(57)【要約】圧縮機が、ハウジングと、１つまたは複数の作動要素と、を含む。マフラが、吐出プレナムの下流に位置する。中央体が、マフラの上流で吐出プレナム内に位置し、軸受ケースとマフラの間で、ある長さの主要部分に跨る。
2008514866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
第１の回転軸線を有する第１のロータと、
第２の回転軸線を有し、前記第１のロータと噛合された第２のロータと、
第３の回転軸線を有し、前記第１のロータと噛合された第３のロータと、
吐出プレナムと、
前記吐出プレナムの下流にあるマフラと、
前記吐出プレナム内にあり、軸受ケースと前記マフラの間で、ある長さの主要部分に跨る中央体と、
を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記中央体が、概略前記軸受ケースから前記マフラに延びることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記中央体が、前記第１のロータと同軸であることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
前記中央体が、略円錐台形の外部表面を有することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項５】
前記中央体が、概略下流方向で連続的に増大する横断方向断面積を有することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項６】
前記中央体の下流部分が、前記中央体の上流部分より少なくとも２０％大きい断面積を有することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項７】
前記中央体の外部表面が、前記マフラに向かう方向で概略発散することを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項８】
前記中央体が、実質的に、成型プラスチック、ポリマー発泡体、発泡ビーズ材料のうちの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項９】
請求項１に記載の圧縮機を設計する方法であって、
前記吐出プレナム全体にわたる圧力低下を反映するパラメータを測定し、
前記圧力低下を低減するように、前記中央体の少なくとも１つのパラメータを選択する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
騒音のパラメータを測定することをさらに含み、前記変えることが前記騒音を低減することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのパラメータが、中央体断面における流れ方向の変動を含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
ハウジングと、
１つまたは複数の作動要素と、
吐出プレナムと、
前記吐出プレナムの下流にあるマフラと、
前記吐出プレナムの上流で前記マフラ内にあり、前記１つまたは複数の作動要素の出口と前記マフラの入口との間で圧力低下を制限する手段と、
を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の作動要素が、
雄スクリューロータと、
前記雄スクリューロータと噛合された雌スクリューロータと、
を含むことを特徴とする請求項１２記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記手段が、略円錐台形の中央体を備えることを特徴とする請求項１２記載の圧縮機。
【請求項１５】
ハウジングと、
１つまたは複数の作動要素と、
吐出プレナムと、
前記吐出プレナムの下流にあるマフラと、
前記マフラの上流で前記吐出プレナム内にある中央流れ案内要素と、
を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項１６】
圧縮機を再製品化する、または前記圧縮機の構成を再製作する方法であって、
ハウジングと、
第１の回転軸線を有する第１のロータと、
第２の回転軸線を有し、前記第１のロータと噛合された第２のロータと、
第３の回転軸線を有し、前記第１のロータと噛合された第３のロータと、
吐出プレナムと、
を有する最初のそのような圧縮機または構成を用意し、
前記吐出プレナム内に中央体を配置する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記配置することが、内部吸音手段と外部吸音手段の間に略環状の主流路セグメントを有するマフラの上流に前記中央体を位置付けることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記配置することが、前記ハウジングと、前記第１、第２、および第３のロータとを実質的に不変のままにすることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記吐出プレナム全体にわたる圧力低下を低減するように、前記中央体の幾何学形状寸法を選択することをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記吐出プレナムから発せられる騒音を低減するように、前記中央体の幾何学形状寸法を選択することをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。より詳細には、本発明は、スクリュー式の圧縮機における騒音および振動の抑制に関する。
【背景技術】
【０００２】
容積式圧縮機では、それぞれ独立した大量のガスが、吸入圧で捕捉され、圧縮され、吐出圧で吐出される。捕捉と吐出はそれぞれ、圧力脈動と、関連の騒音生成とを生じる可能性がある。したがって、圧縮機騒音抑制において、十分に発達した分野が存在する。
【０００３】
１つの部類の吸収性マフラは、圧縮機作動要素（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）から吐出された冷媒流を、吸音材料（たとえば、繊維詰め物（ｆｉｂｅｒ  ｂａｔｔｉｎｇ）または発泡体（ｆｏａｍ））の内部環状層と外部環状層の間の環状空間を介して通過させることを必要とする。米国特許出願第２００４／００６５５０４Ａ１号は、基本的なそのようなマフラと、次いで、内部層内で形成された一体型ヘルムホルツ共鳴器を有する改良型とを開示する。この’５０４号公開の開示は、参照により本明細書に、詳細に述べられている場合と同様に組み込まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、ハウジングと、１つまたは複数の作動要素と、を含む圧縮機を必要とする。マフラが、吐出プレナムの下流に位置する。中央体（ｃｅｎｔｅｒｂｏｄｙ）が、マフラの上流で吐出プレナム内に位置し、軸受ケースとマフラの間で、ある長さの主要部分に跨る。
【０００５】
中央体は、断面積が下流方向で発散するものとすることができる。中央体は、既存の圧縮機構成の再設計または再製作（ｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）、および／あるいは、以前にそのような中央体のない既存の圧縮機の再製品化（ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）の際に追加することができる。再設計／再製作中には、中央体のパラメータを最適化し、吐出プレナム全体にわたって、圧力低下を所望の程度で最小限に抑えることができる。
【０００６】
本発明の１つまたは複数の実施例の詳細が、添付の図面および下記の説明で述べられている。本発明の他の特徴、目的、利点は、その説明および図面から、また特許請求の範囲から明らかになろう。
【０００７】
様々な図面内の同様の参照数字や符号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、ハウジングまたはケースアッセンブリ２２を有する圧縮機２０を示す。この例示的な圧縮機は、それぞれの中心長手方向軸線５００、５０２、５０４を備えるロータ２６、２８、３０を有する３ロータ、スクリュー式の密閉形圧縮機である。この例示的な実施例では、第１のロータ２６は、同軸電気モータ３２によって駆動される雄ローブ（ｍａｌｅ−ｌｏｂｅｄ）ロータであり、雌ローブ（ｆｅｍａｌｅ−ｌｏｂｅｄ）ロータ２８、３０と噛合し駆動する。この例示的な実施例では、雄ロータ軸線５００は、全体として圧縮機２０の中心長手方向軸線をも形成する。ロータ作動部分は、ケースアッセンブリ２２のロータケースセグメント３４内に位置しており、軸受３６によって支持され、関連するロータ作動部分の各端部でロータシャフトと係合するシール３８によって封止されることができる。ロータは、モータ３２によって駆動されたとき、作動流体（たとえば、冷媒）を、吸入プレナム４０から吐出プレナム４２への流路に沿って送り、圧縮する。この例示的な実施例では、吸入プレナム４０は、ロータケース３４の上流端部内に位置し、吐出プレナムは、概略、軸受ケース４８によってロータケースから分離された、また概略下流方向で収束する内部表面４９を有する吐出ケース４６内に位置する。この例示的な実施例では、軸受カバー／保持プレート５０は、軸受スタックを保持するように、軸受ケース４８の下流端部に取り付けられる。吐出ケース４６の下流には、マフラケース５４内のマフラ５２がある。マフラ５２の下流には、セパレータメッシュ６４を収容するケース６２を有するオイルセパレータユニット６０がある。オイル戻り導管６６が、メッシュ６４によって停止されたオイルを潤滑システム（図示せず）に戻すように、ハウジング６２から延びる。出口ポート６９を有する出口プレナム６８が、メッシュ６４の下流にある。
【０００９】
例示的なマフラ５２は、（たとえば、内部要素７０を保持／位置決めするための支持ウェブによって遮られている）略環状の空間７４によって分離された環状の内部要素７０と外部要素７２とを含む。これらの要素は、吸音材料（たとえば、ナイロンおよび鋼製の網内に収容されたガラス繊維詰め物）から形成することができる。この例示的な実施例では、内部要素７０は、内部有孔スリーブ７６（たとえば、ナイロンメッシュまたは金網、あるいは多孔／エキスパンドメタルシート（ｐｅｒｆｏｒａｔｅｄ／ｅｘｐａｎｄｅｄ  ｍｅｔａｌ  ｓｈｅｅｔｉｎｇ））によって保持され、また空間７４から分離され、外部要素７２は、外部有孔スリーブ７８によって同様に分離され保持される。この例示的な実施例では、外部要素７２は、（たとえば、スリーブ７６、７８と同様に形成された）外部スリーブ８０内に収容され、ハウジング５４内で入れ子式に受け入れられる。スリーブ８０、７８は、環状プレート８２、８４によって上流端部と下流端部で結合される。この例示的な実施例では、スリーブ７６の上流端部は、円形プレート８６によって閉じられ、下流端部は、環状プレート９０によって閉じられる。この例示的な実施例では、孔のない中央コア９４（たとえば、鋼管）が、内部要素７０を介して延び、その下流端部を越えて突出する。
【００１０】
動作時には、圧縮ガス流が、スクリューロータ２６、２８、３０の圧縮ポケット（ｐｏｃｋｅｔ）から排出され、吐出プレナム４２内に流入する。ガスは、圧縮機の吐出プレナムから排出されたとき、マフラケース５４に進入し、環状の空間７４を流れて下る。マフラから排出されたとき、典型的にはオイル液滴を同伴しているガス流は、オイル分離用メッシュ６４を通過する。メッシュ６４は、ガス中に同伴されているオイルを取り込み、それを導管６６によってオイル管理システムに戻す。ガスは、オイル分離用メッシュを離れ、プレナム６８に進入し、凝縮器（図示せず）に向かって出口６９から排出される。
【００１１】
これまで述べたように、圧縮機は、既存の構成のものとすることができるが、本発明の原理は、異なる構成に適用することができる。
【００１２】
本発明によれば、中央体１２０が、ロータとマフラの間の流路内で位置決めされる。図２は、円形の上流端部／面１２４から円形の下流面１２６に延びる、略円錐台形の（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）外部表面１２２を有する中央体１２０を示す。
【００１３】
図３は、圧縮された冷媒を吐出するように吐出プレナム４２に対して開いた吐出ポート２００、２０２を示す。吐出ポート２００、２０２は、ロータから排出されるガス流を吐出プレナム４２に向けて送るように配向される。ポートは、雄ロータと雌ロータとの噛合によって作り出される圧縮ポケットの端部に位置する。２ロータ構成では、吐出ポートが１つだけ必要とされることになる。ポートは、吐出軸受３６とシール３８とを収容するキャビティの周りで、流れを誘導する。キャビティは、軸受カバー５０によって囲まれる。
【００１４】
様々な材料や技法を使用し、中央体を製造することができる。中央体は、実質的に、成型プラスチック（たとえば、発泡体でないポリプロピレンまたはガラスが充填されたナイロン）、またはポリマー発泡体もしくは発泡（ｅｘｐａｎｄｅｄ）ビーズ材料（たとえば、１つまたは複数の部片で成型されたもの、または１つまたは複数の部片から切り取られたもの）のうちの少なくとも１つからなるものとすることができる。
【００１５】
この例示的な実施例では、中央体の全体的な大きさおよび形状は、吐出ポートからマフラにかけて滑らかに移行するように選択される。したがって、上流／前面１２４は、プレート５０によって画定されるポート２００、２０２の内側（ｉｎｂｏａｒｄ）輪郭に対応するような大きさとされる。これは、ロータ２６の作動部分の底円半径（ｒｏｏｔ  ｒａｄｉｕｓ）に概略等しい半径にあるものとすることができる。同様に、下流／後面１２６は、マフラの内部要素に応じて（たとえば、同様の外部半径を有して）寸法設定することができる。
【００１６】
中央体の設計（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）および／または最適化は、基本的なものから詳細なものまで、様々なレベルで行われる可能性があり、様々な理論／シミュレーション段階、および／または実用／実験段階を必要とする可能性がある。圧力や差は、（たとえば、吐出プレナムの上流端部と下流端部の間、また吐出プレナムの上流端部と、マフラに沿ったまたはマフラの下流の位置との間、などで）計算しかつ／または測定することができる。騒音は、（たとえば、吐出プレナムの外部または内部において、複数範囲の１つまたは複数の別個の標的周波数で）測定することができる。
【００１７】
たとえば、第１の近似の中央体の大きさおよび形状は、純粋に幾何学形状寸法（たとえば、マフラ内部要素の直径や、軸受ケースポート間の間隔）と、構築された試作品とに基づいて選択することができる。試作品を用いて、標的速度での圧力差および／または騒音の１つまたは複数のパラメータを測定することができる。中央体の大きさおよび形状の少なくとも１つのパラメータは、そのようなパラメータの所望のレベルを達成するための反復される工程の中で、選択される／変わる可能性があり、１つまたは複数のパラメータが再測定される可能性がある。
【００１８】
中央体は、圧縮機の再製品化、または圧縮機構成の再製作に組み込むことができる。再製作または再製品化の際には、様々な既存の要素を実質的に保存することができる。
【００１９】
本発明の１つまたは複数の実施例について述べた。しかし、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなしに、様々な修正を加えることができることは理解されよう。たとえば、再製作または再製品化の状況では、既存の圧縮機の詳細が、特に、実施の詳細に影響を及ぼすかあるいは実施の詳細を決定する可能性がある。したがって、他の実施例も、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】圧縮機の長手方向断面図。
【図２】図１の圧縮機の吐出プレナムの拡大図。
【図３】３−３線に沿った図１の圧縮機の断面図。
【図４】４−４線に沿った図１の圧縮機の断面図。
【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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2008514866.tif 000008