JP7128426B1 - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
圧縮機構(20)と、該圧縮機構(20)の圧縮室出口(26)と吐出管(8)の流入端との間に配置されるマフラ構造(M)とを備え、
前記マフラ構造(M)は、冷媒ガスが膨張と収縮とを繰り返すように直列に接続される第1マフラ部(S1)および第2マフラ部(S2)である圧縮機である。
前記マフラ構造(M)は、前記圧縮室出口(26)と吐出管(8)の流入端との間において、前記吐出管(8)の流入端よりも前記圧縮室出口(26)に近い位置に設けられる。
前記マフラ構造(M)による冷媒ガスの減衰周波数が3000Hz以下、または、減衰量が10DB以上である。
前記マフラ構造(M)による冷媒ガスの減衰周波数が2000Hz以下、または、減衰量が20DB以上である。
前記マフラ構造(M)は、容積が異なる第1膨張空間(S1)と第2膨張空間(S2)とを有し、
前記第1膨張空間(S1)は、前記第1マフラ部(S1)であり、
前記第2膨張空間(S2)は、前記第2マフラ部(S2)である。
前記圧縮機(10)の吐出側に開口(11a)が形成されるケーシング(11)と、
前記ケーシング(11)内に設けられる駆動軸(18)の軸端を保持する板部(27)と、
前記開口(11a)を塞ぐように前記ケーシング(11)に取り付けられると共に、前記板部(27)との間に消音室(SR)を形成する凹状のカバー部(31)とをさらに備え、
前記マフラ構造(M)が、前記消音室(SR)に設けられる。
前記第1膨張空間(S1)および前記第2膨張空間(S2)は、前記消音室(SR)に設けられた隔壁(37)によって形成される。
前記隔壁(37)は、前記板部(27)または前記カバー部(31)と一体に形成される。
前記隔壁(37)は、前記第1膨張空間(S1)と前記第2膨張空間(S2)とを仕切る第1隔壁(37b)を有し、
該第1隔壁(37b)には、前記第1膨張空間(S1)と前記第2膨張空間(S2)とを連通する第1開口(39a)が形成される。
前記マフラ構造(M)の流出端に接続されると共に、前記吐出管(8)の流入端に連通するパイプ(72)をさらに備える。
前記マフラ構造(M)は、
冷媒ガスが第1マフラ部(S1)と第2マフラ部(S2)とを流通する主流路(41)と、
冷媒ガスが前記主流路(41)から分流した後、該主流路(41)に合流する副流路(42)と
を備える。
前記マフラ構造(M)は、
冷媒ガスが第1マフラ部(S1)と第2マフラ部(S2)とを流通する主流路(41)と、
前記主流路(41)から分岐する分岐流路(43)とを備え、
前記分岐流路(43)の流出端は閉鎖されている。
前記マフラ構造(M)の流路長は、50mm~2000mmである。
前記第1マフラ部(S1)または前記第2マフラ部(S2)に設けられた消音材をさらに備える。
図1に示すように、実施形態に係る圧縮機(10)は、冷凍装置(1)の冷媒回路(3)に接続される。冷媒回路には、例えば、圧縮機(10)、放熱器(5)、減圧部(9)、蒸発器(6)が順に接続される。圧縮機(10)と放熱器(5)との間には、圧縮された冷媒が吐出される吐出管(8)が設けられる。冷媒回路は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。具体的には、圧縮機(10)で圧縮された冷媒が、放熱器(5)で放熱する。放熱した冷媒は、減圧部(9)で減圧される。減圧部(9)で減圧された冷媒は、蒸発器(6)で蒸発する。蒸発器(6)で蒸発した冷媒は、圧縮機(10)に吸入される。本例の圧縮機(10)は、油分離器(30)を有する。
圧縮機(10)は、冷媒を圧縮する。圧縮機(10)は、低圧のガス冷媒を吸入し、このガス冷媒を圧縮する。圧縮機(10)は、圧縮した後の高圧のガス冷媒を吐出する。図2に示すように、圧縮機(10)は、スクリュー圧縮機である。圧縮機(10)は、1つのスクリューロータ(22)を有するシングルスクリュー型である。圧縮機(10)は、1つのゲートロータ(23)を有する1ゲート型である。圧縮機(10)は、ケーシング(11)、電動機(15)、駆動軸(18)、及び圧縮機構(20)を備えている。
ケーシング(11)は、横長の筒状に形成される。ケーシング(11)の内部には、低圧室(L)と高圧室(H)とが形成される。低圧室(L)は、圧縮機構(20)に吸入される低圧のガス冷媒が流れる流路を構成する。高圧室(H)は、圧縮機構(20)から吐出された高圧のガス冷媒が流れる流路を構成する。
電動機(15)は、ケーシング(11)に収容される。電動機(15)は、ステータ(16)とロータ(17)とを有する。ステータ(16)は、ケーシング(11)の内壁に固定される。ロータ(17)は、ステータ(16)の内部に配置される。ロータ(17)の内部には駆動軸(18)が固定される。
駆動軸(18)は、電動機(15)と圧縮機構(20)とを連結する。駆動軸(18)は、ケーシング(11)の長手方向に沿って延びる。駆動軸(18)は、略水平方向に延びる。駆動軸(18)は、複数の軸受け(19)によって回転可能に支持される。駆動軸(18)のケーシング(11)の開口側の軸端は、ケーシング(11)内に配置されるベアリングホルダ(27)によって保持される。具体的に、駆動軸(18)の軸端は、ベアリングホルダ(27)に形成される軸受け(19)によって保持される。ベアリングホルダ(27)は、本開示の板部である。
圧縮機構(20)は、1つのシリンダ部(21)と、1つのスクリューロータ(22)と、1つのゲートロータ(23)とを有する。
油分離器(30)は、遠心力により冷媒から油を分離する遠心分離式である。油分離器(30)は、圧縮機構(20)から吐出された冷媒中から油を分離する。油分離器(30)は、カバー部(31)と、筒状の油分離器本体(50)と、曲がり管(70)とを備える。以下、図2および図3を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」に関する語句は、原則として、図3に示すカバー部(31)を正面から視た場合を基準とする。
カバー部(31)は、開口(11a)を塞ぐようにケーシング(11)に取り付けられる。カバー部(31)は、圧縮機(10)の高圧室(H)を塞ぐ。カバー部(31)は、ベアリングホルダ(27)との間に後述の消音室(SR)を形成する。カバー部(31)は、カバー本体(32)と、フランジ部(33)とを有する。
油分離器本体(50)は、筒状に形成される。厳密には、油分離器本体(50)は、中空円筒状に形成される。油分離器本体(50)の内部には、冷媒中から油を遠心力によって分離するための分離空間(51)が形成される。分離空間(51)には、曲がり管(70)を流れた冷媒が流入する。油分離器本体(50)は、外筒(52)と蓋部材(60)とを有する。
マフラ構造(M)について、図3、図4Aおよび図4Bを参照しながら説明する。図4Aおよび図4Bは、消音室(SR)に後述するマフラ(72)が取り付けられた状態を示す。なお、図4Aおよび図4Bでは、断面を示すハッチングを省略している。
消音室(SR)には、パイプ(72)が設けられる。
パイプ(72)は、内ダクト部(73)を有する。内ダクト部(73)は、パイプ(72)における第2開口から下方に向かって突出した部分である。パイプの流入端は、内ダクト部(73)に含まれる。内ダクトの長さをd2とする。
圧縮機構(20)の吐出口(26)から吐出された冷媒ガスは、流入口(44)を介して消音室(SR)に流入する。消音室(SR)に流入した冷媒ガスは、第1空間(S1)、第1小空間(ss1)、第2空間(S2)、パイプ(72)の順に流れる。冷媒ガスは、第1空間(S1)において膨張し、第1小空間(ss1)において収縮し、第2空間(S2)において膨張する。第1空間(S1)からパイプ(72)に流入した冷媒ガスは流出口(45)から流出する。
本実施形態のような圧縮機では、圧縮された高圧の冷媒が流れることによって吐出管に圧力脈動が発生する。この圧力脈動に起因して冷媒音が発生する。具体的に、圧力脈動は、スクリューロータの回転速度と、スクリューロータの歯数の積から定まる周波数成分を含む。スクリューロータの回転速度を変化させることによって、その回転速度に応じた周波数成分が発生するため、吐出管には、複数の周波数成分を含んだ圧力脈動が発生する。
変形例1に係る圧縮機(10)について図5Aおよび図5Bを参照しながら説明する。以下では、上記実施形態の圧縮機(10)と異なる構成について説明する。
流入口(44)から流入した後、第1空間(S1)を通る冷媒ガスの一部は、第1小空間(ss1)、第2空間(S2)、第2小空間(ss2)、第3空間(S3)、第3小空間(ss3)、第4空間(S4)を順に流れることにより、膨張と収縮とを繰り返す。第1空間(S1)を通る冷媒ガスの残部は、第4小空間(ss4)、第3空間(S3)、第3小空間(ss3)、第4空間(S4)を順に流れることにより、膨張と収縮とを繰り返す。
変形例2に係る圧縮機(10)について、図6Aおよび図6Bを参照しながら説明する。以下では、上記変形例1の圧縮機(10)と異なる構成について説明する。
流入口(44)から消音室(SR)に流入した冷媒ガスは、第1空間(S1)、第4小空間(ss4)、第3空間(S3)、第3小空間(ss3)、第4空間(S4)を順に流れることにより膨張と収縮とを繰り返す。第1分岐流路(43a)および第2分岐流路(43b)により音響共鳴周波数付近の音波の伝搬が遮断される。このことにより、主流路(41)を流れる冷媒ガスに発生する冷媒音のうち共鳴周波数と同じ周波数の冷媒音を抑えることができる。このように、本例では消音室(SR)に分岐流路(43)を設けることで、冷媒音の減衰効果を向上させることができる。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
S1 第1空間(第1マフラ部、第1膨張空間)
S2 第2空間(第2マフラ部、第2膨張空間)
8 吐出管
10 圧縮機
11 ケーシング
11a 開口
18 駆動軸
20 圧縮機構
26 吐出口(圧縮室出口)
27 ベアリングホルダ(板部)
31 カバー部
37 隔壁
37b 第1隔壁
38 吐出流路
41 主流路
42 副流路
43 分岐流路
72 パイプ
Claims (10)
- 圧縮機構(20)と、
該圧縮機構(20)の圧縮室出口(26)と吐出管(8)の流入端との間に配置され、冷媒ガスが膨張と収縮とを繰り返すように直列に接続される第1マフラ部(S1)と第2マフラ部(S2)を有するマフラ構造(M)とを備えた圧縮機であって、
前記圧縮機(10)の吐出側に開口(11a)が形成されるケーシング(11)と、
前記ケーシング(11)内に配置され、前記圧縮機(10)内に設けられる駆動軸(18)の軸端を保持する板部(27)と、
前記開口(11a)を塞ぐように前記ケーシング(11)に取り付けられると共に、前記板部(27)との間に消音室(SR)を形成する凹状のカバー部(31)と、
内部に油の分離空間(51)が形成される円筒状の胴部(53)を有する油分離器本体(50)とを有し、
前記マフラ構造(M)は、
前記消音室(SR)に設けられると共に、前記圧縮室出口(26)と吐出管(8)の流入端との間において、前記吐出管(8)の流入端よりも前記圧縮室出口(26)に近い位置に設けられ、かつ、容積が異なる第1膨張空間(S1)と第2膨張空間(S2)とを有し、
前記第1膨張空間(S1)は、前記第1マフラ部(S1)であり、
前記第2膨張空間(S2)は、前記第2マフラ部(S2)であり、
前記第1膨張空間(S1)および前記第2膨張空間(S2)は、前記消音室(SR)に設けられた隔壁(37)によって形成され、
前記カバー部(31)は、前記胴部(53)と一体に形成される圧縮機。 - 請求項1に記載の圧縮機において、
前記隔壁(37)は、前記板部(27)または前記カバー部(31)と一体に形成される圧縮機。 - 請求項2に記載の圧縮機において、
前記隔壁(37)は、前記第1膨張空間(S1)と前記第2膨張空間(S2)とを仕切る第1隔壁(37b)を有し、
該第1隔壁(37b)には、前記第1膨張空間(S1)と前記第2膨張空間(S2)とを連通する第1開口(39a)が形成される圧縮機。 - 請求項3に記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)の流出端に接続されると共に、前記吐出管(8)の流入端に連通するパイプ(72)をさらに備える圧縮機。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)による冷媒ガスの減衰周波数が3000Hz以下、または、減衰量が10DB以上である圧縮機。 - 請求項1~4のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)による冷媒ガスの減衰周波数が2000Hz以下、または、減衰量が20DB以上である圧縮機。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)は、
冷媒ガスが第1マフラ部(S1)と第2マフラ部(S2)とを流通する主流路(41)と、
冷媒ガスが前記主流路(41)から分岐した後、該主流路(41)に合流する副流路(42)と
を備える圧縮機。 - 請求項1~6のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)は、
冷媒ガスが第1マフラ部(S1)と第2マフラ部(S2)とを流通する主流路(41)と、
前記主流路(41)から分岐する分岐流路(43)とを備え、
前記分岐流路(43)の流出端は閉鎖されている圧縮機。 - 請求項1~8のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記マフラ構造(M)の流路長は、50mm~2000mmである圧縮機。 - 請求項1~9のいずれか1つに記載の圧縮機において、
前記第1マフラ部(S1)または前記第2マフラ部(S2)の内壁に設けられた消音材をさらに備える圧縮機。
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