JP5672855B2

JP5672855B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP5672855B2
Application number: JP2010188458A
Authority: JP
Inventors: 洋佑小笠原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP2012047075A

Description

本発明は、圧縮機の側方に配置されるアキュムレータに関する。

従来、気液二相状態の冷媒のうちのガス冷媒を分離して圧縮機へ供給するアキュムレータが、圧縮機の側方に配置されるものが知られている。このようなアキュムレータには、圧縮機から発生する振動が、アキュムレータの冷媒出口管における圧縮機との接続部分や、アキュムレータを圧縮機に固定する支持部材などから、伝播する。そして、伝播した振動は、主にアキュムレータ内部の冷媒出口管を振動させる。特に、アキュムレータ内部の冷媒出口管には、圧縮機の中心（回転軸）と冷媒出口管（鉛直方向である第１方向に延びる部分）の中心とを結ぶ直線方向（以下、第２方向）における固有振動モードと、第１方向および第２方向に略直交する方向（以下、第３方向）における固有振動モードの２つがそれぞれ近い周波数帯に存在する。圧縮機から冷媒出口管の固有振動数付近の振動入力がある場合に、冷媒出口管の振動モードが２つとも励起されるため騒音が大きくなりやすい。

特許文献１（特許第３３２８９５２号公報）の技術では、アキュムレータの冷媒出口管の上端部分を、防振材を介して支持部材でアキュムレータの内壁に固定することにより、冷媒出口管が振動することを抑制し、騒音の発生の抑制を図っている。

また、特許文献２（特開平７−１８９９６５号公報）の技術では、アキュムレータの冷媒出口管の上端を固定した上で、アキュムレータ内部においてアキュムレータの冷媒出口管の下部を固定する、あるいは、アキュムレータ底部の肉厚を厚くする、ことにより冷媒出口管の振動の抑制を図っている。

しかしながら、上記の技術では、冷媒出口管の上端部やアキュムレータ内部の冷媒出口管の下側を固定する部材が必要になったり、アキュムレータ底部の肉厚を厚くしたりしている。このため、部品点数が多くなったり、使用する材料の量が増加したりすることになり、生産コストが上がってしまう。また、アキュムレータの構造が複雑になるために、生産性が低下してしまうという問題がある。

本発明の課題は、生産コストを抑え、かつ、生産効率を維持したままの構造で、アキュムレータの冷媒出口管の振動を抑制し、騒音の発生を抑えることにある。

本発明の第１観点に係るアキュムレータは、容器本体と、Ｌ字型配管部材とを備える。Ｌ字型配管部材は、第１直線部分と、曲線部分と、第２直線部分とを有する。第１直線部分は、圧縮機の側面から圧縮機の径方向外側に延びる部分である。曲線部分は、第１直線部分から略直角に曲がる部分である。第２直線部分は、曲線部分から圧縮機の回転軸方向に沿ってさらに延び、その先端が容器本体の内部空間に位置する部分である。Ｌ字型配管部材は、少なくとも第２直線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が回転軸方向および径方向に略直交する方向に沿っている。

一般的にアキュムレータの冷媒出口管は、圧縮機の径方向である上記第２方向の固有振動モードの振動形状は曲げ変形となり、圧縮機の回転軸方向である上記第１方向および第２方向に略直交する方向である上記第３方向の固有振動モードの振動形状は曲げ変形およびねじり変形となる。従来の寸法関係であれば冷媒出口管の第２方向の振動モードに関する剛性と、第３方向の振動モードに関する剛性とでは、第３方向の振動モードに関する剛性の方が大きい。このため、第３方向における冷媒出口管の固有振動数は、第２方向における冷媒出口管の固有振動数よりも高い。

第１観点に係るアキュムレータによれば、冷媒出口管であるＬ字型配管部材のうちで、容器本体の内部に位置する第２直線部分の断面形状を楕円形状または長円形状にしている。そして、楕円形状または長円形状の第２直線部分の断面の長軸が第３方向に沿っている。

したがって、第３方向の振動モードに対する第２直線部分の剛性を大きくでき、第２方向の振動モードに対する第２直線部分の剛性を小さくできる。このため、第２直線部分の第３方向の固有振動モードの周波数を上げて、第２直線部分の第２方向の固有振動モードの周波数を下げることができる。これにより、第２直線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

本発明の第２観点に係るアキュムレータは、第１観点に係るアキュムレータにおいて、Ｌ字型配管部材は、曲線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が回転軸方向および径方向に略直交する方向に沿っている。

したがって、第１観点に係るアキュムレータと同様に、上記第３方向の固有振動モードに対する曲線部分の剛性を大きくでき、上記第２方向の固有振動モードに対する曲線部分の剛性を小さくできる。これにより、曲線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

本発明の第３観点に係るアキュムレータは、第１観点または第２観点に係るアキュムレータにおいて、Ｌ字型配管部材は、第１直線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が回転軸方向および径方向に略直交する方向に沿っている。

したがって、第１観点または第２観点に係るアキュムレータと同様に、上記第３方向の固有振動モードに対する第１直線部分の剛性を大きくでき、上記第２方向の固有振動モードに対する第１直線部分の剛性を小さくできる。これにより、第１直線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

第１観点に係る圧縮機では、第３方向の振動モードに対する第２直線部分の剛性を大きくでき、第２方向の振動モードに対する第２直線部分の剛性を小さくできる。このため、第２直線部分の第３方向の固有振動モードの周波数を上げて、第２直線部分の第２方向の固有振動モードの周波数を下げることができる。これにより、第２直線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

第２観点に係る圧縮機では、第３方向の固有振動モードに対する曲線部分の剛性を大きくでき、第２方向の固有振動モードに対する曲線部分の剛性を小さくできる。これにより、曲線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

第３観点に係る圧縮機では、第３方向の固有振動モードに対する第１直線部分の剛性を大きくでき、第２方向の固有振動モードに対する第１直線部分の剛性を小さくできる。これにより、第１直線部分において、第３方向の固有振動数と第２方向の固有振動数とを一致させることなく遠ざけることができ、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るアキュムレータおよびロータリー圧縮機の断面図である。図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。ロータリー圧縮機１０の回転数と、共振する固有振動数とを関連づけたグラフである。

（１）アキュムレータおよび圧縮機の構成
以下、図面に基づいて、本発明に係るアキュムレータの実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るアキュムレータおよびロータリー圧縮機の断面図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

ロータリー圧縮機１０は、図１に示すように、１シリンダ型のロータリー圧縮機であって、密閉ケーシング１１と、密閉ケーシング１１内に配置される駆動機構２０および圧縮機構３０とを備えている。

駆動機構２０は、密閉ケーシング１１内の上部側に収容されている。駆動機構２０は、圧縮機構３０を駆動する。駆動機構２０は、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられる駆動軸２２とを有する。モータ２１は、駆動軸２２を回転駆動させるためのモータである。駆動軸２２は、後述する圧縮機構３０のローラ３１を偏心回転させる。駆動軸２２は、モータ２１の駆動力を圧縮機構３０に伝達する機能を有している。

圧縮機構３０は、密閉ケーシング１１内の下部側に収容されている。圧縮機構３０は、アキュムレータ８０から吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機構３０は、ロータリー型の圧縮機構であり、主として、シリンダ５０と、ローラ３１と、フロントヘッド部材４０と、リアヘッド部材６０と、マフラ部材７０とを有している。シリンダ５０は、略円板状であり、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入する吸入穴３２と、吸入穴３２から吸入される冷媒が流入するシリンダ室Ｓ２とが形成されている。吸入穴３２は、シリンダ室Ｓ２からシリンダ５０の外周部に向かって貫通しており、シリンダ５０の外周部において開口している。シリンダ室Ｓ２内には、シリンダ室Ｓ２内に流入した冷媒を圧縮するためのローラ３１等が収容されている。

フロントヘッド部材４０、リアヘッド部材６０、およびシリンダ５０は、シリンダ室Ｓ２を形成する。また、フロントヘッド部材４０およびリアヘッド部材６０は、駆動軸２２を軸受け支持している。マフラ部材７０は、フロントヘッド部材４０の上面に取り付けられている。マフラ部材７０は、フロントヘッド部材４０の表面と共にマフラ空間Ｓ１を形成して、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図っている。

アキュムレータ８０は、図１に示すように、容器本体８１と、冷媒入口管８２と、冷媒出口管８３と、フィルタ８４とを備えている。アキュムレータ８０は、容器本体８１の上部に冷媒入口管８２を、容器本体８１の下部に冷媒出口管８３を取り付けている。容器本体８１には、上部に冷媒入口管８２が接続するための入口開口８１ａが開けられており、下部に冷媒出口管８３が貫通するための出口開口８１ｂが開けられている。フィルタ８４は、半球面状で容器本体８１内を横断する部材であって、容器本体８１の上部に取り付けられている。アキュムレータ８０はまた、容器本体８１が支持部材９０によってロータリー圧縮機１０の密閉ケーシング１１の側壁部に一体になるように固定されている。

冷媒出口管８３は、Ｌ字型の配管部材であって、第１直線部分８３ａと、曲線部分８３ｂと、第２直線部分８３ｃとの３つの部分に分けられる。第１直線部分８３ａは、ロータリー圧縮機１０の吸入口３３からロータリー圧縮機１０の径方向（第２方向Ｌ２）外側に延びる直線の配管部分である。なお、第２方向Ｌ２は、ロータリー圧縮機１０の中心と第２直線部分８３ｃ（後述参照）の中心とを結ぶ直線に沿った方向である。曲線部分８３ｂは、第１直線部分８３ａから略直角に上方に曲がる配管部分である。第２直線部分８３ｃは、曲線部分８３ｂから容器本体８１の下部の出口開口８１ｂを貫通し、その先端が容器本体８１の内部空間に位置する直線の配管部分である。第２直線部分８３ｃは、ロータリー圧縮機１０の駆動軸２２に沿った方向（第１方向Ｌ１）に沿って延びる。冷媒出口管８３は、容器本体８１の出口開口８１ｂおよびロータリー圧縮機１０の吸入口３３のみにより支持されており、第２直線部分８３ｃの先端は、容器本体８１の内部の水平方向において支持されていない。

冷媒出口管８３の断面は、図２に示すように、第２直線部分８３ｃの断面形状が楕円形状である。そして、楕円形状である第２直線部分８３ｃの断面形状は、その長軸が駆動軸２２（ロータリー圧縮機１０の回転の中心）を中心とする回転方向（第３方向Ｌ３）に沿っている。第３方向Ｌ３は、第１方向Ｌ１および第２方向Ｌ２に対して略直交する方向である。また、図３に示すように、第１直線部分８３ａの断面形状は楕円形状である。そして、楕円形状である第２直線部分８３ｃの断面形状は、その長軸が第３方向Ｌ３に沿っている。また、図示しないが、曲線部分８３ｂの断面形状についても楕円形状であり、その長軸が第３方向Ｌ３に沿っている。すなわち、冷媒出口管８３は、断面が楕円形状の配管を、短軸方向にＬ字型に折り曲げたＬ字型配管部材であり、断面の長軸が第３方向Ｌ３に沿っている。

（２）特徴
本実施形態のアキュムレータ８０では、冷媒出口管８３の断面が楕円形状であり、その長軸方向がロータリー圧縮機１０の第３方向Ｌ３に沿っている。従来の圧縮機では、モータ２１が４極モータである場合に、回転数の４ｎ倍で加振力が増加し、特にモータ２１の回転数の８次成分Ｍ８が、冷媒出口管８３の第３方向Ｌ３における固有振動数Ｆ１と第１方向Ｌ１における固有振動数Ｆ２と重なっている（図４参照）。なお、図４は、ロータリー圧縮機１０の回転数と、共振する固有振動数とを関連づけたグラフである。本実施形態のアキュムレータ８０のように、冷媒出口管８３の断面を楕円形状とすることで、冷媒出口管８３の第３方向Ｌ３に沿う方向に対する剛性を大きくでき、冷媒出口管８３の第２方向Ｌ２に対する剛性を小さくできる。このため、冷媒出口管８３の第３方向Ｌ３における固有振動数Ｆ１を固有振動数Ｆ１１に上げることができ、冷媒出口管８３の第１方向Ｌ１における固有振動数Ｆ２を固有振動数Ｆ１２に下げることができる。このように、冷媒出口管８３の２つの方向における固有振動数を遠ざけることにより、ロータリー圧縮機１０の回転数と共振し得る冷媒出口管８３の固有振動数が冷媒出口管８３の第３方向Ｌ３における固有振動数Ｆ１２のみとすることができる。これにより、共振現象が起きる頻度を低減することができる。このため、騒音の抑制を図ることができる。

（３）変形例
（３−１）
上記実施形態のアキュムレータ８０では、冷媒出口管８３の第１直線部分８３ａ、曲線部分８３ｂ、および第２直線部分８３ｃの断面形状が全て楕円形状であるが、断面形状が楕円形状であるのは第２直線部分８３ｃのみでも騒音抑制の効果は十分に得ることができる。

（３−２）
上記実施形態のアキュムレータ８０では、冷媒出口管８３の断面形状が楕円形状であるが、楕円形状に限らずに長円形状であっても良い。

（３−３）
上記実施形態のアキュムレータ８０は、ロータリー圧縮機１０の側方に固定されているが、圧縮機はロータリー圧縮機１０に限らずに、回転体が回転して冷媒を圧縮する圧縮機であれば良く、例えば、スクロール圧縮機などに対しても効果的である。

１０ロータリー圧縮機１０
２２駆動軸（回転軸）
８０アキュムレータ
８１容器本体
８３冷媒出口管（Ｌ字型配管部材）
８３ａ第１直線部分
８３ｂ曲線部分
８３ｃ第２直線部分
Ｌ１第１方向（圧縮機の回転軸方向）
Ｌ２第２方向（圧縮機の径方向）
Ｌ３第３方向（回転軸方向および径方向に略直交する方向）

特許第３３２８９５２号公報特開平７−１８９９６５号公報

Claims

容器本体（８１）と、
圧縮機（１０）の側面から前記圧縮機の径方向（Ｌ２）外側に延びる第１直線部分（８３ａ）と、前記第１直線部分から略直角に曲がる曲線部分（８３ｂ）と、前記曲線部分から前記圧縮機の回転軸方向（Ｌ１）に沿ってさらに延び、その先端が前記容器本体の内部空間に位置する第２直線部分（８３ｃ）とを有するＬ字型配管部材（８３）と、
を備え、
前記Ｌ字型配管部材は、少なくとも前記第２直線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）に沿っている、
アキュムレータ（８０）。
前記Ｌ字型配管部材は、前記曲線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）に沿っている、
請求項１に記載のアキュムレータ（８０）。
前記Ｌ字型配管部材は、前記第１直線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）に沿っている、
請求項１または２に記載のアキュムレータ（８０）。
前記Ｌ字型配管部材は、断面が楕円形状または長円形状の配管を折り曲げたものである、
請求項１から３のいずれかに記載のアキュムレータ（８０）。
前記Ｌ字型配管部材は、前記配管を短軸方向に折り曲げたものである、
請求項４に記載のアキュムレータ（８０）。
前記容器本体（８１）の下部には、出口開口（８１ｂ）が開けられ、
前記Ｌ字型配管部材（８３）は、前記出口開口（８１ｂ）および前記圧縮機（１０）の吸入口（３３）のみにより支持されている、
請求項１から５のいずれかに記載のアキュムレータ（８０）。
少なくとも前記第２直線部分の断面が楕円形状または長円形状であり、楕円形状または長円形状の長軸が前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）に沿っていることによって、前記第２直線部分の前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）の固有振動モードの周波数が上がり、前記第２直線部分の前記径方向の固有振動モードの周波数が下がって、前記第２直線部分において前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）の固有振動数と前記径方向の固有振動数とが遠ざかっている、
請求項１から６のいずれかに記載のアキュムレータ（８０）。
請求項１から７のいずれかに記載のアキュムレータ（８０）と、
前記アキュムレータから吸入した冷媒を圧縮する前記圧縮機（１０）と、
を備えた圧縮装置。
容器本体（８１）と、
圧縮機（１０）の側面から延び、その先端が前記容器本体の内部空間に位置するＬ字型配管部材（８３）と、
を備え、
前記Ｌ字型配管部材は、前記圧縮機の回転軸方向（Ｌ１）および前記圧縮機の径方向（Ｌ２）に略直交する方向（Ｌ３）に沿う方向に対する剛性が、前記径方向（Ｌ２）に対する剛性よりも大きい、
アキュムレータ（８０）。
前記容器本体（８１）の下部には、出口開口（８１ｂ）が開けられ、
前記Ｌ字型配管部材（８３）は、前記出口開口（８１ｂ）および前記圧縮機（１０）の吸入口（３３）のみにより支持されている、
請求項９に記載のアキュムレータ（８０）。
前記圧縮機の回転軸方向（Ｌ１）および前記圧縮機の径方向（Ｌ２）に略直交する方向（Ｌ３）に沿う方向に対する前記Ｌ字型配管部材の剛性が、前記径方向（Ｌ２）に対する前記Ｌ字型配管部材の剛性よりも大きいことによって、前記第２直線部分の前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）の固有振動モードの周波数が上がり、前記第２直線部分の前記径方向の固有振動モードの周波数が下がって、前記第２直線部分において前記回転軸方向および前記径方向に略直交する方向（Ｌ３）の固有振動数と前記径方向の固有振動数とが遠ざかっている、
請求項９又は１０に記載のアキュムレータ（８０）。
請求項９から１１のいずれかに記載のアキュムレータ（８０）と、
前記アキュムレータから吸入した冷媒を圧縮する前記圧縮機（１０）と、
を備えた圧縮装置。