(57)【要約】  コンプレッサのための排出システムであって、圧縮チャンバ２を画定するシリンダブロックと、第１の排出チャンバ４と、第１の排出チャンバ４に直接連通された第２の排出チャンバ６と、第２の排出チャンバ６に常時流体連通し、排出管５に開放された第３の排出チャンバ７とを備える種類である。前記排出システムは、バルブ手段２２を備え、このバルブ手段２２は、圧縮チャンバ２から第１の排出チャンバ４に通るガス質量流量が、定められたガス質量流量値に達する場合に、第１および第３の排出チャンバ４、７を連通する開放位置をとり、前記ガス質量流量が、定められたガス質量流量値より低い値に達する場合に、第１と第３の排出チャンバ４、７間の前記流体連通を、少なくとも大部分を遮断する閉鎖位置をとる。
2007515591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮チャンバ（２）を画定するシリンダブロックと、圧縮チャンバ（２）から断続的なガス質量流量を受ける第１の排出チャンバ（４）と、第１の排出チャンバ（４）に直接連通された第２の排出チャンバ（６）と、第２の排出チャンバ（６）に常時流体連通し、排出管（５）に開放された第３の排出チャンバ（７）とを備えた種類のコンプレッサのための排出システムであって、
バルブ手段（２２）を備え、該バルブ手段（２２）は、圧縮チャンバ（２）から第１の排出チャンバ（４）に通るガス質量流量が、定められたガス質量流量値に達する場合に、第１および第３の排出チャンバ（４、７）を連通する開放位置をとり、前記ガス質量流量が、定められたガス質量流量値より低い値に達する場合に、第１と第３の排出チャンバ（４、７）間の前記流体連通を、少なくとも大部分を遮断する閉鎖位置をとることを特徴とする、コンプレッサのための排出システム。
【請求項２】
バルブ手段（２２）が、第１の排出チャンバ（４）と第３の排出チャンバ（７）との間に設けられた、第３の排出オリフィス（１４）に配置されることを特徴とする、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
バルブプレート（２２）が、圧縮チャンバ（２）と第１の排出チャンバ（４）との間に設けられ、少なくとも１つの吸込バルブ（２１）および１つの排出バルブ（３０）を支持し、バルブ手段（２２）が、バルブプレート（１０）に搭載されたベーンの形であることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
バルブ手段（２２）が、バルブプレート（１０）に固定されたバルブブレード（２０）に組み込まれることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
バルブ手段（２２）が、少なくとも１つの吸込バルブ（２１）を組み込むバルブブレード（２０）に組み込まれることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にコンプレッサ、より詳細には、冷却システムに使用されるコンプレッサに適用され、例えば、往復密閉型とすることができる排出システムに言及する。
【背景技術】
【０００２】
冷却のためのコンプレッサは、一般に、排出消音器を備えている。そのような消音器は、コンプレッサから冷却システム、または一般に、コンプレッサが属する回路の高圧側に送出されるガスの脈動を減衰する目的、ならびに外部環境にコンプレッサによって放射された騒音を低減する目的を有する。ガスの脈動は、コンプレッサの排出が結合されるダクトおよび構成要素で励起を発生して、望ましくない騒音の発生を常にもたらす。いくつかの構成が、前記消音器に使用されるが、一般には、原理は、ガス流を明確なシーケンスの管、容積、および局部的な絞りを通過させることであり、それらの寸法、構成、および特有の特性は、減衰するように意図される、用途、コンプレッサの種類およびサイズ、質量流量、作動流体、温度および作動状態、および騒音帯域等に応じる。
【０００３】
以下の事実は、本記載の目的の作用に含まれる現象を理解するのに関連がある。
・  作動を開始する前に、コンプレッサは、一般に、吸引と排出との間で、ゼロまたは低減された圧力差を受ける。この一般的な圧力は、等化圧力と呼ばれ、その値は、システムの設計の特徴、使用される冷却流体および潤滑流体の種類、および冷却システムが受ける温度に直接応じる。吸引と排出との間に適切な圧力差がないので、コンプレッサ作動の初期の瞬間に達成される質量流量は、常に非常に高く、普通、通常の作動状況での質量流量の１桁上である。作動流体の密度が高いほど、質量流量値は高く、つまり、等化圧力の値がより大きく流体温度がより低ければ、質量流量値はより大きくなる。
・  圧力差を維持するために装置が設けられたシステムにおいてさえも、コンプレッサが停止状態で、質量流量は、コンプレッサの始動の際、より大きいのは言うまでもない。
・  排出消音器において存在する管および局部的な絞りは、作動流体の流れに負荷損をもたらし、その変化は、最初のアプローチで、質量流量に対して線形である。
・  コンプレッサのモータから要求される電力は、駆動機構の移動の際に現われる摩擦力を克服するのに必要な電力と、ガスを圧縮し送出するのに必要な電力との合計である。このガスを圧縮し送出するのに必要な電力部分は、無負荷の始動状態で、流れの負荷損に相当する。通常の作動状態では、質量流量は低く、他の部分と比較して、ガスを送出するために必要な電力は低い。しかし、始動状態では、ガスを送出するために消散された電力は、他の電力部分よりはるかに大きい。
・  コンプレッサの構成要素は、概して、前記コンプレッサが通常の作動状況で作動する場合に、最高効率を与えるように構成される。モータの場合には、最大利用可能な電力と最高効率との間に負相関がある。
【０００４】
同じことが、最大利用可能な電力とモータのコストにも言える。したがって、高い質量流量での作動状態、または概してコンプレッサの始動の際の作動状態と関連する、最大のモータ電力の要求を最大限に低減することは、常に興味深い。
【０００５】
上記で明らかになった事実を考慮して、モータの設計と排出消音器の設計との間に妥協した関係がある。排出消音器の設計は、本質的に、ガスの流れ（負荷損）に対する制限を暗示し、この制限は、質量流量が増加するとともに増加する。この負荷損が低下されれば、モータから要求される最大電力は、それほど厳しくなく、より高い効率および／またはより低いコストを得る可能性を備えた設計を意味する。
【０００６】
図１および図２は、排出消音器のための２つの他の知られている従来技術の構成を概略的に示し、それらの一方（図１）は、「直列」配置された排出消音器のための解決法を示し、他方の構成（図２）は、「並列」配置された消音器のための解決法を示す。
【０００７】
「直列」配置を備えた排出システムの解決法は、より高い負荷損を有するが高い減衰を有するという不利点を示し、一方、「並列」配置を備えた解決法は、シリンダカバーの体積と消音器の体積との間の流れに対して、より低い制限を示すが、より低い騒音減衰を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、騒音と脈動の減衰を損なうことなく、任意の負荷流状態、主として、モータ起動におけるように高い負荷流の状態で負荷損を示さない、コンプレッサ、一般に、冷却コンプレッサのための排出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的および他の目的は、圧縮チャンバを画定するシリンダブロックと、圧縮チャンバから断続的なガス質量流量を受ける第１の排出チャンバと、第１の排出チャンバに直接連通されたの第２の排出チャンバと、第２の排出チャンバに常時流体連通し、排出管に開放された第３の排出チャンバとを備えた種類のコンプレッサのための排出システムであって、前記排出チャンバは、バルブ手段を備え、該バルブ手段は、圧縮チャンバから第１の排出チャンバに通るガス質量流量が、定められたガス質量流量値に達する場合に、第１および第３の排出チャンバを連通する開放位置をとり、前記ガス質量流量が、定められたガス質量流量値より低い値に達する場合に、第１と第３の排出チャンバ間の前記流体連通を、少なくとも大部分を遮断する閉鎖位置をとる、コンプレッサのための排出システムによって達成される。
【００１０】
本発明を、添付の図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、一般的な密閉冷却コンプレッサに関して説明され、この密閉冷却コンプレッサは、シェル（図示せず）の内側にモータコンプレッサ組立体を備え、このモータコンプレッサ組立体は、シリンダブロックを含み、シリンダブロック内で、シリンダ１が、コンプレッサの電動モータによって駆動されたときに、シリンダ１の内部で往復し、冷却ガスを引き出しかつ圧縮するするピストン（図示せず）を収容する種類である。
【００１２】
シリンダ１は開放端を呈し、該開放端は、バルブプレート１０によって閉じられ、該バルブプレート１０は、シリンダブロックに固定され、少なくとも１つの吸込オリフィス１１と少なくとも１つの排出オリフィス１２とを備える。シリンダ１は、その壁、ピストン頂面、およびバルブプレート１０によって、圧縮チャンバ２を画定する。
【００１３】
バルブプレート１０は、それぞれの吸込オリフィス１１および排出オリフィス１２にそれぞれ接近して作動する、少なくとも１つの吸込バルブ２１および排出バルブ３０を有する。
【００１４】
図５に示された構成形態によれば、吸込バルブ２１は、バルブブレード２０に組み込まれており、該バルブブレード２０は、バルブプレート１０に搭載される。図示された構成では、バルブプレート１０は、バルブブレード２０に組み込まれたベーンの形で設けられたそれぞれの吸込バルブ２１によって、選択的に閉じられる吸込オリフィス１１を呈する。
【００１５】
シリンダブロックは、さらに、低圧側から高圧側を分離するためにバルブプレート１０上に固定されたシリンダヘッド３を支持し、吸引チャンバ（図示せず）および第１の排出チャンバ４を内部に画定し、該吸引チャンバおよび第１の排出チャンバ４は、前記圧縮チャンバ２から断続的なガス質量流量を受けるように、それぞれ吸込オリフィス１１および第１の排出オリフィス１２で作動する、それぞれ吸込バルブ２１および排出バルブ３０の作動時に、圧縮チャンバ２に選択的に流体連通して維持される。
【００１６】
シェルは、さらに排出管５を支持し、該排出管５は、第１の排出チャンバ４に開放された内部端、およびシェルの表面に設けられたオリフィスに開放される他端（図示せず）を呈する、該排出管５は、前記第１の排出チャンバ４および圧縮チャンバ２を、コンプレッサが接続されるシステムの高圧側と連通する。
【００１７】
図１で示された従来技術の構成では、圧縮チャンバ２で圧縮されたガス質量流量は、排出バルブ３０の開放の際に、第１の排出チャンバ４に向けられ、該第１の排出チャンバ４は、排出消音器の第１の構成要素と見なすことができる。次いで、ガス質量流量は、第１の排出チャンバ４との直接および常時の流体連通で維持された第２の排出チャンバ６を介し、バルブプレート１０に配置された、絶えず開いた第２の排出オリフィス１３を介して、コンプレッサが接続されたシステムの高圧側に導かれ、それは、第２の排出チャンバ６へ圧縮される、ガス質量の所定の流量を供給するように寸法設定される。第２の排出チャンバ６は、また、ガス流路８によって画定された流体連通手段を介して、シリンダブロック１に設けられた第３の排出チャンバ７と常時の流体連通を維持し、前記第３の排出チャンバ７は、排出管５に開放される。
【００１８】
第２の排出チャンバ６、第３の排出チャンバ７、ガス流路８、および排出管５も、排出消音器の構成要素である。
【００１９】
図１の実施形態は、ガス流排出のために「直列」構成を画定し、全体のガス質量流量は、第１の排出オリフィス１２を介して、圧縮チャンバ２から第１の排出チャンバ４に、および第２の排出オリフィス１３を介して、前記第１の排出チャンバ４から第２の排出チャンバ６に通過し、前記ガス流は、ガス流路８を介して第３の排出チャンバ７に向けられ、次いで、コンプレッサの外部に導かれる排出管５に達する。
【００２０】
図２で示され、「並列」構成として画定された他の従来技術の構成形態では、第３の排出チャンバ７は、第３の排出オリフィス１４を介して、第１の排出チャンバ４と直接の常時流体連通を維持する。この実施形態では、圧縮チャンバ２によって第１の排出チャンバ４に排出されたガス質量流量は、２つの流れに分割され、一方の流れは、第３の排出オリフィス１４を通過して第３の排出チャンバ７に向かい、そこから、直接、排出管５を通過し、一方、他方の流れは、続いて「直列」構成に関して上述されるように、第２の排出チャンバ６および、そこから排出管５に向かって、第２の排出オリフィス３を通過する。
【００２１】
これらの構成は、既に上述した欠点を呈する。
【００２２】
本発明は、同じ構成で、２つの異なるガス排出状態を可能とする排出システムを提供し、ガス排出状態は、圧縮チャンバ２から第１の排出チャンバ４への排出中に達成されたガス質量流量に応じて規定される。一方のガス排出状態は、通常の質量流量状態で規定されるが、他方のガス排出状態は、上述するように、高い質量流量がある場合に規定される。
【００２３】
本発明に従って、排出システムは、バルブ手段２２を備え、該バルブ手段２２は、圧縮チャンバ２から第１の排出チャンバ４へのガス質量流量が、定められたガス質量流量値に達する場合に、第３の排出チャンバ７と第１の排出チャンバ４を連通する開放位置をとり、前記ガス質量流量が、定められたガス質量流量値より低い値に達する場合、第１の排出チャンバ４と第３の排出チャンバ７との間の前記流体連通の少なくとも大部分を遮断する閉鎖位置をとる。閉鎖位置で、バルブ手段２２は、好ましくは全体的に、第１の排出チャンバ４と第３の排出チャンバ７との間の直接の液体連通を遮断する。しかし、システムは、前記流体連通の遮断が全体ではないが、ほとんど全体である構成で、作用してもよい。
【００２４】
図３および図４の図示に従って、バルブ手段２２は、第１の排出チャンバ４と第３の排出チャンバ７との間のバルブプレート１０に設けられた第３の排出オリフィス１４に配置されている。
【００２５】
本発明を実施する形態では、バルブ手段２２は、バルブプレート１０に搭載されたブレードバルブの形であり、例えば、図５に示すように、バルブプレート１０に固定されたバルブブレード２０に組み込まれる。
【００２６】
本解決法の構成の変形では、前記バルブ手段２２は、吸込バルブ２１を組み込むバルブブレード以外のバルブブレードに組み込まれる。
【００２７】
バルブ手段２２を開放位置にすることによって、「並列」構成で、圧縮チャンバ４から第１の排出チャンバ４および第３の排出チャンバ７へのガス流の直接の通過が達成できる。この構成では、第１の排出チャンバ４の容積と、他の第２の排出チャンバ６および第３の排出チャンバ７との間の流れに対する制限は、低減される。ガス質量流量の通過に対して、より直接の経路を達成することによって、負荷損は低減される。上述された関与する関係に応じるために、バルブ手段２２の開放は、特定の状態でだけ、つまり、高い質量流量がある場合に限り起こる。バルブ手段の構成、その厚み、プレテンションの存在または不存在、およびそれによって覆われるオリフィスの構成間の相関によって、開放が生じる圧力が決まる。コンプレッサの通常の操作状況では、バルブ手段２２は、閉じられたままでなければならず、第２の排出チャンバ６のみを、または実質的に第２の排出チャンバ６のみを通過するガス流をもたらし、この構成は、「直列」として予め規定されたものであり、質量流量は、消音器によって画定された通常の経路に進み、より高い音響効果で、騒音および脈動を減衰する。
【００２８】
そのような損失の発生を最小限にするために、質量流量と負荷損（または圧力差）との間に直接の相関があるので、本解決法のバルブ手段２２は、提示される圧力差に応じて作用する。したがって、質量流量が高く、高い圧力差を達成する定められた値に達する場合、バルブ手段２２は開き、この状況で、モータが要求する電力を低減し、これらの設計を最適化することを可能にし、より低い負荷損およびより効率的な音響の減衰をもたらす。この場合、本発明の排出システムは、上述した「並列」構成と同様に作動する。したがって、コンプレッサ始動において、通常作動状態で、騒音および脈動を増加させることなく、より少ない電力がモータから要求される。他方、コンプレッサの通常動作状態で生じるように、質量流量が低い、つまり、定められた質量流量値より低い値を示す場合、バルブ手段２２は、閉じたままで、質量流量を消音器のすべての構成要素に通過させなければならない。バルブ手段２２の閉状態は、ガス排出の間に、より高い制限およびより高い音響減衰をもたらす。
【００２９】
バルブ手段２２は、第３の排出オリフィス１４に張力をかけて維持されるように、つまり、負のプレテンション力で、構成されることができる。この力のモジュラスは、コンプレッサの通常動作状態で、第１の排出チャンバ４と第３の排出チャンバ７との間で達成された圧力差に起因する力より、大きくなければならない。より高い質量流量状態で、この圧力差は増加する傾向にあり、この圧力差が、前記バルブ手段２２の構成によって付与されたプレテンションより大きな値に達するまで、バルブ手段２２に及ぼされる力をもたらし、バルブ手段２２を開放して、第３の排出チャンバ７への質量流量の通過を可能にする。この状態で、ガス流量の負荷損、および従ってモータから要求される電力は、最小限にされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術による「直列」排出システムの構成を示す、冷却密閉コンプレッサのシリンダブロックおよびシリンダヘッドの一部の長手方向断面図を概略的に示す。
【図２】従来技術による「並列」排出システムの他の構成を示す、冷却密閉コンプレッサのシリンダブロックおよびシリンダヘッドの一部の長手方向断面図を概略的に示す。
【図３】本発明によって構成された排出システムを示す、冷却密閉コンプレッサのシリンダブロックおよびシリンダヘッドの一部の長手方向断面図を概略的に示す。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った長手方向断面図を概略的に示す。
【図５】本発明によって構成されたバルブブレードおよびバルブプレートの構成を斜視図で概略的に示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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