JP3188709B2 - 密閉圧縮機用吐出し弁作動システム - Google Patents

密閉圧縮機用吐出し弁作動システム

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JP3188709B2 JP52474594A JP52474594A JP3188709B2 JP 3188709 B2 JP3188709 B2 JP 3188709B2 JP 52474594 A JP52474594 A JP 52474594A JP 52474594 A JP52474594 A JP 52474594A JP 3188709 B2 JP3188709 B2 JP 3188709B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、小型冷蔵冷凍器具置に使用されると共に推
進手段を有する吐出し弁を備えている往復動形密閉圧縮
機用の吐出し弁作動システムに関する。
発明の背景 冷蔵冷凍用の往復動形密閉圧縮機は密封シェル内に取
り付けられたブロックを備えている。該ブロック内には
シリンダが画定されており、その内部でコネクティング
ロッドを介して電気モータのシャフトによって駆動され
るピストンが往復動して冷媒ガスの吸入及び圧縮を行っ
ている。
シリンダは、ピストンがコネクティングロッドに連結
される端部の反対側で弁板の方へ開口している端部を有
しており、該弁板は前記シリンダの内部キャビティをシ
リンダヘッドから分離しており、該シリンダヘッドには
圧縮機の吐出し室及び吸込み室が画定されている。シリ
ンダの内部キャビティと前記各室との間の連通は、前記
弁板に設けられた吐出しオリフィスと吸込みオリフィス
によって行われる。これらのオリフィスは前記弁板に取
り付けられた吐出し弁及び吸込み弁の夫々によって周期
的かつ選択的に閉鎖される。
構成の単純化を図るために、これらの圧縮機はリード
タイプの吸込み弁及び吐出し弁を使用しており、これら
の弁はピストンと共に冷媒ガスの間欠流を発生する。こ
れらのシステムは更に、冷媒ガスの前記間欠流によって
生じる騒音を減衰させるために圧縮機の吸込み管と吐出
し管とに取り付けられたマフラアセンブリ又は音響フィ
ルタを備えている。
このようなマフラアセンブリは少なくとも一つの吐出
しマフラを含んでおり、このマフラで、圧縮機からくる
圧縮ガスが膨脹してその圧力を下げ、従って騒音の強さ
を低下させる。
周知の吐出しマフラは通常、シリンダの鋳造ブロック
内に形成され、吐出し室に連通する第１のチャネルと、
吐出し管に連通する第２のチャネル、あるいは、構成に
よっては、第２の吐出しマフラ室に連通する第２のチャ
ネルとを有している室によって画定されている。吐出し
室への冷媒ガスの吐出し中に、密閉圧縮機が吐出し弁の
開き遅れによって生じる発生損失を受けることが知られ
ている。これは吐出し弁が吐出し圧力に達した瞬間より
も遅れた時点で開くことを意味する。すなわち、圧縮終
了時のシリンダ内部の圧力は吐出し弁を開かせるのに必
要な最低圧力を超えていることになる。この開きの遅れ
は弁の構造特性による弁の運動の慣性の問題、あるいは
弁座に存在している油膜及び前記吐出し面の接触面にお
ける接着効果によって生じる。
圧縮中の吐出し弁の開きの遅れに関する問題を排除す
る解決策は、ブラジル特許PI9002967号公報に記載され
ているように、前記吐出し弁共に作動する弁推進手段を
使用することである。
それにもかかわらずこの解決策においては、推進手段
が吐出し弁共に常時作動して吐出し弁を開かせるので該
弁の閉鎖が妨げられる。推進手段のこの定常作動によっ
てシリンダ内部へのガスの逆流が生じ、結果として圧縮
機に容積損失が生じる。
本発明の開示 それ故、本発明の総括的な目的は、圧縮中に吐出し弁
の開きを遅らせる吐出し弁に作用する力の効果を最小限
とし、これによって該吐出し弁の閉鎖を損なうことなく
圧縮機の効率を向上させる、往復動形密閉圧縮機用の吐
出し弁作動システムを提供することである。
本発明の更に詳細な目的は、圧縮機で利用できる動力
を使用して前記弁の開きを遅らせる力の効果を最小限と
する、上述のタイプの往復密閉圧縮機用の吐出し弁作動
システムを提供することである。
これら及びその他の目的は、シリンダ内で往復するピ
ストンと、シリンダのポンプ端部を閉鎖する弁板と、弁
板に取り付けられて該弁板によって吐出し室を画定する
シリンダヘッドとを備えており、該吐出し室が吐出しオ
リフィスによってシリンダと選択的な流体連通状態に維
持され、該オリフィスが弁板の上に設けられ、かつ夫々
のリード吐出し弁によって閉鎖される吐出し弁作動シス
テムであって、更に少なくとも一つの補助室を備えてお
り、該補助室が可動ブロッキング要素によって定常的に
閉鎖されている流体連通を吐出し室との間で維持してお
り、該ブロッキング要素が吐出し室内の圧力と補助室内
の圧力とがほぼ同一であるときに画定される作動位置
と、補助室の方へ変位させられ、吐出し室内の圧力が非
作動位置から作動位置へのブロッキング要素の変位を引
き起こすに十分な値だけ補助室の圧力を上回ったときに
達成される非作動位置の間を移動し、該ブロッキング要
素が作動位置へ定常的かつ弾性的に押圧されており、該
作動位置において前記ブロッキング要素が、吐出し弁を
その閉鎖位置から、吐出しオリフィスから隔離した位置
へ移動させる力を吐出した弁に印加するタイプの往復密
閉圧縮機用の吐出し弁作動システムによって達成され
る。
図面の簡単な説明 本発明を添付図面を参照して以下に説明する。
第１図は、シリンダとシリンダヘッド及び弁板間に形
成されたガス吸込み室及びガス吐出し室とを示す従来技
術のコンプレッサのシリンダブロッキングの部分水平断
面図である。
第２図は、本発明の弁作動システムを備えたコンプレ
ッサにおける吐出し室及び吐出しマフラ室を示す第１図
の詳細水平断面概略図である。
本発明を達成する最良の形態 第１図及び第２図によれば、本発明に使用される往復
密閉圧縮機はコネクティングロッド４によって駆動され
るピストン３が内部で往復動するシリンダ２を画定する
シリンダブロッキング１を備えている。シリンダブロッ
キング１はシリンダ２の端部が開口する一対の対向面
と、シリンダ１の前記対向面の一方に取り付けられた弁
板10及びシリンダヘッド20とを備えており、シリンダヘ
ッド20は該弁板10共に二つの内部キャビティを形成して
おり、該キャビティの一方は吸込み室21を画定し、他方
は吐出し室22を画定している。シリンダ２は弁板10に設
けられたガス吸込みオリフィス11及びガス吐出しオリフ
ィス12の夫々を介して前記吸込み室21及び吐出し室22と
の選択的な流体の連通を維持しており、弁板10には両方
ともリードタイプであり、往復ピストン３の作動サイク
ルの吸込みストローク及び吐出しストローク中に作動す
る吸込み弁30及び吐出し弁40が形成されている。該弁の
各々は閉鎖状態にあるときに弁板10の夫々のオリフィス
の隣接部分に画定された対応する弁座11a、12aに着座し
たシール部分を備えており、吐出し弁40は吐出し室22の
内部に面した弁板10の前面10aに隣接して取り付けられ
ている。
周知のコンプレッサにおいて吐出し弁40が開くのは、
弁が同一出願人のブラジル特許出願PI9002967号に記載
されているような推進手段付きの弁であっても、シリン
ダ２内の圧力が推進手段（存在している場合の）の力共
に、吐出し弁40を対応する弁座12aに着座させたままに
しておくために該吐出し弁40に作用する保持力の合計値
に対応する開放力を該吐出し弁40の上流にもたらしたと
きである。しかしながら、この開放力の作用はシリンダ
２内の圧力が吐出し値に達した瞬間よりも後の時点で保
持力を上回るに過ぎない。更に、この時間差を最小限の
ものとするための推進手段のある圧縮機では該推進手段
を常時作動させておかなければならず、これによって吐
出し弁40の閉鎖が阻害されるという不都合がある。
これらの保持力、前記吐出し弁40の運動慣性と、弁板
10に向き合った吐出し弁40の下面の一部と該吐出し弁40
の前記弁座12aとの間に油膜が存在することによって引
き起こされる吐出し弁40の対応する弁座12aに対する付
着の影響とを含んでいる。
弁板10はその前面10aに下部13を備えており、該下部1
3は吐出しオリフィス12に隣接して設けられ、空気圧弁
推進手段60を収納している。該手段60は弁板10に向かい
合った吐出し弁40の面に作用して、少なくとも圧縮行程
の最終段階で前記吐出し弁40を開かせる。この作動は以
下で説明するように圧縮終了からある時間が経過した後
開始される。
推進手段60は吐出し室22と前記下部13との間に、吐出
し室22に隣接し可動ブロッキング要素又は壁によって該
室から分離された補助室70を画定して下部13を通じた前
記吐出し室22との直接の流体連通を防止している。
吐出し室22との一定の流体の連通が中間接続容積部80
を通じて発生し、圧縮ガスは該容積部を通過してから補
助室70に到達する。図示の構造において前記中間接続容
積部80はシリンダブロッキング１に設けられた吐出しマ
フラ室によって画定されている。
推進手段60は吐出し室22内の圧力が補助室70内の圧力
とほぼ等しくなったときに画定される作動位置と、吐出
し室22内の圧力が補助室70の圧力よりも高いときに補助
室の方へ変位した非作動位置とを備えており、前記推進
手段はこの状態に定常的に弾性的に保持される共に吐出
し室22及び補助室70間に圧力差が存在している。作動位
置において、推進手段60は少なくとも吐出し弁40の一点
において該吐出し弁40との接触を維持している。好まし
い図示の形態において該接触は独特なものであって、弁
推進手段60は吐出し弁40にその長手軸まわりのねじれを
生じることなく吐出し弁40に開放力を及ぼすように設計
されている。
中間容積部80を使用することによって吐出し室22内の
圧力変動が補助室70に伝わることが防止され、それ故、
推進手段60が、したがって吐出し弁40が予定の開放時期
以前に開放力を及ぼし、これによって吐出し弁40の適正
な閉鎖が損なわれることが回避される。更に、前記中間
容積部80は補助室70へ伝搬する圧縮ガスが吐出し弁40の
閉鎖に影響を及ぼすことなく、この閉鎖前に、かつシリ
ンダ２内が新たに吐出し圧力になる前に弁推進手段60を
作動位置とするのに間に合う時期に補助室70に到達する
ように構成されている。弁推進手段60の作動位置は、吐
出し弁40を閉鎖する所定の時間の経過後に確立されると
ころの補助室70と吐出し室22との間の圧力バランスの状
態と関連している。このバランス状態は吐出し弁が新た
に開く時期まで推進手段60に作用している。
図示の構成において、弁推進手段60はバルブ作動手段
62を担持するところの可撓性の空気圧薄膜等の分離要素
61を備えており、該可撓性薄膜は下部13に取り付けら
れ、補助室70を吐出し室22から分離し、これらの間の流
体の連通を防止している。
この構成において、補助室70に、推進手段60に作用す
る保護停止部を設けて該推進手段60の後退を制限、すな
わち前記吐出し弁40の開放時に吐出し室22内で圧力が突
然上昇した場合に弁作動手段62と吐出し弁40との間隔を
獲得かつ維持するのに必要な変形より最大でも若干大き
い変形までその湾曲を制限することができる。
弁作動手段62は空気圧弁作動手段の形態をしており、
可撓性膜61から突出しており、前記弁作動手段62を前記
可撓性膜61に取り付ける接続端部と、吐出し弁40が閉鎖
位置にあると共に弁作動手段62が吐出し室22及び補助室
70間の圧力バランスによって達成される作動位置にある
ときに吐出し弁40の隣接部分に接触する対向する自由端
とを有している。
この作動位置において、弁作動手段62は、吐出し弁40
がこれに作用する保持力を受けておらずかつ該弁が開く
まで夫々の弁座12aに接触したままとなっているとき
に、前記吐出し弁40を部分的に開いた状態に暫定的に押
圧している。
図示の構成において、吐出しマフラ室80と吐出し室22
との間の連通は、吐出し室22の内部に開いている第１の
ガス導通管81を通じてシリンダヘッド20の本体に吐出し
マフラ室80に隣接した壁に対して横断方向に設けられて
いるスルーボア23によって行われる。吐出しマフラ室80
と補助室70との間の連通は一端が吐出しマフラ室80に取
り付けられており、他端が弁板10の一部に沿って設けら
れている貫通チャネル24の第１の端部に接続されている
第２のガス導通管82を通じて行われる。前記チャネルの
第１の端部の反対側の第２の端部は補助室70に開いてい
る。
本発明によれば、シリンダ２内部の圧力が吐出し圧力
に達すると吐出し弁40がただちに開き、シリンダ２内で
圧縮されたガスが吐出しオリフィス12を通って吐出し室
22へ到達できるようになる。この開放は前記吐出し弁40
上の弁推進手段60の作用によるものであり、上述のよう
に前記弁を保持力の作用から解除して部分開放位置にす
る。
吐出し弁40が開くと吐出し室22内に一時的な圧力上昇
が発生し、吐出し室22と補助室70との間の圧力をアンバ
ランスとする。吐出し室22におけるこの圧力上昇は、推
進手段60が吐出し弁40の隣接部分から分離されたときに
該推進手段60を後退した非作動位置にする。該非作動位
置は補助室70内の圧力が吐出し室22内の圧力と等しくな
るまで継続し、再度弁作動手段62を作動位置とする。こ
の分離は可撓性薄膜61と弁作動手段62とが両方共吐出し
室22と補助室70の間の圧力変動に対して敏感なものであ
る場合、可撓性薄膜61の個別の後退並びに弁作動手段62
の個々の後退によって生じる。
推進手段60の後退状態は吐出し室22と補助室70との間
の圧力がアンバランスである限り継続する。このアンバ
ランスは吐出し弁40の閉鎖状態となるまで継続する。バ
ランス状態への、従って弁作動手段62の作動位置への復
帰時間を計算してシリンダ内の吐出し圧力が新しい状態
となる前に前記の状態に達するようにする。
圧力バランス状態への復帰時間は圧縮ガスが吐出し室
22から補助室70へ流れるのにかかる時間、すなわち、前
記ガスが中間容積部80を通過する時間、あるいは好まし
い図示の形態によれば吐出しマフラ室80を通過するのに
要する時間に対応している。
バランス状態は吐出し弁40の閉鎖後、任意の時点で発
生することができる。
本発明によれば、バランス状態がシリンダ内でのガス
吐出し圧力の新しい状態に達する時間に近い時間で達成
されるため、中間容積部で偶然減衰しなかった可能性の
ある振動が弁推進手段に伝えられて吐出し弁40を早期の
不適切な部分開放状態に導くという事態が回避される。
弁作動手段62は吐出し弁40の隣接するシール部分との
選択的接触を維持するところの推進ニードル等の剛性要
素の形態であってもかまわない。吐出し弁40が開くと、
吐出し室22内の高い出力が吐出し弁40に関して可撓性薄
膜61を後退させる向きの力を該可撓性薄膜61に及ぼす。
この力は前記推進ニードルを後退させ、吐出し弁40が閉
鎖位置にあるときであっても吐出し弁40とのあらゆる接
触を防止する。
本発明の他の実施例（図示せず）において、推進ニー
ドル又はステムは、上述のように受容凹部に取り付けら
れ、シリンダヘッド20の内壁に弁板10に対向して設けら
れた可撓性薄膜に取り付けられるので、該推進ニードル
の自由端が、吐出し弁40のシール部分に対向する該吐出
し弁の上面の一部と接触したままとなる。
図示しないが、吐出し弁40の作動を補助室70に取り付
けられた二つ以上の推進手段によって行うその他の構造
も可能である。更に、前記補助室70の少なくとも一つを
シリンダヘッドから離隔させてあるいは隣接させて画定
することもできる。これらの解決策は補助室70が気密で
あって所定の一定圧の室を画定する可能性を更に含んで
いる。上記構造のいずれかにより、シリンダ２内が吐出
し圧力となる時点に近い時点で弁が開くようにするが、
往復ピストン３の作動サイクル中に前記吐出し弁40の閉
鎖に影響を及ぼしたり、更にはこれを変化させることの
ないようにすることが可能となる。上記の説明では密閉
圧縮機の吐出し弁のみを対象とした構造に関するもので
あるが、該解決策を吸込み弁に適用することもできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−103609（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−18064（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 39/10

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダ（２）内で往復するピストン
    （３）と、シリンダ（２）のポンプ端部を閉鎖する弁板
    （10）と、弁板（10）に取り付けられて、該弁板（10）
    によって吐出し室（22）を画定するシリンダヘッド（2
    0）とを備えており、該吐出し室が吐出しオリフィス（1
    2）によってシリンダ（２）と選択的な流体連通状態に
    維持され、該オリフィス（12）が弁板（10）の上に設け
    られ、かつ夫々のリード吐出し弁（40）によって閉鎖さ
    れるタイプの密閉圧縮機用吐出し弁作動システムであっ
    て可動ブロッキング要素（60）によって定常的に閉鎖さ
    れている流体連通を吐出し室（22）との間で維持する少
    なくとも一つの補助室（70）を備えており、該ブロッキ
    ング要素（60）が吐出し室（22）内の圧力と補助室（7
    0）内の圧力とがほぼ同一であるときに画定される作動
    位置と補助室（70）の方へ変位させられると共に吐出し
    室（22）内の圧力が非作動位置から作動位置へのブロッ
    キング要素（60）の変位を引き起こすに十分な値だけ補
    助室（70）の圧力を上回ったときに達成される非作動位
    置との間を移動し、該ブロッキング要素（60）が作動位
    置へ定常的かつ弾性的に押圧されており、該作動位置に
    おいて前記ブロッキング要素（60）が、吐出し弁（40）
    をその閉鎖位置から吐出しオリフィス（12）から離隔し
    た位置へ移動させる力を吐出し弁（40）に印加すること
    を特徴とする往復密閉圧縮機用の吐出し弁作動システ
    ム。
  2. 【請求項２】少なくとも一つの補助室（70）が吐出し室
    （22）に隣接していることを特徴とする請求の範囲第１
    項に記載の吐出し弁作動システム。
  3. 【請求項３】各補助室（70）が吐出し室（22）の内壁の
    一つに設けられた夫々の下部（13）に画定されているこ
    とを特徴とする請求の範囲第２項に記載の吐出し弁作動
    システム。
  4. 【請求項４】下部（13）が弁板（10）の吐出しオリフィ
    ス（12）に隣接した部分に設けられていることを特徴と
    する請求の範囲第３項に記載の吐出し弁作動システム。
  5. 【請求項５】ブロッキング要素（60）が少なくとも１点
    において吐出し弁（40）との接触を維持していることを
    特徴とする請求の範囲第１項に記載の吐出し弁作動シス
    テム。
  6. 【請求項６】補助室（70）が、吐出し室（22）から補助
    室（70）への圧力の瞬間的な移動を回避するように寸法
    付けされている接続中間容積部（80）を通じて吐出し室
    （22）との永続的な流体連通を維持していることを特徴
    とする請求の範囲第１項に記載の吐出し弁作動システ
    ム。
  7. 【請求項７】接続中間容積部（80）が圧縮機の少なくと
    も一つの吐出しマフラ室を含んでおり、吐出し室（22）
    及び補助室（70）との定常的な流体連通を維持している
    ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の吐出し弁作
    動システム。
  8. 【請求項８】補助室（70）が吐出し室（22）の壁部の少
    なくとも一つに設けられた貫通チャネル（24）によって
    接続中間容積部（80）との流体連通を維持していること
    を特徴とする請求の範囲第６項に記載の吐出し弁作動シ
    ステム。
  9. 【請求項９】貫通チャネル（24）が接続中間容積部（8
    0）に隣接した弁板（10）の一端と補助室（70）に隣接
    した一端との間の弁板（10）の延長部全体にわたって設
    けられていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載
    の吐出し弁作動システム。
JP52474594A 1993-05-07 1994-05-02 密閉圧縮機用吐出し弁作動システム Expired - Fee Related JP3188709B2 (ja)

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BR9301059A BR9301059A (pt) 1993-05-07 1993-05-07 Sistema de acionamento de válvula de descarga para compressores herméticos
PCT/BR1994/000018 WO1994027047A1 (en) 1993-05-07 1994-05-02 Discharge valve actuating system for hermetic compressors

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