JP2812776B2

JP2812776B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP2812776B2
Application number: JP6245690A
Authority: JP
Inventors: カイオ・マリオ・フランコ・ネツト・ダ・コスタ
Original assignee: エンプレサ・ブラジレイラ・デイ・コンプレソレス・エシ・アーエンブラク
Priority date: 1989-03-16
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JPH0323388A; US4978285A; BR8901306A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、小型冷却装置用の密封圧縮機に係わり、更
に特には、転動ピストン用の回転タイプ又は往復タイプ
の密封圧縮機の中の吐出し及び吸込みリード弁のための
新たな構造的解決策に係わる。

密封圧縮機内の、特に転動ピストン回転圧縮機タイプ
の密封圧縮機内の吐出しシステムの構造は、圧縮機のエ
ネルギ損失及び容量損失に直接的に影響する。

そうした損失の１つは過圧によるエネルギ損失であっ
て、これは、シリンダ圧縮室内の圧力が吐出し圧力に達
した後では出口弁が簡単に開いてしまい、且つ弁が一旦
開くと可能な限り急速に吐出しガスを放出するという吐
出しシステムの不適当な効率に起因する。出口弁が不十
分にしか開かない状況では、シリンダ圧縮チャンバ内に
過圧状態が生じるだろうし、前記過圧状態下の圧縮サイ
クル部分が長いほど、圧縮機クランク軸が耐えねばなら
ないであろう作用力及びエネルギ損失が大きくなる。上
述のように、密封圧縮機の寸法を決める際には、吐出し
システムについてその構造的特性を慎重に定めることが
最も重要であると言える。

密封圧縮機の吐出しシステム用に、特に転動ピストン
用の回転タイプの圧縮機の吐出しシステム用に採用され
る通常の解決策は、羽根形弁（又はリード弁）であり、
この弁には、吐出し穴が貫通されるプレートと同一のプ
レートには螺子又はリベットによって取り付けられるバ
ックストップが備えられる。

圧縮機内でエネルギ損失を引き起こす動作上の幾つか
の欠陥を、上記のリード弁が有する場合がある。

そうした公知の弁は、その羽根取付けが吐出し口の上
の弁座と同じ高さになるように固定用リベット又は螺子
に取り付けられたシステムによって取り付けられる。

この公知の弁は弁座に対して（平行ではなく）傾斜し
て開き、従って吐出し流れに不均整を発生させ、その吐
出し流れを困難にする。

羽根弁に基づく上記の動作特性は、シリンダ圧縮チャ
ンバからのガス吐出し流れを弱め、それによって過圧に
起因するエネルギ損失を増大させる。

回転タイプ又は往復タイプの密封圧縮機用の公知の羽
根形吐出し弁に関する上記の欠点は、交番密封圧縮機用
のリード形吸込み弁にも関連し得る。

本発明の目的は、弁開口の効率及び前記開口を通過す
るガスの効率に関する圧縮機エネルギ損失を最小限度に
することが可能な、小型冷却装置内で使用される圧縮機
を提供することである。

上記目的を達成すべく、本発明によれば、ケーシング
の内部に配置され、偏心軸に駆動されるピストンと、該
ピストンと協働して圧縮及び吸い込みチャンバを規定し
且つ該チャンバと前記ケーシング内部との間の流体連通
のための流路穴を有するプレートとを備えるシリンダア
センブリを含むタイプの圧縮機であって、前記圧縮及び
吸い込みチャンバ内部の冷却ガス圧力と前記ケーシング
内部の冷却ガス圧力との差に大じ、前記流路穴の前記プ
レートの表面における出口を、シーリング部分を構成す
る一方の端部で開放又は閉鎖するための弾性変形可能な
羽根を有する羽根形弁を備え、前記羽根形弁の基部を構
成する前記羽根の他方の端部は、前記プレートの表面の
上方にある基部取り付け面に取り付けられており、前記
羽根の少なくとも一部は、前記プレートの表面に対し、
前記チャンバ内部の冷却ガスと前記ケーシング内部の冷
却ガスとの間に圧力の差が存在しない時に、前記シーリ
ング部分を前記流路穴の出口の縁部と密閉関係に置くよ
うな角度をなすことを特徴とする圧縮機が提供される。

本発明の一態様においては、前記流路穴の出口端部
が、弁基部部分の取り付け個所を含む平行平面から離れ
た平面に備えられ、更に前記弁基部部分が、どんな弾性
変形をも免れている時には、前記弁取り付け個所と直径
上で向き合った前記流路穴の出口端部縁部上に少なくと
も部分的にだけ据えられる前記シーリング部分を有する
ように、前記流路穴の出口端部平面に関し傾斜した平面
内に少なくとも部分的に備えられる。

前述の解決策によって、羽根が開いた後でその座の上
に斜めに据えられるような通常の解決策に比べて、羽根
が開く動きが流路穴の座に対してより水平な形で、即ち
より平行な形で生じることが可能になる。この弁座は前
記流路穴の出口端部縁部によって範囲を限定されるとい
うことが理解されなければならない。

羽根の開きにおけるそうした平行性は、はるかに均一
で及び層流のガス流れをもたらし、従って流動特性が向
上する。羽根シーリングの一部分が弾性変形がない時に
流路穴の出口端部の上に斜めに据えられる構造的形状に
基づく別の利点は、通常の解決策を用いる場合に比べ
て、より容易に羽根を開かせることが可能であるという
ことである。休止時には羽根が座平面に対し少なくとも
部分的に傾斜していることによって、通常運転の間に前
記座の周囲に形成される油膜をより容易に及びより速や
かに消散させることが可能になる（そうした油膜は、羽
根が弁座に「張り付く」原因となる）。

弁の容易な開きを促進する別の原因は、弁座上の支持
において、その取り付け側で羽根に加えられる応力が、
その端部の側で加えられる応力よりも小さいということ
である（取り付け側を閉じるための、圧力差によって生
じる応力以外には、どんな応力も予め必要ではない）。
従ってシリンダ内の内部圧力がケーシング内の圧力と大
きく異なっている時には、取り付け側では弁の開きが非
常に容易である。冷却ガス流れの均一性及びより容易な
弁の開放という２つの作用により、回転圧縮機及び往復
圧縮機において過圧に起因するエネルギ損失が低減さ
れ、更に往復圧縮機の吸込み能率が改善される。

以下では、本発明が添付の図面を参照して説明される
こととなる。

第１図に示されるように、実現可能な本発明の実施例
を表すために選択された圧縮機は、吸込みスプライサ２
及び吐出しスプライサ３を受け入れ且つシリンダアセン
ブリ５及び転動ピストン６を収容する端部部分を有する
ケーシング１から成るタイプの回転密封圧縮機である。
前記転動ピストン６は、ステータ８及びロータ９から成
る電気モータによって駆動されるクランク軸７に取り付
けられる。この偏心軸又はクランク軸７は主軸受10及び
第２軸受11によって支持され、これらの軸受の各々は、
円形であり且つシリンダ５端部軸方向面に取り付けられ
たプレート又はフランジ10a,11aと合体する。示された
実施例では、シリンダ５の吐出し容積ガスを受け取り且
つそのガスをケーシング１の内部環境の中に送るため
に、吐出し減衰チャンバ４が第２軸受11に備えられてい
る。

明確には示されていないが、シリンダ５が、転動ピス
トン６及び軸受10,11のプレート10a,11aと共に吸込みチ
ャンバ及び吐出しチャンバの範囲を内側で規定し、この
吐出しチャンバがガス流路軸方向穴55を通して吐出し減
衰チャンバ４の内部と流体連絡しており、またこのガス
流路軸方向穴55が、図示された形状では圧縮機アセンブ
リの圧縮チャンバのガス吐出し穴の範囲を限定するとい
うことが理解されなければならない。

示された実施例では、リード弁50は圧縮機アセンブリ
の出口弁から成り、この出口弁は基部部分51a及びシー
リング部分5Ibを有する可撓性金属プレート51から成
る。基部部分51aは、流路穴55の出口が開口する端部プ
レート面11aに取り付けられ、前記取付けは前記基部部
分51a内の対応する穴51cを貫通する螺子又はリベット53
によって行われ、更に前記リベット53は、流路穴55の直
ぐ後方の区域に延びる堅いプレートの形のバックストッ
プ56を羽根51の基部部分51aに固定する。

本発明の目的である新たな構造的解決策では、リード
弁座の範囲を限定するために、流路穴55が、羽根51の基
部部分51aの取り付け平面から離れた平面に配置される
出口端部を有し、更にそうした流路穴55の出口端部が、
前記端部プレート11a内に作られた凹部58の内側の高い
突起の中に配置される。図示された形状では、羽根51の
基部部分51aの取り付け平面は弁座平面又は流路穴55の
出口端部から距離を置いて且つ平行であり、前記バック
ストップ56も、前記２つの平面に平行で且つ羽根51の基
部部分51aに隣接した平面内に備えられる。

第３図及び第4a図に示されるように、羽根51は、基部
部分51aに対し傾斜した平面で且つ流路穴55の出口端部
を含む平面の内にシーリング部分51bが位置させられる
ことを可能にする中間プラスチック折り曲げ部分を有す
る。基部部分51aの取付け平面と流路穴55の出口端部平
面との間の間隙及び基部部分51aに対するシーリング部
分51bの傾斜角度αの大きさは、圧縮チャンバと密封ケ
ーシング内部１の間の圧力差に起因する弾性変形が羽根
51に全く存在しない場合に、端部プレート11aの基部部
分51aの取付け個所53に関して直径上で向き合った流路
穴55の出口端部縁部上に部分的にだけシーリング部分51
bが据えられるような大きさである。

上記の構造的配置によって、流路穴55の２つの相対す
る側部内の圧力が均衡する時に、即ち、ピストンが吸込
みサイクルを完了してはいるが圧縮サイクルをまだ開始
していない時には、羽根51が弁座に関し僅かに開かれて
いる。それによって、シリンダ内側の圧縮された冷却流
体負荷が弁の全開に必要な最終圧力に達する前に、シー
リング部分51bが弁座の「引き剥がし」を開始すること
を可能にし、その時点で、バックストップ56の隣接面に
対して押し付けられるようにプレート51が弾性変形さ
れ、また流路穴55の出口端部を含む平面から離れて且つ
平行な平面の中にプレート51が位置させられ、それによ
って本文書の冒頭で言及された利点がもたらされる。

第4a図〜第4d図から分かるように、当該の弁が出口羽
根弁であるとみなされる時には、ピストンの吸込みサイ
クル６の間は、圧縮チャンバの内部圧力が、羽根51が位
置する端部プレート11a内側の中に存在する圧力に対し
て負圧となり、羽根51のシーリング部分51bが流路穴55
の出口端部の上を完全に塞ぐように弾性変形されること
を引き起こし、それによって第4a図に示されるような弁
50の閉鎖を引き起こす。ピストン６がシリンダ５の内側
に動くにつれて、圧縮チャンバ内側の圧力が圧縮機ケー
シング１内側の圧力値と均衡する値に達し、第３図に示
されるように羽根51を弾性変形されていない初期形状に
戻らせ、シーリング部分51bが流路穴55の出口端を部分
的にだけ塞ぐ時には、第4b図に示されるように弁座から
前記羽根51を「引き剥がす」過程を開始する。ピストン
６がシリンダ５の内側を動くにつれて、シリンダ５内の
冷却流体のための所定の圧力値が生じさせられ、羽根51
が弾性変形され、第4c図及び第4d図に示されるように、
その羽根がバックストップ56の隣接面56に完全に押し付
けられるまで流路穴55の出口端部に対して徐々に間隙を
大きくしながら弁50の開放を開始する。

第4c図及び第4d図では、これらの図に示される弁が回
転タイプ又は往復タイプの圧縮機に使用可能な出口弁に
相応するが故に、矢印Ｓは吐出し穴55を通る冷却流体の
移動方向を示す。しかし第4a図及び第4d図に示される弁
は、往復ピストンタイプの圧縮機の吸込み弁としても使
用可能であることが分かるだろう。この場合には、羽根
51及びバックストップ56は、吸込みチャンバの内側に面
した端部プレート面11aの上に配置されるだろうし、ま
たこのアセンブリは出口弁としての前記弁の使用に関し
て説明されたのと同じ仕方で機能するだろう。

第１図に示されるような転動ピストン密封圧縮機の場
合には、端部プレート面11aは、偏心軸を支持するため
の第２軸受自体によって範囲が限定され、一方、交番ピ
ストンタイプの圧縮機の場合には、端部プレート11a
は、圧縮機シリンダブロック内の開口端部を密封する弁
プレートによって範囲を限定される。

第５図はリード弁50の別の形状を示し、このリード弁
は基部部分51a及びシーリング部分51bを備えた金属羽根
51を有し、その取付けは第4a図、第4b図、第4c図及び第
4d図の形状に関して説明されたように行われる。

前記の他の形状では、羽根51は、第4a図から第4d図に
示されるプレートの中間のプラスチック折り曲げ部分に
加えて、圧縮チャンバとケーシング内部１との間の圧力
差に起因する弾性変形が存在しない状態に羽根がある時
に、流路穴55の出口端部縁部の上を完全に塞ぐように備
えられる端部部分51dをシーリング部分51bに与えるため
の別の端部プラスチック折り曲げ部分を有する。

本発明のための２つの形状だけが説明されてきたが、
本特許請求に含まれる発明思想から逸脱せずに変形を行
うことが可能なことが理解されるべきである。例えば、
羽根51基部部分51a及びバックストップ56取付け用の隣
接部分は、流路穴55の出口端部を含む平面に対し平行な
平面内にあることを必ずしも必要とはしないのであっ
て、羽根シーリング部分51に隣接するバックストップ部
分が、流路穴55の出口端部を含む平面に平行な平面内に
配置されるということと、並びにシーリング部分51bの
少なくとも一部分が、弾性変形されていない時に、傾斜
した平面内にあって且つ流路穴55の出口端部の縁部に対
して僅かに交差するということで十分なのである。この
場合にはププレート51は、前記流路穴55の出口端部に関
し同一の傾斜平面内に備えられたその基部部分51aとシ
ーリング部分と51bを有することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による出口弁を含む回転密封圧縮機の部
分縦断面図、第２図は当該のリード弁の範囲を限定する
プレートの上側平面図、第３図は更に本発明の実現可能
な形状による羽根取付け基部部分に関する羽根シーリン
グ部分の傾斜を示す、第２図に示されるような羽根プレ
ートの側面図、第4a図は流路穴を完全に塞いだ形での、
第１図の回転密封圧縮機のリード弁の拡大断面図、第4b
図はプレートの弾性変形が全く無い時の、及び流路穴を
部分的に塞いだ形での、第１図の過点密封圧縮機のリー
ド弁の拡大断面図、第4c図は羽根が流路穴出口から僅か
に離れて且つ中間的な開きの状態の、第１図の回転密封
圧縮機のリード弁の拡大断面図、第4d図は全開位置にあ
る、第１図の回転密封圧縮機のリード弁の拡大断面図、
第５図は羽根に対して弾性変形応力が与えられたまたは
与えられていない、流路穴の通常の全閉位置にある時の
羽根の実現可能な別の形状を図示する、第4a図及び第4b
図と同様な拡大断面図である。１……回転密封圧縮機ケーシング、４……吐出し減衰チ
ャンバ、５……シリンダアセンブリ、６……転動ピスト
ン、10……主軸受、11……第２軸受、50……リード弁、
51……可撓性金属羽根、51a……羽根基部部分、51b……
羽根シーリング部分、53……螺子又はリベット、55……
流路穴、56……バックストップ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング（１）の内部に配置され、偏心
軸（７）に駆動されるピストン（６）と、該ピストンと
協働して圧縮及び吸い込みチャンバを規定し且つ該チャ
ンバと前記ケーシング内部との間の流体連通のための流
路穴（55）を有するプレート（11a）とを備えるシリン
ダアセンブリ（５）を含むタイプの圧縮機であって、前記圧縮及び吸い込みチャンバ内部の冷却ガス圧力と前
記ケーシング内部の冷却ガス圧力との差に応じ、前記流
路穴の前記プレート（11a）の表面における出口を、シ
ーリング部分を構成する一方の端部（51b）で開放又は
閉鎖するための弾性変形可能な羽根を有する羽根形弁
（50）を備え、前記羽根形弁の基部を構成する前記羽根の他方の端部
（51a）は、前記プレート（11a）の表面の上方にある基
部取り付け面に取り付けられており、前記羽根の少なくとも一部は、前記プレート（11a）の
表面に対し、前記チャンバ内部の冷却ガスと前記ケーシ
ング内部の冷却ガスとの間に圧力の差が存在しない時
に、前記シーリング部分を前記流路穴の出口の縁部と密
閉関係に置くような角度をなすことを特徴とする圧縮
機。
【請求項２】前記基部取り付け面の上部にあり且つ該取
り付け面に平行な平面に取付けられた制止手段を更に備
え、前記羽根は弁が全開位置のとき前記制止手段と係合
する特許請求の範囲第１項に記載の圧縮機。
【請求項３】前記角度をなす羽根の一部が前記羽根の一
方の端部まで伸長する特許請求の範囲第１項に記載の圧
縮機。
【請求項４】前記羽根がシーリング部分で曲り部分を有
し、チャンバ内部の冷却ガスとケーシング内部の冷却ガ
スとの間に圧力差が実質上存在しない場合、前記曲り部
分が前記流路穴の出口を閉鎖する位置に置かれる特許請
求の範囲第１項又は第３項に記載の圧縮機。
【請求項５】シーリング部分の端部が、基部取り付け面
に平行である特許請求の範囲第４項に記載の圧縮機。
【請求項６】弁閉鎖位置において、圧力差により、流路
穴の出口の縁部に羽根のシーリング部分が置かれる特許
請求の範囲第１項に記載の圧縮機。
【請求項７】流路穴が圧縮チャンバの吐出孔である特許
請求の範囲第１項に記載の圧縮機。
【請求項８】流路穴が往復タイプ圧縮機の吸込孔である
特許請求の範囲第１項に記載の圧縮機。
【請求項９】流路穴の出口が前記プレート表面の凹部の
底部に位置する特許請求の範囲第１項に記載の圧縮機。
【請求項１０】前記流路穴の出口の開口部を囲む弁座を
更に有する特許請求の範囲第９項に記載の圧縮機。