JP4712679B2 - Heat pump equipment - Google Patents
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Description
本発明は、圧縮機を台枠に設置したヒートポンプ装置(冷凍機を含む)の、振動及び騒音を低減する制振構造に関するものである。 The present invention relates to a damping structure for reducing vibration and noise of a heat pump device (including a refrigerator) in which a compressor is installed on a frame.
従来のヒートポンプ装置は、例えば、特許文献1に記載されたように、少なくとも圧縮機と冷媒配管と熱交換器とそれらを支える支持部材を有する構成であり、このようなヒートポンプ装置の圧縮機として、例えば、特許文献2に開示されているような、少なくともゲートロータとスクリューロータを有するスクリュー圧縮機、または、特許文献3に開示されているような少なくとも雌雄ロータを有するスクリュー圧縮機を用いる場合において、例えば、特許文献4に開示されているようなマウント式防振ゴムまたはバネまたはゴムシートまたはエラストマー樹脂または/及びこれらを組合せた防振機構を、圧縮機足と支持部材の間に設置することにより、圧縮機から発生する振動の支持部材への伝達を抑制し、支持部材の共振による騒音の発生を抑制していた。一般には発条よりも防振ゴムを採用することが多く、これは発条はサージング現象が顕著なためである。
A conventional heat pump device has, for example, at least a compressor, a refrigerant pipe, a heat exchanger, and a support member that supports them as described in
一般に、この様なスクリュー圧縮機を有するヒートポンプ装置は大型であり、装置全体の外形寸法は幅1500〜10000mm、奥行500〜3000mm、高さ1500〜3000mm程度である。また、圧縮機の重量が数百kgとなるほか、配管、熱交換器、制御箱の重量も重く、また、空気熱交換器、送風機等があり、装置全体の重量は1t以上となる。従って、このようなヒートポンプ装置では、装置全体を下から支える台枠を設置するのが一般的である。 In general, a heat pump apparatus having such a screw compressor is large, and the overall dimensions of the apparatus are a width of 1500 to 10000 mm, a depth of 500 to 3000 mm, and a height of about 1500 to 3000 mm. In addition to the weight of the compressor being several hundred kg, the piping, the heat exchanger, and the control box are also heavy, and there are an air heat exchanger, a blower, etc., and the weight of the entire apparatus is 1 t or more. Therefore, in such a heat pump apparatus, it is common to install a frame that supports the entire apparatus from below.
このような台枠は、重量物を支えるため、断面係数が大きいことが必要であり、日本工業規格JIS−G3350「一般構造用軽量形鋼」やJIS−G3192「熱間圧延形鋼の形状,寸法,質量及びその許容差」やJIS−G3466「一般構造用角形鋼管」に記載されるような、または類似の、断面形状を有する枠を、ボルト、ナット、リベット等の締結部品を使用して、または、溶接により組合せることにより形成した概長方形構造の台枠の中に、台枠に接続する重量物を支えるための支持枠を介して設置するのが一般的である。 Such a frame needs to have a large section modulus in order to support heavy objects, such as Japanese Industrial Standard JIS-G3350 “Lightweight shape steel for general structure” and JIS-G3192 “Shape of hot rolled shape steel, Using a fastening part such as a bolt, nut, rivet, etc., with a frame having a cross-sectional shape, as described in JIS-G3466 "Square steel pipe for general structure" or similar. Or it is common to install in the frame of the substantially rectangular structure formed by combining by welding via the support frame for supporting the heavy article connected to a frame.
このようなヒートポンプ装置では圧縮機を台枠上に搭載するのが一般的であり、圧縮機と台枠との締結部は、圧縮機から発せられる振動が圧縮機足から台枠に直接伝達されないように、圧縮機足と台枠との間に防振ゴムが設置される。防振ゴムは、例えば、特許文献4に開示されているようなマウント式防振ゴムのような形状であるほか、シート状の防振ゴムや発条を台枠と圧縮機足との間に設置し、台枠に圧縮機を固定するためのボルトが、台枠と圧縮機足と防振ゴムを貫通して、ナットで締結固定されるのが一般的である。また、台枠の断面形状は、垂直部の上下に外方に水平方向に連なる上部フランジと下部フランジとを有するコ字形状で、防振ゴム及び圧縮機足を安定的に固定設置するため、上部フランジと下部フランジの板厚は数mm〜十数mm程度のものが用いられ、圧縮機足の幅や奥行きと概略一致する幅か、それ以上の幅を有する。 In such a heat pump apparatus, the compressor is generally mounted on the frame, and the fastening portion between the compressor and the frame does not directly transmit the vibration generated from the compressor to the frame from the compressor foot. As described above, an anti-vibration rubber is installed between the compressor foot and the underframe. The anti-vibration rubber is shaped like a mount-type anti-vibration rubber as disclosed in Patent Document 4, for example, and a sheet-like anti-vibration rubber or ridge is installed between the base frame and the compressor foot. In general, a bolt for fixing the compressor to the underframe passes through the underframe, the compressor foot, and the anti-vibration rubber and is fastened and fixed with a nut. In addition, the cross-sectional shape of the underframe is a U-shape having an upper flange and a lower flange that extend in the horizontal direction on the top and bottom of the vertical portion, in order to stably fix and install the anti-vibration rubber and the compressor foot, The upper flange and the lower flange have a thickness of about several mm to several tens of mm, and have a width substantially equal to or larger than the width and depth of the compressor foot.
また、このようなヒートポンプ装置に用いられるスクリュー圧縮機の発振周波数は、一般に数百Hzであり、特に300Hz近辺で発振している例が多い。 Moreover, the oscillation frequency of a screw compressor used in such a heat pump device is generally several hundred Hz, and in particular, there are many examples in which the oscillation occurs in the vicinity of 300 Hz.
圧縮機が設置される台枠の断面構造は、上述のように、垂直部の上下に外方に水平方向に連なる上部フランジと下部フランジとを有し、上部フランジの平面部に圧縮機の圧縮機足を乗せる。上部フランジの平面部は、例えば、重量が数百kgの圧縮機を乗せる場合に、幅約100mm、奥行き1000〜2000mm程度の概長方形で、フランジ部の板厚を数mmとし、材質は軟鋼系の鋼材とすることが多い。 As described above, the cross-sectional structure of the underframe on which the compressor is installed has an upper flange and a lower flange that extend outward in the horizontal direction above and below the vertical portion, and the compressor is compressed on the flat portion of the upper flange. Put on your feet. The flat part of the upper flange is, for example, a roughly rectangular shape with a width of about 100 mm and a depth of about 1000 to 2000 mm when a compressor with a weight of several hundred kg is placed, and the plate thickness of the flange part is several mm, and the material is mild steel Often used as a steel material.
一方、長方形の4辺の垂直部が支持端と仮定した場合の長方形平板の固有振動は、一般に下記式(1)により求められ、m、nの次数が変化することで無数の固有振動数が存在することが解る。 On the other hand, the natural vibration of the rectangular flat plate when the vertical portions of the four sides of the rectangle are assumed to be the support ends is generally obtained by the following equation (1), and the infinite number of natural frequencies is obtained by changing the orders of m and n. I understand that it exists.
上記式(1)を、上記フランジの平面部に適用した場合に、上記の寸法と板厚の範囲内では、100から2000Hzの範囲に多数の固有振動数が存在することがわかる。その固有振動数の存在の多さは、スクリュー圧縮機の発振周波数及びその2倍音と3倍音に対して、共振を避けることが難しい。 When the above formula (1) is applied to the flat portion of the flange, it can be seen that a large number of natural frequencies exist in the range of 100 to 2000 Hz within the range of the dimensions and the plate thickness. Due to the presence of the natural frequency, it is difficult to avoid resonance with respect to the oscillation frequency of the screw compressor and its second and third harmonics.
一般に、上記式(1)は4辺支持端の場合に適用されるもので、より正確な予測のために市販の有限要素法プログラムにて、固有振動の予測を行った。例えば、上記の長方形状で、幅75mm、高さ150mm、奥行き1750mm、板厚4.5mmの鋼板材を外側R9mmにて板曲げし製作する場合を想定し、SHELL要素にて外殻形状を形成し、メッシュ約10mmにて要素分割し、奥行き方向の両側端辺を完全に固定した条件で、有限要素法によりコンピュータを用いて固有振動数を計算させると、低い順に、107、136、270、276、295、318、354、367、399、400、421、451、494、509、544、573、583、594、635、644、661、702、722、755、767、806、837、863、896、915、964、993、999、1015、1025、1075、1091、1097Hz、となり、数Hzないし数十Hz毎に固有振動が存在し、この周波数以上の範囲でも無数に固有振動数が存在する結果となった。尚、この計算には米国ANSYS Inc.製の汎用有限要素法プログラムのANSYS Ver 8.0を用いた。 In general, the above formula (1) is applied to the case of a four-side support end, and the natural vibration is predicted by a commercially available finite element method program for more accurate prediction. For example, assuming that the above rectangular shape is made by bending a steel plate with a width of 75 mm, a height of 150 mm, a depth of 1750 mm, and a plate thickness of 4.5 mm at the outer R9 mm, the outer shell shape is formed by the SHELL element. When the natural frequency is calculated using a computer by the finite element method under the condition that the elements are divided by a mesh of about 10 mm and both side edges in the depth direction are completely fixed, 107, 136, 270, 276, 295, 318, 354, 367, 399, 400, 421, 451, 494, 509, 544, 573, 583, 594, 635, 644, 661, 702, 722, 755, 767, 806, 837, 863, 896, 915, 964, 993, 999, 1015, 1025, 1075, 1091, 1097 Hz, not several Hz There are natural frequency every several tens Hz, became innumerable result of the presence of the natural frequency in the range of more than this frequency. In this calculation, US ANSYS Inc. A general purpose finite element method program ANSYS Ver 8.0 was used.
断面形状を、上下水平フランジのコ字形状の開口端に折り曲げ部(リップ)を設けた形状とした場合、上記コ字形状(リップ)の開口端を下面とした形状とした場合などのように変化させても、固有振動数は多少変化するが多数の固有振動が存在し、圧縮機の発振周波数及び2倍音及び3倍音近辺で固有振動数が存在する傾向は変わらない。 When the cross-sectional shape is a shape in which a bent part (lip) is provided at the open end of the U-shaped horizontal flange, or when the open end of the U-shaped (lip) is the bottom surface, etc. Even if it is changed, the natural frequency slightly changes, but there are many natural vibrations, and the tendency that the natural frequency exists near the oscillation frequency and the second and third harmonics of the compressor does not change.
以上のように、スクリュー圧縮機を単純な断面構造を持つ台枠により支持する場合、断面形状を変えても台枠の共振を避けることが困難であることがわかる。 As described above, when the screw compressor is supported by a frame having a simple cross-sectional structure, it is found that it is difficult to avoid resonance of the frame even if the cross-sectional shape is changed.
断面の基本構造を変えずに共振を避ける方法としては、平面部の幅を縮小することが考えられる。上記式(1)において、変数aを小さくすれば、次数mの影響が大きくなり、次数mを変化させた場合の固有振動数の発生濃度が減少することがわかる。同様の理由で平面部の固有振動数の出現濃度も下がると推定される。 As a method for avoiding resonance without changing the basic structure of the cross section, it is conceivable to reduce the width of the plane portion. In the above equation (1), it can be seen that if the variable a is reduced, the influence of the order m increases, and the generated density of the natural frequency decreases when the order m is changed. For the same reason, it is estimated that the appearance density of the natural frequency of the plane portion also decreases.
しかしながら、数百kgの重量がある圧縮機を安定的に支えるためには、台枠の断面形状として少なくとも50mm以上の幅と高さが必要であり、平面部の幅が50mm以上では、スクリュー圧縮機の発振周波数と2倍音及び3倍音から、台枠及び平面の固有振動を外し共振を避けた構造を設計することは困難である。 However, in order to stably support a compressor having a weight of several hundred kg, the width and height of at least 50 mm or more are required as the cross-sectional shape of the underframe, and if the width of the flat portion is 50 mm or more, screw compression is required. It is difficult to design a structure that avoids resonance by removing the natural vibrations of the frame and the plane from the machine's oscillation frequency and second and third harmonics.
また、台枠の共振を避けることが困難な場合には、十分バネ定数の低い防振ゴムまたは発条を圧縮機足と平面部の間に設置して振動伝達を抑制する方法がある。この方法では、理論的にバネ定数を低く、つまり柔らかくするほど平面部への振動伝達は抑制されるが、逆に、圧縮機自身の固定が効かなくなり圧縮機自身の振動振幅が増大するため、その振動が冷媒配管に伝達され配管振動が増大し、配管を固定している支持枠も振動し、配管振動及び支持枠の振動による騒音が増大して期待した程の騒音低減効果が得られない欠点がある。この点を改善するには、圧縮機に接続される冷媒配管に柔軟性を持たせることが必要となり、製造コスト増加につながる。 In addition, when it is difficult to avoid resonance of the underframe, there is a method of suppressing vibration transmission by installing an anti-vibration rubber or ridge having a sufficiently low spring constant between the compressor foot and the flat portion. In this method, the lower the spring constant theoretically, that is, the softer the vibration transmission to the flat part is suppressed, but conversely, the compressor itself is not fixed and the vibration amplitude of the compressor itself is increased. The vibration is transmitted to the refrigerant pipe, the pipe vibration increases, the support frame that fixes the pipe also vibrates, the noise due to the vibration of the pipe and the support frame increases, and the expected noise reduction effect cannot be obtained. There are drawbacks. In order to improve this point, it is necessary to give flexibility to the refrigerant piping connected to the compressor, leading to an increase in manufacturing cost.
また、バネ定数が低ければ、輸送振動による圧縮機の移動量が増大し、圧縮機に接続されている配管を変形または破損させる恐れがあり、これを解消するためには圧縮機が一定の範囲以上に変位しない機構を追加する必要があり、支持機構を複雑にしコスト増大につながる。 In addition, if the spring constant is low, the amount of movement of the compressor due to transportation vibration may increase, and the piping connected to the compressor may be deformed or damaged. To eliminate this, the compressor must be within a certain range. It is necessary to add a mechanism that does not displace as described above, which complicates the support mechanism and increases costs.
また、平面部を含む支持枠の板厚を厚くして、振動を抑制する方法がある。ただし、板厚を上げたとしても、固有振動数の出現濃度は徐々に下がるものの、スクリュー圧縮機の発振周波数と2倍及び3倍音を避けて断面構造を設計することは困難である。板厚の効果は、実際には板厚を増加させたことによる質量の増加により振動が抑制されるもので、経験的に3倍程度の板厚にすれば振動応答を10dB程度下げることが可能である。しかし、実際に10mm以上の板厚で台枠を構成した場合、装置全体の重量が重くなり、材料と加工コスト増大につながる欠点がある。 There is also a method of suppressing vibration by increasing the thickness of the support frame including the flat portion. However, even if the plate thickness is increased, although the appearance density of the natural frequency gradually decreases, it is difficult to design the cross-sectional structure while avoiding the oscillation frequency of the screw compressor and the second and third harmonics. The effect of the plate thickness is that the vibration is suppressed by the increase in mass due to the increase in the plate thickness. If the plate thickness is about three times empirically, the vibration response can be reduced by about 10 dB. It is. However, when the frame is actually configured with a plate thickness of 10 mm or more, there is a drawback that the weight of the entire apparatus becomes heavy, leading to an increase in material and processing cost.
本発明は、簡単な断面構造を有する台枠に簡便な補強を追加することで、圧縮機振動の抑制、圧縮機振動起源の配管振動の抑制、台枠の振動の抑制を、同時にバランスよく達成し、装置全体の騒音を大幅に低減し、かつ、装置製作上の作業性がよく、安価なヒートポンプ装置を実現することを目的とするものである。 By adding simple reinforcement to a frame having a simple cross-sectional structure, the present invention simultaneously achieves suppression of compressor vibration, suppression of pipe vibration originating from compressor vibration, and suppression of frame vibration in a balanced manner. The object of the present invention is to realize an inexpensive heat pump apparatus that greatly reduces the noise of the entire apparatus, has good workability in manufacturing the apparatus, and is inexpensive.
本発明に係るヒートポンプ装置は、冷媒配管及び圧縮機足を備えた圧縮機と、上記圧縮機が載置され締結機構部を介して締結されるとともに、設置面に固定される台枠とを備えたヒートポンプ装置において、
上記台枠が、上記圧縮機足の締結部が締結される上部水平フランジ及び上記設置面に固定される下部水平フランジを有し、断面形状がコ字形状で開口部を有する梁を長方形状に形成してなり、
上記台枠の上部水平フランジ及び下部水平フランジに接合された補強板を、上記圧縮機を載置する直下に設け、
上記補強板と上記台枠との接合部の長さを、上記補強板が接合されていない場合の上記台枠における上記圧縮機の発振周波数に最も近い共振波長の1/2倍以上、2倍以下としたものである。
A heat pump device according to the present invention includes a compressor having a refrigerant pipe and a compressor foot, and a frame that is mounted on the compressor and fastened via a fastening mechanism and fixed to an installation surface. In the heat pump device
The underframe has an upper horizontal flange to which a fastening portion of the compressor foot is fastened and a lower horizontal flange to be fixed to the installation surface, and the beam having a cross-sectional shape of a U shape and having an opening is rectangular. Formed,
A reinforcing plate joined to the upper horizontal flange and the lower horizontal flange of the underframe is provided directly under the compressor ,
The length of the joint between the reinforcing plate and the underframe is set to be not less than 1/2 times the resonance wavelength closest to the oscillation frequency of the compressor in the underframe when the reinforcing plate is not joined. it is obtained by the following.
本発明に係るヒートポンプ装置によれば、圧縮機を支持する台枠の圧縮機下部に補強板を取り付けたことにより、台枠の平面部は振動方向に変位することが困難となるため、圧縮機の発振周波数に対する台枠の共振が抑制される。 According to the heat pump device of the present invention, since the reinforcing plate is attached to the lower part of the compressor of the underframe that supports the compressor, it becomes difficult for the flat portion of the underframe to be displaced in the vibration direction. The resonance of the frame with respect to the oscillation frequency is suppressed.
実施の形態1.
図1は、本発明に係るヒートポンプ装置の実施の形態1を示す正面図、図2は、本発明に係るヒートポンプ装置の実施の形態1を示す側面図、図3は、台枠に圧縮機を取り付ける取り付け部の拡大断面図であり、圧縮機は、少なくともゲートロータとスクリューロータを有するスクリュー圧縮機、または、少なくとも雌雄ロータを有するスクリュー圧縮機である。
FIG. 1 is a front view showing a first embodiment of a heat pump device according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing the first embodiment of the heat pump device according to the present invention, and FIG. It is an expanded sectional view of the attaching part to attach, and a compressor is a screw compressor which has a gate rotor and a screw rotor at least, or a screw compressor which has a male and female rotor at least.
本発明に係るヒートポンプ装置の圧縮機2は、吐出側冷媒配管6aと吸込み側冷媒配管6bが接続された圧縮機本体2bと、圧縮機本体2bを台枠1に固定するための圧縮機足2aとを有し、一般には、圧縮機足2aは3カ所以上設けられ、台枠1の水平フランジ1a,1bと平行な上下の平面部2aa,2abを有する。図1及び図2は、4カ所の圧縮機足2aを有する場合を例として記載した。圧縮機2の発振振動が直接台枠1に伝達しないように、圧縮機足2aの平面部2abと台枠1の水平フランジ1aとの間には、防振ゴム3aが設置され、固定用のボルト4aと平面部2aaとの間に防振ゴム3bが設置されている。また、圧縮機足2aの平面部2aa,2abと台枠1とを固定する為に、ボルト4aを、台枠1の水平フランジ、圧縮機足2aの平面部2aa,2ab、防振ゴム3a及び防振ゴム3bを貫通させ、ボルト4a及びナット4bにより固定している。また、圧縮機2の直下の水平フランジ1a、1b間に溶接で水平フランジ1a及び1bに接合された補強板5を備えている。
The
本実施の形態1では、台枠1が、水平フランジ1a、1bを有し水平方向に開口部を有するコ字形状の梁を長方形状に形成されてなり、圧縮機2の直下の水平フランジ1a、1b間に溶接で水平フランジ1a及び1bに接合された補強板5を備えているので、後述のように圧縮機の発振周波数に対する圧縮機支持用台枠の共振が抑制されるとともに、装置製作上の作業性がよく、安価なヒートポンプ装置が実現される。
In the first embodiment, the
本実施の形態1のヒートポンプ装置に使用する圧縮機2はスクリュー方式を例として示しており、一般には、100kgから1000kgの重量を有する物が多く、本実施の形態1における具体的な実施例では重量約400kg、幅約450mm、奥行き約1000mm、高さ500mmのスクリュー圧縮機2を設置している。また、発振周波数は290Hzまたは360Hzのものを使用した。圧縮機足2aの平面部2abは、幅約100mm、奥行き約100mmの固定用面を4カ所有している。
The
圧縮機足2aの平面部2abと台枠1の水平フランジ1aと間に防振ゴム3aが各々1個、合計4個設置されている。防振ゴム3aはなくても共振の抑制効果があるが、防振ゴム3aを設けることにより、防振ゴム3aによる効果が合わさり、共振の抑制効果より顕著になる。
A total of four
防振ゴム3aは、柔らかすぎれば輸送振動による圧縮機2の移動量が増大し、圧縮機2に接続されている配管を変形または破損させる恐れがあり、これを解消するためには圧縮機2が一定の範囲以上に変位しない機構を追加する必要があるが、一般に、支持機構が複雑になりコスト増大につながる。また、防振ゴム3aが硬すぎれば圧縮機2の振動を防振できなくなるため、4個の防振ゴムの合計として1000から10000N/mmの範囲に動バネ定数を設定することが望ましい。
If the
また、圧縮機2の重量を支えられる1000N/mm以下の防振ゴムを実現させるには、幅Wと奥行きは同程度のままゴムの厚みを増大させる必要があり、その結果、図1における左右方向の自由度が大きくなるため、マウント式防振ゴムの形状とする必要があり、コストが大幅に上昇してしまう欠点がある。
Further, in order to realize a vibration isolating rubber of 1000 N / mm or less that can support the weight of the
本実施の形態1の具体的な実施例では、厚み10mm程度、ゴム硬度が60度のクロロプレンゴムを、幅Wと奥行きを圧縮機足2aの平面部2abと同じ大きさに切断し、圧縮機足2aの各平面部2abに1個づつ合計4個を設置した。このときの防振ゴムの動バネ定数は、4個の合計として約7000N/mmであった。
In a specific example of the first embodiment, a chloroprene rubber having a thickness of about 10 mm and a rubber hardness of 60 degrees is cut to have the same width W and depth as the flat portion 2ab of the
防振ゴム3bは圧縮機足2aの振動がボルト4aに直接伝達しないようにするためのもので、ボルト4aのフランジ部より大きい幅と奥行きを有し、数ミリから20mm程度の厚みが必要である。本実施の形態1における具体的な実施例では、幅30mm、奥行き30mm、厚み5mmのものを設置した。
The
ボルト4aとナット4bは圧縮機2を台枠1に締結するためのもので、ヒートポンプ装置を輸送する時の振動に対して、圧縮機2と台枠の位置関係を保持することが主な目的である。図1に示したように、ボルト4aは上から差しても良いし、逆に台枠1側から差して、上側をナット4bにしてもよく、圧縮機2と台枠の固定効果は変わらない。本実施の形態1における具体的な実施例では、M16のボルト4aとナット4bを、各圧縮機足2aの固定部に1セット合計4セット用いた。
The
冷媒配管6には、一般に銅管か鋼管を用いる。本実施の形態1における具体的な実施例では、冷媒配管6a及び6bには直径約50mm、肉厚約2mmの銅管を用いた。
The refrigerant pipe 6 is generally a copper pipe or a steel pipe. In a specific example of the first embodiment, copper pipes having a diameter of about 50 mm and a thickness of about 2 mm were used for the
図4乃至図7は、台枠の一般的な構造を示す断面図である、図4は本実施の形態1で採用する台枠1であり、台枠1は、図5乃至び図7に示すような断面構造の台枠17でもよいが、図4の台枠に比べ欠点が多いので、図4に示した断面構造の台枠1を用いる。
4 to 7 are cross-sectional views showing a general structure of the underframe. FIG. 4 is a
図7に示したように、完全に管状の断面を有する台枠17の場合、梁の曲げ剛性は優れているが、圧縮機を固定するためのボルト及びナットを締め付け固定することが困難であり、底部にラチェット工具が入るような大きな穴を開ける等の加工が必要になり、台枠17として使用するには加工コスト、材料コストが高くなる問題がある。
As shown in FIG. 7, in the case of the
図6に示したような断面構造の場合、縦方向、つまり圧縮機の荷重方向の曲げ剛性が強いが、底面に開口部があるため、図4または図5に示したように側面に開口部がある場合と比較して、ボルト、ナットの締め付け作業性が悪い問題がある。また、例えば、ナットを溶接したい場合などは、台枠17全体を逆転するか、ナット固定位置の側面に穴を開けるか、台枠を床から浮かせるか、台枠を分解する等の作業を実施する必要がある。
In the case of the cross-sectional structure as shown in FIG. 6, the bending rigidity in the vertical direction, that is, the load direction of the compressor is strong, but there is an opening at the bottom, so that the opening at the side as shown in FIG. There is a problem that the workability of tightening bolts and nuts is poorer than when there is. Also, for example, if you want to weld a nut, perform the work such as reversing the
図5に示したような側面に開口部を有し且つリップを有する断面形状の場合は、図4に示した断面形状の場合とほぼ同等の作業性を備えているが、ナットの溶接時にリップにより溶接トーチの可動範囲が制限されるために溶接作業性が悪い。また、塗装する場合は内面の塗装をし難い欠点もある。さらに、曲げ加工が図4の断面形状に比べて2回多いので加工コストも高くなる。 The cross-sectional shape having an opening on the side as shown in FIG. 5 and having a lip has almost the same workability as the cross-sectional shape shown in FIG. As a result, the movable range of the welding torch is limited, so that welding workability is poor. Also, when painting, there is a drawback that it is difficult to paint the inner surface. Furthermore, since the bending process is more twice than the cross-sectional shape of FIG. 4, the processing cost is also increased.
図4に示したように、片側側面が完全に開口された形状の場合、ボルト・ナットの締め付け作業、ナットの溶接作業が側面側から容易にでき、表面を塗装する場合も開口部が大きく塗装しやすい。また、鋼板材を折り曲げする場合、曲げ回数が2回であり他の断面形状よりも加工コストが安くなる利点がある。 As shown in Fig. 4, when the side of one side is completely open, bolts and nuts can be easily tightened and the nuts can be welded from the side. It's easy to do. Further, when the steel plate material is bent, there is an advantage that the number of times of bending is two and the processing cost is lower than other cross-sectional shapes.
また、図4の断面形状は上下に水平フランジがあり、上部の水平フランジは圧縮機を設置固定する役目を果たし、下部の水平フランジはヒートポンプ装置を設置する場合に地面またはコンクリート基礎面と接触し安定して固定しやすく、側面が開口しているのでアンカーボルトを取付けやすい。 4 has horizontal flanges at the top and bottom, the upper horizontal flange serves to install and fix the compressor, and the lower horizontal flange makes contact with the ground or the concrete foundation surface when installing the heat pump device. It is easy to fix stably, and it is easy to install anchor bolts because the side faces are open.
本実施の形態1では、作業性とコストの最も優れた図4に示した断面形状の台枠1を採用した。具体的な実施例における断面形状としては、重量約400kgの圧縮機2を乗せるため、板厚4.5mmの鋼板材を幅75mm高さ150mmの断面形状となるように板曲げして製作した。
In the first embodiment, the
補強板5は、台枠1同様に鋼板材を切り出して製作され、台枠1の側面開口部側から台枠1の上下水平フランジに溶接で接合して設置されている。
The reinforcing
補強板5の構造上の必要条件は、第1に、補強板5と上下水平フランジ1a,1bとの接合長さが、図1の補強板5が無い状態で、圧縮機2の発振により台枠1が共振する最長波長の少なくとも2分の1以上であることが必要であり、望ましくは1波長以上の長さであり、具体的な実施例では幅325mm(共振波長の長さ)とした。補強板5の接合長さが共振波長の2分の1以下の場合、図1において補強板5が水平フランジ1a,1bの上下方向振動に同調して揺れ、振動低減効果が減少するためである。また、補強板5の接合長さが2分の1以上から1波長以内においては、図1において補強板5が回転方向に同調して揺れる可能性があり、振動低減効果が減少する恐れがあるため、望ましくは1波長以上の長さとする。補強板5の接合長さが1波長以上の幅を有すれば、共振波長に対して、上下方向にも回転方向にも、補強板5の運動は同調できず、水平フランジ1a,1bの振動を効果的に抑制できる。また、補強板5の長さは長すぎれば溶接長が長くなり加工費が増大し、補強板5の材料費が高くなることから、最大でも台枠1の共振波長の2倍または圧縮機足2a間の長さであることが望ましい。
The structural requirements of the reinforcing
第2に、発振源の揺れを抑制することが効果的であることから、圧縮機2の直下部に補強板を設置することが望ましく、本実施の形態1では、図1に示したように圧縮機2下で、且つ、図2に示したように、水平フランジ1a,1bの突出長の4分の1程内側に設置している。
Second, since it is effective to suppress the oscillation of the oscillation source, it is desirable to install a reinforcing plate immediately below the
第3に、補強板5自体の固有振動数が圧縮機2の発振周波数よりも高いことが望ましく、本実施の形態1における具体的な実施例では、板厚を6mmとし補強板5の最低固有振動数f1,1を800Hz程度としている。仮に、補強板5の固有振動数が低ければ、剛性が弱くなり共振振動の抑制効果が減少するものである。
Third, it is desirable that the natural frequency of the reinforcing
本実施の形態1においては、締結のためのナット4bを溶接で容易に台枠1に固定することができ、ナット4bを溶接した後、圧縮機足2aの水平部2abの取り付け位置をナット4bに合わせてボルト4aを差し込み、圧縮機2を台枠1に容易に締結することができる。その後、台枠1の内面に容易に塗装を施すことができる。内面塗装した後、補強板5を台枠の水平フランジ1a,1bに溶接で接合し、その後外面塗装を施すことによって、すべての製作作業を容易に実施することができる。
In the first embodiment, the
以上のように、図4に示したような、側面に開口部を有するコ字形状の断面形状を有する台枠1を、圧縮機2の支持機構とし、台枠1の圧縮機2直下部に補強板5を設置することにより、共振が抑制され、さらに、防振ゴム3aを設けることにより、防振ゴム3aによる効果が合わさり、共振の抑制効果がより顕著になり、騒音が低減される。
As described above, as shown in FIG. 4, the
また、圧縮機足と台枠の間に1000〜10000N/mmの動バネ定数を持つ防振ゴムを設置することで、圧縮機2の振動による台1枠の共振抑制効果をより顕著なものとするとともに、圧縮機2自体の振動を適度に抑制して圧縮機2に接続された冷媒配管の振動を適度に抑制し、装置全体の振動が抑制され、装置全体から発せられる騒音が低減される。
Further, by installing a vibration-proof rubber having a dynamic spring constant of 1000 to 10000 N / mm between the compressor foot and the base frame, the effect of suppressing the resonance of the
実施例1.
本実施の形態1における上記具体的な実施例をまとめると、
・圧縮機:約400kg、発信周波数290Hzまたは360Hz、幅約450mm、奥行き約1000mm、高さ500mmのスクリュー圧縮機
・台枠:板厚4.5mm、幅75mm高さ、150mmの断面形状
・防振ゴム:4個の合計として約7000N/mm
・補強板:無し、
有り、板圧6mm、固有振動数f1,1を800H、接合長さ325mmである。
この構成における騒音測定の結果は、補強板が有る場合は69dBA、無い場合は76dBAであり、騒音低減効果が大きいことがわかった。
Example 1.
To summarize the specific examples in the first embodiment,
・ Compressor: Screw compressor of about 400 kg, transmission frequency of 290 Hz or 360 Hz, width of about 450 mm, depth of about 1000 mm, and height of 500 mm. Rubber: about 7000 N / mm as the total of 4
・ Reinforcement plate: None,
Yes, the plate pressure is 6 mm, the natural frequency f1,1 is 800H, and the joining length is 325 mm.
The result of noise measurement in this configuration is 69 dBA when there is a reinforcing plate and 76 dBA when there is no reinforcing plate, and it was found that the noise reduction effect is large.
実施例2.
表1は、具体的な実施例2における騒音測定の結果を示し、表2は、この実施例2におけるコスト上昇分を示している。
Example 2
Table 1 shows the results of noise measurement in a specific Example 2, and Table 2 shows the cost increase in Example 2.
この実施例2においては、圧縮機、台枠、補強板は上記実施例1と同一とし、防振ゴムの4個分の動バネ定数の合計が500,1000,7000,10000,15000(N/mm)とした。 In the second embodiment, the compressor, the base frame, and the reinforcing plate are the same as those in the first embodiment, and the total of the dynamic spring constants for the four vibration-proof rubbers is 500, 1000, 7000, 10,000, 15000 (N / mm).
表1の結果から、補強板を設置した場合にはいずれも、補強板を設置していない場合に比べて騒音が低減され、防振ゴムを設けることにより騒音値が低くなり、特に、補強板を設置し、防振ゴムの動バネ定数が10000N/mm以下であれば、騒音値が70dBA以下に抑制されることがわかる。また、動バネ定数を500N/mm以下にすれば、補強板なしでも70dBA以下に騒音が下がる可能性があるが、500N/mm以下にするためには防振ゴムの厚みを厚くする必要があり、防振と圧縮機の安定した固定を両立させるためには、マウント式防振ゴムで対応する必要があり、コストが急激に上昇する。動バネ定数が1000N/mm以上であれば、板状の防振ゴムを圧縮機足の平面部の大きさに切断して使用することができるため、表2に示したように、コスト上昇分を低く抑えることができる。
以上のように、動バネ定数を1000N/mm以上、10000N/mm以下とすることによって、コスト上昇を抑え、かつ、騒音を低減することができる。
From the results shown in Table 1, when the reinforcing plate is installed, the noise is reduced compared to the case where the reinforcing plate is not installed, and the noise value is lowered by providing the anti-vibration rubber. If the dynamic spring constant of the anti-vibration rubber is 10000 N / mm or less, the noise value is suppressed to 70 dBA or less. Further, if the dynamic spring constant is set to 500 N / mm or less, noise may be reduced to 70 dBA or less even without a reinforcing plate. In order to achieve both vibration isolation and stable fixing of the compressor, it is necessary to cope with the mount type vibration isolation rubber, and the cost increases rapidly. If the dynamic spring constant is 1000 N / mm or more, the plate-shaped anti-vibration rubber can be used by cutting it into the size of the flat portion of the compressor foot. Can be kept low.
As described above, by setting the dynamic spring constant to 1000 N / mm or more and 10000 N / mm or less, it is possible to suppress an increase in cost and reduce noise.
なお、上記実施の形態1では、防振ゴムを用いる例を示したが、防振ゴムに代えて発条を用いてもよく、この場合、発条の動バネ定数は1000から10000N/mmの範囲内とすることによって同様の効果が得られる。 In the first embodiment, an example in which the vibration isolating rubber is used has been shown. However, a spring may be used instead of the vibration isolating rubber. In this case, the dynamic spring constant of the spring is in the range of 1000 to 10000 N / mm. Thus, the same effect can be obtained.
本発明は、圧縮機を台枠に設置したヒートポンプ装置(冷凍機を含む)の、振動及び騒音を低減するのに有効に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used to reduce vibration and noise of a heat pump device (including a refrigerator) in which a compressor is installed on a frame.
1 台枠、1a,1b 水平フランジ、2 圧縮機、2a 圧縮機足、
2aa,2ab 水平部、3a,3b 防振ゴム、4a ボルト、4b ナット、
5 補強板、6a 吐出側冷媒配管、6b 吸込み側冷媒配管、6 冷媒配管、
11 台枠の上平面部。
1 underframe, 1a, 1b horizontal flange, 2 compressor, 2a compressor foot,
2aa, 2ab horizontal part, 3a, 3b anti-vibration rubber, 4a bolt, 4b nut,
5 Reinforcement plate, 6a Discharge side refrigerant piping, 6b Suction side refrigerant piping, 6 Refrigerant piping,
11 Upper plane part of underframe.
Claims (4)
上記台枠が、上記圧縮機足の締結部が締結される上部水平フランジ及び上記設置面に固定される下部水平フランジを有し、断面形状がコ字形状で開口部を有する梁を長方形状に形成してなり、
上記台枠の上部水平フランジ及び下部水平フランジに接合された補強板を、上記圧縮機を載置する直下に設け、
上記補強板と上記台枠との接合部の長さを、上記補強板が接合されていない場合の上記台枠における上記圧縮機の発振周波数に最も近い共振波長の1/2倍以上、2倍以下としたことを特徴とするヒートポンプ装置。 In a heat pump device comprising a compressor having a refrigerant pipe and a compressor foot, and a base frame fixed to the installation surface while the compressor is mounted and fastened via a fastening mechanism portion,
The underframe has an upper horizontal flange to which a fastening portion of the compressor foot is fastened and a lower horizontal flange to be fixed to the installation surface, and the beam having a cross-sectional shape of a U shape and having an opening is rectangular. Formed,
A reinforcing plate joined to the upper horizontal flange and the lower horizontal flange of the underframe is provided directly under the compressor ,
The length of the joint between the reinforcing plate and the underframe is set to be not less than 1/2 times the resonance wavelength closest to the oscillation frequency of the compressor in the underframe when the reinforcing plate is not joined. A heat pump device characterized by the following .
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