JPS63158377A - 圧縮配管ユニツトの振動系防止装置 - 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） 本発明は、主として空気調和機の室外機や、圧縮機内部
における圧縮配管ユニットの振動を防止するための機構
に関する。

（従来の技術） 一般に、空気調和機等にあっては、モータ等で従動され
る圧縮要素を内蔵した圧縮機と、該圧縮機の近傍に配設
される各種制御機器、例えば、該圧縮機からの吐出流体
及び該圧縮機への吸入流体の流路切換えを行う四路切換
弁、及び、該圧縮機への吸入流体の油分離を行うアキュ
ムレータ等を、ひとまとまりのユニットとして固定フレ
ーム内に支持し、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器と
接続するようにしている。

しかして、上記のごとくユニット化された前記圧縮機及
び各種制御機器は、前記各熱交換器との接続部の間で、
配管により互いに連結され、１亥配管と共に、前記固定
フレームに対し多自由度の振動系を構成することとなる
のである。

上記振動系は、云うまでもなくその振動によリ、前記配
管の付は根部分の折れや、ＩＡ音の発生等が問題となる
のであるが、従来、これらの問題に対しては、圧縮機等
を相互に連結する配管の途中部分に６曲部を設ける等の
配管の引回し等を変更して、振動系がもつ固有振動数を
シフトさせることにより、又、インバータタイプの圧縮
機においては、運転中に、振動が発生することとなる周
波数をスキップさせることにより、それぞれ回避するの
が一般的な解決策であった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記のように、配管の引回し等を変更するこ
ととした場合、冗長な配管を付加する必要性も生じ、そ
れ故配管構成が複雑になったり、装置が大型となるので
あるし、又、一旦配告を敷設した後は、その機種即ちそ
の振動系固有の、しかも特定の運転条件の基での振動モ
ードに対しては制振効果が期待できるものの、生産時に
生しる機種ごとの振動特性のバラツキや、あるいは、圧
縮機から吐出され前記振動系各部を流通する吐出流体の
挙動、即ち吐出圧力や吐出温度といった運転条件に基づ
た振動特性の変動に、良好に対処できないのであった。

又、圧縮機がインバータタイプであって、特定の周波数
をスキップすることとした場合にも、機種即ち振動系ご
との振動特性に応じて、そのスキップさせる周波数を設
定する必要があり、制振のための手段が汎用的でないの
であるし、又、上記したごとく吐出圧力や吐出温度の変
化といった振動特性に変動を与える要因に、更に運転周
波数という振動の加振周波数に直接的に影習を及ぼす要
因が追加されることとなって、時々刻々変動することと
なる運転条件にマツチした制振効果は到底期待できるも
のではなかった。

ところで、多自由度の振動系（１自由度の振動系は勿論
）にあっても、任意の加振周波数に対する振動モードは
、振動解析の手法として知られた実験モーダル解析とモ
ード合成法とを組合わせることにより明らかとすること
ができるのであり、この手法によって明らかとされる振
動エネルギーの大きな箇所（振動の蝮の部分）に、ダン
ピングを５えてやれば効果的に振動エネルギーを吸収で
きることが考えられるのである。

しかしながら、この場合、振動エネルギーの大きい箇所
にダンピング量の固定的なダンパーを取付けてみても、
基本的には一つの共振点に対しての振動吸収しか行えず
、更に、そのダンパーの介装位置が拘束点となって、新
たな振動モードを励起してしまう可能性もあって、必ず
しも所期の制振効果を達成できるものではないし、まし
てや、生産時に生じる個々の機種ごとの振動特性のバラ
ツキや、各種運転条件での振動特性の変動といった問題
に打ち勝って高精度な制振効果をあげることなどはでき
ないのであった。

本発明者は、上記問題点を解決するために、日々研究を
重ねた結果、振動の加振源となる圧縮機冴素を具備する
振動系にあっては、これに介装するダンパーのダンピン
グ量を、運転条件に応して随時に、しかもその運転条件
の変化に即応して変更してやれば高精度な制振効果を達
成できることを見い出し、この場合に、運転条件の変化
に即応してダンピング量を変更することのできるダンパ
ーとして、最近、カヤバエ業と東京大学との共同研究と
して新開発表（昭和６１年７月３日付、日経産業新聞）
等のあった磁性流体ダンパーが、その粘性変化によるダ
ンピング変化の応答性に優れている点に注目して、これ
を利用することとし、そのダンピング量を、運転周波数
、吐出圧力、あるいは吐出ｌ■度といった運転条件に基
づいて制御することとしたのである。

しかして、本発明の目的は、冗長な配管を施したり、周
波数をスキップさせたりといった不完全で繁雑な手段を
講じることもなく、生産時に生じる機種ごとの振動特性
のバラツキや、あるいは、運転周波数、吐出圧力、吐出
温度等といった運転条件による振動特性の変動に、良好
に対処して、高精度な制振効果を達成することのできる
圧縮配胃ユニットの振動系防止装置を提供する点にある
。

（問題点を鯉決するための手段） そこで本発明では、利用側熱交換器及び熱源側熱交換器
に接続する接続部（ｅｉ）（７）を備え、これら接続部
（６）（７）の間に、配管（４）と、該配管（４）を介
して接続する圧縮要素（１）とをもつ振動系（８）を介
装した圧縮配管ユニットの振動系防止装置であって、前
記振動系（８）と該振動系（８）を支持する固定フレー
ム（５）との間に、磁場の増減により粘性を変化する磁
性流体ダンパー（９）を介装する一方、該ダンパー（９
）の磁場を、前記圧縮要素（１）の運転条件に基づいて
増減し、前記振動系（８）のダンピング量を調節する制
御装置（１０）を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 圧縮要素（１）を備える振動系（８）と、固定フレーム
（５）との間に介装するダンパー（９）を磁性流体ダン
パーで構成し、そのダンピング量を、前記圧縮要素（１
）の運転条件に基づいて調節することにより、振動の加
振源となる前記圧縮要素（１）の運転条件に応じて随時
に、しかも該運転条件の変化に即応して、前記振動系（
８）の前記フレーム（５）に対するダンピング量を変更
できることとなって、量産時に生じる機種ごとの振動特
性のバラツキや、運転条件の変化による振動特性の変動
に影りされずに、実際の運転条件に対応した高精度な制
振が行えるのである。

（実施例） 第１図に示すものは、空気調和機の室外機として用いら
れる圧縮配管ユニットであって、圧縮要素を構成するイ
ンバータタイプの圧縮機（１）、該圧縮機（１）の吐出
及び吸入流体の流路ＩＲＪ換えを行う四路切換弁（２）
、及び該圧縮機（１）への吸入流体の油分離を行うアキ
ュムレータ（３）を、欠配する通り複数本の配管要素（
４ａ）〜（４ｅ）から成る配管（４）で相互に連結し、
固定フレーム（５）に支持したものである。

即ち、前記圧縮機（１）の吐出側から延びる吐出管（４
ａ）を、前記四路切換弁（２）の入カポ−）（２１）に
接続すると共に、該四路切換弁（２）の出力ボート（２
２）から延びる第１吸入″Ｌ？　（４ｂ　）を、前記ア
キュムレータ（３）の入力側に接続し、かつ、該アキュ
ムレータ（３）の出力側から延びる第２吸入管（４Ｃ）
を、前記圧縮機（１）の吸入側に接続する一方、前記四
路切換弁（２）の二つの切換ポート（２３）（２４）と
、外付けの利用側熱交換器及び熱源側熱交換器（図示せ
ず）への各接続部（６）（７）との間を、二本の連絡配
管（４ｄ）（４ｅ）で接続しているのである。

しかして、前記圧縮１（１）、四路切換弁（２）、及び
アキュムレータ（３）は、これらを川！１に連絡する上
記した複数本の配管（４）と共に、支持部材となる１］
ｉＪ記固定フレーム（５）に対して、多自由度の振動系
（８）を構成するものであり、該振動系（８）と、前記
固定フレーム（５）との間に、磁場の増減により粘性を
変化する磁性流体ダンパー（９）を介装するのである。

前記ダンパー（９）は、第２図に示すように、／す／ダ
（９１）内に、磁性流体（９０）、例えば鉄粉等の常磁
性体を水に解し込んでコロイド状と成したものを封入す
ると共に、ピストン（９２）及び該ピストン（９２）か
ら延びるロッド（９３）を振動自由に内装するものであ
り、１肖記／リンダ（９１）の中間部に設ける前記６１
性流体（９０）のバイパス路（９４）に、コイル（９５
）を配設して、該コイル（９５）への印加電圧の増減に
より、前記／リンダ（９１）内の磁場を増減させて、１
１？１記磁性流体（９０）の粘性を変化させＮ　＋ｌｉ
ｉ記ピストン（９２）のダンピングｉ１１を変更ｉＩＩ
能としたものである。

そして、前記振動系（８）を構成する圧縮機（１）、四
路切換弁（２）、アキュムレータ（３）、及び配管（４
）の適宜箇所（具体的には後記する取付位置）において
、前記ダンパー（９）の７リング（９１）を、前記固定
フレーム（５）に固定すると共に、前記ロンド（９３）
を、前記振動系（８）を構成する各部材（１）（２）（
３）に固定するのである。

尚、前記ダンパー（９）は、それ自体で、前記圧縮機（
１）等の重稙を支えて、前記固定フレーノ、（５）へ支
持機構を兼ねることができるが、１ｌｉｆ記圧縮機（１
）等の支持は、別の支持機構で行い、該ダンパー（９）
は、専ら制振のためにだけ用いることもできるのである
。

又、前記ダンパー（９）の具体的な取付位置は、前記振
動系（８）を構成する圧縮機（１）の運転条件範囲と、
該ダンパー（９）の取付個数とをＩＪえてやれば、実験
モーダル解析とモード合成法とにより最適化されるので
あり、即ち、該ダンパー（９）は、前記振動系（８）に
おける振動エネルギーの大きい箇所に取付けるのである
。

一方、前記ダンパー（９）の前記コイル（９５）への印
加電圧を、前記圧縮機（１）の運転条件に基づいて増絨
する制御装置（１０）を設けるのであり、該制御装置（
１０）により、前記ダンパー（９）の７リンダ（９１）
内の磁場を変化させて、該シリンダ（９１）内の磁性流
体の粘性を変化し、前記振動系（８）の前記固定フレー
ム（５）に対するダンピング口を調節するごとくするの
である。

１］；ｊ記制御装置ｆｆ（１０）は、前記圧縮機（１）
の運転条件、即ち、前記圧縮機（１）のインバータ制御
回路（１１）で設定される運転同波数（ｆ）と、前記吐
出管（４ａ）に付設する圧力検出器（１２）及び温度検
出器（１３）で検出される吐出圧力（Ｐ）及び吐出温度
（Ｔ）を木刀として前記各ダンパー（９）のダンピング
けを決定する１ｉｉ算部（１４）と、０；１記各ダンパ
ー（９）のコイル（９５）への印加電圧を出力する増幅
器（１５）とを備えるものであり、前記各ダンパー（９
）のダンピング量を、前記運転条件（ｆ）ＣＰ＞（Ｔ）
により決定される振動モードの局部運動ユネルギーに比
例した舟に随時調節するものである。

かくして、前記圧縮機（１）の運転周波数（ｆ）の変化
による加振周波数の変化や、該圧縮機（１）の吐出圧力
（Ｐ）及び吐出温度（Ｔ）の変化による吐…流体の挙動
の変化といった各柾運転条件に基づて振動特性の変動等
があっても、これら振動特性に変動を与える前記運転条
件（ｆ）（Ｐ）（Ｔ）に基づいて、前記圧縮機（１）を
備える振動系（８）のダンピングｆ」を随時４Ａ節する
ものであるから、実際の運転条件に対応して高精度に制
振が行えるのである。

又、ｆｌｌ待時生じる機種ごとの振動特性のバラツキや
、あるいは又、予め行うモーダル解析にフ、（づき前記
ダンパー（９）を取付た場合に該ダンパー（９）の取付
位置が新たな拘束点となって振動特性に影響を及ぼすこ
とがあっても、実際の運転中の、しかも、実際の振動エ
ネルギーの大きさでそのダンピング量が調節されるので
、これら振動特性のバラツキ等も、良好に補正されて、
そのダンピング量を適性な許容範囲内に設定することが
できるのである。

尚、上記実施例では、ダンパー（９）を、振動系（８）
を構成する圧縮機（１）、四路切換弁（２）及びアキュ
ムレータ（３）の各ボディに取付けたが１．亥ダンパー
（９）の取付位置を予め設定する実験モーダル解析の結
果いかんによっては、配管（４）に取付けることもある
のは云うまでもない。

又、上記実施例では、本発明を空気調和機の室外機に適
用したが、その他、圧！ｉ？ｉ機の内部に若［Ｉすると
、該圧縮機のケー／ング内部に配置される圧縮要素は、
ケーノングに取付ける吸入管と吐；１１管との間で、同
様の振動系を構成するものであるから、圧縮機内部にお
いて本発明を適用してもよいのは勿１−である。

（発明の効果） 以上のように本発明では、圧縮要素（１）を備える振動
系（８）と、固定フレーム（５）との間に介装するダン
パー（９）を磁性流体ダンパーで構成し、そのダンピン
グ量を、前記圧縮要素（１）の運転条件に基づいて随時
に、しかも該運転条件の変化に即応して調節できるもの
であるから、冗長な配管を施したり、周波数をスキップ
させたりといった不完全で繁雑な手段を講じることもな
く、生産時に生じる機種ごとの振動特性のバラツキや、
あるいは、運転周波数、吐出圧力、吐：Ｉ：　Ｉｎ度等
といった運転条件による振動特性の変動に、良好に対処
して、高精度な制振効果を達成することができるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の振動系防止装置の一実施例の説明図、
第２図は磁性流体ダンパーの説明図である。 （１）・・・・・・・・圧縮要素（圧縮機）（４）・・
・・・・・・配管 （５）・・・・・・・・固定フレーム （６）（７）・・接続部 （８）・・・・・・・・振動系 （９）・・・・・・・・磁性流体ダンパー（１０）・・
・・・・制御装脳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）利用側熱交換器及び熱源側熱交換器に接続する接
   続部（６）（７）を備え、これら接続部（６）（７）の
   間に、配管（４）と、該配管（４）を介して接続する圧
   縮要素（１）とをもつ振動系（８）を介装した圧縮配管
   ユニットの振動系防止装置であって、前記振動系（８）
   と該振動系（８）を支持する固定フレーム（５）との間
   に、磁場の増減により粘性を変化する磁性流体ダンパー
   （９）を介装する一方、該ダンパー（９）の磁場を、前
   記圧縮要素（１）の運転条件に基づいて増減し、前記振
   動系（８）のダンピング量を調節する制御装置（１０）
   を設けたことを特徴とする圧縮配管ユニットの振動系防
   止装置。