JP2007520660A - 冷凍圧縮機用の吸引システム - Google Patents

Abstract

吸引バルブによって選択的に閉じられる少なくとも１個の吸引オリフィス（３ａ）が設けられた、シリンダ端部を閉じるバルブプレート（３）と、シリンダを閉じるバルブプレート（３）の反対側の面に搭載され、前記シリンダヘッド（１、１０）の部分を占有し、部分的に吸引オリフィス（３ａ）の外形を形成する放出チャンバ（２、１１）を画定するシリンダヘッド（１、１０）と、吸引マフラーから突出し、それぞれの吸引オリフィス（３ａ）に同軸配列でバルブプレート（３）に配置された自由端（７）を提供する導出管（５）を有する中空体を備える吸引マフラー（４）とを備え、前記シリンダヘッド（１０）には、放出チャンバ（１１）の外部に、シリンダヘッド（１０）の構造的剛性を増加させるような寸法にされた補強壁部分（１２）が設けられる、冷凍圧縮機用の吸引システム。

Description

本発明は、冷凍圧縮機用の吸引システムに関し、詳細には吸引マフラーを提供する種類の吸引システムに関する。

冷凍圧縮機は、一般にシェルの内部に、吸引マフラーに適合するハウジングを内部に画定し、端部をシリンダヘッドによって閉じられたシリンダが内部に画定されるシリンダブロックを有する、モータ圧縮機アセンブリと、シリンダの閉じられた端部とシリンダヘッドの間に提供されるバルブプレートによって閉じられ、シリンダの内部に画定された圧縮チャンバに選択的に流体連絡する放出チャンバとを備える。前記流体連絡は、前記バルブプレートに提供された吸引オリフィスと放出オリフィスによって画定され、一般にバルブプレートに保持された吸引バルブと放出バルブによって選択的にそれぞれ閉じられる。

それらのオリフィスに隣接して、吸引オリフィスの上流および放出オリフィスの下流にノイズマフラーが搭載される。引き抜かれる比較的冷たいガスと吸引マフラーに隣接する他の構成要素の間の熱絶縁を良好に維持するために、後者は一般にプラスチック材料から作製される。したがって、圧縮機入り口から吸引オリフィスへの通路に沿って引き抜かれるガスの過熱が最小化されて良好な容積収率が得られ、それによって効率とポンプ容量（質量流）に関する性能が最適化される。

シリンダヘッドは、通常、圧縮機放出マフラーの第１要素を画定し、その内部表面が放出圧力に曝され、その外部表面は吸引圧力に曝されるので、それは通常、それの受ける圧力差に抵抗するように、金属材料から作製される。

シリンダに対してガスの受容と放出を行うための吸引および放出オリフィスは通常互いに近接しているので、それらの空間的な配分は通常バルブプレートのシリンダを覆う領域に含まれるように制限され、それらを覆う要素（吸引チャンバおよびシリンダヘッド）は隣接する部分を提供する。それらが近接することによる悪い効果は、シリンダヘッドが圧縮機の最も熱い点であり、それによって発生した熱はしたがって容易に吸引チャンバに伝達され、そこから、シリンダによって引き抜かれるガスに伝達されることである。これは前記ガスのより高い過熱を招き、上述のように収率と容量を低下させる。

通常吸引オリフィスと放出オリフィスの両方に導くチャネルを画定するように構成された既知の解決策は、図２に示すように、シリンダヘッドとバルブプレートの空洞によって画定される容積のガス流を吸引チャンバから放出させることである。この構造は、比較的製造が容易であるという利点を提供し、幾何形状の複雑な部品を必要とせず、構造的に剛性のあるシリンダヘッドをもたらすので、このことは作業流体が大きな圧力差を引き起こし、および／またはこのシリンダヘッドのサイズが比較的大きいとき、非常に興味深い。一方、比較的冷たいガス（維持されることが望ましい）を収容する吸引バルブ前室（ａｎｔｅｃｈａｍｂｅｒ）を、熱ガスを収容するシリンダ放出チャンバから分離する、金属製境界面がある。したがって、両方のチャンバ間に高い熱伝達があり、性能に悪影響を与える。さらに、吸引マフラーの材料（プラスチック）は、場合によって圧縮機のこの領域に発生する温度を受けるとき経時的に変形する傾向があり、吸引マフラーをシリンダヘッドに固定する必要な信頼性が保証されないので、吸引マフラーのシリンダヘッド中への搭載工程は、ネジなどの比較的複雑な固定要素、または金属吸引管などの中間要素を含む必要がある。さらに、要素間の完全な封止を保証するために、Ｏリングまたはガスケットなどの追加の要素が通常含まれ、偶発的な漏れによって吸引マフラーの主要機能であるノイズ減衰が損なわれるのを防止する。

図３から図４は、上述の問題を回避する吸引システムの他の従来技術の構造を示す。この構造において、吸引管はプラスチック材料で作製され、シリンダヘッドの外部にバルブプレート上に配置される。すなわち、吸引管はシリンダヘッドの内部を通して配設されず、放出チャンバの最も熱い領域からの間隔を保つ。この構造において、吸引管が受ける温度は上述の構造のものよりも比較的低く、したがって、前記従来技術構造の中間固定要素の使用が回避される。さらに、前記封止は吸引管とバルブプレートに配置されるガスケットの間の境界面で行われるので、追加の封止要素の必要がなくなる。

しかし、この解決策の欠点はシリンダヘッドの構造的な剛性の低下にある。吸引と放出側の間に大きな圧力差を生じる流体で動作する圧縮機において、または、より大きな寸法を有する圧縮機において、シリンダヘッドに変形が発生することがあり、性能を低下させる漏れ、または圧縮機がその機能特性を喪失するガスケットの損傷を招く。さらに、この従来技術の解決策は、シリンダブロックへのシリンダヘッドの固定要素（一般にネジ）によって与えられる負荷に応じて変形を発生させる。

この既知の従来技術の解決策の構造的脆弱さの欠点を克服する方法は、より高い弾性率を有する材料を使用することであろうが、これはより高価な材料、またはより複雑な製造工程を必要とする材料を使用することによって、部品のコストが増加する欠点を有する。

したがって、本発明の目的は、シリンダの性能を損なわず、シリンダヘッドの領域における吸引チャンバへ導かれるガスへの熱伝達を最小化し、シリンダヘッドにより高い構造的剛性を付与する、冷凍圧縮機用の吸引システムを提供することである。

本発明の他の目的は、上述のような簡単な構造の、低コストの、吸引マフラーによるノイズ減衰が損なわれないシステムを提供することである。

これらの、及び他の目的は、シリンダと、吸引バルブによって選択的に閉じられる少なくとも１個の吸引オリフィスが設けられた、シリンダ端部を閉じるバルブプレートと、シリンダを閉じるバルブプレートの反対側のバルブプレートの面に搭載され、シリンダヘッドの部分を占めて部分的に吸引オリフィスの外形を形成する放出チャンバを画定するシリンダヘッドと、吸引マフラーから突出し、それぞれの吸引オリフィスに同軸配列でバルブプレートに配置された自由端を提供する導出管を有する中空体を備える吸引マフラーとを備え、前記シリンダヘッドには、放出チャンバの外部に、シリンダヘッドの構造的剛性を増加させるような寸法にされた補強壁部分が設けられる、圧縮機用吸引システムによって達成される。

本発明を添付の図面を参照して説明する。

本発明は、図示されないが、気密シェルなどのシェルの内部に、シリンダブロックを有するモータ圧縮機アセンブリを備える、冷凍システムの圧縮機に関して説明され、シリンダブロックの中には、一端部にピストンを収容し、反対側にシリンダヘッド１によって閉じられた端部を有するシリンダが画定され、その内部に、ピストンの上部と、シリンダの反対側の端部とシリンダヘッド１の間に提供されるバルブプレート３の間で画定されるシリンダ内部の圧縮チャンバ（図示せず）に選択的に流体連絡する、放出チャンバ２を画定する。

バルブプレート３には、少なくとも１個の吸引オリフィス３ａと放出オリフィス（図示せず）が設けられ、それぞれ吸引バルブおよび放出バルブ（図示せず）によって選択的に閉じられ、各吸引オリフィス３ａはシリンダの放出チャンバ２と圧縮チャンバの間に選択的な流体連絡を可能にする。

説明している吸引システムは、一般に熱伝導性の低い材料から作られ、圧縮機に供給されるガスに流体連絡するガス入り口（図示せず）を設けた中空体を有し、圧縮機の吸引側に流体連絡する導出管５を保持する、吸引マフラー４をさらに備え、前記導出管５は、中空体の内部に端部６を提供し、中空体から外側へ突出してそれぞれの吸引オリフィス３ａに同軸配列でバルブプレート３に配置された自由端部７を提供する。

図１および図２に示した従来技術の吸引システムの構造形状によれば、導出管５は、その自由端部７がシリンダヘッド１を通して搭載されるように、シリンダヘッド１に搭載される。前記解決策においてシリンダヘッド１は強い構造を提供するが、この解決策は上述の欠点を示す。

図３および図４に示した他の構造形状によれば、導出管５は、シリンダヘッド１の外部のバルブプレート３に配置されたその自由端部７を有する。この構造において、シリンダヘッド１は、導出管５が前記シリンダヘッド１の内部容積に侵入する必要がないように形状加工され、引き抜かれるガスの加熱を最小にする。しかし、前記解決策は、強度の低い構造および前述の欠点を有するシリンダヘッド１を提供する。

本発明のシステムは、その放出チャンバ１１の外部に、前記シリンダヘッド１０の構造的剛性を増加させるような寸法にされた補強壁部分１２が設けられるシリンダヘッド１０を備え、前記補強壁部分１２は、シリンダヘッド１０から導出管５を通って引き抜かれるガスへの熱の伝達を最小にするために、その伸張部分の少なくとも一部を導出管５から間隔を置いて有する。本発明の構造的な選択肢において、補強壁部分１２は放出チャンバ１１の外部にシリンダヘッド１０の領域を占める。本発明のシリンダヘッドの構造は、図１から図４に示した従来技術の構造によって提供される利点を、その欠点なしに維持することを目的とする。本発明のシリンダヘッド１０は、図３に示した従来技術のような貫通路を提供する部分がないように作製され、すなわち、前記従来技術構造に提供されるもの、および図１に示した構造に類似したものよりも高い構造的剛性を維持する。バルブプレート５への放出チャンバ１１の接合部に対する封止はガスケット８で行われるので、本発明の構造は図１に示した従来技術の構造に見られる追加の封止および固定要素を含む必要がない。

本発明の構造的な選択肢において、補強壁部分１２は導出管５をバルブプレート３に配置された状態に保ち、前記補強壁部分１２も例えばバルブプレート３に配置される。この解決策の変形において、補強壁部分１２は中央が開放され、前記開口部分に侵入する導出管５の自由端部７を含んでバルブプレート３に配置して保持し、または、導出管５の自由端部７も、バルブプレート３のそれぞれの吸引オリフィス３ａの伸張部分の少なくとも一部の中に固定することが可能である。

示した解決策において、導出管５の自由端部７には、２個の管状突起９が設けられ、例えば互いに軸方向に間隔をおいて平行であり、各々バルブプレート３のそれぞれの吸引オリフィス３ａに整列する。

この構造において、シリンダヘッド１０には、各々導出管５の管状突起９を受容するように、補強壁部分１２の領域に互いに平行な１対の開口部１３が設けられ、前記開口部１３はバルブプレート３に配置されたその外形を有する。

管状突起９は、冷たいガスと隣接のシリンダヘッド１から加わる最も熱い部分との間の、必要な熱絶縁を提供し、加えて、吸引マフラーとガスケット８の間に漏れが発生した場合、追加の音響減衰を提供して、この構造を図３に示した従来技術よりも音響的に強くする。これらの管状突起９は、例えば、本図に示すよりも大きく突出し、追加の伸張部を有してバルブプレート３の厚さの部分または全体を覆い、圧縮機の他の熱い部分の追加の熱的絶縁を提供することができる。この構造で、吸引マフラーの内部が受ける温度は、図３の解決策によって提供されるものと類似したものになり、その本体を作製するのにプラスチック材料の使用が可能になり、図１に示した従来技術の解決策に対して製造と搭載工程が簡略化される。

図示されない他の構造選択肢では、補強壁部分１２において、バルブプレート３から間隔をおくその一部に、導出管５が侵入する。

本発明によれば、固定要素１４が、例えば、シリンダヘッド１０に搭載された導出管５を取り囲むスプリングの形でさらに提供され、前記固定要素は、シリンダヘッド１０に、例えばその横部分に画定される固定受容部分１５中にそれぞれ固定された１対の保持端部１４ａを有し、前記固定受容部分１５は互いに整列し、上記シリンダヘッド１０の開口部１３の配列と直交する。

固定要素１４は、この構造において、互いに直交しバルブプレート３に平行なその軸の管状突起９によって制限された動きを有し、前記スプリングは、バルブプレート３に平行な方向、すなわちスプリングがいくらか動作する方向にだけ、吸引マフラーの動きを制限する。

固定要素１４は、導出管およびバルブプレート３に平行な方向の摩擦力を吸引マフラー４上に作用し、他の方向には固定要素１４の剛性によって力が発生する。さらに、固定要素１４の作用によってシリンダヘッド１０に発生する偶発的な変形が起き、漏れと破壊をより受け易いガスケット８の領域、この場合、管状突起９間の部分をより良好に封止する。

固定手段の構造を説明したが、導出管５に隣接するシリンダヘッドの領域に、接着剤、ネジ等などの固定手段によって固定することができる、スプリング要素などの他の構造も可能であることを理解すべきであり、その態様は本明細書に提供される発明の概念を制限するものと考えるべきではない。

従来技術構造によるシリンダヘッドに搭載された吸引マフラーの背面を示す概略図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに従う吸引マフラーシリンダヘッドアセンブリの長手方向の断面を示す概略図である。 他の従来技術構造によるシリンダヘッドに搭載された吸引マフラーの背面を示す概略図である。 図３の線ＩＶ−ＩＶに従う吸引マフラーシリンダヘッドアセンブリの長手方向の断面を示す概略図である。 本発明によるシリンダヘッドに搭載された吸引マフラーの背面を示す概略図である。 図５の線ＩＶ−ＩＶに従う吸引マフラーシリンダヘッドアセンブリの長手方向の断面を示す概略図である。 本発明によって作製された吸引マフラーとシリンダヘッドの概略的な分解前面斜視図である。

Claims (11)

1. シリンダと、吸引バルブによって選択的に閉じられる少なくとも１個の吸引オリフィス（３ａ）が設けられた、シリンダ端部を閉じるバルブプレート（３）と、シリンダを閉じるバルブプレート（３）の反対側のバルブプレートの面に搭載され、シリンダヘッド（１、１０）の部分を占有し部分的に吸引オリフィス（３ａ）の外形を形成する放出チャンバ（２、１１）を画定する前記シリンダヘッド（１、１０）と、吸引マフラーから突出し、それぞれの吸引オリフィス（３ａ）に同軸配列でバルブプレート（３）に配置された自由端（７）を提供する導出管（５）を有する、中空体を備える吸引マフラー（４）とを備えるタイプの、冷凍圧縮機用の吸引システムであって、前記シリンダヘッド（１０）には、放出チャンバ（１１）の外部に、シリンダヘッド（１０）の構造的剛性を増加させるような寸法にされた補強壁部分（１２）が設けられることを特徴とする、冷凍圧縮機用の吸引システム。
2. 補強壁部分（１２）が、その伸張部分の少なくとも一部を導出管（５）から間隔を置いて有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 補強壁部分（１２）が、導出管（５）をバルブプレート（３）に配置された状態に保つことを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
4. 導出管（５）が、補強壁部分（１２）の内部に侵入することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
5. 補強壁部分（１２）が、バルブプレート（３）に配置されることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
6. 補強壁部分（１２）が、放出チャンバ（１１）の外部にシリンダヘッド（１０）の領域を占有することを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
7. 補強壁部分（１２）が、導出管（５）の自由端部（７）を取り囲んで保持するように、中央が開放していることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。
8. 導出管（５）の自由端部（７）が、バルブプレート（３）のそれぞれの吸引オリフィス（３ａ）の伸張部分の少なくとも一部の中に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
9. 導出管（５）の自由端部（７）に、バルブプレート（３）のそれぞれの吸引オリフィス（３ａ）に各々整列された互いに平行な２個の管状突起（９）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
10. シリンダヘッド（１０）が、導出管（５）のそれぞれの管状突起（９）を各々受容する互いに平行な１対の開口部（１３）を備えることを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
11. シリンダヘッド（１０）をバルブプレート（３）に対して常に押し付ける固定要素（１４）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。

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