(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器状のケーシングに貫通された冷媒管に連通されて穿孔形成された冷媒の吸入口と、
該吸入口の上方側に形成された第１冷媒タンクと、
前記第１冷媒タンクの下方側に形成された第２冷媒タンクと、
それら第１、第２冷媒タンクを連通させる第１ダクトと、
前記第２冷媒タンクと冷媒の吐出口とを連通させる第２ダクトと、
前記第２ダクトの一方側の前記第２冷媒タンクの上方側に形成された第３冷媒タンクと、
前記第１ダクト及び第２ダクトの内部に収納され、微細多孔質材料から形成されて、所定角度捻れた渦巻き状の渦巻き薄板部材と、を備えて構成されることを特徴とする消音器。
【請求項２】
前記渦巻き薄板部材は、複数連続して収納形成される場合、相互隣接する各渦巻き状の渦巻き薄板部材の端部が相互９０°の交叉角を有するように係合されることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
【請求項３】
前記所定の捻じれ角は、９０°〜３６０°の範囲に形成されることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
【請求項４】
前記渦巻き薄板部材は、騒音周波数の特性に従って複数を組み合わせて形成されることを特徴とする請求項１に記載の消音器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の消音器に係るもので、詳しくは、往復動式圧縮機に使われる消音器の容積を減らしながら効率を上昇し得る消音器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機に採用される消音器は、流体の吸入側に装着される吸入側消音器と、吐出側に装着される吐出側消音器とに大別される。
このような吸入側及び吐出側消音器においては、圧縮機から流体の吸入及び吐出が繰り返されて発生する周期的脈動現象を減衰させて、流体の吐出を円滑に維持し、流体の吐出時に発生するバルブ開閉時の衝撃音と流体の騒音とが圧縮機の外部に伝達される現象を遮断して、駆動時の騒音を抑制していた。
【０００３】
そして、従来の消音器が装着された密閉型往復動式圧縮機においては、図７に示したように、冷媒管ＳＰが貫通されて所定量のオイルが内部に充填される密閉容器状のケーシング１と、該ケーシング１の内方側下部に収納装着されて外部から供給される電源により駆動力を発生する電動機構部と、該電動機構部の上方側に装着されて、電動機構部から駆動力を受けてガスを吸入及び圧縮する圧縮機構部と、を備えて構成されている。
【０００４】
且つ、前記圧縮機構部においては、ほぼフランジ状のフレーム２と、該フレーム２の一方側に装着されたシリンダ３と、前記フレーム２の中央部を貫通して前記電動機構部の回転子４Ｂに嵌合された駆動軸５と、該駆動軸５の上方端の偏芯部に連結されて回転子の回転運動を往復運動に変換させる連結棒６と、該連結棒６に係合されてシリンダ３の内方側で往復運動を行うピストン７と、前記シリンダ３に係合されて冷媒ガスの流入及び吐出が行われるバルブ組立体８と、該バルブ組立体８に係合されて所定の吐出空間を有するヘッドカバー９と、該ヘッドカバー９に係合して前記バルブ組立体８に連結された吸入側消音器１０と、前記バルブ組立体８の吐出側に連結されて前記シリンダ３に装着された吐出側消音器ＤＭと、を備えて構成されていた。
【０００５】
このとき、前記各部材の方向性は、図面の上方が上方向となる。
又、前記消音器１０においては、図７及び図８に示したように、内部に仕切板を有してタンク状に形成されて、前記ケーシング１に貫設された冷媒管ＳＰに直接連通されるか、又は前記ケーシング１の内部空間向きに吸入口１１が下方に穿孔形成され、該吸入口１１に連通して上部側方に第１冷媒タンクＳ１が形成され、該第１冷媒タンクＳ１に連通して下方向きに第１ダクト１５が形成され、該第１ダクト１５に連通して下方に第２冷媒タンクＳ２が形成されている。
【０００６】
更に、前記第１冷媒タンクＳ１の上部には第３冷媒タンクＳ３が形成され、前記第２冷媒タンクＳ２を通って前記第３冷媒タンクＳ３に貫通される第２ダクト１６が縦方向に形成されて、前記バルブ組立体８側に連通された冷媒の吐出口１２と連通されている。
且つ、前記第２ダクト１６上方の側壁には第３冷媒タンクＳ３と一緒にヘルムホルツ共鳴器を構成する共鳴孔１７が穿孔形成されている。
図中、未説明符号４Ａは固定子、１８は排油孔、Ｃは支持スプリング、Ｏはオイルフィーダをそれぞれ示したものである。
【０００７】
以下、このように構成された従来の消音器が装着された密閉型往復動式圧縮機の動作に対し説明する。
前記電動機構部に電源が印加され、固定子４Ａ及び回転子４Ｂが相互電磁気力により前記回転子４Ａが回転すると、前記回転子４Ｂ及び駆動軸５が回転し、該駆動軸５の回転運動は、該駆動軸５の偏芯部に結合された連結棒６により直線往復運動に変換されてピストン７に伝達され、該ピストン７は、シリンダ３の内部を往復運動しながら冷媒ガスを圧縮して吐出させるが、このような過程で発生する圧力脈動又は騒音は冷媒ガスの流動方向と逆方向に流入されて消音器１０により減衰される。
【０００８】
以下、従来の消音器が装着された圧縮機の圧力脈動及び流動消音が減衰される原理に対し説明する。
即ち、前記ピストン７が上死点から下死点に移動する行程時に、第２冷媒タンクＳ２に充填された冷媒ガスはバルブ（図示されず）の開放により第２ダクト１６及び吐出口１２を経てシリンダ３の圧縮空間に吸入され、同時に新しい冷媒ガスが吸入口１１、第１冷媒タンクＳ１及び第１ダクト１５を経て前記第１冷媒タンクＳ２に流入される。次いで、前記ピストン７が下死点から上死点に移動する行程時に、バルブが閉鎖されると同時に吐出バルブ（図示されず）が開放されて、該吐出バルブを経て圧縮ガスがヘッドカバー９の吐出空間ＤＳに吐出される。
【０００９】
このように冷媒ガスの吸入及び吐出が反復的に行われるにつれて、前記消音器１０及びヘッドカバー９に持続的な圧力脈動が発生されるが、このような脈動圧力は位相差を有して消音器１０の各流路を経て伝達され、前記第２ダクト１６及び第２冷媒タンクＳ２と、前記第１ダクト１５及び第１冷媒タンクＳ１とを経て漸次減衰されるため、前記吸入口１１側では冷媒ガスが円滑に流入されるようになる。
【００１０】
又、前記冷媒ガスの吸入行程時に発生する騒音は、第１、第２ダクト１５、１６及第１、第２、第３冷媒タンクＳ１、Ｓ２、Ｓ３を経て拡散及び散逸の現象により熱エネルギーに変換されて減衰され、前記第２ダクト１６の共鳴孔１７及び第３冷媒タンクＳ３から構成されたヘルムホルツ共鳴器を経て特定周波数の騒音が減衰される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の消音器が装着された圧縮機においては、単純な共鳴効果及びヘルムホルツ共鳴器を利用して騒音を抑制しているため、冷媒タンクの容積が増大され、消音器自体の全体容積が増大されるという不都合な点があった。
【００１２】
且つ、騒音の波動エネルギーを拡散及び散逸により熱エネルギーに変換させるために、消音器の温度を上昇すべきであるので、冷媒ガスの比体積が増加されて圧縮機の効率が低下するという不都合な点があった。
又、前記圧縮機の周期的な脈動圧力により消音器の内部にも周期的な脈動現象が生じて、瞬間的に流動ガスが逆流する逆圧力勾配が形成されるため、吸入行程時に冷媒ガスの流入量が減衰して圧縮機の効率が低下するという不都合な点があった。
【００１３】
そこで、本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、消音器自体の容積を減らしながらも消音効率を向上させて、熱エネルギーの発生を低減し得る消音器を提供することを目的とする。
且つ、本発明の他の目的は、冷媒ガスの逆流現象を防止して、冷媒ガスの流入量減少に伴って圧縮機の効率が低下する現象を抑制し得る消音器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る消音器においては、密閉容器状のケーシングに貫通された冷媒管に連通されて穿孔形成された冷媒の吸入口と、
該吸入口の上方側に形成された第１冷媒タンクと、
該第１冷媒タンクの下方側に形成された第２冷媒タンクと、それら第１、第２冷媒タンクを連通させる第１ダクトと、
前記第２冷媒タンクと前記吐出口とを連通させる第２ダクトと、
前記第２ダクトの一方側の前記第２冷媒タンクの上方側に形成された第３冷媒タンクと、
前記第１ダクト及び第２ダクトの内部に収納され、微細多孔質材料から形成されて、所定角度捻れた渦巻き状の渦巻き薄板部材と、を備えて構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図中、従来の同様な構成要素には、同様な符号を付して構成及び動作の説明を省略する。
本発明に係る消音器が装着された往復動式圧縮機においては、図１に示したように、密閉された中空円筒状のケーシング１の内方側に装置されて駆動力を発生する電動機構部と、該電動機構部の駆動軸５に連結されて冷媒ガスを圧縮及び吐出させる圧縮機構部と、を備えて構成されている。
【００１６】
そして、本発明に係る消音器１０においては、図１及び図２に示したように、内部仕切板を有したタンク状に形成されて、前記ケーシング１に貫設された冷媒管ＳＰに直接連通されるか、又は前記ケーシング１の内部空間向きに冷媒の吸入口１１が下方に穿孔形成され、該吸入口１１に連通して上部側方に第１冷媒タンクＳ１が形成され、該第１冷媒タンクＳ１と連通して下方向きに第１ダクト１５が形成され、該第１ダクト１５に連通して下方に第２冷媒タンクＳ２が形成され、第１冷媒タンクＳ１の上部には第３冷媒タンクＳ３が形成され、前記第２冷媒タンクＳ２を通って前記第３冷媒タンクＳ３を貫通する第２ダクト１６が縦方向に形成されて前記バルブ組立体８の吸入側に連通された吐出口１２と連通され、前記第２ダクト１６の上方側壁の一方に第３冷媒タンクＳ３とヘルムホルツ共鳴器を構成する共鳴孔１７が穿孔形成され、前記第１ダクト１５及び第２ダクト１６の内部には渦巻き状薄板部材１００が収納係合されて構成されている。
【００１７】
そして、前記渦巻き状薄板部材１００においては、図３Ａに示したように、反時計方向に３６０°連結捻れて薄板部材１１０が形成され、それぞれ第１及び第２ダクト１５、１６の内部に収納されて流路方向に係合されている。
且つ、前記渦巻き状薄板部材の他の実施形態として、図３Ｂに示したように、１８０°捻れた複数の薄板部材１２１、１２２がそれぞれ形成されて、それら１８０°捻れた薄板部材１２１、１２２が相互９０°傾斜されて交互に各第１、第２ダクト１５、１６の内部に対向して収納されて、係合されている。
【００１８】
又、前記渦巻き状薄板部材の又他の実施形態として、図４Ａに示したように、冷媒ガスの流動方向と同様な方向に複数個の９０°捻れた薄板部材１３１、１３２、１３３、１３４をそれぞれ並べて収納係合させることもできる。
更に、前記渦巻き状薄板部材の又他の実施形態として、図４Ｂに示したように、一つの１８０°捻れた薄板部材１４１と、該薄板部材１４１の両方側の９０°捻れた薄板部材１４２、１４３とを交互に９０°傾斜して係合させることもできる。
【００１９】
且つ、前記各薄板部材は、前記各角度に制限されず、騒音周波数の特性に従い、捻れの角度、長さ及び方向をそれぞれ変更して構成することもできる。
又、前記薄板部材１００は、それ自体が吸入機能を有するように、微細多孔質材料を用いて形成することが好ましいが、原価の低減を図るため、安価なゴム材、プラスチック及び金属材料中の何れか一つを選択して利用することができる。図中、未説明符号４Ａは固定子、１８は排油孔、Ｃは支持スプリング、Ｏはオイルフィーダをそれぞれ示したものである。
【００２０】
以下、このように構成された消音器が備えられた往復動式圧縮機の動作に対し図１〜図５を用いて説明する。
先ず、前記電動機構部に電源が印加されると、ピストン７の直線往復運動に従って冷媒ガスの圧縮及び吐出が行われ、消音器の脈動圧力及び流動騒音の減衰作用が次のように行われる。
【００２１】
即ち、前記ピストン７が上死点から下死点に移動する行程が行われる際、シリンダの圧力が低圧になってバルブ（図示されず）が開かれ、吐出口１２を経て冷媒ガスが消音器１０の圧力と同様になるまで、シリンダ３の内部に吸入され、第２冷媒タンクＳ２には、新しい冷媒ガスが第１冷媒タンクＳ１及び第１ダクト１５を経て補充される。
【００２２】
且つ、前記ピストン７が下死点から上死点に移動する圧縮行程では、シリンダ３の内部圧力が漸次高くなって、吐出バルブ（図示されず）を支持するスプリングの支持力を越えて吐出バルブが開かれるため、圧縮された高圧の冷媒のガスがヘッドカバー９の吐出空間ＤＳに吐出される。
【００２３】
このとき、前記冷媒ガスの吸入時に発生する騒音は、第１ダクト１５及び第２ダクト１６と、第１冷媒タンクＳ１及び第２冷媒タンクＳ２とを経て拡散及び散逸が行われ、熱エネルギーに変換されて減衰されると同時に、前記第２ダクト１６の共鳴孔１７と第３冷媒タンクＳ３とからなるヘルムホルツ共鳴器でヘルムホルツ効果により特定周波数の騒音が減衰される。
【００２４】
又、前記騒音源から伝播された音波は、図５Ａに示したように、渦巻き状薄板部材１００により二つの流動経路に沿って該渦巻き状薄板部材１００の終端で相合されるが、このとき、二つの音波は位相が異なるため、相互干渉を起こして音波の強度が減衰される。このような原理を利用して騒音の強度を低減させると、冷媒は円滑に流動されるようになる。
従って、前記拡張区間Ｓ１、Ｓ２の熱エネルギーの発生率が減少されて、消音器１０の全体温度が低くなるため、冷媒の比体積が減少して圧縮機の効率が向上される。
【００２５】
一方、図３Ｂに示したように、前記渦巻き状薄板部材１００を形成するとき、複数個の１８０°捻れた薄板部材１２１、１２２を交互に傾けて係合させた場合は、前方の１８０°捻れた薄板部材１２１を通過する音波がその薄板部材１２１の後端で干渉された後、後方の１８０°捻れた他の薄板部材１２２の後端で再び干渉されるため、音波に対する相殺効果が一層向上される。
【００２６】
更に、図５Ｂに示したように、前記ピストン７の行程時に第２冷媒タンクＳ２から吐出口１２側に吸入される冷媒ガスと、第１冷媒タンクＳ１から第２冷媒タンクに吸入される冷媒ガスとは、それぞれ第２ダクト１６及び第１ダクト１５の縁端の渦巻き状薄板部材１００の渦巻き状流路に沿って流れて、軸方向（ダクト方向に平行した方向）の速度成分と円周方向の強い速度成分とを有する渦流を形成するため、前記ピストンの吸入行程後、圧縮行程時に瞬間的な冷媒ガスの停滞によりいわゆる‘逆圧力勾配’が発生しても、円周方向の速度成分の慣性により冷媒ガスの逆流が防止される。
【００２７】
一方、前記渦巻き状薄板部材をダクトの内部に収納して形成した場合は、前述したように、冷媒の逆流防止効果及び騒音の低減効果が向上するため、消音器の内部体積を過度に拡大又は内部構造を複雑に構成する必要がなくなって、図７に示したように、簡単な消音器２０を構成して用いることができる。
図中、未説明符号１３及び１４は仕切板、２１は冷媒タンク、２２は吸入口としての第１ダクト、２３は吐出口としての第２ダクト、１００は渦巻き状薄板部材をそれぞれ示したものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る消音器においては、ダクトの内部に、シリンダ内のピストンの往復運動に従う騒音の波動が相異な位相を有して分離された後、同一の地点で合流し、冷媒ガスが渦流状に流入されるように、渦巻き状薄板部材を多様な形状に形成して、前記冷媒ガスの吸入時に発生する騒音の波動を前記渦巻き状薄板部材を経て相互干渉により相殺されるようになってあるため、騒音減少の効率を向上し、ピストンの往復運動中に発生する逆圧力勾配によるガスの逆流現象を防止して、圧縮機の効率を向上し得るという効果がある。
【００２９】
且つ、騒音が減少されて前記冷媒タンクでの熱エネルギーの発生率が低減し、冷媒の比体積が減少されるため、圧縮機の効率を向上し得るという効果がある。又、前記渦巻き状薄板部材を用いて消音器を構成するため、製造工程が簡便で、原価が低減され、容積が縮小されて、製品の小型化を図り得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る消音器を備えた密閉型往復動式圧縮機の構成を示した縦断面図である。
【図２】図１の消音器の構成を示した縦断面図である。
【図３】図２の“Ａ”部の薄板部材の実施形態を示した縦断面図で、（Ａ）は単一の薄板部材、（Ｂ）は複数よりなる薄板部材である。
【図４】図２の“Ａ”部の薄板部材の他の実施形態を示した縦断面図で、（Ａ）は９０°捻れた薄板部材を組み合わせたもの、（Ｂ）は１８０°捻れた薄板部材と９０°捻れた薄板部材を組み合わせたものある。
【図５】本発明に係る消音器の動作を示した説明図で、（Ａ）は圧縮機で発生された音波の干渉過程表示図、（Ｂ）は冷媒ガスの吸入過程表示図である。
【図６】本発明に係る消音器の変形例を示した縦断面図である。
【図７】従来の消音器を備えた密閉型往復動式圧縮機の構成を示した縦断面図である。
【図８】従来の密閉型往復動式圧縮機に装着された消音器を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１０…消音器
１１…吸入口
１２…吐出口
１５…第１ダクト
１６…第２ダクト
１７…共鳴孔
１００…渦巻き状薄板部材
１１０…３６０°捻れた薄板部材
１２１、１２２、１４１…１８０°捻れた薄板部材
１３１、１３２、１３３、１３４、１４２、１４３…９０°捻れた薄板部材
Ｓ１…第１冷媒タンク
Ｓ２…第２冷媒タンク
Ｓ３…第３冷媒タンク
【図１】
0003615145.tif 000002
【図２】
0003615145.tif 000003
【図３】
0003615145.tif 000004
【図４】
0003615145.tif 000005
【図５】
0003615145.tif 000006
【図６】
0003615145.tif 000007
【図７】
0003615145.tif 000008
【図８】
0003615145.tif 000009