JP2003254299A - ガス圧縮装置およびそのノイズ減衰化方法 - Google Patents
ガス圧縮装置およびそのノイズ減衰化方法Info
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Abstract
化方法に関し、ガス圧縮の際に発生するノイズを低下さ
せ、かつ該ノイズを低下させることによって振動を抑制
し構造的な欠陥の防止を図ることができるガス圧縮装置
およびそのノイズ減衰化方法を提供することである。 【解決手段】 ガス圧縮装置およびそのノイズ減衰化方
法に関し、詳細には羽根車が回転して流体がケーシング
を通って流れ、複数の拡散翼が前記ケーシングのプレー
トに設けている。一連のセルが前記プレート上に形成さ
れ前記羽根車によって生じた音響エネルギーを減衰させ
る音響共鳴器の配列を形成するように構成する。
Description
そのノイズ減衰化方法に関し、詳細には、回転する羽根
車によって生ずる音響エネルギーを減衰させるガス圧縮
装置およびそのノイズ減衰化方法に関する。
なガス圧縮装置がガスの圧縮または加圧を含む種々の応
用のために種々の工業で広く使用されている。コンプレ
ッサーのこのタイプはガスを圧縮するために比較的高速
でケーシング内で回転するように設けられた羽根車を使
用する(特許文献1〜特許文献11)。
イプの典型的なコンプレッサーは少なくとも部分的には
回転する羽根車によって生ずる比較的高いノイズレベル
を発生させる。これは明らかに困ったことであり、ま
た、振動および構造的欠陥を引き起こす。
ためになされたものであり、その第1の目的はガスを圧
縮する際に発生するノイズを減衰させることができるガ
ス圧縮装置およびそのノイズ減衰化方法を提供すること
である。
ノイズを減衰させることによって振動を抑制し、構造的
な欠陥の防止を図ることができるガス圧縮装置およびそ
のノイズ減衰化方法を提供することである。
するために、第1の発明は、ガスを受け入れる吸引口を
持つケーシングと、前記吸引口からガスを受け入れかつ
該ガスを圧縮するために前記ケーシングに設けられた羽
根車と、前記ケーシングの内壁に設けられたプレート
と、前記プレートから伸びる複数の拡散翼と、前記羽根
車により生じた音響エネルギーを減衰させるための共鳴
器列を形成するように前記プレートに形成された複数の
セルと、を有するガス圧縮装置である。
され、前記プレートは前記拡散チャネルを囲む前記ケー
シング中の内壁に設けられたガス圧縮装置である。
縮ガスを受け入れるために前記拡散チャネルと連通する
渦形室が前記ケーシング中に形成されたガス圧縮装置で
ある。
びる第1のセル群、および、前記プレートの反対面から
前記第1のセル群にまで伸びる第2のセル群を有するガ
ス圧縮装置である。
の大きさは、前記第2のセル群の大きさよりも小さいガ
ス圧縮装置である。
上に形成された孔の形状であり、前記第1のセル群の各
孔の直径は、前記第2のセル群の直径より小さいガス圧
縮装置である。
設けられ、前記第1のセル群は、前記拡散チャネルに面
する前記プレートの表面から伸びるガス圧縮装置であ
る。
接対の間にある前記プレートに均一に分布されているガ
ス圧縮装置である。
は、前記装置に関係する音響エネルギーの主要なノイズ
成分を減衰させるように構成されかつ設けられているガ
ス圧縮装置である。
ルツ共鳴器または四分の一波長共鳴器のいずれかである
ガス圧縮装置である。
拡散翼は一体に形成されたガス圧縮装置である。
音響エネルギーを減衰するように一群の共鳴器を形成す
るためにプレートに複数のセルを形成する工程を有す
る、ケーシングを通って流体が流れるように羽根車を回
転しかつ複数の拡散翼が前記ケーシング中のプレートに
設けられたガス圧縮装置におけるガス圧縮装置のノイズ
減衰化方法である。
レートの1面から伸びる第1のセル群を形成する工程
と、前記プレートの反対面から前記第1のセル群にまで
伸びる第2のセル群を形成する工程とを有するガス圧縮
装置のノイズ減衰化方法である。
ルの大きさは、第2のセル群の大きさよりも小さいガス
圧縮装置のノイズ減衰化方法である。
ト上に形成された孔の形状をもち、前記第1のセル群の
各孔の直径は、第2のセル群の孔の直径よりも小さいガ
ス圧縮装置のノイズ減衰化方法である。
シングに形成され、第1のセル群は前記拡散チャネルに
面する前記プレート面から伸びるガス圧縮装置のノイズ
減衰化方法である。
縮ガスを受け入れるために拡散チャネルと連通する渦形
室を前記ケーシングに形成する工程をさらに有するガス
圧縮装置のノイズ減衰化方法である。
を形成し、さらに、前記減衰の程度を増大させるため
に、前記羽根車の翼通過振動数および/またはその倍音
の振動数に同調する工程を有するガス圧縮装置のノイズ
減衰化方法である。
ルの個数、大きさおよび/または体積を変更する工程を
有するガス圧縮装置のノイズ減衰化方法である。
ルツ共鳴器または四分の一波長共鳴器のいずれかである
ガス圧縮装置のノイズ減衰化方法である。
に前記セルを均一に分布する工程を有するガス圧縮装置
のノイズ減衰化方法である。
を図面に基づいて説明する。該説明は特に指定のない限
り本発明を制限するものと解釈してはならない。図1
は、遠心力を利用したコンプレッサーのような高圧のガ
ス圧縮装置の一部を示す。該ガス圧縮装置は圧縮される
べき流体を受け入れるための吸引口10aをもつケーシ
ング10、および空洞中での回転のため設けられた羽根
車12を収容する羽根車用空洞10bを有している。駆
動軸(図示せず)は吸引口10aを通ってケーシング1
0に導入されたガスに速度圧を伝達するために高速で前
記羽根車12を回転させる。前記ケーシング10は完全
に前記駆動軸の周りに及んでおり前記ケーシングの上部
のみが図1に描かれている。
称に設けられ複数の通路12bを囲む複数の羽根車翼1
2aを有している。該羽根車12は圧縮されたガスを前
記ケーシング10中にある2つの環状の向き合う内壁1
0cと内壁10dとの間で囲まれた拡散通路または拡散
チャネル14に吐出する。該拡散チャネル14は羽根車
12から外向きの半径方向に伸び、高圧ガスを前記羽根
車12から受け入れ、その後に該ガスは前記ケーシング
10に形成され前記拡散チャネル14と連通する渦形室
(または収集機)16に達する。該拡散チャネル14は
ガスの速度圧を静的な圧力に変換する機能を有し、前記
渦形室16は前記ケーシングの吐出口(図示せず)に前
記圧縮ガスをつなげる。
よびケーシング10の設計により、吸引口10aから通
路12bに導入されたガスは比較的高圧に圧縮される。
公知のラビリンス・シール、スラスト・ベアリング、チ
ルトパッド・ベアリングおよび他の同様のハードウェア
が前記ケーシング10内に設けられており、それらは従
来通りなので図示し又は記述していない。
れた窪みまたは溝内に設けられている。図1には該プレ
ート20の上部のみが示されている。図2においてより
詳細に示すように、複数の拡散翼24が該プレート20
の周りに角度的に間隔を置き、各翼が前記プレート20
から前記プレート20の半径に対応する角度で各々伸び
る。前記プレート20および拡散翼24は同一の基体部
分から加工されまたは分離して形成することができる。
前記拡散翼24は前記拡散チャネル14内における静的
圧力の回復の増進によって装置の効率を上げ、それらの
特定の配置及び機能は従来通りなので、それらをさらに
詳しくは記述しない。
連の比較的大きなセル(または開口部)34が各一対の
隣接する拡散翼24の間の前記プレート20の1面を通
って形成されている。前記セル34は前記プレート20
の厚みの大部分を通って伸びるがその厚み全体を通って
いない。図3に示すように、一連の比較的小さなセル
(または開口部)36が各セル34の底から前記プレー
ト20の反対面にまで伸びている。各セル34は比較的
大きな径の断面をもつ孔の形状をもち、各セル36は比
較的小さな径の断面をもつ孔の形状をもち、セル34,
36の形状は本発明の範囲内で変更可能であることを理
解すべきである。セル34,36は前記プレート20の
対応面を通ってもみ下げ孔を開けることによるような任
意の従来通りの方法で形成することができる。セル34
は前記プレート20の基礎をなす壁によって蓋がされて
おり、そのセル36の開口端は前記拡散チャネル14と
連通する。
する各対の間にある複数の環状に伸びる列であって、あ
る特定の列の前記セル34は隣接する列のセルからずれ
または変位するように形成する。前記セル36はそれら
の対応する前記セル34に対して無作為に設けることが
できる。またはその代わりに均一の分布をもつの任意の
パターンに形成することもできる。
吸引口10aに導入され、羽根車12が比較的高い回転
速度で駆動されて図1の矢印によって示されるように、
前記ガスを吸引口10a、通路及び拡散チャネル14を
通るように強いる。羽根車翼12aの遠心力動作のため
に、ガスは比較的高い圧力に圧縮される。前記拡散機内
での静的圧力の回復を高めることによって動作の効率を
増大する間に、拡散チャネル14は前記ガスの速度圧を
静的圧力に変更する。圧縮されたガスは、拡散チャネル
14、渦形室16を通り吐出のためのケーシングの吐出
口に達する。
つなげているという事実により、該セルは従来の共鳴器
理論により集合的にヘルムホルツ共鳴器または四分の一
波長共鳴器である音響共鳴器の列として機能する。これ
は前記羽根車12の高速回転により、および拡散波との
相互作用によって生じた拡散翼24の領域におけるケー
シング10で生じた音波を著しく減衰させ、そしてノイ
ズが前記プレート20を迂回しおよび異なる経路を通過
する可能性を除去しまたは少なくとも最小化する。
通過振動数または他の高振動数で生ずるようにセル3
4,36に同調することによって該振動数で共通に生ず
る主要なノイズ要素を効率的に低下させることができ
る。これはセル34の体積および/または断面積、個数
およびセル36の深さを変化させることによって達成す
ることができる。また、主要なノイズ要素の振動数が羽
根車12の速度により変化するという事実を考慮する
と、より大きな各セル34ごとにより小さいセル36の
個数を前記プレート20を横切って空間的に変えること
により、ノイズがより広い振動数帯で減衰させることが
できる。その結果、定速装置のみならず変速装置におい
てもノイズを効果的および効率的に減衰させることがで
きる。
における音響共鳴の採用は機械的および熱的負荷がある
場合にほとんど変形しない比較的強い構造を保持および
維持する。その結果、セル34および36によって形成
された音響的共鳴はガス圧縮装置の空気力学的性能への
悪影響をもたらさない。
形成する特定の技術は上述したものから変更可能であ
る。例えば、セルがその各プレート内に成型された上下
続きのライナーを形成しても良い。
に形成しまたは装着することができる。
個数およびパターンは変更し得る。
使用に限定されないだけでなく、空気力学的効果が可動
翼によって達成される他のガス圧縮装置にも等しく適用
可能である。
の軸の周りに360度の間及ぶことが可能であり、また
は360度未満の角度間隔に広がる各セグメントに形成
しても良い。
の」、「側部の」のような空間的な関係は、図のみの目
的のためであって前記構造の特定の方向または位置を限
定しない。
り良く理解させるために具体的に説明したものであっ
て、別形態を制限するものではない。したがって、発明
の主旨を変更しない範囲で変更可能である。前記開示に
おいて他の変形、変更および置換えを意図しているの
で、特許請求の範囲は広くかつ本発明の範囲と一致する
ように解釈することが妥当である。
生するノイズを低下させることができる。またガスを圧
縮する際に発生するノイズを減衰させることによって振
動を抑制し構造的な欠陥の防止を図ることができる。
断面図
プレートの斜視図
Claims (21)
- 【請求項1】 ガスを受け入れる吸引口を持つケーシン
グと、前記吸引口からガスを受け入れかつ該ガスを圧縮
するために前記ケーシングに設けられた羽根車と、前記
ケーシングの内壁に設けられたプレートと、前記プレー
トから伸びる複数の拡散翼と、前記羽根車により生じた
音響エネルギーを減衰させるための共鳴器列を形成する
ように前記プレートに形成された複数のセルと、を有す
るガス圧縮装置。 - 【請求項2】 空洞に拡散チャネルが形成され、前記プ
レートは前記拡散チャネルを囲む前記ケーシング中の内
壁に設けられた請求項1に記載のガス圧縮装置。 - 【請求項3】 前記拡散チャネルから圧縮ガスを受け入
れるために前記拡散チャネルと連通する渦形室が前記ケ
ーシング中に形成された請求項2に記載のガス圧縮装
置。 - 【請求項4】 前記プレートの1面から伸びる第1のセ
ル群、および、前記プレートの反対面から前記第1のセ
ル群にまで伸びる第2のセル群を有する請求項1に記載
のガス圧縮装置。 - 【請求項5】 前記第1のセル群の各セルの大きさは、
前記第2のセル群の大きさよりも小さい請求項4に記載
のガス圧縮装置。 - 【請求項6】 前記セルは、前記プレートに形成された
孔の形状であり、前記第1のセル群の各孔の直径は、前
記第2のセル群の直径より小さい請求項5に記載のガス
圧縮装置。 - 【請求項7】 前記空洞に拡散チャネルが設けられ、前
記第1のセル群は、前記拡散チャネルに面する前記プレ
ートの表面から伸びる請求項5に記載のガス圧縮装置。 - 【請求項8】 前記セルは、拡散翼の各隣接対の間にあ
る前記プレートに均一に分布されている請求項1に記載
のガス圧縮装置。 - 【請求項9】 前記セルの個数及び大きさは、前記装置
に関係する音響エネルギーの主要なノイズ成分を減衰さ
せるように構成されかつ設けられている請求項1に記載
のガス圧縮装置。 - 【請求項10】 前記共鳴器は、ヘルムホルツ共鳴器ま
たは四分の一波長共鳴器のいずれかである請求項1に記
載のガス圧縮装置。 - 【請求項11】 前記プレートおよび前記拡散翼は一体
に形成された請求項1に記載のガス圧縮装置。 - 【請求項12】 前記羽根車により生ずる音響エネルギ
ーを減衰するように一群の共鳴器を形成するためにプレ
ートに複数のセルを形成する工程を有する、ケーシング
を通って流体が流れるように羽根車を回転しかつ複数の
拡散翼が前記ケーシング中のプレートに設けられたガス
圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項13】 前記形成工程は、前記プレートの1面
から伸びる第1のセル群を形成する工程と、前記プレー
トの反対面から前記第1のセル群にまで伸びる第2のセ
ル群を形成する工程とを有する請求項12に記載のガス
圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項14】 前記第1のセル群の各セルの大きさ
は、第2のセル群の大きさよりも小さい請求項13に記
載のガス圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項15】 前記セルは、前記プレート上に形成さ
れた孔の形状をもち、前記第1のセル群の各孔の直径
は、第2のセル群の孔の直径よりも小さい請求項13に
記載のガス圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項16】 拡散チャネルが前記ケーシングに形成
され、第1のセル群は前記拡散チャネルに面する前記プ
レート面から伸びる請求項12に記載のガス圧縮装置の
ノイズ減衰化方法。 - 【請求項17】 前記拡散チャネルから圧縮ガスを受け
入れるために拡散チャネルと連通する渦形室を前記ケー
シングに形成する工程をさらに有する請求項15に記載
のガス圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項18】 前記セルは、音響共鳴器を形成し、さ
らに、前記減衰の程度を増大させるために、前記羽根車
の翼通過振動数および/またはその倍音の振動数に同調
する工程を有する請求項12に記載のガス圧縮装置のノ
イズ減衰化方法。 - 【請求項19】 前記同調工程は、前記セルの個数、大
きさおよび/または体積を変更する工程を有する請求項
18に記載のガス圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項20】 前記共鳴器は、ヘルムホルツ共鳴器ま
たは四分の一波長共鳴器のいずれかである請求項18に
記載のガス圧縮装置のノイズ減衰化方法。 - 【請求項21】 さらに、前記プレート中に前記セルを
均一に分布する工程を有する請求項12に記載のガス圧
縮装置のノイズ減衰化方法。
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