対側に向かって突出することにより、前記ヘッドと共にマフラ空間(90)を形成する突出部(26b)と、
を有し、
前記第1反射板は、前記固定部から延びている、
請求項1に記載の圧縮機(201)。 - 前記第1空間に設置され、かつ、前記圧縮機構のヘッド(23)に取り付けられるマフラ(26)をさらに備え、
前記マフラは、
前記ヘッドに固定される固定部(26a)と、
前記固定部から、前記ヘッドの反対側に向かって突出することにより、前記ヘッドと共にマフラ空間(90)を形成する突出部(26b)と、
を有し、
前記第1反射板は、前記突出部から延びている、
請求項1に記載の圧縮機(301)。 - 前記第1反射板は、前記ケーシングの内周面に取り付けられている、
請求項1に記載の圧縮機(401)。 - 前記モータは、ステータ(51)と、ロータ(52)とを有し、
前記ステータは、前記ケーシングの内周面に取り付けられ、
前記ロータは、前記ステータの内側に配置され、
前記第1反射板は、前記ロータに取り付けられている、
請求項1に記載の圧縮機。 - 前記ロータは、前記第1空間の側の端部に取り付けられる下部端板(452d)を有し、
前記第1反射板は、前記下部端板から延びている、
請求項6に記載の圧縮機(501)。 - 前記第1反射板は、前記クランクシャフトから前記ケーシングに向かって、前記圧縮機構の側に傾斜している、
請求項7に記載の圧縮機。 - 前記ケーシングに収容され、前記モータの上方の第2空間(92)に設置される第2反射板(32)をさらに備え、
前記第2反射板は、前記回転軸に沿って見た場合に、前記ケーシングの内周面で囲まれた領域の30%〜80%を占める、
請求項1から8のいずれか1項に記載の圧縮機(601)。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020532683A (ja) * | 2017-09-06 | 2020-11-12 | 上海海立電器有限公司 | 圧縮機及びその製造方法 |
WO2023166628A1 (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 三菱電機株式会社 | 密閉型圧縮機 |
-
2014
- 2014-11-17 JP JP2014232778A patent/JP2016094923A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023166628A1 (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 三菱電機株式会社 | 密閉型圧縮機 |
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