(57)【要約】抵抗性マフラー（５０，２５０，３５０）は、冷却剤コンプレッサー（２）のガス吸気及び吸入バルブによって発生された音を減衰する。抵抗性マフラー（５０，２５０，３５０）は、コンプレッサーの吸入ガスの流れに対し直線状に組み立てられていると共に、コンプレッサーハウジング（１６）内に配置されている。抵抗性マフラー（５０，２５０，３５０）は、吸入端部（５４，２５４，３５４）及び排出端部（５２，２５２，３５２）を有するマフラーハウジング（２６０，３６０）を含む。防音発泡体アッセンブリ（５６，２６６，３６６）は、マフラーハウジング（２６０，３６０）に組み込まれている。防音発泡体アッセンブリ（５６，２６６，３６６）は、広い周波数領域にわたって音を吸収する能力に基づいて選択されると共に、高い作動温度でコンプレッサー流体にさらされたときに化学的に不活性のままである。
2005532498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却剤コンプレッサーに用いる防音マフラーであって、
マフラーハウジングと、
冷却流体の流れを受け入れるための、前記マフラーハウジングの第１端に位置する吸入管と、
前記マフラーハウジングの反対側の第２端に位置し、前記冷却流体の流れを排出する排出管と、
前記マフラーハウジング内に配置され、前記流体の主要な流れの外側に隣接した防音発泡体アッセンブリとを備え、
前記防音発泡体アッセンブリは、コンプレッサーの流体に対して化学的に不活性であり、コンプレッサーの流体で浸潤されたときでさえも、広い音響周波数領域にわたって音を減衰する能力によって特徴づけられており、さらに、通常のコンプレッサーの作動で経験される高温や変化する圧力での安定性によって特徴づけられており、
前記マフラーは、前記コンプレッサー内に組み立てられており、そのため、ピストンアッセンブリの中へのガスの流れによって発生された音は前記マフラーをバイパスせず、該マフラーは、コンプレッサーの作動で生じる騒音を減衰すると共に、前記コンプレッサーハウジングに再び伝導された音を実質的に減少することを特徴とする防音マフラー。
【請求項２】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
前記防音発泡体アッセンブリは、
コンプレッサーの流体で浸潤されたときに、広い周波数領域にわたって音を減衰する能力を維持することを特徴とする防音マフラー。
【請求項３】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングは、二つの部分に分割されており、第１の部分は、防音発泡体で満たされ、第２の部分は、何も無いことを特徴とする防音マフラー。
【請求項４】
請求項３に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングは、前記防音発泡体を有する前記第１の部分を前記第２の部分から分離する穴が形成されたスクリーンを更に有することを特徴とする防音マフラー。
【請求項５】
請求項３に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングの第１端に位置する吸入管と、前記マフラーハウジングの第２端に位置する排出管は、直線状にないことを特徴とする防音マフラー。
【請求項６】
請求項５に記載の防音マフラーにおいて、
前記吸入管から前記排出管に通過する流体は、前記マフラーハウジングを通過することを特徴とする防音マフラー。
【請求項７】
請求項５に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングに流れ込む流体の一部は、まず防音発泡体を通過し、それから前記排出管を通過することを特徴とする防音マフラー。
【請求項８】
請求項６に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングでの圧力低下は、主要な流れを妨げないように十分に低いことを特徴とする防音マフラー。
【請求項９】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングは、前記吸入管から前記排出管への流体の主要な流れを取り囲む防音発泡体で実質的に満たされた単一のチャンバーであり、前記マフラーハウジングは、前記吸入管及び前記排出管に連結されていることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１０】
請求項９に記載の防音マフラーにおいて、
前記吸入管及び前記排出管は、連続しており、流体の主要な流れの通過のための単一の管を形成することを特徴とする防音マフラー。
【請求項１１】
請求項９に記載の防音マフラーにおいて、
前記マフラーハウジングは、主要流路から前記防音マフラーを通る流体の流れを許容する通路を有することを特徴とする防音マフラー。
【請求項１２】
請求項１１に記載の防音マフラーにおいて、
前記通路は、流体の主要な流れの境界に複数の開口を有することを特徴とする防音マフラー。
【請求項１３】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
前記防音発泡体は、開放セルの発泡体であることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１４】
請求項１３に記載の防音マフラーにおいて、
前記開放セルの発泡体は、イソシアン酸及びアンモニアの反応によって形成されることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１５】
請求項１４に記載の防音マフラーにおいて、
前記開放セルの発泡体は、メラミンであることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１６】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
前記防音発泡体は、合成物質であることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１７】
請求項１６に記載の防音マフラーにおいて、
前記防音発泡体は、繊維性の音減衰物質であることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１８】
請求項１７に記載の防音マフラーにおいて、
前記繊維性物質は、繊維ガラスであることを特徴とする防音マフラー。
【請求項１９】
請求項１７に記載の防音マフラーにおいて、
前記繊維性物質は、スチールウールであることを特徴とする防音マフラー。
【請求項２０】
請求項１７に記載の防音マフラーにおいて、
コンプレッサー流体に不活性である物質の中に前記繊維性の音減衰物質を包むことをさらに含むことを特徴とする防音マフラー。
【請求項２１】
請求項２０に記載の防音マフラーにおいて、
前記不活性物質は、マイラーであることを特徴とする防音マフラー。
【請求項２２】
請求項１に記載の防音マフラーにおいて、
コンプレッサーの作動の騒音は、略４００Ｈｚ乃至略５０００Ｈｚの範囲にわたって少なくとも略６デシベルだけ減衰されることを特徴とする防音マフラー。
【請求項２３】
請求項２２に記載の防音マフラーにおいて、
コンプレッサーの作動の騒音は、略６００Ｈｚ乃至略５０００Ｈｚの範囲にわたって少なくとも略１０デシベルだけ減衰されることを特徴とする防音マフラー。
【請求項２４】
冷却剤コンプレッサーであって、
コンプレッサーハウジングと、
前記コンプレッサーハウジングを通って伸び、前記コンプレッサーハウジングの中に冷却流体を導入する吸入ラインと、
前記コンプレッサーハウジングの中に導入された冷却流体を受け入れるための前記コンプレッサーハウジング内の吸入管と、
前記吸入管から冷却流体を受け入れる排出管と、
前記吸入管と前記排出管との間に配置された抵抗性マフラーとを備え、
前記抵抗性マフラーは、前記マフラーハウジング内に配置され、前記マフラーを通る流体の主要な流れの外側に隣接した防音発泡体アッセンブリを有し、
前記防音発泡体アッセンブリは、コンプレッサーの冷却流体に対して化学的に不活性であり、コンプレッサーの流体で浸潤されたときでさえも、広い音響周波数領域にわたって音を減衰する能力によって特徴づけられており、さらに、通常のコンプレッサーの作動で経験される高温や変化する圧力での安定性によって特徴づけられており、
前記マフラーは、前記コンプレッサーの作動によって発生した音を減衰し、その結果、前記音は前記マフラーをバイパスせず、前記コンプレッサーハウジングに再び伝導された音を実質的に減少し、
前記冷却コンプレッサーは、さらに、
前記排出管から冷却流体を受け入れるガス吸入口と、
前記排出管から冷却流体を受け入れるコンプレッサー構造と、
前記排出管から流入された冷却流体を圧縮するために前記コンプレッサー構造を駆動する電動モーターと、
前記圧縮された冷却流体を冷却システムに排出するガス排出口とを備えていることを特徴とする冷却コンプレッサー。
【請求項２５】
請求項２４に記載の冷却コンプレッサーにおいて、
前記コンプレッサーは、往復運動のコンプレッサーであることを特徴とする冷却コンプレッサー。
【請求項２６】
請求項２４に記載の冷却コンプレッサーにおいて、
抵抗性マフラーは、略４００Ｈｚ乃至略５０００Ｈｚの周波数領域で少なくとも６デシベルだけ音を減衰することを特徴とする冷却コンプレッサー。
【請求項２７】
請求項２４に記載の冷却コンプレッサーにおいて、
前記防音発泡体アッセンブリは、メラミン及び冷却流体に不活性である物質に包まれた繊維吸収物質から成る郡から選択された防音発泡体を有することを特徴とする冷却コンプレッサー。
【請求項２８】
請求項２７に記載の冷却コンプレッサーにおいて、
冷却物質に不活性である前記物質は、マイラーであることを特徴とする冷却コンプレッサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサーに使用するマフラーに関し、より詳細には、冷却及び加熱システムに使用されるコンプレッサーの低圧側で使用する音の抵抗性マフラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサーは、冷却及び加熱システムの幾つかの構成要素の一つである。コンプレッサーは、そのシステムに使用される冷却ガスを圧縮して、ガスの圧力及び温度を高めるので、重要な構成要素である。そのシステムしだいで、サイクルを逆にすることができ、その結果、コンプレッサーは空間を温める又は冷やすのに使用されることができる。コンプレッサーは、空間を温める又は冷やすために、コンデンサー、膨張バルブ、蒸発器及び送風機と組み合って典型的に使用される。サイクルの方向しだいで、予め選択された空間から熱を取り除く又は予め選択された空間に熱を提供するのに使用されることができる。
【０００３】
コンプレッサー自体は、典型的に、吸入口及び排出口を有する密閉するように閉じられた装置である。密閉するように閉じられた装置は、典型的に、金属製殻であり、この金属製殻は、電動モーターと、ガスを圧縮するための羽根車又は他の機械部分などの機械手段を収容する。たいていのコンプレッサーのデザインに関し、ハウジングによって囲まれたガス空洞は、コンプレッサーの機械部分に引き込まれる低圧ガスの貯蔵所として役立つ。電動モーターは、作動用系統電力を提供する電力源に連結されている。モーターは、ガスを圧縮する手段を順に駆動する。コンプレッサーは、ガスを圧縮するのに使用される手段によって分類される。例えば、冷却ガスを圧縮するのにスクロール圧縮装置を使用するコンプレッサーは、スクロールコンプレッサーとして呼ばれ、冷却ガスを圧縮するのにピストン装置を使用するコンプレッサーは、往復運動のコンプレッサーとして呼ばれ、冷却ガスを圧縮するのに回転スクリュー装置を使用するコンプレッサーは、スクリューコンプレッサーとして知られている。冷却ガスがどのように圧縮されるかについては、コンプレッサー間で異なるが、上述したような作動の基本原理は、コンプレッサー間で共通である。すなわち、モーターが付勢されると、ガスはガス吸入口から引き込まれ、ガスはコンプレッサーの機械部分の中で圧縮され、高圧縮ガスは、排出口から排出される。
【０００４】
異なるコップレッサーのデザイン間での変形は、異なる騒音発生メカニズム及び異なる騒音特性を生じる。異なるデザインでの音を制御又は減衰するのに異なる処置がとられる。これらの努力にもかかわらず、種々のタイプのコンプレッサーに対して共通の騒音源がある。例えば、大きな騒音源は、ガスの流れがガス吸入／吸引バルブ機構によって調節されるガス吸入又は吸引口で見られる。ガス吸入／吸引バルブ機構は、高レベルの広帯域音を発生する。密閉するように閉じられたコンプレッサーにおいては、冷却剤は、コンプレッサーハウジングによって囲まれた空洞からガス圧縮機構に引き込まれる。コンプレッサーの作動中、音は、冷却ガスの流れの中で上方に伝播され、吸入管からコンプレッサーのハウジング空洞の中に放出される。そこから、高レベルの音は、ハウジング空洞からコンプレッサーハウジングを介してコンプレッサーを取り囲む空間に伝導される。理解されるように、この音は、コンプレッサーが、生活領域又は職場領域内に、生活領域又は職場領域に隣接して、又は、生活領域又は職場領域の近くに配置されている場合は特に望ましくない。
【０００５】
当然、ガス吸入／吸引バルブ機構で発生した音は、今までになかったのではなく、コンプレッサーの騒音を削除し、減少し、あるいは他の方法で減衰するために、種々の方法が試みられてきた。例えば、コンプレッサーのオイルに添加された発泡剤は、コンプレッサー内の音を減少させることはよく知られている。その発泡オイルは、音吸収体として機能することは信じられている。これは効果的であるが、発泡オイルは、冷却剤及び非常に高い温度にさらされるので、非常に厄介な状況の下で実行し続けなければならない。発泡体は、オイルの潤滑性に影響を及ぼしてはならないと共に、冷却剤及び高い温度との相互作用の結果として分解してはならない。当然、発泡体がこれらの厳しい状況の下で劣化する場合、音減衰器としての効果を失う。しかしながら、その発泡体が劣化しないときでさえ、オイル発泡体はハウジング空洞の底部に制限されがちになるので、発泡体は、騒音の減少に部分的に効果的であるだけである。
【０００６】
利用された他の方法は、マフラーを含む。マフラーは、二つのタイプがあり、反応性マフラーと抵抗性マフラーである。反応性マフラーは、限られた成功で、吸入管での音を遮断するのに使用されている。反応性マフラーのデザインは、限られた周波数領域に有効にするので、反応性マフラーは、音を減少する能力が限定される。これらの反応性マフラーは、時には共鳴器を利用するか、あるいはガスに種々の大きさの開口を通って曲がりくねった流路を移動させることによってガスの流れの長さを増大する。それらは、設計された周波数領域内で効果的であるが、この周波数領域外にある音は影響を受けない。コンプレッサーの吸入機構によって発生した音エネルギーは、特性が広帯域であるが、反応性マフラーは、狭い周波数領域にわたる音を減衰するだけである。その残りの周波数は伝播される。伝播された周波数帯域は、帯域通過周波数として呼ばれる。予め規定された周波数領域に対して反応性マフラーをデザインすることは、難しく、仮にうまくいったとしても、それでもなお吸入機構によって発生した広帯域を遮断しない。従って、反応性マフラーは、帯域通過フィルターとして作用するのに役立つ。
【０００７】
コンプレッサーの吸入側で発生した音を減衰する反応性マフラーの一例が、２０００年１０月１０日に発行された、Ｓｅｏ氏に対する米国特許第６１２９５２２に記述されている。音は、異なる大きさの一連の穴及び開口を介して吸入ガスを通過することによって減衰される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
反応性マフラーは、広い周波数領域にわたる音を吸収するのに音吸収物質を使用する。しかしながら、音を吸収する目的のために典型的に使用された上記物質は、高温や、その物質がコンプレッサーの潤滑油及び冷却剤などの化学物質にさらされる冷却剤コンプレッサーの高流速環境などの環境で使用する選択物としては十分ではない。
【０００９】
これらの反応性マフラーは、冷却コンプレッサーの密閉シール部内に配置されており、そのシール部内の他の物質と同様に、時には華氏３００度を超過する温度で潤滑油及び冷却剤にさらされ、かつ浸潤される。さらに、高圧変動及び関連した圧力波動及び振動は、また音吸収物質に不都合な影響を及ぼすことがあり得る。防音物質の防音能力は、その物質が流体にさらされたときに著しく低下するだけでなく、この厳しい環境によってその物質は崩壊する。勿論、防音物質が崩壊すると防音能力は低下する。しかしながら、より損害を与えることは、その崩壊物質が密閉するように閉じられたコンプレッサーの中の潤滑油と最終的に混合することである。解離状態でのたいていの防音物質は、酸を形成するように典型的な冷却剤と結合することができる。この酸は、コンプレッサーやシステム全体の金属構成要素を冒すことがあり得る。さらに、この物質は、潤滑油を有する可動部分に堆積される。しかしながら、この物質は、過度の摩耗を引き起こし、ベアリング等の可動部分の結合さえも引き起こす。密閉するように閉じられたコンプレッサー内の音吸収物質の破損の可能性及びそのような破損に伴う不満足な結果のために、抵抗性マフラーを冷却剤コンプレッサーに組み入れるのに抵抗があった。例えば、ポリウレタンは、効果的な防音吸収体である開放セルの発泡体を形成する。しかしながら、コンプレッサーの厳しい環境では、セルは駄目になり、ポリウレタンは潤滑油と結合して望ましくない粘性流体を形成する。他の効果的な防音吸収体は、ゾルアミドポリイミド(solamide polyimide)である。しかし、この物質は、解離すると共にベアリングの劣化を引き起こす。
【００１０】
必要とされることは、広い周波数領域にわたって音を吸収するマフラーである。これは、抵抗性マフラーを使用することによって最も良く成し遂げられる。従って、必要とされることは、コンプレッサーの厳しい環境に耐えることができる防音物質を包含する抵抗性マフラーである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
冷却剤コンプレッサーは、コンプレッサーの作動中、ガス吸気及び吸入バルブによって発生された音を減衰する抵抗性マフラーを利用する。抵抗性マフラーは、コンプレッサーの吸入ガスの流れに対し直線状に組み立てられていると共に、コンプレッサーハウジング内に配置されている。冷却ガスが、蒸発器からコンプレッサーに引き込まれ、吸入バルブへの通過中、従ってガスが物理的に圧縮されるコンプレッサー領域への通過中に抵抗性マフラーを通過するので、抵抗性マフラーは、その作動中コンプレッサーによって発生された音を減衰する。
【００１２】
抵抗性マフラーは、吸入端部及び排出端部を有するマフラーハウジングを含む。防音発泡体アッセンブリは、マフラーハウジングに組み込まれている。防音発泡体アッセンブリは、広い周波数領域にわたって音を吸収する能力に基づいて選択される。アッセンブリの防音発泡体は、広い周波数領域にわたって音を吸収できなければならないばかりでなく、音がマフラーをバイパスしないようにそして著しく大きい音をコンプレッサーハウジングに伝播しないように、発泡体は、コンプレッサー内に組み立てられたマフラーに配置されなければならない。発泡体アッセンブリは、コンプレッサー流体にさらされたときに化学的に不活性である方が望ましい。防音発泡体は、安定性がなければならず、すなわち、通常のコンプレッサーの作動で経験されるような高温にさらされたときに劣化してはならない。その物質は、高い温度でコンプレッサー流体にさらされたときに化学的に不活性のままであるべきである。理想的には、防音発泡体は、コンプレッサーの流体で浸潤されたときでさえ、広い周波数領域にわたって音を減衰する能力を実質的に維持するべきである。また、発泡体アッセンブリは、劣化を経験しないでとても大きな圧力変動に耐えるべきである。さらに、抵抗性マフラーに流入する流体は、マフラーハウジングにおける著しい圧力低下を経験すべきでない。すなわち、吸入端部と排出端部の差は、２５％以下であるべきである。
【００１３】
本発明の利点は、コンプレッサーが広い周波数領域にわたって音の減衰を可能にする抵抗性マフラーを含むことである。これは、コンプレッサーに隣接した環境に伝播する音の総合レベルを下げる。また、周波数の狭帯域にわたる音を吸収するだけの典型的な反応性マフラーの排除を可能にする。
【００１４】
本発明の他の利点は、本発明の抵抗性マフラーが防音発泡体を含むことである。本発明で利用される防音発泡体は、本発明の厳しい環境で劣化しない。
【００１５】
本発明の他の利点は、本発明の抵抗性マフラーは、防音発泡体が潤滑油や冷却剤で浸潤されたときでさえ減衰器として機能し続けることである。
【００１６】
本発明の他の特徴及び利点は、例として本発明の原理を図示する添付図面に関連してとられた以下の好適実施例のより詳細な説明から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の抵抗性マフラーを包含するコンプレッサーが図１に示されている。コンプレッサー２は、冷蔵庫、家又は自動車に見られているような、コンデンサー、膨張バルブ、蒸発器及びこれらを互いに連結する管を有する従来の冷却システム（図示せず）に連結されている。コンプレッサー２は、コンプレッサー２の吸入口１４に入り込む吸入ライン１２によって蒸発器（図示せず）に連結された往復運動のコンプレッサーである。吸入口は、コンプレッサーハウジング１６を通って伸びる。蒸発器からの冷却ガスは、吸入口１４を通じてコンプレッサー２の低圧側に流れ込む。
【００１８】
コンプレッサー２は、電動モーター１８を有する。ステーター２０及びローター２２を有する標準的な誘導モーターが示されている。しかしながら、他の電動モーターを用いてもよい。シャフト２４がローター２２を貫通する。シャフト２４の底端２６は、このコンプレッサー２の中で、潤滑油だめ２８の中に伸びると共に一連の開口２７を有する。少なくとも一つのピストンアッセンブリ３０がモーターの下方でシャフト２４に連結されている。図１のコンプレッサー２は、二つのピストンアッセンブリを表示する。連結ロッド３２が、シリンダー３６内で前後方向に移動するピストンヘッド３４に連結されている。シリンダーは、ガス吸入口３８及びガス排出口４０を有する。これらのガス吸入口３８及びガス排出口４０は、周知の方法で組み立てられた吸入バルブ及び排気バルブ（図示せず）とそれぞれ関連されている。吸入バルブが排出管５２によって抵抗性マフラー５０に連結されている。また、抵抗性マフラーは、コンプレッサーハウジング１６内に囲まれたガス空洞に開放した吸入管５４を有する。抵抗性マフラーは、防音発泡体５６を有する。防音発泡体５６は、抵抗性マフラー５０の中に実質的に伸びる吸入管５４を取り囲むが、防音発泡体５６は、吸入管５４の断面を横切って伸びてなく、そのため、吸入管を通るガスの流れは、防音発泡体５６によって妨げられない。
【００１９】
モーター１８は、予め決められた状態に応じて信号によって、例えば、予め設定された温度に達するときにサーモスタットからの電気信号によって作動される。電気は、ステーター２０に供給され、ステーター２０の巻き線がローター２２を回転させる。ローター２２の回転は、シャフト２４を回転させる。図示のコンプレッサーでは、油だめ２８内にあってシャフトの底端２６の開口２７を通って移動された油は、シャフト２４に沿って上方に移動され、コンプレッサー２の可動部分を滑らかにする。
【００２０】
また、ローター２２の回転は、ピストンアッセンブリ３０を往復運動させる。アッセンブリが吸入位置に移動するとき、ピストンヘッド３４は、ガス吸入口３８から離れる方向に移動するので、吸入バルブが開き、そして冷却流体が、容積が拡張しているシリンダー３６内に導入される。このガスは、コンプレッサーハウジング１６の内部及び吸入ライン１２から取り出される。このガスは、吸入管５４の中に吸入され、そして抵抗性マフラー５０を通り、排出管５２を通ってガス吸入口３８まで吸入され、そこで吸入バルブを通過してシリンダー２６内に導入される。ピストンアッセンブリ３０が、図１のシリンダー３６の左側へのピストンヘッド３４の運動によって示された、そのストロークの第１端（すなわち頂点）に達すると、吸入バルブは閉じる。次に、ピストンヘッド３４は、シリンダー３６の容積を減少することによって冷却ガスを圧縮する。ピストンアッセンブリ３０が、図１のシリンダー３６の右側へのピストンヘッド３４の運動によって示された、そのストロークの第２端（すなわち低点）に達すると、排出バルブが開かれて、高圧縮された冷却ガスは、ガス排出口４０を通って排出され、コンデンサーに連結された導管内へコンプレッサーハウジングを出る。このことは、ピストンアッセンブリの１行程を構成する。
【００２１】
ステーター２０は、通常の周知の方法で電力源（図示せず）に連結されている。ステーター２０のモーター巻き線は、シャフト２４を回転させるローター２２を作動させる。シャフトの回転は、ピストンアッセンブリを往復運動させる。吸入バルブが、ピストンアッセンブリの往復運動と同期して開閉すると、冷却ガスは、吸入管５４及び吸入ライン１２を通ってチャンバー内に引き込まれる。吸入バルブの周期的な開閉は、周期的な冷却ガスの流れの開始及び停止とともに広い周波数領域にわたって高いレベルの騒音を発生する。吸入バルブと吸入ライン１２との間のガス流路にマフラーを配置することは、吸入バルブの周期運動及びガスの周期的なサージ(surging)によって発生された広帯域の音を吸収するのを助ける。抵抗性マフラーの使用は、反応性マフラーによって減衰されるような狭い周波数領域よりむしろ広い周波数領域にわたって音が減衰されるのを可能にする。反応性マフラーによって減衰されない周波数領域の音エネルギーは、マフラーの吸入管５４からハウジング１６によって囲まれたガス空洞の中に発散される。コンプレッサーハウジング１６は、共鳴チャンバーとして作用し、この音を取り囲む環境に再び伝導する。抵抗性マフラーは、広い周波数領域の全域で音を減衰し、その結果、コンプレッサーハウジングに達するあらゆる周波数の騒音のレベルをドラスチックに下げる。
【００２２】
本発明の抵抗性マフラー２５０の一例が図２に提供される。マフラー２５０は、マフラーハウジング２６０と、マフラーのピストンアッセンブリ３０側のハウジング２６０を退出する排出管２５２と、マフラー２５０の吸入ライン１２側のハウジング２６０に入り込む吸入管２５４とを有する。ガスが吸入管２５４から排出管２５２まで通過するように、ハウジングは、チャンバー２６２を形成する。吸入管２５４及び排出管２５２は、互いに中心線がずれており、すなわち、それらは一列に並んでなく、そのため、ガスは吸入管２５４から排出管２５２に直接通過することができない。その代わりに、ガスは、吸入管２５２から排出管２５２に通過するときにチャンバー２６２の中に流れ込む必要がある。チャンバー２６２は、二つの部分に分割されており、一つの部分２６４は、防音発泡体２６６で満たされており、第２の部分２６８は、実質的に空の空間である。
【００２３】
冷却ガスが潤滑油と頻繁に混合され、そして、潤滑油は霧状に存在することは周知である。従って、チャンバー２６２に流れ込む冷却ガスは、表面２７０などのチャンバー２６０の第２の部分２６８内の表面に接触し、そして、穴が形成されたスクリーン２７２を通じて防音発泡体２６６の中に偏向され得る。霧状に存在する潤滑油は、小滴を形成する決定的な量になるまで、その発泡体を浸し、その小滴は、スクリーン２７２を通って発泡体２６６から出て、冷却ガスと共にピストンアッセンブリの中に引き込まれる。温度及びガスの流速に依存するが、少量の冷却ガスはまた液体を形成し、そして、上記発泡体を通過するので該発泡体を浸潤させる原因となる。吸入バルブ及びピストンアッセンブリからの音波は、排出管２５２伝いに伝播すると共に、マフラーハウジングに接触し、そのため、防音発泡体がその音の一部を吸収するので、音はマフラーによって減衰されるが、冷却ガスの流れは、マフラーの存在によって変わらない。コンプレッサーの性能を低下させないように、上記マフラーは、ガスの流れ、主要な流れに対する妨げが最小となるように設計されている。望ましくは、マフラーでの圧力低下は、２５％より低い。さらに、ガスの流れ自体を通じて吸入バルブアセンブリから伝播された音波は、ガスの流れ（従って音波）が上記防音物質に接触するので減衰される。
【００２４】
本発明の第２実施例が図３の断面図に示されている。この実施例では、抵抗性マフラー３５０は、マフラーハウジング３６０と、マフラーのピストンアッセンブリ３０側のハウジング３６０を退出する排出管３５２と、マフラー３５０の吸入ライン１２側のハウジング３６０に入り込む吸入管３５４とを有する。ガスが吸入管３５４から排出管３５２まで通過するように、ハウジングは、チャンバー３６２を形成する。図３に示されるように、吸入管３５４及び排出管３５２は連続し、単一の管を形成する。このことは、不可欠ではなく、吸入管３５４及び排出管３５２は、互いに連結された、短い間隔で分離された、あるいはマフラーの長さで分離された個別の管でもよい。ハウジング３６２は、防音発泡体３６６で満たされチャンバー３６２を形成する。しかしながら、防音マフラー３５０の減衰能力の利点をフルに得るために、マフラー３５０を通過するガスが防音発泡体と接触するのを可能にするのに利用できる通路が必要となる。この通路は、主要な流れの境界を形成する連続管３５２／３５４内の複数の開口３８０によって提供される。
【００２５】
マフラー３５０に流れ込む冷却ガスの一部分は、複数の開口３８０を通って防音発泡体３６６に入り、他の一部分は、排出管３５２を通じて直接吸入されるであろう。霧状に存在する潤滑油は、小滴を形成する決定的な量になるまで、その発泡体を浸し、その小滴は、複数の開口３８０のちの下方に位置する開口を通じて、あるいは連続管３５２／３５４のガスの流れに流入的に連結されたチャンバー３６２の底部の下方通路３８２を通じて上記発泡体３６６から出て、冷却ガスと共にピストンアッセンブリの中に引き込まれる。冷却ガスは、複数の開口３８０を通じてガスの流れに戻るであろう。温度及びガスの流速に依存するが、少量の冷却ガスはまた液体を形成し、そして、最初にガスに変化されていない場合には上記発泡体３６６を通過し、潤滑油と共にガスの流れに戻るので、該発泡体３６６の浸潤の原因となる。また、吸入バルブ及びピストンアッセンブリからの音波は、排出管３５２伝いに伝播すると共に、マフラーハウジングに接触し、そのため、防音発泡体３６６がその音の一部を吸収するので、音はマフラーによって減衰される。ガスの流れ自体を通じて吸入バルブアセンブリから伝播された音波は、ガスの流れ（従って音波）が上記防音物質に接触するので減衰される。図３に示されたように、管３５２／３５４がマフラー３５０をまっすぐに通過することは必要ではないが、この形態は、最小の圧力低下を示す。その管は、マフラー３５０内でアーチ状にすることができるが、追加の圧力低下が各管の湾曲部で発生するであろう。
【００２６】
コンプレッサーの寿命中、コンプレッサー内の過酷な環境状態に耐えうると共に所望の音の減衰を提供するために、上記防音発泡体を構成する物質は慎重に選択されなければならない。上記防音発泡体の最も重要な特徴は、広い周波数領域で音を吸収あるいは減衰することが可能でなければならないことである。また、コンプレッサーの環境の高温度、典型的には、長期間の華氏２５０度乃至３００度と、短時間の華氏３００度を超過して上昇する周期的な温度とに耐えうる必要がある。また、種々の潤滑油や冷却剤によって接触されたときに不活性でなければならない。例えば、典型的な潤滑油は、鉱油、ポリオールエステル、ポリアルケングリコール及びアルキルベンゼンを含み、一方、典型的な冷却剤は、例えば、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣｓ）及びハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣｓ）を含む。また、上記防音発泡体は、潤滑油、冷却剤あるいはその二つの組み合わせで浸潤されたときに音を減衰することが可能でなければならない。上記防音発泡体は、音の吸収性能及び高温性能を有する第１の物質が、潤滑油及び冷却材に不活性であるが高温に耐えることができる第２の物質に包まれたような合成物でもよい。包装は、第１の物質が潤滑油又は冷却剤によって浸潤されるのを防ぐ。また、その包装は、第１の物質が、潤滑油の中又は分解された場合には冷却剤の中に放出されるのを防ぐ。
【００２７】
防音発泡体として受け入れられる物質の一つは、コンプレッサーの寿命の間コンプレッサーの環境に耐えうることができるメラミン発泡体である。それは、広い周波数領域で減衰器として作用することができると共に、濡れているときでさえもその減衰性能を維持する。従って、メラミン発泡体すなわち開放セルの発泡体は、合成物質として包まれることを必要とされない。メラミン発泡体は、ドイツのBASF Corporation of Aktiengesellschafによって製造されている。メラミンは、尿素及びアンモニアを加熱することによって形成されている。イソシアン酸とアンモニアの混合結果物は、略４００度の温度で固体触媒によって反応し、メラミンを形成する。メラミン樹脂は、開放セルの発泡体に形成される。
【００２８】
良好な防音特性を有する他の物質としては、例えば、繊維ガラスやスチールウールがある。しかしながら、これらの物質は、コンプレッサーで経験された流速及び圧力を受けたときに分離することがあり得る繊維物質で構成されている。これらの繊維は、可動部分を損傷することがあり得る。しかしながら、これらの物質は、包まれていれば効果を上げることができる。従って、コンプレッサーの流体に不活性である第２の物質で包まれているこれらの物質は、好ましい。マイラー（商標名）、ナイロンあるいは他の加工されたプラスチックなどの物質で包まれているまたは保護されている場合、またはコンプレッサーの厳しい環境状態に耐えうるフィルター内に囲まれた場合には、これらの繊維物質を用いることができる。しかしながら、これらの物質は、包装あるいはフィルターなしに用いられることができる。代替的に、繊維物質を不活性物質に包むことに対比して、個々のファイバーは適当な不活性物質で被覆することができる。
【００２９】
本発明の抵抗性吸入マフラーを使用するコンプレッサーシステムは、組み立てられて試験された。図２及び図３の双方に示すマフラーの形態は、評価された。用いられた防音物質は、メラミンの開放セルの発泡体であった。マフラーの性能を評価する標準的な音の測定が、抵抗性マフラーの効果を判断するのに利用された。使用された音の測定は、マフラーの挿入損である。挿入損は、マフラーが音の流路に挿入されたときの、音の伝播の下流側の音圧のデシベル減少である。コンプレッサー吸入マフラーの場合、吸入管２５４，３５４での動圧は、コンプレッサーの吸入口の中に直線的に伸びる一様な管と同等の吸入口での動圧から減じられた。二つのマフラーの形態に対する挿入損は、三分の一のオクターブ帯レベルの相関として図４にグラフとして表されている。また、この図４には、典型的な反応性マフラーの挿入損が示されている。この図は、反応性マフラーと比較した抵抗性マフラーの広帯域の有効性を明白に示す。図２の抵抗性マフラーは、吸入ガスの上流へ伝播する音響エネルギーの２７ｄＢの総合的減少を実現し、図３の抵抗性マフラーは、３２ｄＢの総合的減少を実現する。比較すると、反応性マフラーは、音響エネルギーの２２ｄＢの総合的減少だけ実現する。故に、抵抗性マフラーは、反応性マフラーに比べて音響エネルギーを少なくとも２倍吸収する。
【００３０】
本発明は、好適実施例に関して説明されているが、本発明の範囲を逸脱しないで種々の変形をそれらの要素に対してすることができると共に、同等物をそれらの構成要素に代わりにすることができるということを当業者は理解されるであろう。さらに、多くの変更例が、特定の状況あるいは物質をそれらの本質的な範囲から逸脱しない範囲で本発明の教示に適合させることができる。従って、本発明は、本発明の実施に対して熟考された最良の形態として開示された特定の実施例に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内の全ての実施例を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の抵抗性マフラーを含む冷却剤コンプレッサーを示す断面図である。
【図２】図２は、防音発泡体がガス流路に隣接するマフラーチャンバーの一部分だけを占める本発明の抵抗性マフラーの第１実施例を示す断面図である。
【図３】図３は、防音発泡体がガス流路に隣接するマフラーチャンバー全体を占める本発明の抵抗性マフラーの第２実施例を示す断面図である。
【図４】図４は、種々の周波数での図２及び図３のマフラーに対するマフラー挿入損を示すグラフ表示である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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