JP3054236B2 - 密封冷蔵圧縮機の弁 - Google Patents
密封冷蔵圧縮機の弁Info
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Description
縮機、より詳しくは一般的に家庭用の冷蔵庫内に適用さ
れる比較的小さな圧縮機に使用される吸込み弁及び吐出
し弁に関する。
シリンダ容積)を有する密封圧縮機において、吸込み弁
及び吐出し弁は圧縮機の性能に多大な影響を及ぼす。
―ド組立て品は、圧縮機のエネルギ的質量的な有効性に
対して直接的に作用する。
の間、容易に開口する弁の抵抗及び流れの規制によって
基本的に特徴付けられる。このような損失は、弁を開口
状態に変位するブレ―ドのスピ―ド及び即応性へ直ちに
関係する。
遅延によって生ずる損失の生起に寄与する主要素は、以
下の通りである。
最大の有効力を有するのを防げる、ガス穴及び/又は弁
座の不適当な形状又は不適当な幾何学的配列 − 超過重量(質量)及び/又は不適当な幾何学的配列
によって生起されたブレ―ドの慣性 − 粘性潤滑油の存在による弁板へのブレ―ドの付着性
固着 これらの要素が吸込み弁において生ずる時、これらは圧
縮機の体積効率に多大な影響を及ぼす。吐出し弁の場合
には、その損失つまりブレ―ドを開口開始させる過圧損
失は根本的に強大である。
る弁機構の概念は、アメリカ特許番号4,642,03
7号及び4,580,604号に記載されている型のも
のである。
の目的は、潤滑油の粘性により生じた付着(固着)効果
を減少することにより、ブレ―ドの開口における遅延を
最小にすることのみである。
な他の問題、即ち主に弁の開口の初期においてブレ―ド
の慣性効果を減少するということが、未だに解決されて
いない。
―ドの重量(大きさ)の減少及び結果的にはブレ―ドの
慣性の減少は、ブレ―ドの厚さを減少することによりよ
り効果的に達成される。しかし、このことは、ブレ―ド
の上主に穴の上方の領域上に過剰な高歪を与える。結果
としては、穴の直径を減少する必要があり、それによっ
て有効力及び流量領域とが減少し、従って圧縮機の性能
が減少する。
件の下で作動しても、上記の問題点は両方の弁にとって
共通であるということも考慮に入れられるべきである。
びブレ―ドの厚さの減少を全く生じることなく、ブレ―
ドの開口の初期の間にブレ―ドの付着効果及び慣性効果
を減少させることにより、圧縮機のエネルギ効率及び体
積効率を高めることができる吸込み又は吐出しいずれか
一方の弁機構を提供することである。
は、端面を有するシリンダブロックと、シリンダブロッ
クの中に形成されかつブロックの端面に開口されている
端部を有するシリンダと、シリンダの内部に装着された
往復動のピストンと、弁板(30)とを備えている密封
冷蔵圧縮機用の弁であって、弁板は、シリンダの開放端
においてブロックの端面に取り付けられた前面及び対向
する後面とを有し、かつ各々のリ―ド弁を介してシリン
ダの内部と弁板の前面とを連通する少なくとも一対の軸
方向ガス穴を備えており、リ―ド弁の各々は、ガス穴の
各々の排出端が開口している弁板の面に取り付けられた
基部を有する可撓性のブレ―ド要素と、ガス穴の排出端
上に設置された閉鎖位置及びガス穴の排出端から離間さ
れた開口位置の間を移動可能な封止部とを備えており、
前述の封止部の移動が、シリンダの内部と弁板の前面と
の間の圧力差によるブレ―ド要素の可撓性変形によって
得られることを特徴とする弁であって、密封往復動圧縮
機に用いられる。
弁の一部開口状態へブレード要素の封止部を絶えず偏倚
するように、各々のブレード要素及び弁板の間に装着さ
れた傾斜した偏倚手段を備えており、偏倚手段には、ガ
ス穴の領域においてシリンダの内部及び弁板の前面の間
で圧力平衡が得られる時、ブレード要素の封止部を直ち
に弁の一部開口位置に移動するために斜めに曲げられた
端部が設けられており、ブレード要素の封止部が、弁の
上流のガス圧力が弁の下流のガス圧力を超えた時弁の最
大開口位置に、かつ弁の下流のガス圧力が弁の上流のガ
ス圧力を超えた時は必ず、偏倚手段の作用に逆らってブ
レード要素の封止部が保持される閉鎖位置へ移動され、
封止部が弁の一部開口位置及び弁の最大開口位置の間で
移動される時は、ブレード要素の封止部が前記偏倚手段
の作用から自由にされている。
への動きの初期において、偏倚手段が、ブレ―ド要素の
封止部を開口方向へ押し上げるように配置されている。
用による開口遅延においてのみならず、ブレード要素の
慣性により生ずる開口遅延においても、しかもこれを主
たるものとして、著しい減少を達成することができる。
なぜなら、ブレード要素は偏倚手段の偏倚作用を受ける
が、偏倚手段の質量は弁板の穴を介して流れるガスによ
って移動されないからである。
止部に対する付加的加速、及び結果的には弁の完全な開
口を達成するために必要なクランク軸の回転角度におけ
る減少を可能にする。
られた囲いの内に装着されたばねの形状をとることがで
きる。
実施例を表わすために選択された圧縮機は、密封容器
(図示せず)の内部に収容されており、かつ、以後はシ
リンダCと呼ばれるが、その内部をピストン20が往復
運動する円筒空洞を有するシリンダブロック10を備え
る型の往復動圧縮機である。
り、当該端面には、シリンダCが開口されていると共に
ガスケット11を介して弁板30及びシリンダヘッド5
0が固定されている。シリンダヘッド50は、弁板30
と共に、吸込み室50aと吐出し室50bとを規定す
る。弁板30は、シリンダヘッド50と共に吸込み室5
0a及び吐出し室50bとを各々規定する前面30a
と、シリンダブロック10に面し、ピストン20と共に
シリンダCの内部の圧縮機室を規定する反対側の面30
bとを有する。シリンダCは、弁板30上に設けられた
各々の軸方向ガス穴を介して、吸込み室50a及び吐出
し室50bの各々と流体の連通が確保される。図面に記
載された実施例において、シリンダCの反対側の弁板の
前面30aは、1つの吸込み穴31及び1つの吐出し穴
32の入口端31a及び出口端32bとを各々規定す
る。弁板の対向する後面30bは、吸込み穴31及び吐
き出し穴32の出口端31b及び入口端32aを規定す
る。出口端31b及び32bは、吸込み弁及び吐出し弁
の座を各々規定する。
圧縮機の操作上の必要条件に従って設計された各々のリ
―ド弁が装着されている。
ていると共に後面30bにおいてT型形状の凹所33を
有する弁板30を示している。凹所33の中央長手脚
は、図1、図6及び図7で示されていると共に圧縮機の
吸込み弁を規定する吸込みブレ―ド要素60の真下に位
置されるように、吸込み穴31に対して整列され、かつ
わずかに離間されている。
基部61と封止部62とを有している。基部61は、公
知の方法、例えば、吸込みブレ―ド要素60の基部61
に設けられた対応する穴(図示せず)を介して取付けら
れると共に弁板30の後面30bに設けられた1対の穴
35の中に固定された1対のリベット又はねじ65のよ
うな方法によって弁板30の後面30bに固定される。
33と、吸込みブレ―ド要素60を弁板30に固定する
固定手段65を受容する35との間の相対的な位置決め
は、シリンダC内のガス圧縮サイクルの間前述の吸込み
穴を封止可能にするため、封止端部62が吸込み穴31
の出口端31bの直前に位置すると同時に、吸込みブレ
―ド要素60が凹所33を超えて伸長するように設計さ
れている。
ね鋼などの適切な材料からなり、かつ前述の凹所と同じ
形状と凹所の中にその取付けを可能にする適切な厚みと
を有する薄板ばね部材70が収容されており、薄板ばね
部材70は、吸込みブレ―ド要素60の封止部62の下
方で弁板30の後面30bによって規定された平面から
外に向かってわずかに突出するように、傾斜した面に上
向きに曲げられるか又は他の同様な方法によって曲げら
れる長手中央ステムの端部71を有する。ばね部材70
の他の部分は、凹所の中に収容されている。吸込みブレ
―ド要素60の基部61も凹所の中に保持される。
レ―ド要素60の封止部62を吸込み穴31の出口端3
1bから離間された位置へ連続的にかつ弾性的に変形さ
れる。
内部との圧力が等しい時のみ、各々の弁座に関してブレ
―ド要素60の封止部62の離間又は一部開口の状態が
生ずるように、薄板ばね部材70が構成されている。
―クが始まる以前であり、かつシリンダCの内部の圧力
が未だ吸込み室50aの内部の圧力と等しい時、ばね部
材70は、吸込み穴31を介するガス圧力差又はガス流
の圧力から生ずるいかなる力のブレ―ド要素60の封止
部62上での行使以前でさえも、ブレ―ド要素60を図
6に示されている吸込み弁の一部開口位置へ直ちに押し
上げる。ばね部材70のブレ―ド要素60への偏倚は、
ばね部材70の無負荷位置に対応する一部開口位置に直
ちにブレ―ド要素60をつかせるために、弁の開口の初
期の段階においてのみ作動する。ばね部材70の無負荷
位置への弾性的変形が終了すると、ブレ―ド要素60
は、吸込み穴31を介するガスの流れの作用によって図
6で破線で示されている弁の最大の開口位置へ達するま
で、弾性変形を続ける。
に吸込み穴31を介するガスの流れが終了した時、シリ
ンダC内部の圧力は、段々と上昇し、ブレ―ド要素60
が一部開口状態に戻り無負荷位置でばね部材70により
未だ弾性的に変形される時、瞬間的に吸込み室50aの
内部の圧力とシリンダC内部の圧力は平衡にされる。シ
リンダCの圧力が吸込み室50aの圧力をわずかに超え
る時、ブレ―ド要素60は、弁の閉鎖位置に変位され
る。その状態では、封止部62は、吸込み弁の弁座31
bを封止し、吸込みばね部材70の突出端71を弾性的
に変形する。
介してのガスの好ましくない戻りを避けながら、下流圧
力(ガスの流れ方向に関して)が、上流圧力を超えると
直ちに、吸込みばね部材が弁を容易に閉鎖できるように
構成されていることが認識されよう。
に関して規定されたのと同じ原理に従っている。
る様に、吐出し穴32の出口端32bは、弁板30の前
面30aに設けられていると共に、吸込み弁のブレ―ド
要素60の構成と同様の構成で可撓性のブレ―ド要素8
0により規定された吐出し弁を収容するような大きさの
楕円形凹所36の底に位置付けられている。吐出し弁の
ブレ―ド要素80は、吸込み弁に用いられた方法と同様
の適切な方法又はストップ要素37を介して凹所36の
底に取り付けられた基部81と、吐出し通路32の出口
端32b上に位置する弁の開口位置と閉鎖位置との間で
変位され得る封止部82とを有する。本実施例において
は、吸込み偏倚手段70の構成と同一のばね鋼ブレ―ド
形状の構成を有する吐出し偏倚手段90を、吐出しブレ
―ド要素80の基部81の助けを借りて他の凹所38の
中に収容しかつ保持するために、吸込み弁の凹所33と
同様な形状を有する他の凹所38が、吐出しブレ―ド要
素80の基部の下にある凹所36の底部領域において設
けられる。吐出しばね又は偏倚手段90は、吐出しブレ
―ド要素80の封止部82の下方において弁板30の前
面30aの平面より外側へ突出している部分91も有し
ている。吐出しばね部材90の他の部分は、吐出しブレ
―ド要素80の基部81によって保持されると共に凹所
38の内部に収容される。
ド要素80を保持するためのストップ要素37は、吐出
しブレ―ド要素80の長手方向に配設されかつ吐出しブ
レ―ド要素80から離間した中央主延長部と、凹所36
の底部に向かって曲げられかつ凹所36の対向端壁に取
付けられた対向長手延長部を備えた2つの端部とを有す
る金属ステムの形をとる。
吸込み弁に関して記載された効果と同様の効果を吐出し
ブレ―ド要素80に及ぼすように寸法が決められてい
る。吸込み行程と圧縮行程の間、吐出し室50bの圧力
は、シリンダC内部の圧力より高く保たれ、かつ吐出し
ブレ―ド要素80の封止部82を吐出し穴32の出口端
32b上に完全に据えさせ、出口端32bが吐出し弁の
座を規定する。そしてこのようにして吐出し弁が完全に
閉鎖される。
室50bの間で圧力平衡が得られた時、ブレ―ド要素8
0の閉鎖状態により弾性的に変形された吐出しばね部材
90の端部91は、直ちにブレ―ド要素の封止部82を、図8
の実線で示されるように、一部開口状態に押し上げ、弁
を開けようとする過圧によって生起されたエネルギ損失
を最小にする。ばね部材90の無負荷位置への弾性的変形
の終了に伴って、ブレ―ド要素80は、図8の破線で示さ
れたように弁の最大開口位置に達するまで弾性的に変形
し続ける。
し穴32を介するガスの流れが止まった時、シリンダC
内部の圧力は減少し、かつばね部材90が無負荷位置に留
まりながらブレ―ド要素80が一部開口位置に戻る時、
直ちに吐出し室50b内部の圧力と平衡する。
圧力より低くなった時、吐出しブレ―ド要素80は、吐
出し弁座32bに対して据えられ、かつ吐出しばね部材
90の突出端部91を弾性的に変形する封止部82と共
に、その中に保持される弁の閉鎖状態へ変位される。弁
の下流及び上流との圧力不平衡の直後に発生する、通常
のガスの流れに関して反対方向の弁の閉鎖の迅速さは、
弁を介する逆流による容積損失を回避する。
ばね70及び吐出しばね90は、各々の弁座31b及び
32bとに関してオフセットしている各々のブレ―ド要
素60及び80の領域の下方で作動するように寸法が決
められ、かつ配置されている。このようにして、これら
のばね部材70及び90は、ばね部材上のガスの流れ又
は圧力の直接的ないかなる作用の影響を受けないが、弁
座31b及び32b上に突出しているブレ―ド要素の封
止部62及び82の一部分は、弁の上流及び弁の下流で
生ずる圧力の差に従うので、弁の封止手段として自由に
作動する。又前述の図6及び図8によると、凹所33及
び38の縁部、ブレ―ド要素60及び80の基部61及
び81,及び弁座31b及び32bとは、前述の吸込み
弁及び吐出し弁の各々に対し、好ましくは同じ平面上に
位置されるのがよい。
ンダ及びピストンの組立て体の縦断部分断面図であり、
図2のI−I線に係る断面図である。
であり、図1のII−II線に係る図である。
図である。
る。
立て体の縦断面図であり、図2のVI−VI線に係る図であ
る。ここに、前述の弁板は、一部開口位置において実線
で図示されている吸込み弁、及び最大開口位置において
破線で図示されている吸込み弁とを備えている。
において実線で図示される吐出し弁及び最大開口位置に
おいて破線で図示される吐出し弁とを図示する弁板の縦
断面を示している。
Claims (7)
- 【請求項1】 端面を有するシリンダブロックと、前記
シリンダブロックの中に形成され、かつ前記ブロックの
端面に開口されている端部を有するシリンダと、前記シ
リンダの内部に装着された往復運動ピストンと、弁板と
を備えている型の密封冷蔵圧縮機用の弁であって、前記
弁板は、前記シリンダの開放端において前記ブロックの
前記端面に取り付けられた前面及び対向する後面とを有
し、かつ各々のリード弁を介して前記シリンダの内部と
前記弁板の前面とを連通する少なくとも一対の軸方向ガ
ス穴を備えており、前記リード弁の各々は、前記ガス穴
の各々の排出端が開口している前記弁板の面に取り付け
られた基部を有する可撓性のブレード要素と、前記ガス
穴の排出端上に設置された閉鎖位置及び前記ガス穴の前
記排出端から離間された開口位置の間を移動可能な封止
部とを備えており、前記封止部の移動が、前記シリンダ
の内部及び前記弁板の前面の間の圧力差による前記ブレ
ード要素の弾性変形によって得られる弁において、 前記弁が、前記弁の一部開口状態に対応する各々の前記
ガス穴の開口位置へ前記ブレード要素の封止部を絶えず
偏倚するように、各々の前記ブレード要素及び前記弁板
の間に装着された傾斜した偏倚手段を備えており、偏倚
手段には、前記ガス穴の各々の領域においてシリンダ内
部及び前記弁板の前面の間において圧力平衡が得られる
時、前記ブレード要素の前記封止部を直ちに前記弁の一
部開口位置に移動するために斜めに曲げられた端部が設
けられており、前記ブレード要素の封止部が、前記弁の
上流のガス圧力が前記弁の下流のガス圧力を超えた時前
記弁の最大開口位置に、かつ前記弁の下流のガス圧力が
前記弁の上流のガス圧力を超えた時は必ず前記偏倚手段
の作用に逆らって前記ブレード要素の封止部が保持され
る閉鎖位置へ移動され、前記封止部が前記弁の前記一部
開口位置及び前記弁の最大開口位置の間で移動される時
は、前記ブレード要素の封止部が前記偏倚手段の作用か
ら自由にされていることを特徴とする密封冷蔵圧縮機用
の弁。 - 【請求項2】 前記弁板の前記ガス穴の各々に対してオ
フセットされる前記ブレ―ド要素の領域内で、前記偏倚
手段が作動する請求項1に記載の弁。 - 【請求項3】 前記偏倚手段が前記ブレ―ド要素の中央
領域内で作動する前記項2に記載の弁。 - 【請求項4】 前記偏倚手段は、前記弁板の凹所の中に
保持され、さらに、その斜めに曲げられた端部が、上記
圧力平衡が前記弁の前記上流領域及び前記下流領域の間
で生じた時各々の前記ブレード要素を前記弁の前記一部
開口位置に移動するために前記凹所から外側へ突出して
おり、前記端部は、前記弁が閉鎖している時前記凹所の
中に収容される請求項1に記載の弁。 - 【請求項5】 前記凹所の縁部が、前記ブレ―ド要素の
基部の取付け表面及び各々の前記ガス穴の排出端と同一
平面上にあり、かつ前記偏倚手段が、前記弁が閉鎖する
時前記凹所の内部に完全に収容される請求項4に記載の
弁。 - 【請求項6】 前記偏倚手段が、前記ブレ―ド要素及び
前記弁板の間に装着されたばね部材の形状である請求項
1に記載の弁。 - 【請求項7】 前記ばね部材は、前記圧力平衡が前記弁
の前記上流領域及び前記弁の前記下流領域の間で得られ
る時、各々の前記凹所に対して外側に保持されている斜
めに曲げられた端部を有するばね鋼ブレ―ドである請求
項6に記載の弁。
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