JPH0792058B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧縮機に係り、更に詳細には冷媒圧縮機に係
る。

従来の技術 冷媒蒸気専用に設計された往復動型の冷媒圧縮機は、液
体冷媒若しくはオイルがピストンシリンダ内に存在する
液体滞留条件のもとで作動されると過剰負荷の状態にな
る。多量の液体冷媒やオイルを圧縮する場合には、シリ
ンダ内圧力は、液体が存在しない通常の作動状態にてＲ
−22を圧縮する場合の400psi（28.5bar）ではなく3000p
si（214bar）に近くなったりこれを越えることがある。
かかる高圧は弁ポート、配管等の全体的な絞り及び圧力
水頭によるものであり、また吐出弁が例えば毎秒3450サ
イクルにて繰返し作動するので、液体滞留条件下に於て
存在する多量の物質を処理する場合には、吸入弁を損傷
する虞れが極めて大きい。かかる高圧に耐えるために
は、幾つかの構成要素を強化することが必要であるが、
その場合、長期に亙る信頼性が低下する虞れがある。ま
た構成要素を強化すると大型化し易く、また製造コスト
が増大する。また比較的脆弱な吸入弁はかかる高圧下に
於て永久変形を受け易い。

発明の概要 本発明において、圧縮機の分離板は吸入プレナム及び吐
出プレナムを互いに分離し弁板を所定の位置に保持する
と共に弁板を偏倚させる手段としても作用する。吐出圧
が分離板に作用し弁板を所定の位置に維持するので、分
離板の厚さを最適化しシリンダヘッド及び弁板を修正す
ることにより分離板が弁板を偏倚させる手段として作用
し、これにより例えばシリンダ内圧が1500psi（107ba
r）に近付くとシリンダ内圧を解放する機構が郭定され
る。

本発明の目的は、液体滞留条件下に於けるシリンダ内圧
を低減することである。

本発明の他の一つの目的は、通常の条件下に於ては密封
し、液体滞留条件下に於ては弁板を偏倚させる手段とし
て作用する分離板を有する圧縮機を提供することであ
る。

基本的には、吸入プレナム及び吐出プレナムを互いに分
離する分離板は、通常の作動中には二つのプレナムの間
の圧力差により支持される密封構造内に弁板を保持し、
吸入弁及び吐出弁は通常の態様にて作動する。液体滞留
条件が存在すると圧力差の方向が逆転する。弁板は、所
定の位置から離れ浮き、オイルや液体冷媒の一部を吸入
側へ漏洩させ、これによりポート、弁、ヘッド、導管等
よりなる吐出系をバイパスさせ、到達した最高圧力を低
減する。その場合には分離板は弁板に対し弾力性の偏倚
力を及ぼす。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例 第２図に於て、符号10はシリンダブロック12及びシリン
ダヘッド14を有する圧縮機を全体的に示している。シリ
ンダブロック12は環状の吸入プレナム16及びピストンシ
リンダ18を郭定している。ピストン20がピストンシリン
ダ18内を往復動するようになっている。シリンダヘッド
14は吐出プレナム22を郭定している。弁板組立体30が設
けられており、該組立体はダウエルピン33（その内の一
つのみが図示されている）により吸入弁ガイド34に固定
された弁板32を含んでいる。吐出弁ガイド36がねじ35に
より弁板32に取付けられている。

内側弁座38がボルト37により吐出弁ガイド36にボルト締
結されており、吐出弁40の内側の弁座及び支えとして備
わっている。吸入弁42が弁板32と吸入弁ガイド34との間
に配置されており、ダウエルピン33により案内されるよ
うになっている。

弁板組立体30はピストンシリンダ18の上方に延在するよ
うシリンダブロック12内に受入れられている。弁板組立
体は第２図に最もよく示されている如くシリンダブロッ
ク12の周方向に互いに隔置された複数個の突起12aによ
り半径方向に運動しないよう拘束されている。弁板32は
シリンダブロック12の上方に延在し、通常時には感情の
分離板46によりシリンダブロック12内の所定の位置に保
持されており、分離板46はボルト（図示せず）又は他の
適当な手段によりシリンダブロック12の突起12aとシリ
ンダヘッド14との間に周縁部にて保持されている。

突起12aを除く上述の構造は従来の構造と同一であり、
ピストン20の吸入ストローク中には吐出弁40が弁板32上
に着座した状態に維持され、冷媒が蒸気圧により吸入プ
レナム16より離脱した吸入弁42を経てピストンシリンダ
18内へ吸引される。またピストン20の吐出ストローク中
には、吸入弁42が蒸気圧により着座した状態に維持さ
れ、吐出弁40が弁板32上の座部より離脱し、これにより
圧縮された冷媒がピストンシリンダ18より吐出プレナム
22へ導かれる。上述の作動は従来の作動と同一である。

オイルや液体冷媒が大量にシリンダ18内に存在すると、
液体滞留条件が生じて圧縮機10が損傷されることがあ
る。特にピストン20は毎秒3450サイクルにて作動し、従
ってシリンダ内の多量の液体は迅速には排出されず、シ
リンダ内の圧力が液体の非圧縮性に起因して上昇する。
吐出弁40は全開位置に開かれても吐出弁ガイド36に当接
するので損傷を受けることはないが、吸入弁42は吸入口
43内へ突出することにより永久変形を受けることがあ
る。

本発明によれば、シリンダヘッド14には複数個の互いに
隔置された突起13が設けられており、これらの突起は通
常の状況に於ては0.150インチ（0.38cm）程度の僅かな
距離だけ分離板46より隔置された状態で吐出プレナム22
内に配置されている。分離板46は撓みに関し最適化され
た厚さを有し、該分離板を横切る圧力差が450psi（32ba
r）未満の如き低い圧力差である通常の条件下に於ては
殆ど撓みや漏洩が発生せず、例えば1500psi（107bar）
の如き高い圧力差が生じる液体滞留条件下に於ては留め
具として作用する突起13の位置に於て例えば0.010イン
チ（0.025cm）の比較的大きい撓みが生じるようになっ
ている。第３図及び第４図に最もよく示されている如
く、分離板46はその両側にガスケット材46a及び46bを有
している。分離板46は該分離板と弁板32とが線接触する
よう弁板に対し或る角度をなしているが、これらの部材
の間の角度及び間隔は非常に小さい。ガスケット材46a
及び46bは分離板46と弁板32との間及びシリンダブロッ
ク12とシリンダヘッド14との間を良好に密封する。通常
と逆の圧力差に於いて弁板組立体30に作用し分離板46に
よる偏倚力によってのみ対抗される液体滞溜条件下にお
けるピストンシリンダの内部の流体圧力が分離板46を撓
める。従って弁板組立体30は第４図に示されている如く
例えば0.010インチ（0.025cm）の僅かな距離だけシリン
ダブロック12より離れる方向へ移動することができる。
ダウエルピン33は吸入弁ガイド34が弁板組立体30の残り
の部分と一体のものとして移動するように構成されてい
てもよいし、それらが分離するように構成されていても
よい。何れにせよ、液体滞留条件下に於ては吸入弁ガイ
ド34とシリンダブロック12との間に環状空間50が形成さ
れ、若しくは吸入弁ガイド34と弁板32との間に環状空間
52が形成される。これらの空間50及び52はピストンシリ
ンダ18と吸入プレナム16とを直接に流体が連通するよう
に接続する解放流路を形成する。

以上の説明より、弁板32は平坦な皿ばねとして作用する
分離板46により通常時は閉位置に偏倚され維持される弁
として作用することが理解されよう。突起13は弁板32及
び分離板46のための留め具として作用する。シリンダヘ
ッドのボルトの周方向の間隔が3.30インチ（8.38cm）で
あり、シリンダ孔の内径が2.25インチ（5.72cm）である
場合には、液体滞留条件下に於てシリンダ内圧を約1500
psi（107bar）に維持すべく厚さ0.062インチ（0.157c
m）のステンレス鋼製の分離板が形成された。

第３図及び第４図より明らかな通り、分離板46が解放流
路50、52を形成しない位置に弁板32と吸入弁ガイド34の
重合体を押し付けているときには、分離板46は突起13よ
り所定の間隙を残して隔置されており、従って分離板46
は第２図ら示されている通りその外方部にてシリンダブ
ロック12とシリンダヘッド14の外周部の間に挾持された
状態にあり、可撓製の分離板46は前記外方部と弁板32に
当接する内方部の間の隔りに相当するばね長を有する皿
ばねとして作用し、このばね長に相当してばね定数が比
較的柔かいばねとして作用するが、圧縮機が液体滞留条
件にて作動し、ピストンシリンダ18内の圧力が異常に上
昇して弁板32が第４図に示すピストンシリンダ18の上端
より浮上り、解放流路50、52が形成される状態となった
ときには、分離板46は突起13に当接し、該突起により外
方部分より更に内側の部分を剛固に抑えられた状態とな
るので、分離板46が皿ばねとして作用するばね長が減小
し、ばね定数が上昇して比較的硬いばねとなる。

弁板32が、第３図に示す如くピストンシリンダ18の上端
に着座した正常な作動状態から、ピストンシリンダ18内
の圧力の異常上昇によって分離板46により及ぼされるば
ね力に抗して開き始めるときの、ピストンシリンダ18内
の圧力は、実質的に静圧であるが、弁板32が一旦ピスト
ンシリンダ18の上端より浮上り、解放流路50、52が形成
されてピストンシリンダ18内より吸入プレナム16へ向か
う流体の逃がし流が生ずると、弁板32には流体の流れに
基く動圧が加わるので、このとき分離板46によるばね力
が一定のままであると、弁板32は更に一層大きく急速に
浮上り、その勢いで分離板46を破損する虞れがある。

しかし分離板46が上記の如く上方への撓みによってばね
定数を増大するように構成されていることにより、上記
の如き動圧の作用による弁板32の急速な過剰浮上は確実
に阻止される。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁板組立体を示す上方から見た平面図である。 第２図は本発明による付勢手段として作用する分離板が
組込まれたシリンダブロック及びシリンダヘッド組立体
を第１図の線２−２に沿って示す部分断面図である。 第３図は第２図に示されたシリンダブロック及びシリン
ダヘッド組立体の一部を示す拡大部分断面図である。 第４図は弁板が座部より離脱した状態を示す第３図に対
応する拡大部分断面図である。 符号の説明 10……圧縮機,12……シリンダブロック,14……シリンダ
ヘッド,16……吸入プレナム,18……ピストンシリンダ,2
0……ピストン,22……吐出プレナム,30……弁板組立体,
32……弁板,33……ダウエルピン,35……ねじ、36……吐
出弁ガイド,37……ボルト,38……内側弁座,40……吐出
弁,42……吸入弁,43……吸入口,46……分離板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・ダブリュー・カーター アメリリカ合衆国ニューヨーク州、ボール ドウィンズヴィル、イースト・デッド・ク リーク・ロード 7583 (72)発明者 ジョセフ・ピー・ヴァッカロ アメリカ合衆国ニューヨーク州、チッテナ ンゴ、タスカロラ・ロード 1446 (72)発明者 ウイリアム・アール・レーン アメリカ合衆国ニューヨーク州、デウィッ ト、ウェリントン・ロード・104 (56)参考文献 特開 昭55−35170（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−176681（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−28910（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−52086（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁板（32）と吸入弁（42）と吐出弁（40）
   とを含む弁板組立体（30）と、 ピストンシリンダ（18）及び吸入プレナム（16）を郭定
   し、通常時には前記吸入弁のみを経て前記吸入プレナム
   より前記ピストンシリンダ内へ又前記吐出弁のみを経て
   前記ピストンシリンダ外へ流体が流れるよう前記弁板組
   立体を受入れるシリンダブロック（12）と、 内方部及び外方部を有する可撓性の分離板（46）と、 吐出プレナム（22）を郭定し、前記シリンダブロックと
   共働して前記分離板を前記外方部に於て支持するシリン
   ダヘッド（14）とを有し、 前記分離板は前記内方部にて前記弁板組立体に係合し通
   常時には前記弁板組立体を前記シリンダブロックと係合
   するよう偏倚させて前記弁板組立体と共働して前記吸入
   プレナムと前記吐出プレナムとを互いに分離し、液体滞
   留条件にて圧縮機が作動するときには前記弁板組立体が
   前記分離板による偏倚に抗して移動することを許し、該
   弁組立体をバイパスして前記ピストンシリンダと前記吸
   入プレナムを連通させる解放流路が形成されるよう構成
   されており、 前記シリンダヘッドは前記分離板が前記解放流路を形成
   する方向に可撓的に所定量だけ変形したとき前記分離板
   の前記外方部より更に内側の部分に当接する突起を有し
   ていることを特徴とする圧縮機。