JP6754370B2 - 圧縮機用吸引音響フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、往復圧縮機用の音響吸引フィルタの新規な実施形態に関し、より詳細には、冷凍システム、特に、少なくとも２つの独立した蒸発／吸込ラインが配設された冷凍システムに用いられる往復圧縮機の音響フィルタ吸引に関する。

一般に、往復圧縮機用の吸引音響フィルタには、冷凍システムの２つ（または複数）の独立した蒸発／吸引ラインの１つを選択するための簡略化された熟練技術を要する手段が設けられている。

当分野の技術者に周知であるように、現在の技術は、様々な冷却システム構成から成る。これらの構成のうち、本発明の範囲は、少なくとも２つの独立した蒸発／吸引ライン、したがって、異なる温度範囲で作用する異なる圧力で作動する少なくとも２つの蒸発器を備える以下の構成に基づく。

この背景では、特に、少なくとも２つの独立した蒸発／吸引ラインの少なくとも２つの冷凍システム設備が記載されている国際出願ＰＣＴ／ＢＲ２０１１／０００１２０号明細書が参照される。これらの実施形態のうちの１つは、圧縮機構（特に、弁アセンブリ全体）が２つの別個の蒸発器／吸引ラインを有するように特別に修正された往復圧縮機での使用を見越したものであり、２つの蒸発／吸引ラインの一方のみを選択する／一時的モードを可能にする手段を備える。別の実施形態は、本質的に従来の圧縮機構であり、一時的に２つの蒸発／吸引ラインから一方を選択することができるようにする流体選択装置（三方弁／２位置）をさらに備える圧縮機構を備えることにより、圧縮機構と流体連通することができる往復圧縮機の使用を提供する。

さらに、ブラジル国特許出願公開第１０２０１４００７２５４３号明細書は、もとは国際出願第ＰＣＴ／ＢＲ２０１１／０００１２０号明細書で設計された前記流体選択装置の少なくとも１つの実施形態を記載して説明していることが確認されているが、さらに、往復圧縮機用の吸引音響フィルタ内部に前記流体選択装置を設置する可能性も期待される。

一方、米国特許第５５３１０７８号明細書に記載されている冷凍システムにも示されているように、この冷凍システムでは、２つの蒸発／吸引列が誘導配置された蒸発器が直列に配置され、分別蒸発システムを構成するように配置されており、冷媒の一部（第１の蒸発器で熱交換された部分）を第２の蒸発器を移動させずに圧縮機に戻すことができる。この米国特許第５５３１０７８号明細書に記載された実施形態では、２つの蒸発／吸引列のうちの一方を選択するのは、圧力差機能で逆止弁と協働する「ＯＮ／ＯＦＦ」弁によって直接実行される。

米国特許第５５３１０７８号明細書で提案されている実施形態では、圧縮機の外部に配置された「ＯＮ／ＯＦＦ」弁が第１の蒸発器の蒸発／吸引ラインに直接連結されているのに対し、圧縮機の内部に配置された逆止弁は、（第２の蒸発器の蒸発／吸引ラインに向かう逆流を妨げるように）第１の蒸発器の蒸発／吸引ラインおよび（圧縮機の圧縮機構への流れを妨げる、または流れを可能にするように）第２の蒸発器の蒸発／吸引ラインの両方に連結される。このように、米国特許第５５３１０７８号明細書によれば、弁の作動状態を単純に「ＯＮ／ＯＦＦ」の切り替えを行うことにより、２つの蒸発／吸引ラインから直接的または間接的に選択することができる。

しかしながら、当業者には一般的であるように、米国特許第５５３１０７８号明細書に記載されている冷却システムは、改良／最適化のための技術的特徴を示し、その中で次のことを強調することができる。（ｉ）２つの蒸発／密閉吸引ラインを使用することで、潤滑油戻りを損なう。（ｉｉ）加圧流体が循環する配管に逆止弁を直接取り付けることが技術的に難しい。

これは、国際出願第ＰＣＴ／ＢＲ２０１１／０００１２０号明細書およびブラジル国特許出願公開第１０２０１４００７２５４３号明細書の教示、および既存の米国特許第５５３１０７８号明細書の改良／最適化のための特徴に基づき、これが本発明を導くことにつながる。

ブラジル国特許出願公開第１０２０１４００７２５４３号明細書 米国特許第５５３１０７８号明細書

したがって、本発明の主な目的は、米国特許第５５３１０７８号明細書に示されているものと同様であるが、最適化され／改良された２つ（または複数の）の蒸発／吸引ラインのうちの１つを簡単に選択する手段を提供することであり、この手段は、国際出願第ＰＣＴ／ＢＲ２０１１／０００１２０号明細書およびブラジル国特許出願公開第１０２０１４００７２５４３号明細書に記載されているような冷却システムに適用可能である。

したがって、本発明の目的は、２つの蒸発／吸引列のうちの一方の前記選択を往復圧縮機吸引の音響フィルタ内で行うことである。

上述した全ての目的は、本発明の対象を構成する往復圧縮機用の吸引音響フィルタによって達成される。

往復圧縮機用の前記吸引音響フィルタは、少なくとも２つの流入経路と、２つの流入チャネルと流出チャネルとの間に配置された少なくとも１つの主チャンバを介する少なくとも１つの流出経路とを備える。前記主チャンバは、少なくとも２つの流入経路および少なくとも１つの流出経路に共通の音響減衰容積部を備える。

本発明によれば、少なくとも１つの自動弁が、吸引音響フィルタ流入プロセスの一方と協働するように配置され、少なくとも一方向の少なくとも１つの弁は、音響吸引フィルタ流入ルートのそれぞれの他方に対して協働するように配置される。

特に、前記自動弁および前記一方向弁が選択的に交互に作動し、一方向弁を開放することで自動弁を閉鎖し、一方向弁を閉鎖することで自動弁を開放する。

前記一方向弁は、好ましくは、ソレノイドによって制御される２位置二方弁を含み得る。

前記自動弁は、差圧弁、または常時開型プレート弁を含み得る。この第２のオプションでは、前記音響フィルタは、２つの弁のうちの少なくとも１つと協働するように、主チャンバ内に配置された少なくとも１つの経路端ストッパをさらに含むことができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、自動弁は、吸引フィルタの下部に収容される。

本発明の別の実施形態によれば、前記音響フィルタは、主チャンバ内に配置された少なくとも１つの取付構造部をさらに備え、２つの弁の少なくとも１つを取り付けることを可能にすることが適切である。

本明細書で開示する往復圧縮機用の音響フィルタ吸引を、以下の図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の対象の好適な第１の構成オプションの概略断面図である。 本発明の対象の好適な第２の構成オプションの概略断面図である。 本発明の対象の第３の好ましい構成オプションの概略断面図である。

図１、図２、および図３によれば、往復圧縮機の音響フィルタ吸引は、広くは、冷凍システムで使用される往復圧縮機で通常観察される吸引の振動を最小限に抑えるように内部容積部が設計された本体（好ましくは二分割本体）を備える。当業者に周知であるように、吸引フィルタは、好ましくはポリマー合金化合物製であり、本明細書に記載の吸引フィルタも同様である。

本発明によれば、本明細書に記載の吸引音響フィルタは、第１の流入経路１１、第２の流入トラック１２、および流出トラック２を備えることに留意されたい。「流入」および「流出」という用語は、単に音響フィルタ吸引において観察される流体動態を指し、この場合、音響フィルタ吸引は、チャネル１１およびチャネル１２を通る蒸発ガス流入／吸引、および流出トラック２を介する往復圧縮機のエンジン圧縮部への蒸発ガス流出／吸引を行う。

通常は、さらに音響フィルタを介する流入チャネルと流出経路との間に主チャンバ１が配置される。前記主チャンバ１内では、吸引パルスの減衰が厳密に行われ、この効果は関連する技術文献に既に記載されている。

本発明によれば、第１の流入経路１１を通ってチャンバ１に流入することができる流体の流れは、自動弁３（例えば、ボール弁、逆止弁、プレート弁などの圧力条件下で自動開閉可能な公知の弁）によって制御され、第２の経路流入１２を介してチャンバ１に流入することができる流体の流れは、一方向弁４（「ＯＮ／ＯＦＦ」弁）によって制御される。この点に関して、弁３および弁４の両方は、基本的には、当業者に周知であるような従来の市販の弁を含み得ることは明らかである。

図１に示すように、往復圧縮機の音響フィルタ吸引の第１の構成オプションでは、第１の流入手段１１は、球形の保持のための自動弁３を備え、第２の流入手段１２は、ソレノイドの命令で作動可能な電気式の弁４を備える。この点に関して、図１に示した構成オプションを考慮して、球形の保持のための自動弁３を自動逆止弁プレート型に置き換えることができることを強調しておく。

図２に示すように、往復圧縮機の音響フィルタ吸引の第２の構成オプションでは、第１の流入手段１１は、休止状態（力が作用していない状態）で開放状態を保持するタイプのリードを有する自動弁３を備え、第２の流入手段１２は、ソレノイド制御部４１によって作動可能な金属タイプの一方向弁４を備える。

図１および図２に示されている音響フィルタの構成可能な形態では、弁がそれぞれの流入チャネルに近接してまたは並置されて取り付けられていることを示しており、この場合、圧縮機の動作に固有の振動を必ずしも弱めることなく、流体流入はこれらの弁と相互作用する。

図３に示すように、往復圧縮機用の第３の構成可能な吸引音響フィルタでは、さらに、弁がそれぞれの流入チャネルの遠位に取り付けられていることに留意されたい。したがって、往復圧縮機の音響フィルタ吸引は、カメラ１の内部に、弁３および／または弁４の組立専用の取付フレーム１４を備える。この第３の構成可能な形態の弁３および弁４は、第２の構成オプションの弁と同様であり、すなわち、自動弁３は、保持タイプのプレート弁であり、好ましくは、休止状態（力が作用していない状態）で開放状態であり、一方向弁４は、金属タイプのものであり、ソレノイド制御部４１によって作動可能である。

さらに、図２および図３に示す構成可能な形態によれば、自動弁３および／または一方向弁４は、「常時開」および／または「常時閉」のタイプとすることができ、この構成の詳細に関係なく、これらの弁は固有の流体の流れを可能にすることが不可欠である。両方の弁が「常時開」である図３の例では、第２の流入経路１２への流体流入には、保持のための自動弁３を閉じることができなければならず、一方、ソレノイドアクチュエータ４１を介する制御閉鎖式一方向弁４は、保持のための自動弁３の開放を維持し、第１の流入経路１１からの流体の流入を可能にすることができなければならない。また、図２および図３に示す構成可能な形態に関して、２つの弁３および弁４の少なくとも一方が、代替として、圧縮機の音響フィルタ吸引のチャンバ１内に戦略的に配置された経路端ストッパ５と協働することが好ましいことが示されている。その経路端ストッパ５は、それぞれの弁の開放ストロークを制限するためのものである。

一般に、図３に示すように、往復圧縮機の音響フィルタ吸引の第３の構成オプションは、取付フレーム１４が弁を流入経路から物理的に切り離すことができ、２つの圧力ラインに共通のチャンバを超えて２つの独立した新たなチャンバをさらに画成する必要があり、さらに、両方の弁に対して単一の経路端ストッパ５を使用することができるという点で、図２に示す往復圧縮機の音響吸引フィルタの第２の構成オプションと異なる。この構成は、共通チャンバ内の流体の残留量を低減することを目的としており、国際出願第ＰＣＴ／ＢＲ２０１１／０００１２０号明細書およびブラジル国特許出願公開第１０２０１４００７２５４３明細書に説明されている理由から、システムをより高いスイッチング周波数で動作させることができる。

両方の弁３および弁４の「流出」は、定義上、共通の容積部を含み、２つの弁３および弁４と前記音響フィルタ吸引の流出経路２との間に介在するカメラ１に向けられる。

本明細書に開示されている往復圧縮機用の吸引音響フィルタの機能論理は単純である。すなわち、チャンバ１の内部に存在する差圧によって、どちらの弁がアクティブな作動状態にあるかが決定される。したがって、流入手段１２の圧力は、流入手段１１を介した圧力よりも常に大きい必要があり、その結果、流入経路１１と流出経路２とを通る流体連通または流入経路１２と流出経路２とを通る流体連通を切り替えるのに、弁４の経路の簡単な操作（動作状態の変更）だけで十分である。

したがって、本明細書に開示されている往復圧縮機用の吸引音響フィルタの機能原理は、米国特許第５５３１０７８号明細書に記載されている流体冷却システムの選択の機能原理に類似していることに留意されたい。実際には、これがまさに本発明の意図であり、米国特許第５５３１０７８号明細書に記載されている冷却システムには、さらに改良のための最適な態様が存在する。

したがって、本発明の利点は、ピストン圧縮機に必要な一般的に存在する音響フィルタ吸引であり、この米国特許第５５３１０７８号明細書に存在する組立上の問題および潤滑油戻りを解決する２つの協働する弁を備えた音響フィルタ吸引を使用することである。

米国特許第５５３１０７８号明細書では、一方向弁は外側にあり、逆止弁は高圧で流体の流れを循環させる管に直接取り付けられているが、本発明では、任意のタイプの組立および機械的接続を容易にするためにその特性が使用されるモデリング要素においても、両方の弁が安全に、実用的、そして信頼できる形で取り付けられる。

米国特許第５５３１０７８号明細書では、２つの吸引ラインが気密であり、大きな潤滑油戻りの問題（当業者にはよく知られている問題）が生じるが、本発明では、蒸発／吸引ラインのうちの一方のみが気密である必要があり、他方の蒸発／吸引ラインは、吸引音響フィルタが配置される圧縮機ハウジング内の内圧と等しくすることができる。蒸発／気密吸引ライン（高圧）は、フィルタの流入経路１２に接続され、流入手段１１は圧縮機ハウジング（図示せず）内の圧力（蒸発／均等吸引ラインの圧力に相当する）と等しくされる。

さらに、弁３は、好ましくは下部吸引フィルタ領域に収容されるので、油は圧縮機動作中に最終的に前記吸引フィルタ内に収容され、弁３が開放されたときに容易に圧縮機ハウジングにパージされる。実際には、圧縮機が停止されている間に吸引フィルタの油をパージすることができるようにするために、流入手段１１に対して「常時開」の弁が好ましい。

本発明の好適な実施形態について説明してきたが、必要とされる保護の範囲は、例示的な図面に限定されず、請求項および可能な同等の手段に基づくことは明らかである。

Claims (9)

1. 往復圧縮機用吸引音響フィルタであって、
   少なくとも２つの流入経路（１１）および（１２）と、少なくとも１つの流出経路（２）と、２つの流入経路（１１）および（１２）と流出経路（２）との間に配置された少なくとも１つの主チャンバ（１）とを備え、
   主チャンバ（１）が、少なくとも２つの流入経路（１１）および（１２）と少なくとも１つの流出経路（２）とに共通の音響減衰容積部を含み、前記往復圧縮機用吸引音響フィルタがさらに、
   吸引音響フィルタの流入経路（１１）に対して協働するように配置された少なくとも１つの自動弁（３）と、
   吸引音響フィルタの流入経路（１２）に対して協働するように配置された少なくとも一方向の少なくとも１つの一方向弁（４）とを備え、
   前記自動弁（３）および前記一方向弁（４）が、一方向弁（４）を開放することで自動弁（３）を閉鎖し、一方向弁（４）を閉鎖することで自動弁（３）を開放するように、選択的に往復動作することを特徴とする、吸引音響フィルタ。
2. 一方向弁（４）が、２位置二方弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
3. 一方向弁（４）が、ソレノイドによって命令される弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
4. 自動弁（３）が、逆止弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
5. 自動弁（３）が、差圧弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
6. 自動弁（３）が、リード弁を含み、常時開状態であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
7. ２つの弁（３、４）のうちの少なくとも一方と協働するように、主チャンバ（１）の内部に配置された少なくとも１つの経路端ストッパ（５）をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載のフィルタ。
8. 自動弁（３）が、吸引フィルタの底部に収容されることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。
9. 主チャンバ（１）の内部に配置され、２つの弁（３、４）のうちの少なくとも一方を組み立てることができる少なくとも１つの取付構造体（１４）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタ。

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