JPH02169891A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ロータリ圧縮機に係り、特に、バルブカバー
内の圧力脈動を低減し、騒音を低減するのに好適なロー
タリ圧縮機に関するものである。

［従来の技術〕 従来のロータリ圧縮機のガス脈動低減技術としては１例
えば、実開昭６２−８８８９７号公報記載の技術が知ら
れている。

その内容について、第６図および第７図を参照して説明
する。

第６図は、一般的なロータリ圧縮機の縦断面図、第７図
は、従来の圧縮機構部を示す要部断面図である。

第６図に示す一般的なロータリ圧縮機は、密閉容器１内
の上部に電動機部３、下部に圧縮機構部２を収納してお
り、圧縮機構部２と電動機部３とはクランクシャフト１
０で直結されている。電動機部３は、ステータ３ａとロ
ータ３ｂとからなっている。

圧縮機構部２は、密閉容器１に固定されたシリンダ４と
、クランクシャフト１０の偏心部１０ａに自転自在に嵌
入されたローリングピストン５と、このローリングピス
トン５の回転に追従して往復動し圧縮室の高、低圧側を
区分するベーン６と、前記シリンダ４の上、下を密閉す
るとともに前記クランクシャフトを指示する上、下軸受
７．８と、下軸受８に設けられた吐出弁１１を包含し、
下軸受８と蓋９とで形成されるバルブカバー室９ａとか
ら構成されている。

圧縮されたガスは、下軸受８に設けた吐出弁１１から吐
出しバルブカバー室９ａに流入、その後ガス孔（図示せ
ず）を通過して上部空間へ移動する。

圧縮機のもっとも大きい騒音源はガス脈動である。吐出
弁１１からは一回転に一度過圧縮ガスがバルブカバー室
９ａヘパルス的に吐出され、ガス脈動を発生させている
。このバルブカバー室９ａ内のガス脈動の振幅を低減さ
せるため、従来の装置では、バルブカバー室９ａの平均
円周長さｌの約１／４長の筒状空間１２ａ、１２ｂを形
成した構造となっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、一般的騒音対策の閉管形消音器をバル
ブカバー室９ａに設置したものとみることができる。そ
の原理は、筒状空間１２ａ、１２ｂの長さの４倍の波長
の圧力脈動波が筒状空間１２ａ、１２ｂに導入されると
、筒状空間１２ａ。

１２ｂの閉止端で反射してバルブカバー室９ａ内に戻る
ときに位相が反転しているため、バルブカバー室９ａ内
を進む同一波長のガス脈動と相殺し合い、振幅が低減さ
れるものである６ 従来構造においては、バルブカバー室９ａの平°均円周
長と同一の長さの波長の定在波に対して効果があるよう
に、筒状空間の長さを、バルブカバー室９ａの平均円周
長１の約１／４になるように決めている。

第２図は、前記閉管形消音器の音響減衰量（ＴＬ）特性
を示す線図である。

音響減衰量（ＴＬ）は次式によって計算される。

ＴＬ＝１０１ｏｇＩＯ（１＋１／４ｔａｎ”ｋ（１＋　
ｄ　）　）ここで　ｋ＝２πｆ　／　ｃ ｆ：周波数 Ｃ：音速 ■＝バルブカバ平均周長 ｄ：開口補正値 すなわち、共振周波数ｆｒｎ＝ｎｃ／４１のときの音響
減衰量ＴＬのピーク値を持つ特性となる。

第２図は、横福に共振周波数ｆｒ、縦軸に音響減衰量Ｔ
Ｌをとっているが、第２図に示すように、音響減衰量Ｔ
Ｌの周波数に対する感度が高く、ｆｒ工から２０％離れ
た共振周波数Ｑ、８ｆｒ１の音響減衰量ＴＬは７４％も
大幅に低下してピーク値の２６％にとどまるという特性
がある。そのため。

従来構造では、筒状空間１２ａ、１２ｂを設置し定在波
の特性が多少変化してもそれに応じて筒状空間の寸法を
変化させて対応するようにしている。

しかし、近年、空気調和機用として使用条件が年間で大
きく変動する回転速度可変タイプの圧縮機が主流となり
、使用条件の変化によりバルブカバー内に発生する圧力
脈動の周波数特性も大きく変動し、従来の構造では騒音
低減効果が不足する状況にある。

特に高速運転による２０００〜４０００　Ｈｚの騒音に
対して波長の約１／４に当る長さ２４〜１２１１Ｒの筒
状空間を設けると、６００〜８００　Ｉ−（ｚ帯域の低
周波騒音が増大する傾向があり、この低周波騒音を低減
するためには７８〜５６１ｍ＋程度の長さの筒状空間を
設けることが必要となる。しかし、このように長い筒状
空間を圧縮機内部に設けることは圧縮機を大形化するこ
とになり得策ではない。

前記低周波騒音６００〜８００Ｈｚは長さ２４〜１２１
１１１の筒状空間の設置によってバルブカバー室内の周
波数が異なったために発生するものである。

本発明は、上記従来技術における課題を解決するために
なされたもので、バルブカバー内に発生する波長の大き
く異なる圧力脈動を、圧縮機を大形化しないで低減しつ
るロータリ圧縮機を提供することを、その目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係るロータリ圧縮
機の構成は、密閉容器内に、その密閉容器に固定された
シリンダと、クランクシャフトと、このクランクシャフ
トの偏心部に自転自在に嵌入されたローリングピストン
と、このローリングピストンの回転に追従して往復動す
るベーンと、前記シリンダの両端を密閉するとともに前
記クランクシャフトを支持する軸受と、軸受に形成され
た吐出弁のバルブカバー室とからなる圧縮機構部と、前
記クランクシャフトに直結する電動機部とを収納してな
るロータリ圧縮機において、一端が前記バルブカバー室
に開口し他端がシリンダ内に筒状空間を形成する複数種
類の止まり孔を、それぞれの種類につき少なくとも１個
づつ設けたものである。

より詳しくは、複数種類の止まり孔は、ひとつは柱状真
直孔であり、他のひとつはバルブカバー室を開口端の断
面積が止まり側の断面積より小さい段付き止まり孔とし
たものである。

［作用コ 上記技術的手段による働きは次のとおりである。

一端がバルブカバー室に開口する柱状真直孔の止まり孔
は、いわゆる閉管形消音器といわれるもので、圧力脈動
波が止まり孔の閉止端で反射して位相が反転し、圧力脈
動の進入波と相殺して脈動が減衰するもので、主として
高周波数帯域のガス脈動の低減に利用するものである。

一方、バルブカバー室に開口する部分の断面積が閉止側
の断面積より小さい段付き止まり孔は、いわゆる分岐形
消音器といわれるもので、開口部より大きい体積の部分
でヘルムホルツ空洞共鳴をすることによって、主として
低周波帯域のガス脈動の低減に利用するものである。

消音器用の止まり孔をバルブカバー内に設けることによ
り、バルブカバー内の定在波が変化し、もとの第１の定
在波と周波数の大きく異なる第２の定在波が発生した場
合、上述のように閉管形と分岐形の消音器を併設するこ
とによって圧力脈動を低減することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図を参照し
て説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の圧
縮機構部を示す要部拡大断面図である。

図中、先の第７図と同一符号のものは、従来技術と同等
部分であるから、その説明を省略する。また、第１図に
示す圧縮機構部外のロータリ圧縮機の全体構成は第６図
に示すものと同等である。

第１図に示す柱状真直孔１２ａは、一端がバルブカバー
室９ａに開口し、下軸受８．シリンダ４を利用して柱状
真直空間を形成する止まり孔である。

この柱状真直孔１２ａは閉管形消音器として作用させる
。一方、段付止まり孔１３は、バルブカバー室９ａに開
口する開口端部１３ａと開口端部１３ａより断面積の大
なる止まり側端部１３ｂとで形成されている。段付止ま
り孔１３は、分岐形消音器として作用させる。

このように種類の異なる複数種類（本実施例では２種類
）の止まり孔を、それぞれの種類につき１個づつ、バル
ブカバー９ａ内に一端を開口させて形成する。

本実施例の効果を第４図および第５図を参照して説明す
る。

第４図は、従来の閉管形消音器を用いたロータリ圧縮機
の騒音スペクトルチャート図、第５図は、第１図の閉管
形２分岐形両消音器を用いたロータリ圧縮機の騒音スペ
クトルチャート図である。

第４図に示すスペクトルチャートにおける音圧レベルの
実線は、消音器を設ける以前の騒音を示す０周波数が約
２５・０ＯＨｚ帯域にピークがあり、これを低減させる
ため、第７図に示す閉管形消音器として作用する柱状真
直孔１２ｂを形成する。

このときのスペクトルチャートを破線で示す、柱状真直
孔１２ｂの長さｍは次式（２）で計算し、１８画とした
。

ｍ　＝　ｃ　／　４　ｆ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（２）ここで、ｍ：柱状真直孔の長さ（傑さ）
Ｃ：音速＝１７７ｍ／５ｅａ ｆ：周波数＝　２５００　Ｈｚ 第４図において、斜線部Ａは柱状真直孔１２ｂを設けた
ために低下した部分で、狙いどおり２５００　Ｈｚ帯域
が大幅に改善されている。一方、斜線部Ｂは、逆に柱状
真直孔を設けたことにより上昇した部分で６００〜８０
０　Ｈｚ帯域である。柱状真直孔を設けたために６００
〜８００　Ｈｚ　ｉＦ域が上昇するのはバルブカバー室
９ａ内のガス脈動分布が変化したためであり、一般に低
周波帯騒音が二次的に発生する。

次に、第５図における実線は、消音器を全く設置しない
場合のスペクトルチャート、破線は第１図に示す本実施
例の構造を採用した場合のスペクトルチャートである。

２５００Ｈｚ帯域は斜線部Ａの部分が大幅に改善され、
かつ、６００〜８００　Ｈｚ帯域の上昇はない結果とな
っている。

第１図に示す段付き止まり孔１３は、次式（３）により
、共振周波数ｆ　ｒ−７００Ｈｚになるように決定した
。

第３図は、第１図の段付き止まり孔の寸法図であり１次
式（３）の各デイメンジ巨ンは第３図を参照する。

ここで、　ｃ、＝Ａ　（ｍ、＋２βａ）ｃｏ：音響伝播
率 Ａ：開口端部１３ａの段面積 ｍｏ：開口端部１３ａの長さ ａ：開口端部１３ａの半径 β：管端補正値 Ｖ：止まり側端部１３ｂの体積 Ｃ：音・速 第３図は、段付き止まり孔１３の詳細寸法の一例で、ｆ
ｒ＝７００Ｈｚになるように決めたちのである。下軸受
８、シリンダ４を利用して十分納まる寸法になる。もし
７００Ｈｚに効果のある閉管消音器のみを用いるとすれ
ば、第１図における柱状真直孔１２ａの長さｍは６４ｍ
となり、下軸受８．シリンダ４をそのまま利用して設置
するのは困難である。

一般に、この種の主力製品に使われる圧縮機の下軸受８
の板厚は６〜１０ａｇｎ、シリンダ４の高さは２５〜３
５ｍｍであり最大でも４５ｍｎの深さの柱状真直孔（止
まり孔）を設けるのが実用上可能なことである。

本実施例によれば、一端がバルブカバー室に開口した種
類の異なる止まり孔を設けたので、一種類の消音器を設
けたことにより他の周波数帯域の音圧レベルが上昇した
場合、別な種類の適切な消音機を併設することにより、
より合理的に完全な消音を実施することができる。

また、前記止まり孔のうち、一つは柱状真直孔とし、他
の一つは段付き止まり孔としたので、柱状真直孔は閉管
形消音器として作用させ、段付き止まり孔は分岐形消音
器として作用させることができ、閉管形消音器を設置し
たときバルブカバー内のガス脈動の分布が変化し、低周
波騒音が新たに発生するような場合にも、圧縮機の大き
さを拡大させることなしに合理的に消音をすることがで
きる効果がある。

なお、上記実施例では、止まり孔の種類は２種類、そし
て各種類ごとに１個づつ設けた例を説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、必要に応じて各種類
ごとに２個以上設けることもあり、種類も２′ｍ類以上
もうけることもありうる。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、バルブカバー内に
発生する波長の大きく異なる圧力脈動を、圧縮機を大形
化しないで低減しうるロータリ圧縮機を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の圧
縮機構部を示す要部拡大断面図、第２図は、閉管形消音
器の音ｅ減衰量特性を示す線図、第３図は、第１図の段
付き止まり孔の寸法図、第４図は、従来の閉管形消音器
を用いたロータリ圧縮機の騒音スペクトルチャート図、
第５図は、第１図の閉管形２分岐形両消音器を用いたロ
ータリ圧縮機の騒音スペクトルチャート図、第６図は。 一般的なロータリ圧縮機の縦断面図、第７図は、従来の
圧縮機構部を示す要部断面図である。 １・・・密閉容器、２・・・圧縮機構部、３・・・電動
機部。 ４・・・シリンダ、５・・・ローリングピストン、６・
・・ベーン、７・・・上軸受、８・・・下軸受、９・・
・蓋、９ａ・・・バルブカバー室、１０・・・クランク
シャフト、１０ａ・・・偏心部、１１・・・吐出弁、１
２ａ・・・柱状真直孔、１３・・・段付き止まり孔、１
３ａ・・・開口端部、１３ｂ・・・止まり側端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内に、 その密閉容器に固定されたシリンダと、クランクシャフ
   トと、このクランクシャフトの偏心部に自転自在に嵌入
   されたローリングピストンと、このローリングピストン
   の回転に追従して往復動するベーンと、前記シリンダの
   両端を密閉するとともに前記クランクシャフトを支持す
   る軸受と、軸受に形成された吐出弁のバルブカバー室と
   からなる圧縮機構部と、 前記クランクシャフトに直結する電動機部とを収納して
   なるロータリ圧縮機において、 一端が前記バルブカバー室に開口し他端がシリンダ内に
   筒状空間を形成する複数種類の止まり孔を、それぞれの
   種類につき少なくとも１個づつ設けたことを特徴とする
   ロータリ圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、複数種
   類の止まり孔は、ひとつは柱状真直孔であり、他のひと
   つはバルブカバー室の開口端の断面積が止まり側の断面
   積より小さい段付き止まり孔であることを特徴とするロ
   ータリ圧縮機。