密封壓縮機及吸入消聲器的制造方法

專利名稱：密封壓縮機及吸入消聲器的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用在冰箱、空調、冷凍冷藏設備等等中的密封壓縮機；更具體的說，涉及其吸入消聲器及其制造方法的改進。
背景技術：
近年來，強烈希望用在冷凍冷藏設備等等中的密封壓縮機其除了工作引起的噪音要低這一事實以外，其能量效率要高。
作為常規密封壓縮機，有一種密封壓縮機其能量效率的提高是通過提高吸入消聲器的消聲效果并有效地利用該消聲效果，從而增大進入壓縮室的致冷劑循環量(例如，參考下面的專利文獻1)。
此外，有一種密封壓縮機其能量效率的提高是通過將從冷凍循環中返回的致冷劑氣體保持在低溫和高密度的狀態并吸入到壓縮室中(例如參考下面的專利文獻2)。
專利文獻1未審察的專利公開，公開號2003-42064專利文獻2未審察的專利公開，公開號11-303739下面參考附圖描述上面提到的常規密封壓縮機的結構。
圖17示出常規密封壓縮機的截面圖，圖18示出圖19中的吸入消聲器的截面圖，圖19為流速矢量圖示其通過在圖18中示出的吸入消聲器中使用流動矢量來顯示出致冷劑氣體的行為。
在圖17中，密封罐1容納了馬達元件5其由轉子4和容納線圈部分2的定子3組成，以及由馬達元件5驅動的壓縮機元件6。潤滑油8儲存在密封罐1中。
下面描述壓縮元件6的概略結構。曲柄軸10具有主軸部分11轉子4在那里被壓入配合并固定，以及偏心部分12其形成為相對轉軸部分11偏心。在主軸部分11內，設置了油泵13以開放在潤滑油8中。
形成在馬達元件5上方的汽缸體20具有近似圓筒形的壓縮室22，以及支撐具有軸的主軸部分11的軸支撐器23。活塞30插入到汽缸體20的壓縮室22中以便能在其中往復滑動并通過聯接裝置31聯接到偏心部分12上。
用于密封壓縮室22的開口端面的閥板35具有吸入孔38以依照吸入閥34的打開/關閉動作被聯接到壓縮室22。氣缸蓋36通過閥板35固定到壓縮室22的相反側。
吸入管37固定到密封罐1上并連接到冷凍循環的低壓側(未示出)，并將致冷劑氣體(未示出)引入到密封罐1中。吸入消聲器40是固定的，因為它夾在閥板35和氣缸蓋36之間，并且它由合成樹脂例如聚對苯二甲酸丁二醇酯等制成，在其中主要加入玻璃纖維。
在圖18中，吸入消聲器40具有消聲空間43并還具有第二聯接通道46在那里開放端46b被聯接到密封罐1而開放端46a打開同時延伸到消聲空間43，以及第一聯接通道45在那里開放端45b被聯接到閥板35的吸入孔38而開放端45a打開同時延伸到消聲空間43。
圖19示出流速矢量60，其示出通過計算機模擬獲得的在吸入消聲器40中的致冷劑氣體的行為。每個矢量的長度表示流速的大小，而矢量的取向表示致冷劑氣體的流動方向。
另外，各個箭頭表示由在從第二聯接通道46的開放端46a吸入的致冷劑氣體中的上升氣流產生的上渦流61，和由在從第二聯接通道46的開放端46a吸入的致冷劑氣體中的下降氣流產生的下渦流62。
下面描述如上面提到的結構的常規密封壓縮機的操作。
當馬達元件5的轉子4轉動曲柄軸10時，由于偏心部分12的旋轉運動通過聯接裝置31被傳遞到活塞30，活塞30在壓縮室22內往復運動。由于該操作，致冷劑氣體被從冷卻系統(未示出)通過吸入管37引入到密封罐1中。引入到密封罐1中的致冷劑氣體被從吸入消聲器40的開放端46b吸入并從開放端46a釋放到消聲空間43。
被釋放的致冷劑氣體，在與如圖19所示靠近并面對開放端46a的吸入消聲器40的殼體的壁碰撞以后，產生上渦流61和下渦流62，并通過消聲空間43循環。在這以后，主要由上渦流61構成的致冷劑氣體被從開放端45a吸入到第一聯接通道45并被引入到打開在閥板35上的吸入孔38中。
然后，當吸入閥34打開時，致冷劑氣體被吸入到壓縮室22，并被活塞30的往復運動壓縮，并排出到冷卻系統中。
這里，當致冷劑被吸入到壓縮室22時產生的致冷劑的壓力脈動其傳播的方向與上面提到的致冷劑的流動相反，從開放端45a傳播到消聲空間43。因此，由于第一聯接通道45延伸到消聲效果較強的消聲空間43中，而開放端45a位于例如在3到4kHz范圍的聲音的節點上，此頻帶的噪音尤其令人討厭，可以在特定的頻帶中獲得高的消聲效果。
另外，通過調整消聲空間43的尺寸和第二聯接通道46的長度和內徑可以進一步減弱在消聲空間43中減弱的噪音脈動。這樣，可以獲得更好的消聲效果。
同樣，圖20示出另一種常規密封壓縮機的吸入消聲器的截面圖。下面將參考附圖描述另一常規實例。順便，除了吸入消聲器外的全部結構與上面提到的例子相似。因此省略詳細的說明。
在圖20中，吸入消聲器50具有設置為環繞吸入空間57的諧振空間58。在第二聯接通道56中，一端聯接到密封罐1而另一端聯接到吸入空間57。在第一聯接通道55中，開放端55a向吸入空間57打開，而另一端通過吸入閥34聯接到壓縮室22，并有一個聯接孔59聯接第一聯接通道55和諧振空間58。
下面說明上面提到的結構的另一常規密封壓縮機的操作。
從冷凍系統(未示出)返回的低溫的致冷劑氣體，在被從第二聯接通道56吸入到吸入消聲器50的吸入空間57以后，被從第一聯接通道55吸入到壓縮室22中。此時，由于吸入空間57被諧振空間58包圍，吸入空間57被在諧振空間58中的致冷劑氣體和構成諧振空間58的殼體的壁部分熱絕緣。
因此，在吸入空間57中的致冷劑氣體并不被在密封罐1中的高溫致冷劑氣體直接加熱，高密度的致冷劑氣體可以被吸入到壓縮室22中。這樣，可以使吸入效率更高。另外，由于使諧振空間58通過聯接孔59聯接到吸入空間57，它起到諧振室的作用，而可以減小噪音。
然而，在常規結構中，如圖19所示，由活塞30的往復運動從冷卻系統(未示出)通過密封罐1吸入到吸入消聲器40并從第二聯接通道46釋放到消聲空間43的致冷劑氣體，不是直接流入第一聯接通道45中，它與靠近并面對開放端46a的吸入消聲器40的殼體碰撞，然后產生上渦流61和下渦流62并循環通過消聲空間43。
因為這個原因，在從冷卻系統中返回的低溫致冷劑氣體和在密封罐1內的高溫致冷劑氣體之間進行熱交換。因而，它被極大地加熱。
此外，在上渦流61和下渦流62產生的循環流動被由于留在消聲空間43內部而溫度上升的致冷劑氣體加熱后，它被從開放端45a吸入并流入到壓縮室22中。這樣，就有一個問題即可以被吸入到壓縮室22中的致冷劑的質量流量會減少而吸入效率下降。
同樣，開放端45a靠近并面對吸入消聲器40的殼體的壁。因此，鄰近面對的吸入消聲器40的殼體的壁受到壓力脈動為最大值的開放端45a的影像而振動。致冷劑的脈動聲音從吸入消聲器40的殼體中發出。因此，就有增大噪音的問題。
另一方面，在另一常規密封壓縮機結構中，構成吸入消聲器50的吸入空間57布置為被諧振空間58環繞。這樣，可以保護在吸入空間57內的致冷劑氣體不被在密封罐1內的高溫致冷劑氣體直接加熱，而可以使吸入效率更高。然而，整個吸入空間57構建為被諧振空間58環繞。這樣，就有一個問題即吸入消聲器50的整個尺寸變大，零件的數量變多或者模制變得更復雜。

發明內容
本發明解決上面提到的常規問題，并其目的為提供吸入效率高而噪音振動小的密封壓縮機，以及該吸入消聲器的制造方法。
為了解決上面提到的常規問題，在本發明的密封壓縮機中，至少吸入消聲器的殼體的一個部件是泡沫模制的。這樣，由于在發泡的合成樹脂中產生的泡的熱絕緣效果，就有在同樣體積下極大地提高熱絕緣性能，以及與不發泡樹脂相比降低由于熱接受導致的損失的作用，并且還具有增大聲音傳遞損耗的作用，因為聲能被泡內的氣體和圍繞泡的合成樹脂材料之間的摩擦吸收。
本發明的密封壓縮機可以使致冷劑氣體的吸入效率更高并減小噪音振動。
本發明的一個方面具有在密封罐內的馬達元件、被該馬達元件驅動的壓縮元件、以及由合成樹脂制成的聯接到該壓縮元件上的吸入消聲器，以及至少吸入消聲器的殼體的一個部件是泡沫模制的。這樣，由于在發泡樹脂內產生的泡的熱絕緣效果，與不發泡固體材料樹脂相比，熱絕緣性能被極大改進。另外，可在較大程度上減小吸入到吸入消聲器的低溫致冷劑氣體的熱接受，由此使吸入效率更高。此外，由在泡內的氣體和圍繞泡的材料之間的摩擦引起的聲能的吸收增大了聲音的傳遞損失，其使得噪音振動減小。
在本發明另一方面中，泡沫模制獲得的泡直徑為50μm或更小。這樣，通過減小在發泡樹脂內產生的泡的直徑，增大了泡的數量以使熱絕緣效果更好。因此，除了上面提到的效果，可以使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，該泡沫模制材料是晶體合成樹脂。這樣，作為晶體合成樹脂的特性，其化學抵抗性較強，并且該樹脂材料對致冷劑和潤滑油的可溶性較低。這樣，除了上面提到的效果，其可以進一步提高壓縮機的可靠性以及進行穩定的操作。
在本發明的另一方面中，基本不存在泡的表層形成在泡沫模制的表面。這樣，致冷劑和潤滑油難以滲入到吸入消聲器中。因此，除了上面提到的效果，可以進一步提高壓縮機的可靠性并進行穩定的操作。
在本發明的另一方面中，該表層的厚度是在最薄部分的板厚度的30％或更小。這樣，除了上面提到的效果之外，通過使沒有泡沫并具有較低熱絕緣特性的表層變薄，可以使發泡放大率更高，提高熱絕緣特性而使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，泡沫模制的發泡放大率為1.2倍或更高。這樣，由于獲得了極好的熱絕緣性能，可以使吸入效率更高并獲得對聲能的極好的吸收效果。因此，除了上面提到的效果之外，可以進一步減小噪音振動。
在本發明的另一方面中，在構成殼體的多個壁中，獲得最大突出面積處的壁的板厚度要厚于其他壁的板厚度。這樣，由于允許發泡的空間變大，除了上面提到的效果以外，可以使占據大部分表面面積的表面的發泡放大率更高，由此提高熱絕緣特性而使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，殼體的制造是通過組合至少兩個部件，該兩個部件被分隔并在與獲得殼體的最大突出面積處的壁基本垂直的方向上分開。這樣，除了上面提到的效果，由于接合表面放置在側面，可以使占據大部分表面面積的表面的發泡放大率更高，由此提高熱絕緣特性而使吸入效率更高。此外，當使用模芯回退(core-back)時，通過擴大垂直于突出面積較大處的表面的模具，可以使廣泛表面的發泡放大率更高而提高熱絕緣特性并因此使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，由于殼體的角部和具有較高曲率部分的板厚度比其他部分相對較大，模制時的樹脂流動阻力降低。這樣，除了上面提到的效果以外，由于可以在低溫下模制，促進了通過發泡氣體的泡的生長，并且由于發泡放大率較高因此使熱絕緣特性更高，降低了由熱接收引起的損失。
在本發明的另一方面中，吸入消聲器包括形成在殼體內的消聲空間、聯接壓縮元件和消聲空間的第一聯接通道，以及聯接密封罐和消聲空間的第二聯接通道，其中殼體的壁，其靠近至少馬達元件、壓縮元件、第一聯接通道在消聲空間內的開放端，以及第二聯接通道在消聲空間內的開放端其中之一，被設計為具有至少它比殼體的其他壁厚的結構和它在泡沫放大率上更高的結構中的一種。這樣在位于密封罐內的熱源和吸入到吸入消聲器內的低溫致冷劑之間的熱交換可在較小的體積內被有效地抑制。因此，除了上面提到的效果，可以在較小的體積下有效地使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，潤滑油儲存在密封罐中，至少被提供潤滑油的吸入消聲器的殼體的壁之一設計為具有至少它比殼體的其他壁厚的結構和它在泡沫放大率上更高的結構中的一種。這樣在高溫潤滑油流動處的吸入消聲器的壁上的熱交換，被有效抑制。因此，除了上面提到的效果，可以在較小體積下有效地使吸入效率更高。
在本發明的另一方面中，吸入消聲器的殼體具有吸入消聲器主體和吸入消聲器蓋，在吸入消聲器主體和吸入消聲器蓋之間的接合部分的泡沫放大率，與除接合部分以外的部分相比要相對較低，或者其非泡沫模制。由于通過泡的振動吸收效果受到抑制，除了上面提到的效果以外，可以使接合強度更高。
在本發明的另一方面中，聯接密封罐的內部部分和吸入消聲器的消聲空間的聯接通道與自馬達元件的，在構成吸入消聲器的殼體的多個元件之間的最遠元件形成為一體。這樣，除了上面提到的效果以外，可以減少部件的數量以降低成本。此外，通過將具有低熱絕緣性能的表面放置在遠離馬達元件的一側，使作為整體的吸入消聲器的熱絕緣性能更高，并減少了由熱接受引起的損失。
在本發明的另一方面中，吸入消聲器的殼體的一個部件設置在氣缸蓋和閥板之間，其構成壓縮元件，殼體的蓋設置在中間的部件具有相對較低的泡沫放大率，或者它非泡沫模制。這樣，保持了接合部分的強度，使得能穩當地固持消聲器。這樣，除了上面提到的效果以外，可以防止發生異常聲調等等。
在本發明的另一方面中，所述吸入消聲器的殼體的一個部件設置在氣缸蓋和閥板之間，其構成所述壓縮元件，所述殼體的所述部件的厚度要厚于其他部分。這樣，保持了接合部分的強度，使得能穩當地固持消聲器。因此，除了上面提到的效果以外，可以防止發生異常聲調等等。
在本發明的另一方面中，在包括轉數小于商用電源頻率或更小的轉數上，馬達元件被逆變器驅動，在致冷劑循環量很大的快速轉數操作時其吸收與致冷劑快速脈動流動有關的噪音。這樣，除了上面提到的效果以外，可進一步減小噪音。
在本發明的另一方面中，轉數為20r/sec或更低，因此當低轉數操作使致冷劑流速下降時其抑制了在吸入到吸入消聲器內的低溫致冷劑氣體和例如在密封罐內的高溫致冷劑氣體等的熱源之間的熱交換。這樣，除了上面提到的效果以外，可以進一步降低吸入效率。
在本發明的另一方面中，由于被壓縮元件壓縮的致冷劑氣體為R600a，增大了致冷劑循環量，并且吸收了與致冷劑的快速脈動流動有關的可聽見區域的高頻噪音。這樣，除了上面提到的效果以外，可以進一步降低噪音。
本發明的一個方面一種吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的一個部件，其中在模制過程中，使用模芯回退移動模具的一部分，使型腔變大并使板厚更厚。于是，通過擴大模具，降低壓力并使氣體膨脹，由此促進發泡。這樣，除了上面提到的效果以外，由于獲得了更高的泡沫放大率，可獲得極好的熱絕緣性能，由此能讓吸入效率變得更高。
本發明的另一實施例是吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的至少一個部件，其中作為對模具內的型腔的樹脂支撐部分的澆口的截面面積等于或大于殼體板厚的平方的70％。這樣，由于當樹脂從澆口流動時的阻力下降，除了上面提到的效果以外，可以在低壓下模制，其通過發泡氣體促進泡的生長。因此，通過使泡沫放大率更高及使泡沫放大率更高，可降低由熱接受引起的損失。
本發明的另一實施例是吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的一個部件，其中為至少一個單元安裝作為對模具內的型腔的樹脂支撐部分的兩個或更多澆口。這樣，安裝多個澆口使得樹脂可容易地投入到模具中。因此，除了上面提到的效果以外，可以在低壓下模制，而通過發泡氣體促進泡的生長。因此，通過使泡沫放大率更高及使泡沫放大率更高，可降低由熱接受引起的損失。


圖1示出本發明第一實施例的密封壓縮機的截面圖；圖2示出同一實施例中的吸入消聲器的截面圖；圖3示出圖2中壁的A部分的放大截面圖；圖4示出同一實施例中的密封壓縮機的角部的主要部分的截面圖；圖5A示出同一實施例中的泡沫模制機器的結構示意圖；圖5B示出同一實施例中的泡沫模制機器的結構示意圖；圖5C示出同一實施例中的泡沫模制機器的結構示意圖；圖6示出同一實施例中的吸入消聲器的主體和澆道的正視圖；圖7示出本發明的第二實施例的吸入消聲器的截面圖；圖8示出同一實施例中的吸入消聲器的發泡部分的放大圖；圖9示出同一實施例中的的吸入消聲器主體的后視圖；圖10示出同一實施例中的的吸入消聲器的分解透視圖；圖11示出在同一實施例中的蓋和吸入消聲器之間的接合部分的放大圖；圖12A示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖12B示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖12C示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖13示出本發明第三實施例的密封壓縮機的截面圖；圖14示出同一實施例中的吸入消聲器的分解圖；圖15A示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖15B示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖15C示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖；圖16示出本發明第四實施例的吸入消聲器的分解圖；圖17示出常規密封壓縮機的截面圖；圖18示出在常規密封壓縮機中的吸入消聲器的截面圖；圖19示出常規密封壓縮機的吸入消聲器中的流速矢量圖示；及圖20示出在常規密封壓縮機中吸入消聲器的截面圖。
具體實施例方式
下面將參考如圖描述本發明的一實施例。順便提及，該實施例并不限制本發明。
(第一實施例)圖1示出本發明第一實施例的密封壓縮機的截面圖，圖2示出同一實施例中的密封壓縮機的吸入消聲器的截面圖。圖3示出圖2中壁的A部分的放大截面圖。圖4示出同一實施例中的密封壓縮機的角部的主要部分的截面圖。圖5A到5C示出同一實施例中的泡沫模制機器的結構示意圖。圖6示出同一實施例中的吸入消聲器的主體和澆道的正視圖。
在圖1中，密封罐101容納由轉子104和容納線圈部分102的定子103組成的馬達元件105；以及由馬達元件105驅動的壓縮元件106。潤滑油108儲存在密封罐101中。順便提及，使用R600a自然致冷劑作為致冷劑氣體(未示出)。
此外，馬達元件105被逆變器方法驅動，包括20r/sec或更小的轉數。
下面將描述壓縮元件106的概略結構。
曲柄110具有主軸部分111轉子104在那里被壓入配合并固定，以及偏心部分112其形成為相對主軸部分111偏心。在主軸部分111內，設置了油泵113以開放在潤滑油108中。
形成在馬達元件105上方的汽缸體120具有近似圓筒形的壓縮室122，以及支撐具有軸的主軸部分111的軸支撐器123。活塞130插入到汽缸體120的壓縮室122中以便能在其中往復滑動并通過聯接裝置131聯接到偏心部分112上。
用于密封壓縮室122的開口端面的閥板135具有吸入孔138以依照吸入閥134的打開/關閉動作被聯接到壓縮室122。氣缸蓋136通過閥板135固定到壓縮室122的相反側。吸入管137固定到密封罐101上并連接到冷凍循環的低壓側(未示出)，并將致冷劑氣體(未示出)引入到密封罐101中。
吸入消聲器140是固定的，因為它夾在閥板135和氣缸蓋136之間，并且它由合成樹脂例如聚對苯二甲酸丁二醇酯等制成，在其中主要加入玻璃纖維。
另外，吸入消聲器140具有由多個壁構成的殼體140C；第一聯接通道145和第二聯接通道146，消聲空間143形成在殼體140C內部。在靠近并面對消聲空間內的開放端145a、146a的吸入消聲器140的殼體140C的壁147內，為了在1.2倍或更高的發泡放大率上產生大量約100μm的泡，一非發泡表層151形成在這樣的位置，該位置上板厚為3到5毫米且厚于其他部分，并且在表面附近沒有泡。
另外，表層的厚度E、F為板厚G的約10％到20％。因此，吸入消聲器140的殼體140C的角部140a的板厚B要厚于平的部分的板厚C、D。
順便提及，通過調節壁的厚度和泡沫模制時的模制溫度及模制壓力，由泡沫樹脂模制(后面將詳細描述)制成的泡150產生的尺寸為泡密度約107cell/cm3而泡直徑約100μm。由于泡150的熱絕緣效果，與不發泡固體材料相比，獲得了約5到10％的熱絕緣性能的提高。
另一方面，如圖5A到5C所示，注射成型機170設置有原料插入器171、熔料注射器172、模具單元177、控制器(未示出)器用于控制模具單元177的驅動及冷卻溫度等和調節泡密度和泡直徑。
下面描述通過使用注射成型機170對泡沫樹脂的模制過程。
首先，如圖5A到5C所示，聚對苯二甲酸丁二醇酯的原料小球和例如由偶氮甲酰胺等代表的偶氮化合物的化學發泡劑小球被投入到原料插入器171中。在熔料注射器172中投入的原料小球和發泡劑小球在約250℃或更高溫度上熔化，由內置在熔料注射器172中的螺桿175混合，由螺桿175擠壓并注射到模具單元177中。
然后，如圖6所示，從注入口181供應到模具單元177的熔化樹脂通過作為流動通道的澆道182并供應到具有形成在模具內的被模制產品的形狀的多個型腔183。對一個部件，設置兩個作為樹脂到型腔183的澆口185、186。它們被選擇為使得澆口185、186的截面區域要薄于澆道182，厚度為壁厚度的30％到40％，寬度約為厚度的三倍。
對于從澆口185、186流入到型腔183中的熔化樹脂，當它通過澆口185、186時的摩擦導致溫度上升和壓力下降。與該化學反應等相關，混合的熔化發泡劑在型腔183內氣化，它成為在熔化原料中的發泡氣體，而產生泡。
另一方面，由于模具單元177具有由氣體和液體冷卻的結構，注射到由模具單元177限定的型腔183內的原料和發泡氣體被冷卻到一恒溫上并從而被模制。此時，控制器調節原料和發泡劑的注射量及注射溫度以及模具單元177的冷卻溫度等，并控制模制時的溫度和壓力。這樣，可以任意調整泡沫樹脂的泡密度和泡直徑。
具體的說，通過將注射到由模具單元177限定的型腔183內的熔化樹脂的量為小于型腔183的容積，并通過發泡膨脹填充剩余的空間，可獲得高的泡沫放大率。
另外，熔化樹脂粘性較大。因而，當熔化樹脂流經由模具單元177限定的型腔183時，該流動在被模制部件的板厚的中心最快。當它接近模具單元177的表面時，速度變得較慢。樹脂幾乎不流動的區域出現在非常靠近模具單元177的表面處。
由于這個原因，因為熔化樹脂在基本靜態下緊附在低溫模具單元177上，它被快速冷卻。這樣在模具單元177的表面上，樹脂在形成泡之前就變硬。因此，形成了基本不存在泡的表層。
這樣，當板厚變得更薄時，具有產生在表層和表層之間的泡的層的比率變小，導致這樣的情況即作為整體，泡較小而熱絕緣特性較低。
然而，就象已經說明的那樣，通過設定靠近并面對在消聲空間內的開放端145a、146a的吸入消聲器140的壁的板厚到3至5毫米其厚于其他壁的板厚，表層的厚度E、F可被限制到板厚G的約10％到20％，通過設定泡沫放大率為對固體組件的重量比的約1.2倍，可部分改善熱絕緣特性。
另外，就像能從表層的形成的機制中容易理解的那樣，當板厚更薄時，熔化樹脂實際上能流動的間隙變得非常窄，而對熔化樹脂的流動的阻力增大。
另一方面，由發泡氣體引起的壓力較弱。這樣，如果有具有較大阻力的部分，樹脂不會充分流動。因此，由模具單元177限定的型腔183不能為樹脂填充。相反，為了避免填充不足，要以高壓注射大量的樹脂，這導致泡沫放大率的下降。
正相反，如圖4所示，通過增大阻力特別容易變大的模具的角部140a的厚度，可以使泡沫放大率更高，而可以使熱絕緣特性更高。此外，由于從兩個澆口185、186供應樹脂，即使在板厚較薄和流動阻力較大的模具的情況中，即使在低壓下，也容易在整個模具中填滿樹脂，這使得泡沫放大率更高而使熱絕緣特性更好。
此外，通過調整澆口的位置，部件的板厚和模具溫度，也可以對每個部分調整泡沫放大率。
下面解釋在這個實施例中具有上面提到的結構的密封壓縮機的操作。
由活塞的往復運動而引入到密封罐101中的致冷劑氣體被從吸入消聲器140吸入，并從在消聲空間內的開放端146a釋放到消聲空間143中。被釋放的致冷劑氣體，與靠近并面對消聲空間內的開放端146a的吸入消聲器140的殼體140C的壁147碰撞，然后通過消聲空間143循環。此后，主要通過上部循環的致冷劑氣體被從消聲空間內的開放端145a吸入到第一聯接通道145，并在壓縮室122中被壓縮并釋放到冷卻系統中。
這里，為了僅對吸入消聲器140的殼體的壁147其中在該處產生從消聲空間內的開放端146a流入到消聲空間內的開放端145a的致冷劑氣體的主流，保留1.2倍或更高的泡沫放大率，板厚設定為3到5毫米，由此獲得部分較高的熱絕緣效果。因此，與作為泡沫模制作為整體的吸入消聲器140的情況相比，可以在較小的體積上獲得有效的熱絕緣效果。
結果是，可以有效地讓用于將致冷劑氣體保持在低溫和高密度的狀態的功能更強，由此增加致冷劑氣體的質量流量。特別是，在20r/sec或更低的低操作轉數時，那時致冷劑氣體的流速下降而致冷劑氣體停留在吸入消聲器140中的時間更長，對由于熱接受引起的損失的降低效果非常巨大。
由于上面提到的致冷劑氣體中的溫度升高受到抑制，在消聲空間內的開放端146a和在消聲空間內的開放端145a之間的溫度升高可被抑制到2K或更低。這樣，與常規吸入消聲器的規格相比，冷凍性能提高了1.5％，而效率(以下稱為COP)提高了1.0％以上。
另一方面，在吸入消聲器140內的致冷劑氣體成為與活塞130的往復運動相對應的斷續流動。此時，壓力脈動在與致冷劑氣體流動相反的方向上傳播，朝向在消聲空間內的開放端145a，朝向靠近并面對消聲空間內的開放端145a的壁147產生反射波。
對于該反射波，由構成吸入消聲器140的殼體的壁部件自身的振動引起的振動損失，以及由在泡內的氣體和圍繞泡的材料之間的摩擦引起的振動能量被吸收，這會增大聲音傳遞損失。特別是，可以確定，對在可聽見范圍中的高頻成分的聲音傳遞損失有影響。
特別是，由于本實施例使用為自然致冷劑的R600a，與R134a的情況相比，致冷劑循環量增大。因而，吸入到吸入消聲器140內的致冷劑氣體的脈動流較快，這容易誘發高頻噪音。這種趨勢嚴重出現在商用電源頻率的轉數或更高轉數上。對于這種現象，由于反射波輻射朝向的，靠近并面對消聲空間內的開放端145a的壁147，是泡沫模制的，對可聽見范圍中的噪音的減輕效果非常強。
此外，由于吸入消聲器140使用作為晶體合成樹脂的聚對苯二甲酸丁二醇酯，其化學抵抗力強。該樹脂基本不溶解在致冷劑和潤滑油108中，這提高了可靠性及使得能穩定操作壓縮機。
此外，不存在泡的表層151形成在泡沫模制吸入消聲器140處的壁147的表面附近。因而，致冷劑和潤滑油108決不會透入到吸入消聲器140的內部空間，這提高了可靠性及使得能穩定操作壓縮機。
此外，通過將泡沫放大率設定為約1.2倍，與使用不發泡樹脂的固體材料及使吸入消聲器形成為相同形狀的情況相比，可以減少樹脂材料的使用量，可以使原材料費用合理化。
這樣，可以減小由熱接受引起的損失而使吸入效率更高，并還可以減小噪音，及可以提高可靠性和實現穩定操作。
(第二實施例)圖7示出本發明第二實施例中的密封壓縮機的吸入消聲器的截面圖，圖8示出同一實施例中的吸入消聲器的發泡部分的放大圖。圖9示出同一實施例中的的吸入消聲器主體的后視圖，圖10示出同一實施例中的密封壓縮機的吸入消聲器的分解透視圖，圖11示出在同一實施例中的蓋和吸入消聲器主體之間的接合部分的放大圖。圖12A到12C示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖。順便提及，除了吸入消聲器以外，本實施例的密封壓縮機的結構與第一實施例的相同。因而省略其說明。
如圖7所示，吸入消聲器240具有由多個壁構成的殼體240C、第一聯接通道245和第二聯接通道246，消聲空間243形成在殼體240C內部。這里，吸入消聲器240的殼體240C的模制是通過使用超臨界泡沫模制(后面會具體說明)，泡直徑為1到50μm的微泡停留在除了膜厚較薄處部分之外的整個壁上。這里，用超臨界泡沫模制工藝產生的泡250其生成為約109到1015cell/cm3的高密度。因而，與不發泡固體材料相比，熱絕緣性能提高約20％或更多。這里，泡250形成在殼體240C的壁的內部。雖然未示出，殼體240C的壁的表面被在不存在泡250的表層覆蓋。
此外，如圖9所示，構成殼體240C的主要部分的吸入消聲器主體241具有潤滑油供應通道252其為肋狀并形成在吸入消聲器主體241的外表面上以傳送潤滑油108；以及潤滑油供應孔253以將潤滑油從潤滑油供應通道252吸入到吸入消聲器240中。
另一方面，在第一聯接通道245插入并裝配到吸入消聲器主體241中之后，焊接凸起245b在位置上與吸入消聲器蓋242的孔242b匹配。之后，吸入消聲器主體241和吸入消聲器蓋242通過使用超聲波焊接方法等接合，而完成吸入消聲器240。
這里，吸入消聲器240構建為由圍繞吸入消聲器主體241形成的主體側接合部分254以及圍繞吸入消聲器蓋242形成的蓋側接合部分255來接合。主體側接合部分254和蓋側接合部分255的壁厚都設計為等于或小于吸入消聲器240的殼體240C的基本壁厚。
順便提及，在本實施例中用來模制吸入消聲器240的超臨界泡沫模制機器270設置有原料插入器271、超臨界氣體發生器274、熔料注射器272、模具單元277、控制器(未示出)其用于控制模具單元277的驅動及冷卻溫度，如圖12A到12C所示。由于使用了不活潑氣體，例如二氧化碳、氮等等而沒有使用為環境負荷物質的偶氮化合物、flon等發泡劑，可進行利于環境(environmentally friendly)的模制。
下面描述通過使用超臨界泡沫模制機270對泡沫樹脂的模制過程。
首先，聚對苯二甲酸丁二醇酯的原料小球被投入到原料插入器271中。在熔料注射器272中投入的原料小球在約250℃或更高溫度上熔化。另一方面，在超臨界氣體發射器274中成為超臨界態的二氧化碳或氮的物理發泡劑被注入到熔料注射器272中，并作為與樹脂原料的高壓溶液被螺桿275混合。之后，與被螺桿275熔合的原料一起，處于超臨界態的發泡劑被注射到模具單元277中。
然后，在注射到模具單元277時引起的急遽的體積變化和溫度變化，使在超臨界態的發泡劑氣化，由此產生泡。此時，控制器調整原料和發泡劑的注射的量和注射溫度，以及模具單元277等的壓力和溫度，并控制模制時的溫度和壓力。這樣可以任意調節泡沫樹脂的泡密度和泡直徑。
另外，熔化樹脂粘性較大。因而，當熔化樹脂流經由模具單元277時，該流動在板厚的中心最快。當它接近模具單元277的表面時，速度變得較慢。樹脂幾乎不流動的區域出現在非常靠近模具單元277的表面處。因而，因為熔化樹脂緊附在在基本靜態下的低溫模具單元277上，它被快速冷卻。這樣在模具單元的表面上，樹脂在形成泡之前就變硬。因此，形成了基本不存在泡的表層。
下面描述如上面提到所構建的密封壓縮機的操作。
在本實施例中，融入到熔化狀態的樹脂材料中的處于超臨界態的二氧化碳和氮響應于溫度和壓力的變化而氣化，這使得產生直徑為1到50μm的極微小泡。
結果是，在所有壁上產生微泡，而沒有對吸入消聲器240的基本設計尺寸有任何改變。這樣，可以提高所有靠近高溫熱源的壁，例如設置了馬達元件105并且形成潤滑油供應通道252的吸入消聲器主體241的后側壁、聯接到壓縮元件106的開放端的附近、被吸入到吸入消聲器240內的低溫致冷劑被釋放到消聲空間243處的靠近并面對消聲空間內的開放端246a的壁等等，的熱絕緣性能。
結果是，可以相當大程度降低吸入到吸入消聲器240內的低溫致冷劑氣體的熱接受，由此使致冷劑氣體的密度保持為低而增大吸入的致冷劑氣體的質量流量。
作為上述的結構，由從致冷劑氣體的熱接受引起的損失的降低能提高吸入效率。與常規例子相比，冷凍性能提高了2.5％，而COP提高了2.0％或更多。
另一方面，由于對由生成而覆蓋整個吸入消聲器240的大量泡引起的對聲音傳遞損失的提高效果，由脈動流動和從消聲空間內的開放端245a向靠近面對殼體的壁發射的反射流動引起的噪音振動在相當大程度上被減輕。特別是，對可聽見范圍中的高頻成分的聲音傳遞降低有效果。
另外，在本實施例中使用超臨界泡沫模制技術使得在吸入消聲器240的所有壁上產生微小的獨立泡。因而，基本不會降低材料的機械強度，及通過設定泡沫放大率為1.2倍或更多，可以使原料的使用量減少20％，而可以使原料費用合理化。
此外，在吸入消聲器主體241的主體側接合部分254和蓋側接合部分255中，通過使壁厚薄于基本壁厚，可以抑制泡的產生，抑制在接合部分中的振動降低效果，而實現這樣的想法即通過超聲波焊接的振動來保持接合強度。
順便提及，在本實施例中，在主體側接合部分254和蓋側接合部分255中的壁厚比基本壁厚要薄。然而，通過使壁厚等于或厚于基本壁厚以及使泡停留在吸入消聲器240的所有壁中，自然能進一步減少從致冷劑氣體的光接受。
此外，在該實施例中，省略了與第一實施例相重疊的事項的說明。然而，即使在該實施例中也能類似地獲得，由晶體合成樹脂的化學抵抗性得到的可靠性和對通過表層的對致冷劑及潤滑油的滲透保護效果，以及對壓縮機的操作穩定性的效果上的提高。
此外，與第一實施例相比，在與致冷劑氣體在高轉數下的快速脈動流動有關的可聽見范圍內的降低噪音效果，以及與致冷劑氣體在20r/sec或更低轉速時的低速流動有關的降低在吸入消聲器240內的熱接受的效果，可以變得更強。
(第三實施例)圖13示出本發明第三實施例的密封壓縮機的截面圖，圖14示出同一實施例中的吸入消聲器的分解圖。圖15A到15C示出同一實施例中的超臨界泡沫模制機器的結構示意圖。順便提及，除了吸入消聲器以外，本實施例的密封壓縮機的結構與第二實施例的相同。因而省略其說明。
吸入消聲器340由馬達元件側部341、逆馬達元件側部342和中心343這三個部件構成。這些元件的大部分構成殼體340C。馬達元件側部341、逆馬達元件側部342和中心343這三個部件構成的吸入消聲器340具有第一聯接通道345和第二聯接通道346，消聲空間347形成在殼體340C中。另外，第一聯接通道345形成在中心和逆馬達元件側部342之間的接合表面上，而第二聯接通道346與部分逆馬達元件側部342形成為一體。
此外，吸入消聲器340設置在氣缸蓋136和閥板135之間，該接合部分的厚度要厚于其他部分。
另外，吸入消聲器340的上述結構元件(包括殼體340C)通過使用超臨界泡沫模制來模制。特別是，在馬達元件側部341上進行使用模芯回退的超臨界泡沫模制。
下面描述對泡沫樹脂在超臨界泡沫模制機器370中使用模芯回退的模制工藝。
首先，聚對苯二甲酸丁二醇酯的原料小球被投入到原料插入器371中。在熔料注射器372中投入的原料小球在約250℃或更高溫度上熔化。另一方面，在超臨界氣體發射器374中成為超臨界態的二氧化碳或氮的物理發泡劑被注入到熔料注射器372中，并作為與樹脂原料的高壓溶液被螺桿375混合。之后，與被螺桿375熔合的原料一起，處于超臨界態的發泡劑被注射到模具單元377中。直到此時，該過程都類似于第二實施例中的。
然后，因為在通過澆口注射到模具單元377的型腔中時引起的急遽的體積變化和溫度變化，處于超臨界態的發泡劑氣化，由此產生泡。然而，選擇使得澆口部分的厚度為壁厚的60％而寬度為該厚度的三倍。截面面積約等于壁厚的平方。與第一實施例相比，面積更寬，例如兩倍。
這樣，澆口部分的截面面積要寬于第二實施例，而樹脂的流動行為極好。因此，當在泡較小的情形中保持物理發泡劑的氣壓為較高時，熔化的樹脂被填充進型腔。
之后，模具單元的一個部件377a在箭頭方向上被抽出，實行模芯回退以擴大型腔的空間。這樣，型腔內的壓力降低，而泡膨脹。因此，泡沫放大率增大了30％到40％，其超過了不使用模芯回退的超臨界發泡。結果是，可以進一步提高吸入消聲器340的殼體340C的熱絕緣特性，由此改善性能。
順便提及，吸入消聲器340被分隔并在與獲得最大突出面積處在與壁基本垂直的方向上分開。此外，模制時模具單元的部件移動以擴大型腔的方向是獲得吸入消聲器340的最大突出面積處的突出方向。結果是，擴大具有最大面積的表面的厚度增大了通過模芯回退的熱絕緣性能的改善效果及泡沫放大率，并提高了吸入效率。這里，最大突出面積指當在目標部件上從不同方向完成突出時所獲得的最大突出面積。
另外，模芯回退有助于改善熱絕緣性能，應用到集成有管等等的復雜零件是較困難的。然而根據本實施例，靠近作為熱源的壓縮元件106和馬達元件105的馬達元件側部341構建為以相對簡單的表面為主，而可以有效應用模芯回退，由此得到效率的提高。另一方面，第二聯接通道346在相反例與逆馬達元件側部342模制為一體。因此，減少了零件的數量而減小費用。
在使用超臨界發泡技術的情況中，與常規發泡技術相比，由發泡引起的強度上的降低較小。然而，隨著泡沫放大率更高，強度進一步下降。順便提及，由于吸入消聲器340是固定的，在設置在閥板135和氣缸蓋136之間的部分中，通過使板厚相對更厚，可以保留強度，由此保護由吸入消聲器的振動及氣體的泄漏引起的異常聲調的發生。
(第四實施例)圖16示出本發明第四實施例的密封壓縮機的吸入消聲器的分解圖。順便提及，除了吸入消聲器以外，在該實施例中的密封壓縮機的結構與第三實施例中的結構相同，超臨界泡沫模制的方法也類似。因此，省略對其的解釋。
在圖16中，吸入消聲器440的殼體440C由吸入消聲器主體441和吸入消聲器蓋442這兩部分構成，并用焊接等方法裝配。另外，由于吸入消聲器蓋442設置在氣缸蓋136和閥板135之間，吸入消聲器440被固定。
因為沒有進行泡沫模制，吸入消聲器蓋442具有足夠的強度。這樣，可以保護由吸入消聲器440的振動及氣體的泄漏引起的異常聲調的發生。
另一方面，與第三實施例類似，吸入消聲器主體441是用超臨界泡沫模制來制造。此外，模芯回退被執行在如圖16中的箭頭所示的獲得最大突出面積的突出方向上。因此，占據吸入消聲器440的殼體440C大部分表面面積并靠近高溫的馬達元件105等的壁的板厚H，制作為厚于其他壁的板厚I，使得泡沫放大率更高。這樣，提高了整個吸入消聲器440的熱絕緣性能，由此提高吸入效率。
工業應用性如上所述，根據本發明的密封壓縮機和吸入消聲器的制造方法能使吸入效率更高并還減輕噪音振動。因而，它們可被應用到使用領域，例如空調、冷凍冷藏設備等。
權利要求
1.一種密封壓縮機，包括在密封罐內的馬達元件；由所述馬達元件驅動的壓縮元件；以及由合成樹脂制成的聯接到所述壓縮元件上的吸入消聲器，其中至少所述吸入消聲器的殼體的一個部件是泡沫模制的。
2.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中用所述泡沫模制獲得的泡直徑為50μm或更小。
3.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述泡沫模制的材料為晶體合成樹脂。
4.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中基本不存在泡的表層形成在所述泡沫模制的表面。
5.如權利要求4所述的密封壓縮機，其中所述表層的厚度為最薄部分的板厚的30％或更小。
6.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述泡沫模制的泡沫放大率為1.2倍或更高。
7.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中在構成所述殼體的多個壁中，獲得最大突出面積的壁的板厚要厚于其他板厚度的板厚。
8.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述殼體是用過組合至少兩個部件來制造，所述兩個部件分隔并在與獲得所述殼體的最大突出面積的壁基本垂直的方向上分開。
9.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述殼體的角部和具有高曲率的部分的板厚與其他部分相比為較大。
10.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述吸入消聲器包括形成在殼體內的消聲空間、聯接所述壓縮元件和所述消聲空間的第一聯接通道，以及聯接所述密封罐內部部分和所述消聲空間的第二聯接通道，及其中殼體的壁，其靠近至少所述馬達元件、壓縮元件、所述第一聯接通道在所述消聲空間內的開放端，以及所述第二聯接通道在所述消聲空間內的開放端其中之一，被設計為具有至少它比所述殼體的其他壁厚的結構和它在泡沫放大率上更高的結構中的一種。
11.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中潤滑油儲存在密封罐中，至少被提供潤滑油的所述吸入消聲器的所述殼體的壁之一設計為具有至少它比所述殼體的其他壁厚的結構和它在泡沫放大率上更高的結構中的一種。
12.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述吸入消聲器的殼體具有吸入消聲器主體和吸入消聲器蓋，在所述吸入消聲器主體和所述吸入消聲器蓋之間的接合部分的泡沫放大率，與除所述接合部分以外的部分相比要相對較低，或者其非泡沫模制。
13.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中聯接所述密封罐的內部部分和所述吸入消聲器的消聲空間的聯接通道在構成所述吸入消聲器的殼體的多個元件之間與離馬達元件最遠的元件形成為一體。
14.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述吸入消聲器的殼體的一個部件設置在氣缸蓋和閥板之間，其構成所述壓縮元件，所述殼體的所述設置在中間的部件具有相對較低的泡沫放大率，或者它非泡沫模制。
15.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中所述吸入消聲器的殼體的一個部件設置在氣缸蓋和閥板之間，其構成所述壓縮元件，所述殼體的所述設置在中間的部件的厚度要厚于其他部分。
16.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中馬達元件被逆變器驅動在包括轉數小于商用電源頻率的轉數上。
17.如權利要求16所述的密封壓縮機，其中所述轉數為20r/sec或更小。
18.如權利要求1所述的密封壓縮機，其中由所述壓縮元件壓縮的致冷劑氣體為R600a。
19.一種吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的一個部件，其中在所述模制過程中，使用模芯回退來移動模具的至少一個部件，擴大型腔并使板厚更厚。
20.一種吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制至少由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的一個部件，其中作為到模具內的型腔的樹脂供應部分的澆口的截面面積等于或大于所述殼體的板厚的平方的70％。
21.一種吸入消聲器的制造方法，其泡沫模制由合成樹脂制成的用于密封壓縮機的吸入消聲器的殼體的至少一個部件，其中對至少一個單元安裝兩個或更多作為到模具內的型腔的樹脂供應部分的澆口。
全文摘要
其涉及密封壓縮機和吸入消聲器的制造方法，并公開一種用于使能量效率更高并降低噪音的技術。根據該技術，在具有消聲空間143的吸入消聲器140中，通過泡沫模制壁147，例如背面等，在那里在構成吸入消聲器140的殼體140C的壁之間的消聲空間內的開放端145a、146a是開放的，可以以節約空間的方式有效地減小釋放到消聲空間143中的致冷劑氣體的加熱作用，而使吸入效率更高，及有效地吸收在消聲空間內的開放端145a中發射的致冷劑脈動音調，因此減小噪音。
文檔編號F04B39/00GK1867774SQ20048002971
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月8日 優先權日2003年10月10日
發明者中野明, 稻垣耕 申請人:松下電器產業株式會社