JP3015613U - 吐出弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容積型圧縮機の吐出弁におけるバルブストッ
パ２２が固有振動数で振動して騒音を生じるのを防止す
る。 【構成】 弁体２１が当接するバルブストッパ２２の自
由長部分の形状（ＤＣＥ）が、Ｂ点を中心とした一定の
曲率半径を有する第１部分（ＤＣ）と、Ａ点を中心とし
た、より大きな一定の曲率半径を有する第２部分（Ｃ
Ｅ）とからなり、第１部分から第２部分へ滑らかに変化
していく。Ａ点、Ｂ点およびＣ点は、同一直線上にある
ので、曲線ＤＣと曲線ＣＥは、Ｃ点で同一接線を有する
ように滑らかに連続する。これにより、弁体２１は、先
ず基部側でバルブストッパ２２に当接し、かつ徐々に先
端側に向かって接触が進行する。従って、弁体２１先端
での急激な衝突が生じない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、容積型圧縮機の吐出弁に関し、特にリード弁を用いた吐出弁のバ ルブストッパの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

容積型圧縮機に用いられているリード弁においては、その弁体が１分間に数百 回も開閉を繰り返すことがある。バルブストッパは、一般に、弁体に過大な応力 が作用しないように、弁体の変形を規制するために設けられている。バルブスト ッパがない場合には、例えば、流体が液化しているような条件下で、１サイクル で流れる体積流量によって弁体が過度に大きく変形してしまう。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このバルブストッパと弁体との衝突は、騒音の大きな発生要因の一つとなる。 往復動型圧縮機およびローリングピストン型回転圧縮機における吐出弁のバルブ ストッパは、弁体からの運動エネルギの伝達による衝撃によって、従来から主要 な騒音源の一つとなっている。弁体とバルブストッパとの衝突による騒音は、特 にバルブストッパの固有振動数において顕著となる。つまり、弁体の運動エネル ギがバルブストッパおよび圧縮機のシェルつまり外殻へと伝達され、バルブスト ッパが固有振動数の刺激を受けることにより、大きな騒音となる。

【０００４】 従来のバルブストッパの設計によって大きな騒音が発生する主たる理由は、弁 体の基部がバルブストッパに衝突する前に、弁体の先端がバルブストッパに衝突 し、通常１ミリ秒程度の開動作の中の最後の１／１０ミリ秒の間に、弁体とバル ブストッパとの全体的な接触が生じるためである。

【０００５】 この考案の目的は、容積型圧縮機における放射騒音を低減することにある。

【０００６】 この考案の他の目的は、弁体先端部（もしくはパッド部）の最大開口高さを、 弁体脚部つまり中間部の曲げ応力を増加させることなく、一層大きく確保するこ とにある。

【０００７】 また、他の目的は、バルブストッパがその固有振動数でもって加振されること を回避し、この固有振動数の騒音が発生しないようにすることにある。

【０００８】 さらに、この考案の他の目的は、弁体とバルブストッパとの衝突が、弁体の開 期間の全体に亙って生じるようにすることである。

【０００９】 この考案のさらに他の目的は、弁体からバルブストッパへ伝達される運動エネ ルギを最小とし、かつバルブストッパへ一定の運動エネルギが伝達される時間を 最大限に確保することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る吐出弁は、固有振動数を有するバルブストッパと、このバルブス トッパに接離し、かつ先端と基部との間が自由長となった弁体と、を備えてなる 吐出弁において、上記弁体とバルブストッパとの当接が開作動のほぼ全域で生じ 、弁体からバルブストッパへ伝達される運動エネルギ量が最小になるとともに、 その伝達期間が最大になるように、上記バルブストッパの基部から始まる形状が 、一定の第１曲率半径を有する第１部分と、上記第１曲率半径よりも大きな一定 の第２曲率半径を有する第２部分とを有し、かつ上記第１部分から第２部分へ滑 らかに変化していくことを特徴としている。

【００１１】 さらに、請求項３では、上記第１部分と上記第２部分は、両者が接続される点 で同一の接線を有するように、それぞれの曲率半径の中心が設定されている。

【００１２】

【作用】

本考案においては、基本的に、弁体とバルブストッパとの接触が、弁体の開作 動の期間全体に亙って生じるようにバルブストッパの形状が設定されており、弁 体の基部から中間部さらには先端部へと徐々に接触が進行するようになっている 。

【００１３】 本考案では、弁体とバルブストッパとの間で発生する衝撃を減少させるために 、弁体の運動エネルギがまだ少ししか発生していないときに最初の衝突が起こり 、かつ弁体の開動作の間、弁体の基部から中間部（もしくは脚部（leg））さら には先端部（もしくはパッド部（pad））へと徐々に接触が進行する形で接触し 続けるように、バルブストッパの形状が設定されている。これにより、弁体とバ ルブストッパとの間の接触は、継続的なものとなり、かつバルブストッパの表面 を弁体が徐々に覆っていくころがり接触のような形となる。このように長期間に 亙って徐々にかつ円滑に接触することにより、瞬間的に高速で衝突する場合に比 べて、可聴周波数域での伝達エネルギが減少し、かつバルブストッパのたわみが 小さくなる。

【００１４】

【実施例】

以下、この考案を添付図面に示す一実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１５】 図１において、符号１０は、シェル１２を備えた容積型圧縮機の高圧側を示し ている。吐出ポート１６は、部材１４に形成されている。この部材１４は、固定 ベーン式あるいは回転ピストン式圧縮機のケースにおけるモータのサイドベアリ ングエンドキャップともなっている。あるいは、この部材１４は、往復動型圧縮 機におけるバルブプレートに相当する。固定ベーン式あるいは回転ロータ式圧縮 機のケースにおいては、通常は、シェル１２の内部空間に流入する前に脈動を弱 めるように、吐出ポート１６が消音室に開口している。この吐出ポート１６は、 吐出弁２０によって開閉される。吐出弁２０は、弁体２１と、バルブストッパ２ ２と、これらの弁体２１およびバルブストッパ２２を部材１４に固定するための ボルト２３等の固定部材と、を備えている。

【００１６】 圧縮機の運転中に、吐出ポート１６の圧力が、吐出弁２０に隣接するチャンバ １７の圧力を越えると、弁体２１が変形もしくは湾曲して開き、吐出ポート１６ からチャンバ１７へ流体が流れ出ることができる。バルブストッパ２２がないと すると、弁体２１は、吐出行程の間、湾曲した形状に撓み、かつ吸入行程の間、 吐出ポート１６に着座する。バルブストッパ２２は、流体が液状化している条件 下などで、弁体２１が過度に撓み変形し、永久変形してしまうことを防止するた めに設けられている。

【００１７】 前述したように、従来の構成では、通常の運転時に弁体２１がバルブストッパ ２２に衝突する結果、騒音が発生する。これは、弁体２１の脚部（中間部）全体 がバルブストッパ２２に接触する前に、弁体２１の先端がバルブストッパ２２に 当接し、吐出行程の中の一部の期間のみで衝突が起こることに、主に起因する。 本考案では、吐出行程の中でより一層長い期間、接触し続けるようにバルブスト ッパ２２の形状が設定されており、弁体２１がバルブストッパ２２の表面を丸く 包みこむかのように、弁体２１の基部から中間部さらには先端部へと徐々に接触 するようになっている。これにより、弁体２１の先端が先に衝突してしまうこと が阻止される。

【００１８】 弁体２１の曲げ方向の厚さは非常に薄く、通常、０．４ｍｍ程度の厚さである ので、剪断応力の合成最大主応力への影響は無視することができる。バルブスト ッパ２２の厚さは、弁体２１に比較して非常に厚いので、弁体２１は、片持ち梁 と同様に、バルブストッパ２２の基部でもって固定されているものとみなすこと ができる。また、弁体２１の先端部に加わる力は、弁体２１の先端部中央に対応 する片持ち梁先端に加わる力と同様に作用する。

【００１９】 図２において、ＤＣＥは、弁体２１によって叩かれるバルブストッパ２２の自 由長部分の形状を示している。図示するように、曲線ＤＣは、Ｂ点が中心点であ り、曲線ＣＥは、Ａ点が中心点である。そして、曲線ＤＣと曲線ＣＥとが、Ｃ点 で同一接線を有するように、Ａ点、Ｂ点およびＣ点は、同一の直線の上にあり、 これによって、異なる半径の２つの曲線部分が滑らかに連続している。この２つ の曲線部分つまり曲線ＤＣおよび曲線ＣＥは、それぞれ弁体２１の脚部および先 端部に対応する。代表例としては、半径ＢＣは半径ＡＣのほぼ６０％であり、曲 線ＤＣは、８〜１５°の範囲を有している。これによって、弁体２１とバルブス トッパ２２との接触時間は長くなり、かつバルブストッパ２２へ伝達される運動 量が減少する。このように接触時間が長くなり、かつ伝達運動量が大幅に減少す ることにより、弁体２１からバルブストッパ２２へ加わる振動が抑制され、かつ 放射騒音が低減する。最初の接触は、弁体２１の基部で始まり、ここから弁体２ １の先端側へ徐々に接触が進行する。つまり、弁体２１がバルブストッパ２２の 湾曲表面を徐々に覆っていく形となる。弁体２１がバルブストッパ２２と接触す ることにより支点位置が決定されるので、弁体２１が開いていくと、弁体２１の 応答特性を決定する自由長が一定量づつ減少し、その応答特性が変化する。

【００２０】 本考案に対し、従来の一般的な構成においては、上記ＤＣに対応する部分が一 定半径の曲線からなり、かつ上記ＣＥに対応する部分が、曲線ＤＣの接線となる 直線状をなしている。そして、弁体２１の脚部が、上記ＤＣに対応する曲線部分 を越えて、上記ＣＥに対応する直線部分に接触することになる。これは、弁体２ １の先端部における曲げ応力の抑制に寄与する。しかしながら、このような従来 の構成では、開期間中に圧力が継続的に増加するに従って、弁体２１の脚部が上 記ＤＣに対応する領域に完全に接触する前に、弁体２１の先端がバルブストッパ ２２に接触し得ることになる。

【００２１】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、この考案に係る吐出弁によれば、容積型圧縮機 において問題となる放射騒音とりわけバルブストッパの固有振動数での騒音を低 減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る吐出弁の構成を示す断面図。

【図２】本考案のバルブストッパの形状を示す説明図。

【符号の説明】

１６…吐出ポート ２０…吐出弁 ２１…弁体 ２２…バルブストッパ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固有振動数を有するバルブストッパ（２
   ２）と、このバルブストッパに接離し、かつ先端と基部
   との間が自由長となった弁体（２１）と、を備えてなる
   吐出弁（２０）において、上記弁体とバルブストッパと
   の当接が開作動のほぼ全域で生じ、弁体からバルブスト
   ッパへ伝達される運動エネルギ量が最小になるととも
   に、その伝達期間が最大になるように、上記バルブスト
   ッパの基部から始まる形状（ＤＣＥ）が、一定の第１曲
   率半径を有する第１部分（ＤＣ）と、上記第１曲率半径
   よりも大きな一定の第２曲率半径を有する第２部分（Ｃ
   Ｅ）とを有し、かつ上記第１部分から第２部分へ滑らか
   に変化していくことを特徴とする吐出弁。
2. 【請求項２】 上記弁体と上記バルブストッパとの当接
   によって上記固有振動数での加振を防止するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載の吐出弁。
3. 【請求項３】 上記第１部分と上記第２部分は、両者が
   接続される点で同一の接線を有するように、それぞれの
   曲率半径の中心が設定されていることを特徴とする請求
   項１記載の吐出弁。