JPH03548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は流体用の改良されたバルブ装置、特
にガス圧縮機において利用するのに適したバルブ
装置に関する。この発明はまた、ガス圧縮機の容
量軽減機構を組込まれたバルブ装置に係る。この
発明はしかし、容量軽減機構を有するガス圧縮機
及び同機構を有しないガス圧縮機の何れにおいて
も利用できるバルブ装置に関する。

従来の技術とその問題点 その １ 往復動ピストン型ガス圧縮機の典型的なもの
は、シリンダ端においてヘツド部と圧縮室間に圧
力応動型の吸入及び吐出弁機構を組込んであるも
のとされている。ガス圧縮機の全体としてみた作
動上において、所与の時間内で、且つ、容認でき
る小圧力降下の下で、最大容量のガス流を可能と
するように十分に大であるポート面積を附与する
ことが重要である。このことは特に、空調システ
ム中に用いられている冷凍用圧縮機において、空
調システムでは一般に比較的多量の流量が要求さ
れることからして、肝心なことである。所与の寸
法のシリンダについてポート面積を最大化すると
いつた要請に加えて、可動弁部材の重量を減らし
該弁部材の慣性効果を制限すること、また特に高
速圧縮機においてバルブ装置が発生する騒音を極
減させることが、有利である。

かかるガス圧縮機においてはまた、シリンダの
バルブ側端での再膨張容積ないし隙間容積を最小
化することが重要である。したがつてバルブ及び
圧縮室壁面は、ピストンがその圧縮行程中にガス
流を制限することなく圧縮室の容積を最小化でき
るようにピストンの頂部と相補的である形状を有
すべきである。この要請を、複合ピストンヘツド
形状とすることで満たすことが可能であるが、複
合型のピストンはその製作が極く高価につき、組
立てが困難であり、またピストンが上死点に接近
するときにしばしばスロツトリング損失が生じ
る。再膨張容積の減少は、非常に低い温度の冷凍
システムに採用されているような比較的に低流量
の冷凍用圧縮機において、またヒートポンプ用途
において、極めて重要である。

その ２ 次に数多くの冷凍システム（及びヒートポンプ
装置）において、ガス圧縮機の容量を制御ないし
軽減することが要求される。圧縮機容量の調整の
必要性は、冷凍システムを、蒸発器について選択
された温度での熱流入負荷を平衡させるように機
能させることとする、加熱及び冷却を可変に行な
うことを要求されるシステムにおいて、定容積形
のポンプを利用する場合に生じる。圧縮機の容量
ないし負荷は、当該冷凍システムにおいて設定さ
れている最小値から最大値の間で変更される。

ガス圧縮機での負荷平衡は普通、蒸発器中への
液相の冷媒流れを制御する熱膨張弁によつて達成
される。冷凍システムで熱負荷が減少すると膨張
弁は冷媒流量を減少させる。逆に熱負荷が増した
ときは膨張弁が冷媒流量を増加させる。したがつ
て冷凍システムが容量制御手段を何ら備えていな
いとすると、冷媒流量の減少により吸入圧力が低
下することとなる。したがつて圧縮機の容量が、
該圧縮機が比較的高い圧縮比及び比較的低い容積
効率でもつて作動するときに減ぜしめられること
となる。かかる容量減少は或る程度までは耐える
ことができ、冷凍システムの設計に当たり通常、
考慮に入れられる。しかしながら圧縮機或は冷凍
システムを作動させるべきでない最小の吸入圧力
或は吸入温度、例えば空冷型蒸発器のコイル上に
霜が付着し始めることとなる飽和吸入温度とか冷
水器の最低限界温度、がある。

いくつかの場合、特に低温冷凍システムにおい
ては、流量の減少により圧縮比が過剰となると圧
縮機が過熱される。比較的小型の冷凍システムで
はこれらの問題を克服するために、圧縮機を発停
させるサーモスタツト或は吸入圧力応動スイツチ
を用いるといつた単純な手段を利用できる。しか
し冷凍システムが比較的大型のものであるとき上
記の解決手段は、大きな範囲での温度変動及び圧
縮性への悪影響を結果することからして望ましく
ない。したがつて大型の冷凍システムでは圧縮機
の容量を該圧縮機の作動を断つことなく軽減させ
るための容量軽減機構（アンローダ）を選択的に
作動させるために、センサーが用いられている。

これ迄にいくつかの異別タイプのアンローダが
利用されて来ており、それには高温ガス分岐流型
のアンローダ、吸入ガス遮断型のアンローダ、吸
入弁を上昇させる機構を備えたアンローダ、及び
再膨張隙間附加空隙を備えたアンローダがある。
再膨張隙間附加空隙を備えたタイプのアンローダ
ではストツプバルブ等によりシリンダと分離され
ている空隙が、追加の再膨張容積ないし再膨張隙
間を附与して圧縮機の容積効率を減少させるよう
に利用される。

隙間附加空隙を利用した容量軽減装置の従来の
ものは、いくつかの不具合を備えている。かかる
従来装置は大型であり、コンパクトさが一つの重
要な設計目標である今日の高速圧縮機において利
用するのに適していない。従来の或る種の装置は
追加の隙間容積を附与するのに、バルブ或はピス
トンを人為的に調整するものとされている。かか
る従来技術は比較的数少ない低速圧縮機を制御す
るのに利用されて来ているが、自動制御が望まれ
る今日の空調システムないし冷凍システムにおい
て人為的な調整は実際的でない。また従前の装置
は1983年１月18日付の米国特許No.4368755に開示
されているような、本願出願人の開発に係る圧縮
機用バルブ装置、つまりバルブ上昇時のガス流特
性が優れ、バルブの永久変形なしに優れたシール
が達成され、騒音なく静かに作動し、高速圧縮機
に極く適当したものとなつているバルブ装置に、
組込みえないものとなつている。

発明課題 この発明は先ず、圧縮機の容量を軽減するため
の機構が設けられているかどうかを問わずガス圧
縮機において、従来の技術とその問題点のその１
で述べたような各種の要求を満たして吐出弁とし
て利用するのに好適しているバルブ装置を、提供
しようとするものである。すなわちこの発明の主
たる目的とするところは、ガス圧縮機或は類似の
流体輸送機械においてその効率を高め、バルブ上
昇時の吐出流特性を改善し、バルブ部材の永久変
形を伴なうことなしにバルブのシール特性を向上
させ、圧縮機等の作動を静かに且つ円滑に行なわ
せ、また高速圧縮機において好適に利用できる、
新規なバルブ装置を提供するにある。

この発明の他の目的は、従来技術とその問題点
のその２で述べた点に関連して、上述のようなバ
ルブ装置であつて、再膨張隙間附加空隙を備えた
タイプのアンローダを含めうるものとしてある新
規なバルブ装置を、提供することにある。

発明の構成と効果 この発明に係るバルブ装置を、アンローダを含
むもの、つまりガス圧縮機の容量を軽減可能とす
る機構を含むものとするときは、ガス圧縮機用の
バルブにそれを貫通する開口が形成され、また弁
板に対し接続されたヘツド部に再膨張隙間附加用
の空隙を附与するための穴が形成される。上記穴
に摺動可能に嵌合されるプランジヤには、上記し
たバルブの開口内に配設された中空円筒状の柱状
体中へと延出する杆部が設けられる。上記したプ
ランジヤは、圧縮機の圧縮室と上記空隙との間の
連通を遮断して圧縮機を完全に負荷された状態に
おく第１の位置に移動させうるようにされる。ま
た該プランジヤは、上記したバルブの開口から抜
出して上記した圧縮室と空隙との間を連通させ圧
縮機の負荷ないし容量を軽減する第２の位置に移
動させうるようにされる。

この発明に係るバルブ装置は容量軽減機構を備
えたガス圧縮機用のものとして具体化するとき、
上述の構造により吐出弁機構が隙間容積を拡大す
るための容量軽減機構の一部分を形成することと
できるから、コンパクトな装置が得られる。吐出
弁の重量が減らされ、これによつてバルブが閉鎖
するとき弁座に対する衝撃が緩和される。好まし
い実施態様では、バルブの移動中及び弁座への着
座状態でバルブのガイドして役立つ中空柱状体部
分を有するリテーナが設けられる。バルブと上記
柱状体部分との間にはシール手段が、柱状体部分
上にバルブを密封的且つ摺動可能に配設できるよ
うに、且つ、バルブの衝撃を減少させる緩衝効果
を附与するために、配設される。

この発明の別の実施態様では、前記プランジヤ
を圧縮機容量の非軽減位置或は軽減位置へ迅速に
移動させるため、ソレノイドが使用される。した
がつて容量制御が自動的に、且つ、人為的な調整
の必要なしに達成される。他の実施態様では、寸
法を変更可能な挿入物或はスリーブを前記したヘ
ツド部の穴中に、前記プランジヤの後退量を決定
し前記空隙により附加される隙間容積を所望の容
量軽減度に対応させうるように、交替的に挿入で
きる。

この発明は安価且つ単純であり、ガス圧縮機及
び他の流体輸送機械において高い効率で作動し、
前述した米国特許No.4368755に開示のバルブ装置
が有する長所を全て有するバルブ装置を、提供す
るものである。すなわちこの発明はガス圧縮機等
の流体輸送機械において、前述したような柱状体
とバルブ間の摩擦を減少させ高速で円滑に作動
し、それでありながら頻繁に起きる高温条件の下
においても柱状体とバルブ間をシールするシール
特性において優れているバルブ装置を、提供す
る。

かかる長所はこの発明に従つて、閉鎖位置と開
放位置間で可動のバルブにそれを貫通する開口を
形成して、位置を固定した柱状体を該開口に嵌合
支承させ、この柱状体によりバルブを、開放位置
と閉鎖位置間で摺動可能にガイドさせることと
し、またバルブが閉鎖位置にあるとき該バルブと
上記柱状体との間での流体流れを阻止するシール
部材を設けることによつて、与えられる。

上記したシール部材は、この発明の一実施態様
では次のように設けられる。すなわちバルブには
上記開口から側外方向きに距たつた部分でシール
面を有する肩部が設けられ、また上記柱状体にも
シール面を有する肩部が設けられる。そして弾性
を有する上記シール部材を、バルブが閉鎖位置に
あるときに上記したバルブのシール面及び柱状体
のシール面の両者に対し密封的に係合するように
配設して、バルブと柱状体との間での流体漏れを
阻止する。かかるシール部材は、バルブが開放位
置と閉鎖位置間で摺動する間に弾性的にそり返え
り得、柱状体に対しては摺接しない。このシール
部材はバルブが閉鎖位置にあるとき上記した両シ
ール面に対し密封的に係合する方向に、バルブの
両面に対し作用するガス圧力間の圧力差により附
勢されるが、さらに該シール部材を上記方向に附
勢するスプリングを、シール部材とバルブ装置固
定部間で圧縮されるように設けるのが望ましい。

この発明の好ましい実施態様では上述のバルブ
装置を、往復ピストン式ガス圧縮機用の吐出弁装
置として利用する。本実施態様においてはバルブ
装置が、弁座を区画形成する貫通開口を有する弁
板を備え、バルブはその閉鎖位置で上記弁座に対
し密封的に係合する。バルブと前記柱状体とは前
記肩部とは反対の側の端で平坦な端面を有するの
が望ましく、かかるバルブ及び柱状体の端面と弁
板の内端面とはバルブが閉鎖位置にあるとき互に
同一平面上に位置するものとされる。このように
バルブ閉鎖位置で同一平面上に位置する２端面と
内端面とは圧縮機の圧縮室端で該圧縮室内の再膨
張容積が拡大されないこととし該容積を最小化す
るから、圧縮機の容量を軽減しないとき及び同軽
減を行なう機構を設けないときに、有利となる。

実施例 第１−１３図はこの発明に係るバルブ装置の実
施例をガス圧縮機において利用した例を図示して
いるが、以下の説明から理解されるようにこの発
明に係るバルブ装置は、図示の圧縮機もしくはヒ
ートポンプ以外の他の流体輸送機械においても利
用できるものである。

第１−３図には参照数字１０で全体を指してあ
るアンローダ機構付きバルブ装置が、往復式ガス
圧縮機と共に図示されている。シリンダブロツク
である圧縮機ボデー１２は、シールリング１８を
有する往復動ピストン１６を受入れるためのシリ
ンダ穴１４を備えていると共に、このシリンダ穴
１４に隣接する吸入空間２０を形成されている。
吸入空間２０は周知のように圧縮すべきガスの入
口と連通させてあり、上記ガスは通常、冷凍シス
テム中の蒸発器から給送される。

弁板２２は、吸入空間２０と連通させてある複
数の吸入通路２４，２６を有する。弁板２２の中
心部には外向きに拡開する環状の弁座２８が設け
られており、この弁座２８内の開口は吐出通路の
一部を構成している。通常のリード弁型の吸入弁
は、互に接続されている吸入通路２４，２６に対
向位置してバルブ作用を行なう部分３０，３２を
備えている。

吐出口３４は弁板２２を貫通していて、弁座２
８によつて仕切られている。この吐出口３４内に
は圧力応動バルブ３６が配設されており、該バル
ブ３６の下端部分は截頭円錐状をなし弁座２８に
対し密封的に係合可能である。圧力応動バルブ３
６はピストン１６の吸入行程中に吸入圧力により
附勢されて弁座２８に対し密封的に係合するもの
であり、保護用のシム４１を介して該バルブ３６
に作用する皿ばね４０により弁座２８と係合する
方向に移動附勢されている。圧縮工程中は第２図
に示すようにバルブ３６が、皿ばね４０の附勢力
に打克つまでのガス圧縮が行なわれた後に上昇し
て吐出口３４を開放し、これによつて圧縮室４２
からのガスの吐出が許容される。

皿ばね４０の上方部分はほぼ部分円筒状をなし
リテーナ４６の下面に形成された凹溝４４内に臨
んでいるが、上記リテーナ４６の中心部には貫通
穴を有する環状の首部ないし柱状体５０が設けら
れている。この柱状体５０の端５２はバルブ３６
が閉じたとき弁板２２及びバルブ３６の下面と実
質的に同一平面上にあるように、位置付けられて
いる。バルブ３６の内面領域によつて、該バルブ
３６を中心部で貫通する開口５４が区画形成され
ている。圧力応動バルブ３６内に位置する柱状体
５０と開口５４とはその寸法を、柱状体５０とバ
ルブ３６とがシールリング５６を介し気密状態を
保持しつつ相対摺動可能であるように設定されて
いる。

鋳造成形により作製されたシリンダ・ヘツド６
０内には穴５９が設けられており、この穴５９の
一部をなす再膨張隙間附加用の空隙５８がシリン
ダ・ヘツド６０内に形成されている。ヘツド６０
は弁板２２を挾んで圧縮機ボデー１２に対し、上
記空隙５８がボデー１２と同心配置されるように
して締付け固定されている。ヘツド６０中にはま
た、空隙５８を囲む吐出空間６２を形成してあ
り、この吐出空間６２は参照数字６４，６６で指
して模式的に示すようにリテーナ４６中に形成さ
れた溝、通路穴或は類似の通路により吐出通路と
連通させてある。

ヘツド６０中の穴５９にはプランジヤ６８を摺
動可能に嵌合してあり、このプランジヤ６８は、
空隙５８とプランジヤ６８上方の空間部との間の
シールを行なうシールリング７４を介して穴５９
の内周面に対し密封的に係合させてある。吐出空
間６２と空隙５８との間のシールを行なうために
シールリング１５２が設けられている。プランジ
ヤ６８には懸垂状の杆部７８を設けてあり、この
杆部７８はその寸法を、プランジヤ６８が第１，
２図に示す位置にあるとき該杆部７８がバルブ３
６中の前記開口５４の空間部に密嵌合して開口５
４を通しての流体の移動を遮断するように、設定
されている。本実施例では上記杆部７８が、リテ
ーナ４６の前記柱状体５０の貫通穴周壁面に対し
シールリング８０を介し密封的に係合するものに
構成されている。リテーナ４６に下端を当てたコ
イルスプリング８２が設けられており、このコイ
ルスプリング８２の上端はプランジヤ６８に形成
せる凹溝８４内でプランジヤ６８に受けさせてあ
る。プランジヤ６８の頂部は部分７６でぬすみを
与えたものとでき、このようにすることで圧縮機
が負荷軽減状態から全負荷状態へと切替えられた
ときにプランジヤ６８に対し吐出圧力を作用させ
るための充分な受圧面を確保してプランジヤ６８
の頂部に作用する吐出圧力が該プランジヤ６８の
下面側に作用するスプリング８２力及びガス圧力
に打克つように出来る。

圧縮機が完全な負荷状態にある第１，２図に図
示の第１の位置と圧縮機が負荷軽減状態にある第
３図に図示の第２の位置との間でプランジヤ６８
を迅速に移動させるために、アクチユエータが設
けられている。本実施例では該アクチユエータが
電磁弁８６を備えているものとされ、この電磁弁
８６は電気的に作動させうるソレノイドコイル８
８とこのソレノイドコイル８８が励磁されている
か解磁されているかに従つて２つの位置のうちの
１つの位置へと移動せしめられる軸９０を有して
いる。軸９０は出口９４とその下方の入口９６と
を有する穴９２に摺動可能に支承されており、下
端を開放した中空部９８と該中空部９８と側外方
とに開口する入口１００とを形成してあるものと
されている。

複数の流体連通路が、プランジヤ６８上方の空
間部に対し吸入圧力または吐出圧力の何れかを選
択的に導くために設けられている。かかる連通路
のうちの一つは、出口９４とヘツド６０中の穴５
９の頂端とを接続するように覆い板１０４中に形
成した通路１０２によつて提供されている。第
２，３図に示すように該通路１０２は、覆い板１
０４に形成せる通路１０６，１０８とヘツド６０
に形成せる通路１１０とにより吐出空間６２へと
接続できる。参照数字１１２，１１４は部材間で
流体シールを行なうための適当したガスケツトを
指している。電磁弁８６のボデー中には通路１１
６が設けられ、また覆い板１０４中には通路１１
８が設けられていて、これらの通路１１６，１１
８はプランジヤ６８上方の空間部を、ヘツド６０
中の通路１２０と弁板２２中の通路１２２とを介
し吸入空間２０に対し連通させるためのものとさ
れている。

バルブ装置１０の作用を説明する。ソレノイド
コイル８８が励磁せしめられると軸９０が第１，
２図に図示の位置へと上昇せしめられ、これによ
り吸入空間２０へと接続されている通路１１６に
対する出口１００の連通が断たれる。かくしてプ
ランジヤ６８上方の穴５９内空間に吐出圧力が、
通路１１０，１０８，１０６，１０２を介して導
かれる。プランジヤ６８に対し作用する該吐出圧
力は、圧縮室４２内の圧力とプランジヤ杆部７８
に作用するスプリング８２力とによる上昇力を越
える。したがつてプランジヤ６８はその下降位置
に留められて、杆部７８とシールリング８０とに
より圧縮室４２と空隙５８間の連通が断たれる。
これよりして圧縮室４２の再膨張容積は変わら
ず、圧縮機が完全に負荷された状態の下で稼働す
る。

圧縮機の負荷を減らしたいときはソレノイドコ
イル８８が解磁せしめられ、これによつて軸９０
が第３図に図示の位置へと下降する。軸９０が同
位置をとると吐出圧力の作用が断たれると共に、
出口１００が通路１１６と連通することからして
プランジヤ６８上方の空間に吸入圧力が導かれ
る。この結果、スプリング８２の力がプランジヤ
６８下面側に作用するガス圧力と組合されたとき
に該プランジヤ６８を上方へと移動させうること
となり、このプランジヤ６８の上方移動によつて
空隙５８と圧縮室４２とがリテーナ４６の柱状体
５０を介して連通せしめられることとなる。した
がつて空隙５８により再膨張容積が増され、圧縮
機の容量が減らされる。

負荷軽減量は、プランジヤ６８の後退量（上昇
量）を制限することとする適当な挿入物によつて
容易に調整できる。かかる挿入物の互に異なる具
体例が第４，５，６図にそれぞれ示されている。
第４図に図示の具体例では穴５９の周壁面に、該
穴５９の軸線方向で互に隔ててある複数個の溝１
３０，１３２を設けてある。これらの溝１３０，
１３２の一つに、プランジヤ６８の上昇動を制限
するストツパーとして用いられる止輪１３４が嵌
合される。その結果、空隙５８の容積が減らされ
て、プランジヤ６８が穴５９内で最上方の位置ま
で上昇しうるようにした場合と比較して負荷軽減
度が減ぜしめられる。第５図に図示の具体例では
穴５９中に、弾性リングより成るスリーブ１３６
を挿入してある。このスリーブ１３６の壁１３８
高さは、プランジヤ６８を所望の位置で停止させ
るような値に選択される。第６図に図示の具体例
におけるように、フランジ付きのリング１４０を
利用することも可能である。第６図の具体例では
ヘツド６０の頂部に口径を拡大した溝穴１４２
を、リング１４０の外向きフランジ１４４を支承
するように形成してある。リング１４０の壁１４
６高さはプランジヤ６８に与えたい上昇量に対応
させて選択される。第４−６図の各図に図示の挿
入物は前記覆い板１０４を取外し、当該挿入物を
穴５９内に挿入設置し、次いで覆い板１０４を再
び取付けることによつて、容易に設置できる。

以上に述べて来たところから当業者が理解でき
る通り、この発明は従来公知のものと比較して次
のように有利である調整機構に係る。すなわちア
ンローダが圧縮機用のバルブ装置と一体的である
部分でもつて構成されているから、圧縮機装置全
体の寸法が縮減されて据付けスペース上、有利で
ある。またプランジヤ６８はソレノイド機構８６
による自動的な制御で２つの位置のうちの何れか
の位置へ極く迅速に移動し、これよりして圧力と
か温度、その他のパラメータが監視され圧縮機の
負荷を軽減する上での条件として利用される冷凍
システムにおいてアンローダが自ら簡単に、冷凍
システムの一部として自動的且つ迅速に外的条件
に適応する容量調整を行なうこととなる。

圧力応動バルブ３６は、空隙５８と圧縮室４２
間の連通を得させることとする開口５４を内部に
有することからして、軽量のものとなつている。
このように軽量化されていることからして該バル
ブ３６はそれが閉鎖するとき、弁座２９への衝撃
を軽減する。他の有利な特徴は、吐出空間６２中
へと圧縮ガスを吐出させるようにバルブ３６が開
放位置をとる第２図の状態において柱状体５０が
バルブ３６を案内するガイドとして作用する点に
ある。第２図から理解される通りバルブ３６は上
記柱状体５０上で上下に摺動して、適正な位置に
保たれる。ピストン１６の吸入行程（第１図）
中、柱状体５０はまたバルブ３６が弁座２８に対
し正しく着座することを保証する。

圧縮機の負荷調整機構が単純なものであること
からして高度の信頼性ある作動が得られ、人為的
な調整は要求されない。単一のソレノイドコイル
８８を単気筒型及び多気筒型の何れの圧縮機を制
御するのにも利用でき、このため製作コストをさ
らに節減できることとなる。なお多気筒型圧縮機
において各シリンダに各別のソレノイドコイルと
アンロード機構とを配設することも勿論、可能で
ある。

前述した実施例は圧縮機の容量調整及びバルブ
作動に関して上述したような長所を附与するが、
前述のバルブ装置はまた、定容量形の圧縮機にお
いて製作コストを節減しつつ速度、効率及び信頼
性を向上させることを、見出した。かかるバルブ
装置に係るいくつかの実施例が第７−１３図に示
されている。

第７−９図においてガス圧縮機２００は、以下
に述べる吐出弁機構についての変形を例外として
第１−６図に図示のガス圧縮機とほぼ類似のもの
である。このため第７−９図において第１−６図
に図示の構成要素と同一或は類似の構成要素は、
第１−６図で用いたのと同一の参照数字で指して
ある。

ガス圧縮機２００において圧力応動バルブ２３
６は、弁板２２２を貫通し弁座２２８によつて一
部を仕切られている吐出流用開口２２０内に配置
されている。このバルブ２３６は中心の開口２５
４を有し、弁座２２８と離間する開放位置と弁座
２２８に対し密封的に係合する閉鎖位置との間で
柱状体２５０上におき摺動可能である。

バルブ２３６の開口２５４内にある上記柱状体
２５０は弁板２２２及びヘツド６０に対し相対的
に位置を固定されており、その上に圧嵌め等によ
り取付け固定されたスリーブ２５８を有してい
て、バルブ２３６は該スリーブ２５８上で摺動す
ることとされている。柱状体２５０はまた、それ
を貫通する開口２６２を有していて、第１−６図
について前述したような容量軽減中に圧縮室４２
と空隙５８間が該開口２６２により連通せしめら
れることとされている。

ほぼ平坦で皿状をなす弾性シール部材２５６が
柱状体２５０の外周位置に配設されている。この
シール部材２５６は例えばスプリング鋼より成る
薄い弾性シートメタルから作製され、バルブ２３
６の肩部２３９上のシール面２４０とスリーブ２
５８上に形成されたシール面２６０との両者に対
し、バルブ２３６が閉鎖位置にあるときに密封的
に係合する。バルブ２３６上のシール面２４０は
該バルブ２３６中の開口２５４から放射方向外方
向きに、その間に溝付け部２４２をおいて距てら
れているのが望ましい。第９図に深さを大きく誇
張して示してある上記溝付け部２４２は、バルブ
２３６の摺動中のシール部材２５６の弾性的なそ
りを受容するための空隙及び両シール面２４０，
２６０間に存在しうる若干の段差を受容するため
の空隙として役立つ。図示の溝付け部２４２はシ
ール面２４０から放射方向内向きに、且つ、軸線
方向でみて弁座２２８向きに傾斜させてあるもの
に形成されているが、段付けされ平坦な内底面を
有する溝付け部を設けることもできる。

弾性シール部材２５６はバルブ２３６が閉鎖位
置にあるとき上記したバルブ２３６及び柱状体２
５０のシール面２４０，２６０に対し密封的に係
合するように、バルブ２３６上下の圧力差によつ
て附勢される。該圧力差はピストン１６の下降行
程、つまり吸入行程中に吐出空間６２と圧縮室４
２間に生じるガス圧力の差に依るものである。弾
性シール部材２５６はまた上記の密封的係合方向
に、柱状体２５０のフランジ部２６４と弾性シー
ル部材２５６間で圧縮される皿ばね４０によつて
も附勢される。皿ばね４０はまた弾性シール部材
２５６を介しバルブ２３６を、該バルブ２３６が
弁座２２８に対し密封的に係合するように附勢す
る。皿ばね４０と弾性シール部材２５６とを組合
せたばね荷重は、ピストン１６の上昇行程中に圧
縮室４２内の圧力が予定した値に達するとバルブ
２３６が弾性的に迅速開放することとなるような
値に予設定されている。

第７−９図に図示のガス圧縮機２００では柱状
体２５０のフランジ部２６４が橋状のリテーナ２
４６に支持されており、リテーナ２４６は弁板２
２２に対し、柱状体２５０が軸線方向で弁板２２
２から離間するように動くのを拘束するために固
定されている。リテーナ２４６及びフランジ部２
６４を共に弁板２２２に対し接続したことによ
り、皿ばね４０はフランジ部２６４及びリテーナ
２４６を介し弁板２２２に反力を及ぼす。したが
つてバルブ２３６及び弾性シール部材２５６は軸
線方向で弁座２２８向きに弾性的に附勢される。

第７図が圧縮機２００の負荷状態を、第８図が
圧縮機２００の負荷軽減状態を、それぞれ示して
いる。

第１０図に図示の他の具体例ではガス圧縮機２
０２が、第７−９図に図示のガス圧縮機とほぼ同
様の構造であるも、前述したヘツド６０と他の点
では類似しているヘツド２８０に形成せる軸線方
向での垂下部２７０により柱状体２５０のフラン
ジ部２６４を係止させてある。このようにヘツド
垂下部２７０によりフランジ部２６４を係止する
ことによつて柱状体２５０が軸線方向で弁板２２
２から離間する向きに動くのが阻止される。また
ヘツド２８０が弁板２２２に対し固定され、また
皿ばね４０がフランジ部２６４とシール部材２５
６間で圧縮されることから、皿ばね４０がヘツド
２８０に対し反力を及ぼし、この反力はヘツド２
８０が弁板２２２に対し接続されていることから
して該弁板２２２へと伝えられる。ガス圧縮機２
０２とそのバルブ装置は、他の点においては第７
−９図に図示のガス圧縮機２００とそのバルブ装
置と実質的に同様のものとされている。第７−９
図及び第１０図にそれぞれ図示の構造は、部品点
数が少ない単純なものであり製作コストを一層節
減させる。しかし反面においてバルブの製作公差
を補償するためにヘツド部を精密に機械加工する
必要がある。

第７−１０図に図示の具体例では肩部２５８
が、柱状体２５０の一部分に沿わせて圧嵌め等に
より固定された別のスリーブを備えていたが、か
かる構造は第１１図に示すように変更することが
できる。第１１図に図示の具体例では柱状体２７
２上にシール面２７４を附与するための肩部２６
８が一体形成されている。機能上からみれば一体
的な肩部２６８及びシール面２７４を有する柱状
体２７２も第７−１０図に図示の柱状体２５０と
機能を一致し、柱状体２５０のフランジ部２６４
に対応するフランジ部２７６を有している。第１
１図に図示のバルブ装置は他の点では第７−１０
図に図示のバルブ装置と、構造上でも作用上でも
実質的に等しい。留意されるべきは柱状体２５０
の別体スリーブによる肩部２５８及び柱状体２７
２の一体的な肩部２６８の何れでも、ガス圧縮機
２００（第７−９図）及びガス圧縮機２０２（第
１０図）並びにそれ以外のガス圧縮機において採
用できる点である。

第１２図及び第１３図にはそれぞれ、この発明
の別の実施例が示されている。容量軽減機構が設
けられていないことを例外として、第１２図に図
示のガス圧縮機２０４は前記ガス圧縮機２００
に、また第１３図に図示のガス圧縮機２０６は前
記ガス圧縮機２０２に、それぞれ対応するものと
なつている。容量軽減機構が設けられていないこ
とからして前記した柱状体２５０（或は一体的な
肩部を有する柱状体２７２）は肉密の柱状体２９
０に置換えられている。この柱状体２９０は平坦
な端部２９２、シール面２９４及びフランジ部２
９６を有し、これらは前記した柱状体２５０の端
部２５２、シール面２６０及びフランジ部２６
４、並びに前記した柱状体２７２の端部２７３、
シール面２７４及びフランジ部２７６に、それぞ
れ対応している。シール面２９４を形成する肩部
２９８は、柱状体２５０について前述したように
別体のスリーブによるものともできるし、また柱
状体２７２について前述したような一体的な肩部
２６８に対応するものともできる。しかしガス圧
縮機２０４及び２０６には容量軽減機構が設けら
れないことからして、柱状体２９０は肉密のもの
に形成され、それを軸線方向で貫通する開口を有
しない。バルブ２３６及び柱状体２９０との間の
相互作用は、第７−１１図について前述したのと
実質的に同一である。

【図面の簡単な説明】

第１図は容量軽減機構を具備する本発明バルブ
装置の一実施例を組込んである往復式ガス圧縮機
の一部を示す縦断面図で、ガス圧縮機は全負荷状
態で吸入行程にある。第２図は第１図同様の縦断
面図であるが、ガス圧縮機の圧縮行程で図示され
ている。第３図は第２図同様の縦断面図である
が、ガス圧縮機の容量を軽減した状態を図示して
いる。第４図、第５図及び第６図はそれぞれ、容
量軽減機構の隙間附加用空隙の容積を変更するた
めに用いられる挿入物についての具体構造を示す
縦断面図である。第７図は容量軽減機構を具備す
る本発明バルブ装置の他の実施例を組込んである
ガス圧縮機の一部を示す縦断面図で、ガス圧縮機
は全負荷状態にある。第８図は第７図同様の縦断
面図であるが、ガス圧縮機の容量を軽減した状態
を図示している。第９図は、第７図で符号９で指
した部分を拡大して図示した拡大縦断面図であ
る。第１０図は第７図に類似の縦断面図である
が、本発明バルブ装置の別の実施例を示すもので
ある。第１１図は第９図に類似の拡大縦断面図で
あるが、柱状体が一体的な肩部を有するところの
本発明バルブ装置の他の実施例を示すものであ
る。第１２図は第７図に類似の縦断面図である
が、第１−１１図に図示のものと異なり容量軽減
機構を具備しない本発明バルブ装置の一実施例を
示すものである。第１３図は第１０図に類似の縦
断面図であるが、第１−１１図に図示のものと異
なり容量軽減機構を具備しない本発明バルブ装置
の他の一実施例を示すものである。 １０……バルブ装置、１４……シリンダ穴、１
６……ピストン、２０……吸入空間、２２……弁
板、２４，２６……吸入通路、２８……弁座、３
４……吐出口、３６……圧力応動バルブ、４０…
…皿ばね、４２……圧縮室、４６……リテーナ、
５０……柱状体、５４……開口、５８……再膨張
隙間附加用の空隙、５９……穴、６０……シリン
ダヘツド、６２……吐出空間、６８……プランジ
ヤ、７８……杆部、８０……シールリング、８２
……コイルスプリング、８６……電磁弁、８８…
…ソレノイドコイル、９０……軸、９２……穴、
９４……出口、９６……入口、１００……入口、
１０２……通路、１０４……覆い板、１１６，１
１８，１２０，１２２……通路、１３０，１３２
……溝、１３４……止輪、１３６……スリーブ、
１４０……リング、２００，２０２，２０４，２
０６……ガス圧縮機、２２０……吐出流用開口、
２２２……弁板、２２８……弁座、２３６……圧
力応動バルブ、２３９……肩部、２４０……シー
ル面、２４６……リテーナ、２５０……柱状体、
２５４……開口、２５６……弾性シール部材、２
５８……スリーブ、２６２……開口、２６０……
シール面、２６４……フランジ部、２６８……肩
部、２７０……垂下部、２７２……柱状体、２７
４……シール面、２７６……フランジ部、２８０
……ヘツド、２９０……柱状体、２９４……シー
ル面、２９６……フランジ部、２９８……肩部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブ装置であつて、 Ａ 弁座を形成する周壁面を備えた開口を有する
   弁板と、 Ｂ 上記開口内に位置を固定して配設された柱状
   体と、 Ｃ 上記柱状体上に摺動可能に配設されていて上
   記弁座に対し係合する閉鎖位置と該弁座から離
   間した開放位置との間で移動可能であるバルブ
   と、 Ｄ 上記バルブが上記閉鎖位置にあるときに該バ
   ルブと上記柱状体との間での流体流れを阻止す
   るシール部材と、 Ｅ 上記弁板に対し相対的に位置を固定してある
   リテーナと、 Ｆ 上記したリテーナとバルブ間に配設されてい
   て上記バルブを上記閉鎖位置方向に移動附勢す
   るスプリングと、 を備えたバルブ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記シール部材が可撓性素材から作製さ
   れていて前記したバルブと柱状体間に配置されて
   いるバルブ装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記したバルブと柱状体とがそれぞれ、
   環状のシール面を有し、前記シール部材が、前記
   バルブが前記閉鎖位置にあるとき上記シール面に
   対し密封的に係合する環状弾性体を備えているバ
   ルブ装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記した柱状体のシール面が該柱状体と
   一体の面であるバルブ装置。 ５ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記柱状体に対し該柱状体の前記シール
   面を備えたスリーブを取付けてあるバルブ装置。 ６ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記シール部材がシートメタルから成る
   バルブ装置。 ７ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記シール部材が、力を受けない状態で
   は平板状をとるものであるバルブ装置。 ８ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記したバルブのシール面及び柱状体の
   シール面が、それぞれ平坦であつて実質的に同一
   平面上に配置されているバルブ装置。 ９ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置で
   あつて、前記したバルブのシール面が、該バルブ
   の外周縁に近い側でバルブ上に配置されているバ
   ルブ装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載のバルブ装置
   であつて、前記したバルブに、そのシール面と内
   周縁との間で、バルブ素材を切欠いてなる溝付け
   部を設けてあるバルブ装置。 １１ 特許請求の範囲第３項に記載のバルブ装置
   であつて、前記シール部材が前記したスプリング
   とバルブとの間に配置されているバルブ装置。 １２ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記弁座が截頭円錐状の形状を有する
   バルブ装置。 １３ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記バルブが高分子材から成るバルブ
   装置。 １４ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記柱状体がその中心部に該柱状体を
   貫通する開口を有し、この開口内に摺動可能に配
   置された杆部を有するプランジヤを設けてあるバ
   ルブ装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載のバルブ装
   置であつて、前記したバルブと柱状体とプランジ
   ヤ杆部とがその端面を、前記バルブが前記閉鎖位
   置にあるとき該バルブの上流側でほぼ整列位置す
   るように、該端面の位置を設定してあるバルブ装
   置。 １６ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記柱状体が、前記バルブが前記閉鎖
   位置にあるとき該バルブの上流側でバルブの端面
   とほぼ同一平面上に端面をおくように形成されて
   いるバルブ装置。 １７ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記柱状体が、前記リテーナに係合し
   て前記弁座から遠去かる方向への移動を阻止され
   る部分を有し、前記スプリングを、上記した柱状
   体の部分と前記バルブとの間で圧縮を受けるよう
   に配置してあるバルブ装置。 １８ 特許請求の範囲第１７項に記載のバルブ装
   置であつて、前記シール部材を、前記したスプリ
   ングとバルブとの間に配置してあるバルブ装置。 １９ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、前記弁板に対し該弁板の前記開口をま
   たぐように取付けてある橋状部材を備えていて、
   前記柱状体が該橋状部材により支持されているバ
   ルブ装置。 ２０ 特許請求の範囲第１項に記載のバルブ装置
   であつて、ガス圧縮機内でシリンダヘツドとシリ
   ンダブロツク間に、圧縮室に対し対面位置させて
   配置されているバルブ装置。 ２１ 特許請求の範囲第２０項に記載のバルブ装
   置であつて、前記柱状体を前記シリンダヘツドに
   支持させてあるバルブ装置。 ２２ 特許請求の範囲第２０項に記載のバルブ装
   置であつて、該シリンダヘツドが再膨張隙間附加
   用の空隙を附与するための穴を、また前記柱状体
   がその中心部に該柱状体を貫通する開口を、それ
   ぞれ有していて、上記穴に摺動可能に嵌合された
   プランジヤであつて上記開口に対し出入りするよ
   うに移動可能である杆部を有するプランジヤを設
   けてあるバルブ装置。 ２３ 特許請求の範囲第２２項に記載のバルブ装
   置であつて、前記プランジヤを選択的に移動させ
   るためのアクチユエータであつて、該プランジヤ
   の前記杆部を、前記した柱状体の開口内へと移動
   させて前記圧縮室と前記空隙間の連通を遮断し圧
   縮機を完全に負荷された状態とする第１の位置
   と、前記した柱状体の開口から抜出させて前記圧
   縮室と前記空隙間を連通させ圧縮機の負荷を軽減
   する第２の位置とに、選択的に位置させるアクチ
   ユエータを設けてあるバルブ装置。 ２４ 特許請求の範囲第２３項に記載のバルブ装
   置であつて、前記プランジヤがほぼＴ字状の断面
   形状を有し前記穴の幅一杯を占めるアーム部分を
   有するバルブ装置。 ２５ 特許請求の範囲第２３項に記載のバルブ装
   置であつて、前記アクチユエータが吸入圧力源、
   吸入圧力よりも大きな圧力の吐出圧力源、及び前
   記穴内に前記プランジヤを距てて前記空隙とは反
   対の側で上記した吸入圧力源と吐出圧力源との何
   れか一方を選択的に連通させるための電磁弁とを
   備えているバルブ装置。 ２６ 特許請求の範囲第２５項に記載のバルブ装
   置であつて、前記プランジヤに、その前記杆部の
   反対側でプランジヤを切欠いたぬすみ部を設けて
   あるバルブ装置。 ２７ 特許請求の範囲第２５項に記載のバルブ装
   置であつて、前記プランジヤに接続され該プラン
   ジヤをその前記杆部が前記第２の位置に移される
   方向に前記吸入圧力と協力して移動附勢するスプ
   リング手段であつて、前記プランジヤに対し前記
   吐出圧力が加えられたときに該プランジヤの前記
   杆部が前記第１の位置に移動せしめられるのを可
   能とするようにばね荷重を比較的小さく設定して
   あるスプリング手段を、設けてあるバルブ装置。 ２８ 特許請求の範囲第２７項に記載のバルブ装
   置であつて、前記スプリング手段を、その一端で
   前記したプランジヤのアーム部分に、また他端で
   前記リテーナに、それぞれ接続してあるバルブ装
   置。 ２９ 特許請求の範囲第２３項に記載のバルブ装
   置であつて、前記アクチユエータが前記シリンダ
   ヘツド上に配設された電磁弁装置であつてソレイ
   ドコイルと該ソレノイドコイルの励解磁に応動し
   て移動せしめられる軸とを有する電磁弁装置を備
   えており、上記した軸がその内部に、前記穴内に
   前記プランジヤを距てて前記空隙とは反対の側で
   圧縮機の吸入圧力または吐出圧力を選択的に導く
   ための通路であつて上記ソレノイドコイルの一の
   状態では吸入圧力を、他の状態では吐出圧力を、
   それぞれ導くように配置して形成してある通路を
   有するバルブ装置。 ３０ 特許請求の範囲第２９項に記載のバルブ装
   置であつて、前記アクチユエータが前記した軸内
   の通路に対し吸入圧力を導くための第１の通路、
   前記した軸内の通路に対し吐出圧力を導くための
   第２の通路、及び前記した軸内の通路と前記プラ
   ンジヤを距てて前記空隙とは反対側に位置する前
   記穴の内部とを連通させる第３の通路とを、備え
   ているバルブ装置。 ３１ 特許請求の範囲第２３項に記載のバルブ装
   置であつて、前記したシリンダヘツドの穴内に挿
   入されたストツパー手段であつて前記プランジヤ
   が前記した圧縮室と空隙とを連通させる方向に移
   動せしめられたときに該プランジヤに対し接当し
   て前記空隙の容積を制御し圧縮機の負荷軽減度を
   調整するストツパー手段を、備えているバルブ装
   置。 ３２ 特許請求の範囲第３１項に記載のバルブ装
   置であつて、前記ストツパー手段が、前記したシ
   リンダヘツドの穴の内周壁に形成された少なくと
   も１個の溝と、該溝に嵌合保持されていて前記プ
   ランジヤの外径よりも小さな内径を有するものと
   されている止輪とを、備えているバルブ装置。 ３３ 特許請求の範囲第３１項に記載のバルブ装
   置であつて、前記ストツパー手段が、前記したシ
   リンダヘツドの穴内に挿入されたリングであつて
   圧縮機に与えるべき負荷軽減度に対応させた長さ
   寸法を有するリングを備えているバルブ装置。 ３４ 特許請求の範囲第３３項に記載のバルブ装
   置であつて、前記シリンダヘツドにおける、前記
   圧縮室とは反対側の端面に、前記穴よりも内径を
   大とする溝穴を形成してあり、前記リングが、該
   溝穴に嵌合されたフランジを備えているバルブ装
   置。