專利名稱：具有擴(kuò)大的閥座面積的往復(fù)式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復(fù)式壓縮機(jī)的排出閥和閥座，其中閥座內(nèi)側(cè)的面積明顯大于通向排出閥端口的面積。
背景技術(shù)：
往復(fù)式壓縮機(jī)通常包括可在氣缸內(nèi)運(yùn)動的活塞。氣缸一端處的閥板有選擇地允許待壓縮流體通過進(jìn)口閥流入氣缸。閥板還包括排出閥，以控制壓縮氣體從氣缸中流出。在閥板的一個(gè)普通布置中，進(jìn)口閥布置在氣缸上徑向向外的位置處，而排出閥布置在中心位置處。排出閥位于閥板的外表面上。排出口經(jīng)由閥板通向排出閥。通常，排出閥坐在閥板上的閥座上。閥座通常包圍著排出口，以使得限定在閥座內(nèi)側(cè)的面積等于或稍大于排出口面積。
在這種壓縮機(jī)的排出閥的設(shè)計(jì)中，存在著權(quán)衡。尤其，排出口面積與一個(gè)通稱為“流動損失”的量成比例。流動損失表示效率的降低，因?yàn)槠浔硎疽呀?jīng)被壓縮但是卻沒有被從氣缸中向外驅(qū)動到下游用處的流體。也就是說，排出口中的流體在活塞達(dá)到其沖程末端時(shí)沒有再被從排出閥中驅(qū)動出去。所有進(jìn)入所述壓縮流體內(nèi)的能量就“損失”了。因此，過度增大排出口的大小并不是有利的。
另一方面，正是閥座內(nèi)的面積來控制由壓縮流體所施加的用以打開排出閥并允許流體從內(nèi)腔中流出的力的大小。在某些應(yīng)用中，希望在沒有顯著增大壓縮流體壓力的前提下增大這個(gè)力。
迄今為止，基于對將要利用往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用的評估，往復(fù)式壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)者已經(jīng)將閥座內(nèi)的面積和排出口面積選擇為在某種程度上相對而言相等的值。實(shí)際上，由于很多壓縮機(jī)應(yīng)用于很寬范圍的操作應(yīng)用中，因此這種權(quán)衡不會總是如希望的那樣有利。當(dāng)在制冷循環(huán)中使用比如CO2之類的獨(dú)特致冷劑時(shí)，這個(gè)問題就變得特別尖銳。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明所公開的實(shí)施例中，閥座從排出口徑向向外地移動一個(gè)明顯的程度，使得被驅(qū)動的壓縮致冷劑通過其上從而打開排出閥的面積明顯大于排出口面積。這樣，就在沒有顯著增大流動損失的前提下增大了打開排出閥的力。
在本發(fā)明的一個(gè)公開實(shí)施例中，增大的面積至少等于排出口面積。也就是說，閥座內(nèi)側(cè)的面積至少為排出口面積的兩倍。這樣，在流動損失沒有任何顯著增大的前提下，使閥上的力至少加倍。
閥座可以采用各種形狀。尤其，一個(gè)優(yōu)選的閥座具有與排出口形狀顯著不同的形狀。這樣，就能在閥板上的可用空間內(nèi)增大這個(gè)面積。
從下述說明書和附圖中，能最好地理解到本發(fā)明的這些和其它特點(diǎn)，下面是簡要的描述。


圖1A是現(xiàn)有壓縮機(jī)的橫截面視圖。
圖1B是現(xiàn)有的排出閥。
圖2A是本發(fā)明的壓縮機(jī)的橫截面視圖。
圖2B是第一實(shí)施例的排出閥的頂視圖。
圖3A是第二實(shí)施例的壓縮機(jī)的橫截面視圖。
圖3B是第二實(shí)施例的排出閥的頂視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1A所示，并且如現(xiàn)有技術(shù)中已知的那樣，壓縮機(jī)20包括氣缸蓋22和閥板24?；钊?6在氣缸蓋22內(nèi)運(yùn)動以壓縮容納在氣缸內(nèi)腔28中的流體。進(jìn)口閥30有選擇地允許流體流入內(nèi)腔28。排出口32通向排出單槽閥36。如已知的那樣，排出單槽閥36在一端37處被栓住以使得其可以撓曲而遠(yuǎn)離排出口32并允許壓縮的致冷劑從排出口32流出。阻擋件40防止單槽閥36的過度運(yùn)動。排出閥36坐在閥座38上。
從圖1B中能看出，閥座38內(nèi)側(cè)的面積A1等于排出口32內(nèi)的面積。因而，作用來打開排出閥36的壓縮流體所穿過的面積就等于排出口面積。如上所示，這種現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)中存在著在損失和潛在低打開力之間的權(quán)衡。
圖2A示出了已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行了修改的壓縮機(jī)閥板42。排出口44在與內(nèi)腔28相通的端部處的面積45明顯小于閥座46內(nèi)側(cè)的面積。再次，排出單槽閥50坐在閥座46上。然而，傾斜增大面積48在較小排出口面積的端部49和閥座46之間徑向向外地延伸。
如圖2B所示，現(xiàn)在就具有明顯大于排出口面積A1的增大面積A2。在優(yōu)選實(shí)施例中，面積的這種增大至少等于排出口的公稱面積A1。因而，閥50上傾向于打開該閥的力就顯著地增大。而且，流體損失僅有名義上的增大，因?yàn)槊娣e的增大僅僅超過一小量體積流流出排出口的公稱面積A1的端部49。
閥D的外側(cè)面積也在某種程度上限制閥座的形狀，因?yàn)檫@個(gè)面積不能太大以致于其開始影響周圍結(jié)構(gòu)。以上發(fā)明的特征，比如閥座的獨(dú)特形狀，允許對閥D的外側(cè)面積進(jìn)行改變以適應(yīng)其它必須在閥板內(nèi)延伸的部件。
圖3A示出了第二實(shí)施例的閥板52，其具有在端部55和53之間延伸的排出口54。閥座56布置為鄰近端部55。在圖3A中的57處示出了作用在閥58上的增大面積。從圖2B中能看出，閥座56的形狀明顯不同于排出口54的形狀。因而，供流體穿過以作用在閥58上從而打開閥的面積有著明顯的增大，同時(shí)流動損失只有很小的增大。如圖3B所示的形狀是一個(gè)優(yōu)選的形狀，在排出口54的每一側(cè)上具有凸耳56以限定出額外的流動面積57。雖然示出為這種形狀，但是也可以使用其它形狀，比如橢圓形、矩形等。
這里再次地，面積增大的量級優(yōu)選地類似于第一實(shí)施例。
再次，這種創(chuàng)造性的壓縮機(jī)優(yōu)選地被用來在制冷循環(huán)中壓縮致冷劑，并且最優(yōu)選地是壓縮比如CO2之類的獨(dú)特致冷劑。
雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會認(rèn)識到，一些變型也會落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)研究以下權(quán)利要求來確定本發(fā)明真正的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，包括限定出內(nèi)腔的氣缸蓋，以及安裝在所述氣缸蓋端部處的閥板；在所述氣缸蓋內(nèi)朝向和遠(yuǎn)離所述閥板地往復(fù)運(yùn)動的活塞；允許流體流入所述內(nèi)腔的進(jìn)口閥；和有選擇地允許壓縮流體從所述內(nèi)腔流出的排出閥，所述排出閥被布置在排出口與所述內(nèi)腔相對的端部處，所述排出口具有第一橫截面積，所述排出閥在一端處被栓住以便響應(yīng)于來自壓縮流體的力彎曲而離開所述排出口，并且所述排出閥坐在所述閥板上的閥座上，限定在所述閥座內(nèi)側(cè)的面積大于所述第一橫截面積。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中所述進(jìn)口閥也安裝在所述閥座上。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，其中所述進(jìn)口閥布置在所述排出閥的徑向外側(cè)，并且所述排出口通常定位在所述內(nèi)腔的中心附近。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中所述排出口延伸到下游端，并且一個(gè)斜坡則延伸到所述閥座，所述閥座定位在排出口的所述下游端的徑向外側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中所述閥座限定了所述閥座內(nèi)側(cè)的形狀，這個(gè)形狀與所述排出口的所述面積的形狀明顯不同。
6.如權(quán)利要求5所述的壓縮機(jī)，其中所述閥座具有中心圓形面積，并且兩個(gè)相對的凸耳從所述圓形面積徑向向外地延伸，從而在所述第一橫截面積之上限定出了所述增大的面積。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中所述閥座內(nèi)的所述面積大于所述排出口的所述面積至少200％。
8.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中所述流體是致冷劑。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其中所述致冷劑是CO2。
全文摘要
一種往復(fù)式壓縮機(jī)具有其閥座內(nèi)側(cè)面積大于排出口面積的排出閥。與優(yōu)選實(shí)施例中的閥口相比，閥座還具有截然不同的形狀。閥座內(nèi)增大的面積產(chǎn)生了傾向于由壓縮流體打開閥的增大力。另一方面，由于閥口仍保持相對較小，流動損失就不會顯著地增大。
文檔編號F04B39/10GK1871435SQ200480029336
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月8日
發(fā)明者J·J·奈特 申請人:開利公司