(57)【要約】【課題】運転騒音を低減させた回転圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】密閉ケース６０と、密閉ケース６０内に収容された圧縮機構１００及び該圧縮機構１００を駆動する電動機７０と、圧縮機構１００の主軸受１３０に設けられた吐出孔１２４及び吐出孔１２４を開閉する吐出弁１２５と、吐出弁１２５を覆う吐出マフラ１４０と、主軸受１２０及び吐出マフラ１４０が形成した膨張室１４２と、膨張室１４２と吐出マフラ１４０の外部を連通するマフラ吐出孔１４９とを備えた回転圧縮機５０において、前記吐出マフラ１４０の円周方向の２箇所に設けられた第１の絞り部１４４と第２の絞り部１４５と、膨張室１４２において第１の絞り部１４４と第２の絞り部１４５が区画する第１の空洞部１４７と第２の空洞部１４８とを有し、第２の空洞部の周長さが他方の空洞部の周長さの１．３倍乃至１．７倍である。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、前記密閉容器内に収容された圧縮機構及び該圧縮機構を駆動する電動機と、前記圧縮機構の軸受に設けられた吐出孔及び該吐出孔を開閉する吐出弁と、前記吐出弁を覆う吐出マフラと、前記軸受及び前記吐出マフラが形成した環状のマフラ室と、前記マフラ室と吐出マフラの外部を連通するマフラ吐出孔とを備えた回転圧縮機において、
前記吐出マフラの円周方向に沿って離間した２箇所に設けられた絞り部と、
前記マフラ室において前記絞り部が区画する２つの空洞部と、を有し、
一方の絞り部間の周長さが他方の絞り部間の周長さの１．３倍乃至１．７倍であることを特徴とする回転圧縮機。
【請求項２】
前記吐出マフラに取付けられ、前記マフラ吐出孔から前記吐出マフラの内部又は外部に連通する通路を形成するマフラプレートを備えていることを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
【請求項３】
前記通路の長さが平均伝播経路の周の長さの０．２５倍であることを特徴とする請求項２に記載の回転圧縮機。
【請求項４】
前記吐出マフラの外部又は内部において前記マフラ吐出孔に取付けられた尾管と、
前記尾管に対して直角に取付けられ、一端が閉鎖され他端が前記尾管内に開放されている管体とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回転圧縮機と、
凝縮器と、
膨張装置と、
蒸発器とを備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転圧縮機及び冷凍サイクル装置に関し、特に運転騒音を低減させた回転圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置は、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器と、蒸発器で蒸発した冷媒ガスを圧縮する圧縮機とを有している。圧縮機の一つである回転圧縮機は、例えばシリンダ内で偏心回転子を回転させることにより、冷媒ガスを圧縮する機能を有している。
【０００３】
回転圧縮機は、密閉ケースと、この密閉ケース内に設けられた圧縮機構及びこの圧縮機構を駆動する電動機と、圧縮機構及び電動機に挿通するクランク軸とを有している。圧縮機構はシリンダを有しており、シリンダの上下にはそれぞれクランク軸を回転自在に支持する主軸受及び副軸受が設けられている。
【０００４】
主軸受は、シリンダ内に連通する吐出孔と、この吐出孔を開閉する吐出弁とを有している。主軸受の上部には、吐出弁を覆って騒音防止用の吐出マフラが設けられている。吐出マフラの内部には、吐出マフラと主軸受が形成するスペースである膨張室が設けられている。
【０００５】
シリンダで圧縮されたガスは、吐出孔を通じて膨張室へと吐出される。シリンダから吐出されるガスは、ある程度間欠的に吐出されるため圧力脈動が発生する。この圧力脈動は運転騒音の原因となるため、この騒音を防止する構成の回転圧縮機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この回転圧縮機は２シリンダ型の回転圧縮機であり、連結して設けられた２シリンダの上下に吐出ポート及びバルブカバーが設けられている。２つのシリンダ内には、第２のバルブカバー内のスペースと第１のバルブカバー内のスペースを連通するリターンガス通路が設けられている。このリターンガス通路の長さと、このリターンガス通路の開口部の相対位置が特定の条件で設けられているため、圧力脈動が相殺され、運転騒音が低減されている。
【特許文献１】特開平４−３４２８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した回転圧縮機では、次のような問題があった。バルブカバーにはねじ止めを形成するための絞り部と、この絞り部が区画するバルブカバー内のスペースである空洞部が設けられている。上述した文献に記載されたねじ止めは、バルブカバーの円周に等間隔で５箇所設けられている。このため絞り部も等間隔で５つ設けられ、空洞部もほぼ同じ大きさのスペースが５つ設けられる。
【０００８】
バルブカバーはシリンダから吐出された圧縮脈動波に基く音を消音するためのものであるが、ある特定の周波数を持つ音は共鳴音として残ってしまう。このような特定の周波数は、空洞部の大きさを規定する絞り部間の周長さに基くものと、バルブカバー内を周回する平均伝播経路の長さに基くものが存在する。
【０００９】
一方、５つの空洞部はほぼ同じスペースを有する。すなわち前記の絞り部間の周長さはほぼ同じであるため、５つの空洞部から共鳴音が発生し、騒音が大きくなってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、共鳴音の発生を防止することで、運転騒音を低減させた回転圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の回転圧縮機及び冷凍サイクル装置は次のように構成されている。
【００１２】
密閉容器と、前記密閉容器内に収容された圧縮機構及び該圧縮機構を駆動する電動機と、前記圧縮機構の軸受に設けられた吐出孔及び該吐出孔を開閉する吐出弁と、前記吐出弁を覆う吐出マフラと、前記軸受及び前記吐出マフラが形成した環状のマフラ室と、前記マフラ室と吐出マフラの外部を連通するマフラ吐出孔と、を備えた回転圧縮機において、前記吐出マフラの円周方向に沿って離間した２箇所に設けられた絞り部と、前記マフラ室において前記絞り部が区画する２つの空洞部とを有し、一方の絞り部間の周長さが他方の絞り部間の周長さの１．３倍乃至１．７倍であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の回転圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、共鳴音の発生を防止することで、運転騒音を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１０と回転圧縮機５０を示した断面図、図２はマフラプレート１５０を省略した吐出マフラ１４０及び平均伝播経路Ｒを示した上面図、図３は吐出マフラ１４０を示した上面図、図４はＡ−Ａ線に沿って吐出マフラ１４０を示した断面図である。
【００１５】
冷凍サイクル装置１０は、凝縮器２０と、膨張装置３０と、蒸発器４０と、回転圧縮機５０を備えている。凝縮器２０と膨張装置３０と蒸発器４０と回転圧縮機５０は、それぞれ冷媒管９０によってつながっており、それぞれを冷媒ガスが流通している。
【００１６】
回転圧縮機５０は、密閉ケース（密閉容器）６０と、密閉ケース６０内に設けられている電動機７０と、クランク軸８０と、圧縮機構１００とを有している。クランク軸８０は、電動機７０と圧縮機構１００にそれぞれ挿通されている。
【００１７】
密閉ケース６０は、凝縮器２０と冷媒管９０を介して接続される吐出管６１と、吸込管挿通孔６２とを有している。密閉ケース６０は内部の構成要素を気密に覆う筐体であり、吐出管６１と、吸込管挿通孔６２によってのみ外部に開放されている。
【００１８】
電動機７０は、円筒形の回転子であるロータ７１と、ロータ７１を取り囲むステータ７２と、ロータ７１の下部に設けられたバランサ７３とを有している。電動機７０は外部から電力を供給されることにより、ロータ７１を回転させる。ロータ７１はクランク軸８０に取付けられており、ロータ７１が回転すると、それに伴ってクランク軸８０も同様に回転する。
【００１９】
クランク軸８０は、偏心クランク部８１と、ローラ８２とを有している。偏心クランク部８１は、クランク軸８０の中心軸と平行な異なる中心軸を持つ軸部である。ローラ８２は、偏心クランク部８１の外周に嵌め込まれている。。
【００２０】
圧縮機構１００は、シリンダ１１０と、このシリンダ１１０の上部に取付けられた主軸受１２０と、シリンダ１１０の下部に取付けられた副軸受１３０と、主軸受１２０の上部に取り付けられた吐出マフラ１４０とを有している。
【００２１】
シリンダ１１０は円筒形に形成されており、内部のスペースである圧縮室１１１と、２つの雌ねじ孔１１２とを有している。雌ねじ孔１１２は、シリンダ１１０の中心軸と平行に設けられた孔であり、内側に雌ねじが切られている。
【００２２】
シリンダ１１０には外周面から圧縮室１１１内まで連通し、吸込管挿通孔６２に挿通している吸込管１１３が取付けられている。吸込管１１３は、蒸発器４０と冷媒管９０を介して接続されている。
【００２３】
圧縮室１１１には偏心クランク部８１及びローラ８２が収まっている。圧縮室１１１は、偏心クランク部８１及びローラ８２が偏心回転可能である大きさのスペースである。
【００２４】
主軸受１２０は、略円筒形のボス部１２１と、ボス部１２１の内部に設けられた軸受部１２２と、ボス部１２１の下端に設けられたフランジ部１２３と、フランジ部１２３に設けられた吐出孔１２４と吐出弁１２５と２つのねじ止め孔１２６とを有している。
【００２５】
軸受部１２２はクランク軸８０よりも大きい径を有しており、クランク軸８０を回転自在に支持している。フランジ部１２３は、圧縮室１１１を上側から閉塞する大きさを有している。
【００２６】
吐出孔１２４は、主軸受１２０がシリンダ１１０に取付けられた状態で、圧縮室１１１と主軸受１２０の上側の外部とを連通する孔である。吐出弁１２５は、吐出孔１２４に取付けられており、吐出孔１２４を開閉する。
【００２７】
副軸受１３０は、軸受部１３１と、フランジ部１３２と、フランジ部１３２に設けられた２つのねじ止め孔１３３とを有している。
【００２８】
軸受部１３１はクランク軸８０よりも大きい径を有しており、クランク軸８０を回転自在に支持している。フランジ部１３２は、圧縮室１１１を下側から閉塞する大きさを有している。
【００２９】
吐出マフラ１４０は、マフラ本体１４１と、膨張室（マフラ室）１４２と、軸受ボス部孔１４３と、第１の絞り部１４４と、第２の絞り部１４５と、第１の絞り部１４４及び第２の絞り部１４５にそれぞれ設けられたねじ止め孔１４６と、第１の空洞部１４７と、第２の空洞部１４８と、マフラ吐出孔１４９とを有している。
【００３０】
マフラ本体１４１は、上側の面である上部１４１ａと、上部１４１ａに連続して設けられる周部１４１ｂと、周部１４１ｂと連続して設けられフランジ部１２３の上面と当接する底部１４１ｃと、底部１４１ｃと連続して設けられフランジ部１２３の側面に嵌合する嵌合部１４１ｄとを有し、主軸受１２０の上部に嵌合する円形の皿型に形成されている。
【００３１】
膨張室１４２は、マフラ本体１４１と、主軸受１２０のボス部１２１とフランジ部１２３とによって形成される環状のスペースである。軸受ボス部孔１４３は、上部１４１ａのほぼ中央に設けられている。軸受ボス部孔１４３は、ボス部１２１より大きい径を有しており、ボス部１２１を容易に挿通することができる。
【００３２】
マフラ本体１４１には、凹部である第１の絞り部１４４及び第２の絞り部１４５が設けられている。第１の絞り部１４４及び第２の絞り部１４５は、それぞれ底部１４１ｃと連続する第１のねじ止め面１４４ａ及び第２のねじ止め面１４５ａとを有している。第１のねじ止め面１４４ａ及び第２のねじ止め面１４５ａには、それぞれねじ止め孔１４６が設けられている。
【００３３】
マフラ吐出孔１４９は、上部１４１ａに設けられ、膨張室１４２と吐出マフラ１４０の外部とを連通している。
【００３４】
第１の絞り部１４４と第２の絞り部１４５は、吐出マフラ１４０の円周上において、図２中第１の周長さＬＡを介して設けられている。言い換えれば、第１の絞り部１４４と第２の絞り部１４５は、吐出マフラ１４０の円周上において、図２中第２の周長さＬＢを介して設けられている。
【００３５】
第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢは、次のように定められる。
【００３６】
図２に示すように、軸受けボス部孔１４３の中心軸から絞り部先端までの距離を距離Ｑａ、軸受けボス部孔１４３の中心軸から周部１４１ｂまでの距離を距離Ｑｂとする。距離Ｑａと距離Ｑｂとの平均長さを、軸受けボス部孔１４３の中心軸を中心として０°〜３６０°延出させた円周を円周Ｃとする。円周Ｃ上において、第１の絞り部１４４の周壁から第２の絞り部１４５の周壁までの距離が、第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢである。
【００３７】
第２の周長さＬＢは、例えば第１の周長さＬＡの１．５倍の長さを有している。第２の周長さＬＢは、第１の周長さＬＡの１．３〜１．７倍の長さを有していても良い。
【００３８】
膨張室１４２は、第１の絞り部１４４及び第２の絞り部１４５によって、第１の空洞部１４７及び第２の空洞部１４８に区画されている。第１の空洞部１４７は、第１の周長さＬＡ側のスペースである。第２の空洞部１４８は、第２の周長さＬＢ側のスペースである。したがって、第１の空洞部１４７は、第２の空洞部１４８よりも小さい。
【００３９】
図２に平均伝播経路Ｒを二点鎖線で示す。この平均伝播経路Ｒは、以下のように定められる。
【００４０】
軸受ボス部孔１４３の中心から、任意の角度で角度線Ｓを延出する。この角度線Ｓ上で、かつマフラ本体１４１の周部１４１ｂの内面と、ボス部孔１４３の周縁との中間点Ｓｍをとる。前記角度線Ｓを、角度０°〜３６０°にわたって延出し、それぞれの角度線Ｓ上における前記中間点Ｓｍをとる。全ての中間点Ｓｍを連ねた線が、吐出マフラ１４０内での平均伝播経路Ｒとなる。
【００４１】
上部１４１ａの内側には、マフラプレート１５０が取付けられている。マフラプレート１５０は、膨張室１４２に開放された開口部１５１と、マフラ吐出孔１４９と開口部１５１とを連通する通路１５２を有している。通路１５２は、軸受ボス部孔１４３の中心軸を中心とする円周に沿って形成されている。通路１５２の長さは、平均伝播経路Ｒの全周の長さの０．２５倍である。
【００４２】
シリンダ１１０の雌ねじ孔１１２と、主軸受１２０のねじ止め孔１２６と、副軸受１３０のねじ止め孔１３３と、吐出マフラ１４０のねじ止め孔１４６はそれぞれ同軸上に設けられている。
【００４３】
ねじ止め孔１４６，１２６には吐出マフラ１４０の上側からボルト１６０が挿通され、雌ねじ孔１１２にねじ止めされている。ねじ止め孔１３３には副軸受１３０の下側からボルト１６０が挿通され、雌ねじ孔１１２にねじ止めされている。
【００４４】
次に、前記構成の冷凍サイクル装置１０及び回転圧縮機５０の作用について説明する。冷凍サイクル装置１０が運転を始めると、回転圧縮機５０も運転を始める。外部から供給される電力により、ロータ７１が回転する。ロータ７１の回転に伴い、クランク軸８０が同様に回転する。
【００４５】
クランク軸８０の回転に伴い、圧縮室１１１内で偏心クランク部８１が偏心回転する。偏心回転する偏心クランク８１は、蒸発器４０より吸込管１１３を介して圧縮室１１１内に流入した冷媒ガスを圧縮する。
【００４６】
圧縮された冷媒ガスは、開放された吐出弁１２５を介し、吐出孔１２４から膨張室１４２に流出する。冷媒ガスは間欠的に流出するため、圧力脈動を生じさせ、騒音が発生する。吐出マフラ１４０は、冷媒ガスが吐出孔１２４から膨張室１４２に流出する際の騒音を消音する。
【００４７】
膨張室１４２に流入した冷媒ガスは、マフラプレート１５０の開口部１５１から通路１５２を介し、マフラ吐出孔１４９から流出する。流出した冷媒ガスは吐出管６１を通り、冷媒管９０を介して、凝縮器２０、膨張装置３０、蒸発器４０に流通し、冷凍サイクル装置１０が作動する。
【００４８】
次に、前記構成の回転圧縮機５０の効果について説明する。吐出マフラ１４０において、吐出孔１２４より流入する冷媒ガスは、前記平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音と、第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢに基く共鳴音とを発生させる。
【００４９】
第２の周長さＬＢは、第１の周長さＬＡのほぼ１．５倍の長さを有している。これにより、第１の周長さＬＡに基く共鳴音と、第２の周長さＬＢに基く共鳴音は異なるものとなり、互いに共鳴し大きな騒音となることが防止される。
【００５０】
さらに、第１の周長さＬＡに基く共鳴音は、第２の空洞部１４８内で消音される。また、第２の周長さＬＢに基く共鳴音は、第１の空洞部１４７内で消音される。
【００５１】
したがって、第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢに基く共鳴音が消音され、運転騒音を低減することができる。
【００５２】
マフラプレート１５０は、開口部１５１とマフラ吐出孔１４９とにわたって連通する通路１５２を形成している。通路１５２は尾管の働きをすることで、平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音を消音する。特に、通路１５２の長さが平均伝播流路Ｒの０．２５倍であるため、より効果的に平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音が消音され、運転騒音を低減することができる。
【００５３】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る圧縮機構２００の要部を示す上面図、図６は図５におけるＢ−Ｂ線に沿って圧縮機構２００を示す断面図である。なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
マフラ吐出孔１４９には、吐出マフラ２１０の外側から尾管２２０が取付けられている。尾管２２０は、開口部２２１と、開口部２２１とマフラ吐出孔１４９を連通する通路２２２とを有している。
【００５５】
尾管２２０には、管体２３０が取付けられている。管体２３０は、通路２２２に開放される開放端２３１と、閉塞された閉塞端２３２を有している。管体２３０は尾管２３０に直角に取付けられており、管体２３０は軸受ボス部孔１４３の中心軸を中心とした円周に沿って延びている。
【００５６】
次に、前記構成の圧縮機構２００の作用について説明する。吐出マフラ２１０の膨張室１４２に流入した冷媒ガスは、マフラ吐出孔１４９から尾管２２０の通路２２２を介し、開口部２２１から流出する。
【００５７】
また、マフラ吐出孔１４９から流出した冷媒ガスの一部は、開放端２３１から管体２３０に流入する。管体２３０に流入した冷媒ガスは閉塞端２３２で反射し、開放端２３１を介して開口部２２１から流出する。
【００５８】
次に、前記構成の圧縮機構２００の効果について説明する。吐出マフラ２００において、吐出孔１２４より流入する冷媒ガスは、前記平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音と、第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢに基く共鳴音とを発生させる。
【００５９】
第１の周長さＬＡ及び第２の周長さＬＢに基く共鳴音は、第１の実施形態と同様に、第１の空洞部１４７及び第２の空洞部１４８等によって消音される。
【００６０】
冷媒ガスは管体２３０において、平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音の波面がある程度揃えられる。また、共鳴音は閉塞端２３２で反射し、開放端２３１まで戻ってくる。閉塞端２３２から戻ってきた共鳴音と、マフラ吐出孔１４９から流出する共鳴音とが尾管２２０内で合成される。これにより、閉塞端２３２から戻ってきた共鳴音とマフラ吐出孔１４９から流出する共鳴音とが互いに相殺され、平均伝播経路Ｒの長さに基く共鳴音を消音し、運転騒音を低減することができる。
【００６１】
また、管体２３０は尾管２２０に対して直角に取付けられている。このため、尾管２２０内に冷媒ガス中に溶け込んでいる油が溜まり込み、消音機能を阻害する事態を防止することができる。
【００６２】
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置と回転圧縮機を示す断面図。
【図２】同回転圧縮機における吐出マフラ及び平均伝播経路を示す上面図。
【図３】同回転圧縮機における吐出マフラを示す上面図。
【図４】同回転圧縮機における吐出マフラをＡ−Ａ線に沿って示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る圧縮機構の要部を示す上面図。
【図６】同圧縮機構をＢ−Ｂ線に沿って示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…冷凍サイクル装置，２０…凝縮器，３０…膨張装置，４０…蒸発器，５０…回転圧縮機，６０…密閉ケース，７０…電動機，１００…圧縮機構，１２０…主軸受，１２４…吐出孔，１２５…吐出弁，１４０…吐出マフラ，１４２…膨張室，１４４…第１の絞り部，１４５…第２の絞り部，１４７…第１の空洞部，１４８…第２の空洞部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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