JPH08270585A - ロータリコンプレッサの消音機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉容器の上側にステータとロータとから成
る電動要素を、下側に吐出バルブとシリンダとを含む回
転圧縮要素を収納するロータリコンプレッサにおいて、
前記ステータの上、下の圧力脈動による圧力差を低減
し、位相の遅れから生ずる脈動成分によって振動シャフ
トのスラスト音が発生するのを防止する。 【構成】 吐出ガスの通路となるステータ２２の外周の
ガス通路溝２２ａ、貫通孔、又はロータ３のガス通路孔
は進み傾斜角度θを有するつる巻状で、その長さｌ・１
／ｓｉｎθが吐出脈動の基本周波数となる回転周波数の
２倍の周波数脈動波長の整数倍となるように角度θを設
定することにより、ステータ２２の上、下の密閉容器１
内空間での吐出脈動を同位相にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は空調用及び冷凍用のロ
ータリコンプレッサに関し、特にこのロータリコンプレ
ッサの消音機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空調用及び冷凍用ロータリコンプ
レッサの縦断面図を図９に示し、その構造を概説する。

【０００３】ロータリコンプレッサは、密閉容器１の上
側にステータ２とロータ３とから成る電動要素４を、下
側に吐出バルブ５とシリンダ６とを含む回転圧縮要素７
を収納する。レシーバタンク８からの冷媒ガスは入口９
から吸入され、回転圧縮要素７で圧縮され、バルブ５か
ら吐出されてステータ２の外周を矢印Ａ1のように通
り、又、一部はステータ２とロータ３の間を矢印Ａ2の
ように通って出口１０から送り出される。１１はシャフ
トである。

【０００４】図１０（Ｂ）は図９に示すステータの下部
における吐出ガスの脈動を示すグラフであり、上記の構
造で吐出バルブ５からの吐出ガスの脈動は、図１０
（Ｂ）に示すように、ロータの回転周波数の２倍の周波
数で生ずる。

【０００５】一方、図１０（Ａ）は図９に示すステータ
の上部における吐出ガスの脈動を示すグラフであり、ス
テータ２の上部では吐出ガスの伝搬通路長であるステー
タの積厚の長さｌに相当する分だけ位相が遅れ（図１０
（Ｂ）の位相遅れＤ）、ステータの下部と同じ周波数で
脈動するため、ステータの上、下の圧力差も脈動として
発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ステータの上、下の圧
力差は、平均圧力の圧力差に上記の脈動成分が加わった
もので、この圧力差がロータを上下脈動させ、シャフト
１１のスラスト音を発生させる場合が多い。このスラス
ト力作用系を簡易な式で表わすと下記になる。

【０００７】 シャフトスラスト力（押し付け力）＝Ｗ＋ＦS−Ｓ×△Ｐ・・・（式 １） ここに、Ｗ：ロータ及びシャフト重量（下向き） ＦS：ロータ・スキューによるスラスト力（下向き） Ｓ：ロータ上下圧力差作用有効面積 △Ｐ：ロータ上下圧力差 である。

【０００８】上記の（式１）のスラスト力が常に（＋）
であれば、ロータの上下振動は生じないが、上述のよう
にロータの上下圧力差△Ｐは脈動成分であり、スラスト
力が（−）になる場合も生ずる。

【０００９】（式１）のスラスト力が常に（＋）になる
ように△Ｐを低減し、シャフトスラスト音の発生を防止
するようにしたいとの要望があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために、ステータ及びロータのガス通路長を、
ステータの外周のガス通路溝、貫通孔、及びロータのガ
ス通路孔にある進み傾斜角度θを持たせることにより、
回転周波数の倍の周波数脈動波長の整数倍に設定し、ス
テータの上、下の脈動の位相を同期させ、脈動による圧
力差の増長を打ち消し、ロータ上下振動の発生を防止す
るようにしたロータリコンプレッサの消音機構を提供し
ようとするものである。

【００１１】

【作用】後述の図１、図３を参照して、前記の角度θの
求め方について説明する。

【００１２】吐出脈動の基本成分は回転周波数の２倍で
あるから、 吐出脈動周波数＝２（ｆ−α）・・・（式２） ここに、ｆ：電源周波数〔Ｈｚ〕 α：すべり周波数〔Ｈｚ〕 である。

【００１３】又、電動要素部のガス通路伝搬長をＬとす
ると、 Ｌ＝ｌ・１／ｓｉｎθ・・・（式３） ここに、ｌ：ステータ又はロータの積厚〔ｍ〕 θ：ステータの外周のガス通路溝、ロータのガス通路孔
の角度〔ｒａｄ〕 であり、Ｌが吐出脈動波長の整数倍とすると、（式２）
及び（式３）から、 ｌ・１／ｓｉｎθ＝ｎ・Ｃ／２（ｆ−α）・・・（式４） ここに、ｎ：整数 Ｃ：冷媒中の音速〔ｍ／ｓ〕 であり、溝角度θは（式４）によって与えられる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明によるロータリコンプレッサの
消音機構の実施例について図面を参照して説明する。 第１実施例：図１は消音機構を備えるロータリコンプレ
ッサの第１実施例の縦断面図、図２は図１の断面平面図
である。

【００１５】図１及び図２において図９と同じ部品には
同じ符号を付し、異なる点のみを説明する。

【００１６】第１実施例のものは、電動要素２４のステ
ータ２２の外周に沿って矩形断面を有するガス通路溝２
２ａを角度θで進むつる巻状に、ロータリコンプレッサ
の中心軸線に対し対称に２本設ける。この角度θは前記
の（式４）より求める。 第２実施例：図３は第２実施例のロータ及びステータ部
分の斜視説明図である。

【００１７】第２実施例のものは、ロータ２３の内部に
円周方向４等分位置に円形断面を有するガス通路孔２３
ａを設けたものである。この場合のｌはロータの積厚で
ある。

【００１８】又、図４（Ａ）は第１及び第２実施例によ
るステータ上部の圧力脈動曲線、図４（Ｂ）は第１及び
第２実施例によるステータ下部の圧力脈動曲線を示すグ
ラフであり、ガス通路溝又は貫通孔を設けたために、図
４に示すように、圧力脈動が同一位相になり、脈動によ
る圧力差はほぼ零になる。 第３実施例：図５（Ａ）は第３実施例の下側バルブ側の
平面図、図５（Ｂ）は第３実施例の上側バルブ側の平面
図である。

【００１９】上、下バルブ型ロータリコンプレッサの場
合（２シリンダ型ロータリコンプレッサも同様）、従来
は、図示しないが、シリンダの下側バルブから吐出され
るガスは密閉容器内に直接吐出されるか、上側バルブの
バルブカバー内にバルブの位置に非対称にガス通路を設
けていた。このため、バルブカバー孔がバルブに対して
±９０゜の位置に対称にあったとしても、密閉容器内空
間に対して２個のバルブカバー孔が対称音源にならず、
前記空間に円周方向の定在波を励起させる。

【００２０】この課題に対して、第３実施例のものは、
図５を参照して、下側バルブ３５ａより吐出されるガス
は一旦下側バルブカバー３７ａを介しシリンダガス通路
３３を通って上側バルブカバー３７ｂ内に吐出される
が、下側バルブ３５ａと１８０゜対称の位置にシリンダ
ガス通路３３を設ける。又、上側バルブカバー孔３４
は、上側バルブ３５ｂと、ガス通路３３と、それぞれ±
９０゜の位置になるように設ける。これにより、上側バ
ルブ３５ｂから吐出されるガス圧力脈動と、ガス通路３
３から吐出されるガスの圧力脈動のパワーと位相が異な
っても、２個の対称なバルブカバー孔３４からのガスの
吐出脈動は対称であり、このバルブカバー孔３４は密閉
容器内空間に対して対称音源と見做すことができる。前
記空間の円周方向に生ずる定在波（空洞共鳴）はこの２
個の対称音源によって干渉されるため、円周方向に生ず
る空洞共鳴、つまり周波数の１次、２次、…の周波数の
騒音は大幅に低減することが可能である。

【００２１】図６にマイク位置をシリンダガス通路３３
にして測定したデータのグラフを示す。図６における斜
線部Ｒがこの第３実施例による騒音低減領域である。 第４実施例：図７は第４実施例によるロータリコンプレ
ッサの断面図で、図９と同じ部品には同じ符号を付して
いる。

【００２２】図８は図７の下部軸受部拡大図である。

【００２３】第４実施例のものは、下部軸受４２にブシ
ュ４４を挿入して、下部マフラ４３で押圧するようにし
たもので、シャフト１１の上、下スラスト部とそれに対
応する上、下軸受４１、４２のスラスト部の間の隙間を
極小にして、シャフト１１の上下動を抑制することによ
り、異音の発生を押さえる。

【００２４】

【発明の効果】本発明による第１実施例及び第２実施例
のロータリコンプレッサの消音機構は、上述のように構
成されているので、ロータ及びシャフトの上下振動の発
生を防止し、又、密閉容器内の円周方向に生ずる空洞共
鳴を大巾に低減することにより、騒音の低減、ロータリ
コンプレッサの耐久性の向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による消音機構を備えるロータリコンプ
レッサの第１実施例の縦断面図である。

【図２】図１の断面平面図である。

【図３】第２実施例のロータ及びステータ部分の斜視説
明図である。

【図４】（Ａ）は第１、第２実施例によるステータ上部
の圧力脈動曲線、（Ｂ）は第１、第２実施例によるステ
ータ下部の圧力脈動曲線を示すグラフである。

【図５】（Ａ）は第３実施例の下側バルブ側の平面図、
（Ｂ）は第３実施例の上側バルブ側の平面図である。

【図６】第３実施例による騒音低減領域を示す測定デー
タのグラフである。

【図７】第４実施例によるロータリコンプレッサの断面
図である。

【図８】図７の下部軸受部拡大図である。

【図９】従来のロータリコンプレッサの縦断面図であ
る。

【図１０】（Ａ）は図９に示すステータの上部における
吐出ガスの脈動を示し、（Ｂ）は図９に示すステータの
下部における吐出ガスの脈動を示すグラフである。

【符号の説明】

１：密閉容器 ２：ステータ ３：ロータ ４：電動要素 ５：吐出バルブ ６：シリンダ ７：回転圧縮要素 ２２：ステータ ２２ａ：ガス通路溝 ２３：ロータ ２３ａ：ガス通路孔 ２４：電動要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 ひとみ 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 橋本 彰 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器の上側にステータとロータとか
   ら成る電動要素を、下側に吐出バルブとシリンダとを含
   む回転圧縮要素を収納するロータリコンプレッサにおい
   て、吐出ガスの通路となる前記ステータの外周のガス通
   路溝、貫通孔、又は前記ロータのガス通路孔は進み傾斜
   角度θを有するつる巻状で、その長さｌ・１／ｓｉｎθ
   は吐出脈動の基本周波数となる回転周波数の２倍の周波
   数脈動波長の整数倍、即ち、 ｌ・１／ｓｉｎθ＝ｎ・Ｃ／２（ｆ−α） ここに、ｌ：ステータ又はロータの積厚〔ｍ〕 ｎ：整数 Ｃ：冷媒中の音速〔ｍ／ｓ〕 ｆ：電源周波数〔Ｈｚ〕 α：すべり周波数〔Ｈｚ〕 θ：角度〔ｒａｄ〕 とし、前記数式より角度θを設定することにより、前記
   ステータの上、下の前記密閉容器内空間での吐出脈動を
   同位相にして、前記ステータの上、下の圧力脈動による
   圧力差を低減するようにしたことを特徴とするロータリ
   コンプレッサの消音機構。