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旋转式压缩机

阅读:643发布:2020-05-11

专利汇可以提供旋转式压缩机专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的旋转式 压缩机 (1)具备旋 转轴 (3)、 旋转式压缩机 构(4)以及绕 旋转轴 (3)的轴配置的消音器(10)。消音器(10)具备:消音器主体(11),将被压缩的制冷剂收纳于内侧;以及流路壁(12),在流路壁(12)与旋转轴(3)或者 轴承 部(6B)之间,形成使制冷剂沿旋转轴(3)的轴向流出至消音器(10)的外部的规定长度的排出流路(100)。排出流路(100)具有:第一流路部(101),位于旋转轴(3)的周向(D1)的一部分;以及第二流路部(102),在周向(D1)上与第一流路部(101)邻接,且旋转轴(3)的径向上的尺寸比第一流路部(101)大,截面积比第一流路部(101)大。,下面是旋转式压缩机专利的具体信息内容。

1.一种旋转式压缩机,其特征在于,具备:
旋转的旋转轴
旋转式压缩机构,具有设于所述旋转轴活塞转子以及配置有所述活塞转子的气缸
以及
消音器,绕所述旋转轴的轴配置,
所述消音器具备:
消音器主体,将由所述压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及
流路壁,在所述流路壁与所述旋转轴或者绕所述旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使所述流体沿所述旋转轴的轴向流出至所述消音器的外部的规定长度的排出流路,所述排出流路具有:
第一流路部,位于所述旋转轴的周向的一部分;以及
第二流路部,在所述周向上与所述第一流路部邻接,且所述旋转轴的径向上的尺寸比所述第一流路部大,截面积比所述第一流路部大。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路具有多个所述第二流路部。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机,其特征在于,
多个所述第二流路部的各截面积相互不同。
4.根据权利要求2所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路在绕所述旋转轴的轴的整周上形成,并具有在所述周向交替配置的多个所述第一流路部和多个所述第二流路部。
5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路在绕所述旋转轴的轴的整周上形成,并具有在所述周向交替配置的多个所述第一流路部和多个所述第二流路部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,形成所述第二流路部的所述流路壁的部分形成为剖面呈大致C字形或者剖面呈大致V字形。
7.一种旋转式压缩机,其特征在于,具备:
旋转的旋转轴;
旋转式压缩机构,具有设于所述旋转轴的活塞转子以及配置有所述活塞转子的气缸;
以及
消音器,绕所述旋转轴的轴配置,
所述消音器具备:
消音器主体,将由所述压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及
流路壁,在所述流路壁与所述旋转轴或者绕所述旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使所述流体沿所述旋转轴的轴向流出至所述消音器的外部的规定长度的排出流路,所述排出流路具有:
第一流路部,位于所述旋转轴的周向的一部分;以及
第二流路部,截面积比所述第一流路部大,
所述第一流路部从所述第二流路部向径向外侧突出。
8.根据权利要求1至5、7中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,当将所述排出流路的长度设为x0,
将所述第一流路部中的所述流体的流速设为v1,
将所述第二流路部中的所述流体的流速与v1的流速比设为α,
将规定的频率设为f时,
n为自然数,
α=n(v1/2fx0)+1成立。
9.根据权利要求6所述的旋转式压缩机,其特征在于,
当将所述排出流路的长度设为x0,
将所述第一流路部中的所述流体的流速设为v1,
将所述第二流路部中的所述流体的流速与v1的流速比设为α,
将规定的频率设为f时,
n为自然数,
α=n(v1/2fx0)+1成立。
10.根据权利要求1至5、7中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压变动产生干扰而相互抵消。
11.根据权利要求6所述的旋转式压缩机,其特征在于,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动产生干扰而相互抵消。
12.根据权利要求9所述的旋转式压缩机,其特征在于,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动产生干扰而相互抵消。
1.[修改后]
一种旋转式压缩机,其特征在于,具备:
旋转的旋转轴;
旋转式压缩机构,具有设于所述旋转轴的活塞转子以及配置有所述活塞转子的气缸;
以及
消音器,绕所述旋转轴的轴配置,
所述消音器具备:
消音器主体,将由所述压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及
流路壁,在所述流路壁与所述旋转轴或者绕所述旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使所述流体沿所述旋转轴的轴向流出至所述消音器的外部的规定长度的排出流路,所述排出流路具有:
第一流路部,位于所述旋转轴的周向的一部分;以及
第二流路部,在所述周向上与所述第一流路部邻接,且所述旋转轴的径向上的尺寸比所述第一流路部大,截面积比所述第一流路部大,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动发生干扰而相互抵消。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路具有多个所述第二流路部。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机,其特征在于,
多个所述第二流路部的各截面积相互不同。
4.根据权利要求2所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路在绕所述旋转轴的轴的整周上形成,并具有在所述周向交替配置的多个所述第一流路部和多个所述第二流路部。
5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,
所述排出流路在绕所述旋转轴的轴的整周上形成,并具有在所述周向交替配置的多个所述第一流路部和多个所述第二流路部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于
形成所述第二流路部的所述流路壁的部分形成为剖面呈大致C字形或者剖面呈大致V字形。
7.一种旋转式压缩机,其特征在于,具备:
旋转的旋转轴;
旋转式压缩机构,具有设于所述旋转轴的活塞转子以及配置有所述活塞转子的气缸;
以及
消音器,绕所述旋转轴的轴配置,
所述消音器具备:
消音器主体,将由所述压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及
流路壁,在所述流路壁与所述旋转轴或者绕所述旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使所述流体沿所述旋转轴的轴向流出至所述消音器的外部的规定长度的排出流路,所述排出流路具有:
第一流路部,位于所述旋转轴的周向的一部分;以及
第二流路部,截面积比所述第一流路部大,
所述第一流路部从所述第二流路部向径向外侧突出。
8.根据权利要求1至5、7中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于,当将所述排出流路的长度设为x0,
将所述第一流路部中的所述流体的流速设为v1,
将所述第二流路部中的所述流体的流速与v1的流速比设为α,
将规定的频率设为f时,
n为自然数,
α=n(v1/2fx0)+1成立。
9.根据权利要求6所述的旋转式压缩机,其特征在于,
当将所述排出流路的长度设为x0,
将所述第一流路部中的所述流体的流速设为v1,
将所述第二流路部中的所述流体的流速与v1的流速比设为α,
将规定的频率设为f时,
n为自然数,
α=n(v1/2fx0)+1成立。
10.[修改后]
根据权利要求7所述的旋转式压缩机,其特征在于,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动产生干扰而相互抵消。
11.根据权利要求6所述的旋转式压缩机,其特征在于,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动产生干扰而相互抵消。
12.根据权利要求9所述的旋转式压缩机,其特征在于,
分别从所述第一流路部以及所述第二流路部流出的所述流体的压力变动产生干扰而相互抵消。

说明书全文

旋转式压缩机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具备旋转式压缩机构以及排出消音器的旋转式压缩机。

背景技术

[0002] 旋转式压缩机具备:旋转轴、具有设于旋转轴活塞转子以及气缸的旋转式压缩机构、抑制由被压缩的制冷剂气体的脉动(压变动)引起的噪声的消音器、以及壳体(例如,专利文献1)。
[0003] 由旋转式压缩机构压缩的制冷剂气体从形成于堵塞气缸的开口的构件的排出端口通过而排出至消音器的内侧,从消音器的缩径部分与旋转轴之间的间隙通过而排出至壳体内的空间。
[0004] 在专利文献1中,形成于旋转轴的外周的间隙(消音器的出口)以旋转轴为中心,位于与来自气缸内的排出端口(消音器的入口)对称的位置,从气缸内排出至消音器内的制冷剂气体的脉动由消音器降低。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利第3941809号

发明内容

[0008] 发明要解决的问题
[0009] 即使通过消音器能主要降低特定的频率成分的脉动,也难以充分地降低其他频率成分的脉动。
[0010] 当无法通过消音器充分降低的脉动排出至消音器的外部,在壳体内的空间产生共鸣时,产生噪声。
[0011] 因此,本发明的目的在于,提供一种也能降低在消音器的内侧无法充分降低的脉动的旋转式压缩机。
[0012] 技术方案
[0013] 本发明的旋转式压缩机的特征在于,具备:旋转的旋转轴;旋转式压缩机构,具有设于旋转轴的活塞转子以及配置有活塞转子的气缸;以及消音器,绕旋转轴的轴配置,消音器具备:消音器主体,将由压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及流路壁,在流路壁与旋转轴或者绕旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使流体沿旋转轴的轴向流出至消音器的外部的规定长度的排出流路,排出流路具有:第一流路部,位于旋转轴的周向的一部分;以及第二流路部,在周向上与第一流路部邻接,且旋转轴的径向上的尺寸比第一流路部大,截面积比第一流路部大。
[0014] 由于第一流路部与第二流路部的截面积不同,因此分别在第一流路部以及第二流路部流动的流体的流速不同。因此,分别流入第一流路部以及第二流路部的流体的压力变动的相位移位,分别从第一流路部以及第二流路部流出的流体的压力变动产生干扰而相互抵消。
[0015] 在本发明的旋转式压缩机中,优选排出流路具有多个第二流路部。
[0016] 在本发明的旋转式压缩机中,优选多个第二流路部的各截面积相互不同。
[0017] 在本发明的旋转式压缩机中,优选排出流路在绕旋转轴的轴的整周上形成,并具有在周向交替配置的多个第一流路部和多个第二流路部。
[0018] 在本发明的旋转式压缩机中,优选形成第二流路部的流路壁的部分形成为剖面呈大致C字形或者剖面呈大致V字形。
[0019] 本发明的旋转式压缩机的特征在于,具备:旋转的旋转轴;旋转式压缩机构,具有设于旋转轴的活塞转子以及配置有活塞转子的气缸;以及消音器,绕旋转轴的轴配置,消音器具备:消音器主体,将由压缩机构压缩的流体收纳于内侧;以及流路壁,在流路壁与旋转轴或者绕旋转轴的轴配置的轴承部之间,形成使流体沿旋转轴的轴向流出至消音器的外部的规定长度的排出流路,排出流路具有:第一流路部,位于旋转轴的周向的一部分;以及第二流路部,截面积比第一流路部大,第一流路部从第二流路部向径向外侧突出。
[0020] 在本发明的旋转式压缩机中,优选当将排出流路的长度设为x0,将第一流路部中的流体的流速设为v1,将第二流路部中的流体的流速与v1的流速比设为α,将规定的频率设为f时,n为自然数,α=n(v1/2fx0)+1成立。
[0021] 有益效果
[0022] 根据本发明的旋转式压缩机,也能降低在消音器的内侧无法充分降低的脉动,因此能抑制由脉动引起的噪声。附图说明
[0023] 图1是第一实施方式的旋转式压缩机的纵剖面图。
[0024] 图2(a)是扩大图1所示的旋转式压缩机的局部而示出的图。图2(b)是表示消音器的排出流路的图。
[0025] 图3是图2(a)所示的消音器的俯视图。
[0026] 图4(a)是表示在消音器的排出流路的第一流路部流动的流体的脉动的图,图4(b)是表示在消音器的排出流路的第二流路部流动的流体的脉动的图。
[0027] 图5是第二实施方式的旋转式压缩机所具备的消音器的俯视图。
[0028] 图6是本发明的改进例的旋转式压缩机所具备的消音器的俯视图。
[0029] 图7是本发明的其他改进例的旋转式压缩机所具备的消音器的俯视图。
[0030] 图8是本发明的改进例的旋转式压缩机所具备的消音器的俯视图。

具体实施方式

[0031] 以下,参照附图说明本发明的实施方式。
[0032] [第一实施方式]
[0033] 图1所示的压缩机1使未图示的蓄积器(气液分离器)内的气体制冷剂从配管8、9通过而吸入,由压缩机构4进行压缩。
[0034] 压缩机1以及蓄积器构成空气调节器、冷冻机等制冷循环装置,并与供制冷剂循环的未图示的制冷剂回路连接。
[0035] 压缩机1具备:作为动力源的达2;通过从马达2输出的旋转驱动力旋转的旋转轴3(曲轴);由经由旋转轴3传递的旋转驱动力驱动的旋转式压缩机构4;绕旋转轴3的轴配置的消音器10、20;以及壳体5。
[0036] 消音器10、20抑制由压缩机构4压缩的制冷剂的脉动引起的噪声。
[0037] 壳体5容纳马达2、旋转轴3、压缩机构4以及消音器10、20,并形成为圆筒状。
[0038] 马达2具备:固定于壳体5的内周部的定子2A;以及配置于定子2A的内侧的转子2B。转子2B通过向设于定子2A的线圈2C通电,相对于定子2A旋转。
[0039] 旋转轴3具备:与转子2B结合并向转子2B的下方突出的主轴部3A;相对于主轴部3A的轴心偏心的上部曲柄销3B;以及相对于该主轴部3A的轴心偏心的下部曲柄销3C。下部曲柄销3C相对于旋转轴3的轴心,朝向上部曲柄销3B的逆相位(180°)偏心。
[0040] 上部曲柄销3B配置于压缩机构4的上部气缸412内,下部曲柄销3C配置于压缩机构4的下部气缸422内。
[0041] 说明压缩机构4(图1)。
[0042] 所谓的双旋转式压缩机构4具备:上部压缩机构41、下部压缩机构42、分隔板4A、以及可旋转地支承旋转轴3的上部轴承6以及下部轴承7。
[0043] 分隔板4A分隔上部压缩机构41的气缸412的内部与下部压缩机构42的气缸422的内部。
[0044] 上部压缩机构41构成为包含:设于上部曲柄销3B的上部活塞转子411、配置有上部活塞转子411的上部气缸412、以及绕主轴部3A的轴配置的上部消音器10。
[0045] 上部活塞转子411嵌合于上部曲柄销3B的外周部,随着上部活塞转子411的旋转在上部气缸412内回转。
[0046] 制冷剂从配管8通过而被吸入上部气缸412内。
[0047] 上部轴承6具有:与上部气缸412的上端面抵接的抵接部6A;以及从抵接部6A向上方突出,并绕旋转轴3(主轴部3A)的轴配置的圆筒状的轴承部6B。
[0048] 抵接部6A固定于壳体5的内周部。
[0049] 在上部轴承6通过螺栓11B一体地安装有上部气缸412、上部消音器10、下部气缸422以及下部消音器20。
[0050] 被吸入上部气缸412内的制冷剂被压缩至比按压于回转的上部活塞转子411的外周部的未图示的叶片更靠旋转方向前方的空间。
[0051] 被压缩的制冷剂从形成于上部轴承6的抵接部6A的未图示的排出端口通过而排出至上部消音器10内,而且从上部消音器10与轴承部6B之间的排出流路100通过而向壳体5内的马达2的下方的空间排出。
[0052] 与上部压缩机构41相同,下部压缩机构42构成为包含:设于下部曲柄销3C的下部活塞转子421、配置有下部活塞转子421的下部气缸422、以及绕主轴部3A的轴配置的下部消音器20。
[0053] 气体制冷剂从配管9通过而被吸入下部气缸422内。
[0054] 下部轴承7具有:与下部气缸422的下端面抵接的抵接部7A;以及从抵接部7A向下方突出,并绕旋转轴3(主轴部3A)的轴配置的圆筒状的轴承部7B。
[0055] 被吸入下部气缸422内的制冷剂随着下部活塞转子421的回转被压缩,并从形成于下部轴承7的抵接部7A的未图示的排出端口通过而排出至下部消音器20内。
[0056] 排出至下部消音器20内的制冷剂从下部消音器20与轴承部7B之间的排出流路200通过而排出至壳体5的内部空间,而且从形成于上部轴承6的抵接部6A的缺口61A、未图示的孔穿过去,排出至壳体5内的马达2的下方的空间。
[0057] 如上所述,分别由上部压缩机构41以及下部压缩机构42压缩的制冷剂排出至壳体5内的马达2的下方的空间。此制冷剂从设于定子2A、转子2B的缺口通过而向马达2的上方的空间流动,并从设于壳体5的上部的排出管5A通过而排出至制冷剂回路。
[0058] 上部压缩机构41以及下部压缩机构42分别根据活塞转子411、421的回转周期,随着压力变动(脉动)从排出端口排出制冷剂。通过上部压缩机构41以及下部压缩机构42从排出端口通过而分别向消音器10、20喷出的压缩制冷剂的脉动在消音器10、20内分别降低。
[0059] 在此,当由消音器10、20无法充分降低的脉动排出至消音器10、20的外部,在壳体5内的马达2的下方的空间产生共鸣时,产生噪声。
[0060] 因此,本实施方式的压缩机1也降低在消音器10、20的内侧无法充分降低的脉动,因此从消音器10、20内分别流出至消音器10、20的外部的制冷剂的排出流路100、200具有特征。
[0061] 首先,说明上部消音器10(以下,称为消音器10)的构成。
[0062] 如图2(a)所示,消音器10具备:消音器主体11,在消音器主体11与上部轴承6的抵接部6A之间形成空间;以及流路壁12,在流路壁12与上部轴承6的轴承部6B之间形成供制冷剂流出至消音器10的外部的排出流路100。流路壁12是形成于消音器10的平面中央部的开口10A的周缘部。上部轴承6的轴承部6B通至此开口10A。
[0063] 消音器主体11和流路壁12由合金等金属材料,例如通过深拉深加工一体形成。
[0064] 消音器主体11将在上部气缸412内被压缩并从未图示的排出端口喷出的压缩制冷剂收纳于内侧,降低压缩制冷剂的脉动。
[0065] 消音器主体11的内侧的空间对于喷出至消音器主体11内的制冷剂来说,作为相应于空间体积的阻力来工作,因此制冷剂的脉动通过消音器10而衰减。
[0066] 消音器主体11以规定的直径向流路壁12的径向外侧延伸,俯视视下形成为圆形。消音器主体11的径向外侧的端部在周向的多个部位通过螺栓11B紧固于上部轴承6。在图3中省略螺栓11B。
[0067] 消音器主体11的内周端111位于抵接部6A的上方,并连续至流路壁12。在此,消音器主体11的内周端111经由弯曲部112连续至流路壁12,但是内周端111也可以直接连续至流路壁12。弯曲部112以朝向内周端111的上方呈凸的方式弯曲。
[0068] 消音器主体11的尺寸、体积以适合压缩制冷剂的脉动的主要的频率成分的方式适当地决定。主要的频率成分例如位于易于产生噪声的500Hz~1kHz的中频带。
[0069] 消音器主体11的内侧的空间也可以分隔为一次收纳从排出端口喷出的制冷剂的内侧的区域和从此区域二次收纳制冷剂的外侧的区域。即使是这样的两级消音器,也能通过以如下的方式构成供制冷剂从外侧的区域流出至消音器的外部的排出流路100,得到与本实施方式的消音器10相同的效果。
[0070] 流路壁12经由弯曲部112与消音器主体11相连。
[0071] 流路壁12在整周上从相同的高度沿轴承部6B的轴向立起。流路壁12的上端的高度在整周上是固定的。
[0072] 如图2(b)所示,在流路壁12的内周部与轴承部6B的外周部之间,相当于流路壁12的高度的长度的排出流路100沿旋转轴3的轴向形成。
[0073] 有时可能根据整个消音器10的高度,流路壁12与旋转轴3的外周部对置而不与轴承部6B对置。在此情况下,在流路壁12的内周部与旋转轴3的外周部之间形成有排出流路100。
[0074] 下部消音器20(图1)构成为与上部消音器10大致相同的形状,以在上下方向与上部消音器10相反的方向,绕下部轴承7的轴配置。
[0075] 下部消音器20在消音器主体21与下部轴承7的轴承部7B之间具备流路壁22,所述流路壁22形成供制冷剂流出至消音器20的外部的排出流路200。
[0076] 以下,说明排出流路100、200的构成。
[0077] 图3示出绕旋转轴3的轴配置的上部轴承6的轴承部6B与上部消音器10的流路壁12之间以规定的流路长度x0形成的排出流路100。
[0078] 旋转轴3的径向上的排出流路100的尺寸在旋转轴3的周向D1上变化。
[0079] 排出流路100的流路长度x0(图2(b))在整周上是相同的。
[0080] 整个排出流路100的截面积,即,将排出流路100投影至旋转轴3的轴向的面积考虑压缩机1的性能和由消音器10实现的脉动降低效果这两者来决定。
[0081] 关于下部消音器20,省略排出流路200的俯视图,但是排出流路200也可以与排出流路100同样地构成。
[0082] 以下,详细说明排出流路100的构成。
[0083] 排出流路100具有:位于旋转轴3的周向D1的一部分的第一流路部101、以及在周向D1上与第一流路部101邻接的第二流路部102。第一流路部101以及第二流路部102的两者之间,第二流路部102的截面积相对较大。
[0084] 压缩并排出至消音器10内的压缩制冷剂一边伴有脉动,一边分别在第一流路部101以及第二流路部102流动并流出至消音器10的外部。从第一流路部101流出的制冷剂的压力变动与从第二流路部102流出的制冷剂的压力变动相互干扰而降低。
[0085] 排出流路100优选具有多个第一流路部101和多个第二流路部102。本实施方式的排出流路100具有三个第一流路部101和三个第二流路部102。
[0086] 排出流路100优选在绕旋转轴3的轴的整周上形成,第一流路部101和第二流路部102在旋转轴3的周向D1上每隔一个交替地配置。
[0087] 第二流路部102优选在周向D1上大致均等地配置。
[0088] 流路壁12具备:第一壁部121,在第一壁部121与轴承部6B的外周部之间形成第一流路部101;以及第二壁部122,在第二壁部122与轴承部6B的外周部之间形成第二流路部102。第一壁部121存在与第一流路部101相同的数量,第二壁部122存在与第二流路部102相同的数量。
[0089] 第一流路部101形成为与旋转轴3以及轴承部6B同心圆的剖面圆弧状。第一壁部121也相同。
[0090] 第一壁部121沿轴承部6B的外周面(圆筒面)隔开规定的间隔地配置于该外周面。第一壁部121与轴承部6B的外周面之间的间隔,就是说,第一流路部101的宽度例如小于
1mm。
[0091] 第二流路部102呈相对于轴承部6B的外周面朝向径向外侧隆起的形状。第二壁部122也相同。
[0092] 第二流路部102的旋转轴3的径向上的尺寸比第一流路部101大。
[0093] 与第二流路部102对应的第二壁部122的剖面形状例如能适当地决定为C字形(或者U字形)、V字形等。优选从与第一壁部121相连的第二壁部122的一端122A经过最隆起的顶部122B至第二壁部122的另一端122C形成为平滑的形状,以便从第二流路部102通过的流体的流路损失变小。
[0094] 作为一个示例,本实施方式的第二壁部122分别相对于从周向D1上的中心通过的中心线CL对称地形成为剖面呈大致C字形。也可以以从顶部122B向周向D1的两侧扩展的方式呈大致V字形来形成第二壁部122。
[0095] 第一流路部101以及第二流路部102的剖面形状在与图3的纸面正交的旋转轴3的轴向上是固定的,但并不限于此。
[0096] 排出流路100在周向D1上被划分成狭窄的第一流路部101和流路的宽度相对于第一流路部101扩大的第二流路部102。这些第一流路部101与第二流路部102之间沿旋转轴3的径向引出边界线(例如,L1、L2),以此边界线为边界,能假定第一流路部101以及第二流路部102的各截面积。
[0097] 第一流路部101的截面积比第二流路部102的截面积小。因此,在第一流路部101流动的制冷剂的流速比在第二流路部102流动的制冷剂的流速快。
[0098] 图4分别表示从消音器主体11的内侧流入第一流路部101的制冷剂的脉动(a)和从消音器主体11的内侧流入第二流路部102的制冷剂的脉动(b)。在此,横轴表示流路的长度方向的距离x。
[0099] 在截面积相对小的第一流路部101,流速快,因此图4(a)所示的第一流路部101的压力变动p1的波形与图4(b)所示的第二流路部102的压力变动p2的波形相比,在横轴(x)方向被拉伸。
[0100] 喷射至消音器主体11内的制冷剂分别流入第一、第二流路部101、102,在距第一、第二流路部101、102的始端(x=0)规定的流路长度x0以与第一、第二流路部101、102的各截面积相应的速度流动,在第一、第二流路部101、102的终端(x=x0)流出至壳体5内。
[0101] 消音器主体11内的制冷剂能视为以相同的相位分别流入第一、第二流路部101、102的各始端(x=0),此外,分别在第一、第二流路部101、102流动的制冷剂的压力变动p1、p2的振幅能视为相同。
[0102] 由于分别在第一、第二流路部101、102流动的制冷剂的流速不同,因此从始端(x=0)至终端(x=x0)的压力变动p1、p2的波数不同。如此一来,向第一、第二流路部101、102流入时相同的相位在第一、第二流路部101、102的终端(x=x0)移位。
[0103] 因此,通过从第一、第二流路部101、102流出的制冷剂的各压力波彼此干扰而衰减,会充分地抑制压力变动向消音器10的外部流出。优选在第一、第二流路部101、102的终端(x=x0),压力波形的相位相差180°(π),就是说为逆相位,以便压力波通过干扰充分地相互抵消。
[0104] 需要说明的是,图4所示的压力变动p1、p2的波数是一个示例。
[0105] 以上,在本实施方式中,如以下的算式(I)所示,以在第一、第二流路部101、102的终端为逆相位来使压力波彼此相互抵消的方式,根据压力变动的频率f设定流路长度x0和第一、第二流路部101、102的流速比α。
[0106] α=n(v1/2fx0)+1···(I)
[0107] n为自然数(1、2、3……)
[0108] 在此,流速比α是以在第一流路部101流动的制冷剂的流速v1和在第二流路部102流动的制冷剂的流速v2中相对较快的v1为基准的流速比(v2/v1)。
[0109] 也可以通过以第二流路102的流速为基准的流速比1/α,设定与算式(I)等价的算式。也允许使用此算式来设计第一、第二流路部101、102。
[0110] 以下,说明得到上述的算式(I)的过程。
[0111] 根据向第一、第二流路部101、102流入时的相位相同以及振幅相同的条件,由算式(i)表示压力变动p1、p2的波。t表示时间,P表示压力波的振幅,k1、k2表示波数,ω表示角频率。压力变动p1、p2中仅波数k1、k2不同。
[0112] p1(x,t)=Psin(k1x-ωt)
[0113] p2(x,t)=Psin(k2x-ωt)···(i)
[0114] 在此,当将第一流路部101中的制冷剂的流速设为v1,将第二流路部102中的制冷剂的流速设为v2时,
[0115] v1=ω/k1 v2=ω/k2···(ii)
[0116] 将以v1、v2中相对较快的v1为基准的流速比设为α,v1=αv2(α>1)[0117] 通过算式(ii),
[0118] k2=αk1···(iii)
[0119] 解出自第一、第二流路部101、102的终端合流时合成的压力变动p(x=x0,t)。参照算式(iii)。
[0120] p(x=x0,t)
[0121] =p1+P2=Psin(k1x0-ωt)+Psin(k2x0-ωt)
[0122] =2Psin{(1+α/2)k1x0-ωt}cos{(1-α/2)k1x0}···(iv)
[0123] 根据算式(iv),当cos{(1-α/2)k1x0}项为0时,压力波彼此通过干扰(合成)而相互抵消。
[0124] y=cosθ的波在θ=n(π/2)时为0(n=1、2、3……),
[0125] (数式1)
[0126]
[0127] 因此,此时p(x0,t)为0。
[0128] 在此,α较小的一方容易实现排出流路。因此,当考虑实现由最小的α实现的脉动降低时,n=1,
[0129] (数式2)
[0130]
[0131] 因此,当根据算式(v’)、(ii)以及ω=2πf,
[0132] (数式3)
[0133]
[0134] 对其进行算式变形时,得到算式(I’)。
[0135] α=(v1/2fx0)+1···(I’)
[0136] 算式(I’)是上述的算式(I)中n=1的情况。
[0137] 算式(I)、(I’)表示压力波彼此相互抵消的x0与α的关系。
[0138] 示出使用算式(I’)来设计流速比α(v2/v1)的示例。
[0139] 在此,频率f的范围大致为50Hz~1kHz(1000Hz),选定需要降低的压力变动成分的频率。
[0140] x0例如可以定为10mm(0.01m)左右。
[0141] v1例如根据由压缩机构41的排气量以及转速求出的体积速度和整个排出流路100的截面积,设为0.1m/s~200m/s。
[0142] 将上述的参数的值应用于算式(I’)。
[0143] 当根据上述的值的条件,将f=1000Hz以及v1=0.1m/s应用为α最小的情况时,得-1到5×10 +1,当将f=500Hz以及v1=200m/s应用为α最大的情况时,得到20+1。
[0144] 通过根据需要降低的压力变动成分的频率f,选定适当的流速比α,从第一、第二流路部101、102流出并合流的压力波彼此相互抵消。其结果是,能降低流出至消音器10的外部的压力变动。因此,能避免在马达2的下方的空间产生共鸣来抑制噪声。
[0145] 根据选定的流速比α以及整个排出流路100的截面积,能导出第一、第二流路部101、102的各截面积。而且,以分别在轴承部6B与第一壁部121之间以及轴承部6B与第二壁部122之间给定适当的截面积的方式成形出消音器10为好。
[0146] 以上,以上部消音器10的排出流路100为示例进行了说明,但是关于下部消音器20的排出流路200,也使用相同的算式(I)、算式(I’)导出流速比α,并以分别对第一流路部101以及第二流路部102给定适合的截面积的方式成形出消音器20为好。
[0147] 如以上所做的说明,优选在第一、第二流路部101、102流动由此相位移位的压力波彼此合流时抵消的情况下,第一流路部101与第二流路部102相邻,从第一、第二流路部101、102的终端流出的制冷剂流流出紧后进行合流,各压力波产生干扰。
[0148] 在该方面,如图3所示,在本实施方式中,在排出流路100存在多个第一流路部101和多个第二流路部102,而且这些第一、第二流路部101、102在旋转轴3的整周上交替配置,因此是有利的。就是说,第一流路部101与第二流路部102在周向D1上相邻的部位分布在旋转轴3的整周上,从第一、第二流路部101、102流出的制冷剂流的流出紧后,压力波无论在第一流路部101与第二流路部102相邻的哪个部位都产生干扰,因此会高效地降低脉动。
[0149] 假设,在排出流路100仅存在一个第二流路部102(例如,102A),排出流路100的剩余为第一流路部101,则能得到脉动降低效果的部位限于单一的第二流路部102的左右邻的部位。
[0150] 就是说,如本实施方式,通过使第一流路部101与第二流路部102相邻的部位分布于旋转轴3的周向D1,在周向D1的宽范围产生压力波的干扰,因此能高效地降低脉动。
[0151] 在本实施方式中,消音器10、20的双方分别设定包含截面积不同的第一、第二流路部的排出流路100、200,因此能更充分地降低从消音器10、20内向壳体5内传递的脉动。
[0152] 不过,也允许仅消音器10、20的任一方设定包含第一、第二流路部的排出流路,另一方的排出流路例如绕旋转轴3的轴形成为圆环状。[第二实施方式]
[0153] 接着,参照图5说明本发明的第二实施方式。
[0154] 以下,以与第一实施方式不同的事项为中心进行说明。对与第一实施方式相同的构成标注相同的符号。
[0155] 如图5所示,第二实施方式的形成于消音器30与轴承部6B之间的排出流路300具备多个第二流路部302A、302B、302C。
[0156] 消音器30也可以应用于构成上部压缩机构41的消音器(图1的10)以及构成下部压缩机构42(图1)的消音器(图1的20)的任一个。
[0157] 第二流路部302A、302B、302C的截面积相互不同。第二流路部302A、302B、302C的各截面积考虑需要降低的脉动成分的频率来决定。
[0158] 例如,第二流路部302A对应于800Hz,第二流路部302B对应于900Hz,第三流路部302C对应于1kHz。
[0159] 无论是第二流路部302A~302C的哪个截面积,均通过使用上述的算式(I)或者(I’)导出与相邻的第一流路部101的流速比α来设定。
[0160] 根据第二实施方式,与第一实施方式相比,能对应于广泛的频域的脉动。
[0161] 在排出流路300中,第二流路部302A~302C在旋转轴3的周向D1上与第一流路部101交替配置,因此在第一流路部101与第二流路部302A~302C相邻的各部位,能高效地降低脉动。
[0162] 图6示出本发明的改进例的消音器50。
[0163] 形成于消音器50与轴承部6B之间的排出流路500与第一实施方式、第二实施方式相比,包含许多流路部并形成为花瓣状。在此,剖面呈圆弧状的八个第一流路部501和八个第二流路部502包含于排出流路500。
[0164] 消音器50也可以应用于构成上部压缩机构41的消音器(图1的10)以及构成下部压缩机构42的消音器(图1的20)的任一个。
[0165] 第一流路部501以及第二流路部502的截面积能分别使用上述的算式(I)、(I’)决定。
[0166] 第一流路部501的数量以及第二流路部502的数量较多,因此第一流路部501与第二流路部502在周向D1相邻的部位的数量也多。因此,根据本例,通过分别从第一、第二流路部501、502流出并合流的制冷剂的压力波的干扰,能高效地降低脉动。
[0167] 在本例中,存在截面积不同的两种第二流路部502(A)、502(B)。这些第二流路部502(A)、502(B)的截面积能对应于不同的频率分别通过上述的算式(I)、(I’)来决定。
[0168] 图7示出本发明的其他改进例的消音器60。
[0169] 消音器60具备消音器主体11和与旋转轴3同心圆的呈圆筒状的流路壁62。
[0170] 在轴向延伸的多个槽6C凹陷并形成于轴承部6B的外周部。通过存在这些槽6C,轴承部6B与流路壁62之间的排出流路600具有截面积相对小的多个第一流路部601和截面积相对大的多个第二流路部602。
[0171] 第一流路部601以及第二流路部602的截面积能分别使用上述的算式(I)、(I’)决定。
[0172] 通过改变多个槽6C的深度、宽度,能使截面积在多个第二流路部602的相互之间不同,来对应于多个频率的脉动成分。
[0173] 图8示出本发明的又一其他改进例的消音器70。
[0174] 消音器70具备消音器主体11、与旋转轴3同心圆的大致圆筒状的流路壁72以及流路壁72与轴承部6B之间的排出流路700。流路壁72具有:在周向的一部分向径向外侧突出的突出部721、以及作为突出部721以外的部分的圆弧部722。多个突出部721和多个圆弧部722在流路壁72的周向交替配置。
[0175] 在以相互对置的壁721A、721B接近的状态下折回的方式形成的突出部721的内侧,存在排出流路700的第一流路部701。
[0176] 在圆弧部722的内周部与轴承部6B的外周部之间,存在排出流路700的第二流路部702。
[0177] 圆弧部722与轴承部6B之间的间隔比第一实施方式的第一壁部121与轴承部6B之间的间隔宽,因此第二流路部702的截面积比第一流路部701的截面积大。
[0178] 通过使用上述的算式(I)、(I’)分别决定第一流路部701以及第二流路部702的截面积,通过分别从第一、第二流路部701、702流出并合流的制冷剂的压力波的干扰,能高效地降低脉动。
[0179] 通过改变多个突出部721的突出的长度、壁721A、721B的间隔,能使截面积在多个第二流路部702的相互之间不同来对应于多个频率的脉动成分。
[0180] 除上述以外,只要不脱离本发明的主旨,则能对上述实施方式中所举出的构成进行取舍选择,或适当变更为其他构成。
[0181] 本发明中的排出流路的第一流路部不必一定形成为与旋转轴3同心圆的圆弧状。此外,在多个第一流路部的相互之间,截面积也可以不同。第一流路部只要在与旋转轴3或者轴承部6B之间形成比第二流路部窄的间隙足矣。
[0182] 此外,在旋转轴3的周向D1上,第一流路部与第二流路部不必一定交替配置。例如,在图6所示的构成中,也允许与第二流路部502A的截面积不同的第二流路部502B位于第二流路部502A的旁边。
[0183] 另外,排出流路的第一流路部以及第二流路部的各截面积、配置等,根据想要降低的频率f、流路长度x0、压缩机的性能以及脉动降低效果等,能使用算式(I)、(I’)适当地设定。
[0184] 本发明中的排出流路不必一定在旋转轴3的周向D1的整周连续。消音器的流路壁12也可以在周向D1的一部分与轴承部6B的外周部接触
[0185] 此外,也可以在第一流路部与第二流路部的边界配置有分隔部件。在该情况下,第一流路部与第二流路部隔着分隔部件邻接。在该情况下也能使用算式(I)、(I’)决定由分隔部件划分的第一、第二流路部的各截面积。
[0186] 特别是,如图6所示的构成那样,在第二流路部的数量较多的情况下设置分隔部件时容易成形。
[0187] 搭载于本发明的压缩机的压缩机构并不限于双旋转式压缩机构4,也可以是具有一组气缸以及活塞转子和消音器的单旋转式压缩机构。
[0188] 此外,作为本发明的压缩机的动力源,除了马达以外,例如还允许发动机等。
[0189] 符号说明
[0190] 1 压缩机
[0191] 2 马达
[0192] 2A 定子
[0193] 2B 转子
[0194] 2C 线圈
[0195] 3 旋转轴
[0196] 3A 主轴部
[0197] 3B 上部曲柄销
[0198] 3C 下部曲柄销
[0199] 4 压缩机构
[0200] 4A 分隔板
[0201] 5 壳体
[0202] 5A 排出管
[0203] 6 上部轴承
[0204] 6A 抵接部
[0205] 6B 轴承部
[0206] 6C 槽
[0207] 7 下部轴承
[0208] 7A 抵接部
[0209] 7B 轴承部
[0210] 8、9 配管
[0211] 10 上部消音器
[0212] 10A 开口
[0213] 11 消音器主体
[0214] 11B 螺栓
[0215] 12 流路壁
[0216] 20 下部消音器
[0217] 21 消音器主体
[0218] 22 流路壁
[0219] 30 消音器
[0220] 302A、302B、302C 第二流路部
[0221] 41 上部压缩机构
[0222] 42 下部压缩机构
[0223] 50 消音器
[0224] 501 第一流路部
[0225] 502、502A、502B 第二流路部
[0226] 60 消音器
[0227] 62 流路壁
[0228] 70 消音器
[0229] 72 流路壁
[0230] 100 排出流路
[0231] 101 第一流路部
[0232] 102 第二流路部
[0233] 111 内周端
[0234] 112 弯曲部
[0235] 121 第一壁部
[0236] 122 第二壁部
[0237] 122A 一端
[0238] 122B 顶部
[0239] 122C 另一端
[0240] 200 排出流路
[0241] 411 上部活塞转子
[0242] 412 上部气缸
[0243] 421 下部活塞转子
[0244] 422 下部气缸
[0245] 500 排出流路
[0246] 600 排出流路
[0247] 601 第一流路部
[0248] 602 第二流路部
[0249] 700 排出流路
[0250] 701 第一流路部
[0251] 702 第二流路部
[0252] 721 突出部
[0253] 722 圆弧部
[0254] D1 旋转轴的周向
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