JP2004116413A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンプレッサに係わり、特に吐出弁の閉まり応答性を高めたコンプレッサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図10に示すように、ロータリ式コンプレッサにおいて広く利用されている吐出弁構造11は、吐出弁12により圧縮要素側13と吐出ガス室側14が仕切られ、また圧縮され高圧となったガスは吐出弁15を押し上げて吐出口15から吐出ガス室側14へと吐出される。このとき、吐出弁12が必要以上に押し上げられないよう吐出弁押さえで、最大リフト量を抑制している。このような従来の吐出弁構造では、コンプレッサの高効率化が得られない。
【0003】
近年、コンプレッサのさらなる高効率化が要求されており、弁押さえに丸孔からなる貫通孔を設けた吐出弁構造が提案されている(特許文献1)。
【0004】
しかしながら、このような単に弁押さえに丸孔からなる貫通孔を設けただけの構造では、次のような諸問題がある。すなわち、▲1▼弁押さえと弁が密着した時点で弁押さえに覆われない部分の面積と吐出弁頭部面積の比に性能への影響に対する対策がなされていないため、吐出弁が閉まる行程で時間ロスの対応には不十分であり、同時に、この間に圧縮室内へと逆流するガス量に伴う再膨張損失による効率低下は無視できないレベルとなっていること、▲2▼吐出弁頭部との面積比を考慮し貫通孔の面積を大きくする場合、弁押さえ強度を低下させてしまうこと、▲3▼組立性を考慮した場合、貫通孔と吐出弁および弁押さえ固定用穴が長手方向のほぼ端と端の同位置に存在し、また同程度の円形状であるため、貫通孔を誤って弁固定側に使用してしまうという作業ミスを起こし易いこと、▲4▼仮に誤って組まれた場合、固定点に余分な負荷を生じ吐出弁及び弁押さえに対する信頼性を損ねることなどの諸問題である。
【0005】
また、吐出弁押さえに凹入部を設け、背圧を利用して弁離れを良くして吐出弁の応答性を改善したコンプレッサの吐出弁構造がある(特許文献1)。
【0006】
しかしながら、この吐出弁押さえ構造では、吐出弁押さえが板厚に対して面積が小さいため、凹入部の加工が困難であり、あまり大きな凹入部を形成できないとともに、平面精度が悪化する不具合がある。
【0007】
【特許文献1】
実開平3−108882号公報(第1頁右欄、第2頁左欄、第1図、第4図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、吐出弁の応答性を改善し高効率かつ信頼性が高い一方、簡易的な方法で誤組み込みを防止でき、かつ製造が容易なコンプレッサが要望されていた。
【0009】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、吐出弁の応答性を改善し高効率かつ信頼性が高い一方、簡易的な方法で誤組み込みを防止でき、かつ製造が容易なコンプレッサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の1つの態様によれば、圧縮室側と吐出側を仕切る仕切部材と、この仕切部材に設けられた吐出口と、この吐出口を開閉するように仕切部材に取着された吐出弁と、この吐出弁の反吐出口側に対向して前記仕切部材に取着され、前記吐出口にほぼ対向する位置に弁押さえの長手方向に長い長孔からなる貫通孔が設けられた吐出弁押さえとを有するコンプレッサであって、前記弁押さえと前記吐出弁が密着したとき、この吐出弁の弁頭部の前記弁押さえに覆われない部分の面積Svsは、前記吐出弁の弁頭部面積Svaに対し、0.30<Svs/Sva<0.65であることを特徴とするコンプレッサが提供される。
これにより、吐出弁の応答性を改善し高効率かつ信頼性が高い一方、簡易的な方法で誤組み込みを防止でき、かつ製造が容易なコンプレッサが実現される。さらに、貫通孔が弁押さえの長手方向に長い長孔からなっており、弁押さえの強度および加工性を低下させることなく孔面積を大きくとれることに加えて、貫通孔を通じて流れるガス圧を吐出弁のモーメントが大きくなる方向に作用させることができ、弁応答性をより高められる。
【0011】
好適な一例では、上記貫通孔の短手方向の幅は、吐出弁及び弁押さえ固定側の孔径よりも小さい。これにより、固定側で使用されるリベットのような固着手段が貫通孔に挿入できず、貫通孔を取着用孔として誤って弁固定側に使用してしまう組立て時の作業ミスが容易に防止される。
【0012】
また、他の好適な一例では、上記貫通孔は、その稜線部に0.1〜0.5のR形状またはC面取りが施される。これにより、弁押さえの背面側については貫通孔へのガス引き込みが促進(ノズル効果)され、また弁側では(エッジ部等による)接触時の損傷が緩和される。
【0013】
また、他の好適な一例では、上記吐出弁のバネ定数は、0.15〜0.70N/mmである。これにより、圧縮されたガスが吐出弁を押し上げる際に必要な力とこの力に相反する弁閉じ応答性に対して、両者の間での最適値を選定することとなり、高圧縮効率が実現される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態に用いられる吐出弁構造の平面図、図2は図1のA−A線に沿う縦断面図、図3は図2を拡大して示す縦断面図である。
【0016】
図1及び図2に示すように、本コンプレッサの第1実施形態は、吐出弁構造1を有しており、この吐出弁構造1は、コンプレッサ、例えばロータリコンプレッサの圧縮室側と吐出側としての吐出ガス室側を仕切る仕切部材、例えば圧縮要素に気密的に取着された軸受2と、この軸受2に設けられた吐出口3と、この吐出口3を開閉するように軸受2に取着された吐出弁4と、この吐出弁4の反吐出口側に対向して軸受2に取着され、吐出口3にほぼ対向する位置に貫通孔5が設けられた吐出弁押さえ6とを有している。
【0017】
図3に示すように、上記吐出弁4及び吐出弁押さえ6は、片持ち積層状態でリベット7のような固着手段により、弁座3aを有する吐出口3が設けられた軸受2に取着されており、この取着は、リベット7を図4に示す吐出弁4に設けられた弁取着孔4a、図5に示す吐出弁押さえ6に設けられた弁押さえ取着孔6aに貫通させることで行われている。
【0018】
また、図4に示すように、上記吐出弁4は、一端には、図4中一部点線で示すようなほほ円形の弁頭部4bが設けられ、他端には、弁取着孔4aが設けられた中細長円形状の板体で形成されている。
【0019】
さらに、図5に示すように、吐出弁押さえ6は、ほぼ上記吐出弁4と同様の長さを有した長方形状をなし、一端には、弁押さえ6の長手方向に長い長孔からなりその開口面積S5の貫通孔5が設けられている。このような長孔の貫通孔5を設けることにより、弁押さえ6の強度および加工性を低下させることなく孔面積を大きく(弁に働く力も大)とれることに加えて、貫通孔5を通じて流れるガス圧を、図3に示すように吐出弁4のモーメントMが大きくなる方向に作用させることができ、弁応答性をより高めることができる。また、他端には、弁押さえ取着孔6aが設けられている。さらに、貫通孔5の短手方向の幅(短軸長さ)は、弁取着孔4a及び弁押さえ取着孔6aの孔径よりも小さく形成されている。これにより、固定側で使用されるリベットのような固着手段が貫通孔に挿入できず、貫通孔を取着用孔として誤って弁固定側に使用してしまう組立て時の作業ミスが容易に防止できる。
【0020】
また、吐出弁押さえ6は、その幅が吐出弁4の弁頭部4bの直径よりも小さく形成されており、貫通孔5に対応する部分以外にも円弧部4b1及び円弧部4b2が弁押さえ6に覆われない部分をなしている。従って、図5において、弁頭部4bの弁押さえ6に覆われない部分の面積Svs=貫通孔開口面積S5+円弧部4b1の面積Sb1+円弧部4b2の面積Sb2で表わされる。
【0021】
また、図5に示すように、弁押さえ6と吐出弁4が密着したとき、この吐出弁4の弁頭部4bの弁押さえ6に覆われない部分の面積Svsは、吐出弁4の弁頭部4bの面積Svaに対し、0.30<Svs/Sva<0.65の関係を有する。これにより、吐出弁の応答性しいてはコンプレッサの効率と弁押さえの強度、信頼性の両方を考慮した最適値となる。Svs/Svaが、0.30より小さいと、吐出弁に十分な背圧が得られず、吐出弁が弁押さえに貼り付く状態が発生し、0.65を超えると、弁押さえに貫通孔を穿設する際に、弁押さえが変形してしまい、この変形により圧縮効率が低下する。また、貫通孔の長手方向の長さと短手方向の幅の比は1.4〜2.0の範囲が製造上好ましい。さらに、0.30<Svs/Sva<0.65の関係において、吐出弁のバネ定数は、0.15〜0.70N/mmに設定されるのが好ましい。これにより、圧縮されたガスが吐出弁を押し上げる際に必要な力と、この力に相反する弁閉じ応答性に対して、両者の間での最適値を選定することとなり、高圧縮効率が実現できる。理想的には、吐出弁を押し上げる際には、容易に開放されるのに必要な力は、可能な限り小さい(バネ定数が小)ことが望ましく(過圧縮損失の低減)、一方、閉まり行程では、可能な限り素早く閉じる(バネ定数が大)ことが好ましい。
【0022】
さらに、図6に示すように、貫通孔5には、その稜線部5aに0.1〜0.5のR形状またはC面取りが施されている。これにより、弁押さえ6の背面側については貫通孔5へのガス引き込みを促進(ノズル効果)し、また弁側では(エッジ部等による)接触時の損傷を緩和することができる。なお、貫通孔は、楕円、長円、矩形で形成されるのが好ましい。
【0023】
次に本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態の働きについて説明する。
【0024】
図2及び図3に示すように、圧縮要素で圧縮された冷媒ガスは、高圧になって、吐出口3を通り、吐出弁4を押圧して、吐出口3を開放し、吐出ガス室側に吐出する。押圧された吐出弁4は、フルリフト位置まで開放され、弁押さえ6と密着状態になる。この密着状態で、吐出ガス圧は低下し、また、吐出ガス室側のガス圧力が吐出弁4に背圧として作用する。このとき、図5に示すように、吐出弁4の弁頭部4bの弁押さえ6に覆われない部分の面積Svsは、吐出弁4の弁頭部4bも面積Svaに対し、0.30<Svs/Sva<0.65の関係を有するので、面積Svaである覆われない部分を介して、吐出弁4は好ましい背圧を受けて、吐出弁4の閉まり行程での応答性が高まり、この間に圧縮室内へ逆流するガス量を抑制でき、再膨張伴なう再膨張損失を低減できる。従って、より高効率の圧縮が可能となる。また、吐出弁の閉じ遅れ、吐出弁の弁押さえへの貼り付きを防止できて、吐出弁の信頼性が向上する。また、貫通孔は弁押さえの長手方向に長い長孔からなっているので、弁押さえの強度および加工性を低下させることなく孔面積を大きくとれることに加えて、貫通孔を通じて流れるガス圧を吐出弁のモーメントが大きくなる方向に作用させることができ、弁応答性をより高めることができる。
【0025】
また、本発明に係わるコンプレッサの第2実施形態について説明する。
【0026】
図5に示すような上記第1実施形態は、吐出弁の弁頭部が吐出弁押さえの幅よりも大きく、2個の円弧部が形成される吐出弁構造を有するのに対して、本第2実施形態は、吐出弁の弁頭部が吐出弁押さえの幅よりも小さく、2個の円弧部が形成されず、貫通孔の開口面積がより大きく形成される吐出弁構造を有している。
【0027】
例えば、図7に示すように、第2実施形態は吐出弁構造1Aを有し、この吐出弁構造1Aは、吐出弁4Aと長孔からなる貫通孔5Aが設けられた吐出弁押さえ6Aとを有している。吐出弁4Aの弁頭部4Abは吐出弁押さえ6Aの端部幅wよりも小さく形成されており、さらに、長孔からなる貫通孔5Aの面積は、上記第1実施形態における貫通孔の開口面積よりも大きく形成されている。弁押さえ6Aに覆われない部分の面積SAvs(貫通孔5Aの開口面積)は、吐出弁4Aの弁頭部4Abの面積SAvaに対し、0.30<Svs/Sva<0.65の関係を有する。
【0028】
従って、長孔からなる貫通孔4Aの面積が大きく形成されており、面積SAvaである覆われない部分を介して、吐出弁4Aは好ましい背圧を受けて、吐出弁4Aの閉まり行程での応答性が高まり、この間に圧縮室内へ逆流するガス量を抑制でき、再膨張伴なう再膨張損失を低減でき、より高効率の圧縮が可能となる。他の構成は図3に示すコンプレッサと異ならないので、説明は省略する。
【0029】
【実施例】
図5に示すような本発明に係わるコンプレッサを用い、▲1▼吐出弁のバネ定数を一定とし、面積比Svs/Svaを変化させてロータリコンプレッサのCOPを調べた。また、▲2▼面積比Svs/Svaを一定とし、吐出弁のバネ定数を変化させてロータリコンプレッサのCOPを調べた。
【0030】
結果:図8及び図9に示す。
【0031】
図8からもわかるように、面積比Svs/Svaが本発明の範囲内では、COPはほぼ一定の値を示し、従来例に比べてCOPが1%向上した。
【0032】
また、図9からもわかるように、吐出弁のバネ定数が本発明の範囲内では、COPは最高値を有し、この範囲を外れると、急激にCOPが低下することがわかった。
【0033】
【発明の効果】
本発明に係わるコンプレッサによれば、吐出弁の応答性を改善し高効率かつ信頼性が高い一方、簡易的な方法で誤組み込みを防止でき、かつ製造が容易なコンプレッサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態に用いられる吐出弁構造の平面図。
【図2】図1のA−A線に沿う縦断面図。
【図3】図2の吐出弁付近を拡大して示す縦断面図。
【図4】本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態に用いられる吐出弁の平面図。
【図5】本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態に用いられる吐出弁及び吐出弁押さえの平面図。
【図6】本発明に係わるコンプレッサの第1実施形態の使用状態を示す概念図。
【図7】本発明に係わるコンプレッサの第2実施形態の平面図。
【図8】本発明の第1実施形態のコンプレッサを用いた試験結果図。
【図9】本発明の第1実施形態のコンプレッサを用いた試験結果図。
【図10】従来のコンプレッサに用いられる吐出弁構造の縦断面図。
【符号の説明】
1 コンプレッサの吐出弁構造
2 軸受
3 吐出口
3a 弁座
4 吐出弁
4a 弁取着孔
4b 弁頭部
4b1 円弧部
4b2 円弧部
5 貫通孔
5a 稜線部
6 吐出弁押さえ
6a 弁押さえ取着孔
7 リベット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor, and more particularly to a compressor with improved discharge valve closing response.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 10, the
[0003]
In recent years, a further increase in efficiency of a compressor has been demanded, and a discharge valve structure in which a through hole made of a round hole is provided in a valve retainer has been proposed (Patent Document 1).
[0004]
However, such a structure in which a through hole made of a round hole is simply provided in the valve retainer has the following problems. In other words, (1) when the valve presser and the valve are in close contact, the ratio of the area of the portion not covered by the valve presser and the head area of the discharge valve has not been addressed with respect to the influence on the performance. It is not enough to deal with the time loss, and at the same time, the efficiency drop due to the re-expansion loss due to the amount of gas flowing back into the compression chamber is at a level that cannot be ignored. (2) When the area of the through hole is increased in consideration of the area ratio, the valve holding strength is reduced. (3) When the assemblability is taken into consideration, the through hole, the discharge valve, and the valve holding hole are almost in the longitudinal direction. Because it is in the same position at the end and the same circular shape, it is easy to cause a work error that the through hole is used on the valve fixing side by mistake. (4) Temporarily assembled If this occurs, an excessive load is generated at the fixed point. And compromising the reliability of the valve guard are problems such as.
[0005]
There is also a compressor discharge valve structure in which a recessed portion is provided in the discharge valve presser and the valve separation is improved by using back pressure to improve the response of the discharge valve (Patent Document 1).
[0006]
However, in this discharge valve pressing structure, since the area of the discharge valve pressing is small with respect to the plate thickness, it is difficult to process the recessed portion, and a large recessed portion cannot be formed, and the planar accuracy is deteriorated.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 3-108882 (right column on
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, there has been a demand for a compressor that improves the responsiveness of the discharge valve and has high efficiency and high reliability, while being able to prevent erroneous assembly by a simple method and easy to manufacture.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. A compressor that can improve the responsiveness of the discharge valve and has high efficiency and high reliability while preventing erroneous incorporation by a simple method and is easy to manufacture. The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a partition member that partitions the compression chamber side and the discharge side, a discharge port provided in the partition member, and a partition member that opens and closes the discharge port And a through-hole comprising a long hole extending in the longitudinal direction of the valve presser at a position substantially opposed to the discharge port, facing the counter-discharge port side of the discharge valve. When the valve retainer and the discharge valve are in close contact with each other, the area Svs of the portion of the valve head of the discharge valve that is not covered with the valve retainer is the discharge valve retainer. A compressor is provided in which 0.30 <Svs / Sva <0.65 with respect to the valve head area Sva of the valve.
As a result, it is possible to realize a compressor that improves the responsiveness of the discharge valve and has high efficiency and high reliability, while being able to prevent erroneous assembly by a simple method and easy to manufacture. In addition, the through hole is a long hole that is long in the longitudinal direction of the valve retainer, and in addition to increasing the hole area without degrading the strength and workability of the valve retainer, the gas pressure flowing through the through hole is discharged from the discharge valve. Can be applied in the direction in which the moment increases, and the valve responsiveness can be further enhanced.
[0011]
In a preferred example, the width of the through hole in the short direction is smaller than the hole diameter on the discharge valve and valve retainer fixing side. As a result, a fixing means such as a rivet used on the fixed side cannot be inserted into the through hole, and an operation error during assembly that mistakenly uses the through hole as a mounting hole on the valve fixed side can be easily prevented. The
[0012]
Moreover, in another suitable example, 0.1-0.5 R shape or C chamfering is given to the ridgeline part of the said through-hole. As a result, gas drawing into the through hole is promoted (nozzle effect) on the back side of the valve retainer, and damage at the time of contact (due to an edge portion or the like) is alleviated on the valve side.
[0013]
In another suitable example, the spring constant of the discharge valve is 0.15 to 0.70 N / mm. As a result, the optimum value between the two is selected for the force required when the compressed gas pushes up the discharge valve and the valve closing response opposite to this force, and high compression efficiency is realized. The
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a compressor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
1 is a plan view of a discharge valve structure used in a first embodiment of a compressor according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal section showing FIG. FIG.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, the first embodiment of the compressor has a
[0017]
As shown in FIG. 3, the discharge valve 4 and the
[0018]
As shown in FIG. 4, the discharge valve 4 is provided with a substantially
[0019]
Further, as shown in FIG. 5, the
[0020]
The
[0021]
As shown in FIG. 5, when the
[0022]
Further, as shown in FIG. 6, the through-
[0023]
Next, the operation of the first embodiment of the compressor according to the present invention will be described.
[0024]
2 and 3, the refrigerant gas compressed by the compression element becomes high pressure, passes through the
[0025]
A second embodiment of the compressor according to the present invention will be described.
[0026]
The first embodiment as shown in FIG. 5 has a discharge valve structure in which the valve head of the discharge valve is larger than the width of the discharge valve presser and two arc portions are formed. The second embodiment has a discharge valve structure in which the valve head of the discharge valve is smaller than the width of the discharge valve presser, two arc portions are not formed, and the opening area of the through hole is formed larger. .
[0027]
For example, as shown in FIG. 7, the second embodiment has a
[0028]
Accordingly, the area of the through
[0029]
【Example】
Using the compressor according to the present invention as shown in FIG. 5, (1) the spring constant of the discharge valve was kept constant, and the area ratio Svs / Sva was varied to examine the COP of the rotary compressor. Also, (2) the area ratio Svs / Sva was kept constant, and the spring constant of the discharge valve was varied to examine the COP of the rotary compressor.
[0030]
Results: Shown in FIG. 8 and FIG.
[0031]
As can be seen from FIG. 8, when the area ratio Svs / Sva is within the range of the present invention, the COP shows a substantially constant value, and the COP is improved by 1% compared to the conventional example.
[0032]
Further, as can be seen from FIG. 9, it has been found that COP has the maximum value when the spring constant of the discharge valve is within the range of the present invention, and COP is rapidly decreased when the spring constant is out of this range.
[0033]
【The invention's effect】
According to the compressor of the present invention, it is possible to provide a compressor that can improve the responsiveness of the discharge valve and has high efficiency and high reliability, and can prevent erroneous incorporation by a simple method and can be easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a discharge valve structure used in a first embodiment of a compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing the vicinity of a discharge valve in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of a discharge valve used in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a discharge valve and a discharge valve retainer used in the first embodiment of the compressor according to the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a usage state of the first embodiment of the compressor according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a second embodiment of a compressor according to the present invention.
FIG. 8 is a test result diagram using the compressor of the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a test result diagram using the compressor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a discharge valve structure used in a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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Cited By (4)
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- 2002-09-26 JP JP2002281502A patent/JP4068934B2/en not_active Expired - Lifetime
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