制冷机的制作方法

本发明涉及一种制冷机。

本申请主张关于2017年11月8日于日本申请的日本专利申请2017-215427号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

制冷机为广泛用于如电力电子相关工厂那样的具有无尘室的工厂空调、地域冷气和暖气设备等的用途的热源设备。对于制冷机，已知有一种如下制冷机：将离心压缩机、冷凝器、蒸发器等构成设备配置于附近并设为一体，并且进行单元化(例如，参考专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-327700号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

随着制冷机的高效化，从制冷机产生的噪音的增大成为课题。从制冷机产生的噪音的原因大致分为由机械诱因产生的噪音和由流体诱因产生的噪音这2种。

由机械诱因产生的噪音是由在离心压缩机、泵运行时产生的、由叶片的动作、扩压器的叶片数量等引起的周期性流量变动引起的。由该周期性流量变动产生压力脉动，由此产生称为nz音的噪音。

由机械诱因产生的噪音具有成为特征性且单一的频率特性的性质。已知：由机械诱因产生的噪音与制冷机内部的配管等的声学特征值产生共鸣，声音被放大。

该发明的目的在于提供一种制冷机，其具备制冷循环，所述制冷循环具有压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及依次连接它们的配管，所述制冷机能够抑制噪音。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的第一方案，制冷机具备：制冷循环，具有压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及依次连接它们的配管以及喷出配管；及声学设备，具有一端与所述配管连接并在内部形成空间的空间形成部及一体地固定于所述空间形成部的另一端并且固有振动数比所述空间形成部小的振动体。

根据这种结构，通过将声学设备安装于配管，能够减少通过构成制冷机的压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及配管中的至少一个构成要件的nz音与配管内的空间的声学特征值产生共鸣而产生的噪音。并且，声学设备具有固有振动数小的振动体，该振动体将声能转换为结构振动能，由此能够实现声学设备的小型化。

在上述制冷机中可以如下：所述声学设备具有多孔板，所述多孔板配置于所述空间形成部的一端与所述配管的流路的边界处。

根据这种结构，能够抑制具有调节构成制冷机的压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及配管中的至少一个构成要件的声学阻抗而与噪音产生共鸣的可能性的、特定频率的声学阻抗的产生。

在上述制冷机中可以如下：所述空间形成部具有筒状的主体部和设置于所述主体部的另一端的盖部，所述振动体与所述盖部一体地固定。

根据这种结构，能够调节主体部的长度、多孔板的开口率等而调节声学阻抗。

在上述制冷机中可以如下：所述空间形成部具有：筒状的筒部，形成所述空间形成部的一端侧；及容器部，与所述筒部的另一端连接，且体积大于所述筒部的体积，所述筒部的内部空间与所述容器部的内部空间连通，所述振动体与所述容器部一体地固定。

根据这种结构，能够调节声学设备的容器部的体积而调节构成制冷机的压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及配管中的至少一个构成要件的声学阻抗。

发明效果

根据本发明，通过将声学设备安装于配管，能够减少通过构成制冷机的压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及配管中的至少一个构成要件的nz音与配管内的空间的声学特征值产生共鸣而产生的噪音。并且，声学设备具有固有振动数小的振动体，该振动体将声能转换为结构振动能，由此能够实现声学设备的小型化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的制冷机的概略结构图。

图2是本发明的第一实施方式的制冷机的压缩机、冷凝器及连接它们的配管的概略结构图。

图3是本发明的第一实施方式的制冷机的声学设备的剖视图。

图4是本发明的第二实施方式的制冷机的声学设备的剖视图。

图5是本发明的第三实施方式的制冷机的声学设备的剖视图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，参考附图，对本发明的第一实施方式的制冷机详细地进行说明。

如图1所示，本实施方式的制冷机1具备：压缩机2，压缩制冷剂w；冷凝器3，利用冷却水冷凝由压缩机2压缩的制冷剂w；第一膨胀阀4，其为对来自冷凝器3的制冷剂w进行减压的膨胀器；及节约器6(气液分离器)，将来自第一膨胀阀4的制冷剂w分离成气液二相。

并且，制冷机1具备：流入通道8，供来自节约器6的气相w1能够流入压缩机2内；第二膨胀阀5，再次对来自节约器6的液相进行减压；及蒸发器7，使来自第二膨胀阀5的制冷剂w蒸发。

在冷凝器3的气相部与蒸发器7的气相部之间设置有热气旁通管9。在热气旁通管9设置有用于控制流入热气旁通管9内的高温制冷剂气体的流量的热气旁通阀10。

制冷机1具备具有配管12的制冷循环11。配管12依次连接压缩机2、冷凝器3、第一膨胀阀4、第二膨胀阀5及蒸发器7。具体而言，制冷机1具有：配管12a，连接压缩机2和冷凝器3；配管12b，连接冷凝器3和节约器6，配管12c，连接节约器6和蒸发器7；及配管12d，连接蒸发器7和压缩机2。配管12为供制冷剂w流通的流路。

制冷剂w例如为代替氟利昂的r134a(氢氟烃)等。

在连接压缩机2和冷凝器3的配管12a设置有减少由压缩机2产生的噪音的声学设备13。

压缩机2为离心式二级压缩机，并且由利用变更来自电源的输入频率的逆变器控制转速的电动马达(未图示)驱动。

冷凝器3为如下装置：通过利用冷却水等使由压缩机2压缩的制冷剂w进行热交换来冷却，并设为液态的状态。例如，冷凝器3为管壳式换热器。

第一膨胀阀4为通过使来自冷凝器3的液体的制冷剂w隔热膨胀并进行减压而使一部分液体蒸发来将制冷剂w设为气液二相的状态的膨胀器。

节约器6为将在第一膨胀阀4中设为气液二相的状态的制冷剂w分离成气相w1和液相的装置。

流入通道8为供利用节约器6从气液二相的制冷剂w分离的气相w1流入压缩机2中的流路。

与第一膨胀阀4同样地，第二膨胀阀5利用节约器6分离气相w1，使仅成为液相的制冷剂w隔热膨胀并进行减压。另外，本实施方式的制冷机1中，设为使用膨胀阀来对制冷剂w进行减压的结构，但是并不限制于此，可以使用其他机构来对制冷剂w进行减压。

蒸发器7将来自第二膨胀阀5的制冷剂w在与水等之间进行热交换而使其蒸发，并设为饱和蒸汽的状态。

如图2所示，声学设备13为设置于连接压缩机2和冷凝器3的配管12a的消音器。声学设备13具有：空间形成部14，一端14a与配管12a连接并在内部形成空间；及振动体20(声学材料)，一体地固定于空间形成部14的另一端14b。

在压缩机2运行时，由于轮子的旋转、扩压器的叶片数量等而发生周期性流动变动。由该周期性流量变动产生压力脉动，由此产生称为nz音的噪音。

由这种机械原因产生的nz音具有成为特征性且单一的频率特性的性质，有时与制冷机1的配管12等的声学阻抗产生共鸣。即，已知nz音成为如在图2中由双点划线表示那样的声学模式m并被放大。

声学模式m具有波腹m1和波节m2。波腹m1为声能(振幅)成为最大的位置，波节m2为声能(振幅)大致成为零的位置。

声学设备13安装于声学模式m的波腹m1的位置。换言之，声学设备13安装于在配管12内产生的声音的声能成为最大的位置。

如图3所示，空间形成部14呈有底圆筒形状，并且内部成为通过声波的干扰来减少声音的共鸣空间s。

空间形成部14具有圆筒状的声学设备主体部16和设置于声学设备主体部16的另一端的呈板状的盖部17。声学设备主体部16的形状并不限制于此，可以设为角筒形状。声学设备13的中心轴as与配管12的中心轴ad(参考图2)大致正交。

在声学设备主体部16的一端14a形成有沿声学设备主体部16的中心轴as的径向突出的凸缘部18。声学设备13经由凸缘部18固定于配管12。

空间形成部14例如由sus316等不锈钢形成。形成空间形成部14的材料并不限制于sus316，能够适当地选择规定的金属。

振动体20为呈与空间形成部14的盖部17大致相同的形状的板状部件。振动体20以振动体20的主表面与盖部17的主表面进行面接触的方式固定。

振动体20例如通过焊接固定于空间形成部14的盖部17。振动体20的固定方法并不限制于焊接，例如，可以使用如螺纹那样的紧固部件。并且，可以使用粘结剂来固定振动体20。

振动体20形成为固有振动数比空间形成部14小。换言之，与空间形成部14相比，振动体20更容易将由配管12传递的声能转换成结构振动能。振动体20设为轻、柔软、振动增大的结构。

振动体20例如由如镁合金那样的金属形成，该金属相较于构成空间形成部14的金属(sus316)杨氏模量小且密度低。

另外，上述实施方式中，将形成振动体20的金属设为镁合金，但是并不限制于此。例如，可以采用相较于铝等形成空间形成部14的金属杨氏模量小且密度低的金属。

即，声学设备13的固有振动数能够通过振动体20来调节。用于调节声学设备13的固有振动数的参数如下：

(1)振动体20的杨氏模量e

(2)振动体20的密度ρ

(3)振动体20的板厚t。

并且，振动体20的形状并不限制于板状，例如，可以设为圆柱状等。并且，可以由中空部件形成振动体。

根据上述实施方式，通过将声学设备13安装于配管12，能够减少通过构成制冷机1的压缩机2的nz音与配管12内的空间的声学特征值产生共鸣而产生的噪音。并且，声学设备13具有固有振动数小的振动体20，该振动体将声能转换为结构振动能，由此能够实现声学设备13的小型化。

并且，通过交换振动体20，能够变更声学设备13的固有振动数。

并且，通过声学设备13经由凸缘部18与配管12连接，能够容易地交换、维护声学设备13。

另外，上述实施方式中，在压缩机2与冷凝器3之间的配管12a设置了声学设备13，但是并不限制于此。例如，可以在冷凝器3与蒸发器7之间的配管12b、12c、蒸发器7与压缩机2之间的配管12d、热气旁通管9配置声学设备13。

并且，可以在喷出不必要流体的喷出配管配置声学设备13。

并且，声学设备13的数量并不限制于一个。即，声学设备13能够安装于构成制冷循环11的构成要件(压缩机2、冷凝器3、膨胀器4，5、蒸发器7及配管12)中的至少一个上。例如，可以将声学设备13安装于所有配管12，也可以将两个声学设备13安装于一个配管12。

〔第二实施方式〕

以下，参考附图，对本发明的第二实施方式的制冷机详细地进行说明。另外，本实施方式中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行叙述，对于相同的部分省略其说明。

如图4所示，本实施方式的声学设备13b具有配置于空间形成部14的一端14a与配管12的流路的边界处的多孔板15。

多孔板15用于抑制空间形成部14的一端14a上的气流紊乱。

多孔板15设置于空间形成部14的一端14a。多孔板15的主表面与声学设备主体部16的中心轴as大致正交。在多孔板15有规则地配置有多个圆形贯穿孔19。贯穿孔19的形状并不限制于圆形，可以是矩形，也可以是狭缝状。

本实施方式的制冷机1能够调节声学设备13的长度l(参考图4)、多孔板15的贯穿孔19的孔径φ、多孔板15的开口率σ(多孔板15的每单位面积的贯穿孔19的面积的比例)而将配管12与冷凝器3之间的边界设为z＝ρc边界。

在此，z＝ρc边界是指使用由密度ρ、音速c表示声学阻抗z的参数，使边界处的声学阻抗z一致而将声音的反射设为非反射的边界。

根据上述实施方式，能够抑制具有与构成制冷机1的压缩机2的nz音产生共鸣的可能性的、配管12的特定频率的声学阻抗的产生。由此，能够降低噪声级。

并且，能够调节声学设备13(声学设备主体部16)的长度l、多孔板15的贯穿孔19的孔径φ、多孔板15的开口率σ而调节配管12的声学阻抗。

〔第三实施方式〕

以下，参考附图，对本发明的第三实施方式的制冷机详细地进行说明。另外，本实施方式中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行叙述，对于相同的部分省略其说明。

如图5所示，第三实施方式的声学设备13c的空间形成部14的形状与第一实施方式的声学设备13不同。本实施方式的空间形成部14c具有：筒部21，形成空间形成部14c的一端侧(与配管12连接的侧)；及容器部22，与筒部21的另一端连接，且体积大于筒部21的体积。

本实施方式的声学设备13c作为处于容器部22的内部的空气起弹簧的作用的亥姆霍兹共鸣器而发挥功能。

筒部21呈圆筒状。筒部21并不限制于圆筒状，可以设为角筒状。

容器部22呈具有比筒部21的直径大的直径的桶形。容器部22的形状并不限制于此，可以大于筒部21的体积。例如，容器部22可以设为球形。筒部21的内部空间与容器部22的内部空间连通。

根据上述实施方式，能够调节声学设备13b的容器部22的体积v而调节配管12的声学阻抗。

以上，对于本发明的实施方式，参考附图进行详细叙述，但是具体结构并不限制于该实施方式，还包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

产业上的可利用性

根据本发明，通过将声学设备安装于配管，能够减少通过构成制冷机的压缩机、冷凝器、膨胀器、蒸发器及配管中的至少一个构成要件的nz音与配管内的空间的声学特征值产生共鸣而产生的噪音。并且，声学设备具有固有振动数小的振动体，该振动体将声能转换为结构振动能，由此能够实现声学设备的小型化。

符号说明

1-制冷机，2-压缩机，3-冷凝器，4-第一膨胀阀，5-第二膨胀阀，6-节约器，7-蒸发器，8-流入通道，9-热气旁通管，10-热气旁通阀，11-制冷循环，12-配管，13、13b-声学设备，14、14b-空间形成部，14a-一端，14b-另一端，15-多孔板，16-声学设备主体部(主体部)，17-盖部，18-凸缘部，19-贯穿孔，20-振动体，21-筒部，22-容器部，s-共鸣空间，w-制冷剂。