JPH04159490A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば、空気調和装置に適用される密閉型
のロータリ圧縮機に関し、加圧ガスの脈動を原因とする
異音の防止策に係るものである。

（従来の技術） この種のロータリ圧縮機は、特開昭６３−１６７０９５
号公報に開示されているように、密閉されたケーシング
の内部上下にモータと圧縮ユニットとを収容し、モータ
の出力軸を兼ねるクランク軸で圧縮ユニットのロータを
回転駆動し、吸引ガスを加圧送出するように構成されて
いる。すなわち、第１図に示すように、ケーシング（１
）の内部は、ロータ５を収容するロータハウジング（６
）で上下２室に区画されており、さらにロータハウジン
グ（６）より上方の区画室は、モータ（２）によって上
室（１９ｂ）と下室（１９ａ）とに区画されている。圧
縮ユニット（３）から吐出された加圧ガスは、モータ（
２）のロータ（２２）とステータ（２１）との間の隙間
（Ｅ）等を介して下室（１９ｇ）から上室（１９ｂ）へ
と送られ、上室（１９ｂ）に設けたガス出口（２３）か
ら導出される。

この種のロータリ圧縮機において、ロータハウジング（
６）を上下に挾むフロントプレート（８）およびリヤプ
レート（９）のそれぞれに、マフラ（１０）、　　（１
１）が設けられている。

（発明が解決しようとする課題） 上述したロータリ圧縮機において、ロータハウジング（
６）内の圧縮ガスは、規定された圧力に達して始めてリ
ード弁を押し開いて吐出される。

そのため、加圧ガスは脈動状態で吐出されて騒音を発生
する。この脈動現象は上下のマフラ（１０）、　　（１
１）によって緩和されるが、皆無にはできない。

そのため、ガスの脈動はモータ（２）を上下に挾む上室
（１９ｂ）および下室（１９ａ）にも伝わり、それぞれ
の区画内において周期的な圧力変動を生じさせる。特に
、単ロータ方式の圧縮ユニットの場合は、前記圧力変動
か顕著に現われる。

多くのロータリ圧縮機において、上記脈動を原因とする
異音の発生が認められおり、この異音は、試験と検証の
結果、下室の脈動と上室の脈動か共振し、しかも両脈動
が逆位相状態になった場合に発生していると考えられる
。

つまり、第８図に示すように、マフラ（１０）。

（１１）内の圧力脈動Ｐｏに対する下室（１９ａ）の１
次空間圧力脈動Ｐ１と上室（１９ｂ）の２次空間圧力脈
動Ｐごとの伝達特性において、Ａ点で共振周波数ｆｏが
生じ、下室（１９ａ）における圧力の変動周期と上室（
１９ｂ）における圧力の変動周期とが逆位相状態になる
ため、画室（１９ａ）、　　（１９ｂ）を区分するモー
タ（２）のロータに、変動周期に対応した上向きの力と
下向きの力とが交互に作用することとなり、これら上下
方向の繰り返し圧力によってロータの出力軸が上下動し
、例えば、出力軸が軸受と衝突して異音を発生していた
のである。

尚、従来のロータリ圧縮機において、ステータ（２１）
の磁気作用を利用して、ロータ（２２）および出力軸を
常時下方へ押し下げ付勢することが行われているが、こ
うした場合でも異音は発生しており、その防止策が望ま
れていた。

この発明は、上記に鑑み提案されたものであって、ケー
シング内の加圧ガス通路において脈動を吸収し減衰させ
ることにより、脈動を原因とする異音の発生を解消し、
密閉型のロータリ圧縮機の静粛性を向上することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明は、密閉された
ケーシング（１ンの内部にモータ（２）と、このモータ
（２）で回転駆動される圧縮ユニット（３）とが収容さ
れているロータリ圧縮機において、圧縮ユニット（３）
の吐出口（１３）と、ケーシング（１）に設けられたガ
ス出口（２３）との間の加圧ガス空間（２４）に臨んで
、この加圧ガス空間（２４）における脈動を吸収し減衰
する動吸振器（２５）が設けられていること、動吸振器
（２５）が、密閉状に区画された所定容量の吸振室（２
７）と、この吸振室（２７）と加圧ガス空間（２４）を
連通する直線通口（２８）とを有するヘルムホルツ共鳴
器で構成されていることを要件とする。

好ましくは、動吸振器（２５）を圧縮ユニット（３）に
付設されたマフラ（１０）の外面に設ける。

（作用） 上記の構成により、この発明では、ヘルムホルツ共鳴器
となる動吸振器（２５）が、特定の周波数の波動に対し
てこれを打消すように作用する。

従って、モータ（２）で区分された上室（１９ｂ）と下
室（１９ａ）の脈動が共振し、しかも逆位相になるとき
の波動状態に対応して、その吸振室（２７）の容積と、
直線通口（２８）の開口断面積および通口の実効長とを
設定しておけば、動吸振器（２５）が設けられた加圧ガ
ス空間（２４）において脈動を解消でき、これによりモ
ータ（２）のロータ（２２）に上下方向の交番力が作用
して異音を発生することを防止できる。

（実施例） 第１図ないし第３図は、この発明に係るロータリ圧縮機
の実施例を示す。

第１図および第２図において、ロータリ圧縮機は、密閉
バレル状のケーシング（１）と、これの内部上下に配設
されたモータ（２）および圧縮ユニット（３）とからな
り、モータ（２）の動力を垂直に配置されたクランク軸
（４）で圧縮ユニット（３）へ伝動し、そのロータ（５
）を回転駆動することにより、冷媒ガスを加圧送出でき
るようにしである。

圧縮ユニット（３）は、前記ロータ（５）を収容するロ
ータハウジング（６）と、ロータ（５）が収容されるロ
ータ室（７）の上下端を塞ぐフロントプレート（８）お
よびリヤプレート（９）と、これらプレート（８）、　
　（９）の外面に設けられた終段マフラ（１０）および
初段マフラ（１１）と、ロータ（５）に外接する仕切り
ブレード（１２）、およびロータ室（７）の吐出口（１
３）を開閉するり一ド弁（１４）などて構成されている
。

符号（１５）は、ガス入口である。

ロータハウジング（６）は、円盤状の金属ブロックから
なり、その内部には、ロータ室（７）以外にこれとガス
入口（１５）を連通ずる入口通路（１６）や上下のマフ
ラ（１０）、　　（１１）を接続する連通路（１７）な
どが形成されており、全体が移動不能にケーシング（１
）の内面に固定されている。このロータハウジング（１
）によって、ケーシング（１）の内部は下方の油室（１
８）と、上方のガス室（（１９）とに区分されている。

モータ（２）は前記ガス室（１９）の上下中央付近に配
置されており、そのステータ（２１）をケーシング（１
）の内面に固定し、ロータ（２２）をクランク軸（４）
の上端に固定している。つまり、クランク軸（４）はモ
ータ（２）の出力軸を兼ねている。ガス室（１９）の内
部は、モータ（２）によってこれより下方の下室（１９
ａ）と、モータ（２）より上方の上室（１９ｂ）とに区
分されており、これら両室（１９ａ）、　　（１９ｂ）
はロータ（２２）とステータ（２１）との間の小さな隙
間（Ｅ）等を介して連通している。上室（１９ｂ）に臨
むケーシング（１）の土壁にはエルボ状のガス出口（２
３）が設けられている。

上記のようなロータリ圧縮機において、脈動を原因とす
るクランク軸（４）による異音の発生を防ぐために、ロ
ータハウジング（６）の吐出口（１３）と、ケーシング
（１）の上部のガス出口（２３）との間の加圧ガス空間
（２４）中に、具体的には前記下室（１９ａ）に臨む終
段マフラ（１０）の外面上部に、ヘルムホルツ共鳴器か
らなる動吸振器（２５）を設けている。

第３図において、動吸振器（２５）は、終段マフラ（１
０）の外壁面（１０ａ）と、これを覆う容器状の吸振ケ
ース（２６）とによってマフラで構成され、その内部に
閉じた空間からなる吸振室（２７）と、この吸振室（２
７）を下室（１９ａ）に連通ずる直線状の通口、即ち直
線通口（２８）とを備えている。ここで、直線通口（２
８）の開口断面積をＳ、その実効長（第３図参照）を９
、吸振室（２７）の容積をＶとするとき、それぞれの値
が次式を満足するように動吸収器（２５）を構成する。

ｉｓ／　（Ｎ・Ｖ）１ ＝　（（２π）’／ＣＪ　　・ｆｏ’　　　　−・・■
但し、Ｃは音速、ｆｏは下室（１９ａ）と上室（１９ｂ
）の脈動が共振し、しかもそれぞれの位相か逆位相にな
るときの共振周波数（第８図Ａ点参照）である。この共
振周波数ｆｏは、ロータリ圧縮機を運転し上下両室（１
９ａ）、　　（１９ｂ）の内圧を計測することで決定す
る。

運転状態において、ロータ（５）で加圧されたガスはリ
ード弁（１４）弁を押し開いて初段マフラ（１１）、連
通路（１７）、終段マフラ（１０）を順に経て下室（１
９ｂ）へ吐出される。両マフラ（１１）、　　（１２）
によって吐出ガスの脈動は幾分抑えられるが、解消され
る訳ではない。そのため、下室（１９ａ）の内圧はロー
タ（５）の回転速度に対応した周期で大小に変動し、脈
動状態になっている。この脈動周波数が一定値（例えば
、１００Ｈｚ）に達すると、上室（１９ｂ）と下室（１
９ａ）とが気柱共鳴してそれぞれの脈動が共振し、しか
もそれぞれの位相が逆位相になる（第８図参照）。

このときの共振周波数の波動を減衰対象として動吸振器
（２５）が形成されている。従って、下室（１９ａ）の
脈動か前記共振周波数に達すると、王室（１９ａ）の脈
動が著しく緩和され、その圧力変動の最大値が大幅に減
少される。これにより、上室（１９ｂ）の圧力変動の最
大値も同様に減少される。その結果、モータ（２）のロ
ータ（５）をこれらの重量に逆って押し上げるだけの差
圧が上下両室（１９ａ）、　　（１９ｂ）間に生じるこ
とを解消でき、ロータ（５）の出力軸即ちクランク軸（
４）が上下にがたついて異音を発生することを一掃でき
る。

（別実施例） 動吸振器（２５）の構造および配設位置は種々に変更で
き、例えば、第４図ないし第７図に示す形態で実施でき
る。

第４図に示す動吸振器（２５）は終段マフラ（１０）の
周側壁（１０ｂ）の外面空間を利用して吸振室（２７）
を区画したものであり、とくに、ステータ（２１）とロ
ータハウジング（６）の上下間隔か小さい場合に、容易
に動吸振器（２５）を付加できるようにしたものである
。

第５図の動吸振器（２５）は第４図の動吸振器と基本形
態が同じであるが、直線通口（２８）を終段マフラ（１
０）の周側壁（１０ｂ）の側に突出形成する点か異って
いる。つまり、この場合は終段マフラ（１０）内の脈動
を減衰することで異音の発生を防いでいる。

第６図における動吸振器（２５）は、ロータハウジング
（６）の肉壁を利用して吸振室（２７）を形成し、この
吸振室（２７）と終段マフラ（１０）の内部とを、フロ
ントプレート（８）に設けた直線通口（２８）で連通し
たものである。この実施例では、吸振室（２７）の容積
を正確に設定でき、しかもロータリ圧縮機の軽量化にも
役立つ。

直線通口（２８）は、初段マフラ（１１）の内部に連通
させてあってもよい。

第７図においては、動吸振器（２５）を上室（１９ｂ）
に配置する点が先の各実施例と異る。

詳しくは、吸振ケース（２６）をケーシング（１）の土
壁内面に固定して吸振室（２７）を区画し、この吸振室
（２７）と上室（１９ｂ）とを直線通口（２８）で連通
した。このように、動吸振器（２５）を上室（１９ｂ）
に設ける形態では、吸振室（２７）の容積を大きく設定
できる点に特徴を有する。

上記の各別実施例から理解できるように、動吸振器（２
５）は、圧縮ユニット（３）の吐出口（１３）からケー
シング（１）に設けられたガス出口（２３）との間の加
圧ガス空間（２４）中のどこに設けてあってもよく、必
要があれば、ケーシング（１）の外面に設けることもで
きる。また、動吸振器（２５）は、例えは、上下画室（
１９ａ）、　　（１９ｂ）のそれぞれに設けるなど、複
数個所に設けることもできる。

この発明は、複数個のロータ５を備えているロータリ圧
縮機にも適用できる。

（発明の効果） 以上、説明したように、この発明では、ケーシング（１
）内の加圧ガス空間（２４）に臨んで、ヘルムホルツ共
鳴器型の動吸振器（２５）を設け、動吸振器（２５）の
減衰作用によって問題となる共振周波数における脈動の
圧力変動を充分に小さくできるようにした。これにより
、前記脈動を原因としてモータ（２）のロータ（２２）
に上下方向の繰り返し戻力が作用し、そのクランク軸（
出力軸）（４）が上下に付いて異音を発生することを解
消でき、密閉型のロークリ圧縮機の静粛性を向上できる
こととなった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係るロータリ圧縮機の
実施例を示し、第１図はロータリ圧縮機の縦断正面図、
第２図は第１図おけるＡ−Ａ線断面図、第３図は動吸振
器の詳細構造を示す断面図である。 第４図、第５図、第６図及び第７図は、それぞれ動吸振
器の別実施例を示す要部の断面図である。 第８図は、マフラ内の圧力脈動ＰＯに対する１次空間圧
力脈動Ｐ１及び２次空間圧力脈動Ｐ２の伝達特性図であ
る。 （１）・・・ケーシング （２）・・・モータ （３）・・・圧縮ユニット （４）・・・クランク軸 （１０）・・・終段マフラ （１１）・・・初段マフラ （１３）・・・吐出口 （１９ａ）・・・下室 （１９ｂ）・・・上室 （２３）・・・ガス出口 （２４）・・・加圧ガス空間 （２５）・・・動吸振器 （２７）・・・吸振室 （２８）・・・直線通口 第２図 第３図 （１）・・ケーシング （２）・・・モータ （３）・・圧縮ユニット （４）・・クランク軸 （１０）・・終段マフラ （１１）・・・初段マフラ （１３）・・吐出口 （１９ａ）・・下室 （１９ｂ）・・・上室 （２３）・・・ガス出口 （２４）・・・加圧ガス空間 （２５）・・・動吸振器 （２７）・・吸振室 （２８）・・直線通口 ［−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉されたケーシング（１）の内部にモータ（２
   ）と、このモータ（２）で回転駆動される圧縮ユニット
   （３）とが収容されているロータリ圧縮機であって、 圧縮ユニット（３）の吐出口（１３）と、ケーシング（
   １）に設けられたガス出口（２３）との間の加圧ガス空
   間（２４）に臨んで、この加圧ガス空間（２４）におけ
   る脈動を吸収し減衰する動吸振器（２５）が設けられて
   おり、動吸振器（２５）が、密閉状に区画された所定容
   量の吸振室（２７）と、この吸振室（２７）と加圧ガス
   空間（２４）を連通する直線通口（２８）とを備えて構
   成されていることを特徴とするロータリ圧縮機。
2. （２）動吸振器（２５）が圧縮ユニット（３）に付設さ
   れたマフラ（１０）の外面に設けられていることを特徴
   とする請求項（１）項記載のロータリ圧縮機。