JPH04219499A - 遠心圧縮機の騒音減衰装置用の吸音材を予め圧縮する方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に遠心圧縮機に係
り、特に、遠心圧縮機の排出管に配設される消音装置の
吸音材料を予め圧縮する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型の空調システムに使用される型の遠
心圧縮機は、モータ、歯車装置、凝縮器や蒸発器のシェ
ル及び排出配管を含んでいる取付コンポーネント、及び
遠心圧縮機から発する騒音や振動を創り出す多くのコン
ポーネントを有する。これらの騒音を最小化するような
設計上の考慮に加えて、普通、外部表面に与えられる遅
延材あるいは圧縮機の排出管内に置かれている排出管消
音器（すなわち、ファイバグラス、鉱物繊維、またはダ
クロン（Ｄａｃｒｏｎ）などの音響的吸収材）によって
、音を低減するといったことが、行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのような吸収材料は
、本来的に圧縮機を通る圧縮流体の流れに暴露され、保
護手段が設けられていない場合には浸食してしまう虞れ
がある。例えば、普通に使用されるファイバグラス吸収
材は、一般的に極めてこわれ易く、適切な圧縮予荷重を
与えていない場合には、圧縮機の運転において通常起こ
り得る移動に対して適切に支持されない。

【０００４】ファイバグラス吸収材の浸食防止手段の１
つとして、移動に対してその吸収材を安定化させるため
、その片側に保護素子を使用するものがある。例えば、
多孔金属がファイバグラスの片側に挟み込まれ、さらに
、スクリーンとファイバグラス布構造が付加される手段
である。しかし、ファイバグラス布もまたこわれ易く、
その粒子が好ましくない方法でシステム内に入り込むこ
とがわかった。さらに、ファイバグラス布の浸食が進行
すると、その多孔材の穴を介しての圧縮流体の運動が、
包囲された吸収材に直接作用するようになり、ファイバ
グラスを同じように浸食せしめる。この浸食の問題は、
吸収素子及び保護素子の双方に対する材料が、それらが
必然的に浸積される冷媒及び潤滑剤と相互共存し得ると
いう要求によって、一層複雑化される。

【０００５】消音装置を圧縮機の排出管に設置するため
の通常のやり方は、その装置全体を溶接などにより排出
管の内壁に強固に取り付ける方法である。排出管の径は
比較的小さく、そして、その排出管内の軸方向位置に消
音装置を置くことが望ましいため、管への接近が厳しく
制限され、それによって取り付けが複雑になっている。 さらに、通常要求される如く、溶接が、消音装置内の吸
収材の付近で実行される時、吸収材がその熱によって損
傷を受け得る。

【０００６】消音装置を直接排出管に備え付けるのでは
なく、消音装置を組み込んだ管状構造からなる完全なリ
プレース部を組み込み、その部分を除去するという別の
やり方がある。その様なユニットは、かみ合いフランジ
によって通例的に取り付けられる。従って、そのような
やり方は、比較的高価であり、時間や材料の大幅な消費
を伴う。

【０００７】消音装置の所望の効率特性を得るためには
、排出管内に比較的厚い吸収パッドを与える必要がある
ことがわかっている。一方で、そのような厚いパッド及
びその保護素子から生ずる流れを不用意に制限しないよ
うに、球根状に膨らんだ構造が度々その消音装置周囲に
設けられ、それによってその消音装置を横切って生ずる
圧力降下を低減している。もちろん、これは、システム
にかかる実質的費用を増加させることになる。

【０００８】浸食を取り除くための公知の方法の１つに
、通常の圧縮機運転において生ずる流量や圧力状態に曝
露される時に、移動または振動を受け得ないように、吸
収材に予め荷重を与えるやり方がある。この材料に予荷
重を付与することは、消音装置のフレーム構造内でそれ
を圧縮することによって実行される。これは、例えば、
ファイバグラス材をフレーム構造内に組み入れ、その後
、そのフレーム構造を適切に圧縮し、溶接、絞め具など
を使用してこの圧縮された状態を永久に維持することに
よって実施される。

【０００９】このプロセスは、時間を費やすと共に、高
価であり、容易に、吸収材の圧縮度を変化させ得ること
になる。さらに、ファイバグラス素子を取り換えること
が、不可能でなくとも困難であり、消音装置のフレーム
構造全体を廃棄し、取り換える必要がある。

【００１０】従って、本発明の目的は、改善された遠心
圧縮機用消音装置及びその取り付け方法を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
れば、簡潔には、遠心圧縮機排出管消音器の吸収ファイ
バグラス素子は、次のステップを含む方法によって予荷
重を与えられる。すなわち、その方法は、圧縮機排出管
に、所定の内部厚及びその一端に開口を持つフレームを
与えること、包囲している保護素子を持つ吸収ファイバ
グラス材を含む減衰パッケージの一端を、フレームの所
定内部厚よりも薄くなるまで圧縮すること、その圧縮さ
れた端部をフレーム開口端中に挿入すること、そして、
減衰パッケージが、その全長に沿って、フレームの所定
の内部厚に圧縮され、包囲されたファイバグラス材が、
それによって予荷重状態に圧縮されるように、減衰パッ
ケージの残部をフレーム中に押し込むことからなる。

【００１２】

【実施例】図１を参照する。本発明は、一般に符号１０
で示され、遠心圧縮機１２の水平排出管１１内に据え付
けられている。遠心圧縮機１２は、従来の方法で動作し
、冷媒蒸気を圧縮し、その後、その冷媒をディフューザ
（図示せず）を介して、うず巻き型構造１３に流入させ
る。その後、その圧縮された冷媒蒸気は、そのうず巻き
型構造１３から水平排出管１１を介して垂直排出管１４
を通過し、さらに凝縮器（図示せず）に向かう。垂直排
出管１４は、フランジ１６によって凝縮器に固定されて
いる。本発明の消音装置１７は、フレーム１８によって
水平排出管１１内に設置される。このことは、図２から
一層明確に理解され得る。

【００１３】図１及び図２に組込状態で示され、図３に
未組込状態で示されているフレーム１８は、縦材２１及
び２２と、相互接続横材２３から成るＵ字型胴体を含ん
でいる。横材２３の長さは、水平排出管１１の直径に等
しい。縦材２１及び２２は、水平排出管の長さに沿って
軸方向に配列され、フレーム１８及びそこに配設された
消音装置１７が水平排出管１１内の実質的に中心に配列
されるように、図２に示される如く、溶接などによって
、水平排出管の頂部及び底部内面に固定されている。

【００１４】また、溶接などによって、それぞれ縦材２
１及び２２の内側に取り付けられたベースサイドを有す
る一対のＵ字型チャネル２４及び２６が、フレーム１８
の一部を形成している。Ｕ字型チャネル２４及び２６の
開放側は、内方向を向き、それぞれの脚２９、３１及び
３２、３３と共に、対向して配置された中間部材２７及
び２８が、内部に消音装置１７を受け入れるための空洞
３４を形成している。図３に示される如く、Ｕ字型チャ
ネル２４及び２６の一端は、後述の方法で、消音装置１
７の挿入を容易にするように、開放されている。その観
点において、脚２９及び３１間、及び脚３２及び３３間
の横方向距離は、消音装置１７内の吸音材を所望の度合
に予圧縮できるように、所定の大きさになっている。

【００１５】次に、図３を参照する。この図には、消音
装置１７が、分解された形態で示されている。その消音
装置１７は、金属分割板３８をそれらの間に有するファ
イバグラスパッド３６及び３７、ワイヤスクリーン４１
及び４２、多孔金属シート４３及び４４、そして外部及
び内部ケーシング部材４６及び４７を含んでいる。図示
の如く、これらの素子は、全て直列に組み立てられてお
り、比較的圧縮されない状態でケーシング部材４６及び
４７内に固定されている。ファイバグラスパッド３６及
び３７を予圧縮の状態にし、それによって浸食の発生を
低減するように、それらが記述される方法で組み込まれ
る時に、遠心圧縮機排出管への組み込み用としてそれら
が保管され輸送され得るように、比較的圧縮されない状
態でケーシング部材４６及び４７内に固定される。

【００１６】次に、個々の素子についてさらに詳細に考
察する。ファイバグラスパッド３６及び３７は、消音装
置１７の吸音素子である。残りの部分の構造は、主とし
て、ファイバグラスパッド３６及び３７の容器及び保護
構造として働く。適切であることがわかった特別の材料
は、圧縮される前に立方フィート当たり６ポンドの密度
と、約２分の１インチの厚さを持つオーウェンズ・コー
ニングから出されている＃７０５として商用されている
ものである。

【００１７】金属分割板３８は、消音装置１７を２個の
分離した吸音装置に、音響的に分離するように機能する
。それらは、結合して、単一ユニットと比較して実質的
に増大した減衰レベルを与えるように、各々互いに実質
的に独立に機能する。分割板３７に適することがわかっ
た材料は、２０ゲージシート金属である。所望の場合、
側部４８及び４９が、ファイバグラスパッドの横方向を
抑制する目的で分割板３８に設けられ得る。

【００１８】保護ワイアスクリーン及び多孔金属シート
をもってしても、ファイバグラスパッド３６及び３７は
、高圧冷媒蒸気が排出管を通過する際に侵食を受け易い
ことが、出願人によって認識された。そのため、保護布
バッグ３９が、ファイバグラスパッド３６及び３７と分
割板３８の結合体を完全に取り囲むようにして置かれる
。これは、布をその結合体周囲に折りたたむことによっ
て実行され、縫い目５１で示される如く、３つの開口側
を縫っている。この目的に適することがわかった材料は
、スターンアンドスターンテキスタイルズ、ホーネル、
ＮＹから出され、ＨＴ−５として商用されている精細織
りのノメックス（Ｎｏｍｅｘ）布である。この材料は、
壊れず、疲労抵抗があり、典型的な運転状態において優
れた耐久性を示すことがわかった。

【００１９】スクリーン４１及び４２は、布バッグ３９
の外側と境を接して、それに近接して置かれている。こ
の目的に対して適切であることがわかった材料は、．０
１０インチ直径ワイヤ×３６％自由面積、４０×４０メ
ッシュのステンレス鋼（３０２／３０４）である。

【００２０】スクリーン４１及び４２の外側と境を接し
て置かれる多孔金属シート４３及び４４は、好ましくは
、２０ゲージシート金属から作られる。それらの穴は、
２２−１／２パーセント開口を持つ中心間距離１／８イ
ンチで約．０６インチの直径が好適である。

【００２１】ケーシング部材４６及び４７の機能は、単
に、上述の内部素子を抑制することにある。内側ケーシ
ング部材４７は、多孔板、スクリーン、及びファイバグ
ラスパッドの端を覆う側部を有し、外側ケーシング４６
は、オーバラップした形で内側ケーシングをその外側ケ
ーシングに適合させるために、大きさがわずかに大きく
なっている。複数個のタブ５２が、外部ケーシング部材
４６の側部に設けられ、組み立て過程の最終ステップと
して、内部ケーシング部材４７の端を越えて曲げられる
ことによって、装置全体を組み込み状態に固定する。そ
の結果でき上がったものは、比較的ゆるく組み立てられ
（すなわち、もしあるとしても、ファイバグラスパッド
３６及び３７に非常に小さな予圧縮を与えている）、不
用意に分解することなく保管され、輸送され得る消音装
置パッケージになっている。それから、後述されるよう
に、その装置が圧縮機フレーム装置１８に装架されると
き、ファイバグラスパッド３６及び３７が予圧縮される
。

【００２２】消音装置の変形例が図４に示されている。 この例では、多孔金属板４３及び４４の特徴と図３の外
側及び内側フレーム４６及び４７の特徴が結合されるよ
うに内側及び外側ケーシング５３及び５４が、完全に多
孔金属から構成されている。この例では、比較的重い外
側及び内側ケーシング４６及び４７が、実質的に軽い多
孔金属材で取って代わられているので、部品点数が削減
されると共に、重さが実質的に低減されることになる。 内側及び外側ケーシング５３及び５４は、図５に示され
るような特徴を導入することによって固定される。

【００２３】一側部を形成している残留リブ５８を持つ
矩形開口５７が、内側ケーシング５３の端部５６の各々
に形成されている。１個だけが図５に符号６１で示され
ている一対のタブが、外部ケーシング部材５４の端部５
９の対応する位置に形成されている。これらは、端６２
に沿って切断し、その後、内側ケーシング５３が外側ケ
ーシング５４中に置かれる時、端部５９が一時的に内方
向へ変形し、タブ６１をリブ５８さらに開口５７内に滑
り込ませ、その後、端６２がリブ５８の端とロックする
関係で係合するように、タブ６１を内方向に曲げること
によって、簡単に形成される。その後、何らかの理由で
解体が必要とされる場合には、内側ケーシング部材端部
５６が、外側ケーシング部材５４を取り除かせるように
、タブ６１がリブ５８からはずされるように、一時的に
内方向に変形され得る。

【００２４】フレーム１８と消音装置１７の代替実施例
について説明したが、次に、消音装置１７をフレーム１
８中に組み込むことによって、ファイバグラスパッド３
６及び３７が予圧縮される方法について説明する。この
方法は、図３に示されたような消音装置１７を参照する
が、同じプロセスが図４に示されたような消音装置１７
の代替実施例の予圧縮プロセスにも適用可能である。

【００２５】フレーム１８を図１１に示すように圧縮機
１２の水平排出管１１に組み込むために、排出管がうず
巻き型体１３に多数のボルト６４によって締結される前
に、フレームが水平排出管１１の一端６３中に挿入され
る。その後、フレーム１８は、図２に示されているよう
に配設されたＵ字型チャネル２４及び２６と整合される
。Ｕ字型チャネル２７及び２８によって部分的に形成さ
れる如く、空洞３４は、図３に示される如く、Ｕ字型チ
ャネル２７の各々脚２９及び３１及びＵ字型チャネル２
８の脚３２及び３３によって形成されるように、所定の
横方向の大きさ「ｄ」を有する。この大きさ「ｄ」は、
外側及び内側ケーシング部材４６及び４７の外面間で計
測され、組み立てられた消音装置１７の対応する横方向
の大きさよりも小さい。また、この大きさ「ｄ」は、フ
ァイバグラスパッド３６及び３７が所望の程度に横方向
に予圧縮される時、消音装置１７の横方向厚さがその大
きさ「ｄ」に実質的に等しいように、消音装置１７の所
望の横方向大きさの関数として確立される。図６にブロ
ック６６で示される如く、空洞３４の境界を形成するよ
うにフレーム１８が組み込まれた後、組み立てられた消
音装置１７は、水平排出管１１の一端に、そして空洞３
４内に挿入される（ブロック６７）。比較的圧縮されて
いない状態における消音装置１７の横方向厚さは、空洞
３４の大きさ「ｄ」よりも大きいので、それを空洞３４
に設置するために、消音装置１７を予圧縮することが必
要である。これは、手によって消音装置１７の一端を予
圧縮すること、すなわち外側及び内側部材４６及び４７
を一緒にそれらの一端に圧力を加え、それによってそれ
らの一端にあるファイバグラスパッドを予圧縮すること
によって実施される。その後、その端を予圧縮状態に保
持しながら、空洞３４中に挿入する。Ｕ字型チャネルの
脚２９、３１及び３２、３３は、各外側及び内側フレー
ム部材４６及び４７の外側と係合する。これは、図６の
ブロック６８に示される。一度、消音装置が空洞３４内
に入り始めると消音装置が完全に空洞３４内に含まれる
まで、くさびを打ち込むようにして、Ｕ字型チャネル内
に押し込められ得る（ブロック６９）。そのプロセスで
は、ファイバグラスパッド３６及び３７が、その全長に
沿って所望の予圧縮度まで予圧縮される。

【００２６】上述の特定のファイバグラス材料に対して
は、予圧縮度は、２０−３０体積パーセントの範囲にあ
ることが好ましい。圧縮機１２の運転で生ずる高圧ガス
に対する長期の露出によって起こる浸食に対する感受性
が実質的に低減されるように、ファイバグラスパッド３
６及び３７は、この予圧縮状態に維持される。

【００２７】消音装置１７の構造及びそれを排出管１１
に設置する方法について説明したが、次に、高い効率特
性を得るため、排出管１１内での特別な設置法について
説明する。

【００２８】この観点では、発生される音の幾つかが、
排出管１１の壁を通過するように、径方向に外側に向か
って発せられる傾向があることが認識されるべきである
。ほとんどの発生音は、システム内の圧縮されたガスに
よって運ばれ、その圧縮ガスと共に、排出管１１の軸に
沿って進行する。この点で、排出管１１の形状及び消音
装置１７の特別な設置法は、システムの吸音特性を高め
るように選択された。図１を参照する。排出管１１は、
９０度曲がっており、消音装置１１は、流体と共に進行
する音波の水平成分が、矢印によって示されるように、
壁１５から後方に強く反射され、それによって、音波を
再び消音装置１７を通過させ、さらに多くの音が吸収さ
れるように、上述の曲がり角近くに置かれる。その後、
音の一部は、再び圧縮流体と共に運ばれ、再び壁１５か
ら反射される。その水平成分は、再び反射されて消音装
置１７に戻される。従って、壁１５が流れの方向に実質
的に垂直に設置されている場合、多量の音が消音装置１
７を多数回通過させられ、消音装置を１回だけ通過する
ものよりも、一層多くの音が吸収されるようになる。

【００２９】さて、次に図７乃至図９を参照する。これ
らの図は、音の幾つかが排出管１１の表面から後方に反
射されるという事実によって、高い効率が得られるよう
に、排出管１１内に消音装置１７を設置するための別の
可能な配列を示している。図１の実施例と同様に、消音
装置１７は、全ての場合に排出管１１内の曲がり角部分
７０が多通路効果に寄与せず、他の部分７１が音が矢印
によって示されているように反射され、それによって再
度消音装置１７を通過せしめられるように、消音装置１
７と垂直に配置されるように曲げられている。従って、
反射作用は、図１の実施例と比べて幾分低減されるが、
そのパイプ構造は、高い吸音をもたらすように音の幾つ
かを後方に反射する効果をまだ有している。

【００３０】図８及び図９の実施例では、消音装置１７
が曲がり角の下流に置かれている。また、その曲がり角
は、９０度よりも小さくなっている。しかし、排出管１
１の内面は、消音装置１７を多数回通過するように音波
を反射させるようになっている。図８において、音波は
壁７２に当たり、消音装置１７を１回通過する。その後
、その音波は外壁７３から反射され、消音装置１７の２
回目通過を行う。そして、壁７２が再びその音波を反射
し、少なくともそれらの音波の幾つかを３回目として消
音装置の一部分を通過せしめる。

【００３１】同様に、図９の実施例では、音波は、壁７
４から反射される前に消音装置１７を１回通過する。そ
の後、それらの音波は２回目の通過を行い、そして、壁
７６から反射され、その後、消音装置１７の３回目の通
過が行われる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、吸音材である例えばフ
ァイバグラス材が、簡単な方法で予め圧縮されるので、
安価でかつ耐久性のある消音装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をその内部に含んでいる遠心圧縮機の部
分断面図である。

【図２】図１の線２−２に沿って切り取られた本発明の
断面図である。

【図３】本発明の消音器及びフレーム部分の分解図であ
る。

【図４】本発明の変形実施例である。

【図５】本発明の変形実施例である。

【図６】消音装置に吸収材を予装荷する方法の概略説明
図である。

【図７】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。

【図８】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。

【図９】本発明に係る消音器設置構造の代替実施例の断
面図である。

【符号の説明】

１１　　水平排出管 １２　　遠心圧縮機 １３　　渦巻き構造 １４　　垂直排出管 １７　　消音装置 １８　　フレーム ３４　　空洞 ３６，３７　　ファイバグラスパッド ３９　　保護布バッグ ４１，４２　　スクリーン ４３，４４　　多孔金属シート ４６　　外側ケーシング部材 ４７　　内側ケーシング部材 ５３　　内側ケーシング部材 ５４　　外側ケーシング部材 ５７　　開口 ６１　　タブ ７２，７３，７４，７６　　壁

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　遠心圧縮機の排出管に使用するための
   騒音減衰装置の吸音材を予め圧縮する方法であって、騒
   音減衰装置を受け入れるための空洞を含むフレームを、
   上記排出管内に与えるステップと、横方向に圧縮可能な
   少なくとも一つの吸音材を与えるステップと、騒音減衰
   パッケージを形成するために、上記吸音材に横方向に隣
   接して置かれる多数の保護素子を与えるステップと、上
   記騒音減衰パッケージの一端にある吸音材を、上記吸音
   材と上記多数の保護素子の合成横方向厚さが所定の大き
   さよりも小さくなるまで、横方向に圧縮し、そして上記
   一端を上記空洞の開口端中に挿入するステップと、騒音
   減衰パッケージが、その全長に沿って所定の厚さにまで
   圧縮され、それによって、取り囲まれている吸音材が所
   望の予荷重状態に圧縮されるように、騒音減衰パッケー
   ジの残部を上記空洞中にくさびを打ち込むようにして押
   し込むステップとからなり、上記フレームが、上記空洞
   の横方向境界を確定させるための、排出管の軸方向に沿
   って延びかつその排出管の側壁に取り付けられる一対の
   対向する基礎部材を有し、上記基礎部材のそれぞれが一
   対の長軸方向に延び横方向に離れている脚部を有し、そ
   の脚部は上記空洞の横方向境界を確定し、上記横方向境
   界は所定の大きさを持ち、上記空洞は上記騒音減衰装置
   を上記フレームに挿入するための開口端を有し、さらに
   、上記吸音材と上記多数の保護素子の合成された横厚が
   上記所定の大きさよりも大きいことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の方法において、上記
   吸音材と上記多数の保護素子の合成された横厚が実質的
   に上記所定の大きさに等しい時、上記吸音材が少なくと
   も体積で２０パーセント圧縮されている状態になってい
   るよう、上記騒音減衰パッケージが圧縮されていること
   を特徴とする方法。
3. 【請求項３】　　請求項１に記載の方法において、上記
   フレームが一般に矩形であるあることを特徴とする方法
   。
4. 【請求項４】　　請求項１に記載の方法において、上記
   少なくとも一つの吸音ファイバグラス材が、一対の横方
   向に離れたファイバグラス素子からなることを特徴とす
   る方法。
5. 【請求項５】　　請求項４に記載の方法において、さら
   に、上記一対のファイバグラス素子間に金属分離体を与
   えるステップを含んでいることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】　　請求項１に記載の方法において、さら
   に、多数の保護素子を与える上記ステップが、上記吸音
   材の周囲に精細織布包囲体を与えるステップを含んでい
   ることを特徴とする方法。
7. 【請求項７】　　請求項６に記載の方法において、多数
   の保護素子を与える上記ステップが、布包囲体の各横方
   向側部にスクリーンを与えるステップを含んでいること
   を特徴とする方法。
8. 【請求項８】　　請求項２に記載の方法において、上記
   吸音材が、少なくとも立方フィート当たり６ポンドの密
   度を有することを特徴とする方法。
9. 【請求項９】　　消音装置の吸音材を予め圧縮する方法
   であって、各脚対と中間部材とによって空洞を形成して
   いる一対のＵ字型チャネルを有するフレームを与えるス
   テップと、消音装置の一端を、所定の大きさより小さい
   厚さまで横方向に圧縮することによって、吸音材を横方
   向に予圧縮するステップと、上記消音装置の外壁すなわ
   ち上記一端が、上記チャネルの脚の内壁と係合するよう
   に上記一端を上記空洞中に挿入するステップと、消音装
   置が、その全長に沿って上記所定の厚さまで圧縮される
   ように、消音装置の残部を上記空洞中に押し込むステッ
   プとからなり、両方の上記中間部材及び上記脚対が、平
   行に対向して配列され、その内部に消音装置を受け入れ
   るための上記空洞を形成し、各中間部材間の距離が、上
   記空洞の長軸方向境界を形成していると共に、上記チャ
   ネルの上記脚対の脚間の距離が、上記空洞の横方向境界
   を形成し、上記横方向境界が上記所定の大きさにあるこ
   とを特徴とする方法。