JP2017531755A - 回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

回転式圧縮機１００であって、ハウジング１と、モータ２と、圧縮機構３とを備え、モータ２は、固定子鉄心２１と回転子鉄心２１とを有し、圧縮機構３は、シリンダアセンブリ３１と、シリンダアセンブリ３１のモータ２に近い側に接続された主軸受３２とを有し、固定子鉄心２１の第１端壁１１１に近い側の端面と第１端壁１１１との間の最大距離をＤｓｔとし、回転子鉄心２１の第１端壁１１１に近い側の端面と、主軸受３２のフランジ部３２１の、第１端壁１１１に近い端面との間の最小距離をＤｒｔとし、０．３３５≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．８３８である。【選択図】図１

Description

本発明は圧縮機設備分野に関し、特に回転式圧縮機に関する。

関連技術において、以下のことが指摘されている。圧縮機内部の高圧気体冷媒が排出された際に、激しい圧力脈動が発生し、そのうち大半の騒音は圧縮機の中部のキャビティにおいて発生し、回転子の通気孔を通過して上部キャビティに到達し、最後に、ハウジングから圧縮機の外部へ伝送される。圧縮ポンプにより排出された高圧冷媒ガスは、まず中部のキャビティに到達し、中部のキャビティ及び上部のキャビティにおいて、主に１０００Ｈｚから１２５０Ｈｚまでの周波数帯域の騒音が発生し、この騒音は、防音綿で消去することができないため、空気調和システムに異常な耳障りとして現れ、ユーザの体験に影響を与える。

本発明の目的は、従来技術において少なくとも一つの技術的課題を解決することである。そのため、本発明は、騒音が小さく、構造が簡単且つ合理的であるなどの利点を有する回転式圧縮機を提供する。

本発明に係る回転式圧縮機は、軸方向の両端にそれぞれ第１端壁及び第２端壁を有するハウジングと、該ハウジングの前記軸方向において、固定子鉄心の前記第１端壁に近い側の端面と前記第１端壁との間の最大距離をＤｓｔとするモータと、該モータの前記第１端壁から離れた側に位置し、シリンダアセンブリ及び主軸受を有し、該主軸受がシリンダアセンブリの前記モータに近い側の端面に接続され、前記ハウジングの前記軸方向において、前記回転子鉄心の前記第１端壁に近い側の前記端面と、前記主軸受のフランジ部の前記第１端壁に近い側の端面との間の最小距離をＤｒｔとする圧縮機構とを備え、Ｄｓｔ及びＤｒｔが、０．３３５≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．８３８の関係を満たす。

本発明に係る回転式圧縮機は、Ｄｓｔ／Ｄｒｔの値を合理的な範囲に設定することにより、回転式圧縮機の作動時の騒音を効果的に低減させ、回転式圧縮機は、構造が簡単且つ合理的なため、組み立てが簡単であり、騒音を効果的に低減させる等の利点を有する。

本発明の変形例として、前記Ｄｓｔ及び前記Ｄｒｔが、０．５６８≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．６８０の関係を更に満たしていてもよい。

本発明の変形例として、前記回転子鉄心に貫通する通気孔が設けられ、該通気孔の中心軸線が前記回転子鉄心の回転軸線と平行であってもよい。

本発明の変形例として、前記通気孔が、前記回転子鉄心の第１直径に対して軸対称に分布され、前記通気孔の前記第１直径の方向において幅Ｄが、０．２０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４８０ｍｍを満たしていてもよい。

本発明の変形例として、前記Ｄが、０．４０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４６０ｍｍを更に満たしていてもよい。

本発明の変形例として、前記通気孔の横断面の輪郭線が、曲線、又は直線と曲線との組み合わせで形成されていてもよい。

本発明の変形例として、前記回転子鉄心の前記回転軸線に沿う方向において、前記通気孔の横断面の形状及びサイズが、いずれも同じであってもよい。

本発明の変形例として、前記通気孔が複数であり、且つ前記回転子鉄心の周方向に均一的に間隔を開けていてもよい。

本発明の変形例として、各前記通気孔の形状及びサイズがいずれも同じであってもよい。

本発明の変形例として、前記回転子鉄心が前記固定子鉄心の内側に回転可能に設けられていてもよい。

本発明の付加的な特徴と利点は、一部が以下の説明に示され、一部が以下の説明により明らかになり、又は本発明の実践により理解される。

本発明の実施例に係る回転式圧縮機の断面図である。 本発明の一つの実施例に係る回転子鉄心の軸方向概略図である。 本発明のもう一つの実施例に係る回転子鉄心の軸方向概略図である。 本発明の更なる一つの実施例に係る回転子鉄心の軸方向概略図である。 本発明の実施例に係るＤｓｔ/Ｄｒｔの値と騒音値との関係を示すグラフである。 本発明の実施例に係るＤの値と騒音値との関係を示すグラフである。

１００ 回転式圧縮機
１ ハウジング
１１ 第１ハウジング
１１１ 第１端壁
１２ 中間ハウジング
１３ 第２ハウジング
１３１ 第２端壁
２ モータ
２１ 固定子鉄心
２２ 回転子鉄心
２２１ 通気孔
３ 圧縮機構
３１ シリンダアセンブリ
３２ 主軸受
３２１ フランジ部
４ クランクシャフト

以下に、本発明の一実施形態を詳細に説明する。上記実施形態の一例が図面に示されるが、同一又は類似する符号は、常に、相同又は類似の部品、或いは、相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施形態は例示的なものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解してはいけない。

下記の開示に本発明の異なる構造を実現するためのたくさんの異なる実施形態又は一例が提供されている。本発明の開示を簡潔化するため、以下に、特定の一例における部品及び設定を説明する。勿論、これらはただの一例であり、本発明を限定することを目的とするものではない。なお、本発明は、異なる一例において数字及び／又はアルファベットを重複して参照することができる。この重複は簡潔化及び明瞭化するためのものであり、これ自身が、検討される各種の実施形態及び／又は設定の間の関係を指示するものではない。なお、本発明は、各種の特定された工法及び材料の一例を提供したが、当業者は、その他の工法の応用可能性及び／又はその他の材料の使用を意識することができる。

以下に、図１から図６を参照しながら本発明の一実施形態に係る回転式圧縮機１００を説明する。上記回転式圧縮機１００は、低温低圧の冷媒を高温高圧の冷媒に変換して排出することができる。ここで、回転式圧縮機１００は直立型圧縮機又は横型圧縮機等であってもよく、以下に、回転式圧縮機１００が直立型圧縮機である場合を一例として説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る回転式圧縮機１００は、ハウジング１と、モータ２と、圧縮機構３と、クランクシャフト４とを備えている。

そのうち、ハウジング１の軸方向の両端は、それぞれ第１端壁１１１及び第２端壁１３１を有する。例えば、図１の一例において、ハウジング１は、第１ハウジング１１と、中間ハウジング１２と、第２ハウジング１３とを備えている。中間ハウジング１２は円筒形に形成されていてもよく、そうすると、円筒形の中間ハウジング１２は、一定の収容空間を限定し得、回転式圧縮機１００の内部の部品（例えば、図１に示すモータ２及び圧縮機構３）を便利に取り付けることができる。

図１に示すように、第１ハウジング１１（図１に示す上部ハウジング）と第２ハウジング１３（図１に示す下部ハウジング）とは、それぞれ中間ハウジング１２の軸方向の両端に接続されている。このようにすることで、第１端壁１１１は第１ハウジング１１の底壁面になり、第２端壁１３１は第２ハウジング１３の頂壁面になる。

更に、第１ハウジング１１及び第２ハウジング１３のどちらかは、中間ハウジング１２と一体に成形されてもよい。図１に示すように、第１ハウジング１１と中間ハウジング１２とが一体に成形されると、部品の組み立てができた後、中間ハウジング１２と第２ハウジング１３とを一緒に固定することにより、回転式圧縮機１００を便利に組み立て、生産効率を向上させることができる。勿論、第２ハウジング１３と中間ハウジング１２とが一体に成形されてもよく、部品の組み立てができた後、中間ハウジング１２と第１ハウジング１１とを一緒に固定し、回転式圧縮機１００の組み立てを完成させる。

具体的には、モータ２はハウジング１内に設けられている。モータ２は、固定子鉄心２１と回転子鉄心２２とを備え、ハウジング１の軸方向（例えば、図１に示す上下方向）に固定子鉄心２１の第１端壁１１１に近い側の端面と第１端壁１１１との間の最大距離がＤｓｔである。また、図１の一例においては、上下方向に固定子鉄心２１の上端面と第１端壁１１１との間の距離をＤｓｔとする。なお、第１ハウジング１１が規則でない形状の外形である場合、Ｄｓｔは、固定子鉄心２１の上端面と第１ハウジング１１の内周壁との間の最大距離である。

さらに、圧縮機構３はハウジング１内に設けられ、且つモータ２の第１端壁１１１から離れた側に位置する。また、図１に示す例において、圧縮機構３は、モータ２の下方に設けられており、モータ２に比べ、圧縮機構３は第１端壁１１１からより遠く、モータ２及び圧縮機構３の取付け及び結合作業は便利になる。

具体的には、図１に示すように、圧縮機構３は、シリンダアセンブリ３１と主軸受３２とを備えている。主軸受３２は、シリンダアセンブリ３１のモータ２に近い側の端面（例えば、図１に示すシリンダアセンブリ３１の上端面）に接続され、ハウジング１の軸方向（例えば、図１に示す上下方向）において、回転子鉄心２２の第１端壁１１１に近い側の端面と、主軸受３２のフランジ部３２１の、第１端壁１１１に近い側の端面との間の最小距離がＤｒｔである。また、図１に示す例においては、回転子鉄心２２の上端面と主軸受３２のフランジ部３２１の最上端との間の距離をＤｒｔとする。

そして、Ｄｓｔ及びＤｒｔが、０．３３５≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．８３８の関係を満たす。なお、図５に示すように、Ｄｓｔ／Ｄｒｔの値を図５の横座標とし、回転式圧縮機１００の作動時の騒音ＯＡ値を図５の縦座標αとする。具体的には、Ｄｓｔ／Ｄｒｔの不断な増大に伴い、回転式圧縮機１００の作動騒音ＯＡの値は、まず一定の程度まで低下し、その後、次第に増えていき、回転式圧縮機１００のＤｓｔ／Ｄｒｔの比率の異なる設計により、回転式圧縮機１００は異なる騒音を有することになる。例えば、Ｄｓｔ／Ｄｒｔを０．４、０．４５、０．５５、０．６、０．７５とする場合に、回転式圧縮機１００の作動騒音を効果的に低減させることができる。

これにより、回転式圧縮機１００のＤｓｔ／Ｄｒｔの値を０．３３５≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．８３８とすることにより、いずれも回転式圧縮機１００の作動騒音を効果的に低減させることができると分かる。

なお、モータ２及び圧縮機構３は、いずれもハウジング１と同軸に設けられてもよい。つまり、クランクシャフト４の中心軸線はハウジング１の中心軸線と重なり合っているため、回転子鉄心２２の回転軸線はハウジング１の中心軸線と重なり合い、主軸受３２の中心軸線とシリンダアセンブリ３１の中心軸線とのいずれもハウジング１の中心軸線と重なり合うことになる。このようにすると、回転式圧縮機１００の構造は簡単且つ合理的になり、且つ回転式圧縮機１００の組み立てを便利にすることができる。

本発明の一実施形態に係る回転式圧縮機１００は、Ｄｓｔ／Ｄｒｔの値を合理的な範囲内に設定することにより、回転式圧縮機１００の作動時の騒音を効果的に低減させる。回転式圧縮機１００は、構造が簡単且つ合理的であり、組み立てが簡単であり、騒音を効果的に低減させる等の利点を有するようになる。

好ましくは、Ｄｓｔ及びＤｒｔが、０．５６８≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．６８０の関係を更に満たす。例えば、Ｄｓｔ／Ｄｒｔを０．５８、０．６又は０．６５とする場合は、回転式圧縮機１００の作動騒音は一番低いほうに近い。これにより、回転式圧縮機１００のＤｓｔ／Ｄｒｔの値を０．５６８≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．６８０とすることにより、回転式圧縮機１００の作動騒音を更に低減させることができると分かる。

本発明の一実施形態においては、図１及び図２に示すように、圧縮機構３から排出された高温高圧の冷媒は上へ伝送されることになる。回転子鉄心２２に貫通する通気孔２２１が設けられているため、高温高圧の冷媒を上へ伝送することが便利になり、騒音を低減させることができる。

更に、通気孔２２１の中心軸線は回転子鉄心２２の回転軸線と平行である。例えば、図１の一例において、回転子鉄心２２の回転軸線は上下方向であるため、通気孔２２１の中心軸線も上下方向であり、高温高圧の冷媒を上へ伝送することがさらに便利になり、騒音を更に効果的に低減させる。

本発明の一実施形態においては、通気孔２２１は、回転子鉄心２２の第１直径に対して軸対称になるように分布され、通気孔２２１の第１直径方向において幅Ｄが、０．２０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４８０ｍｍの関係を満たす。例えば、図２に示す一例において、通気孔２２１は、回転子鉄心２２の第１直径ｋに対して対称に設けられ、通気孔２２１の第１直径ｋに幅をＤとする。図６に示すように、Ｄの値を図６の横座標とし、回転式圧縮機１００の作動時の騒音ＯＡの値を図６の縦座標αとする。具体的には、Ｄの値の不断な増大に伴い、回転式圧縮機１００の作動騒音は、まず一定の程度まで低下し、その後、次第に増えていき、回転式圧縮機１００の通気孔２２１のＤの値の異なる設計により、回転式圧縮機１００は異なる騒音を有するようになる。例えば、Ｄを０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．４１ｍｍとする場合に、いずれも回転式圧縮機１００の作動騒音を効果的に低減させることができる。

これにより、回転式圧縮機１００の通気孔２２１のＤの値を０．２０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４８０ｍｍとすることにより、回転式圧縮機１００の作動騒音を効果的に低減させることができる。

好ましくは、Ｄは０．４０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４６０ｍｍを更に満たす。例えば、Ｄを０．４１ｍｍ、０．４３ｍｍ又は０．４５ｍｍとする場合、回転式圧縮機１００の作動騒音は一番低いほうに近い。これにより、回転式圧縮機１００の通気孔２２１のＤの値を０．４０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４６０ｍｍとすることにより、回転式圧縮機１００の作動騒音を更に低減させることができると分かる。

本発明の変形例として、通気孔２２１の横断面の輪郭線は、曲線、又は直線と曲線との組み合わせとして形成されてもよい。例えば、通気孔２２１の横断面は中空の弧形状（図２に示すように）であってもよいし、円形（図３に示すように）であってもよいし、丸い角の矩形（図４に示すように）であってもよく、高温高圧の冷媒の流通が便利になり、回転式圧縮機１００の作動騒音を低減させる。勿論、本発明はこれに限定されない。実際の使用需要をよりよく満足させるために、通気孔２２１の横断面は、その他の曲線、又は直線と曲線とを組み合わせる形状であってもよい。

本発明の一実施形態においては、回転子鉄心２２の回転軸線の方向（例えば図１に示す上下方向）において、通気孔２２１の横断面積の形状及びサイズは、いずれも同じであるため、通気孔２２１の加工が便利になり、回転式圧縮機１００の生産工法の複雑性を減少させる一方、高温高圧の冷媒が通気孔２２１を通過する時の流れをより均一的にし、回転式圧縮機１００の作動騒音をさらに低減させることができる。

本発明の一実施形態においては、図２に示すように、通気孔２２１は、複数であり、且つ回転子鉄心２２の周方向に均一的に間隔を開けている。つまり、複数の通気孔２２１は、回転子鉄心２２の周方向に均一に間隔をあけて設けられ、通気孔２２１の加工は便利になるうえに、高温高圧冷媒の流通も便利になる。

更に、図２から図４に示すように、各通気孔２２１の形状及びサイズは、いずれも同じであるため、通気孔２２１の加工は便利になるうえに、高温高圧冷媒の流通の均一性を向上させ、回転式圧縮機１００の作動騒音を効果的に低減させる。

本発明の一実施形態においては、図１に示すように、回転子鉄心２２は、固定子鉄心２１の内側に回転可能に設けられる。具体的には、固定子鉄心２１の外周壁はハウジング１の内周壁に固定されることができ、回転子鉄心２２はクランクシャフト４に焼嵌めで接続されることができ、モータ２と圧縮機構３との結合安定性を向上させ、回転式圧縮機１００の組み立ては便利になる。勿論、本発明は、これに限定されない。回転子鉄心２２は、固定子鉄心２１の外側に回転可能に設けられている。

本発明の一実施形態に係る回転式圧縮機のその他の構成、作動原理及び運転方式は、当業者にとって、周知なものであり、ここで詳しく説明しない。なお、本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利に又は簡潔に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解してはいけない。

なお、「第１」、「第２」という用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。そこで、「第１」、「第２」が限定されている特徴は一つ又はより多くの当該特徴を含むことを明示又は暗示するものである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、二つ又は二つ以上のことを意味する。

本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付ける」、「互いに接続される」、「接続される」、「固定される」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、或いは一体的な接続でも可能である。機械的な接続や、電気的な接続や、或いは通信することも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、或いは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合によって上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。

本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することを含んでもよいし、第１特徴と第２特徴とが中間媒体を介して間接的に接触することを含んでもよい。また、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表す。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表す。

本発明の説明において、「一実施形態」、「一部の実施例」、「一例」、「具体的な一例」、或いは「他の例」などの用語を参考した説明とは、当該実施形態或いは一例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは一例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態或いは一例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態又は一例において適切に結合することができる。また、お互いに矛盾しない場合に、当業者は、本明細書で説明された異なる実施例又は例及び異なる実施例又は例の特徴を結合及び組み合わせすることができる。

本発明の実施例を示して説明したが、普通の当業者は、本発明の原理及び主旨から逸脱しない限り、これらの実施例に対して複数の変化、修正、切り替え及び変形を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物により限定される。

Claims (10)

1. 軸方向の両端にそれぞれ第１端壁及び第２端壁を有するハウジングと、
   該ハウジング内に設けられ、固定子鉄心と回転子鉄心とを有し、前記ハウジングの前記軸方向において、前記固定子鉄心の前記第１端壁に近い側の端面と前記第１端壁との間の最大距離をＤｓｔとするモータと、
   前記ハウジング内に設けられ、且つ前記モータの前記第１端壁から離れた側に位置し、シリンダアセンブリ及び主軸受を有し、該主軸受が前記シリンダアセンブリの前記モータに近い側の端面に接続され、前記ハウジングの前記軸方向において、前記回転子鉄心の前記第１端壁に近い側の前記端面と、前記主軸受のフランジ部の前記第１端壁に近い側の端面との間の最小距離をＤｒｔとする圧縮機構とを備え、
   前記Ｄｓｔ及び前記Ｄｒｔが、０．３３５≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．８３８の関係を満たす回転式圧縮機。
2. 前記Ｄｓｔ及び前記Ｄｒｔが、０．５６８≦Ｄｓｔ／Ｄｒｔ≦０．６８０の関係を更に満たす請求項１に記載の回転式圧縮機。
3. 前記回転子鉄心に貫通する通気孔が設けられ、該通気孔の中心軸線が前記回転子鉄心の回転軸線と平行である請求項１に記載の回転式圧縮機。
4. 前記通気孔が、前記回転子鉄心の第１直径に対して軸対称に分布され、前記通気孔の前記第１直径の方向において幅Ｄが、０．２０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４８０ｍｍを満たす請求項３に記載の回転式圧縮機。
5. 前記Ｄが、０．４０４ｍｍ≦Ｄ≦０．４６０ｍｍを更に満たす請求項４に記載の回転式圧縮機。
6. 前記通気孔の横断面の輪郭線が、曲線、又は直線と曲線との組み合わせで形成されている請求項３から請求項５のいずれかに記載の回転式圧縮機。
7. 前記回転子鉄心の前記回転軸線に沿う方向において、前記通気孔の横断面の形状及びサイズが、いずれも同じである請求項３から請求項６のいずれかに記載の回転式圧縮機。
8. 前記通気孔が複数であり、且つ前記回転子鉄心の周方向に均一的に間隔を開けている請求項３から請求項７のいずれかに記載の回転式圧縮機。
9. 各前記通気孔の形状及びサイズがいずれも同じである請求項８に記載の回転式圧縮機。
10. 前記回転子鉄心が、前記固定子鉄心の内側に回転可能に設けられている請求項１から請求項９のいずれかに記載の回転式圧縮機。

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