(57)【要約】【課題】高い体積流量のとき、吸込弁での圧力損失を設計措置によって減らすことによって圧縮機の総効率を改善する。【解決手段】ガス状媒体を圧縮するための装置であって、ガス状媒体がそこに進入できかつガス状媒体がそこから進出できる少なくとも１つの圧縮空間（１０）を有する。少なくとも１つの第１穴（１３）とこの第１穴（１３）を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第１蓋機構（７）とを備えた１つの第１弁機構（１３、７）を有し、その第１弁機構が圧縮空間（１０）内へのガス状媒体の進入を可能とし、かつ圧縮空間（１０）からのガス状媒体の進出を実質的に妨げる。少なくとも１つの第２穴（４）とこの第２穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第２蓋機構（８）とを備えた１つの第２弁機構（４、８）を有し、第２弁機構が圧縮空間（１０）からのガス状媒体の進出を可能とし、かつ圧縮空間（１０）へのガス状媒体の進入を実質的に妨げる。一方の弁機構の最も狭い自由横断面が他方の弁機構の最も狭い自由横断面を著しく上回る。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状媒体を圧縮するための装置であって、
ガス状媒体がそこに進入できかつガス状媒体がそこから進出できる少なくとも１つの圧縮空間（１０）を有し；
少なくとも１つの第１穴（１３）とこの第１穴（１３）を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第１蓋機構（７）とを備えた１つの第１弁機構（１３、７）を有し、第１弁機構が圧縮空間（１０）内へのガス状媒体の進入を可能とし、かつ圧縮空間（１０）からのガス状媒体の進出を実質的に妨げ；
少なくとも１つの第２穴（４）とこの第２穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第２蓋機構（８）とを備えた１つの第２弁機構（４、８）を有し、第２弁機構が圧縮空間（１０）からのガス状媒体の進出を可能とし、かつ圧縮空間（１０）へのガス状媒体の進入を実質的に妨げる装置において、
一方の弁機構の最も狭い自由横断面が他方の弁機構の最も狭い自由横断面を著しく上回ることを特徴とする装置。
【請求項２】
第１弁機構（１３、７）の最も狭い自由横断面が第２弁機構（１４、８）の最も狭い自由横断面を著しく上回ることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
一方の弁機構の最も狭い自由横断面が他方の弁機構の最も狭い自由横断面を少なくとも係数２だけ上回ることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項４】
装置が、圧縮空間（１０）に対して可動配置される１つのピストン機構を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つの蓋機構がディスクとして実施されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの弁機構、好ましくは両方の弁機構が弁板（２）内に配置されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項７】
第１弁機構の第１穴（１３）が非円形に構成されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項８】
第１弁機構が複数の第１穴を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項９】
第１弁機構の前記少なくとも１つの第１穴（１３）の円周が第２弁機構の前記少なくとも１つの第２穴の円周よりも大きいことを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１０】
第１弁機構の少なくとも１つの穴（１３）の円周が、前記少なくとも１つの第１穴と同じ横断面積を有する仮想円形穴の円周と比較して、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、特別好ましくは少なくとも５０％越えることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの蓋機構、好ましくは第１弁機構の蓋機構が、少なくとも１つの凹部を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの蓋機構、好ましくは第１弁機構の蓋機構（７）が、少なくとも１つの突起を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの蓋機構（７、８）が弁板に固着されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの蓋機構（７、８）の造形がこの蓋機構に付設された穴（１３、４）の造形に適合されていることを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの蓋機構の周縁が、付設された穴の周縁から０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ張り出すことを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの穴が周方向に延びる１つの溝を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１７】
弁板が、少なくとも一部で変形可能な被覆を備えた少なくとも１つの表面区域を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの蓋機構が、少なくとも一部で変形可能な被覆を備えた少なくとも１つの表面区域を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項１９】
被覆が、テフロン（登録商標）を含有した材料を有することを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項２０】
弁の開口状態のとき少なくとも１つの蓋機構がそれに付設された穴から少なくとも一部で距離を有し、この距離が０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは１．０ｍｍよりも大きく、特別好ましくは１．５ｍｍよりも大きいことを特徴とする、先行請求項の少なくとも１項記載の装置。
【請求項２１】
先行請求項の少なくとも１項記載の装置の、特に自動車用空調装置における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状媒体を圧縮するための装置であって、ガス状媒体がそこに進入できかつガス状媒体がそこから進出できる少なくとも１つの圧縮空間を有し；少なくとも１つの第１穴とこの第１穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第１蓋機構とを備えた１つの第１弁機構を有し、第１弁機構が圧縮空間内へのガス状媒体の進入を可能とし、かつ圧縮空間からのガス状媒体の進出を実質的に妨げ；少なくとも１つの第２穴とこの第２穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第２蓋機構とを備えた１つの第２弁機構を有し、第２弁機構が圧縮空間からのガス状媒体の進出を可能とし、かつ圧縮空間へのガス状媒体の進入を実質的に妨げる装置に関する。本発明は、特に自動車空調装置用の圧縮機に関連して述べられるが、しかし本装置は別のガス状媒体圧縮装置用にも応用できる。
【背景技術】
【０００２】
このような圧縮機またはコンプレッサは、空調機構についての技術の現状から空調機構の基本構成要素として公知である。同様に、特に圧縮機もしくは冷媒圧縮機はそれらが顕著な付加的エネルギー消費、従って燃料消費をもたらす限りで空調装置にとって大きな損失源を意味することが技術の現状により公知である。
【０００３】
これらエネルギー損失の原因は不可逆性の違いにあり、これは一方で圧縮機軸動力を高め、他方で周囲に排出されるべき熱出力を高める。利用される冷媒に応じて、圧縮機内の損失はさまざまな損失過程に多様に分布する。最も重大な損失過程に数えられるのは、行程に依存しない機械損失、行程に依存した機械損失、内部漏れによる損失動力、吸込弁での絞り損失、そして吐出弁での絞り損失である。圧縮機構造の設計変更によって個々の損失過程に対する逆方向の作用を引き起こすことができる。
【０００４】
例えば体積押しのけ機構、特にピストンとこれに付設された壁体、特にシリンダ壁との間の内部気密性を改善するための措置は同時に機械損失の高まりとなって表れることがあり、これは改善の一部を再び無にする。
【０００５】
徹底した研究で確認できたように、特に移送される吸込体積流量が高い場合、すなわち圧縮機の回転数が高くまたは吐出効率が高く、そして例えばＲ１３４ａ等の容積冷凍能力の比較的低い冷媒を使用する場合、特に吸込弁での絞り損失が不利に作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、特に高い体積流量のとき、吸込弁での圧力損失を設計措置によって減らすことによって圧縮機の総効率を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これは、本発明によれば、一方の弁機構の最も狭い自由横断面が他方の弁機構の最も狭い自由横断面を著しく上回ることを特徴とする装置によって達成される。有利な諸展開、諸構成は従属請求項の対象である。
【発明の実施の形態】
【０００８】
ガス状媒体を圧縮するための本発明に係る装置は、ガス状媒体がそこに進入できかつガス状媒体がそこから進出できる少なくとも１つの圧縮空間を有する。さらに、少なくとも１つの第１穴とこの第１穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第１蓋機構とを備えた少なくとも１つの第１弁機構が設けられており、第１弁機構は圧縮空間内へのガス状媒体の進入を可能とし、かつ圧縮空間からのガス状媒体の進出を実質的に妨げる。
【０００９】
それと並んで、少なくとも１つの第２穴とこの第２穴を少なくとも一時的に実質的に覆う少なくとも１つの第２蓋機構とを備えた１つの第２弁機構が設けられており、第２弁機構は圧縮空間からのガス状媒体の進出を可能とし、かつ圧縮空間へのガス状媒体の進入を実質的に妨げる。
【００１０】
本発明によれば、一方の弁機構の自由横断面は他方の弁機構の自由横断面を著しく上回る。
【００１１】
自由横断面もしくは最も狭い自由横断面とは、表面もしくは穴を周方向で限定する幾何学的空間もしくは容積の外被面のことであり、その高さは（開弁時の）蓋機構と穴との距離によって、またその円周は弁の開口横断面の円周によって定義されている。蓋機構と穴との間の距離は必ずしも一定である必要はない。
【００１２】
好ましくは、第１弁機構の自由横断面は第２弁機構の自由横断面を著しく上回る。これは、圧縮空間内へのガス状媒体の吸込みを可能とする弁機構の自由横断面が圧縮空間からのガス状媒体の進出を可能とする弁機構の自由横断面を著しく上回ることを意味する。つまり、吸込弁の相応する横断面は圧縮機構吐出弁の横断面よりも大きく設計されている。
【００１３】
蓋機構とは、付設された穴を少なくとも一時的に実質的に完全に覆い、それゆえにこの状態のとき穴に対して密封作用する機構のことである。
【００１４】
他の好ましい実施形態では、一方の弁機構の自由横断面が他方の弁機構の自由横断面を少なくとも係数（ファクター）２だけ上回る。これは、好ましくは吸込弁の自由横断面が吐出弁の自由横断面を少なくとも係数２だけ上回ることを意味する。主に、一方の弁機構の自由横断面は他方の弁機構の自由横断面を係数２．５だけ、好ましくは少なくとも係数３だけ、特別好ましくは少なくとも係数４だけ上回る。
【００１５】
他の好ましい実施形態では、装置が、圧縮空間に対して可動配置される１つのピストン機構を有し、ピストンの移動方向に依存して各１つの弁が閉じ、１つの弁は少なくとも一時的に開口している。
【００１６】
他の好ましい実施形態において少なくとも１つの蓋機構はディスクとして実施されている。好ましくは両方の蓋機構がディスクである。蓋機構は、ピストン機構の移動方向に応じて、圧縮空間に対して、付設された穴から離間しているかまたは実質的にこれに隣接しているかのいずれかであり、こうして一方の方向では穴内のガス通過が妨げられ、他方の方向では実質的に可能となる。
【００１７】
他の好ましい実施形態において少なくとも１つの弁機構、好ましくは両方の弁機構が弁板内に配置されている。この弁板は圧縮空間の成端部を形成する。それとともに、穴と蓋機構との間の上記距離とは、一方で弁板もしくは蓋機構に向き合う弁板表面と他方で蓋機構との間の距離とも理解される。
【００１８】
他の好ましい実施形態において第１弁機構、すなわち吸込弁機構の第１穴は非円形に構成されている。
【００１９】
上で述べたように、弁機構の自由横断面は弁穴横断面の円周と、穴と蓋機構との間の距離とから生じる。それゆえにこの実施形態では、非円形横断面を選択することによって、同じ横断面積もしくは横方向寸法、従って所要スペースにおいて穴の円周が高められる。知られているように円は、他の二次元幾何学図形と比較して円の円周と円の面積との間の比が最小である。それゆえに、円形断面の穴横断面の変更は穴の円周と面積との比の増加を引き起こす。換言するなら、円の円周と円の面積との間の比は２／ｒよりも大きく選択され、ｒは円形穴の半径である。
【００２０】
この仕方の利点は、穴の横断面もしくは面積を同時に匹敵する程度に高めることなく穴の円周を増大させることができ、これにより特に弁板に対して限定的にのみ提供される面積を考慮することができることにある。
【００２１】
他の好ましい実施形態において第１弁機構は複数の第１穴を有する。この仕方でも、弁穴横断面の円周はその面積に比較して高めることができる。
【００２２】
他の好ましい実施形態において、第１弁機構の前記少なくとも１つの穴の円周は第２弁機構の前記少なくとも１つの穴の円周よりも大きく、好ましくは著しく大きい。これは、吸込弁の穴の円周が吐出弁よりも大きく、好ましくはかなり大きいことを意味する。こうして、吐出弁での損失が僅かに高まることが甘受されるとしても、冒頭で指摘したように、ガス圧縮装置の損失は著しく低下させることができる。
【００２３】
他の好ましい実施形態では、第１弁機構の少なくとも１つの穴の円周は、前記少なくとも１つの穴と同じ横断面を有する仮想円形穴の円周と比較して、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％、特別好ましくは少なくとも５０％越える。これは、実際の穴が想定円形穴と対比され、想定穴が実際の穴と同じ横断面積を有し、他方で実際の穴が想定穴よりも大きな円周を有することを意味する。これは、上で述べたように、例えば円形状からの逸脱、好ましくは顕著な逸脱によって達成することができる。
【００２４】
円形穴に関して円周‐面積比を上記のように１０％、２０％高め、もしくは顕著な増加とも理解される５０％高めると、吸込弁での動力損失が著しく減少する。
【００２５】
他の好ましい実施形態において少なくとも１つの蓋機構、好ましくは第１弁機構の蓋機構は、少なくとも１つの凹部を有する。凹部とは、蓋機構の中断のことである。凹部は任意の幾何学形状、例えば円形、楕円形、多角形および／または類似の横断面を有することができる。凹部もしくは開口部は、それらを設ける結果としてそれらを設けないときよりも長いガス経路が狭い横断面で生じることになるような諸領域に配置しておくことができる。
【００２６】
他の好ましい実施形態では少なくとも１つの蓋機構、好ましくは第１弁機構の第１蓋機構が、少なくとも１つの突起を有する。上記凹部とは異なり突起とは残りの面から突出する形成物のことであり、それに対して凹部は実質的に全周にわたって蓋機構の面によって取り囲まれる。
【００２７】
他の好ましい実施形態において少なくとも１つの蓋機構、好ましくは両方の蓋機構が弁板に固着されている。
【００２８】
他の好ましい実施形態では、少なくとも１つの蓋機構の造形がこの蓋機構に付設された穴の造形に適合されている。蓋機構に付設された穴とは、当該蓋機構で覆われるよう指定された穴のことである。好ましくは、少なくとも１つの蓋機構の周縁は付設された穴の周縁から０．５ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ張り出す。これは、例えば穴が半径２０ｍｍで円形に構成されているとき、それに付設された蓋機構が、２０．５ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは２１ｍｍ〜２３ｍｍの半径で穴に対して同心に配置されることを意味する。蓋機構は付設された穴から全周に沿って実質的に一定した値だけ張り出すことができる。しかし、穴がさまざまな領域で異なるように張り出すように、部分的重なりの値は変更することもできる。
【００２９】
他の好ましい実施形態では、少なくとも１つの穴が、穴横断面の周方向に延びる１つの溝を有する。上で触れたように僅かに覆うことの利点として、蓋機構を着脱するとき最も狭い隙間内でガスおよび／または冷媒油クッションの引剥しもしくは押しのけによって減衰は最小になる。この効果を最小にするために、穴横断面の周方向に延びる１つの溝、もしくは弁板の適切な粗面化を付加的に設けておくことができる。
【００３０】
他の好ましい実施形態では、弁板が、好ましくは蓋機構に向き合う側に、少なくとも一部で変形可能な被覆を備えた少なくとも１つの表面区域を有する。
【００３１】
他の好ましい実施形態では、少なくとも１つの蓋機構が、好ましくは穴に向き合う側に、少なくとも一部で変形可能な被覆を備えた少なくとも１つの表面区域を有する。特別好ましい実施形態において被覆は、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）を含有した少なくとも１つの材料を有する。
【００３２】
この実施形態の根拠は、吸込弁穴および弁板の円周を顕著に増大させることによって一方で弁板と他方で蓋機構との間の密封面も増大され、それとともに付加的漏れ横断面を生じ得ることにある。弁板および／または蓋機構上の弾性変形可能および／または塑性変形可能な被覆によって、これらの漏れは少なくとも減らすことができる。既に述べたように、被覆用に考慮の対象となるのはテフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）等の耐熱性ポリマーであるが、しかし金属軟被覆も、シール対偶の塑性適合によって微小粗さを補償することができる。しかし後者の場合、シリンダ底に対して蓋機構もしくはディスクの位置を固定する必要があるが、しかしこれは技術的には問題でない。
【００３３】
他の好ましい実施形態では、弁の開口状態のとき少なくとも１つの蓋機構はそれに付設された穴から少なくとも一部で距離を有し、この距離は０．５ｍｍよりも大きく、好ましくは１ｍｍよりも大きく、特別好ましくは１．５ｍｍよりも大きい。好ましくはこれは第１弁機構の蓋機構である。
【００３４】
上で述べたように、吸込弁の最も狭い自由横断面は増大させられねばならないが、この横断面は弁穴の円周と穴もしくは弁板からの蓋機構の距離との積から生じる。つまり、穴の円周を増大させる代わりに、距離の増大を行うこともできる。しかしこの距離を増大させると、開弁・閉弁時間が増加し、そのことから過度に遅い閉弁によって付加的内部漏れを生じ得ることにもなる。しかし、弁板に対する蓋機構の最大許容行程の増大はばね剛性および／または蓋機構の予荷重の調整に関連して改善することが可能である。
【００３５】
本発明はさらに、特に自動車用の空調装置における本発明に係る装置の使用に向けられている。しかし明確にしておくなら、このようなガス圧縮装置は例えば冷蔵庫等の別の冷凍機械においても使用することができる。
【００３６】
本発明のその他の利点および実施形態は添付図面から明らかとなる。
【実施例】
【００３７】
図１は技術の現状による圧縮機構の弁板２のピストン側表面を平面図で示す。この弁板に設けられている吐出弁穴４が（図示しない）蓋機構を備えている。さらに、蓋機構７と吸込弁の一部たる（隠れた）第２弁穴１３が示してある。
【００３８】
技術の現状による圧縮機構では吐出弁の穴４も吸込弁の穴１３も類似大きさの円周を有する。
【００３９】
図２は技術の現状による圧縮機構の部分略図である。符号７はこの状態のとき開口している吸込弁の蓋機構であり、吸込弁ディスクの下端７ａは切欠き部３の左側止めに当接し、こうして穴１３からのさらなる離反運動を妨げられる。吸込弁の蓋機構の上端７ｂは弁板２とシリンダ壁体１８との間で固着されている。符号１３は吸込弁の穴であり、この穴は閉状態のとき蓋機構７によって実質的に覆われる。符号４は吐出弁の穴であり、この穴はここに示す閉状態のときやはり蓋機構８によって実質的に覆われる。蓋機構８は下端を弁板２と分離腹部１４との間で固着されている。この分離腹部１４は、吸込空間１２を吐出空間１１に対して実質的に気密および／または液密に密封するのに役立つ。シリンダ壁１８と弁板２とによって圧縮空間１０もしくはその末端領域が閉鎖される。圧縮空間１０の内部を（図示しない）ピストン機構が移動し、ピストン機構の移動方向に応じて吸込弁または吐出弁のいずれかが閉じている。符号１６ａ、１６ｂは各弁穴１３、４の周りの環状溝である。これらの環状溝は、弁蓋機構を着脱するときガスおよび／または冷媒油クッションの引剥しもしくは押しのけによって時間遅延を最小にするのに役立つ。
【００４０】
図３には技術の現状による圧縮装置の圧縮機損失動力の図が示してある。限定された圧力と、高い圧力比におけるオリジナル吸込弁が前提とされる。等エントロピー動力に関係した総損失動力、すなわち一定したエントロピーにおける動力がｙ軸に示してある。それぞれ異なる圧縮機回転数が１／ｍｉｎ単位でｘ軸に示してある。
【００４１】
損失割合は等エントロピー圧縮仕事、つまり損失のない圧縮仕事に関係している。４つの線図は異なる吐出効率における各損失動力を示しており、符号Ａは０．８の吐出効率、符号Ｂは０．６の吐出効率、符号Ｃは０．４の吐出効率、符号Ｄは０．２の吐出効率を表す。
【００４２】
吐出効率は制御効率と体積効率との積と定義されている。制御効率λｒｅｇｅｌは以下の如く動力制御可能な圧縮機の実際の幾何学的行程容積と最大の幾何学的行程容積との比と定義されている：
λｒｅｇｅｌ＝Ｖｇｅｏ／Ｖｇｅｏ‐ｍａｘ
体積効率は、古典的仕方で、実際の行程容積において理論上移送される体積流量に関係した実際に移送された体積流量の比として次式により定義されている：
λｌｉｅｆｅｒ＝ＧＲ／（ρｓａｕｇ・Ｖｇｅｏ・ｒｃ）
従って吐出効率、すなわち体積効率と制御効率との積には次の関係が生じる：
λｆｏｅｒｄｅｒ＝ＧＲ／（ρｓａｕｇ・Ｖｇｅｏ‐ｍａｘ・ｒｃ）
総損失に対する個々の損失割合の定量的算出は手間がかかり、圧縮機でのかなりの測定支出、例えば高解像度測定技術による圧縮推移の牽引化を必要とする。
【００４３】
技術の現状により公知の圧縮機最適化は「実験と誤謬」に従って経過し、結果としてそれぞれ、容易に算出できる効率と体積効率とに対する作用のみが算出される。技術の現状により算出されないのは、さまざまな運転状態において個々の損失割合を定量的にどのように分割するかである。このような解像は、圧縮機もしくはコンプレッサに関してなお改善可能な最適化の潜在力をもたらす。
【００４４】
冒頭で触れたように、圧縮機造形もしくはコンプレッサ造形の設計変更は、場合によっては、個々の損失過程に対して逆方向の作用をもたらし、これらの作用の大きさはさらなる最適化ステップにとって重要な指示を提供することができる。
【００４５】
しかし測定データの計算機分析法によって個々の損失割合の定量化に成功し、これにより、さまざまな境界条件もしくは運転条件のもとで主要な損失メカニズムについて結論を得ることができる。しかしこの最適化法は本発明の対象でなく、それゆえに詳細には述べられない。むしろ具体的例でこのような損失分析の結果が論述され、自動車空気調和用Ｒ１３４ａ圧縮機において総効率の上昇を帰結し得る結論が導き出される。
【００４６】
図３において符号３１ａは比較的行程に依存しない機械損失、符号３１ｂは比較的行程に依存した機械損失、符号３１ｃは相対漏れ損失、符号３１ｄは相対吐出弁損失、符号３１ｅは相対吸込弁損失に関係している。比較的行程に依存しない機械損失と比較的行程に依存した機械損失はその都度の圧縮機回転数に実質的に依存しないことがわかる。相対漏れ損失３１ｃと相対吐出弁損失３１ｄは圧縮機回転数に依存して変化する。特に図のＡ、Ｂに示すように吐出効率が高い場合、相対吸込弁損失３１ｅが圧縮機回転数に依存して高圧縮機回転数の方に強く増加することを認めることができ、特に、高い吐出効率、高い圧縮機回転数のとき総損失動力のなかで相対吸込弁損失３１ｅが支配的である。
【００４７】
この理由から、特に高い圧縮機回転数のとき、相対吸込弁損失を下げることによって総損失動力は著しく減らすことができる。空調圧縮機の実際の運転状態において吸込動力は吸込弁の弁隙間によって１０００Ｗ超の値に達する。
【００４８】
従って吸込管でのこの損失を減らすことによって、吸込弁損失と比較して総損失にあまり強く作用しない吐出弁損失がこの措置によって高まるとしても、総損失は減らすことができる。
【００４９】
図４には本発明に係るガス状媒体圧縮装置の第１実施形態が示してある。この装置は１つの吐出弁穴４と２つの吸込弁穴１３ａ、１３ｂとを有する。そのことから、吸込弁穴の円周が吐出弁穴４の円周をはるかに上回ることになり、すなわちこの実施例において円周は実質的に２倍である。符号７は吸込弁の蓋機構であり、閉状態のときこれが弁穴１３ａ、１３ｂを完全に覆う。
【００５０】
冒頭で触れたように、一般に圧力損失の大部分は各弁の最も狭い横断面で生じる。これは圧縮機弁の通常の設計において柱状形成物の外被面であり（図２参照）、その高さは弁板からの蓋機構の距離によって定義され、またその円周は弁板の弁穴横断面の円周によって定義されている。すなわち、吸込弁の最も狭い自由横断面は、吐出弁の最も狭い横断面に関連して、弁板に対する蓋機構の距離との積において、定義された各外被面によって定義されている。
【００５１】
図５には本発明に係る装置の他の実施形態が示してある。この実施形態では、吐出弁に比べて吸込弁の著しく大きい円周は、この弁穴がかなり大きな円形横断面を有することによって達成される。しかし注意すべき点として、吐出弁および吸込弁用の各穴の間で弁板に十分な幅の腹部（図示せず）が残り、この腹部がシリンダとは反対の弁板の側で吐出空間と吸込空間との間の分離を可能とし、圧縮されるべきガスがそこに流入しもしくはそこから流出する（図２参照）。
【００５２】
図６には本発明に係る装置の他の実施形態が示してある。吐出弁もしくはその穴４は図５に示す実施形態と比較して実質的にそのままである。吸込穴用蓋機構７が多数の凹部２７ａ、２７ｂ等を有する。これらの凹部２７ａ、２７ｂは、最も狭い隙間内で流れ経路を減らすのに役立つ。
【００５３】
各隙間の横断面の他に、弁１３の穴と蓋機構７との間の隙間の長さも重要であるので、これらの開口部または凹部２７ａ、２７ｂによって、狭い横断面を有する比較的長いガス経路が生じることになる個所でガスが直接進出できることを達成することができる。各凹部２７ａ、２７ｂは、図６に示す実施形態におけるように実質的に対称に配置しておくことができる。しかし、それとは異なるように各凹部２７ａ、２７ｂもしくは開口部を配置することも可能である。この実施形態において穴１３は星形に構成されており、これにより、著しく増大された円周が達成される。凹部は穴１３の突起２８ａ、２８ｂ等の間に配置されている。
【００５４】
図７に示す実施形態では、図６の凹部２７ａ、２７ｂの代わりに蓋機構１３は切欠き２９ａ、２９ｂ等を有する。吸込穴１３はこの実施形態においてやはり突起２８ａ、２８ｂ等を有する。この措置によって、一方で吸込穴１３の円周は著しく増大させることができ、他方で、それぞれ突起領域でのみ蓋機構７が穴から僅かに張り出すので、過度に長い流れ経路も防止することができる。蓋機構７の突起３９ａ、３９ｂ、３９ｃ（図６と図７参照）は好ましくは蓋機構の行程制限に役立つ。
【００５５】
本発明の諸利点は上記諸欠点（圧縮装置内部の吸込弁による高いエネルギー損失値）が避けられことから生じる。特に、圧力損失にとって主として責任のある最も狭い弁隙間もしくは吸込弁の通過面積は吐出弁の通過面積に比較して係数だけ増大させることが可能である。
【００５６】
図８には本発明に係る熱交換装置についてさまざまな制御効率についての圧縮機損失動力が示してある。区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはやはりさまざまな制御効率（０．８（Ａ）、０．６（Ｂ）、０．４（Ｃ）、０．２（Ｄ）における個々の比を表す。ここでもその都度の圧縮機回転数に対する等エントロピー動力に関係した損失動力がプロットされている。
【００５７】
本発明に係るガス圧縮装置でも比較的行程に依存しない機械損失３１ａと比較的行程に依存した機械損失３１ｂは検討した圧縮機回転数範囲にわたって実質的に一定しているのが認められる。それに対して、本発明に係るガス圧縮装置では圧縮機回転数に依存して、技術の現状に比べて、圧縮機回転数の増加に伴って、特に高い制御効率および高い圧縮機回転数のとき、相対吸込弁損失のごく僅かな上昇が起きる。
【００５８】
それに対して、制御効率が小さいとき、吸込弁での改善は比較的僅かに作用するだけである。
【００５９】
図９と図１０にはＲ１３４ａ圧縮機の総効率が示してあり、図９は技術の現状による圧縮機の有効横断面を示し、図１０は本発明にかかる装置の有効横断面を示す。やはり限定された圧力が前提とされる。ｘ軸には圧縮機の各回転数、ｙ軸には吐出効率、ｚ軸には算出された総効率がプロットされている。本発明に係る装置の場合、特に高吐出効率、高回転数のとき総効率は技術の現状による装置における匹敵する効率よりも著しく高いことがわかる。また本発明に係る装置では最大総効率は技術の現状による装置におけるよりも明確に高い。高い吐出効率、高い圧縮機回転数のとき、計算された総効率が技術の現状による装置ではごく迅速に０．２５以下の値に低下するのに対して、本発明に係る装置では総効率は匹敵する回転数および吐出効率のときなお約０．３５である。
【００６０】
図８に示すように、図３と比較して吸込弁損失は約３０％に減少させることができた。総効率に対する作用は‐図８、図９、図１０に示すように‐等エントロピー圧縮動力と投入された機械的軸動力との比と定義され、なかんずく中間的および高い体積流量（すなわち、中間的および高い回転数、中間的および高い制御効率）のとき、図９と図１０との比較から明らかとなるように顕著に改善することができた。そのことから結果として、空調装置の運転に僅かな軸動力が必要となり、こうして空調装置用に必要な燃料消費量とそれに付属した排出量（温室効果）を減らすことができることとなる。
【００６１】
それと並んで、高温ガス温度を下げることが可能である。そのことから、冷媒ホースの熱負荷低減、周囲に放出しなければならない熱が少なくなるので凝縮器に対する性能要求の緩和、そしてエラストマーホース材料によって冷媒拡散率の低減がもたらされ、そのことから環境のさらなる保護がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】技術の現状によるガス状媒体圧縮装置の弁板の平面図である。
【図２】図１の装置の弁板の略断面図である。
【図３】技術の現状による装置の圧縮機損失動力を表す線図である。
【図４】ガス状媒体圧縮装置の弁板の本発明に係る第１実施形態の平面図である。
【図５】他の実施形態における本発明に係る装置の平面図である。
【図６】他の実施形態における本発明に係る装置の平面図である。
【図７】他の実施形態における本発明に係る装置の平面図である。
【図８】本発明に係る装置の損失動力の図である。
【図９】技術の現状による装置の効率の図である。
【図１０】本発明に係るガス状媒体圧縮装置の効率の図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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