JP2016173099A - 圧縮機用の吸気調整弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体が閉弁位置付近にあるときに発生する気流音と配管等の振動を低減し、吸込量を容易に制御できる圧縮機用の空気調整弁を提供する。
【解決手段】圧縮機用の吸気調整弁１００は、弁座１１２と、弁座１１２に対して軸線Ｌの方向に移動して弁座１１２を開閉する弁体１０８とを備え、弁座１１２及び弁体１０８の形状は、少なくとも閉弁位置付近における弁体１０８の移動量の増加割合に対する開口面積の増加割合が漸増するように設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機用の吸気調整弁に関する。

圧縮機の吸込流路に連通する開口を有する弁座に対して弁体を平行移動させて開口を開閉するリフト式の吸気調整弁が知られている。

例えば、特許文献１に開示された油冷式圧縮機の吸気調節弁では、ガイド棒に沿って弁体が摺動し、異音を伴うハンチングが生じないような弁開度の適正な制御を実現するために、ガイド棒に所定の流れのみを許容する逆止弁部を設けている。

特開２００１−９０６８３号公報

特許文献１に開示された吸気調節弁は、ハンチングによる異音について考慮しているが、気流音については考慮していない。特に、弁体が全閉よりわずかに開いた位置（微開位置）にあると、非常に大きな気流音が発生する。また、弁体が閉弁位置から微開位置に移る過程では、急にガス（空気）が流れ込んでしまい、ガスの流速が急上昇するため、圧力容器や配管に振動が生じる。さらに、閉弁位置から微開位置における極少量の吸込量の制御を弁体の移動により行うのは困難である。

本発明は、弁体が閉弁位置付近にあるときに発生する気流音と配管等の振動を低減でき、かつ、吸込量を容易に制御できる圧縮機用の吸気調整弁を提供することを課題とする。

本発明は、弁座と、前記弁座に対して軸線の方向に移動する弁体とを備え、前記弁座及び前記弁体の形状は、少なくとも閉弁位置付近における前記弁体の移動量の増加割合に対する開口面積の増加割合が漸増するように設けられている圧縮機用の吸気調整弁を提供する。

この構成によれば、弁体の開弁方向の移動量の増加割合に対して開口面積の増加割合を漸増させることで、弁体が閉弁位置付近にあるときに発生する気流音と配管等の振動を低減し、吸込量を容易に制御できる。具体的には、気流音は弁体と弁座の隙間が所定の範囲にある場合に発生するため、その範囲に該当する隙間の割合を漸増構造により少なく調整することで気流音を低減できる。また、弁体が閉弁位置付近にある場合に漸増構造により吸い込む空気の量が急増しないため、これに伴う配管等の振動を防止できる。ここで開口面積は、弁体と弁座により形成される開口領域の面積である。また、閉弁位置付近とは、弁体が閉弁状態から開弁方向に少し移動するまでのことであり、吸込量の制御を容易とする上で少なくとも弁体の移動量割合が０％（閉弁位置）〜５％の範囲を含んでおり、気流音や振動を低減する上で少なくとも０％（閉弁位置）〜１５％の範囲を含んでいる。この移動量割合は弁体が全開位置にあるとき１００％を示す。さらに、弁体が閉弁位置付近にあるとき、同じ量の開口面積に対応する弁体の移動量が従来に比べて増加しているため、微小流量における吸込量の制御を容易にできる。

前記吸気調整弁は、弁座と、前記弁座に対して軸線の方向に移動する弁体とを備え、前記弁座及び前記弁体の形状は、閉弁位置付近において前記弁体が開弁方向に移動する際に、前記軸線に対する周方向について不均一な開口領域が漸増するように設けられている圧縮機用の吸気調整弁であってもよい。

リフト式の吸気調整弁は軸線方向に弁体が移動するため、これに対応するように軸線に対する周方向について弁体又は弁座の形状を変化させ、開口領域の漸増構造を実現させている。

前記弁座は、前記弁座における前記弁体との当接面の外周側に前記軸線方向に延びる弁座側開口限定部を備えてもよい。

この構成によれば、弁座側開口限定部以外は従来の構造と同じであるため、吸気調整弁の主構造を変更することがなく、製造の際の大幅なコストアップを防止できる。

前記弁座側開口限定部は、前記弁体の開弁方向に凸形状の少なくとも１つの弁座側凸部を備えてもよい。また、前記弁座側開口限定部は、前記弁体の閉弁方向に凹形状の少なくとも１つの弁座側凹部を備えてもよい。

この構成によれば、弁座側凸部又は弁座側凹部により、弁体の開弁方向の移動量に対して開口面積が漸増する弁座側開口限定部の具体的形状を容易に実現できる。弁座側凸部又は弁座側凹部は弁座とは別体で形成してもよく、その場合、既存の設備に対して弁座側開口限定部を後から設置することも可能である。

また、前記弁座側開口限定部は、前記軸線に対して傾斜した端面を有してもよい。

この構成によれば、弁座側開口限定部を簡易な形状にでき、製造が容易であり、低コストで弁座側開口限定部を実現できる。

前記弁座側開口限定部は、複数の弁座側孔部を備えてもよい。また、前記複数の弁座側孔部は、前記弁体の開弁方向に数が増加するように配置されてもよい。また、前記複数の弁座側孔部は、前記弁体の開弁方向に孔径が大きくなるように形成されてもよい。

この構成によれば、複数の弁座側孔部を設けることで、弁体が閉弁位置付近にあるときの開口方向を一方向ではなく複数方向にできる。気流音は、弁座の端部で剥離した渦と渦が断続的に干渉した際の圧力変動で、高周波の音を発生することで生じる。従って、このように複数方向に開口を設けることで渦の発生場所を分散でき、音源のエネルギーを低下できる。従って、気流音の抑制効果を向上させ、また、弁体が閉弁位置付近にあるときの流量制御も容易である。複数の孔部は、弁座とは別体で形成してもよく、その場合、孔径、孔数及び孔の配置密度、又は孔形状の変更も容易となる。

前記弁体は、前記弁体における前記弁座との当接面の内周側に前記軸線方向に延びる弁体側開口限定部を備えてもよい。また、前記弁体側開口限定部は、前記弁体の閉弁方向に凸形状の少なくとも１つの弁体側凸部を備えてもよい。また、前記弁体側開口限定部は、前記弁体の開弁方向に凹形状の少なくとも１つの弁体側凹部を備えてもよい。また、前記弁体側開口限定部は、前記軸線に対して傾斜した端面を有してもよい。また、前記弁体側開口限定部は、複数の弁体側孔部を備えてもよい。また、前記複数の弁体側孔部は、前記弁体の閉弁方向に数が増加するように配置されてもよい。また、前記複数の弁体側孔部は、前記弁体の閉弁方向に孔径が大きくなるように形成されてもよい。

この構成のように、弁座と同様に、弁体に対しても種々の弁体側開口限定部を設けてもよく、弁座側開口限定部と同様の効果が期待できる。特に、弁体は可動部品であるため、吸気調整弁本体とは別体で形成されることも多く、設計変更が容易である。なお、弁座側開口限定部と弁体側開口限定部を合わせて使用することもできる。

本発明によれば、弁体と弁座の隙間を調整することで、弁体が閉弁位置付近にあるときに発生する気流音を低減できる。また、弁体が閉弁位置にある場合に空気の流量及び流速が急増しないため、配管等の振動を低減できる。さらに、弁体が閉弁位置付近にあるときの弁体の移動量に対する隙間の増加量が減少するため、吸込量の調整範囲が増加し、閉弁位置付近における吸込量を容易に制御できる。

圧縮機の概略を示す模式図。 本発明の第１実施形態に係る吸気調整弁を示す図１の部分拡大断面図。 閉弁位置を表す図２の部分拡大断面図。 閉弁位置付近（微開位置）の開口面積を表す図２の部分拡大断面。 全開位置の開口面積を表す図２の部分拡大断面。 本発明の第１実施形態の圧縮機用の吸気調整弁の弁体移動距離に対する開口面積割合を示すグラフ。 開口面積割合が弁体移動距離割合に対して漸増することを示す弁座の部分拡大図。 従来の圧縮機用の吸気調整弁の弁体及び弁座の一例を示す部分拡大断面図。 図６に対応する弁体移動距離に対する開口面積割合を示すグラフ。 本発明の圧縮機用の吸気調整弁の弁体及び弁座の代案を示す部分拡大断面図。 図８に対応する弁体移動距離に対する開口面積割合の他の一例を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁を示す部分断面図。 本発明の第３実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁を示す部分断面図。 本発明の第４実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁を示す部分断面図。 本発明の第４実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁の代案を示す部分断面図。 本発明の第４実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁の他の代案を示す部分断面図。 本発明の第５実施形態に係る圧縮機用の吸気調整弁を示す部分断面図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の吸気調整弁１００を備える圧縮機２の概略を示す模式図である。圧縮機２は、吸気調整弁１００と、圧縮機本体４と、油分離器６と、保圧弁８と、制御装置１０に電気的に接続された圧力調整弁１２とを備える。これらは、流路配管１４ａ〜１４ｅで接続されている。流路配管１４ａ，１４ｃ〜１４ｅ内は空気が流れ、流路配管１４ｂ内には空気及び油が流れている。

圧縮機本体４は油冷式のスクリュー圧縮機であり、吸込口４ａ及び吐出口４ｂを備える。圧縮機本体４は、図示しない電動機によって駆動され、吸込口４ａから空気を吸引する。吸引された空気は、内部で図示しないスクリューロータにより圧縮されて吐出口４ｂから圧縮空気として吐出される。吸込口４ａには流路配管１４ａが流体的に接続され、この流路配管１４ａを通じて空気が圧縮機本体４に供給される。吐出口４ｂには流路配管１４ｂが流体的に接続されており、この流路配管１４ｂはさらに油分離器６に流体的に接続されている。従って、圧縮機本体４から吐出された圧縮空気は、油分離器６に供給される。なお、圧縮機本体４の種類は油冷式のスクリュー圧縮機に限らず、スクロール式などのいずれの種類を使用してもよい。

流路配管１４ｂを通じて油分離器６に供給される圧縮空気には、多量の油を含み、油分離器６により油と圧縮空気に分離される。油分離器６は、上部に配置された油分離エレメント６ａと、下部に配置された油タンク６ｂとを備える。油分離エレメント６ａは気体と液体（圧縮空気と油）を分離する。油分離エレメント６ａで分離された油は重力により下部に配置された油タンク６ｂに一旦溜められ、図示しない油供給路を通じて圧縮機本体４に供給される。

油分離エレメント６ａを通過して油を分離された圧縮空気は、流路配管１４ｃを通じて流路配管１４ｄと流路配管１４ｅに供給される。

流路配管１４ｄは、図示しない供給先へ流体的に接続されている。流路配管１４ｄには保圧弁８が設けられており、吐出圧力を所定以上に保持している。保圧弁８は逆止弁であり、空気が逆流することはない。

油分離器６で分離された圧縮空気のうち、供給先に供給されなかった分は、流路配管１４ｅを通じて吸気調整弁１００に供給される。流路配管１４ｅには圧力調整弁１２が設けられており、吸気調整弁１００に供給する空気の圧力は制御装置１０により制御される。

吸気調整弁１００は、圧縮機本体４の上流側に配置され、流路配管１４ａを通じて圧縮機本体４の吸込口４ａに接続されている。吸気調整弁１００は、圧縮機本体４に供給する空気量の調整に使用される。

図２に示すように、吸気調整弁１００は、吸込部１０１及びシリンダー部１５１を備える。吸込部１０１は略Ｌ字型の吸込ケーシング１０２を有し、吸込ケーシング１０２の一端には入口１０４が形成されている。入口１０４は大気に開放されており、この入口１０４から吸込ケーシング１０２内の第１空間部１０６に空気を導入する。吸込ケーシング１０２の他端（図において下端）には、出口１０５が形成されている。出口１０５には１４ａが流体的に接続されている。出口１０５の周囲には弁体１０８が当接する弁座１１２が設けられている。弁座１１２は、対応する弁体１０８と当接する当接面１１２ａを有する。弁体１０８の中央にはガイド棒１１４が軸線Ｌと同心に設けられている。ガイド棒１１４は吸込ケーシング１０２を貫通して上方へシリンダー部１５１まで延びている。

シリンダー部１５１は、吸込部１０１の上方に配置され、吸込ケーシング１０２と一体に設けられたシリンダーケーシング１５２を有する。即ち、シリンダーケーシング１５２と吸込ケーシング１０２は、一部を共有している。ガイド棒１１４は、シリンダーケーシング１５２と吸込ケーシング１０２の共有部分を貫通している。シリンダー部１５１内のガイド棒１１４の上端には、ピストン部材１５４がねじ止めにより固定されている。ピストン部材１５４は、ガイド棒１１４と共にシリンダー部１５１内に摺動可能に嵌挿されている。また、ピストン部材１５４は、同じくシリンダー部１５１に収容されたコイルばね１５６により隔壁１５８に向けて（図において上方へ）弾性的に付勢されている。シリンダー部１５１内の空間は、ピストン部材１５４により、コイルばね１５６が配置された第２空間部１６０と、これとは反対側（隔壁１５８側）の第３空間部１６２とに仕切られている。この第３空間部１６２は、シリンダーケーシング１５２に形成された貫通孔１６４を通じて流路配管１４ｅに接続されている。

ガイド棒１１４の下端に配置された弁体１０８は、軸線Ｌに沿って図において上下方向に進退可能である。即ち、弁体１０８は、ピストン部材１５４及びガイド棒１１４と共に上下に可動であり、ピストン部材１５４がコイルばね１５６の付勢力に抗して下方へ移動すると、これに応じて弁体１０８も下方へ移動する構成となっている。

吸気調整弁１００を開弁する場合、制御装置１０（図１参照）が圧力調整弁１２（図１参照）を調整し、高圧の空気が流路配管１４ｅ及び貫通孔１６４を通じて第３空間部１６２に供給される。第３空間部１６２の圧力が上昇してコイルばね１５６の付勢力を上回ると、ピストン部材１５４はコイルばねを圧縮する方向（図において下方）へ移動を始め、第３空間部１６２が拡大し、同時に第２空間部１６０が縮小する。このように弁体１０８が図において下方へ移動すると弁座１１２との間に隙間が生じ、出口１０５が開放される。従って、入口１０４から吸引された空気は、出口１０５から流路配管１４ａを通じて圧縮機本体４へ供給される。

吸気調整弁１００を閉弁する場合、制御装置１０（図１参照）が圧力調整弁１２（図１参照）を調整して第３空間部１６２を減圧する。第３空間部１６２の圧力が低下してコイルばね１５６の付勢力を下回ると、ピストン部材１５４はコイルばねにより押し戻され、第３空間部１６２が縮小し、同時に第２空間部１６０が拡大する。このように弁体１０８が図において上方へ移動すると、弁体１０８と弁座１１２との隙間が減少する。

弁体１０８は、閉弁位置と全開位置の間を移動する。閉弁位置の弁体１０８が弁座１１２の当接面１１２ａに当接し（図３Ａ参照）、出口１０５を閉鎖する。従って弁体１０８が閉弁位置であると、圧縮機本体４の吸込口４ａに空気が供給されない。これに対して、全開位置の弁体１０８は弁座１１２の当接面１１２ａから最も離れている（図２及び図３Ｃ参照）。従って、弁体１０８が全開位置であると、圧縮機本体４の吸込口４ａに対する空気供給量が最大となる。本実施形態では、ピストン部材１５４の下部がシリンダーケーシング１５２の下部（吸込ケーシング１０２の上部）に当接することで弁体１０８全開位置が規定される。さらに言えば、弁体１０８が機構上、最も上方に位置する場合が閉弁位置であり、最も下方に位置する場合が全開位置である。

本発明は、吸気調整弁１００の弁体１０８及び弁座１１２の形状に特徴を有する。従って、これらの形状及びこれらの形状により導かれる効果について詳細に説明する。

図２に示すように、弁体１０８は平面視円形であり、その上面は平坦な面である。弁体１０８とガイド棒１１４は、軸線Ｌを中心として同心に配置されている。

弁座１１２は、吸込ケーシング１０２の下端を拡径して設けられており、その内径は弁体１０８の外径よりも大きい。従って、弁体１０８と弁座１１２は径方向に隙間が設けられ、弁体１０８は弁座１１２内を摺動して進入でき、弁座１１２の当接面１１２ａに当接して停止する。当接面１１２ａは、吸込ケーシング１０２と弁体１０８の径の違いにより形成される段差により構成されている。また、弁座１１２は、弁体１０８の開弁方向（図において下方）へ凸形状の複数の凸部（弁座側凸部）１１２ｂを有する。本実施形態の凸部１１２ｂは、弁体１０８の開弁方向に（図において下方へ）先細り形状を有し、弁座１１２の全周に設けられている。さらに具体的には、複数の凸部１１２ｂは、隣接する凸部１１２ｂとの間に隙間を有し、その隙間は弁体１０８の開弁方向へ大きくなっている。本実施形態においては、複数の凸部１１２ｂが本発明の弁座側開口限定部を構成している。

図３Ａから図３Ｃは、弁体１０８が閉弁位置から全開位置まで移動するときの開口面積１１６の変化を示している。開口面積１１６とは、弁体１０８と弁座１１２により形成される開口領域の面積である。

図３Ａは、閉弁位置を示している。このとき、弁体１０８の上面が弁座１１２の当接面１１２ａに当接しているため、開口領域は存在しない。

図３Ｂは、弁体１０８が図３Ａの閉弁位置からわずかに弁体１０８の開弁方向（図において下方）に移動した閉弁位置付近（微開位置）を示している。このとき、弁体１０８の上面が弁座１１２の当接面１１２ａから離れて下方へ移動し、開口領域が形成され、開口面積は図のようにわずかに存在する。微開位置では弁体１０８が下方へ移動すると、凸部１１２ｂが設けられていることにより、開口面積は線形的に増加せず、増加割合を増大させながら増加する。

図３Ｃは、全開位置を示している。このとき、図２のようにピストン部材１５４の下端がシリンダーケーシング１５２の下部に当接しており、これ以上ピストン部材１５４は下方へ移動せず、弁体１０８もこれ以上下方へ移動しない。従って開口領域は最大となり、開口面積１１６が最大値をとる。

図４は、本実施形態の弁体１０８の移動に対する開口面積１１６の変化を表すグラフである。横軸が弁体１０８の全開位置に対する開弁方向の移動量の割合（弁体移動距離割合）を示し、縦軸が全開位置に対する開口面積１１６の割合（開口面積割合）を示している。

図４に示すように、弁体移動距離割合に対して開口面積割合が部分的に漸増している。弁体１０８が閉弁位置（図３Ａ参照）から一定速度で開弁方向（図において下方）へ移動すると、開口面積割合は凸部１１２ｂの下端（図３Ｃの位置Ｐ_Th）までは漸増する。言い換えれば、図４のグラフは、部分的に下に凸のグラフとなる。そして、以降凸部１１２ｂが存在しない位置では、開口面積割合は線形的に増加するグラフの結果となる。

図５は、開口面積割合が弁体移動距離割合に対して図４のように漸増することを示す弁座１１２の部分拡大図である。弁体１０８の上面が、位置Ｐ０から位置Ｐ１の位置に距離ｄだけ移動した場合と、位置Ｐ１から位置Ｐ２の位置に同じ距離ｄだけ移動した場合を比較すると、後者の開口面積の増分１１６ｂの方が前者の開口面積の増分１１６ａよりも大きい。従って、開口面積の増分は、弁体１０８が開弁方向（図において下方）へ移動するほど増加しているため、開口面積割合は弁体移動距離割合に対して漸増している。

図６は、本実施形態との比較のため、従来からよく使用される通常の弁体１０８及び弁座１１２の一例を示している。また、図７は、図６に対応する弁体移動距離割合に対して開口面積割合が線形的に増加する場合の図４と同様のグラフである。図６に示すように、この種の弁座１１２は本実施形態のように凸部１１２ｂを有していない。従って、弁体１０８が一定速度で開弁方向（図において下方）へ移動すると、弁体１０８と弁座１１２との隙間が一定の割合で増加する。このため、弁体１０８の移動行程全域で弁体移動距離割合に対して開口面積割合が線形的に増加する。

以上により、この構成によって弁体１０８の開弁方向の移動量の増加割合に対して開口面積の増加割合を漸増させることで、弁体１０８が閉弁位置付近（微開位置）にあるときに発生する気流音と流路配管１４ａや吸込部１０１の振動を低減し、吸込量容易に制御できる。具体的には、気流音は弁体１０８と弁座１１２の隙間が所定の範囲にある場合に発生するため、その範囲に該当する隙間の割合を漸増構造により少なく調整することで気流音を低減できる。また、弁体１０８が閉弁位置付近（微開位置）にある場合に漸増構造により吸い込む空気の量が急増しないため、これに伴う流路配管１４ａや吸込部１０１の振動を防止できる。また、閉弁位置付近（微開位置）において、同じ量の開口面積に対応する弁体１０８の移動量が従来に比べて増加しているため、微小流量における吸込量を容易に制御できる。

また、弁座１１２及び弁体１０８の形状は、閉弁位置付近において弁体１０８が開弁方向に移動する際に、軸線Ｌに対する周方向について不均一な開口領域が漸増するように設けられている。リフト式の吸気調整弁１００は軸線Ｌ方向に弁体１０８が移動するため、これに対応するように軸線Ｌに対する周方向について弁体１０８又は弁座１１２の形状を変化させ、開口面積の漸増構造を実現させている。

図８は、本実施形態の代案である弁体１０８及び弁座１１２を示している。また、図９は、図８に対応する弁体移動距離割合に対して開口面積割合が漸増する場合の図４と同様のグラフである。図８に示すように、弁座１１２は複数の凸部１１２ｂを有しており、図８に示す全開位置においても凸部１１２ｂの先端は弁体１０８まで延びている。従って、弁体１０８が一定速度で開弁方向（図において下方）へ移動すると、弁体１０８と弁座１１２との隙間が漸増する。このため、弁体１０８の移動行程全域で弁体移動距離割合に対して開口面積割合が漸増する。言い換えれば、図９のグラフは、全域で下に凸のグラフとなる。

（第２実施形態）
図１０に示す本実施形態の吸気調整弁１００は、弁体１０８及び弁座１１２に関する部分以外の構成は図１及び図２の第１実施形態と同様である。従って、図１及び図２に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の吸気調整弁１００は、第１実施形態と異なり、弁座１１２には凸部１１２ｂ（図２参照）が設けられておらず、弁体１０８の閉弁方向（図において上方）に凹形状の複数の凹部１１２ｃが設けられている。複数の凹部１１２ｃは、弁体１０８の閉弁方向（図において上方）に先細り形状を有し、弁座１１２の全周に設けられている。本実施形態においては、複数の凹部１１２ｃが本発明の弁座側開口限定部を構成している。

弁体１０８は、径方向に拡張したフランジ部１０８ａと、軸線Ｌ方向（図において上方）に延びる突出部１０８ｂとを有している。本実施形態ではフランジ部１０８ａの上面が弁座１１２の当接面１１２ａと当接する位置が閉弁位置である。弁体１０８の突出部１０８ｂの外径は弁座１１２の内径よりも小さく形成されており、突出部１０８ｂは弁座１１２内に進入して、フランジ部１０８ａの上面が当接面１１２ａと当接する。

この構成によれば、第１実施形態と同様に図４のように開口面積割合が弁体移動距離割合に対して漸増する構造を実現できる。

（第３実施形態）
図１１に示す本実施形態の吸気調整弁１００は、弁体１０８及び弁座１１２に関する部分以外の構成は図１及び図２の第１実施形態と同様である。従って、図１及び図２に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の吸気調整弁１００は、第１実施形態と異なり、弁座１１２には凸部１１２ｂ（図２参照）が設けられておらず、軸線Ｌに対して傾斜した端面１１２ｄを有する。本実施形態においては、傾斜した端面１１２ｄが本発明の弁座側開口限定部を構成している。

この構成によれば、傾斜した端面１１２ｄを有することで、第１実施形態と同様に図４のように開口面積割合が弁体移動距離割合に対して漸増する構造を実現できる。特に、本実施形態は、弁座１１２を簡易な形状にでき、製造が容易であり、低コストで実現できる。

（第４実施形態）
図１２Ａに示す本実施形態の吸気調整弁１００は、弁体１０８及び弁座１１２に関する部分以外の構成は図１及び図２の第１実施形態と同様である。従って、図１及び図２に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の吸気調整弁１００は、第１実施形態と異なり、弁座１１２には凸部１１２ｂ（図２参照）が設けられておらず、複数の孔部（弁座側孔部）１１２ｅが設けられている。孔部１１２ｅは円形であり、吸込ケーシング１０２を貫通し、弁体１０８の開弁方向（図において下方）に孔径が徐々に大きくなるように設けられている。本実施形態においては、複数の孔部１１２ｅが本発明の弁座側開口限定部を構成している。

この構成によれば、複数の孔部１１２ｅを設けることで、第１実施形態と同様に図４のように開口面積割合が弁体移動距離割合に対して漸増する構造を実現できる。さらに、弁体が閉弁位置付近（微開位置）にあるときの開口方向を一方向ではなく複数方向にできる。気流音は、弁座１１２の端部で剥離した渦と渦が断続的に干渉した際の圧力変動で、高周波の音を発生することで生じる。従って、このように複数方向に孔部１１２ｅを設けることで渦の発生場所を分散でき、音源のエネルギーを低下できる。このため気流音の抑制効果を向上でき、また閉弁位置付近（微開位置）での流量制御も容易にできる。

また、図１２Ｂに示すように、第４実施形態の変形例として、孔数を変更することで開口面積割合の漸増構造を実現してもよい。具体的には、弁体１０８の開弁方向（図において下方）に孔数を例えば３個、４個、及び５個と増加させている。孔径は全て同一であるが、このように孔数を変更することで図４に示す漸増構造を実現することもできる。

また、図１２Ｃに示すように、第４実施形態の他の変形例として、孔部１１２ｅの形状を変更することで図４に示す漸増構造を実現してもよい。具体的には、弁体１０８の開弁方向（図において下方）に孔部１１２ｅの大きさを大きくするように、例えば略三角形状に孔部１１２ｅを形成する。孔部１１２ｅの形状は三角形状に限らず、漸増構造を実現できれば任意の構造としてよい。

なお、孔部１１２ｅの数、大きさ、及び形状は、任意の組み合わせで使用してもよく、例えば、孔部１１２ｅの大きさを図１２Ａのように変更しつつ、同時に孔部１１２ｅの数も図１２Ｂのように変更してもよい。

（第５実施形態）
図１３に示す本実施形態の吸気調整弁１００は、弁体１０８及び弁座１１２に関する部分以外の構成は図１０の第２実施形態と同様である。従って、図１０に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の吸気調整弁１００は、第２実施形態と異なり、弁座１１２には凹部１１２ｃが設けられておらず、弁体１０８に複数の凸部（弁体側凸部）１０８ｃが設けられている。複数の凸部１０８ｃは、弁体１０８の閉弁方向（図において上方）に先細り形状を有し、弁体１０８の全周に設けられている。弁座１１２は、平坦な当接面１１２ａが最下面に形成されている。本実施形態においては、複数の凸部１０８ｃが本発明の弁体側開口限定部を構成している。

この構成のように、弁体１０８に対して弁座１１２と同様に凸部１０８ｃを設けることで、弁体が閉弁位置付近（微開状態）にあるときに発生する気流音を低減し、流路配管１４ａや吸込部１０１の振動を低減し、吸込量を容易に制御できる効果がある。特に、弁体１０８は可動部品であるため、別体で形成されることも多く、設計変更が容易である。

また、弁体１０８に対して、弁座１１２と同様に、図１０に示す弁座１１２のように凹部（弁体側凹部）、図１１に示す弁座１１２のように傾斜した端面、又は図１２Ａから図１２Ｃに示す弁座１１２のように孔部（弁体側孔部）を設けることで図４に示す漸増構造を実現してもよい。なお、弁体側孔部の数、大きさ、及び形状は、図１２Ａから図１２Ｃの弁座側孔部１１２ｅのように変更されてもよく、これらは任意の組み合わせで使用されてもよい。これらの実施形態においては、弁体側凹部、傾斜した端面、又は弁体側孔部が弁体側開口限定部を構成する。

上記の全ての実施形態において、弁座側開口限定部又は弁体側開口限定部は、弁座１１２又は弁体１０８と別部材で形成されていてもよい。この場合、既存の設備に対して設置することも可能であり、低コストで実現できる。また、弁座側開口限定部又は弁体側開口限定部は組み合わせて使用することもできる。

２ 圧縮機
４ 圧縮機本体
４ａ 吸込口
４ｂ 吐出口
６ 油分離器
６ａ 油分離エレメント
６ｂ 油タンク
８ 保圧弁
１０ 制御装置
１２ 圧力調整弁
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ 流路配管
１００ 吸気調整弁
１０１ 吸込部
１０２ 吸込ケーシング
１０４ 入口
１０５ 出口
１０６ 第１空間部
１０８ 弁体
１０８ａ フランジ部
１０８ｂ 突出部
１０８ｃ 凸部（弁体側凸部）
１１２ 弁座
１１２ａ 当接面
１１２ｂ 凸部（弁座側凸部）
１１２ｃ 凹部（弁座側凹部）
１１２ｄ 傾斜した端面
１１２ｅ 孔部（弁座側孔部）
１１４ ガイド棒
１１６ 開口面積
１１６ａ，１１６ｂ 開口面積の増分
１５１ シリンダー部
１５２ シリンダーケーシング
１５４ ピストン部材
１５６ コイルばね
１５８ 隔壁
１６０ 第２空間部
１６２ 第３空間部
１６４ 貫通孔

Claims (16)

1. 弁座と、
   前記弁座に対して軸線の方向に移動する弁体と
   を備え、
   前記弁座及び前記弁体の形状は、少なくとも閉弁位置付近における前記弁体の移動量の増加割合に対する開口面積の増加割合が漸増するように設けられている、圧縮機用の吸気調整弁。
2. 弁座と、
   前記弁座に対して軸線の方向に移動する弁体と
   を備え、
   前記弁座及び前記弁体の形状は、閉弁位置付近において前記弁体が開弁方向に移動する際に、前記軸線に対する周方向について不均一な開口領域が漸増するように設けられている、圧縮機用の吸気調整弁。
3. 前記弁座は、前記弁座における前記弁体との当接面の外周側に前記軸線方向に延びる弁座側開口限定部を備える、請求項１又は請求項２に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
4. 前記弁座側開口限定部は、前記弁体の開弁方向に凸形状の少なくとも１つの弁座側凸部を備える、請求項３に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
5. 前記弁座側開口限定部は、前記弁体の閉弁方向に凹形状の少なくとも１つの弁座側凹部を備える、請求項３に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
6. 前記弁座側開口限定部は、前記軸線に対して傾斜した端面を有する、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
7. 前記弁座側開口限定部は、複数の弁座側孔部を備える、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
8. 前記複数の弁座側孔部は、前記弁体の開弁方向に数が増加するように配置されている、請求項７に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
9. 前記複数の弁座側孔部は、前記弁体の開弁方向に孔径が大きくなるように形成されている、請求項７又は請求項８に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
10. 前記弁体は、前記弁体における前記弁座との当接面の内周側に前記軸線方向に延びる弁体側開口限定部を備える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
11. 前記弁体側開口限定部は、前記弁体の閉弁方向に凸形状の少なくとも１つの弁体側凸部を備える、請求項１０に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
12. 前記弁体側開口限定部は、前記弁体の開弁方向に凹形状の少なくとも１つの弁体側凹部を備える、請求項１０に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
13. 前記弁体側開口限定部は、前記軸線に対して傾斜した端面を有する、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
14. 前記弁体側開口限定部は、複数の弁体側孔部を備える、請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
15. 前記複数の弁体側孔部は、前記弁体の閉弁方向に数が増加するように配置されている、請求項１４に記載の圧縮機用の吸気調整弁。
16. 前記複数の弁体側孔部は、前記弁体の閉弁方向に孔径が大きくなるように形成されている、請求項１４又は請求項１５に記載の圧縮機用の吸気調整弁。

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