JP7086347B2 - 圧縮機の防音構造およびこれを備えたヒートポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプ装置などの構成要素として用いられる圧縮機の防音構造、およびこの構造を備えたヒートポンプ装置に関する。

ヒートポンプ装置には、冷媒用の圧縮機が組み込まれるが、この圧縮機は、その駆動時に振動を生じ、騒音を発生させる。また、圧縮機には、アキュムレータが配管接続され、これらは互いに接近した横並び状とされる場合が多い。
そこで、従来においては、圧縮機の防音軽減対策手段として、シート状の防音材を圧縮機およびアキュムレータの外周側面に巻き付け、これらの周囲を一括して包囲する手段がある（たとえば、特許文献１，２を参照）。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、圧縮機が駆動されて振動すると、この圧縮機の中心からオフセットされた箇所に位置するアキュムレータは、圧縮機を中心として揺動（振動）する。この場合、アキュムレータの振幅は、圧縮機の振幅よりも大きくなりがちである。これでは、圧縮機およびアキュムレータの全体から発生する振動騒音が大きくなり、静寂性を向上させることが困難となる。また、前記したような振動が生じると、この振動が圧縮機やアキュムレータに接続されている配管に伝播し、この配管が大きなダメージ（繰り返し振動による応力・歪みの発生）を受ける虞もある。このような不具合は適切に解消されることが望まれる。

特許第５３９５１３６号公報 実開昭６１－１４７８１号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、構成が簡易な手段により、アキュムレータが圧縮機の振動に伴って大きく振動することを適切に抑制し、防振性能および騒音低減性能を優れたものとすることが可能な圧縮機の防音構造、およびこれを備えたヒートポンプ装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される圧縮機の防音構造は、圧縮機およびこの圧縮機に支持されて横並び状に設けられたアキュムレータと、これら圧縮機およびアキュムレータのそれぞれの外周側面を一括して包囲するように設定された防音材と、前記防音材の一部分どうしが重ね合わされ、かつ前記防音材の他の部分よりも厚手の部分とされた防音材重ね部と、を備えている、圧縮機の防音構造であって、前記防音材重ね部は、前記アキュムレータの外周側面のうち、前記圧縮機側とは反対の外側半分領域を覆う主要部と、この主要部の周方向両端部から前記圧縮機側に突出し、かつそれらの突出寸法が同一の一対の突出部と、を備えており、前記防音材は、前記圧縮機の外周側面を覆う部分よりも、前記アキュムレータの外周側面を覆う部分の方が厚手とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、圧縮機が駆動され、この圧縮機を中心としてアキュムレータが揺動する現象に対し、防音材重ね部は、アキュムレータ側の質量を多くし、アキュムレータの振動を抑制する防振用マスとしての役割を果たす。このため、アキュムレータの振動、ひいては圧縮機およびアキュムレータの全体の振動を従来よりも抑制し、振動騒音の低減を図ることができる。また、圧縮機やアキュムレータに連結されている配管に、大きな振動が伝播し、大きな繰り返し応力が発生するといった不具合も適切に解消することが可能である。
第２に、アキュムレータ側の質量を多くし、その防振を図るための手段として、防音材とは別の特殊な部材を用いる必要がなく、防音材を利用して防音材重ね部を構成している。したがって、製造コストが大幅に上昇することはなく、経済性にも優れる。

さらに、前記構成によれば、防音材重ね部を利用した質量の増加が、圧縮機の振動中心から遠く離れた位置において効率良く図られることにより、防振性をより優れたものとすることが可能である。

本発明において、好ましくは、前記防音材は、ゴム製または樹脂製の遮音シートと、この遮音シートの片面に積層された吸音材とを具備する可撓性シートである。

このような構成によれば、振動の抑制、振動に起因する騒音の低減効果に優れたものにできる他、遮音シートとして、その比重が比較的大きいものを用いることにより、防音材重ね部が優れた防振作用を発揮するように、その質量を十分大きなものとすることが可能である。

本発明の第２の側面により提供されるヒートポンプ装置は、本発明の第１の側面により提供される圧縮機の防音構造を備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される圧縮機の防音構造について述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係るヒートポンプ装置の一例を示す外観斜視図である。 図１に示すヒートポンプ装置の一部省略分解斜視図である。 （ａ）は、図１に示すヒートポンプ装置の圧縮機およびアキュムレータの取付け箇所の要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb－IIIb断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のIIIc－IIIc断面図である。 図３（ｂ）の平面断面図である。 図１に示すヒートポンプ装置の圧縮機およびアキュムレータの取付け箇所の要部分解斜視図である。 図１～図５に示す実施形態に対する第１対比例を示す要部平面図である。 （ａ）は、図１～図５に示す実施形態に対する第２対比例を示す要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIIb－VIIb断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示すヒートポンプ装置ＨＰは、外装ケース５内に、ＣＯ₂などを冷媒とする冷凍サイクルを構成する機器が収容された構成である。冷凍サイクルを構成する機器としては、ファン１０を利用して取り込まれる空気から熱を吸収する蒸発熱交換器１（蒸発器）、圧縮機２、湯水加熱用の凝縮熱交換器３、および膨張弁（不図示）がある。凝縮熱交換器３は、断熱ケース３０内に収容されている。
ヒートポンプ装置ＨＰは、圧縮機の防音構造Ａを備えている。この防音構造Ａにおいては、圧縮機２と、その冷媒吸い込み側に設けられたアキュムレータ４とが、防音材６によって一括して囲まれているが、その詳細については、後述する。

外装ケース５は、上面開口状の略直方体に形成され、かつ前面パネル５０ａを有する外装ケース本体５０と、この外装ケース本体５０の上面開口部を塞ぐ蓋部材５１とを組み合わせて構成されている。外装ケース５内は、縦仕切り板５２および横仕切り板５３によって複数の第１ないし第３の領域Ｒａ～Ｒｃに区画されており、第１の領域Ｒａには、ファン１０および蒸発熱交換器１が配され、かつ第２の領域Ｒｂには、圧縮機２やアキュムレータ４が設けられている。第３の領域Ｒｃには、凝縮熱交換器３が配されており、この凝縮熱交換器３には、圧縮機２の吐出側の配管９５が接続されている。アキュムレータ４には、蒸発熱交換器１を通過した冷媒が流入する配管９６が接続されている。

外装ケース５の側面部には、入水口９０および出湯口９１が設けられており、これらは配管９２を介して凝縮熱交換器３に接続されている。本実施形態のヒートポンプ装置ＨＰは、たとえば貯湯タンク式給湯装置の熱源として用いられるものであり、貯湯タンク（不図示）から入水口９０に供給された湯水は、凝縮熱交換器３に送られて加熱された後に、出湯口９１に到達し、前記貯湯タンクに戻されるように設定される。

圧縮機の防音構造Ａは、より詳細には、図３および図４に示すような構成である。
すなわち、圧縮機２は、台座部２０上に、略円柱状の圧縮機本体部２１が起立した姿勢で設けられ、かつその上部には駆動用のモータＭが取付けられた構成である。台座部２０は、外装ケース５の底壁部としての支持板部５９上に載置され、かつボルトまたはビスなどの締結部材５８を用いて支持板部５９に固定されている。アキュムレータ４は、圧縮機２に接近した横並び状に設けられた上で、接続部２８を介して圧縮機２に支持されており、また短寸の配管部９７を介して圧縮機２の吸い込み側に接続されている。

防音材６としては、従来既知の材質のものを用いることが可能である。本実施形態における防音材６は、図３（ｂ）の一部拡大断面図に示すように、ゴム製または樹脂製の遮音シート６ａの内面側となる片面に、不織布からなる吸音材６ｂが積層された可撓性シートである（ただし、他の図においては、防音材６を単層シートとして示している）。前記不織布には、フェルトも含まれる。

防音材６は、展開状態においては、略矩形のシート状であるが、圧縮機２およびアキュムレータ４の外周側面に巻き付けられて、それらの周囲を一括して包囲する上下開口の平面断面視ループ状に設定されている（図４も参照）。

ここで、本実施形態においては、防音材６に、防音材重ね部６０、および絞り用連結部６１が設けられている。以下、これらの詳細を説明する。

図４において、防音材重ね部６０は、防音材６の両端部（本発明でいう一部分どうしに相当）が互いに重ね合わされた部位であり、アキュムレータ４の外周側面のうち、圧縮機２側とは反対側の領域に設けられている。

好ましくは、図４の符号Ｓａで示すように、防音材重ね部６０が設けられる範囲は、アキュムレータ４の外周側面のうち、圧縮機２側とは反対側の半分領域以上の範囲とされている。換言すると、防音材重ね部６０は、図４に示すアキュムレータ４の中心線ＣＬから圧縮機２側に適当な寸法Ｌａだけ突出するように設けられている。防音材重ね部６０は、圧縮機２側には設けられておらず、防音材６は、圧縮機２側よりもアキュムレータ４側の方が厚手となっている。このような構成により、後述するように、防音材６のアキュムレータ４側の質量の増加によるアキュムレータ４の振動抑制作用を得ることができる。

防音材６を圧縮機２およびアキュムレータ４を囲むループ状に維持し、かつ防音材重ね部６０を適切に形成保持するための手段としては、防音材６の端部を、防音材６の他の部分に連結（接合を含む）すればよい。具体的には、絞り用連結部６１について後述する様々な連結手段（結束具や紐などを用いる手段、ステープラ止め、およびその他）と同様な手段を採用することが可能である。

防音材６は、その上部が圧縮機２およびアキュムレータ４よりも上方に位置する高さに設定されている。絞り用連結部６１は、防音材６の上部開口部６２を絞る部位であり、防音材６の上部の対向部６３ａ，６３ｂどうしが互いに接近または接触して連結された部位である。好ましくは、この絞り用連結部６１は、防音材６の上部のうち、圧縮機２およびアキュムレータ４の横並び方向における中間領域、より好ましくは略中央部に設けられている。

本実施形態においては、図５に示すように、防音材６の上部には、一対の孔部６４ａ，６４ｂが設けられ、かつこれら孔部６４ａ，６４ｂに、結束具（タイロック）６５を挿通させることにより、孔部６４ａ，６４ｂの形成箇所周辺部としての対向部６３ａ，６３ｂどうしを互いに接近または接触させた状態に連結している。防音材６のうち、圧縮機２およびアキュムレータ４の外周側面を囲む部分（図４を参照）と比較して、防音材６の上部開口部６２は、その開口面積がかなり小サイズに絞られている（図３（ａ）参照）。図面では、上部開口部６２が比較的開いた状態に示されているが、実際には、開口面積をさらに小さく絞った状態、あるいは全閉に近い状態に設定することも可能である。
結束具６５は、たとえば電気配線コードなどの結束に利用されるのと同様な汎用品である。ただし、絞り用連結部６１を構成すべく対向部６３ａ，６３ｂどうしを連結するための手段としては、他の手段を用いることができる。たとえば、防音材６に設けられた孔に結束具６５以外の紐などの部材を通す手段、紐と紐用係止具とを組み合わせて用いる手段、ステープラ止め、鋲止め、面ファスナを用いた接合、接着剤を用いた接合、クリップを用いて防音材の対向部どうしを挟み付ける手段など、種々の手段が挙げられ、様々な手段を採用することもできる。

図３（ｂ）において、防音材６は、圧縮機２側の下部が台座部２０上に載せられた配置とされている。防音材６のアキュムレータ４側の下部は、台座部２０からはみ出した格好であるが、支持板部５９の上面から適当な寸法Ｌｂだけ浮いた配置とされ、支持板部５９とは非接触とされている。絞り用連結部６１は、防音材６の上部開口部６２を絞ることに加え、図３（ｃ）に示すように、防音材６の上部近辺を幅狭状とし、防音材６の一部を圧縮機２やアキュムレータ４の上部に当接・係合させ、防音材６が下方に位置ずれすることを防止する役割をも果たすようになっている。このことにより、後述するように、防音材６が支持板部５９上の結露水に接触する不具合を解消することが可能となる。

次に、前記した圧縮機の防音構造Ａを備えたヒートポンプ装置ＨＰの作用について説明する。

まず、図６は、本実施形態に対する第１対比例を示しており、この第１対比例において
は、防音材６のアキュムレータ４側に防音材重ね部６０が設けられていない。防音材６の両端部の接続部６ｃは、たとえば圧縮機２側に設けられている。この第１対比例においては、アキュムレータ４が圧縮機２の中心（振動中心に略相当する）からオフセットされた配置にあるため、圧縮機２の振動の影響を受け、圧縮機２を中心とする矢印Ｎａの方向に大きな振幅で振動し易い。

これに対し、本実施形態によれば、図４に示すように、防音材重ね部６０は、質量の増大が図られた部分であり、アキュムレータ４側に位置する防振用のマスとしての役割を果たす。防音材重ね部６０は、アキュムレータ４の外周側面のうち、圧縮機２とは反対側の半分領域以上の範囲に設けられているため、防音材重ね部６０の防振用のマスとしての効果をより高めることが可能である。このようなことから、アキュムレータ４が、圧縮機２を中心として矢印Ｎａの方向に振動する際の振幅を小さくし、アキュムレータ４および圧縮機２の全体の振動低減を図ることが可能となる。これは、圧縮機２やアキュムレータ４に接続されている配管９５，９６に大きな繰り返し応力が発生することを防止し、それらにダメージを与えることを防止する上でも好ましいものとなる。

前記した防振作用を得るための防音材重ね部６０は、防音材６の端部どうしをアキュムレータ４の外周側面の位置で重ねただけの構成であり、特殊な部品類は用いられていない。したがって、製造コストが大きく上昇するといった不具合も適切に回避することが可能である。

図７は、第２対比例であり、この第２対比例においては、防音材６の上部に絞り用連結部６１が設けられていない。このため、この第２対比例においては、防音材６の上部開口部６２が絞られておらず、大きく開口している。このような状態においては、圧縮機２の振動騒音が上部開口部６２から防音材６の外部に漏出し、振動騒音が大きいものとなる。

これに対し、本実施形態によれば、図３（ａ）に示したように、防音材６の上部開口部６２は、小さな開口面積に絞られているため、前記第２対比例と比較すると、圧縮機２の振動騒音が上部開口部６２から外部に漏出し難くなる。したがって、振動騒音を低減することができる。防音材６の上部開口部６２を他の部材によって閉塞すれば、前記したのと同様な作用が得られるが、これでは部品コスト、製造コストが嵩む。これに対し、本実施形態では、そのような他の部材を用いることなく、防音材６に絞り用連結部６１を設けただけの簡易な構成とされているため、製造コストを廉価にする上でも好ましいものとなる。

また、前記第２対比例においては、圧縮機２の振動などに起因し、防音材６のうち、台座部２０からはみ出しているアキュムレータ４側の領域が下方に位置ずれし、その下端部が支持板部５９の上面に接触する虞がある。ヒートポンプ装置ＨＰにおいては、その内部において結露水が発生し、この結露水が支持板部５９上を流れる場合がある。したがって、前記第２対比例においては、防音材６が結露水に接触し、この結露水を吸い上げる結果、アキュムレータ４や圧縮機２が結露水に濡れてしまう虞がある。

これに対し、本実施形態によれば、図３（ｃ）に示したように、防音材６の上部が幅狭状に絞られ、防音材６の上部が圧縮機２やアキュムレータ４の上部に係合する結果、防音材６が圧縮機２やアキュムレータ４に相対して下方に位置ずれすることは適切に防止される。その結果、前記第２対比例とは異なり、防音材６の一部が下降して支持板部５９上の結露水に接触するようなこともない。
本実施形態においては、既述したように、防音材６のうち、アキュムレータ４側に防音材重ね部６０が設けられており、この部分の質量が大きいため、本来的には、アキュムレータ４側の部分が下方に位置ずれし易くなるが、絞り用連結部６１の存在により、そのよ
うな虞を適切に回避することが可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る圧縮機の防音構造、およびヒートポンプ装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

防音材は、ゴム製または樹脂製の遮音シートと吸音材とが積層された複数層構造のものが好ましいものの、これに限定されず、たとえば前記以外の素材からなる複数層構造のもの、あるいは単層シート構造のものなどとすることも可能である。
本発明においては、防音材６に絞り用連結部６１を設けることは必須要件ではなく、絞り用連結部６１を省略した構成とすることができる。

本発明に係る圧縮機の防音構造は、ヒートポンプ装置用に限定されず、ヒートポンプ装置以外の装置にも適用することが可能である。ヒートポンプ装置は、湯水加熱用に限定されず、たとえば空調用（エアコン用）を含む。

Ａ 圧縮機の防音構造
ＨＰ ヒートポンプ装置
２ 圧縮機
４ アキュムレータ
６ 防音材
６０ 防音材重ね部

Claims (3)

1. 圧縮機およびこの圧縮機に支持されて横並び状に設けられたアキュムレータと、
   これら圧縮機およびアキュムレータのそれぞれの外周側面を一括して包囲するように設定された防音材と、
   前記防音材の一部分どうしが重ね合わされ、かつ前記防音材の他の部分よりも厚手の部分とされた防音材重ね部と、
   を備えている、圧縮機の防音構造であって、
   前記防音材重ね部は、前記アキュムレータの外周側面のうち、前記圧縮機側とは反対の外側半分領域を覆う主要部と、この主要部の周方向両端部から前記圧縮機側に突出し、かつそれらの突出寸法が同一の一対の突出部と、を備えており、
   前記防音材は、前記圧縮機の外周側面を覆う部分よりも、前記アキュムレータの外周側面を覆う部分の方が厚手とされていることを特徴とする、圧縮機の防音構造。
2. 請求項１に記載の圧縮機の防音構造であって、
   前記防音材は、ゴム製または樹脂製の遮音シートと、この遮音シートの片面に積層された吸音材とを具備する可撓性シートである、圧縮機の防音構造。
3. 請求項１または２に記載の圧縮機の防音構造を備えていることを特徴とする、ヒートポンプ装置。

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