JPH04252879A - 密封冷蔵圧縮機の弁 - Google Patents

密封冷蔵圧縮機の弁

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JPH04252879A
JPH04252879A JP3166493A JP16649391A JPH04252879A JP H04252879 A JPH04252879 A JP H04252879A JP 3166493 A JP3166493 A JP 3166493A JP 16649391 A JP16649391 A JP 16649391A JP H04252879 A JPH04252879 A JP H04252879A
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cylinder
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マルシオ・ルイズ・トデスカツト
Jose Lainor Driessen
ジヨゼ・ライノル・ドリーセン
Dietmar E B Lilie
デイートマル・エリツヒ・ベルンハント・リリー
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には密封冷蔵圧
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。
【０００２】
【従来の技術】往復動型でありかつ微小の排気量（小形
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。
【０００３】弁機構を全体的に形成する弁板及び弁ブレ
―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。
【０００４】エネルギ損失は、ガスの吸込み又は吐出し
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。
【０００５】前述の損失、主にブレ―ドの開口における
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。
【０００６】−　　弁が、ブレ―ドの初期の開口のため
の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。
【０００７】今日、通常に使用され及び／又は提案され
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。
【０００８】前述の先行技術の解決法においては、発明
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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基本的に重要
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。
【００１０】今日使用可能な材料を考慮に入れて、ブレ
―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。
【００１１】吸込み弁及び吐出し弁がむしろ異なった条
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。
【００１２】本発明の目的は、ガス穴の望ましい直径及
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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的のリ―ド弁
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。
【００１４】本発明によると、リ―ド弁の各々は更に、
弁の一部開口状態へブレ―ド要素の封止部を絶えず偏倚
するように、各々のブレ―ド要素及び弁板の間に装着さ
れた偏倚手段を備えており、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―ド要素の封止部を直ちに弁の一部開口位置に移
動するようにバイヤス手段が寸法が決められており、ブ
レ―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弁が保持されている閉鎖位置
へ移動される。
【００１５】前述のように構成された弁は、弁開口位置
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。
【００１６】その大きさが弁板の穴を介して流れるガス
と代れない偏倚手段の作用をブレ―ド要素が受けるので
、上記の構成上の配置は、弁座領域における油の作用に
よる開口遅延のみならず、主にブレ―ド要素の慣性によ
って生ずる開口遅延とにおいても相当な縮少を可能にす
る。
【００１７】本発明の解決の目的は、ブレ―ド要素の封
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。
【００１８】偏倚手段は、弁が固定された弁板面に設け
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。
【００１９】
【実施例】以下本発明を図面を参照しながら詳述する。
【００２０】図１に示されたように、本発明の好ましい
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。
【００２１】シリンダブロック１０は、端面を有してお
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５０
ａ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３０ｂ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。
【００２２】各軸方向ガス穴３１及び３２の出口端に、
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。
【００２３】図２及び図３は、本発明に基づき構成され
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。
【００２４】この可撓性の吸込みブレ―ド要素６０は、
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。
【００２５】吸込み穴３１及び弁板の後面３０ｂの凹所
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。
【００２６】本発明によると、凹所３３の内部には、ば
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。
【００２７】薄板ばね部材７０の端部７１は、吸込みブ
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。
【００２８】他方、シリンダＣの内部と吸込み室５０ａ
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。
【００２９】このように、ピストン２０の吸込みストロ
―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。
【００３０】ピストン２０の吸気ストロ―クの終了直後
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３１ｂ
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。
【００３１】圧縮機の体積効率における損失となる弁を
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。
【００３２】本発明による吐出し弁の構成は、吸込み弁
に関して規定されたのと同じ原理に従っている。
【００３３】図２、図３、図８及び図９に図示されてい
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。
【００３４】図示された実施例において、吐出しブレ―
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。
【００３５】吐出しばね部材９０の端部９１の変形は、
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３
２ｂ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。
【００３６】圧縮行程の終了時にシリンダＣ及び吐出し
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。
【００３７】ピストン２０の圧縮行程の終了直後に吐出
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。
【００３８】シリンダＣ内部の圧力が吐出し室５０ｂの
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。
【００３９】図６及び図８でよりわかるように、吸込み
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】往復動の密閉圧縮機のシリンダブロック、シリ
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。
【図２】吸込み弁及び吐出し弁のない弁板の背面平面図
であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に係る図である。
【図３】図２の　ＩＩＩ−ＩＩＩ　線に係る、図２の弁
板の断面図である。
【図４】偏倚手段として使用されるばねの平面図である
。
【図５】図４のばねの側面図である。
【図６】図１と類似の、シリンダブロック及び弁板の組
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。
【図７】図６で図示された吸込み弁の平面図である。
【図８】図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に係り、かつ一部
開口位置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。
【図９】図８の組立て体の正面平面図である。
【符号の説明】
Ｃ　　　　シリンダ １０　　シリンダブロック ２０　　ピストン ３０　　弁板 ３１，３２　　ガス穴 ６２，８２　　基部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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―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―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―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―ド要素の弾性変形によって得られ、前記弁は、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―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―ド要素及び前記弁板の間に装着され
    た偏倚手段を備えており、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―ドの前記封止部を直ちに
    前記弁の開口位置に移動するように前記偏倚手段が寸法
    を決められており、前記ブレ―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弁が保持されている閉鎖位置
    へ移動されることを特徴とする密封冷蔵圧縮機用の弁。
  2. 【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。
  3. 【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請求項２に記載の弁。
  4. 【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、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―
    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いる端部を備えており、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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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
    屈曲端部を有するばね鋼ブレ―ドである請求項６に記載
    の弁。
  8. 【請求項８】　　前記封止部が前記弁の前記一部開口位
    置及び前記弁の前記最大開口位置の間で移動される時、
    前記ブレ―ド要素の封止部が前記偏倚手段の作動から自
    由にされている請求項１に記載の弁。
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