JPH0777189A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本発明は、吐出チャンバ−における音響モ−ド
を原因とした吐出ガスの脈動を低減できる密閉型圧縮機
を提供することにある。 【構成】吐出管４４の吐出チャンバ−４３内に臨む開口
端を、支配的な脈動の音響モ−ドＡの節部Ｘ₁ に対応さ
せて位置せしめた。具体的には、吐出チャンバ−４３の
半径をＲ、高さ方向寸法をＨ、吐出管４４の吐出チャン
バ−４３内に臨む開口端の吐出チャンバ−４３の中心か
らの半径方向寸法をｒ、同吐出管４４の吐出チャンバ−
４３内に臨む開口端の吐出チャンバ−４３内への挿入寸
法をｈとしたとき、「ｒ／Ｒ＝２／３」、「ｈ／Ｈ＝１
／２」に設定した。こうして吐出管４４の開口端を、音
響モ−ドＡの節部Ｘ₁ に設定したために、吐出チャンバ
−４３から吐出管４４に至る吐出ガスの脈動は減少す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機構で圧縮された
ガスを、密閉ハウジングの上部にある円筒状の吐出チャ
ンバ−を介して、吐出管から密閉ハウジング外に吐出さ
せる密閉型圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置、冷凍装置などでは、密閉
型圧縮機を用いて、冷凍サイクルを構成することが行わ
れている。密閉型圧縮機は、密閉ハウジング内に、ガス
を圧縮させるための圧縮機部（圧縮機構）と、モ−タと
が収容された構造となっている。

【０００３】これら両者は、駆動軸を介して連結されて
いて、モ−タの回転力を圧縮機部に伝達して、同圧縮機
部を駆動するようにしてある。密閉型圧縮機では、脈動
を低減させるために、図５に示されるように密閉ハウジ
ングａ内の上部に円筒状の吐出チャンバ−ｂを形成し
て、この吐出チャンバ−ｂ内に圧縮機部ｃからの吐出ガ
スを吐出させることが行われている。

【０００４】この吐出チャンバ−ｂ内の吐出ガスは、同
吐出チャンバ−ｂに接続された吐出管ｄを経て、外部へ
吐出される。吐出管ｄは、従来より、工作性を考慮し
て、通常、図５（ａ），（ｂ）に示されるように密閉ハ
ウジングａの上部の中心に接続してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、円筒状の閉
空間で形成される吐出チャンバ−ｂには、図６（ａ）に
示されるような吐出チャンバ−ｂの所定半径位置が節部
ｅで、吐出チャンバ−ｂの中央部とそれを取り囲む周側
部とが腹部ｆ，ｇとなる音響モ−ドＡ、同図（ｂ）に示
されるような吐出チャンバ−ｂの高さ方向寸法の中央が
節部ｉで、吐出チャンンバ−ｂの上部分と下部分とが腹
部ｊ，ｋとなる音響モ−ドＢが存在していることがわか
った。

【０００６】ところが、従来の吐出管ｄの接続による
と、吐出管ｄの吐出チャンバ−ｂ内に臨む開口端位置
（吐出管入口）は、音響モ−ドＡでは中央部の腹部
（＋）ｆにあり、音響モ−ドＢでは上部の腹部（＋）ｊ
にある。

【０００７】このため、吐出チャンバ−ｂに入ってきた
吐出ガスの脈動は、上記音響モ−ドＡ、音響モ−ドＢに
対応する周波数で増大してしまう（共鳴）。それ故、従
来の密閉型圧縮機は、吐出管ｄに大きな脈動を伝播させ
てしまうものであった。

【０００８】こうした大きな吐出ガスの脈動は、配管を
伝播して、密閉形圧縮機につながる冷凍サイクル機器
（例えば空気調和装置では室外側熱交換器）から大きな
脈動音が放射されるという不都合を生じてしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、吐出チャンバ−
における吐出ガスの脈動を低減させることができる密閉
型圧縮機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の密閉型圧縮機は、吐出管の吐出チ
ャンバ−内に臨む開口端を、支配的な脈動の音響モ−ド
の節部に対応させて位置せしめたことにある。

【００１１】請求項２に記載の密閉型圧縮機は、吐出チ
ャンバ−の半径をＲ、高さ方向寸法をＨ、前記吐出管の
吐出チャンバ−内に臨む開口端の吐出チャンバ−の中心
からの半径方向寸法をｒ、同吐出管の吐出チャンバ−内
に臨む開口端の吐出チャンバ−内への挿入寸法をｈとし
たとき、ｒ／Ｒ＝２／３、ｈ／Ｈ＝１／２に設定したこ
とにある。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の密閉空圧縮機によると、吐出
管の開口端が、音響モ−ドの節部に設定されるために、
吐出チャンバ−から吐出管に至る吐出ガスの脈動は減少
する。請求項２に記載の密閉型圧縮機によると、円筒状
の吐出チャンバ−で最も有効に脈動の減少効果が現れる
ようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図４に示す一実施
例にもとづいて説明する。図３は、本発明を適用した密
閉型圧縮機、例えばスクロ−ル型圧縮機を示し、図中１
は密閉ハウジングである。

【００１４】密閉ハウジング１は、上下方向に沿って延
びる円筒形に構成されている。この密閉ハウジング１内
の上段側には、ディスチャ−ジカバ−２が上下方向を仕
切るように設けられている。このディスチャ−ジカバ−
２を境として、密閉ハウジング１内は、密閉ハウジング
１内の上方を高圧側３とし、下方を低圧側４にしてあ
る。

【００１５】密閉ハウジング１の低圧側４には、下部側
にモ−タ５が配設され、上部側にスクロ−ル式の圧縮機
部６（圧縮機構）が配設されている。またこれら両者間
には、同間に渡って回転シャフト７（回転軸）が配設さ
れている。

【００１６】モ−タ５は、密閉ハウジング１の内周部に
圧入されて支持されたステ−タ８と、このステ−タ８の
内腔に配置されたロ−タ９とを有している。そして、ロ
−タ９は回転シャフト７の下部側に固定され、回転を回
転シャフト７から出力させるようにしている。なお、ス
テ−タ８につながる端子１０は、密閉ハウジング１の外
周部に設置してある。

【００１７】スクロ−ル式の圧縮機部６は、例えばアル
ミ部材で構成されたアルミ製の固定スクロ−ル１１とこ
れに組合う同じくアルミ製の旋回スクロ−ル１６とを有
してなる。

【００１８】すなわち、固定スクロ−ル１１は、端板１
２、その端板１２の内面に立設された渦巻状のラップ１
３、さらにそのラップ１３を取り囲むように立設した周
壁１４を有している。また端板１２の中央部には吐出ポ
−ト１５を有している。

【００１９】旋回スクロ−ル１６は、端板１７、その内
面に立設された渦巻状のラップ１８を有している。また
端板１７の外面中央部には筒状のボス部１９を有してい
る。そして、固定スクロ−ル１１と旋回スクロ−ル１６
とは、ラップ１３，１８同志が、１８０度（所定角
度）、ずらして相互に噛み合うように組合わせられ、端
板部分で囲まれたラップ間に、圧縮工程を成立させるた
めの三日月状の複数個の密閉空間２０を構成させてい
る。

【００２０】この組合った両スクロ−ル１１，１６は、
ディスチャ−ジカバ−２と、低圧側４の上段側に固定さ
れているケ−シング状の主フレ−ム２１との間に、固定
スクロ−ル１１を上側、旋回スクロ−ル１６を下側に配
置した状態で介装してある。

【００２１】そして、旋回スクロ−ル１６の端板１２
は、主フレ−ム２１の上面に形成してある水平な受面２
１ａにて摺動自在に受け止められている。固定スクロ−
ル１１は、主フレ−ム２１の外周側に形成されている周
壁部分２１ｂに対して、支持ばね２２を介して、上下方
向に変位可能に支持されている。詳しくは、固定スクロ
−ル１１には周壁部分２１ｂの側方へ突き出るブラケッ
ト２３が設けられている。そして、このブラケット２３
が支持ばね２２を介して周壁部分２１の上部に固定され
た構造となっている。

【００２２】固定スクロ−ル１１の周壁１４に設けた吸
込ポ−ト（図示しない）は、周壁１４の側方の空間２
９、主フレ−ム２１に設けた同フレ−ム２１の両側を連
通する吸込通路（図示せず）、低圧側４を通じて、密閉
ハウジング１の外周部に接続してある吸込管３０に連通
してあり、外部からガスを圧縮機部６へ導けるようにし
てある。

【００２３】また旋回スクロ−ル１６のボス部１９内に
は、旋回軸受２４を介して、ドライブブッシュ２５が嵌
挿してある。このドライブブッシュ２５には、径方向に
若干延びる通孔で構成されるスライド孔２５ａが形成し
てある。

【００２４】回転シャフト７の上端は、主フレ−ム２１
を貫通して、旋回スクロ−ル１６の端板中央に向かって
延びている。この回転シャフト７の上端は、主フレ−ム
２１の貫通部分に設けてある上部軸受２６にて回転自在
に支持されている。この回転シャフト７の上端には、偏
心ピン２７が突設してある。この偏心ピ２７が、上記ス
ライド孔２５ａにスライド自在に嵌挿されている。これ
によって、旋回スクロ−ル１６は、回転シャフト７が回
転すると、固定スクロ−ル１１の軸心回りを旋回するよ
うになる旋回スクロ−ル１６の端板１７と主フレ−ム２
１の受面２１ａとの間には、旋回スクロ−ル１６の公転
旋回運動を許容するが同旋回スクロ−ル１６の自転を阻
止する自転阻止機構、例えばオルダムリング２８が介装
されている。

【００２５】このオルダムリング２８および偏心ピン２
７によって得られる旋回スクロ−ル１６の旋回公転運動
により、密閉空間２０の容積は、次第に減少するように
なっている。つまり、この密閉空間２０を利用して、ガ
スを圧縮させることができるようになっている。

【００２６】固定スクロ−ル１１の端板１２の上面に
は、端板１２の軸心を中心とした大小２つの円筒状のフ
ランジ３１，３２が上方に向かって突き出ている。また
ディスチャ−ジカバ−２の内面には、フランジ３１，３
２間に形成される環状の凹部３３内に向かって突き出る
円筒状のフランジ３４が形成されている。このフランジ
３４は、凹部３３にスライド自在に嵌挿されている。そ
して、各フランジ３４と各フランジ３１，３２とが摺接
する側面間には、それぞれＵシ−ル３５が介装され、同
部分をシ−ルしている。

【００２７】これにより、内側のＵシ−ル３５で仕切ら
れた中央の領域、すなわちディスチャ−ジカバ−２の中
央部で覆われる端板１２の上面の中央部分には高圧室３
６が形成され、その外周側の外側のＵシ−ル３５で仕切
られた中間の領域、すなわちディスチャ−ジカバ−２の
中間部分で覆われる端板１２の上面の中間部分には中間
圧力室３７が形成される。さらにその外周側には、空間
２９を利用した吸込圧力と同圧力になる低圧室が形成さ
れる。

【００２８】これら端板１２と同心的に並ぶ高圧室３
６、中間圧力室３７、低圧室のうちの高圧室３６は、吐
出ポ−ト１５と連通している。また中間圧力室３７は、
端板１２に設けた導圧孔３８を通じて、圧縮途中にある
密閉空間２０と連通している。これら高圧室３６、中間
圧力室３７内に導入される高圧，中間圧のガスによっ
て、上方に浮上している固定スクロ−ル１１は、旋回ス
クロ−ル１６に対して軸方向に押し付けられるようにな
っている。

【００２９】また旋回スクロ−ル１６において、固定ス
クロ−ル１１の周壁１４の軸端面と摺接する周縁部に
は、リング状に形成された耐磨耗プレ−ト４０が埋設さ
れている。この耐磨耗プレ−ト４０によって、運転中に
発生する旋回スクロ−ル１６を反転させようとする力を
原因とした磨耗を抑制するようにしてある。

【００３０】吐出ポ−ト１５内には、逆流防止用の逆止
弁４２が設けられている。また吐出ポ−ト１５は、高圧
側３を構成する閉空間で形成された円筒状の吐出チャン
バ−４３に連通している。この吐出チャンバ−４３は、
密閉ハウンジ１の上部壁に接続してある吐出管４４と連
通していて、吐出チャンバ−４３内に吐出された吐出ガ
スを密閉ハウジング１外へ吐出できるようにしてある。

【００３１】吐出管４４は、図３に示されるように音響
モ−ドＡの節部Ｘ₁ となるよう、図２に示される如く吐
出チャンバ−４３の中心部からずれた位置に設定してあ
る。と共に、かつ吐出管４４の挿入深さを、図４に示さ
れるように音響モ−ドＢの節部Ｙ₁ に対して、吐出チャ
ンバ−４３に臨む開口端が配置されるように寸法を設定
して、接続してある。具体的には、吐出チャンバ−４３
の半径をＲ、同高さ方向寸法をＨ、吐出管４４の吐出チ
ャンバ−４３内に臨む開口端の吐出チャンバ−４３の中
心からの半径方向寸法をｒ、同吐出管４４の吐出チャン
バ−４３内に臨む開口端の吐出チャンバ−４３内への挿
入寸法をｈとしたとき、「ｒ／Ｒ＝２／３」、「ｈ／Ｈ
＝１／２」なる関係が成立するように、吐出管４４を吐
出チャンバ−４３に対して接続してある。

【００３２】但し、図３および図４中において、Ｘ₂ ，
Ｘ₃ は音響モ−ドＡの腹部、Ｙ₂ ，Ｙ₃ は音響モ−ドＢ
の腹部をそれぞれ示している。一方、回転シャフト７の
下端部は、密閉ハウジング１の内底側へ延びている。そ
して、この下端部が低圧側４の下部側に据付けてある下
部軸受体４５にて、回転自在に支持されている。

【００３３】この回転シャフト７の下端部には、例えば
偏心軸４６を回転させて、シリンダ４７内に収容された
旋回リング４８を揺動させることでポンプ作用を発生さ
せる圧送機構を採用した油ポンプ４９が据付けられてい
る。

【００３４】この油ポンプ４９の吸込部（図示しない）
は、密閉ハウジング１の内底部で形成された油集溜部５
１と連通していて、同集溜部５１に溜っている油５１ａ
を吸込むようになっている。油ポンプ４９の吐出部は、
回転シャフト７に形成した油通路５０を通じて、圧縮機
部６の各摺動部などに連通していて、油集溜部５１内の
油５１ａを潤滑が必要な個所に圧送できるようにしてあ
る。

【００３５】また油ポンプ４９の吐出部には、所定の圧
力を越えると、油５１ａを油集溜部５１に戻すためのリ
リ−フ弁４９ａが設けてある。なお、５２は密閉ハウジ
ング１外に露出している端子１０を覆うための端子カバ
−である。

【００３６】つぎに、このように構成されたスクロ−ル
型圧縮機の作用について説明する。端子１０を通じて、
モ−タ５を励磁すると、ロ−タ９は回転していく。この
回転は、回転シャフト７を通じて、油ポンプ４９に伝達
される。

【００３７】すると、油ポンプ４９の偏心ピン４６は偏
心回転され、旋回リング４０を揺動させていく。これに
より、油集溜部５１内の油５１ａは、油ポンプ４９の吸
込部から吸込まれ、油ポンプ４９の吐出部から吐出され
る。そして、この吐出した油５１ａは、油通路５０を経
て、圧縮機部６の摺動部等の油５１ａを必要とする各部
へ圧送される。

【００３８】一方、モ−タ５の回転は、回転シャフト
７、偏心ピン２７、ボス部１９を通じて、旋回スクロ−
ル１６に伝達されている。ここで、旋回スクロ−ル１６
はオルダムリング２８によって自転が抑制されているか
ら、旋回スクロ−ル全体は、自転せず、固定スクロ−ル
１１の軸心の中心とする公転旋回半径の円軌道上を公転
旋回運動する。

【００３９】この公転旋回運動にしたがって、固定スク
ロ−ル１１と旋回スクロ−ル１６との間で形成されてい
る密閉空間２０は、容積が減少する方向に変化してい
く。すると、吸込ガスは、吸込管３０、低圧側４、吸込
通路、吸込ポ−ト（いずれも図示せず）を順に経て、ラ
ップ１３，１８の最外周の領域に導かれ、同領域から密
閉空間２０内へ吸込まれる。

【００４０】この吸込まれたガスは、旋回スクロ−ル１
６の公転旋回運動にしたがって密閉空間２０の容積が減
少するのにしたがって、次第に圧縮されながら中央部へ
至る。

【００４１】このとき、固定スクロ−ル１１は高圧室３
６へ導かれる吐出圧、中間圧力室３７へ導かれる中間圧
により旋回スクロ−ル１６に押し付けられているから、
密閉空間２０内で進行する圧縮工程はガスの漏れが抑制
されながら行われる。

【００４２】そして、吐出ポ−ト１５から、所定に圧縮
されたガスは、逆止弁４２を経て、吐出チャンバ−４３
に吐出される。ここで、吐出チャンバ−４３に接続され
ている吐出管４４は、図３（ａ），（ｂ）に示されるよ
うに音響モ−ドＡに対しては、吐出チャンバ−４３の中
心部からずらすことによって、開口端を同音響モ−ドＡ
の節部Ｘ₁ と対応する位置に配置させている。と同時に
吐出管４４は、図４（ａ），（ｂ）に示されるように音
響モ−ドＢに対しては、吐出チャンバ−４３の内部へ挿
入することによって、開口端を同音響モ−ドＢの節部Ｙ
₁ と対応する位置に配置させている。

【００４３】こうした各音響モ−ドＡ，Ｂの節部Ｘ₁ ，
Ｙ₁ に対する吐出管４４の設定により、吐出チャンバ−
４３における吐出ガスの脈動の共鳴は抑制されることと
なる。

【００４４】これにより、吐出チャンバ−４３に存在す
る音響モ−ドＡ，Ｂを原因とする吐出ガスの脈動の問題
は改善される。そして、この脈動が減少した吐出ガス
は、吐出管４４から密閉ハウジング１外に吐出されてい
く。

【００４５】したがって、吐出管４４に伝播される吐出
ガスの脈動を小さくすることができ、スクロ−ル型圧縮
機につながる冷凍サイクル機器（例えば空気調和装置で
は室外側熱交換器）から大きな脈動音が放射される等の
不都合を改善することができる。

【００４６】特に、先に述べたように吐出管４４を、
「ｒ／Ｒ＝２／３」、「ｈ／Ｈ＝１／２」なる関係が成
立するように、吐出チャンバ−４３に対して接続する
と、円筒状の吐出チャンバ−４３において最も有効に脈
動の減少効果が現れる。

【００４７】実験によれば、吐出ガスの脈動の１．６〜
３．１ｋＨz の周波帯が著しく減少するものであった。
なお、密閉型圧縮機としてのスクロ−ル型圧縮機に本発
明を適用したが、これに限らず、他のロ−タリ式などの
密閉型圧縮機に適用してもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、吐出チャンバ−に存在する音響モ−ドによ
る吐出ガスの脈動の共鳴を抑制することができる。した
がって、吐出チャンバ−における吐出ガスの脈動を低減
することができる。加えて請求項２に記載の発明によれ
ば、上記に加え、円筒状の吐出チャンバ−において、最
も有効に脈動を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の密閉型圧縮機となるスクロ
−ル型圧縮機を示す断面図。

【図２】図１中、矢視イ方向から見た吐出管の接続位置
を説明するための平面図。

【図３】（ａ）は、音響モ−ドＡの節部に対して、吐出
管の開口端が配置したことを説明するための吐出チャン
バ−の概略的な断面図。（ｂ）は、同じく吐出チャンバ
−の平面図。

【図４】（ａ）は、音響モ−ドＢの節部に対して、吐出
管の開口端が配置したことを説明するための吐出チャン
バ−の概略的な断面図。（ｂ）は、音響モ−ドＢを説明
するための断面図。

【図５】（ａ）は、従来の密閉型圧縮機に形成されてい
る吐出チャンバ−に対する吐出管の接続を説明するため
の断面図。（ｂ）は、同じく平面図。

【図６】（ａ）は、密閉型圧縮機の吐出チャンバ−に存
在する音響モ−ドを説明するための吐出チャンバ−の概
略的な断面図。（ｂ）は、同じく吐出チャンバ−の平面
図。

【図７】（ａ）は、その異なる密閉型圧縮機の吐出チャ
ンバ−に存在する音響モ−ドを説明するための吐出チャ
ンバ−の概略的な断面図。（ｂ）は、その音響モ−ドを
説明するための断面図。

【符号の説明】

１…密閉ハウジング ５…モ−タ ６…圧縮機部（圧縮機構） １５…吐出ポ−ト ４３…吐出チャンバ− ４４…吐出管 Ｘ₁ …音響モ−ドの節部 Ｙ₁ …音響モ−ド
の節部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和弘 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉ハウジング内に、圧縮機構および同
   圧縮機構を駆動するモ−タが収容され、前記ハウジング
   の上部には前記圧縮機構で圧縮された吐出ガスを受ける
   円筒状の吐出チャンバ−が形成され、かつ吐出チャンバ
   −には同吐出チャンバ−の吐出ガスを前記密閉ハウジン
   グ外へ吐出させる吐出管が接続された密閉型圧縮機にお
   いて、 前記吐出管の吐出チャンバ−内に臨む開口端を、支配的
   な脈動の音響モ−ドの節部に対応させて位置せしめたこ
   とを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 【請求項２】 前記吐出チャンバ−の半径をＲ、高さ方
   向寸法をＨ、前記吐出管の吐出チャンバ−内に臨む開口
   端の吐出チャンバ−の中心からの半径方向寸法をｒ、同
   吐出管の吐出チャンバ−内に臨む開口端の吐出チャンバ
   −内への挿入寸法をｈとしたとき、 ｒ／Ｒ＝２／３、ｈ／Ｈ＝１／２ に設定したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧
   縮機。