JP2000513778A - 往復動密閉圧縮機の吸込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガスを吸入する吸込み入口管（２８）と、シェル（２１）内部に配設されたシリンダ（２２）のヘッドに設けてあり、吸込み入口管（２８）と流体連通する吸込みオリフィス（２４ａ）とを備える密閉シェル（２１）を含むタイプの往復動密閉圧縮機の吸込み装置であって、吸い込まれるガス流を断熱および防音しながら吸込み入口管（２８）から吸込みオリフィス（２４ａ）に低圧ガスを直接導くために、吸込み入口管（２８）および吸込みオリフィス（２４ａ）にそれぞれ気密に接続された第一の端部（６１）および第二の端部（６２）を有する吸込み手段（６０）と、シェル（２１）内に吸い込まれるガスの、吸込み入口管（２８）および吸込みオリフィス（２４ａ）間での所定の流体連通をもたらし、吸込み手段（６０）の断熱特性および防音特性をほぼそのまま維持する少なくとも一つの均圧手段（７０）とを備えた吸込み装置。

Description

【発明の詳細な説明】 往復動密閉圧縮機の吸込み装置 発明の分野 本発明は、密閉シェル内が低圧になっているタイプの往復動密閉圧縮機の吸込 み装置に関する。 発明の背景 往復動密閉圧縮機には、一般に吸込み音響減衰システム（音響フィルタ）が設 けてある。このシステムは、冷却流体の吸込み中に発生する騒音を減衰させる機 能を備えたシェルの内部に配設してある。だが、このような構成要素は、ガスの 過熱や流量制限に起因する、冷却能力および圧縮機効率の低下を引き起こす。プ ラスチック材料から前記のフィルタを製造すれば、フィルタの最適化が著しく進 むものの、やはりこの構成要素に起因する圧縮機損失がかなりある。 往復動圧縮機では、ピストンの運動と、サイクル全体のほんの一部分でだけ開 いている吸込み弁および吐出し弁の使用とに より、吸込み管（ライン）および吐出し管の双方でガス流の脈動（パルス）が発 生する。このような流れが、騒音の一因となるが、周囲（環境）への騒音の伝達 には、二つの形態がある。一つは、圧縮機、または機械アセンブリのその他の構 成要素の内部空洞の共鳴振動数の励起により生じる場合であり、もう一つは、冷 却システム、すなわち、蒸発器、凝縮器、および圧縮機冷却システムのこれら構 成要素の接続管の配管の共鳴振動数の励起により生じる場合である。前者の場合 、騒音がシェルに伝わり、シェルから外部環境に騒音が放射される。 脈動流によって発生する騒音を減衰させるには、音響減衰システム（音響フィ ルタ）を使用する。このシステムは、消散（式）システムと反応（式）システム に分類される。消散減衰システムは、音響エネルギーを吸収するが、好ましくな い圧力損失が生じる。一方、反応マフラ（消音器）は、音響エネルギーの一部を 反射し、圧力損失を減少させる。消散マフラは、脈動が大きい吐出し減衰システ ムで多用される。反応システムは、圧力損失が少ないので、吸込みに使用するこ とが好ましい。音響フィルタにおける前記の圧力損失が一因となって、主に吸込 みの場合、圧縮機の効率が低下する。吸込みは、圧力損失の影 響に対して、より敏感である。 通常の音響マフラを使用した場合に、圧縮機の効率を低下させるその他の原因 として、吸込みガスの過熱があげられる。圧縮機にガスが流入してから圧縮機の シリンダへガスが流入するまでに、圧縮機内にある複数の熱源からの熱伝達によ り、ガスの温度が上昇する。温度の上昇により、比容積が増大し、その結果、冷 媒の質量流量が減少する。圧縮機の冷却能力は、質量流量に比例するため、前記 流量の減少は、効率低下をもたらす。 音響フィルタ設計の発達により、このような悪影響が緩和された。 従来の構造では、吸込み管を流れ、シェルに吐き出されるガスは、フィルタに 達し、内部のシリンダの方へ吸い込まれる（間接吸込み）前に、圧縮機内の主熱 源を通る。このガス循環により、モータの冷却が促進される。これに加え、通常 、フィルタが金属製であるため、ガスの過熱により、圧縮機の効率に悪影響があ った。より効率の高い圧縮機が必要となり、その結果、より効率の高い構想（概 念）による音響減衰システムが開発された。ガスは、圧縮機内の高温部分をすべ て通過するのではなく、吸込みフィルタ内に直接吸い込まれる（米国特許第１ ５９１２３９号および第４２４２０５６号）。その他の方法では、入口管と吸込 みフィルタの間に流れを向かわせるノズルまたはフレア管を圧縮機内の吸込み配 管に使用している（米国特許第４４８６１５３号）。また、当初、このようなフ ィルタは、十分な断熱性があるプラスチック材料で作られた。このような改良に より、冷却密閉圧縮機の効率は著しく向上したが、やはり吸込みフィルタの使用 による過熱および負荷損失により、圧縮機の効率は大幅に低下する。 既知の往復動密閉圧縮機では、蒸発器から流れてくるガスが、シェルに流入し 、次いで吸込みフィルタを通過し、シリンダブロックに画定されたシリンダ内に 吸い込まれ、ここで、吐出し弁を開くのに十分な圧力まで圧縮される。前記のガ スは、吐出し時に吐出し弁および吐出しフィルタを通り、圧縮機から流出して、 冷却システムの凝縮器に向かう。このような形式の圧縮機では、吐出しフィルタ が常に密閉されている状態、すなわちガスがシェル内に放出されない状態にある が、吸込みフィルタは、前記シェル内部と流体連通している。 発明の開示 したがって、本発明の目的は、吸込みガスの加熱がより少ないばかりでなく、 吸込みフィルタに関連する圧力損失を減少させる吸込み装置を備えた往復動密閉 圧縮機を提供することである。 前記およびその他の目的は、ガスをシェルに吸入する吸込み入口管と、シェル 内部に配設されたシリンダのヘッドに設けてあり、吸込み入口管と流体連通する 吸込みオリフィスとを備える密閉シェルを含むタイプの往復動密閉圧縮機の吸込 み装置であって、吸込み入口管から吸込みオリフィスに低圧ガスを直接導くため に、吸込み入口管に気密に接続された第一の端部および吸込みオリフィスに気密 に接続された第二の端部を有しており、引き込まれるガス流を断熱および防音す る吸込み手段と、シェル内に吸い込まれるガスの、吸込み入口管および吸込みオ リフィス間での所定の流体連通をもたらし、吸込み手段の断熱特性および防音特 性をほぼそのまま維持する少なくとも一つの均圧手段とを備えた吸込み装置によ り達成される。 図面の簡単な説明 以下、添付の図面を参照して、本発明の説明を行う。 第１図は、従来技術によって構成された、冷却システムで使用するタイプの往 復動密閉圧縮機の概略鉛直断面図である。 第２図は、従来技術による冷却システムが組み合わされた往復動密閉圧縮機の 概略図である。 第３図は、本発明の一構成形態による冷却システムが組み合わされた往復動密 閉圧縮機の概略部分図である。 第４図は、本発明の別の構成形態による冷却システムが組み合わされた往復動 密閉圧縮機の概略部分図である。 第５図は、圧縮機シェルの吸込み入口管および吸込み室流入口の両方に取り付 けられた吸込み手段およびアセンブリに取り付けられた均圧手段の構成を示す概 略拡大図である。 第６図は、本発明の吸込み手段の構成を示す概略正面図である。 発明を実施する最良の形態 図によれば、冷凍装置で使用するタイプの冷凍システムは、通常、往復動型の 密閉圧縮機２０の高圧側で高圧ガスを受け、毛細管３０に高圧ガスを送る、適切 な配管により接続された凝縮器１０を備え、この凝縮器で冷却流体を膨張させる 。前記毛 細管は、密閉圧縮機２０の低圧側に低圧ガスを送る蒸発器４０と連通している。 第１図によれば、密閉圧縮機２０は、シェル２１を備え、その内側には、シリ ンダブロックを含むモータ／圧縮機ユニットが、スプリングを介して懸垂してあ る。このブロック内では、シリンダ２２がピストン２３を収容し、電動モータに よって駆動されると、ピストンは、シリンダ２２内で往復運動し、冷却ガスを吸 い込み、圧縮する。前記シリンダ２２は、開口端部を備えている。前記シリンダ ブロックに固定し、吸込みおよび吐出しオリフィスを設けたバルブプレート２４ が、この端部を閉鎖する。前記シリンダブロックは、さらにヘッドを備え、この ヘッドは、前記バルブプレート２４に取り付けてあり、その内部に吸込み室２５ および吐出し室２６を画定する。吸込み室および吐出し室は、それぞれ吸込みオ リフィス２４ａおよび吐出しオリフィス２４ｂを介して、シリンダ２２との選択 的な流体連通が保たれている。前記選択的連通は、それぞれ吸込み弁２５ａおよ び吐出し弁２６ａにより、前記吸込みオリフィス２４ａおよび吐出しオリフィス ２５ｂを開閉して行う。吸込み室とは吸込み弁２５ａ上流のシリンダヘッドの容 積のみを意味する。 密閉圧縮機２０の高圧側と凝縮器１０とは、シェル２１の表面に設けたオリフ ィスに開口して吐出し室２６を疑縮器１０に連通する端部、および吐出し室２６ に開口している対向端部を備えた吐出し管２７を介して連通する。 シェル２１は、さらに、吸込み入口管２８を備えている。この管は、シェル２ １の内部に開口するようにシェル２１に設けた流入オリフィスに取り付けてあり 、シェル２１の外部に位置して蒸発器４０に接続された吸込み配管と連通してい る。この構成では、吸込み弁の開放時、シリンダ２２内に吸い込まれるガスの騒 音を減衰させるために、シェル２１から流れてくるガスを、吸込み室２５の前方 に取り付けた吸込み音響フィルタ５０の内部に吸入する。この構成には、前記の 問題がある。 本発明によれば、第３図および第６図に示したように、蒸発器４０と密閉圧縮 機２０の吸込み室２５の内部との間に、前記部分を相互に接続する吸込み手段６ ０を取り付けてある。この手段は、シェル２１内部に設けてあり、その長さの少 なくとも一部に、吸込み入口管２８に接続された第一の端部６１および吸込み室 ２５のガス入口部分に接続された第二の端部６２を有する、例えば可撓な材料で できた吸込みダクトを具備する。前 記吸込みダクト６０は、蒸発器４０から流れてくる低圧ガスを前記吸込み室２５ に直接導入し、圧縮機の内部環境に対して、吸込みガスの断熱および防音を行う ように、吸込み入口管２８および吸込み室２５の両方に気密に固定してある。本 発明の別の構成では、吸込みダクト６０の第二の端部６２が、シリンダ２２に直 接吸い込まれるガスを、例えば、吸込みオリフィス２４ａに気密かつ直接的に接 続された第二の端部６２に導く。 本発明による密閉圧縮機２０では、シェル２１内部に吸込み音響フィルタ５０ をもっていない。第４図に示す別の構成では、吸込み入口管２８の上流に吸込み 音響フィルタ５０が取り付けてある。シェル２１の外部にフィルタを取り付ける と、より容積が大きいフィルタと、より直径が大きい管とを使用し、圧力損失を 減少させて同様の音響減衰効果を得ることができる。冷却能力は、吸込み圧力に 比例するので、圧力損失が減少するほど、圧縮機の効率は高くなる。このような フィルタ構成によれば、従来の構成とは異なり、前記フィルタ内部を通過中のガ スが、過熱することがなくなる。 本発明によれば、吸込みダクト６０は、吸込みガスの流れが妨げられないよう に、シェル２１への騒音および振動の伝達を 最少にすると共に、ガス吸入時にガスの過熱を防止する適当な材料で構成された 連続環状ダクトとして製造することが好ましい。このような特性を実現するため に、吸込みダクト６０は、熱伝達に対する抵抗が高い構造、例えば、熱伝導特性 が低く（不十分な熱の伝導体）、かつ音響減衰特性が良好な材料などを利用した 構成とする。 機械的アセンブリとシェル２１との間に相対的に運動が存在するため、吸込み 配管は可撓性を有していなければならず、これは、可撓性スプリングを介して前 記部品を取り付けるためである。可撓性があるので、輸送中や圧縮機の正常作動 時でも、前記の配管は破壊されない。 さらに、吸込みダクト６０は、吸込み管の配管および蒸発器４０両方の励起を 原因とする脈動によって生じる騒音を最小限に抑え、吸込み入口管２８から吸込 み室２５あるいは吸込みオリフィス２４ａに直接流れるガス流の負荷損失を減少 させるように寸法を定めてある。 ガス流の特性、および圧縮機内の吸込みダクト６０の長さがより短く直径がよ り大きいため、従来の技術で使用している吸込みフィルタに生じる圧力損失に対 して圧力損失がより小さく なる。 吸込みダクト６０を使用すると、シリンダ内に吸い込まれる前に、シェル内の ガスが形成する通路が減少する。通路を減少させることによって、吸い込まれる ガスの過熱効果が低下し、これにより、冷却能力および効率が向上する。 本発明による吸込み手段６０の構成では、第５図および第６図に示すように、 前記手段がループ管の形態になっており、この管は「Ｕ」字形で、側部が丸く、 （例えば材料射出により）内部に少なくとも一つのスプリング要素６３が設けあ るいは組み込まれており、このスプリング要素が、前記の管の形状を常時安定し た状態に保ち、圧縮機の運転時などに圧力差がかかった場合、前記の管が潰れる のを防止している。 本発明によれば、第４図および第５図に示すように、吸込み入口管２８と吸込 み室２５との間にある本発明の吸込み装置は、均圧手段７０をさらに備え、この 手段は、吸込み室２５の内部とシェル２１の内部と間で、所定の流体連通を行う ことが好ましく、また均圧手段７０は、吸込み手段６０と連携して、吸い込まれ るガスの音響エネルギーの吸収を促進するように寸法を定めてある。 吸込み手段６０の第二の端部６２を吸込みオリフィス２４ａに直接接続してあ る別の構成では、吸込み入口管２８と前記吸込みオリフィス２４ａとの間に均圧 手段７０が設けてあり、被吸込みガスとシェル２１内部との流体連通を行う。 均圧手段７０は、吸込み手段６０の場合と同様に、断熱性をもつように寸法付 けおよび構成してもよい。 図示した好ましい構成では、均圧手段７０が、直径が小さく、長さが長い剛性 毛細管の形態になっており、吸込み室２５に取り付けられてそこに開口する入口 端部と、ガスをシェル２１内部に釈放する出口端部との間に、例えば、均圧手段 ７０の実質的な長さ部分を占める中央螺旋部分の形態をした、音響減衰領域７１ を備えている。前記長さ部分は、シェル２１内部に導かれる吸込みガスの音響エ ネルギーを減少させるように画定されている。また、均圧手段７０によれば、前 記シェル２１内部の圧力をほぼ吸込み圧に等しくすることができる。 本発明によれば、均圧手段７０を介してシェル２１内に釈放される低圧ガスに より、ガスの流れが大幅に制限され（絞られ）、その結果、前記均圧手段の出口 で発生する音響波のエネルギーが低くなり、空隙内で共鳴を励起するには不十分 となる。 図示していないが、本発明の吸込み装置は、吸込みダクト６０および吸込み室 ２５によって画定された部分の少なくとも一つと接続されているか、またはこれ に組み込まれている複数の均圧手段を備えていてもよい。本発明のその他の構成 は、一つまたは複数の音響減衰領域７１により相互に接続された各入口端部およ び各出口端部によって画定された部分の少なくとも一つあるいは複数を備えた均 圧手段を有している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月３０日（１９９８．４．３０） 【補正内容】 請求の範囲 １．ガスをシェルに吸入する吸込み入口管（２８）と、シェル（２１）内部に配 設されたシリンダ（２２）のヘッドに設けてあり、吸込み入口管（２８）と流体 連通する吸込みオリフィス（２４ａ）と、吸込み入口管（２８）に接続された第 一の端部（６１）および吸込みオリフィス（２４ａ）に接続された第二の端部（ ６２）を有し、吸込まれるガスを断熱及び防音する吸込み手段（６０）とを備え る、密閉シェル（２１）を含むタイプの往復動密閉圧縮機の吸込み装置であって 、吸込み入口管（２８）から吸込みオリフィス（２４ａ）に低圧ガスを直接導く ために、吸込み手段（６０）が吸込み入口管（２８）及び吸込みオリフィス（２ ４ａ）に気密に接続されており、前記吸込み装置は、シェル（２１）内に吸い込 まれるガスの、吸込み入口管（２８）および吸込みオリフィス（２４ａ）間での 所定の流体連通をもたらす、少なくとも一つの均圧手段（７０）を備えており、 前記均圧手段（７０）が、吸込み手段（６０）の断熱特性及び防音特性をほぼそ のまま維持すると共に、その長さの一部に、シェル（２１）の内部の方に向かう 吸込みガスの音 響エネルギーを減少させるように画定された少なくとも一つの音響減衰領域（７ １）を有することを特徴とする吸込み装置。 ２．均圧手段（７０）が、ガス入口端部とシェル（２１）の内部に開口するガス 出口端部との間に、それぞれ音響減衰領域（７１）を備えることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の装置。 ３．均圧手段（７０）が、毛細管の形態を呈していることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の装置。 ４．均圧手段（７０）は、ガス入口端部が吸込み室（２５）に接続されると共に ガス出口端部がシェル（２１）の内部に向かって開口する、剛性材料製の毛管要 素であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。 ５．音響減衰領域（７１）が、均圧手段（７０）の長さの螺旋部分により画定さ れることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ６．吸込み手段（６０）がその延長部分の少なくとも一部に可撓性ダクトを備え ることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。 ７．吸込みダクト（６０）の寸法が、吸込み入口管（２８）に 達するガス流の負荷損失を低減するように定めてあることを特徴とする請求の範 囲第６項に記載の装置。 ８．吸込み手段（６０）の第二の端部（６２）が、直接かつ気密に吸込み室（２ ５）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 ９．吸込みダクト（６０）が、Ｕ字形で丸い側部を有すると共に前記管の構造を 常に安定状態に保つ少なくとも一つのスプリング要素（６３）を内部に備えるル ープ管の形状であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。 １０．吸込み入口管（２８）の上流側に取り付けられた吸込み音響フィルタ（５ ０）を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リリー，ダイエトマー・エリツヒ・ベルン ハルト ブラジル国、89219―901・ジヨインビリ― エシ・セー、ルア・オレステス・ギマリヤ エス、904 (72)発明者 フアゴツテイ，フアビアン ブラジル国、89219―901・ジヨインビリ― エシ・セー、ルア・フランクリン・ルーズ ベルト、52

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガスをシェルに吸入する吸込み入口管（２８）と、シェル（２１）内部に配 設されたシリンダ（２２）のヘッドに設けてあり、吸込み入口管（２８）と流体 連通する吸込みオリフィス（２４ａ）とを備える密閉シェル（２１）を含むタイ プの往復動密閉圧縮機の吸込み装置であって、吸込み入口管（２８）から吸込み オリフィス（２４ａ）に低圧ガスを直接導くために、吸込み入口管（２８）に気 密に接続された第一の端部（６１）および吸込みオリフィス（２４ａ）に気密に 接続された第二の端部（６２）を有しており、吸い込まれるガス流を断熱および 防音する吸込み手段（６０）と、シェル（２１）内に吸い込まれるガスの、吸込 み入口管（２８）および吸込みオリフィス（２４ａ）間での所定の流体連通をも たらし、吸込み手段（６０）の断熱特性および防音特性をほぼそのまま維持する 少なくとも一つの均圧手段（７０）とを備えることを特徴とする吸込み装置。 ２．均圧手段（７０）が、その長さの一部に、シェル（２１）の内部の方に向か う吸込みガスの音響エネルギーを減少させる ように画定された、少なくとも一つの音響減衰領域（７１）を有する毛細管の形 態を呈していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．均圧手段（７０）が、ガス入口端部とシェル（２１）の内部に開口するガス 出口端部との間に、それぞれ音響減衰領域（７１）を備えることを特徴とする請 求の範囲第２項に記載の装置。 ４．均圧手段（７０）は、ガス入口端部が吸込み室（２５）に接続されると共に ガス出口端部がシェル（２１）の内部に向かって開口する、剛性材料製の毛管要 素であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。 ５．音響減衰領域（７１）が、均圧手段（７０）の長さの螺旋部分により画定さ れることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の装置。 ６．吸込み手段（６０）は、その延長部分の少なくとも一部に、熱伝達に対する 抵抗が大きな構造を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置 。 ７．吸込み手段（６０）がその延長部分の少なくとも一部に可撓性ダクトを備え ることを特徴とする請求の範囲第６項に記載 の装置。 ８．前記可撓性ダクトが、熱伝導率の低い材料でできていることを特徴とする請 求の範囲第７項に記載の装置。 ９．吸込みダクト（６０）の寸法が、吸込み入口管（２８）に達するガス流の負 荷損失を低減するように定めてあることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の 装置。 １０．吸込みダクト（６０）は、吸い込まれるガス流が、吸込み入口管（２８） と吸込みオリフィス（２４ａ）との間で妨害されないように画定されていること を特徴とする請求の範囲第９項に記載の装置。 １１．吸込み手段（６０）の第二の端部（６２）が、直接かつ気密に吸込み室（ ２５）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２．吸込みダクト（６０）が、Ｕ字形で丸い側部を有すると共に前記管の構造 を常に安定状態に保つ少なくとも一つのスプリング要素（６３）を内部に備える ループ管の形状であることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。 １３．吸込み入口管（２８）の上流側に取り付けられた吸込み音響フィルタ（５ ０）を備えることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の装置。