(57)【要約】【課題】  シリンダに吸入される流体の圧力損失を抑制する。【解決手段】  シリンダ２の周壁に内外方向に貫通して設ける吸入ポート１は、上流側流路５の断面形状を円形とし、シリンダ内面の開口１２となる下流側流路７の断面形状は長円形状とし、両者間の接続用流路６は、上流側から下流側へ流路面積が減少する球面形状の壁面８を備える。更に、下流側流路７の上流寄り個所には、長円形状の断面形状における最大幅方向の両端側に、下流側から、接続用流路６の壁面８に開口した開口部１３まで、流路の断面形状が拡大する斜面部９を備える。接続用流路６にて、壁面８と吸入弁１０の端面との距離が近くなる外周寄りでは、開口部１３の両端側が配置された周方向の２個所で、吸入弁１０を通して流入する流体の流れを、開口部１３から斜面部９に沿い下流側流路７へ速やかに導くことで、流れが悪くなる個所の発生を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの周壁に内外方向に貫通して設けられた吸入ポートであって、
上流側から下流側に向けて順に接続された上流側流路と接続用流路と下流側流路を備え、
前記上流側流路の断面形状と、シリンダ内面の開口となる前記下流側流路の断面形状が、
前記上流側流路の断面形状と、前記下流側流路の断面形状を流路軸心方向に垂直な平面に射影したときに、前記下流側流路の断面形状が、前記上流側流路の断面形状に含まれるという条件と、
流路軸心位置から前記上流側流路の壁面までの距離と、前記流路軸心位置から前記下流側流路の壁面までの距離との差について、前記平面内に設定した前記流路軸心位置で直交する２軸方向のうちの一方の軸方向に沿う位置での値が、他方の軸方向に沿う位置での値よりも大となり、且つ前記差が、前記流路軸心位置を中心として前記一方の軸方向に沿う位置から前記他方の軸方向に沿う位置に向かう方向の角度変化に従って単調減少するという条件と、を満たすように設定され、
前記接続用流路は、前記上流側流路に接続された上流側端部から、前記下流側流路が接続された下流側端部に向けて流路の断面積が減少する壁面を備え、
更に、前記下流側流路における上流寄り個所に、前記下流側流路の断面形状に対する前記他方の軸方向の両端側で、下流側から前記接続用流路の前記壁面に開口する位置に近付くにしたがって流路の断面形状が拡大する斜面部を備えたこと
を特徴とするシリンダの吸入ポート。
【請求項２】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における前記他方の軸方向の両端側から、前記他方の軸方向の中間部に向けて、面の幅寸法が縮小している
請求項１に記載のシリンダの吸入ポート。
【請求項３】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における前記他方の軸方向の両端側から、該両端側と前記他方の軸方向の中間部との途中位置までの範囲に設けられている
請求項２に記載のシリンダの吸入ポート。
【請求項４】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における周方向の全周に亘り設けられている
請求項２に記載のシリンダの吸入ポート。
【請求項５】
前記上流側流路は、上流側に吸入弁が配置され、
前記下流側流路が前記接続用流路の前記壁面に開口する開口部は、前記他方の軸方向の両端部が、前記吸入弁の最外周の流路の位置よりも外周側に配置されている
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシリンダの吸入ポート。
【請求項６】
前記シリンダは、
シリンダブロックと、
前記シリンダブロックに設けられた孔に取り付けられたライナとを備え、
前記下流側流路は、前記ライナと前記シリンダブロックに設けられ、
前記斜面部は、前記シリンダブロックに設けられている
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシリンダの吸入ポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダの周壁に設けられて、シリンダに吸入される流体の流路となるシリンダの吸入ポートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体の圧縮に用いられる圧縮機の一つとしては、往復動式の圧縮機が知られている。この往復動式の圧縮機は、液化ガスのボイルオフガスのような低温の流体を圧縮する場合などに用いられている。
【０００３】
往復動式の圧縮機は、シリンダと、該シリンダ内で往復動作するピストンとを備えて、シリンダ内におけるピストンの両側となる位置に、ピストンの往復動作に伴って容積の増減が交互に生じる２つの圧縮室を備えている。
【０００４】
シリンダの周壁には、シリンダの軸心方向両端側の２個所に、それぞれの圧縮室に連通する吸入ポート（吸入部）と吐出ポート（吐出し部）が設けられている。各吸入ポートには、逆止弁の機能を備えた吸入弁が取り付けられ、各吐出ポートには、逆止弁の機能を備えた吐出弁が取り付けられている（たとえば、特許文献１（図１）参照）。
【０００５】
これにより、ピストンの往復動作の際、容積が増加する圧縮室では、流体が外部から吸入弁と吸入ポートを通して吸入される。一方、容積が減少する圧縮室では、圧縮室内の流体が圧縮されて加圧され、この圧縮された流体が、吐出ポートと吐出弁を通して外部へ吐出される。
【０００６】
シリンダの吸入ポートは、シリンダの周壁を内外方向に貫通して設けられた孔であり、基本的には、流体をシリンダの外側から内側に向かう一方向に流通させるための流路である。そこで、本明細書では、この流体の流れ方向に従い、吸入ポートについては、シリンダの軸心から離れた側を上流側といい、シリンダの軸心に近い側を下流側という。
【０００７】
ところで、シリンダは、シリンダブロックに設けられた孔の内側に、スリーブ状の部材であるライナが取り付けられた構成を備えている。よって、吸入ポートは、内周側のライナと、外周側のシリンダブロックの母材という異なる素材による二重構造となる部分に設けられる孔となる。シリンダブロックやライナに対する加工を容易にするためには、吸入ポートの流路形状は、できるだけ単純な形状である方が有利である。
【０００８】
そこで、従来の吸入ポートは、上流側から下流側に、以下に示すような単純な形状の上流側流路、接続用流路、下流側流路を順に備えた構成とされている。
【０００９】
吸入ポートの上流側には、吸入弁が取り付けられる。そのため、吸入ポートの上流側流路は、流路断面形状が、吸入弁の平面形状に対応した円形とされている。
【００１０】
一方、吸入ポートの下流側端部は、シリンダの内面における開口である。この開口については、往復動作するピストンの摺動面との干渉をできるだけ少なくすることが望まれる。そのため、前記開口の形状、すなわち、吸入ポートの下流側端部の流路断面形状は、前記上流側流路の円形の流路断面形状よりも小さく、且つシリンダの軸心方向と直交する方向に延びる長円形とされている。なお、長円形とは、２つの半円を２本の線分で繋いだ形状である（たとえば、非特許文献１（図４）参照）。
【００１１】
吸入ポートの下流側流路は、前記下流側端部と同じ長円形の流路断面形状で、流路軸心方向に沿って延びる構成とされている。
【００１２】
吸入ポートの接続用流路は、前記上流側流路と、前記下流側流路との間を繋ぐ流路である。そのため、前記接続用流路は、前記上流側流路の円形の流路断面形状と同心配置で、且つ流路軸心方向に対する傾斜角度が８０度程度の略円錐体面形状（略テーパ形状）の壁面により、上流側から下流側に向けて縮径する構成とされている（たとえば、特許文献１（図３Ｂ）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−５７５５２号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】平隼也，外３名、「ＬＮＧ（液化天然ガス）用ボイルオフガス圧縮機の開発」、日本製鋼所技報、株式会社日本製鋼所、平成２６年１０月、第６５号、ｐ．１０２〜１０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところが、吸入ポートにおける前記接続用流路の上流寄り位置では、外周側に行くにしたがって、略円錐体面形状とされている接続用流路の壁面が、吸入ポートの上流側端部に取り付けられている吸入弁の出口側の端面に接近した配置となる。
【００１６】
そのため、従来の吸入ポートでは、吸入弁の外周寄りの部分を通して、吸入ポートの上流側流路における外周寄り位置に流入した流体の流れは、流路軸心方向に沿う進行方向の前方が、すぐに接続用流路の壁面によって遮られるようになる。
【００１７】
本発明者等が従来の往復動式の圧縮機について検討した結果によれば、吸入ポートにおいて、前記接続用流路の壁面と、吸入弁の出口側の端面との間隔が狭くなっている接続用流路の外周寄りでは、流体の流れが悪くなる個所が生じていることが判明した。
【００１８】
また、吸入ポートでは、前記のような接続用流路の外周寄りに流体の流れが悪くなる個所が生じると、吸入ポートにおける圧力損失の増加につながっていることが判明した。
【００１９】
更に、往復動式の圧縮機では、前記のようなシリンダの吸入ポートで生じる圧力損失が、圧縮機の性能に影響を与えていることが判明し、したがって、シリンダの吸入ポートにおける流体の圧力損失を抑えることは、圧縮機の性能の向上化につながることが判ってきた。
【００２０】
そこで、本発明は、圧力損失の低減化を図ることができるシリンダの吸入ポートを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、前記課題を解決するために、シリンダの周壁に内外方向に貫通して設けられた吸入ポートであって、上流側から下流側に向けて順に接続された上流側流路と接続用流路と下流側流路を備え、前記上流側流路の断面形状と、シリンダ内面の開口となる前記下流側流路の断面形状が、前記上流側流路の断面形状と、前記下流側流路の断面形状を流路軸心方向に垂直な平面に射影したときに、前記下流側流路の断面形状が、前記上流側流路の断面形状に含まれるという条件と、流路軸心位置から前記上流側流路の壁面までの距離と、前記流路軸心位置から前記下流側流路の壁面までの距離との差について、前記平面内に設定した前記流路軸心位置で直交する２軸方向のうちの一方の軸方向に沿う位置での値が、他方の軸方向に沿う位置での値よりも大となり、且つ前記差が、前記流路軸心位置を中心として前記一方の軸方向に沿う位置から前記他方の軸方向に沿う位置に向かう方向の角度変化に従って単調減少するという条件と、を満たすように設定され、前記接続用流路は、前記上流側流路に接続された上流側端部から、前記下流側流路が接続された下流側端部に向けて流路の断面積が減少する壁面を備え、更に、前記下流側流路における上流寄り個所に、前記下流側流路の断面形状に対する前記他方の軸方向の両端側で、下流側から前記接続用流路の前記壁面に開口する位置に近付くにしたがって流路の断面形状が拡大する斜面部を備えた構成を有するシリンダの吸入ポートとする。
【００２２】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における前記他方の軸方向の両端側から、前記他方の軸方向の中間部に向けて、面の幅寸法が縮小している構成としてもよい。
【００２３】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における前記他方の軸方向の両端側から、該両端側と前記他方の軸方向の中間部との途中位置までの範囲に設けられている構成としてもよい。
【００２４】
前記斜面部は、前記下流側流路の断面形状における周方向の全周に亘り設けられている構成としてもよい。
【００２５】
前記上流側流路は、上流側に吸入弁が配置され、前記下流側流路が前記接続用流路の前記壁面に開口する開口部は、前記他方の軸方向の両端部が、前記吸入弁の最外周の流路の位置よりも外周側に配置されている構成としてもよい。
【００２６】
前記シリンダは、シリンダブロックと、前記シリンダブロックに設けられた孔に取り付けられたライナとを備え、前記下流側流路は、前記ライナと前記シリンダブロックに設けられ、前記斜面部は、前記シリンダブロックに設けられている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のシリンダの吸入ポートによれば、圧力損失の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】シリンダの吸入ポートの第１実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の吸入ポートを流路軸心方向に沿い上流側から見た概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ位置における断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ位置における断面図である。
【図５】吸入ポートの上流側端部と下流側端部の流路断面形状を説明するための図である。
【図６】シリンダの吸入ポートの第２実施形態を示す概略斜視図である。
【図７】図６の吸入ポートを流路軸心方向に沿い上流側から見た概略図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ位置における断面図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ位置における断面図である。
【図１０】シリンダの吸入ポートの第３実施形態を示す断面図である。
【図１１】図１０の吸入ポートの別の方向の断面図である。
【図１２】シリンダの吸入ポートにおける応用例を説明するための図である。
【図１３】シリンダの吸入ポートのモデルについて行った解析の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、シリンダの吸入ポートの第１実施形態を示す概略斜視図である。図２は、図１の吸入ポートを、流路軸心方向に沿い上流側から見た概略図である。図３は、図２のＡ−Ａ位置における断面を拡大して示す図である。図４は、図２のＢ−Ｂ位置における断面を拡大して示す図である。図５は、図１の吸入ポートにおける上流側流路の断面形状と、下流側流路の断面形状とを、流路軸心方向に垂直な平面に射影した図である。
【００３１】
本実施形態は、本発明のシリンダの吸入ポートを、往復動式の圧縮機のシリンダに適用する例を示すものである。したがって、図示しないが、シリンダの内側には、シリンダの軸心方向に沿い往復動作するピストンが備えられている。また、シリンダ内におけるピストンの両側となる位置には、圧縮室が形成されている。
【００３２】
本実施形態のシリンダの吸入ポートは、図１から図５に符号１で示すものである。以下、本実施形態のシリンダの吸入ポート１は、単に、本実施形態の吸入ポート１という。
【００３３】
図１、図３、図４に示すように、シリンダ２は、シリンダブロック３に設けられた孔の内側に、スリーブ状の部材であるライナ４が取り付けられた構成を備えている。
【００３４】
本実施形態の吸入ポート１は、内周側のライナ４と、外周側のシリンダブロック３の母材とによる二重構造を備えたシリンダ２の周壁に、内外方向に貫通して設けられている。
【００３５】
本実施形態では、吸入ポート１は、流路軸心方向がシリンダ２の半径方向に沿う配置とされている。
【００３６】
本実施形態の吸入ポート１は、上流側から下流側に向けて、上流側流路５と、接続用流路６と、下流側流路７と、を順に備え、更に、下流側流路７における上流寄り個所に、下流側から接続用流路６の壁面８に開口する位置に近付くにしたがって下流側流路７の流路の断面形状が拡大する斜面部９を備えた構成とされている。
【００３７】
上流側流路５は、本実施形態の吸入ポート１にて、シリンダ２の外周側の開口部となる部分である。上流側流路５の流路軸心方向に垂直な面での断面形状は、図２に示すように、流路軸心位置を中心とする円形とされている。この上流側流路５の円形の断面形状は、図３、図４に二点鎖線で示すように、本実施形態の吸入ポート１の上流側に取り付けられる吸入弁１０の平面形状に対応した円形とされている。
【００３８】
本実施形態の吸入ポート１は、図３、図４に示すように、上流側に、吸入弁１０を取り外し可能に取り付けるためのケーシングと、吸入弁１０に流体を導く流路とを兼ねる円筒状の部材１１が接続されている。なお、この部材１１は、本実施形態の吸入ポート１における上流側流路５の上流側に一体に設けられていてもよいし、本実施形態の吸入ポート１とは別体に製造して、上流側流路５の上流側端部に接続される構成としてもよい。
【００３９】
下流側流路７は、下流側端部が、本実施形態の吸入ポート１におけるシリンダ２の内面に対する開口１２となっている。下流側流路７の流路軸心方向に垂直な面での断面形状は、図２に示すように、流路軸心位置を中心とする長円形状とされている。この長円形状は、２つの半円を２本の線分で繋いだ形状である。
【００４０】
ここで、上流側流路５の断面形状と、下流側流路７の断面形状との関連について説明する。
【００４１】
説明の便宜上、下流側流路７の断面形状である長円形状については、図５に示すように、流路軸心位置Ｏを原点とし、長円形状の各線分の中点をｘ軸に配置し、各半円の中心をｙ軸に配置したｘｙ平面座標を設定する。
【００４２】
図５から分かるように、下流側流路７では、流路軸心位置Ｏから壁面までの距離Ｅは、ｘ軸に沿う位置で最小となり、ｙ軸に沿う位置で最大となっている。また、距離Ｅは、ｘ軸とｙ軸との間の領域では、流路軸心位置Ｏを中心に、ｘ軸に沿う位置からｙ軸に沿う位置に向かう方向の角度の変化にしたがって単調増加している。
【００４３】
したがって、下流側流路７の断面形状では、流路軸心位置Ｏを中心とした場合、ｘ軸に沿う方向で流路幅が最小となり、ｙ軸に沿う方向で流路幅が最大となっている。以下の説明では、下流側流路７の断面形状について、ｘ軸に沿う方向を最小幅方向、ｘ軸上の位置を最小幅位置といい、ｙ軸に沿う方向を最大幅方向、ｙ軸上の位置を最大幅位置という。
【００４４】
下流側流路７の断面形状は、上流側流路５の円形の断面形状に含まれるサイズとされている。したがって、上流側流路５の流路断面形状は、図５に示すように、流路軸心位置Ｏを中心として、下流側流路７の長円形状の断面形状を囲む半径の円形となる。よって、上流側流路５では、流路軸心位置Ｏから壁面までの距離Ｆは一定である。
【００４５】
したがって、本実施形態の吸入ポート１では、流路軸心位置Ｏから上流側流路５の壁面までの距離Ｆと、流路軸心位置Ｏから下流側流路７の壁面までの距離Ｅとの差Ｇは、図５から分かるように、ｘ軸方向に沿う位置で最大となり、ｙ軸に沿う位置で最小となる。また、差Ｇは、ｘ軸とｙ軸との間の領域では、流路軸心位置Ｏを中心に、ｘ軸に沿う位置からｙ軸に沿う位置に向かう方向の角度の変化にしたがって単調減少している。
【００４６】
下流側流路７は、図３、図４に示すように、シリンダ２の周壁にて、開口１２から、ライナ４を貫通して、シリンダブロック３の内周寄りとなる位置までの範囲に設けられている。本実施形態では、図１に示すように、下流側流路７は、長円形状の断面形状における最大幅方向が、シリンダ２の軸心方向と直交する方向に沿って配置されている。これにより、シリンダ２の周壁の内面には、下流側流路７の断面形状に対応する長円形状の開口１２が、開口１２におけるシリンダ２の軸心方向の幅に対し、シリンダ２の軸心方向と直交する方向の幅が広くなる姿勢で備えられている。
【００４７】
接続用流路６は、上流側流路５の下流側端部と、下流側流路７の上流側端部との間を繋ぐ流路である。したがって、接続用流路６では、上流側から下流側に向けて、流路軸心方向に垂直な面での断面形状を、上流側流路５の断面形状に対応する形状から、下流側流路７の断面形状に対応する形状まで絞る必要がある。
【００４８】
本実施形態では、接続用流路６は、図３、図４に示すように、球面形状の壁面８を備えた構成とされている。なお、壁面８の球面形状は、流路軸心位置Ｏ（図５参照）から流路軸心方向に沿いシリンダ２の外方に延びる図示しない仮想の直線上の一点を中心点としている。
【００４９】
接続用流路６の壁面８は、接続用流路６の上流側端部となる個所の形状が、上流側流路５の断面形状である円形と同様の円形とされている。この接続用流路６の上流側端部は、上流側流路５の下流側端部に接続されている。これにより、接続用流路６は、上流側端部から下流側に向けて、流路の形状が、壁面８の曲率に従って次第に縮径する構成を備えている。
【００５０】
接続用流路６の壁面８は、中央部が接続用流路６の下流側端部となる。よって、壁面８の中央部には、下流側流路７の上流側端部が接続されている。これにより、下流側流路７の上流側端部は、接続用流路６の壁面８に対する開口部１３となっている。
【００５１】
ところで、本実施形態の吸入ポート１は、吸入弁１０よりも下流側でシリンダ２内に形成された圧縮室に連通する空間である。そのため、圧縮室における圧縮比を高めるという目的のためには、本実施形態の吸入ポート１における流路の容積は、できるだけ小さい方が好ましい。
【００５２】
そこで、本実施形態では、接続用流路６は、流路軸心位置Ｏ（図５参照）を含む流路軸心方向に沿う平面内で、壁面８の球面形状にて流路軸心位置Ｏに配置される仮想の下流側端部と、壁面８の上流側端部となる外周部とを結ぶ直線が、流路軸心方向に対して８０度程度の傾斜角度を備える構成とされている。なお、前記した傾斜角度の値は、好ましい角度の一例であって、これに限定されるものでないことは勿論である。
【００５３】
本実施形態の吸入ポート１は、更に、図１、図２、図３に示すように、下流側流路７における上流寄り個所に、流路軸心方向に対して傾斜した面による斜面部９を備えている。
【００５４】
斜面部９は、下流側流路７の長円形状の断面形状の周方向において、少なくとも、最大幅方向（図５におけるｙ軸方向）の両端側の領域を含む範囲に設けられている。
【００５５】
斜面部９については、説明の便宜上、斜面部９を流路軸心方向に垂直な平面に射影した像にて、流路軸心位置Ｏ（図５参照）からの径方向に沿う幅を、斜面部９の面の幅寸法という。
【００５６】
斜面部９は、面の幅寸法が、下流側流路７の断面形状における最大幅方向の両端側から、最小幅位置（図５におけるｘ軸上の位置）の方向に向けて縮小している。
【００５７】
本実施形態では、この斜面部９の面の幅寸法の変化は、シリンダ２の軸心方向と直交する方向から、シリンダ２の軸心方向に向かって減少する構成となっている。
【００５８】
また、本実施形態では、斜面部９は、下流側流路７の長円形状の断面形状における各半円の外周側から、各線分の途中位置までの範囲に設けられている。
【００５９】
これにより、斜面部９が設けられている個所では、接続用流路６の壁面８に対する下流側流路７の開口部１３の形状が、下流側流路７の前記した長円形状の断面形状に比して拡大されている。よって、この開口部１３は、下流側流路７の断面形状の最大幅方向の両端側に位置する部分が、前記長円形状における最大幅方向の両端部の位置よりも、上流側流路５の壁面に近付く配置となっている。
【００６０】
この構成は、本実施形態の吸入ポート１を流通する流体の流れの点から見ると、上流側流路５と、下流側流路７における斜面部９よりも下流側の流路軸心方向に沿う壁面を備えた部分との間に、接続用流路６の壁面８と、斜面部９とにより形成された縮流部を備えた構成ということもできる。この場合、縮流部は、壁面８が、前記したように、仮想の下流側端部と上流側端部となる外周部を結ぶ直線が流路軸心方向に対して所定の傾斜角度を備え、且つ壁面８の内周側に、壁面８から傾斜角度が変化する斜面部９が接続された構成を備えたものとなる。
【００６１】
斜面部９は、下流側流路７におけるシリンダブロック３の母材に形成されている部分にのみ備えることが好ましい。これは、一般に、シリンダブロック３とライナ４は異なる素材で製造されること、また、ライナ４の素材は、シリンダブロック３の素材に比して硬度が高いことが多いこと、更には、ライナ４とシリンダブロック３は、分離されている状態で、本実施形態の吸入ポート１となる孔を個別に穿設する処理が行われることがあること、等に鑑みて、斜面部９を容易に形成できるようにするためである。
【００６２】
なお、図３に示した斜面部９の流路軸心方向に対する傾斜角度は、図示するための便宜上のものである。斜面部９は、斜面部９の流路軸心方向に対する傾斜角度が、壁面８における開口部１３の周縁となる部分の流路軸心方向に対する傾斜角度よりも小さい角度に設定されていればよく、図３に示した以外の傾斜角度でもよいことは勿論である。
【００６３】
また、斜面部９の面の幅寸法は、前記した斜面部９の流路軸心方向に対する傾斜角度と、図５に示した差Ｇの寸法、または、斜面部９を形成する個所におけるシリンダブロック３の母材の厚み寸法とによって、最大値が定まるので、その最大値までの範囲内で適宜設定すればよい。
【００６４】
以上の構成としてある本実施形態の吸入ポート１は、上流側の部材１１に取り付けられている吸入弁１０を通して流入する流体を、上流側流路５、接続用流路６、下流側流路７を順に通してシリンダへ吸入させることができる。
【００６５】
接続用流路６の壁面８は、外周側に行くにしたがって、吸入弁１０の出口側の端面に接近した配置となる。しかし、本実施形態では、下流側流路７は、斜面部９を備えることにより、開口部１３が、下流側流路７の断面形状の最大幅方向の両端側で、この断面形状である長円形状の両端側の位置よりも外周側に拡大されて配置されている。
【００６６】
このため、吸入弁１０の外周寄りの部分から、上流側流路５を経て、接続用流路６の外周寄り位置に流入する流体の流れは、下流側流路７の開口部１３が外周側へ拡大されている周方向の２個所では、流れが接続用流路６の壁面８によって遮られることが抑制される。
【００６７】
したがって、接続用流路６の上流寄り位置では、下流側流路７の最大幅方向の両端側となる周方向の２個所については、従来の吸入ポートで生じていたような流れが悪くなる個所の発生が抑制される。
【００６８】
更に、接続用流路６の上流寄り位置では、前記のように外周寄り位置における周方向の２個所で流体の流れが速やかに下流側流路７へ導かれることに伴い、周方向のその他の部分では、流体の一部が、略周方向に沿って開口部１３に向けて流れるようになる。
【００６９】
このため、接続用流路６の上流寄り位置では、下流側流路７の最大幅方向の両端側となる周方向の２個所以外の個所でも、流れの滞りが抑制され、このことによっても、従来の吸入ポートで生じていたような流れが悪くなる個所の発生が抑制される。
【００７０】
更に、本実施形態では、接続用流路６の壁面８が、球面形状としてある。このため、本実施形態は、壁面が円錐体面形状である場合に比して、接続用流路６の外周部まで、壁面８と吸入弁１０の出口側の端面との距離をより大きな寸法とすることができる。このことによっても、本実施形態の吸入ポート１は、従来の吸入ポートで生じていたような流れが悪くなる個所の発生を抑制するのに有利なものとすることができる。
【００７１】
このように、本実施形態の吸入ポート１によれば、接続用流路の外周寄り位置について、従来の吸入ポートで生じていたような流れが悪くなる個所の発生を抑制することができ、これにより、シリンダ２へ吸入される流体の圧力損失の低減化を図ることができる。このことは、後述する解析の結果から明らかである。
【００７２】
［第２実施形態］
図６は、シリンダの吸入ポートの第２実施形態を示す概略斜視図である。図７は、図６の吸入ポートを、流路軸心方向に沿い上流側から見た概略図である。図８は、図７のＣ−Ｃ位置における断面を拡大して示す図である。図９は、図７のＤ−Ｄ位置における断面を拡大して示す図である。
【００７３】
なお、図６から図９において、第１実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
本実施形態の吸入ポートは、図６から図９に符号１Ａで示すもので、第１実施形態と同様の構成において、下流側流路７における上流寄り個所に、斜面部９を、下流側流路７の断面形状の周方向の２個所に備えた構成に代えて、周方向の全周に亘り、流路軸心方向に対して傾斜した面による斜面部９ａを備えた構成としたものである。
【００７５】
本実施形態においても、斜面部９ａは、面の幅寸法が、下流側流路７の断面形状における最大幅方向の両端側から、最小幅位置の方向に向けて縮小している。したがって、本実施形態でも、斜面部９の面の幅寸法の変化は、シリンダ２の軸心方向と直交する方向から、シリンダ２の軸心方向に向かって減少する構成となっている。
【００７６】
なお、斜面部９ａの流路軸心方向に対する傾斜角度、および、斜面部９ａの面の幅寸法は、第１実施形態における斜面部９と同様に設定すればよい。
【００７７】
これにより、本実施形態では、斜面部９ａが設けられていることに伴い、接続用流路６の壁面８に対する下流側流路７の開口部１３ａの形状は、下流側流路７の長円形状の断面形状に比して周方向の全周で拡大されている。
【００７８】
したがって、開口部１３ａは、下流側流路７の断面形状の最大幅方向の両端側に位置する部分が、前記長円形状における最大幅方向の両端部の位置よりも、上流側流路５の壁面に近付く配置となっている点は、第１実施形態と同様である。
【００７９】
本実施形態では、更に、開口部１３ａは、下流側流路７の断面形状における最大幅方向の両端部が、吸入弁１０の図示しない最外周の流路の位置よりも外周側に配置されている。
【００８０】
これにより、本実施形態の吸入ポート１Ａでは、吸入弁１０の最外周の流路を通過する流体を、周方向の２個所で、接続用流路６の壁面８によって遮られることなく、開口部１３ａから、斜面部９ａに沿い、より速やかに下流側流路７へ導くことができる。
【００８１】
以上の構成としてある本実施形態の吸入ポート１Ａは、第１実施形態の吸入ポート１と同様に使用して、同様の効果を得ることができる。
【００８２】
更に、本実施形態の吸入ポート１Ａは、開口部１３ａにて、下流側流路７の断面形状の最小幅方向の両端側にも斜面部９ａが設けられている。このため、接続用流路６の壁面８に沿う方向の流体の流れが下流側流路７へ流入するときには、流れの方向が屈曲されるが、本実施形態では、この流体の流れが屈曲する個所に斜面部９ａが設けられているので、流れの剥離を抑制することができる。
【００８３】
よって、このことによっても、本実施形態の吸入ポート１Ａは、シリンダ２へ吸入される流体の圧力損失の低減化を図ることができる。このことは、後述する解析の結果から明らかである。
【００８４】
［第３実施形態］
図１０、図１１は、吸入ポートの第３実施形態を示すものである。
【００８５】
図１０は、本実施形態の吸入ポートにおける図３に対応する断面図、図１１は、本実施形態の吸入ポートにおける図４に対応する断面図である。
【００８６】
なお、図１０、図１１において、第１実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８７】
本実施形態の吸入ポートは、図１０、図１１に符号１Ｂで示すもので、第１実施形態と同様の構成において、接続用流路６の壁面８を、球面形状に代えて、円錐体面形状の壁面８ａとしたものである。
【００８８】
壁面８ａは、流路軸心方向に対して８０度程度の傾斜角度を備える構成とされている。なお、前記した傾斜角度の値は、好ましい角度の一例であって、これに限定されるものでないことは勿論である。
【００８９】
以上の構成としてある本実施形態の吸入ポート１Ｂは、第１実施形態の吸入ポート１と同様に使用して、同様の効果を得ることができる。
【００９０】
なお、本実施形態における接続用流路６の壁面８ａを円錐体面形状とする構成は、第２実施形態に適用してもよいことは勿論である。
【００９１】
［応用例］
前記各実施形態では、上流側流路５は、円形の断面形状を備え、下流側流路７は、長円形状の断面形状を備えるものとして説明した。
【００９２】
これに対し、上流側流路５の断面形状と、下流側流路７の断面形状は、以下の２つの条件を満たすように設定してあればよい。
【００９３】
第１の条件は、上流側流路５の断面形状と、下流側流路７の断面形状を流路軸心方向に垂直な平面に射影したときに、下流側流路７の断面形状が、上流側流路５の断面形状に含まれるという条件である。
【００９４】
第２の条件は、流路軸心位置から上流側流路５の壁面までの距離と、流路軸心位置から下流側流路７の壁面までの距離との差について、前記流路軸心方向に垂直な平面内に設定した流路軸心位置で直交する２軸方向のうちの一方の軸方向に沿う位置での値が、他方の軸方向に沿う位置での値よりも大となり、且つ前記差が、流路軸心位置を中心として前記一方の軸方向に沿う位置から前記他方の軸方向に沿う位置に向かう方向の角度変化に従って単調減少するという条件である。
【００９５】
これら２つの条件を満たす上流側流路５の断面形状と、下流側流路７の断面形状としては、たとえば、図１２に示す応用例のように、上流側流路５は、円形の断面形状を備え、下流側流路７は、楕円形状の断面形状を備える構成が考えられる。
【００９６】
図１２において、符号Ｏは流路軸心位置であり、ｘ軸が流路軸心位置Ｏで直交する２軸方向のうちの前記一方の軸、ｙ軸は前記他方の軸である。また、符号Ｅは、流路軸心位置Ｏから下流側流路７の壁面までの距離、符号Ｆは、流路軸心位置Ｏから上流側流路５の壁面までの距離である。符号Ｇは、流路軸心位置Ｏから上流側流路５の壁面までの距離Ｆと、流路軸心位置Ｏから下流側流路７の壁面までの距離Ｅとの差である。
【００９７】
なお、前記２つの条件を満たしていれば、上流側流路５の断面形状と、下流側流路７の断面形状は、図５および図１２に示した以外の形状としてもよいことは勿論である。
【００９８】
また、本発明は、前記各実施形態にのみ限定されるものではない。
【００９９】
接続用流路６は、球面形状の壁面８、または、円錐体面形状の壁面８ａを備えるものとして示したが、接続用流路６は、上流側から下流側に向けて流路の断面積が単調減少する形状を備えていれば、図示した以外の形状を備えていてもよい。
【０１００】
斜面部９，９ａは、下流側流路７の断面形状の周方向に関して、流路軸心方向に対する傾斜角度の異なる部分が存在していてもよい。
【０１０１】
斜面部９，９ａは、上流側端部から下流側端部まで、流路軸心方向に対する傾斜角度が一定の面として示したが、上流側端部から下流側端部までの間で流路軸心方向に対する傾斜角度が変化していてもよい。
【０１０２】
前記各実施形態および応用例では、下流側流路７は、断面形状の最大幅方向が、シリンダ２の軸心方向と直交する方向に配置された構成を例示したが、下流側流路７の断面形状の最大幅方向は、シリンダ２の軸心方向と直交する方向以外の方向に配置された構成であってもよい。
【０１０３】
本発明の吸入ポートは、往復動式の圧縮機のシリンダ以外の任意のシリンダの吸入ポートに採用してもよい。
【０１０４】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【実施例】
【０１０５】
本開示の吸入ポートについて、第１実施形態と同様の構成を備えた第１の解析モデルと、第２実施形態と同様の構成を備えた第２の解析モデルを設定して、圧力損失についての解析を行った。
【０１０６】
比較例として、第１実施形態と同様の構成において、下流側流路７が斜面部９を備えていない構成のモデル、すなわち、下流側流路７が、シリンダ２の内面の開口１２と同様の断面形状のまま延びて接続用流路６の壁面８に開口する構成のモデルを設定し、前記各解析モデルと同様に圧力損失についての解析を行った。
【０１０７】
図１３は、解析結果を示すものである。図１３では、比較例の解析結果で得られた圧力損失の値を基準、すなわち、１００％とし、第１の解析モデルと第２の解析モデルのそれぞれの解析結果の値を、比で示してある。
【０１０８】
図１３の結果から、第１の解析モデルでは、比較例に比して圧力損失の低減化を図ることができることが判明した。このことから、第１実施形態のように、下流側流路７における上流寄り個所に、下流側流路７の断面形状の最大幅方向の両端側で、下流側から接続用流路６の壁面８に開口する位置に近付くにしたがって流路の断面形状が拡大する斜面部９を備えた構成が、圧力損失の低減に有効であることは明らかである。
【０１０９】
また、図１３の結果から、第２の解析モデルでは、更に圧力損失の低減化を図ることができることが判明した。このことから、第２実施形態のように、下流側流路７における上流寄り個所に、下流側流路７の断面形状の最大幅方向の中間部にも、下流側から接続用流路６の壁面８に開口する位置に近付くにしたがって流路の断面形状が拡大するように斜面部９ａを備えた構成が、圧力損失の低減に更に有効であることが分かる。
【符号の説明】
【０１１０】
２  シリンダ、３  シリンダブロック、４  ライナ、５  上流側流路、６  接続用流路、７  下流側流路、８，８ａ  壁面、９，９ａ  斜面部、１０  吸入弁、１２  開口、１３，１３ａ  開口部、Ｏ  流路軸心位置、Ｅ  距離、Ｆ  距離、Ｇ  差
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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