JP2018128153A - Refrigeration machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍機に関する。 The present invention relates to a refrigerator.
冷凍機は、電気電子関連工場のようなクリーンルームを有する工場空調や、地域冷暖房などの用途に幅広く使用されている熱源機器である。冷凍機は、遠心圧縮機、凝縮器、蒸発器といった構成機器を近傍に配置して一体とし、ユニット化されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 The refrigerator is a heat source device that is widely used in applications such as factory air conditioning having a clean room such as an electrical and electronic related factory, and district heating and cooling. As the refrigerator, a unit is known in which components such as a centrifugal compressor, a condenser, and an evaporator are arranged in the vicinity to be integrated (see, for example, Patent Document 1).
冷凍機の高効率化に伴い、冷凍機から発生する騒音の増大が課題となっている。冷凍機から発生する騒音の原因は、機械的な誘因による騒音と、流体的な誘因による騒音の2種類に大別される。 As the efficiency of refrigerators increases, the increase in noise generated from refrigerators has become an issue. The causes of noise generated from the refrigerator are roughly classified into two types: noise caused by mechanical causes and noise caused by fluid causes.
流体的な原因による騒音は、各種の弁類、配管のエルボ、整流板等が存在する箇所に、圧力低下(圧力変化)又は流れの不安定化が原因で発生することが知られている。上述のような流体的な原因により発生する騒音は、幅の広い周波数帯域の騒音(中周波数帯域及び高周波数帯域)となる性質が有り、冷凍機内部の配管等の音響インピーダンスと共鳴し、音が増幅されることが知られている。配管等の音響インピーダンスと、騒音とが共鳴する前に加振力を低減させることが有効であり、音源付近での騒音対策が効果的である。 It is known that noise due to fluid causes is generated due to pressure drop (pressure change) or flow instability in locations where various valves, piping elbows, rectifying plates, and the like are present. Noise generated by fluid causes as described above has the property of becoming a wide frequency band noise (medium frequency band and high frequency band), resonating with the acoustic impedance of piping inside the refrigerator, etc. Is known to be amplified. It is effective to reduce the excitation force before the acoustic impedance of the pipe or the like and the noise resonate, and noise countermeasures near the sound source are effective.
この発明は、圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器及び、これらを順次接続する配管を有する冷凍サイクルを備える冷凍機において、騒音を抑制することができる冷凍機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a refrigerator capable of suppressing noise in a refrigerator including a compressor, a condenser, an expander, an evaporator, and a refrigeration cycle having pipes that sequentially connect them. .
本発明の第一の態様によれば、冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張器、蒸発器及び、これらを順次接続する配管を有する冷凍サイクルと、前記配管の外周側に設けられて、周方向に隣接する複数のキャビティからなるキャビティ群を前記配管の径方向に複数段積層してなり、前記配管に接する第一段目の前記キャビティ群のキャビティは、それぞれ前記配管内の流路に連通しており、第二段目以降の前記キャビティ群のキャビティは、一段前の前記キャビティ群のキャビティに連通している音響デバイスと、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the refrigerator is provided on the outer peripheral side of the compressor, the condenser, the expander, the evaporator, and the refrigeration cycle having a pipe that sequentially connects these, A plurality of cavities composed of a plurality of cavities adjacent to each other in the circumferential direction are stacked in the radial direction of the pipe, and the cavities of the first-stage cavities in contact with the pipe are respectively connected to flow paths in the pipe. The cavity of the said cavity group after the 2nd step | paragraph is connected, The acoustic device connected to the cavity of the said 1st previous cavity group is provided.
このような構成によれば、冷凍機を構成する圧縮機、凝縮器、膨張器、及び蒸発器のうち少なくとも一つの構成要素から発生する騒音が配管を介して他の構成要素の共鳴空間と共鳴する前に、騒音を低減することができる。具体的には、第一段目のキャビティ群で中周波数帯域の騒音を低減し、二段目のキャビティ群で高周波数帯域の騒音を低減することができる。これにより、騒音の低減に関して、小さなスペースで大きな効果を得ることができる。 According to such a configuration, noise generated from at least one of the compressor, condenser, expander, and evaporator constituting the refrigerator resonates with the resonance space of the other component via the pipe. Noise can be reduced before doing so. Specifically, the noise in the middle frequency band can be reduced by the first-stage cavity group, and the noise in the high-frequency band can be reduced by the second-stage cavity group. Thereby, a big effect can be acquired in a small space regarding noise reduction.
上記冷凍機において、各々の前記キャビティは、直方体形状をなし、径方向を向く一対の壁部の少なくとも一方に貫通孔が形成されてよい。 In the refrigerator, each of the cavities may have a rectangular parallelepiped shape, and a through hole may be formed in at least one of the pair of wall portions facing in the radial direction.
このような構成によれば、貫通孔の孔径を調整することによって、音響デバイスの吸音性能を調整することができる。 According to such a configuration, the sound absorbing performance of the acoustic device can be adjusted by adjusting the hole diameter of the through hole.
上記冷凍機において、各々の前記キャビティは、同一形状をなしていてよい。
このような構成によれば、音響デバイスを容易に製造することができる。
In the refrigerator, each of the cavities may have the same shape.
According to such a configuration, the acoustic device can be easily manufactured.
上記冷凍機において、前記キャビティ群は、前記配管の軸線方向に隣接するように複数設けられていてよい。
このような構成によれば、キャビティ群の数の増減によって、音響デバイスの吸音性能を調整することができる。
In the refrigerator, a plurality of the cavity groups may be provided so as to be adjacent to each other in the axial direction of the pipe.
According to such a configuration, the sound absorption performance of the acoustic device can be adjusted by increasing or decreasing the number of cavity groups.
本発明によれば、冷凍機を構成する圧縮機、凝縮器、膨張器、及び蒸発器のうち少なくとも一つの構成要素から発生する騒音が配管を介して他の構成要素の共鳴空間と共鳴する前に、騒音を低減することができる。具体的には、第一段目のキャビティ群で中周波数帯域の騒音を低減し、二段目のキャビティ群で高周波数帯域の騒音を低減することができる。これにより、騒音の低減に関して、小さなスペースで大きな効果を得ることができる。 According to the present invention, before the noise generated from at least one of the compressor, condenser, expander, and evaporator constituting the refrigerator resonates with the resonance space of the other component via the pipe. In addition, noise can be reduced. Specifically, the noise in the middle frequency band can be reduced by the first-stage cavity group, and the noise in the high-frequency band can be reduced by the second-stage cavity group. Thereby, a big effect can be acquired in a small space regarding noise reduction.
以下、本発明の実施形態の冷凍機1について図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の冷凍機1は、冷媒Wを圧縮する圧縮機2と、圧縮機2によって圧縮された冷媒Wを冷却水によって凝縮する凝縮器3と、凝縮器3からの冷媒Wを減圧する膨張器である第一膨張弁4と、第一膨張弁4からの冷媒Wを気液二相に分離するエコノマイザ6(気液分離器)と、を備えている。
Hereinafter, a refrigerator 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the refrigerator 1 of the present embodiment includes a
また、冷凍機1は、エコノマイザ6からの気相W1を、圧縮機2内へ流入可能とする流入路8と、エコノマイザ6からの液相を再度減圧する第二膨張弁5と、第二膨張弁5からの冷媒Wを蒸発させる蒸発器7とを備えている。
The refrigerator 1 also includes an
凝縮器3の気相部と蒸発器7の気相部との間には、ホットガスバイパス管9が設けられている。ホットガスバイパス管9には、ホットガスバイパス管9内を流れる高温冷媒ガスの流量を制御するためのホットガスバイパス弁10が設けられている。
A hot gas bypass pipe 9 is provided between the vapor phase portion of the
冷凍機1は、圧縮機2と凝縮器3と第一膨張弁4と第二膨張弁5と蒸発器7を順次接続する配管12を有する冷凍サイクル11を有している。具体的には、圧縮機2と凝縮器3とを接続する配管12aと、凝縮器3とエコノマイザ6とを接続する配管12bと、エコノマイザ6と蒸発器7とを接続する配管12cと、蒸発器7と圧縮機2とを接続する配管12dとを有している。
冷媒Wは、例えば、代替フロンのR134a(ハイドロフルオロカーボン)等が用いられる。
圧縮機2と凝縮器3とを接続する配管12には、圧縮機2で発生する騒音を低減する音響デバイス13が設けられている。
The refrigerator 1 has a
As the refrigerant W, for example, alternative fluorocarbon R134a (hydrofluorocarbon) is used.
The
圧縮機2は、遠心式の二段圧縮機であり、電源からの入力周波数を変更するインバータにより回転数制御された電動モータ(図示せず)によって駆動されている。
凝縮器3は、圧縮機2で圧縮された冷媒Wを冷却水等によって熱交換させることで冷却し、液体の状態とする装置である。例えば、凝縮器3は、シェルアンドチューブ式の熱交換器である。
The
The
第一膨張弁4は、凝縮器3からの液体の冷媒Wを断熱膨張して減圧し、液体の一部を蒸発させることによって、冷媒Wを気液二相の状態とする。
エコノマイザ6は、第一膨張弁4において気液二相の状態とされた冷媒Wを気相W1と液相とに分離する装置である。
The first expansion valve 4 adiabatically expands and depressurizes the liquid refrigerant W from the
The
流入路8は、エコノマイザ6によって気液二相の冷媒Wから分離された気相W1を、圧縮機2に流入させる装置である。
第二膨張弁5は、第一膨張弁4と同様に、エコノマイザ6で気相W1が分離されて、液相のみとなった冷媒Wを断熱膨張して減圧するものである。なお、本実施形態の冷凍機1では、膨張弁を用いて冷媒Wを減圧する構成としているがこれに限ることはなく、他の手段を用いて冷媒Wを減圧してもよい。
蒸発器7は、第二膨張弁5からの冷媒Wを水等との間で熱交換して蒸発させ、飽和蒸気の状態とするものである。
The
Similar to the first expansion valve 4, the
The evaporator 7 evaporates the refrigerant W from the
図2に示すように、音響デバイス13は、圧縮機2と凝縮器3とを接続する配管12aに設けられている消音器である。音響デバイス13は、配管12aの外周側に周方向の全周にわたって設けられている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、音響デバイス13は、周方向に隣接する複数のキャビティ16からなるキャビティ群15を有している。各々のキャビディは、共鳴器として機能する。換言すれば、音響デバイス13は、配管12の外周面に取り付けられ、配管12の周方向に延在する閉空間であって、複数の壁(側壁部19)によって、複数のキャビティ16を有するように区画された閉空間を有している。
As shown in FIG. 3, the
キャビティ群15は、配管12の径方向に複数段積層されている。換言すれば、音響デバイス13は、配管12の径方向に、二段構成のキャビティ群15を有している。
本実施形態の音響デバイス13は、二段のキャビティ群15を有している。即ち、径方向内側の第一キャビティ群15aと、第一キャビティ群15aの径方向外側に隣接して配置されている第二キャビティ群15bと、を有している。
また、キャビティ群15は、配管12の中心軸Adに沿う軸線方向に隣接するように、複数が配置されている。
The
The
A plurality of the
図4は、キャビティ群15の拡大斜視図である。なお、図4では、キャビティ群15を外側から覆う壁部18a(図3参照)は省略している。
図4に示すように、各々のキャビティ16は直方体形状(箱形状)をなしている。即ち、各々のキャビティ16は、径方向を向く一対の四角形の壁部18と、一対の壁部18の四つの縁部同士を接続する四つの側壁部19と、を有している。各々のキャビティ16は、略同一形状をなしている。
FIG. 4 is an enlarged perspective view of the
As shown in FIG. 4, each
配管12に接する第一キャビティ群15a(第一段目のキャビティ群15)のキャビティ16は、それぞれ配管12内の流路に連通している。第一キャビティ群15aのキャビティ16の径方向内側の壁部18は、配管12の外周面であってよい。
第一キャビティ群15aのキャビティ16の径方向内側の壁部18には貫通孔20が形成されている。貫通孔20は、壁部18の中央に形成されている。貫通孔20は円形である。貫通孔20の形状は、円形に限ることはなく、矩形状でもよいし、スリット状でもよい。
The
A through
第二段目以降のキャビティ群15(第二キャビティ群15b及び第二キャビティ群15bよりも径方向外側のキャビティ群15)のキャビティ16は、径方向内側の一段前のキャビティ群15のキャビティ16に連通している。第二段目以降のキャビティ群15のキャビティ16の径方向内側の壁部18には貫通孔20が形成されている。
The
図3に示すように、本実施形態の音響デバイス13は、三つのキャビティ群15が配管12の軸線方向に隣接している。配管12の軸線方向に隣接するキャビティ群15の数はこれに限ることはない。キャビティ群15は、配管12の軸線方向に複数設ける必要はない。
As shown in FIG. 3, in the
次に、本実施形態の冷凍機1の音響デバイス13の作用について説明する。
圧縮機2で発生した騒音は、流体的な要因により発生する幅の広い周波数帯域の騒音(中周波数帯域及び高周波数帯域)である。このうち、中周波数帯域のNZ音は、第一段目のキャビティ群15(第一キャビティ群15a)のキャビティ16(共鳴空間)によって、低減される。即ち、キャビティ16内の気体がばねとしての役割を果たし、音の運動エネルギーを吸収することによって、騒音が低減される。
さらに、高周波数帯域のNZ音は、二段目のキャビティ群15(第二キャビティ群15b)のキャビティ16によって低減される。
本実施形態の冷凍機1は、音響デバイス13のキャビティ16の体積、貫通孔20の孔径、貫通孔20の開口率を調整して、音響デバイス13の吸音性能を調整することができる。
Next, the effect | action of the
The noise generated in the
Further, the NZ sound in the high frequency band is reduced by the
The refrigerator 1 of this embodiment can adjust the sound absorption performance of the
図5は、縦軸を吸音性能、横軸を騒音の周波数(Hz)として、音響デバイス13の吸音性能を比較したグラフである。比較対象は、一段構成の音響デバイス(キャビティ群が径方向に積層されていない音響デバイス)である。
図5に示すように、本実施形態の音響デバイス13の吸音性能は、一段構成の音響デバイス13と比較して、より広い周波数帯域の騒音に対して吸音性能を発揮することができる。
FIG. 5 is a graph comparing the sound absorption performance of the
As shown in FIG. 5, the sound absorbing performance of the
上記実施形態によれば、冷凍機1を構成する圧縮機2のNZ音(幅の広い周波数帯域の騒音)が共鳴空間と共鳴する前に、NZ音を低減することができる。具体的には、第一段目のキャビティ群15で中周波数帯域のNZ音を低減し、二段目のキャビティ群15で高周波数帯域のNZ音を低減することができる。これにより、騒音の低減に関して、小さなスペースで大きな効果を得ることができる。
According to the said embodiment, before the NZ sound (noise of a wide frequency band) of the
また、音響デバイス13のキャビティ16の体積、貫通孔20の孔径、貫通孔20の開口率を調整して、音響デバイス13の吸音性能を調整することができる。
In addition, the sound absorbing performance of the
また、各々のキャビティ16が同一形状をなしていることによって、音響デバイス13を容易に製造することができる。
また、キャビティ群15が配管12の軸線方向に隣接するように複数設けられていることによって、キャビティ群15の数の増減によって、音響デバイス13の吸音性能を調整することができる。
In addition, since each
In addition, since a plurality of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. .
なお、上記実施形態では、圧縮機2と凝縮器3との間の配管12aに音響デバイス13を設置したがこれに限ることはない。例えば、音響デバイス13を凝縮器3と蒸発器7との間の配管12b,12c、蒸発器7と圧縮機2との間の配管12d、ホットガスバイパス管9に配置してもよい。さらに、音響デバイス13の数は一つに限ることはない。例えば、音響デバイス13を全ての配管12に取り付けてもよいし、一つの配管12に二つ取り付けてもよい。
また、上記実施形態の音響デバイス13は、配管12の周方向の全周にわたって形成されているがこれに限ることはない。音響デバイス13は、周方向の一部に形成されていてもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, although the
1 冷凍機
2 圧縮機
3 凝縮器
4 第一膨張弁
5 第二膨張弁
6 エコノマイザ
7 蒸発器
8 流入路
9 ホットガスバイパス管
10 ホットガスバイパス弁
11 冷凍サイクル
12 配管
13 音響デバイス
15 キャビティ群
16 キャビティ
18 壁部
19 側壁部
20 貫通孔
W 冷媒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記配管の外周側に設けられて、周方向に隣接する複数のキャビティからなるキャビティ群を前記配管の径方向に複数段積層してなり、前記配管に接する第一段目の前記キャビティ群のキャビティは、それぞれ前記配管内の流路に連通しており、第二段目以降の前記キャビティ群のキャビティは、一段前の前記キャビティ群のキャビティに連通している音響デバイスと、を備える冷凍機。 A compressor, a condenser, an expander, an evaporator, and a refrigeration cycle having a pipe for sequentially connecting them;
A cavity of the first-stage cavity group that is provided on the outer peripheral side of the pipe and is formed by laminating a plurality of cavities composed of a plurality of cavities adjacent to each other in the circumferential direction in the radial direction of the pipe. Are respectively connected to the flow path in the pipe, and the cavities of the second and subsequent cavities are provided with an acoustic device connected to the cavities of the previous cavities.
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