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CN100455814C - 两级螺旋压缩机 - Google Patents

两级螺旋压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种两级螺旋压缩机，该两级螺旋压缩机具有：备有低压级压缩机构部的低压级侧外壳(1)、设置在该低压级侧外壳的排出侧的排出外壳(2)、备有高压级压缩机构部的高压级侧外壳(5)、以及连接排出外壳和高压级侧外壳并收容电动机(7)的中间级外壳(3、4)。在该两级螺旋压缩机中，在滑阀(23)的排出外壳侧形成空洞部(48)，以扩大在排出外壳内形成的排出空间的容积。由此，防止在排出外壳内产生内部共振。

Description

两级螺旋压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于螺旋冷冻机等中的两级螺旋压缩机。
背景技术
由螺旋压缩机产生的噪声频谱，已知的有：以凸转子的齿数与旋转频率的乘积为基本频率，基本频率及其高谐波分量成为明显的峰值。作为降低该噪声的方法，有如下对策：在外壳上贴附吸声材料，将外壳制成双重结构以提高隔音性能，或在外壳上增加肋以提高外壳的刚性等。在单级的单螺旋压缩机中，如专利文献1所示，为了降低噪声，在滑阀内部设置共振空间，使该共振空间与压缩空间相连通，从而降低噪声。
专利文献1：日本特开2005-30362号公报
在上述已有技术中，在外壳上贴附吸声材料、将外壳制成双重结构、在外壳增加肋等方法具有一定的降低噪声的效果。但是，在采用上述方法时，在外壳上贴附吸声材料的情况下，必须用吸声材料将铸造物外壳整个覆盖，对于具有复杂铸造物形状的螺旋压缩机来说大多很困难。另外，对于将外壳制成双重结构或增加肋等方法，存在铸造物形状复杂化和增加铸造物重量的问题。
此外，上述任何既有技术，在包括具有低压级压缩机构部的低压级侧外壳、设置在该低压级侧外壳的排出侧的排出外壳、具有高压级压缩机构部的高压级侧外壳、以及连接所述排出外壳和高压级侧外壳并收容电动机的中间级外壳的两级螺旋压缩机中，都没有考虑因为所述排出外壳中的内部共振而使噪声增加的情况。
发明内容
本发明的目的是在如上所述的两级螺旋压缩机中，以简单的结构来防止在排出外壳内产生的内部共振，以此实现降低噪声。
为实现上述目的，本发明提供一种两级螺旋压缩机，该两级螺旋压缩机具有：低压级侧外壳，其容纳低压级压缩机构部和轴承部件，并具有由滑阀、杆和活塞构成的容量控制部；排出外壳，其设置在所述低压级侧外壳的排出侧，并容纳支撑所述低压级压缩机构部的轴承部件；容纳高压级压缩机构部和轴承部件的高压级侧外壳；中间级外壳，其连接所述排出外壳和所述高压级侧外壳并收容电动机；其特征在于，在所述滑阀的所述排出外壳侧形成空洞部，以扩大在所述排出外壳内形成的排出空间的容积，以此防止在所述排出外壳内产生内部共振。
在此，将在滑阀形成的所述空洞部的轴向长度设为滑阀的轴向长度的一半或一半以上，从而可以更加切实地防止内部共振。
另外，在形成于滑阀的所述空洞部设置多孔材料会更有效。作为该多孔材料，可以采用将多个金属丝制成网状而构成的防雾装置。或者，所述多孔材料可以由玻璃纤维构成。
本发明的其他特征在于，在所述两级螺旋压缩机中，通过在滑阀的排出外壳侧形成空洞部来扩大形成于所述排出外壳内的排出空间的轴向长度，以使其与所述低压级压缩机构部产生的噪声的波长不一致。在此，优选地，所述低压级压缩机构部产生的噪声的波长以转子的啮合频率为基准，该啮合频率以凸转子的齿数与旋转频率的乘积为基本频率，是包括该基本频率及其高谐波分量的频率，通过在滑阀的排出外壳侧形成空洞部来扩大形成于所述排出外壳内的排出空间的轴向长度，以使得其与基于这些频率的波长的任何一个都不一致。
根据本发明，在包括具有低压级压缩机构部的低压级侧外壳、设置在该低压级侧外壳的排出侧的排出外壳、具有高压级压缩机构部的高压级侧外壳、以及连接所述排出外壳和高压级侧外壳并收容电动机的中间级外壳的两级螺旋压缩机中，在滑阀的排出外壳侧形成空洞部，以扩大在排出外壳内形成的排出空间的容积，由此防止在所述排出外壳内产生内部共振，所以能够以简单的结构防止在排出外壳内产生内部共振，从而实现噪声的大幅度的降低。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的两级螺旋压缩机的纵截面图。
图2为本发明的另一实施例的两级螺旋压缩机的要部纵截面图。
图3为用于说明本发明的效果的噪声频谱线图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施例。
图1表示本发明的两级螺旋压缩机的一个实施例。螺旋压缩机具有：备有吸入口26的低压级外壳1；连接于该低压级外壳1的排出侧并具有气体通道38的排出外壳2；电机罩(中间级外壳)3，其连接于该排出外壳2的下游侧并具有气体通道39，同时收容电动机7的线圈端部8；收容电动机7的电机外壳(中间级外壳)4；以及具有排出口40的高压级外壳5。这些部件通过螺栓等结合为一体。
在低压级外壳1中，形成有圆筒状腔31、将冷媒气体导入圆筒状腔31内的吸入孔29以及收容用于驱动滑阀23的活塞21的活塞室33等。由滚动轴承11、12以及滚珠轴承17可旋转地支撑着的低压级侧凸转子6和低压级侧凹转子(未图示)相互啮合地收容在圆筒状腔31内。低压级侧凸转子6的轴通过齿轮连接器45与高压级侧凸转子9的轴相连。收容于所述活塞室33内的活塞21通过杆22与滑阀23连接。
连通圆筒状腔31和所述电机罩3的气体通道38形成于收容着支撑低压级侧转子轴的滚动轴承12以及滚珠轴承17的排出外壳2中。连通排出外壳2和电机外壳4的气体通道39形成于收容着支撑高压级侧旋转体的滚珠轴承18的电机罩3中。将冷媒气体导入高压级外壳5中的吸入室28形成于收容电动机7以及高压级侧凸转子9的轴部的电机外壳4中。圆筒状腔32形成于高压级外壳5中，由滚动轴承13、14以及滚珠轴承19旋转自如地支撑着的高压级侧凸转子9和高压级侧凹转子(未图示)相互啮合地收容在圆筒状腔32内。高压级侧凸转子9的轴与电动机7直接连接。
接下来，对冷媒气体以及油的流动进行说明。从设置在低压级外壳1的吸入口26吸入的低温、低压的冷媒气体，从形成于低压级外壳1的吸入孔29被吸入到由低压级侧的凸凹螺旋转子的啮合齿面和低压级外壳1所形成的压缩室中。之后，冷媒气体随着连接于电动机7的低压级侧凸转子6的旋转，被密封在由低压级侧的凸凹螺旋转子的啮合齿面和低压级外壳1所形成的压缩室中，并随着压缩室的缩小而慢慢被压缩，成为高温、高压的气体，然后从排出孔34排出到排出外壳2的气体通道38中，进而通过形成于电机罩3中的气体通道39流入电机外壳4中。
流向电机外壳4的冷媒气体穿过电机转子之间的空气间隙，从形成于电机外壳4的吸入室28被吸入到由高压级侧的凸凹螺旋转子的啮合齿面、电机外壳4以及高压级外壳5所形成的压缩室中。之后，冷媒气体随着直接连接于电动机7的高压级侧凸转子9的旋转，被密封在由高压级侧的凸凹螺转转子的啮合齿面、电机外壳4以及高压级外壳5所形成的压缩室中，随着压缩室的缩小而慢慢被压缩，成为比压缩前更高温、更高压的气体，然后排出到高压级外壳5的排出通道40中。
在压缩时作用于低压级侧的凸凹螺旋转子的压缩反力中，径向载荷由滚动轴承11、12支撑，轴向载荷由滚珠轴承17支撑。而关于压缩时作用于高压级侧的凸凹螺旋转子的压缩反力，径向载荷由滚动轴承13、14支撑，轴向载荷由滚珠轴承19支撑。这些轴承的润滑油通过与分别设置在低压级外壳1、排出外壳2、电机罩3、电机外壳4以及高压级外壳5上的轴承部相连通的油通道而被供给。
螺旋压缩机产生的噪声频谱以凸转子的齿数与旋转频率的乘积为基本频率，基本频率及其高次谐波分量(以下称为啮合频率)成为突出的峰值。在两级螺旋压缩机中，为了连接低压级侧的低压级外壳1和高压级侧的高压级外壳5，必须要有排出外壳2以及中间级外壳(电机罩3、电机外壳4)。气体通道38、气体通道39分别作为空间形成在排出外壳2、中间级外壳(电机罩3)中。当这些空间38、39的距离和啮合频率的波长一致时，因内部共振而导致噪声水平增加。
在本发明中，为了不与所述啮合频率的波长一致，在滑阀23的排出外壳侧(气体通道侧)形成空洞部48，以扩大作为所述气体通道38、39而形成的空间、即排出空间的容积。通过形成该空洞部48，可以避免在排出空间(气体通道38、39)内产生内部共振。即，如果排出空间的轴向距离与转子啮合频率的波长一致，就会产生内部共振，增加噪声水平，但是通过设置所述空洞部48，可以以与转子啮合频率的波长不一致的方式扩大排出空间的轴向距离。结果是，以在滑阀23内形成空洞部48这样的简单的结构即可避免内部共振，从而实现降低噪声。另外，形成于滑阀23的空洞部48的轴向长度还可以扩大到滑阀的轴向长度的一半或一半以上，以此获得切实有效地防止内部共振的效果。
图2表示本发明的另一实施例。在该实施例中，在形成于滑阀23的空洞部48中设置多孔材料49。通过这样设置多孔材料49，不仅可以由空洞部48来避免内部共振，还可以通过多孔材料49的内部摩擦而将声波的能量转化为热能，进一步提高降低噪声的效果。只要具有抗油性、抗冷媒性，多孔材料49可以是任何材料，不过如果采用防雾装置或玻璃纤维的话，可以获得特别高的降低噪声的效果。防雾装置通过将多根金属丝制成网状并缠绕而具有多孔材料的性能。
图3为用于说明本发明的效果的噪声频谱线图。在滑阀23上没有空洞部的情况下，在该实施例中，作为气体通道38、39而形成的空间的轴向长度与啮合频率的5次分量(5f)的波长一致，所以因共振现象导致5次分量(5f)成为明显的峰值。然而在本发明中，由于在滑阀23上设有空洞部48，可以扩大作为气体通道38、39而形成的空间。其结果是，通过应用本发明，被扩大了的空间整体的轴向长度与啮合频率的5次分量(5f)的波长不一致，所以可以避免共振现象。因此，可以显著减少5次分量(5f)的峰值，获得大幅度降低噪声的效果。
另外，图3所示的噪声数据为一个例子，通过应用本发明而可以减少的峰值由排出空间的轴向距离和啮合频率的波长决定，并不一定是在5次分量(5f)处成为明显的峰值。在本发明中，不管几次分量成为明显的峰值，通过在滑阀23上形成空洞部48，则可以扩大排出空间的轴向长度直到与共振的频率分量的波长不一致，从而可以降低噪声。

Claims (7)

1.一种两级螺旋压缩机，该两级螺旋压缩机具有：
低压级侧外壳，其容纳低压级压缩机构部和轴承部件，并具有由滑阀、杆和活塞构成的容量控制部；
排出外壳，其设置在所述低压级侧外壳的排出侧，并容纳支撑所述低压级压缩机构部的轴承部件；
容纳高压级压缩机构部和轴承部件的高压级侧外壳；
中间级外壳，其连接所述排出外壳和所述高压级侧外壳并收容电动机；
其特征在于，通过在滑阀的排出外壳侧形成空洞部来扩大形成于所述排出外壳内的排出空间的轴向长度，以使其与所述低压级压缩机构部产生的噪声的波长不一致。
2.如权利要求1所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，将在滑阀形成的所述空洞部的轴向长度设为滑阀的轴向长度的一半或一半以上。
3.如权利要求1所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，在形成于滑阀的所述空洞部设置多孔材料。
4.如权利要求3所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，所述多孔材料为将多个金属丝制成网状而构成的防雾装置。
5.如权利要求3所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，所述多孔材料为玻璃纤维。
6.如权利要求1所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，所述低压级压缩机构部产生的噪声的波长以转子的啮合频率为基准.
7.如权利要求6所述的两级螺旋压缩机，其特征在于，所述啮合频率以凸转子的齿数与旋转频率的乘积为基本频率，包括该基本频率及其高次谐波分量。
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