JPS5934876B2 - 冷凍用圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吐出圧力脈動の大巾な低減が得られる吐出消音
器を備えた冷凍用圧縮機に関する。

第１図は従来の対向したシリンダ配列をもつ２気筒の密
閉形電動圧縮機を示す。

上記従来の密閉形電動圧縮機に於いては、密閉された圧
縮機筆体１′の内部に圧縮要素２′及び電動機３′がバ
ネ（図示せず）に吊られて収納され、圧縮要素２′及び
電動機３′はクランクシャフト４′を介して連結され、
電動機３′により発生した回転力はクランクシャフト４
′を通じて圧縮要素２′を駆動する。

圧縮要素２′は通常のピストンロッド機構よりなり、ク
ランクシャフト４′の回転によりコネクティングロッド
５′及びピストン６′を駆動し、シリンダ７′内に冷媒
ガスを吸入し、また圧縮するようになっている。

冷媒ガスの流れについて述べると、圧縮機筆体１′内の
冷媒ガスは、モーフカパー８′に取り付けられた尾管９
′を通り、この部分で冷媒ガス通路の縮小、拡大により
吸入音が低減された後、電動機回転子３／−ａと固定子
３′−す間、あるいは電動機固定子３′−すとクランク
ケースベル１０′間を通り、これらを冷却してクランク
ケース１１′に設けられた吸入ガス溜り１２′に到る。

更に、吸入冷媒カスは吸入ガス溜り１２′よりクランク
ケース１１′に設置される吸入孔１３′より吸入弁（図
示せず）を介しシリンダ７′内に吸い込まれる。

一方、シリンダ７′内でビス１ヘン６′により圧縮され
た高温高庄の吐出ガスは、吐出弁（図示せず）を介し、
シリンダヘッド１４′に吐き出される。

多気筒圧縮機に於いては、複数のシリンダより吐き出さ
れた吐出ガスを集合させ、且つ圧力脈動を低減させるた
めに、集合機能と圧力脈動減衰機能を兼ね備えた吐出消
音器１５′を設けるこ吉がある。

特に、クランクシャフト４′を囲んで放射線状にシリン
ダ６′が配列される場合、上記吐出消音器１５′は圧縮
機本体１６′の外周に沿って円環状あるいは円環の一部
を取り除いたＣ字状の形状を採る場合（第１図の場合）
があり、またシリンダが９０°ｖ型に配列される場合に
は、吐出消音器１５′は弓状の形状をなすことがある。

シリンダヘッド１４′に吐き出された吐出ガスは、連結
管１７′を介し、上記外観形状Ｃ字状の吐出消音器１５
′に入り、膨張して圧力脈動が低下するとともに、他の
シリンダヘッドからの吐出ガスと合流し、吐出消音器１
５′に取り付けられる吐出管１８′にて圧縮機筐体１′
の外部に送りだされるようになっているが、下記の欠点
があった。

（１）従来の圧縮機筐体内部に設置される吐出消音器で
は、吐出圧力脈動を所定のレベルまで十分低減できない
場合が多かった。

（２）このため、圧縮機筐体外部に更に補助吐出消音器
を必要とする場合が多々あった。

（３）また、圧力脈動が十分低下できないことから、吐
出管による圧力低下が大きく、これは圧縮機の冷凍能力
の減少をまねいていた。

（４）更に、吐出管による圧力低下が大きいこきを逃げ
るためには、吐出管の管径を太くする必要があり、これ
は吐出管の可撓性をそこね、圧縮機本体より吐出管を伝
達し圧縮機筐体に伝わる振動を絶縁することが困難とな
り、圧縮機の騒音を大きくしていた。

本発明は吐出圧力脈動の大巾な低減が得られる吐出消音
器を備えた冷凍用圧縮機を提供するこきを目的とし、そ
の特徴とするところは、圧縮機のモータあるいはクラン
クケース、シリンダヘッド等の構成部材に、外観形状が
沿うように吐出ガスの集合室を含めて長手方向の壁面を
隣接させて消音器段数を少くとも２段以上として設け、
各段の集合室と消音室あるいは消音室間に吐出ガスの導
かれる連通管を消音室もしくは集合室の内部で、それら
の室の吐出管側もしくは吐出管側と反対側のいずれかの
長手方向に圧力脈動の低減させたい周波数成分に応じて
、上記連通管の管端から吐出管側またはその反対側の端
壁までの距離ｌを、低減させたい任意の圧力脈動の周波
数成分の長さにあわせるように（後で詳述する）所定距
離だけ曲げのばし、吐出ガスを集合室、消音室内でそれ
らの室の長手方向に流すようにした吐出消音器を備えた
冷凍用圧縮機であり、集合室および消音室内部での吐出
ガスの膨張、縮少により圧力脈動レベルが低減すると同
時に、その周波数成分を大巾に低減することが出来るよ
うにした点にあり、密閉形、半密閉形、開放形等の冷凍
用圧縮機全般に使用させるものである。

本発明を第２図乃至第６図を参照して説明する。

第２図は本発明による吐出消音器の第１実施例の展開断
面図、第３図は空胴形押入管式消音器の説明図、第４図
はその挿入管による圧力波の減衰量の説明図である。

第２図は二気筒水平対向密閉形冷凍圧縮機に対する本発
明の吐出消音器の例で、外観形状が圧縮機のモータある
いはクランクケース、シリンダヘッド等の構成部材に沿
うように設けられたＣ字形をなす吐出消音器の展開断面
図であり、１９−ａは第１シリンダのシリンダヘッド、
１９−ｂは第２シリンダのシリンダヘッド、２０−ａ及
び２〇−すは各々第１及び第２シリンダヘッド１９−ａ
。

１９−ｂと吐出消音器２１を結ぶ連結管、２２は吐出ガ
スの集合室、２３は同集合室２２より吐出ガスを消音室
２４へ導く連通管で、上記集合室２２と消音室２４とは
長手方向の壁面を隣接させて消音器段数を２段としてお
り、２５は前記消音室２４より吐出ガスを外部へ送り出
す吐出管である。

この実施例では連通管２３は消音室２４内で吐出管２５
側の端壁に対して長手方向へ所定距離曲げ伸ばされてい
るが、吐出管２５側き反対側の端壁に対し長手方向へ所
定距離曲げ伸ばしてもよむ）。

この点は第５図、第６図の実施例でも同じである。

上記連通管２３の消音器２４内で開口している管端から
消音器２４左端の壁（吐出管２５側と反対側の端壁）ま
での距離をｌ、連通管２３の集合室２２内の中心点を集
合点ｐで表わす。

吐出消音器２１の室を、上記のごとく集合室２２および
消音室２４に構成し、これらの集合室２２と消音室２４
を結ぶ連通管２３を消音室２４内で長手方向へ曲げ伸ば
して、消音室２４内の任意の位置（上記の消音室左端ま
での距離ｌ）に連通管２３の管端がくるようにし、低減
させたい圧力脈動の周波数成分の長さにあわせる。

尚、この場合のように時間的に等間隔に圧縮行程が行わ
れるシリンダ配列の多気筒圧縮機では、集合点ｐの位置
は、第１シリンダヘッド１９−ａと第２のシリンダヘッ
ド１９−ｂから集合点ｐまでの距離が等しくなるように
するのが望ましい。

作用の説明。

第１シリンダヘッド１９−ａに吐き出された吐出ガスは
、連結管２０−ａを通って吐出消音器２１の集合室２２
に入り、膨張して圧力脈動がある程度低下させられ、ま
た、第２シリンダヘッド１９−ｂに吐き出された吐出ガ
スは連結管２０−ｂを通って集合室２２に入り、膨張し
である程度圧力脈動が低下させられ、電動機の回転が続
く限り各々のシリンダヘッド１９−ａ、１９−ｂより吐
出ガスが集合室２２に連続的に流れこむ。

集合室２２内では、第１および第２シリンダヘッド１９
−ａ、及び１９−ｂよりの吐出ガスが次々に流れ込み、
膨張してこれらの圧力脈動がある程度低下させられると
同時に、これらの吐出ガスを合流させる。

更に、集合室２２で合流した吐出ガスは連通管２３を通
りその長手方向に流れて消音室２４に入り、圧力波の膨
張ならびに干渉がひきおこされる。

ここで、消音室２４内で曲げ伸ばされた連通管２３の管
端から消音室２４の左端の壁までの距離ｌは、公知の空
胴形押入管式消音器の挿入部の役割をなす。

第３図は空胴形押入管式消音器の説明図であり第４図は
その挿入管による圧力波の減衰量の説明図である。

ここで、２６は挿入管、ｌは挿入部長さく管端補正を含
む）、２７は消音器で、挿入管２６の挿入部長さｌによ
る圧力波の減衰量は−２０ｌｏｇｌｃｏｓ ｋＡ ｌで
与えられ、第４図はこれを図示したものである。

ここに、 ｋ：波長定数（ｋ−２πｆ ／ ｃ ） ｆ：周波数 Ｃ：音速 である。

従って、第２図に於ける消音室２４内の連通管２３の管
端より端壁までの距離ｌによる圧力波の減衰量は、−２
０ｌｏｇ ｌ ｃｏｓ ｋｌｌで示され、減衰量が最大
となるのはｌ ｃｏｓ ｋｌｌ ＝ Ｏであるかす、 となり、 より となる。

ただしｎ””１，２，３・・・・・・、ここで（λは波
長）であるから、連通管の管端から端壁（吐出管側の端
壁またはその反対側の端壁）までの距離ｌが、 せたい周波数の波長）となったとき、減衰量が最大とな
ることが解る（この点は第５図、第６図の実施例におい
ても同じである）。

よって、連通管２３を消音室２４内で曲げ伸ばし、消音
室２４内の連通管２３の管端の位置、即ち距離ｌを圧力
脈動の減衰させたい任意の周波数にあわせることにより
、その周波数成分を大巾に低減することができる。

特に、時間的に等間隔に圧縮行程が行われるようなシリ
ンダ配列の多気筒圧縮機の場合には、集合点ｐの位置を
、第１シリンダヘッド１９−ａと第２シリンダヘッド１
９−すから集合点ｐまでの各々の距離を等しくなるよう
に決めれば、圧力脈動の圧縮機回転次数成分の奇数次成
分を消滅させることができ、上記ｌを偶数次成分の消滅
させたい周波数成分にあわせることにより、大巾な圧力
脈動の低下が得られる。

即ち、け）上記第１実施例の吐出消音器２１を設けるこ
とにより、圧力脈動のレベルが集合室２２および消音室
２４での膨張、縮少により低減されると同時に、圧力脈
動の任意の周波数成分を大巾に低減させることができる
。

（２）また、連通管２３を消音室内でその長手方向へ所
定距離だけ曲げ伸ばすことにより、同連通管２３より流
れ出る吐出ガスは消音室２４の長手方向に吐き出される
ため、同消音室２４の壁に直接衝撃的にぶつかることは
なく、このため吐出ガス流れの乱れは少なくなり、これ
によってひきおこされる圧力低下は減少する。

（３）高圧の吐出ガスは、前述の如く吐出管２５内を流
れて圧縮機筐体外部へ送りだされるが、この時管壁上の
摩擦により圧力低下がひきおこされ、この圧力低下は圧
縮機冷凍能力の減少をまねくもので、圧力低下をできる
だけ小さくすべきである事は公知の事実である。

圧力脈動を有する流れの圧力低下は、流れの平均流れと
脈動（加速、減速）流れによりひきおこされるものがあ
り、上記のように圧力脈動を大巾に低下することにより
、脈動流れによる圧力低下は大きく減少する。

このため、圧縮機本体から圧縮機筐体への振動伝達低減
のため十分可撓とする目的でその長さが十分長くとられ
る吐出管での圧力低下は小さなものとなり、冷凍能力の
大巾な減少はひきおこさない。

（４）更に、吐出消音器２１により圧力脈動を大巾に低
減し、吐出管２５での圧力低下を小さくすることかでき
ることは、同吐出管１５の直径をより細くし、より可撓
とすることができる。

（５）圧縮機筐体内部の吐出消音器だけで圧力脈動を所
定のレベルまで十分低下でき、従って圧縮機筐体外部の
補助吐出消音器は不用となる。

なお、シリンダヘッドと吐出消音器を結ぶ連結管は前記
実施例のごとく２個のほか、１個でも良いし、あるいは
３個以上でも良い。

才た、集合室は消音室でも良いし、消音器の段数は２段
のほか、３段以上でも良い。

第５図は本発明の第２の実施例で、２クランク、２シリ
ンダの直列２気筒のシリンダ配列で、連結管が１個の場
合の例で、消音器外観形状が圧縮機のモータあるいはク
ランクケース、シリンダヘッド等の構成部材に沿って弓
状をなす吐出消音器の展開断面図である。

２８−ａおよび２８−ｂはそれぞれ第１および第２ピス
トン、２９はシリンダヘッド、３０はシリンダヘッド２
９に設けられる吐出キャビティ、３１は吐出キャビティ
３０より吐出消音器３２に吐出ガスを導く連結管、３３
は消音器第１室、３４は消音器第２室で、３５は消音器
第１室３３より消音器第２室３４へ吐出ガスを導く曲げ
伸はされた連通管、３６は消音器第２室３４より吐出ガ
スを外部へ送りだす吐出管である。

ここに、消音器第１室３３の連通管中心をｐとし、ｐよ
り消音器第１室３３の左端の壁までの距離をｌ 、消音
器第２室３４内の前記連通管３５の管端より消音器第２
室３４の左端の壁までの距離を１２で表わす。

上記のような消音器に於いては、消音器第１室３３およ
び消音器第２室３４は公知の空胴形消音器として働き、
また距離ｌユ、１２は挿入長さとして働く。

ここに、連通管３５を消音器第２室３４で曲げ伸ばすこ
とにより、１１＼１２（！ニジ、これらの距離を各々圧
力脈動の低減させたい周波数成分の長さとすることによ
り、それらの周波数成分を大巾に低下させることができ
る。

第６図は本発明の第３の実施例を示し、４気筒十字形シ
リンダ配列の場合の吐出消音器の例で、吐出消音器外観
形状が圧縮機のモータあるいはクランクケース、シリン
ダヘッド等の構成部材に沿ってＣ字状をなし、消音器段
数が３段の場合の展開断面図である。

３７−ａ 、 ３７−ｂ 、 ３７−ｃ 、 ３７−ｄ
は各各第１、第２、第３、第４シリンダヘツド、３８−
ａ 、 ３８−ｂ 、 ３ Ｂ−ｃ 、 ３８−ｄはそ
れぞれ上記各シリンダヘッドと吐出消音器３９きを結ぶ
第１、第２、第３、第４の連結管、４０−ａ。

４０−ｂは第１集合室、４１−ａ 、 ４１−ｂは各各
前記第１集合室４０−ａ、４０−ｂと第２集合室４２と
を連通ずる連通孔、４３は前記第２集合室４２と消音室
４４を連通させる曲げ伸はされた連通管、４５は吐出管
を表わす。

なお、消音器外観形状は、上記実施例について述べたＣ
字状、弓状に限られるものではなく、円環状、直線状等
その他の形状でも良い。

また、上記実施例に於ては吐出ガスを導く連通管２３゜
３５．４３は集合室さ消音室又は消音室間に設けられ消
音室で曲げられているが、集合室の内部でその長手方向
に曲げ所定距離だけ伸ばしても良い。

また、第２、第３の実施例は第１の実施例と構造は異る
が、効果は同様である。

要するに、本発明は上記各実施例について説明したよう
に、圧縮機のモータあるいはクランクケース、シリンダ
ヘッド等の構成部材に、外観形状が沿うように吐出ガス
の集合室を含めて長手方向の壁面を隣接させて消音器段
数を少くとも２段以上として設け、各段の集合室と消音
室あるいは消音室間に吐出ガスの導かれる連通管を消音
室もしくは集合室の内部で、それらの室の吐出管側もし
くは吐出管側と反対側のいずれかの長手方向に圧力脈動
の低減させたい周波数成分に応じて、連通管の管端から
吐出管側またはその反対側の端壁までの距離ｌが、ｌ−
（１、３、５・・・）×（低減さ４ ４ ４ せたい周波数の波長）となるように所定距離だけ曲げ伸
ばし、吐出ガスを集合室、消音室内でそれらの室の長手
方向に流すようにした吐出消音器を備えた冷凍用圧縮機
である。

即ち、本発明にあっては（１）消音器の外観形状を圧縮
機のモータ、あるいはクランクケース、シリンダヘッド
等の構成部材に沿って決め、さらに消音器の長手方向の
壁面を隣接させて多段とするため、圧縮機の大きさが、
消音室集合室の段数とともに大きくなることがない。

（［［）シリンダヘッドよりの吐出ガスの集合室を含め
て消音器段数を少くとも２段以上としているので、先ず
集合室において吐出ガスは膨張しである程度圧力脈動が
低下させられ、これが更に消音室に入って圧力波の膨張
並びに干渉が起り、膨張、縮少により低減されると同時
に圧力脈動の任意の周波数成分を大巾に低減させる事が
できる。

（ｊｉＤ 特に、本発明の吐出消音器では吐出ガスを
導き入れる連通管を消音室もしくは集合室の内部でそれ
らの室の長手方向に圧力脈動の低減させたい周波数成分
に応じて連通管の管端から吐出管側またはその反対側の
端壁までの距離ｌが、１ ３ ５ ””４’４’４・・・）×（低減させたい周波数のの波
長）となるように所定距離だけ曲げ伸ばすことにより、
吐出圧力脈動の減衰量を最大とすることが出来る。

即ち該連通管より流れ出る吐出ガスは消音室（又は集合
室）の長手方向に吐き出されるため、同消音室（又は集
合室）の壁に直接衝撃的にぶつかる事はなく、これによ
って吐出ガス流れの乱れは少なくなり、従ってひき起さ
れる圧力低下は減少し、圧縮機の騒音を低減する事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の対向したシリンダ配列をもつ２気筒の密
閉形電動圧縮機の１部縦断面図、第２図乃至第６図は本
発明に関する図面で、第２図は本発明による吐出消音器
の１実施例の展開断面図、第３図は空胴形押入管式消音
器の説明図、第４図はその挿入管による圧力波の減衰量
の説明図、第５図及び第６図はそれぞれ本発明の他の異
った実施例の展開断面図である。 図において、１９−ａ、１９−ｂ及び２９及び３７−ａ
、 ３７−ｂ 、 ３７−ｃ 、 ３７−ｄ−シリン
ダヘッド。 ２１，３２，３９・・・・・・吐出消音器。２２（集合
室）、２４（消音室）及び３３（消音器第１室）、３４
（消音器第２室）及び４０−ａ。 ４Ｏ−ｂ（第１集合室）、４２（第２集合室）、４４（
消音室）・・・・・・吐出ガスの集合室を含めて消音器
段数を少くとも２段以上とする。 ２３，３５゜４３・・・・・・連通管。 ｐ・・・・・・連通管の集合室（又は消音室）内の中心
点。 ｌ・・・・・・連通管２３の消音室２４内で開口してい
る管端から消音室２４左端の壁までの距離。 １１・・・・・・ｐより消音器第１室３３の左端の壁ま
での距離。 １２・・・・・・消音器第２室３４の連通管３５の管端
より消音器第２室３４の左端の壁までの距離。 ２５，３６，４５・・・・・・吐出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機のモーフあるいはクランクケース、シリンダ
   ヘッド等の構成部材に、外観形状か沿うように吐出ガス
   の集合室を含めて長手方向の壁面を隣接させて消音器段
   数を少くさも２段以上として設け、各段の集合室と消音
   室あるいは消音室間に吐出ガスの導かれる連通管を消音
   室もしくは集合室の内部で、それらの室の吐出管側もし
   くは吐出管側き反対側のいずれかの長手方向に圧力脈動
   の低減させたい周波数成分に応じて、連通管の管端から
   吐出管側またはその反対側の端壁まての距離ｌが、ａ−
   （１、３、５・・・）×（低減させたい周４ ４ ４ 波数の波長）となるように所定距離せけ曲げ伸はし、吐
   出ガスを集合室、消音室内でそれらの室の長手方向に流
   すようにした吐出消音器を備えたことを特徴とする冷凍
   用圧縮器。