JPH01305174A

JPH01305174A - 往復式圧縮機

Info

Publication number: JPH01305174A
Application number: JP63134919A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Goto; 哲哉後藤; Shintaro Harada; 信太郎原田; Yoshihei Shiroshita; 由平城下
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1989-12-08
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: US4968222A; JP2770173B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の目的）（産業上の利用分野）本発明は、圧縮機に関し、特に冷却装置に利用されるヘ
リウム圧縮機、水素圧縮機及びフロン圧縮機等として利
用される往復式圧縮機に関する。

（従来の技術）従来、この種の往復式圧縮機として特開昭５９−１８５
８８３号公報に示されるものがあった。

このものは、冷媒の流通する容器と、該容器内を貫通し
て作動ガスを流通させる多数の細管とから成るインター
クーラをシリンダとシリンダヘッドとの間に介装し、吸
入管路をシリンダヘッドに設けられる吸入弁もしくは該
吸入弁と細管を通してシリンダの圧縮空間と連通させる
と共に、該圧縮空間を細管及びシリンダヘッドに設けら
れる吐出弁を通して吐出管路に連通させ、これにより、
作動ガスの温度上昇を抑制して、作動ガスの温度上昇に
よる密度の低下による圧縮仕事の増大及びシール部材等
の耐久性の低下の防止を図ろうとするものである。

（発明が解決しようとする課Ｒ）しかしながら、上記した公報の第２図に示される往復式
圧縮機においては、吸入弁及び吐出弁が供にインターク
ーラの細管を通して圧縮空間に連通されるようにシリン
ダヘッドに設けられているため、圧縮空間中であって圧
縮仕事に携わらない容積である死容積が増大すると共に
、作動ガスを圧縮空間へ吸入する際にも細管により大き
な圧力損失が発生されることにより、圧縮機の効率が低
いという問題があった。

また、同往復式圧縮機においては、インタークーラ内の
細管中を流通する作動ガスの流れの方向に対し直角方向
における冷媒の流路断面積が大きくなり、そのため冷媒
の流速が低くインタークーラにおける作動ガスの冷却効
果が低下するという問題もあった。

上記した前者の問題に関しては、上記した公報の第３図
に示される往復式圧縮機の如く、吐出弁のみがインター
クーラの細管を通して圧縮空間に連通されるようにシリ
ンダヘッドにインタークーラを圧縮空間の半分に隣接す
るように配置してやれば、解消することはできるが、こ
れによれば、後者の問題は解消されないばかりでなく、
インタークーラ自体が小さくなるために冷却面積が小さ
くなり、冷却効果が低下するという問題がある。

そこで本発明は、この種の往復式圧縮機において、その
冷却効果が低下することなく圧縮機の効率を向上させる
ことを、その技術的課題とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記した技術的課題を解決するために講じた技術的手段
は、当該往復式圧縮機において、インタークーラにシリ
ンダの内孔の軸心の回りに環状の冷媒流路を形成すると
共に、夫々の一端が行程容積に開口する作動ガス流路を
インタークーラの行程容積に対向する面内において環状
に複数個形成し、該作動ガス流路の他端に隣接するよう
に吐出弁を設けたことである。

（作用）上記した手段によれば、吸入弁又は吐出弁とインターク
ーラの間で形成される死容積が減少し、圧縮機の効率を
向上させることができると共に、インタークーラ内にお
ける冷媒流路の流路断面積に対する伝熱面積の割合が増
加することにより、流路代表直径が小さくなるため、熱
伝達率が大きくなって、作動ガスの冷却効果を向上させ
ることができる。

（実施例）以下、本発明に従った往復式圧縮機の一実施例を図面に
基づき説明する。

第１図において、往復式圧縮機１０は内孔１１ａを有す
るシリンダ１１を備えており、該内孔１１ａ内にはクラ
ンク機構１２によりガイドピストン１３及びコンロッド
１４を介して往復動されるピストン１５がピストンリン
グ１６により気密的に嵌挿されている。

シリンダ１１の一端開口部には、シール部材１７を介し
て気密的に環状板状のインタークーラ１８が配設されて
おり、これにより内孔１１ａ内にピストン１５との間に
密閉空間である圧縮空間Ｒが区画形成されている。イン
タークーラ１８には、その内部に環状の冷媒流路１８ａ
が形成されていて、該冷媒流路１８ａには軸対称な位置
に入口流路１９と出口流路２０が設けられており、人口
流路１９から冷媒流路１８ａを介して出口流路２０へ水
又はフロン等の冷媒が流通するようになっている。冷媒
流路１８ａには、冷媒の流れの方向に直角な方向に一端
が圧縮空間Ｒに開口した多数の薄肉細管より成る作動ガ
ス流路２１が環状に且つ等間隔に貫通している。インタ
ークーラ１８の内孔１８ｂ内には、圧縮空間Ｒ内にピス
トン１５の往復運動に応じて作動ガスを吸入させる吸入
弁２２が圧縮空間Ｒに面するように組み込まれており、
該吸入弁２２にはインタークーラ１８上にシール部材２
４を介して気密的に配設されるシリンダヘッド２３に設
けられた作動ガス入口流路２５から作動ガスが導かれる
ようになっている。

シリンダヘッド２３には、夫々の作動ガス流路２１の他
端開口に対向するように、ピストン１５の往復運動に応
じて圧縮空間Ｒ内の作動ガスを吐出する複数個の吐出弁
２６が夫々組み込まれており、吐出弁２６を通して吐出
される作動ガスはシリンダヘッド２３に設けられ且つ、
作動ガス入口流路２５とシール部材２８により気密的に
遮断された作動ガス出口流路２７を介して吐出されるよ
うになっている。

以上の構成から成る本実施例の作用を説明する。

クランク機構１２により、ピストン１５が下降すると圧
縮空間Ｒ内の圧力が低下し、吸入弁２２が開弁じて作動
ガス入口流路２５よりインタークーラ１８の内孔１８ｂ
を通って圧縮空間Ｒ内に作動ガスが流入する。ピストン
１５が下死点に達して、上昇し始めると吸入弁２２が閉
弁し、ピストン１５が更に上昇を続け、圧縮空間Ｒ内の
作動ガスの圧力が成る値まで上昇すると、吐出弁２６が
開弁じて圧縮空間Ｒ内で圧縮された作動ガスが作動ガス
流路２１及び作動ガス出口流路２７を経て吐出される。

このサイクルにおいて、圧縮により温度上昇した作動ガ
スは、インタークーラ１８内の作動ガス流路２１を通過
する際に、冷媒流路１８ａ内を流れる冷媒との間で熱交
換されて冷却され、作動ガスの温度上昇による密度の低
下による圧縮仕事の増大及びシール部材等の耐久性の低
下を防止する。

また、この時冷媒流路１８ａが環状に形成されているこ
とにより、冷媒の流れ方向に直角な流路断面積に対する
伝熱面積の割合が大きくなるために、冷媒流路１８ａの
流路代表直径が小さくなって、熱伝達率が上昇するため
、圧縮され温度上昇した作動ガスの冷却効果が向上され
る。

また、吸入弁２２が圧縮空間Ｒに面するように設けられ
ているため、吸入弁２２によって圧縮空間Ｒにおけるピ
ストン行程容積に含まれない死容積が殆ど形成されない
と共に、吐出弁２６は作動ガス流路１８ａに対向して該
流路１８ａの直上にあって、且つ環状に等間隔で設けら
れるため、死容積は小さく、また作動ガスの流れが円滑
化されて圧力損失が小さくなり、成る圧力で吐出される
作動ガスの流量が増大して、圧縮機の効率が向上する。

第２図及び第３図は本発明の変形実施例を示し、この例
においては吸入弁３０及び吐出弁３１を仮バネから成る
リード弁により構成し、両弁のコンパクト化を図ってい
る。尚、第２図及び第３図中、第１図に示した実施例と
同じ構成には第１図で用いた番号符号と同じ番号符号が
付してあり、その作用は同実施例と同じであるので、そ
の説明は省略する。

第４図は本発明の別の変形実施例を示し、この例におい
てはインタークーラ４０を熱伝達率の高い材料（例えば
、銅等）で形成し、該インタークーラ４０に細孔により
作動ガス流路４１を形成すると共に、該作動ガス流路４
０ａを包囲するように環状の冷媒流路４０ｂを形成し、
該流路４０？）の内周面に多数のフィン４０ｃを設けた
構造を有している。この例によれば、作動ガス流路４０
ａと冷媒流路４０ｂの位置が分離しているため、構造が
簡単で製作が容易である。その他の構成は、第１図に示
す実施例と同じであり、同じ構成には第１図で用いた番
号符号と同じ番号符号が付しである。

第５図は本発明の更なる別の変形実施例を示し、この例
においては、第４図に示す実施例の細孔から成る作動ガ
ス流路を大径とし、該作動ガス流路５０内に積層された
金網５１を配置し、作動ガスの接触面積を増大させ、冷
却効果を向上させたものである。その他の構成及び作用
は第４図に示す実施例と同じであるので説明は省略する
。

第６図は本発明の更なる別の変形実施例を示し、前述し
た各実施例においては吸入弁を作動ガス流路に包囲され
るようにインタークーラの内孔内に組み込む、もしくは
作動ガス流路に包囲されるようにインタークーラの略中
央に配置したが、この例においては、吸入弁を次のよう
に配置している。作動ガス吸入路６０をシリンダ１１に
内孔１１ａを包囲するように環状に形成し、該作動ガス
吸入路６０の一部をシリンダ１１のインタークーラ１８
の対向面に形成されて圧縮空間Ｒに連通する凹部１１ｂ
に開口させ、該凹部１１ｂに板ばねから成るリード弁に
より構成され該開口を開閉する吸入弁６１を配置してい
る。これによれば、圧縮空間Ｒへの作動ガスの吸入通路
面積を吸入弁の配置による死容積の増大を招（ことなく
、またスペース上の制約を受けることなく、大きくする
ことができ吸入効率が向上し、圧縮機の効率を向上させ
ることができる。尚、第６図中、第１図に示した実施例
と同じ構成には第１図で用いた番号符号と同じ番号符号
が付してあり、その作用は同実施例と同じであるので、
その説明は省略する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な構成にて吸入弁又は吐出弁とイ
ンタークーラの間で形成される死容積が減少し、圧縮機
の効率を向上させることができると共に、インタークー
ラ内における冷媒流路の流路断面積に対する伝熱面積の
割合が増すことにより、冷媒流路代表直径が小さ（なる
ため、熱伝達率が大きくなって、作動ガスの冷却効果を
向上さセるごとができる。

また、本発明によれば作動ガスの吐出時における作動ガ
スの流れが円滑化されて圧力損失が小さくなるため、更
に圧縮機の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従った往復式圧縮機の一実施例を示す
断面図、第２図は本発明の変形例を示す断面図、第３図
は第２図におけるＡ−Ａ断面図、第４図、第５図及び第
６図は夫々本発明の別の変形例を示す断面図である。１０・・・往復式圧縮機、１１・・・シリンダ、１１ａ
・・・内孔、１５・・・ピストン、１８・・・インター
クーラ、１８ａ・・・冷媒流路、１９・・・人口流路、
２０・・・出口流路、２１・・・作動ガス流路、２２・
・・吸入弁、２６・・・吐出弁、３０・・・吸入弁、３
１・・・吐出弁、４０・・・インタークーラ、４０ａ・
・・作動ガス流路、４０ｂ・・・冷媒流路、４０Ｃ・・
・フィン。第２図ｊＩ３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

　内孔を有するシリンダと、該シリンダの内孔内に気密
的に摺動可能に嵌挿されて往復運動するピストンと、該
ピストンが形成する行程容積に隣接され、その内部に形
成される作動ガス流路内の作動ガスを冷媒流路内の冷媒
との間で熱交換し冷却するインタークーラと、前記行程
容積に隣接され前記行程容積内に前記ピストンの往復運
動に応じて前記作動ガスを吸入させる吸入弁と、前記行
程容積内の作動ガスを前記ピストンの往復運動に応じて
前記インタークーラを介して吐出するように前記インタ
ークーラに隣接される吐出弁とを備えた往復式圧縮機に
おいて、前記インタークーラに前記内孔の軸心の回りに
環状の冷媒流路を形成すると共に、夫々の一端が前記行
程容積に開口する前記作動ガス流路を前記インタークー
ラの前記行程容積に対向する面内において環状に複数個
形成し、該作動ガス流路の他端に隣接するように前記吐
出弁を設けたことを特徴とする往復式圧縮機。