JP2018502243A - 吸込音響フィルタおよび吸込音響フィルタを含む吸込ライン - Google Patents

Abstract

本発明は、密閉型圧縮機に応用される音響フィルタの技術分野に関する。解決すべき課題：冷却システムに応用される密閉型圧縮機では、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体が、蒸発器から流入する作動流体よりも高温であり、この流体の温度が高いほど、圧縮機の効率が低くなることが知られている。課題の解決：圧縮機の密閉型ハウジングによって画定された環境の内部で蓄積された作動流体よりも低温である、蒸発器から流入する作動流体を主に用いて圧縮機構が作動することを保証することができる、吸込音響フィルタおよびこの音響フィルタを含む吸込ラインが明らかにされる。

Description

本発明は、密閉型圧縮機の音響フィルタに関し、より詳細には、特に、高温での作動流体の吸込みを最小限に抑えるためのノズルを備える吸込音響フィルタに関する。更に、本発明は、高温での作動流体の吸込みを最小限に抑えるためのノズルを含む吸込音響フィルタを含む密閉型圧縮機の吸込ラインに関する。

一般的に、対象の本発明の主な目的は、圧縮機構（ピストン−シリンダーセット）の内部に吸い込まれる、高温の作動流体の量を最小限に抑える密閉型圧縮機の機能的最適化に関する。

当該技術分野の技術者に知られているように、密閉型圧縮機は、圧縮チャンバの内部容積の連続的な変更によって作動流体を圧縮することができる電気機械的装置を備える。密閉型圧縮機は、主に冷却システムに応用される。

この連続的な容積の変更は、往復動式密閉型圧縮機において、ピストンシリンダーセットによって基本的に一体化された圧縮機構によって実施され、前記ピストンがシリンダー内部で軸方向に往復して移動することができて、その容積を変更する。前記圧縮機構が、圧縮機の密閉型ハウジングの内部に封入されていることに留意すべきである。

ピストン往復運動のために、往復動式密閉型圧縮機は、作動流体の吸込みおよび排気往復動式サイクルで作動すると言うことができる。

密閉型圧縮機に存在する複数の機能変数の中で、本出願の範囲から考慮して、これらの機能変数の２つが考察される。

考察される第１の機能変数は、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体の温度を指し、この流体の温度が高いほど、圧縮機の収率は低くなる。この機能変数は、技術的専門文献によって広く記述される他に、当技術分野の技術者によってやはり広く知られている。

現在の技術水準は、特に、第１の機能変数を最適化するため、すなわち、特に圧縮機構によって吸い込まれる作動流体温度を冷却するために複数の解決策を含む。例えば、ブラジル国特許出願公開第１１００４１６号明細書は、圧縮機の密閉型ハウジング内部に予備蒸発器を適用することを記載しており、その主な目的は、圧縮機構の温度を低下させること、または更に、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体の温度を低下させることである。

次に取り組む第２の機能変数は、密閉型圧縮機作動中に発生する騒音レベルであり、異なる源から生じる可能性がある騒音を指す。圧縮機作動中の吸込サイクルと排気サイクルとの間の往復運動自体が、極めて望ましくない振動およびパルス騒音を発生させることによって特徴付けられる。

現在の技術水準は、特に第２の機能変数を最適化するため、すなわち吸込サイクルおよび排気サイクルによって生成されるパルス騒音を特に減衰するための複数の解決策、ならびに解決策が既に知られているスモッグのための複数の解決策を含み、吸込音響フィルタによる既知の解決策が強調されている。吸込音響フィルタは、特定の技術文献に広く記載されていること以上に、当該技術分野の技術者に広く知られている。一般的に、吸込音響フィルタは、吸込ラインのある部分に配置され、吸込サイクル間の往復運動に関連するパルス効果を最小限に抑えることができる広い容積（吸込ライン部分の容積に関連する）を画定するチャンバを備える。そのような機能的原則は広く知られており、往復動式密閉型圧縮機の中に応用されている。吸込音響フィルタの機能的原側は不変であるが、構成的な可能性および組み立ての可能性は幅広い。封止された吸込音響フィルタ（密閉または直接吸込ラインに応用される）、および非封止吸込音響フィルタ（均等または間接吸込ラインに応用され、半直接吸込ラインにもまた応用される）の実施形態が知られている。

様々な目的を含む、吸込音響フィルタの様々なモデルが、図１、図２および図３に示されている。

図１に概略的に図示されている吸込音響フィルタは、現在の技術水準に関する通常の実施形態に関するものである。このような音響フィルタは、予備チャンバＡおよび主チャンバＢによって全体的に一体化されている。前記予備チャンバＡは、流体入口領域Ａ１および流体出口領域Ａ２を備え、一方、主チャンバＢは、流体入口管Ｂ１および流体出口管Ｂ２を備える。図示されているように、予備チャンバＡの流体出口領域Ａ２および主チャンバＢの流体入口管Ｂ１の開始部は、それらの間で区別がつかないが、これは両方が流体連通されているからである。一般的に、前記予備チャンバＡは流体閉じ込め機能だけを有し、一方、主チャンバＢはパルス減衰機能を有する。したがって、図１に概略的に示される吸込音響フィルタは、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体温度に関連する機能変数を最適化するための特徴、特性または実施を全く含まないと言うことができる。

図２に図示される吸込音響フィルタは、特開２００１―０５５９７６号公報に記載された吸込音響フィルタに関するものであり、入口Ｃ１、内部容積Ｃ２および出口Ｃ３によって画定される吸込音響フィルタが記載されており、そのような吸込音響フィルタは吸込通路から生じる伸展部Ｄと特に協働する。特開２００１―０５５９７６号公報に見られる主なアイデアの１つは、吸込音響フィルタが、圧縮機の密閉型ハウジング内部に画定された環境に存在する最終的な乱流がない作動流体を得る（供給される）ということである。圧縮機構によって吸い込まれる作動流体温度に関連する機能変数を最適化することに対して、特徴、態様または実施がやはり全く言及されていない。

図３に図示される吸込音響フィルタは、韓国特許第２００２―００２７７９４号公報に記載された吸込音響フィルタに関するものであり、ノズルＦ１、入口管Ｆ４、内部容積Ｆ２および出口Ｆ３によって画定された吸込音響フィルタが記載されており、ノズルＦ１が収束性であり、すなわち、入口領域が出口領域よりも大きい。

上記に列挙された例の域を超えて、現在の理解を念頭に置くと、現在の技術水準は、吸込音響フィルタの中で実施される、上記に説明された２つの機能変数が最適化されるべきであるという統一された解決策が欠落していることが分かる。この状況に基づいて、対象の本発明が生じる。

ブラジル国特許出願公開第１１００４１６号明細書 特開２００１―０５５９７６号公報 韓国特許第２００２―００２７７９４号公報

したがって、対象の本発明の目的の１つは、異なるノズルを含み、密閉型ハウジングの内部環境に存在する作動流体の温度よりも低い温度の作動流体を吸込み、閉じ込めることができる吸込音響フィルタを明らかにして、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体の温度を冷却することができるシステムの中で、観察される利点の主要な大部分に到達することである。吸込サイクルおよび排気サイクルによって生成されるパルス騒音減衰に関連する場合、ノズルを含む吸込音響フィルタが、最大の最適化に到達することもまた、本発明の目的の１つである。

加えて、対象の本発明の目的の１つは、密閉型圧縮機の機能を最適化することができ、特に、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体の温度低下、および吸込サイクルと排気サイクルとの間の往復運動によって発生される騒音の低減から、密閉型圧縮機の効率を最適化できる吸込音響フィルタ（ノズルを含む）を含む吸込ラインを明らかすることである。

この状況に関連して、これらの最適化が、追加の装置および／またはシステムを備える必要なしに、簡単に、費用をかけずに達成されることが対象の本発明の主な目的の１つである。

対象の本発明の全ての目的は、少なくとも１つの入口経路と、少なくとも１つの音響チャンバと、少なくとも１つの出口経路と、少なくとも１つの入口経路に流体連通され、音響吸込フィルタの入口経路のための少なくとも１つの流体入口および少なくとも１つの流体誘導領域を含む少なくとも１つのノズルとを備える、吸込音響フィルタによって達成される。

対象の本発明によれば、前記ノズルが、流出の主流に関連する発散区画の少なくとも一部分を含み、この部分が、少なくとも１つの流体入口領域と少なくとも１つの流体誘導領域との間に位置する。

更に、対象の本発明によれば、吸込ラインが、少なくとも１つの吸込通路によって一体化された吸込音響フィルタ、ならびに少なくとも１つの入口経路と、少なくとも１つの音響チャンバと、少なくとも１つの出口経路と、少なくとも１つの入口経路に流体連通され、吸込音響フィルタの入口経路のための少なくとも１つの流体入口領域および少なくとも１つの流体誘導領域を備える少なくとも１つのノズルとを備え付ける少なくとも１つの吸込音響フィルタを含むことが明らかにされる。吸込音響フィルタの前記ノズルが、流出の主流に関連する発散区画の少なくとも一部分を含み、この部分が、少なくとも１つの流体入口領域と少なくとも１つの流体誘導領域との間に位置する。

対象の本発明によれば、吸込通路出口は、吸込音響フィルタのノズルの流体入口領域に隣接して配置される。

本発明は、以下に列挙される図面に基づいて詳細に説明される。

現在の技術水準に関連する吸込音響フィルタの概略図である。 特開２００１―０５５９７６号公報（最新技術）に詳述された吸込音響フィルタを示す図である。 韓国特許第２００２―００２７７９４号公報（最新技術）に詳述された吸込音響フィルタを示す図である。 対象の本発明の好ましい実施形態による、ノズルを含む吸込音響フィルタを示す図である。 対象の本発明の一代替実施形態による、ノズルを含む吸込音響フィルタを示す図である。 対象の本発明によるノズルを示す拡大詳細図である。 対象の本発明によるノズルを含む吸込音響フィルタのための他の代替形態を示す図である。 対象の本発明によるノズルを含む吸込音響フィルタのための他の代替形態を示す図である。 ノズルを含む吸込音響フィルタが露出されている作動「状況」を示す概略図である。 ノズルを含む吸込音響フィルタが露出された作動「状況」を示す概略図である。 対象の本発明の好ましい実施形態によるノズルを含む吸込音響フィルタ（図１１Ｂの参照）と特許文献で既に確立された吸込音響フィルタ（図１１Ｃの参照）との間の温度の比較グラフである。 対象の本発明の好ましい実施形態によるノズルを含む吸込音響フィルタを示す図である。 特許文献で既に確立された吸込音響フィルタを示す図である。

既に述べたように、現在の技術水準は、圧縮機構の冷却、またはやはり、圧縮機構によって吸い込まれる作動流体の冷却手段を特定の目的とするいくつかの解決策を含む。そのような冷却の解決策は、これまで前記圧縮機構をより低温に維持することが可能であるが、やはり圧縮機の効率を損なう可能性があるエネルギーコストを含む。

対象の本発明の実施形態の詳細を説明する前に、以下に記述的参照として使用される「流出の主流」および「パルス逆流」という表現の意味をきっちりと定義することが重要である。

流出の主流（ＦＰＥ）：吸込通路から圧縮チャンバまで進むガス流。

パルス逆流（ＲＰ）：圧縮チャンバから吸込音響フィルタの内部に戻り、最終的には動的バルブにより、吸込音響フィルタの外部に戻るガス流。

したがって、冷却手段を使用する必要なしに、密閉型圧縮機の圧縮機構をより低温に保つことが、対象の本発明の大きな利点である。

したがって、対象の本発明では、蒸発ラインから流入する流体（圧縮機の密閉型ハウジングによって画定された内部環境に封入される作動流体よりも低温を示す）である、圧縮機の吸込通路から直接流入する作動流体（または少なくとも主として）だけが、圧縮機構によって吸い込まれることを保証できる手段を明らかにしていることから、対象の本発明が強調される。

一般的に、そのような手段は、基本的には、吸込音響フィルタの外側部分に優先的に（限定的ではない）配置され、前記吸込音響フィルタの入口経路に流体連通されるノズルによって構成され、ノズルは、圧縮機の吸込通路から直接流入する、ある種の作動流体収集器として働くことができ、同時に圧縮機密閉型ハウジングによって画定される内部環境に封入される作動流体の吸込みに対して、ある種の障壁として働くことができる。言い換えれば、前記ノズル端部は、「低温流体トラップ」として機能し、前記低温流体（圧縮機の吸込通路から直接流入する）が熱的に均質になることを阻止し（または困難にする）、圧縮機の密閉型ハウジングによって画定された内部環境に作動流体が封入される。

対象の本発明の目的は、例示的な図４、図５、図６、図７、図８、図９および図１０に基づいてより詳細に探求される。

この意味において、対象の本発明の好ましい実施形態（図４）は、入口経路１１と、流体流パルスを減衰する機能（その結果として騒音減衰）を含む主チャンバ１２と、圧縮機構ヘッド（図示せず）と機能的に同様である出口経路１３とによって基本的に形成される吸込音響フィルタ１を備える。

前記吸込音響フィルタ１は、概ね、従来の吸込音響フィルタ、やはり一般的な吸込音響フィルタを含むことを述べる価値がある。これは、対象の本発明の中心部（以下に詳述する）が、吸込音響フィルタの複数のモデルおよび構成に応用され得ることを意味し、それはそのようなフィルタが、少なくとも１つの入口経路１１と、少なくとも１つの主チャンバ１２と、少なくとも１つの出口経路１３とを備えるからである。好ましくは、図４に図示されるように、入口経路１１および出口１３は離間して配置され、前記入口経路１１は吸込音響フィルタ１の側方に配置されている。

前記吸込音響フィルタ１は、少なくとも１つの入口経路１１に流体連通され、吸込音響フィルタ１の入口経路１１のための流体入口領域２１および流体誘導領域２２を含むノズル２を備える。

更に、対象の本発明によれば、前記吸込音響フィルタ１のノズル２が、流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画の一部分を含む。

図４、図５および図６に示されているように、流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画２３の部分は、流体誘導領域２２よりも小さい面積を有する自身の流体入口２１を含む。特に、本発明の好ましい実施形態によれば、ノズル２１の入口領域は、最大で、流体誘導領域２２よりも５０％小さい。

可能な代替実施形態を図示する図７および図８では、すなわち流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画２３の部分が、パルス状逆流方向（ＲＰ）に関連するある種の狭い部分、または絞り部を含み、流体入口領域２１は流体誘導領域２２よりも大きい。

流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画の部分２３の存在は、ノズル２自体の流体入口領域２１上、または流体入口領域２１と流体誘導領域２２との間に存在し、それは、対象の本発明の最も優先的特徴の１つについてであり、結局のところ、これは、領域が圧縮機吸込通路から直接流入する作動流体トラップの原因となり、圧縮機の密閉型ハウジングによって画定された内部環境に封入された作動流体の吸込みに対する障壁を画定するパルス逆流（ＲＰ）に関連して領域が減少される部分である。

図９に示すように、ノズル２は、流出の主流（ＦＰＥ）の方向を考慮して、少なくとも１つの発散の部分を含む容積を画定すると言える。このようにして、吸込通路から流入する流体は、ノズル２の内部に導かれ、貯蔵され、次いで、ノズル２の流体誘導領域２２が連通する入口経路１１によって、吸込音響フィルタ１に入る「吸込流体」ＦＳに変換される。せいぜい、「ハウジング流体」ＦＣがノズル２に入ることが主に阻止されることが更に確認される。

図１０に図示されるように、ノズル２は少なくとも１つの収束部分を含む容積を画定すると言うことができ、次いでパルス逆流（ＲＰ）の方向を考察する。これにより、ノズル２の外の環境に対して、前記パルス逆流（ＲＰ）の低温での流出を遮断し、または困難にする結果になる。

往復運動する密閉型圧縮機の吸込運動性が基本的に一定（高周波数でパルス状）であるため、「吸込流体」ＦＳの温度が流出の主流流体（ＦＰＥ）の温度に関連して上昇するのに十分な時間はない。このようにして、ノズル２の前記容積は、「低」温度で作動流体蓄積器として機能する結果となる。

本明細書で明らかにされた吸込音響フィルタを含む吸込ラインによるこの熱力学上の増強作用は、対象の本発明の他の大きな利点である。

本明細書で明らかにされる吸込音響フィルタを含む吸込ラインによれば、図４に示される密閉型圧縮機３１の吸込通路３が、吸込音響フィルタ１のノズル２の流体入口領域２１に隣接する出口を備える。明らかに、密閉型圧縮機の吸込通路３と吸込音響フィルタ１のノズルの流体入口領域２１とがより近くに位置合わせされると、蒸発ラインから直接流入する作動流体集中の効果がより大きくなり、圧縮機の密閉型ハウジングによって画定される内部環境に封入された作動流体吸込みに対してより良い障壁となろう。

吸込音響フィルタ１の好ましい実施形態のより顕著な構成的特徴に関連して、前記ノズル２が、吸込音響フィルタ１に対してモジュール本体を備えること、すなわち吸込音響フィルタ１に関連する独立した本体を備えることが、限定的ではないが、優先的に依然として強調されている。この実施形態では、ノズル２が、密閉型固定手段、例えば、封止および接着性樹脂によって吸込音響フィルタ１に固定されている。

別法として、ノズル２は、吸込音響フィルタ１と一体化された本体を更に含むことができ、すなわち両方の本体が同じモノブロックの部分であることが分かる。この代替実施形態では、そのようなモノブロックは、例えば、熱成形プロセスによって作製され得る。

加えて、吸込音響フィルタ１の好ましい実施形態が、吸込音響フィルタ１の側方に入口経路１１が配置されている入口経路１１および出口１３を想定していることを考慮すると、ノズル２の流体入口２１は、限定的ではないが、前記吸込音響フィルタ１に関して側方に配置されていることが好ましいことを述べる価値がある。

本明細書で、吸込ライン自体に関連して、吸込通路出口３が吸込音響フィルタ１のノズル２の流体入口領域２１に直接的または間接的に位置合わせされ得ることが依然として強調されるべきであり、間接的な選択肢の方法では、伸展管（図示せず）の使用が予測される。

優先的には、前記ノズル２は、圧縮機から移動された容積の半分と概ね同じ最大容積を含むべきであり、これがサイクル中に蓄積される最大流体容積であるからである。

図１１Ｂおよび図１１Ｃに図示される特定の領域を参照する図１１Ａは、音響フィルタの出口の流体の温度がより低いので、発散区画の部分２３を含むノズル２を含む吸込音響フィルタ１が、図１１Ｃに図示される現在の技術状態に属する音響フィルタよりも熱力学的により有効であることが証明されるグラフを示す。

対象の本発明の複数の実施形態が説明され、図示されてきたが、対象の保護範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される他の可能な変形形態を包括することができ、可能な均等の手段が本明細書に含まれることを理解されたい。

Claims (9)

1. 少なくとも１つの入口経路（１１）と、少なくとも１つの音響チャンバ（１２）と、少なくとも１つの出口経路（１３）と、
   少なくとも１つの入口経路（１１）に流体連通され、吸込音響フィルタ（１）の入口経路（１１）のための少なくとも１つの流体入口領域（２１）および少なくとも１つの流体誘導領域（２２）を含む少なくとも１つのノズル（２）と
   を備える、吸込音響フィルタであって、
   前記ノズル（２）が、流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画（２３）の少なくとも一部分を含み、
   発散区画（２３）の前記部分が、少なくとも１つの流体入口領域（２１）と少なくとも１つの流体誘導領域（２２）との間に位置することを特に特徴とする、吸込音響フィルタ。
2. （ＦＰＥ）に関連する発散区画（２３）の部分が、流体誘導領域（２２）よりも小さい断面積を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸込音響フィルタ。
3. 前記ノズル（２）が、吸込音響フィルタ（１）に対してモジュール本体を備えることを特徴とする、請求項１に記載の吸込音響フィルタ。
4. 前記ノズル（２）が密閉型固定手段によって吸込音響フィルタ（１）に固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の吸込音響フィルタ。
5. 前記ノズル（２）が、吸込音響フィルタ（１）の一体の本体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸込音響フィルタ。
6. ノズル（２）の流体入口（２１）が前記吸込音響フィルタ（１）に関連して側方に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の吸込音響フィルタ。
7. 少なくとも１つの吸込通路（３）と、少なくとも１つの吸込音響フィルタ（１）と
   を備える、吸込音響フィルタを含む吸込ラインであって、
   前記吸込音響フィルタ（１）が、少なくとも１つの入口経路（１１）と、少なくとも１つの音響チャンバ（１２）と、少なくとも１つの出口経路（１３）と、少なくとも１つの入口経路（１１）に流体連通され、吸込音響フィルタ（１）の入口経路（１１）のための少なくとも１つの流体入口領域（２１）および少なくとも１つの流体誘導領域（２２）を含む少なくとも１つのノズル（２）とを備える、吸込音響フィルタを含む吸込ラインであって、
   吸込音響フィルタ（１）の前記ノズル（２）が、前記流出の主流（ＦＰＥ）に関連する発散区画（２３）の少なくとも一部分を含み、この部分が、少なくとも１つの流体入口領域（２１）と少なくとも１つの流体誘導領域（２２）との間に位置し、
   吸込通路出口（３）が、吸込音響フィルタ（１）のノズル（２）の流体入口領域（２１）に隣接して配置されていることを特に特徴とする、吸込音響フィルタを含む吸込ライン。
8. 吸込通路出口（３）が、吸込音響フィルタ（１）のノズル（２）の流体入口領域（２１）に直接隣接して配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の吸込音響フィルタを含む吸込ライン。
9. 吸込通路出口（３）が、吸込音響フィルタ（１）のノズル（２）の流体入口領域（２１）に間接的に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の吸込音響フィルタを含む吸込ライン。

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