JP5119158B2 - 密閉圧縮機用の音響マフラー - Google Patents

Description

本発明は、例えば冷凍器、冷凍庫、噴水式水飲み器、冷蔵カウンタといった、冷凍機の密閉圧縮機で用いられる吸入マフラーなどの音響マフラーに関する。

冷凍システムの密閉圧縮機は、通常、シェルの内部に配置され、吸入ラインから吸入バルブへガスを導く音響緩衝システム（音響フィルタまたは吸入マフラー）を備えた吸引口を有する。

この構成要素は、圧縮機を適切に作動するのに重要ないくつかの機能、例えばガス伝導、音響減衰、および、場合によっては、シリンダの内部に吸入されるガスの断熱といった機能を果たしている。音響マフラーは通常、２つの部品、すなわち、ガスが通過するためのラビリンス状のチャンバを内部に備えた中空ベースと、中空ベースを密封するカバーとからなる。

音響マフラーの中空ベースとカバーの部品を一体に接合、密封する方法が知られている。例えば、超音波溶接によって、締り嵌めによって形成される密封手段と併せた金属またはプラスチック製の留め具によって、および接着剤による方法である。

溶接を用いる解決法は、通常、満足のいくものではない。その理由は、これらの解決法は、中空ベースとカバーの部分の接合領域で、過剰な溶接材料が生じ、これが主に、この過剰分が音響マフラー（主として、吸入マフラーの場合）の内部で生じると有害になり、上記の溶接材料の過剰分が、マフラー内のガス流れを妨げ、音響マフラーに必要な密封性を保証しなくなる。

金属またはプラスチック製の留め具を用いる解決法、および、中空ベースとカバーの部分間に接着剤または材料挿入を用いる解決法は、製造コストが高く、音響マフラーに必要な密封を保証しない欠点を有する。

これらの解決法以外に、中空ベース１、１０およびカバー２、２０の部分を接合する従来技術による解決法もまた知られている。例えば、米国特許第６，３９４，２２６号明細書（図１）に開示された解決法および図２で示された解決法である。これらでは、密封ベルト３、３０が、上記部分の接合領域に外部から導入され、相互に着座する一組の周辺フランジの外周縁部をほぼ取り囲み、周辺フランジはそれぞれ、接合領域において、中空ベースとカバーの各部分から突き出ている。

米国特許第６，３９４，２２６号明細書の構造（図１）では、中空ベース１の周辺フランジは、切頭円錐形窪み部１ａを支持し、カバー２の周辺フランジは、突出部２ａを支持し、この突出部の形状は、中空ベース１をカバー２に密封して結合するために、窪み部１ａの形状を補完している。密封ベルト３は、中空ベース１とカバー２の周辺フランジの接合領域に外部から導入され、相互に着座する上記一組の周辺フランジの外周縁部をほぼ取り囲む。

別の知られている従来技術による解決法（図２）では、中空ベース１０とカバー２０の各部分の周辺フランジ１１、２１はそれぞれ、平らな着座面１３、２３を備え、上記相互に着座した周辺フランジ１１、２１は、上記部分の接合領域に外部から導入された密封ベルト３０を受け入れ、一組の周辺フランジ１１、２１の外周縁部を全体に取り囲む。

このような解決法は、音響マフラーを密閉閉鎖するが、上記閉鎖は、密封ベルト３、３０のオーバーインジェクションの間に一般に発生する、「吹き出し（ｆｌｕｓｈ）」の発生に対するバリアとなるには十分ではない。

したがって、本発明の目的は、中空ベースとカバーの構成部分間を密閉して取り付けることが可能で、それらの間をより確実に固定し、さらに、より効果的な密封バリアを形成して、音響マフラーの内部と外部との間の流体連通を回避する、密閉圧縮機用の音響マフラーを提供することである。

本発明のより具体的な目的は、上記音響マフラーが、オーバーインジェクションによって、中空ベースとカバーの両方の周辺フランジの接合領域上で密封ベルトを受け入れる場合に、「吹き出し」の発生を防ぐ効果的な密封バリアを画定する、上記で引用されたような音響マフラーを提供することである。

本発明の別の目的は、製造および装着の容易な、低コストの、上記で引用したような音響マフラーを提供することである。

本発明の別の目的は、上記の特徴を備え、高い信頼性と、衝撃、熱的変動および疲労に対して高い耐性を示す音響マフラーを提供することである。

これらおよび他の目的は、密閉圧縮機用の音響マフラーであって、中空のベースと中空ベースに結合されたカバーとを備え、上記中空ベースとカバーの各部分が、着座平面に沿って相互に着座される周辺フランジをそれぞれ含み、さらに、上記周辺フランジの接合部において、中空ベースをカバーに取り付ける保持手段を備え、各周辺フランジは、半径方向に隣接し、他方の周辺フランジの着座面の１つのリブと１つの凹部とをそれぞれ補完させるよう形成された、少なくとも１つの凹部と１つのリブとが設けられた着座面をそれぞれ備え、各リブと凹部が、連続し、上記着座平面における相対的に間隔を空ける動きに対抗して、中空ベースとカバーの各部分間の固定を形成するように、および、上記周辺フランジの接合部において、音響マフラーの内部と外部との間で、連続的な密封の半径方向ラビリンスを画定するように設けられている、音響マフラーによって達成される。

本発明は、添付図面を参照して説明される。

本発明は冷凍システムの密閉圧縮機で用いられるタイプの音響マフラーに関して説明される。上記音響マフラーは、一般に、熱伝導率が低い材料で形成される中空ベース１０を備えるタイプであって、この中空ベースは、その上縁部に着座し、および上記周辺フランジ１１、２１の接合部において、上述の保持手段３０によって縁部に取り付けられるカバー２０で閉じられる。

図示された解決法においては、保持手段３０は、Ｃ字型の輪郭で、周辺フランジ１１、２１の相互着座領域周りにオーバーインジェクションされた、周辺フランジを押し付ける周辺密封ベルトを備える。

中空ベース１０とカバー２０の各部分はそれぞれ周辺フランジ１１、２１を含む。周辺フランジ１１、２１は、各部分から半径方向に突出し、上記周辺フランジ１１、２１が、音響マフラーを閉じると、着座平面に沿って相互に着座するように形成されている。

吸入音響マフラーの構造では、中空ベース１０に、圧縮機へのガス供給部と流体連通したガス入口（図示せず）と、圧縮機の吸気側と流体連通するガス出口（図示せず）とが設けられている。中空ベース１０は、その内部で、上記中空ベース１０の内部に関連して、ガス入口とガス出口と連通する、少なくとも１つの音響チャンバ（図示せず）を画定している。

図示された構造では、中空ベース１０とカバー２０の各部分は、上記部分の自由縁部１２、２２から突出する周辺フランジ１１、２１をそれぞれ有する。上記周辺フランジ１１、２１はそれぞれ、着座面１３、２３を画定している。これら着座面は、相互に突き合わされ、着座平面に収容されている。上記周辺フランジ１１、２１が相互に着座すると、音響マフラーは閉じられる。

音響マフラーの内部のガスに対する確実な密封を保証するために、および相互に着座した周辺フランジの接合領域周りにオーバーインジェクションされた保持手段３０を示す構成では、注入材料が上記保持手段３０から流れ出るのを防止するために、中空ベース１０とカバー２０とは、それらの周辺フランジ１１、２１が相互に着座した状態で、例えば、突き合せによって相互に嵌合されるリブ１４、２４と凹部１５、２５を設けることで得られるラビリンス部分を画定している。密封および音響マフラーの内部に材料が流れるのを防止することに関してより良好な結果を得るために、各周辺フランジ１１、２１のリブ１４、２４と凹部１５、２５は、各周辺フランジ１１、２１の半径方向の最も内側の縁部から間隔を空けた、各着座面１３、２３の周辺領域に設けられている。

本発明によれば、各周辺フランジ１１、２１は、半径方向に隣接し、他方の周辺フランジ１１、２１の着座面１３、２３の１つの凹部１５、２５と１つのリブ１４、２４をそれぞれ補完するように形成された少なくとも１つのリブ１４、２４と１つの凹部１５、２５とが設けられた着座面１３、２３をそれぞれ備える。各リブ１４、２４および各凹部１５、２５は、それぞれ周辺フランジ１１、２１の幅の約１５％から６５％に対応する高さをそれぞれ備える。リブ１４、２４および凹部１５、２５の上記部分は、連続的であり、中空ベース１０とカバー２０の各部分間を、上記着座平面内で相対的に間隔を空ける動きに対抗する固定を形成するように、および、上記周辺フランジ１１、２１の接合部において、音響マフラーの内部と外部との間を連続的に密封する半径方向のラビリンス部分を画定するように設けられている。提示された値の範囲の下限値を下回る値であると、各リブ１４、２４と対応する凹部１５、２５との間の接触面積が小さくなり、漏れ制限に関して効果が低下する。上記で引用した値の範囲の下限値よりも大きい値では、より大きい漏れが観察された。この漏れは、接触面間の平坦度と相補性とに関する不完全性が増大することに起因する。図示された特定の構造形態においては、各リブ１４、２４および各凹部１５、２５は、各周辺フランジ１１、２１の幅の約１８％から２５％の間の高さを備える。

図示された構造によれば、各周辺フランジ１１、２１は、三角形の輪郭で、各周辺フランジ１１、２１の半径方向に交互に連続した配置で、相互に相補的に画定された所定数のリブ１４、２４と凹部１５、２５とを備える。本発明を実施する方法によれば、各リブ１４、２４には、各着座面１３、２３に凹部１５、２５が連続して設けられている。各着座面１３、２３は、例えば、リブ１４、２４に連続し、ずぐに隣接して画定された凹部１５、２５をそれぞれ有する。カバー２０の周辺フランジ２１の着座面は、半径方向の最も外側に設けられたリブ２４を有する。しかし、図示されていないが、各着座面の連続した輪郭が、周辺フランジ１１、２１が相互に着座すると、音響マフラーの内部と外部との間で半径方向のバリアを形成する限り、各周辺フランジ１１、２１には、図示された配置とは異なる半径方向の配置で、リブ１４、２４と凹部１５、２５とを設けることができることは理解されるべきである。

図示された構造においては、各着座面１３、２３は、リブとそれに続く凹部を備える。リブと凹部の両方は同じ三角形の輪郭を備え、この輪郭は、同一の周辺フランジ１１、２１にあるリブ１４、２４および連続した凹部１５、２５の同一平面で隣接する側壁が、着座平面に対して傾斜した同一面内にあるように画定されている。上記傾斜面の角度は、周辺フランジ１１、２１が相互に着座すると、着座面間で接着を生じさせるように定義される。上記の接着は、室温の影響下で（マフラーの材料（一般にプラスチック）が適応し、それ自体を調整する傾向がある場合には）、中空ベース１０とカバー２０の各部分間で、この接着を破壊し、漏れを引き起こす、相対的動きが生じるのを防止するのに十分である。この接着効果は（図４の矢印で示された）、相互の着座が、相互に着座される部分間の整列のみを定義する知られている従来技術によるマフラー構造では得られない。本明細書で開示された音響マフラーは、中空ベースとカバーの各部分の密閉接合を実現し、その結果、信頼性が高く、衝撃、熱的変動および疲労に対して耐性が高いマフラーが得られるため、知られている従来技術による吸入マフラーに優る利点を備える。本発明の解決法は、さらに、高性能な製品を低コストで提供する。

開示された実施形態および図示された実施形態は、本開示に添付した特許請求の範囲で定義された概念を制限することを意図しておらず、上記概念の単なる例示的な構成であることは理解されるべきである。

従来技術にしたがって形成された音響マフラーの中空ベースとカバーの接合領域の部分的縦断面図を概略的に示す。 別の従来技術の解決法にしたがって形成された音響マフラーの中空ベースとカバーの接合領域の部分的縦断面図を概略的に示す。 本発明にしたがって形成された音響マフラーの中空ベースとカバーの部品の周辺フランジの縦断面図を概略的に示し、上記周辺フランジは相互に間隔が空いている。 図３で示された中空ベースとカバーの部品の縦断面図を概略的に示し、各周辺フランジは、相互に着座し、密封ベルトを外部から受け入れている。 図４で示された、相互に着座した周辺フランジの着座領域の拡大図を示し、周辺フランジの相互の着座を促進する力が働く方向を示す。

Claims (8)

1. 中空ベース（１０）と、
   中空ベース（１０）に結合されるカバー（２０）と、
   保持手段（３０）とを備え、
   前記中空ベース（１０）とカバー（２０）の各部分は、着座平面に沿って相互に着座される周辺フランジ（１１、２１）をそれぞれ含み、
   前記保持手段（３０）は、前記周辺フランジ（１１、２１）の接合部において、中空ベース（１０）をカバー（２０）に取り付ける、密閉圧縮機用の音響マフラーであって、
   各周辺フランジ（１１、２１）が、半径方向に隣接し、他方の周辺フランジ（１１、２１）の着座面（１３、２３）の１つのリブ（１４、２４）と１つの凹部（１５、２５）とをそれぞれ補完するよう形成された、少なくとも１つの凹部（１５、２５）と１つのリブ（１４、２４）とが設けられた着座面（１２、２３）をそれぞれ備え、
   各リブ（１４、２４）と対応する凹部（１５、２５）とが、それぞれの周辺フランジの半径方向に、交互に連続する一連の連続的配置で、相互に相補的に画定され、各リブ（１４，２４）と凹部（１５，２５）が、前記着座平面における相対的に間隔を空ける動きに対抗して、中空ベース（１０）とカバー（２０）の各部分間の固定を形成するように、および、前記周辺フランジ（１１、２１）の接合部において、音響マフラーの内部と外部との間で、連続的に密封する半径方向のラビリンスを画定するように、それぞれの周辺フランジの半径方向の最も内側の縁から間隔を空けて設けられており、リブ（１４、２４）および凹部（１５、２５）の各部分が三角形の輪郭を備えていることを特徴とする、音響マフラー。
2. 各リブ（１４、２４）が、各着座面（１３、２３）において凹部（１５、２５）に連続して設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の音響マフラー。
3. 各凹部（１５、２５）が、リブ（１４、２４）にすぐに隣接して画定されていることを特徴とする、請求項２に記載の音響マフラー。
4. カバー（２０）の周辺フランジ（２１）の着座面（２３）が、半径方向の最も外側に設けられたリブ（２４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の音響マフラー。
5. リブ（１４、２４）と凹部（１５、２５）とが、各着座面（１３、２３）の周辺領域において、各周辺フランジ（１１、２１）の半径方向の最も内側の縁部から間隔を空けて設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の音響マフラー。
6. 同一周辺フランジ（１１、２１）にあるリブ（１４、２４）および連続した凹部（１５、２５）の隣接した同一平面の側壁が、着座面に対して傾斜した平面内に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の音響マフラー。
7. 各リブ（１４、２４）と各凹部（１５、２５）とが、各周辺フランジ（１１、２１）の幅の約１５％から６５％に対応する高さをそれぞれ備えることを特徴とする、請求項１に記載の音響マフラー。
8. 保持手段（３０）が、Ｃ字型の輪郭の、相互に着座した周辺フランジ（１１、２１）の接合領域周りにオーバーインジェクションされ、周辺フランジを押し付ける、周辺密封ベルトを備えることを特徴とする、請求項１に記載の音響マフラー。

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