CN105579705B - 加压型增压压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种加压型增压压缩机，实现不导致重量增加、成本增加，不导致构成加压型增压压缩机的构造体的损伤的简易的曲轴室的过剩压力防止组件。由气缸(12)、气缸头(14)及在气缸(12)的内部进行往复运动的活塞(16)形成了压缩室(p)。电动马达(28)的输出轴(28a)的旋转经曲柄轴(24)使活塞(16)往复运动。在曲轴箱(18)的内部划分成密闭的曲轴室(c)。另外，在压缩室(p)及曲轴室(c)上分别设置了供给被加压了的被压缩气体的加压气体供给管(38)。曲轴箱(18)由空心圆筒体(20)和与外方面对的端板(22)构成，在端板(22)上形成了由曲轴室(c)的容许上限压力破坏的低强度壁(50A)，该低强度壁(50A)与其它隔壁相比降低了强度。

Description

加压型增压压缩机
技术领域
本发明涉及由简易的结构可防止曲轴室的容许压以上的升压的加压型增压压缩机。
背景技术
增压压缩机，是从外部的加压气体供给装置导入预先升压了的压缩气体，并将此导入了的压缩气体进一步升压向需要处供给的压缩机。此类型的压缩机，具备气缸，在气缸的下部设置了曲轴箱。在曲轴箱的内部，形成了曲轴室。而且，加压气体仅向形成在气缸的内部的压缩室供给。因此，在压缩室和曲轴室之间产生大的压力差，当使活塞上升时需要大的动力，或者，转矩变动变大，曲柄轴的旋转容易成为不平衡。
因此，以往，为了解决此不良状况，提出了不仅向压缩室，而且也向曲轴室供给加压气体的加压型增压压缩机。这样，通过降低压缩室和曲轴室之间的压力差，能降低曲柄轴的驱动转矩，并且通过转矩变动增大，能防止曲柄轴的旋转变得不均匀等。在专利文献1中，公开了这样的结构的加压型增压压缩机。
但是，在加压型增压压缩机中，当曲轴室成为过剩的压力时，存在构成曲轴箱的构造体损坏的危险。因此，以往，使曲轴箱具有即使曲轴室成为过剩的压力也不损坏的强度，或者在曲轴箱上设置安全阀，当曲轴室成为过剩的压力时，由该安全阀将曲轴室的加压气体向外部放掉。
在专利文献1公开了的加压型增压压缩机中，通过在曲轴箱上设置安全阀，使得曲轴室的内部压力不过剩地上升。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010－059889号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，使曲轴箱具有即使曲轴室成为过剩的压力也不损坏的强度的对策，存在导致增压压缩机的重量增加和成本增加的问题。
另外，在曲轴箱上设置安全阀的对策，如果曲轴室的压力因安全阀的工作而下降，则安全阀自动恢复，曲轴室的压力因安全阀的恢复而再次上升。反复进行此压力增减的结果，存在导致构成增压压缩机的构造体的损伤的问题。
本发明是鉴于上述的问题做出的发明，其目的在于，作为加压型增压压缩机的曲轴室的过剩压力防止组件，提出了一种不导致重量增加、成本增加，而且不导致构成加压型增压压缩机的构造体的损伤的简易的组件。
为了解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明的加压型增压压缩机，其特征在于，具备：
气缸；
设置在气缸上的气缸头；
在上述气缸的内部进行往复运动，与上述气缸头及上述气缸一起划分成压缩室的活塞；
与上述活塞连结了的曲柄轴；
使该曲柄轴进行旋转运动的驱动轴；
收容上述曲柄轴，划分成与外部隔离了的曲轴室的曲轴箱；和
向上述压缩室及上述曲轴室分别供给被加压了的被压缩气体的加压气体供给管，
上述曲轴箱具备隔壁，上述隔壁在与外方面对的一部分上具备由上述曲轴室的容许上限压力破坏的低强度壁，该低强度壁与其它隔壁相比降低了强度。
根据本发明，当曲轴室达到了容许上限压力时，由于低强度壁破坏，所以曲轴室不成为容许上限压力以上的压力而返回到低压。而且，直到削除曲轴室升压到容许上限压力以上的原因并恢复到原来的状态为止曲轴室的压力不上升。因此，由于不存在像安全阀的那样自动恢复而曲轴室多次达到容许上限压力的情况，所以不导致构成加压型增压压缩机的构造体的损伤。
另外，由于仅是在曲轴箱的隔壁上形成低强度壁，所以不会成为高成本。
作为本发明的一实施方式，上述曲轴箱的隔壁具备空心筒体和端板，
该空心筒体具有外周壁和形成一方的端面的端壁，并将另一方的端面向外方开放；
该端板被固定在上述空心筒体上，封闭上述另一方的端面，
上述加压气体供给管被连接在上述端板上，并且上述端板具备上述低强度壁，该低强度壁形成在与连接了该加压气体供给管的位置不同的位置。
这样，通过与空心筒体分体地在与外方面对的端板上形成低强度壁，低强度壁的形成变得容易。
作为本发明的一实施方式，上述低强度壁具备形成在上述曲轴箱的与外方面对的隔壁或者上述端板上的薄壁部。由此，由于能在曲轴箱或者端板的加工时同时地形成薄壁部，所以能容易地形成低强度壁。
作为本发明的一实施方式，
在上述曲轴箱的与外方面对的隔壁或者上述端板上形成了贯通孔，
上述低强度壁具备低强度板和固定件，
该低强度板具有由上述曲轴室的容许上限压力破坏的强度，与上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面抵接，遮蔽上述贯通孔；
该固定件被固定在上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面上，将上述低强度板固定在遮蔽了上述贯通孔的位置。
由此，当曲轴室升压到容许上限压力以上，低强度板破坏了时，仅通过将破坏了的低强度板更换成别的零件，就能再次开始运行。另外，即使将低成本的低强度板更换成别的零件也不会成为高成本。
除了上述实施方式的结构以外，还能将上述固定件可装拆地固定在上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面上。由此，破坏了的低强度壁的更换变得容易。
或者除了上述实施方式以外，也可以在在上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面和上述固定件之间形成了间隙，上述低强度板，其截面被形成为楔状，被压入上述间隙内，被固定在遮蔽上述贯通孔的位置。由此，能使低强度板及固定件的形状简化且低成本化，并且低强度壁的安装变得容易。
发明的效果
根据本发明，由将曲轴箱的隔壁的一部分由低强度壁构成的简单且低成本的结构，能不导致重量增加、成本增加地有效地防止构成增压压缩机的构造体的损伤。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的加压型增压压缩机的纵向剖视图。
图2是图1中的A部放大图。
图3是本发明的第二实施方式的低强度壁形成部的剖视图。
图4是本发明的第三实施方式的低强度壁形成部的剖视图。
图5是上述第三实施方式的低强度壁形成部的主视图。
图6是上述第三实施方式的低强度板的侧视图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面，使用图示的实施方式详细地说明本发明。但是，此实施方式记载的结构零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特定的记载，就不将本发明的范围仅限定于此，这是本发明的宗旨。
(实施方式1)
接着，基于图1及图2说明本发明的第一实施方式。图1表示本实施方式的加压型增压压缩机10的结构。如图1所示的那样，加压型增压压缩机10，具备气缸12和经阀隔板39设置在气缸12的上部的气缸头14。在气缸12的内部，往复运动自由地收容了活塞16。在气缸12的下部，连结了曲轴箱18。由气缸12、阀隔板39、气缸头14及活塞16形成了压缩室p。
曲轴箱18具备隔壁，该隔壁具备空心圆筒体20和平坦的圆形的端板22。空心圆筒体20具备圆筒形状的外周壁20a和与外周壁20a一体地形成一方的端面的平坦的圆形的端壁20b，并将另一方的端面开放。圆形的端板22，由螺栓等结合件可装拆地结合在外周壁20a上，封闭了空心圆筒体20的开放的端面。端板22，如图所示，被配置在加压型增压压缩机10的与外部面对的位置，由螺栓23等结合件可装拆地固定在空心圆筒体20上。在曲轴箱18的内部，形成了加压型增压压缩机10的以与外部隔离的方式划分成的曲轴室c。空心圆筒体20及端板22，由具有与曲轴室c形成的压力相应地可耐该压力的强度的金属或者树脂构成。
在外周壁20a的一部分上形成了圆形的开口，并且在该开口的周围形成了圆形的法兰20c，在该开口内嵌入了气缸12的下部。活塞16的上面与压缩室p面对，活塞16的下面与曲轴室c面对。连杆17被延伸设置在曲轴室c内，在曲轴室c中与向与连杆17正交的方向配置的曲柄轴24连结。在外周壁20a的下部形成了脚部20d。
在端壁20b的中心形成了圆形的开口，并以包围该开口的方式与端壁20b一体地形成了圆筒形的外壳26。在该开口内插入了电动马达28的输出轴28a。输出轴28a，由设置在外壳26的内部的滚动轴承29旋转自由地支承。
曲柄轴24，被配置在相对于输出轴28a平行且相对于输出轴28a的旋转轴线进行了偏心的位置，经输出轴28a与连结构件30连结。曲柄轴24，通过输出轴28a的旋转，以输出轴28a的旋转轴线为中心进行公转，活塞16通过曲柄轴24的公转运动进行往复运动。在曲柄轴24上，在与曲柄轴24的相对于输出轴28a的偏心位置相差180°相位的位置一体地形成了配重31。
接着，说明气缸头14的结构。气缸头14，由中央的隔壁14a划分成吸入部32和排出部34。在吸入部32内形成了被压缩气体的吸入口32a。在吸入部32的内部形成了与吸入口32a连通的被压缩气体的吸入路33。在划分吸入路33和压缩室p的阀隔板39上形成了吸入孔，在阀隔板39上设置了开闭该吸入孔的板状的吸入阀35。吸入阀35，通常成为闭状态。而且，当活塞16在气缸12的内部下降了时，由于吸入阀35由吸入路33和压缩室p的差压从闭状态向开状态动作，连通吸入路33和压缩室p，所以被压缩气体向压缩室p供给。
在吸入口32a上，连接了供给被加压了的被压缩气体的加压气体供给管38。从加压气体供给装置(省略图示)经加压气体供给管38向吸入口32a供给被加压了的被压缩气体。分支管38a从加压气体供给管38分支，分支管38a与端壁22的中央部位连接。在加压型增压压缩机10的运行时，被加压了的被压缩气体经吸入阀35向压缩室供给，与此同时，经分支管38a也向曲轴室c供给。
在排出部34，形成了排出由压缩室p压缩的被压缩气体的排出路36。排出路36的出口形成了排出口34a。在划分压缩室p和排出路36的阀隔板39上形成了排出孔，在阀隔板39上设置了开闭该排出孔的板状的排出阀37。此排出阀37，通常成为闭状态。而且，当活塞16上升而压缩室p升压了时，排出阀37由压缩室p和排出路36的差压从闭状态向开状态动作，连通压缩室p和排出路36。
在曲轴箱18上，横向地连结了马达壳体40。在马达壳体40的内部，收纳了使输出轴28a旋转的电动马达28。在马达壳体40的端面40a上，形成了形成收纳滚动轴承44的凹部的支承部42。由收纳在支承部42内的滚动轴承44旋转自由地支承输出轴28a的另一端。另外，在马达壳体40的内部，配设了向电动马达28供给电流的供电电缆46。与供电电缆46连接的端子48被配置在端面40a的外表面上。从外部商用电源(省略图示)经端子48向电动马达28供电。
在这样的结构中，在运行时，电动马达28被驱动，其输出轴28a进行旋转。输出轴28a的旋转被传递给曲柄轴24，使曲柄轴24公转，并且使活塞16往复运动。
另外，由加压气体供给管38加压的被压缩气体向吸入部32供给。被压缩气体，经吸入阀35向压缩室p供给，在压缩室p中被升压。升压了的被压缩气体，经排出阀37从排出口34a送给需要处。同时，被压缩气体，经分支管38a也向曲轴室c供给。由此，由于压缩室p和曲轴室c的压力差被减小，所以能减小曲柄轴24的驱动转矩，达到节能，并且能防止因为曲柄轴的旋转变得不均匀而产生的转矩变动的增大、振动等。
图2如所示，在端板22上形成了低强度壁50A。此低强度壁50A，如图所示，是如下的结构：在端板22的一部分上形成了圆形且具有长方形的截面的切口部22a，并形成了圆形且具有相同厚度的薄壁部52。薄壁部52的破坏强度，与曲轴室c的容许上限压力一致。另外，薄壁部52的形状不需要一定做成圆形，可以与目的相应地选定为方形、椭圆形等适宜的形状。
另外，薄壁部52，也不需要一定做成相同厚度，为了容易坏且为了使破坏部特定，也可以在一部分上形成槽并使此槽形成部的强度与容许上限压力一致。
由此，当曲轴室c达到了容许上限压力时，由于薄壁部52破坏，所以曲轴室c不成为容许上限压力以上的压力地返回到低压。而且，直到削除曲轴室c升压到容许上限压力以上的原因并恢复到原来的状态为止曲轴室c的压力不上升。
因此，因为不存在像设置了安全阀的情况的那样自动恢复而曲轴室c多次达到容许上限压力的情况，所以不导致构成加压型增压压缩机10的构造体的损伤。另外，由于在端板22上仅通过形成薄壁部52就能形成低强度壁50A，所以不会成为高成本。
另外，由于使端板22处于面对外方的位置，所以分支管34a的安装变得容易，并且通过相对于空心圆筒体20可装拆地设置了端板22，所以低强度壁50A的形成也变得容易。
进而，由于由薄壁部52构成了低强度壁50A，所以能与端板22的加工同时形成薄壁部52。由此，能降低低强度壁50A的加工工时，能低成本化。
(实施方式2)
接着，基于图3说明本发明的第二实施方式。在图3中，本实施方式的低强度壁50B，在端板22上形成圆形的贯通孔22b。而且，使具有圆形且直径大于贯通孔22b的薄的低强度板54从端板22的外侧与贯通孔22b接触来遮蔽贯通孔22b。在低强度板54的外侧配置固定低强度板54的固定件56。固定件56具有直径大于低强度板54的圆形形状。在固定件56的中心部，形成了具有可收容低强度板54的大小及深度的圆形的凹部56a。
固定件56由螺栓58等结合件可装卸地固定在端板22的外表面上。低强度板54，以由曲轴室c的容许上限压力破坏的方式决定其强度。另外，低强度壁50B的设置位置，既可以是与第一实施方式的低强度壁50A同样的位置，也可以是端板22的别的位置。另外，贯通孔22b、低强度板54及固定件56也可以不是圆形，也可以做成方形或者梯形等其它的形状。
通过形成这样的结构的低强度壁50B，如果曲轴室c超过容许上限压力，则低强度壁50B被破坏，能防止曲轴室c升压到容许上限压力以上。而且，由于仅通过将固定件56从端板22取下，将破坏了的低强度板54更换成别的零件，就能再次开始运行，所以能低成本化。另外，由于低强度板54本来就是低成本，所以即使更换成别的零件也不会成为高成本。
另外，由于固定件56可装卸地固定在端板22上，所以低强度板54的更换变得容易。
(实施方式3)
接着，基于图4～图6说明本发明的第三实施方式的低强度壁50C的结构。在图4～图6中，在端板22上形成了四方形状的贯通孔22c。在端板22的外表面上，以覆盖贯通孔22c的方式配置了具有比贯通孔22c的开口面积足够大的面积的四方形状的固定件62。固定件62，以熔敷等方法固定在端板22的外表面上。在固定件62的内面上，设置了具有可压入低强度板60的深度的凹部62a。如图5所示，凹部62a，具有比贯通孔22c的开口面积大的面积，连续不断地形成在固定件62的横向边62b的全长上。固定件62，在其外表面上，设置了用于使低强度板60向外部露出的开口部(未图示)。该开口部，最好设置在与贯通孔22c配合的位置。如果曲轴室c超过容许上限压力，则低强度壁60被破坏，能防止曲轴室c升压到容许上限压力以上。
低强度板60具有长方形状，如图6所示，截面具有楔形状。另外，低强度板60的长边60a的长度h1，被形成得比固定件62的横向边62b的长度h2大。低强度板60被从尖细前端60b压入凹部62a内，在覆盖了贯通孔22b的位置被固定。即，低强度板60的尖细前端60b及厚壁端60c，在超出到固定件62的外侧的状态下被固定。
根据本实施方式的低强度壁50C，能使构成低强度壁50C的低强度板60及固定件62的形状简化且低成本化，并且低强度板60的安装变得容易。另外，通过使低强度板60压入固定件62内，具有能牢固地固定低强度板60的优点。
产业上的利用可能性
根据本发明，作为加压型增压压缩机的曲轴室的过剩压力防止组件，能实现不导致重量增加、成本增加，而且不导致构成加压型增压压缩机的构造体的损伤的简易的防止组件。
以上，使用实施方式说明了本发明，但不言而喻本发明的技术的范围不被上述实施方式记载的范围限定。在上述实施方式中，可以施加多样的变更或者改进，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。另外，施加了那样的变更或者改进的方式也能包含在本发明的技术的范围内，这从权利要求书的记载是显而易见的。
本申请，基于2013年9月27日申请的日本专利申请号2013－202013号主张优先权。包含2013年9月27日申请的日本专利申请号2013－202013号的说明书、权利要求书、附图及说明书摘要在内的全部的公开内容，通过参照作为整体被引用到本申请中。
包含日本特开2010－059889号公报(专利文献1)的各个说明书、权利要求书、附图及说明书摘要在内的全部的公开内容，通过参照作为整体被引用到本申请中。
符号说明：
10:加压型增压压缩机
12:气缸
14:气缸头
14a:隔壁
16:活塞
17:连杆
18:曲轴箱
20:空心圆筒体
20a:外周壁
20b:端壁
20c:法兰
20d:脚部
22:端板
22a:切口部
22b、22c:贯通孔
23:螺栓
24:曲柄轴
26:外壳
28:电动马达
28a:输出轴
29、44:滚动轴承
30:连结构件
31:配重
32:吸入部
32a:吸入口
33:吸入路
34:排出部
34a:排出口
36:排出路
35:吸入阀
37:排出阀
38:加压气体供给管
38a:分支管
39:阀隔板
40:马达壳体
40a:端面
42:支承部
46:供电电缆
48:端子
50A、50B、50C:低强度壁
52:薄壁部
54、60:低强度板
60a:长边
60b:尖细前端
60c:厚壁端
56、62:固定件
56a、62a:凹部
62b:横向边
c:曲轴室
p:压缩室。

Claims (3)

1.一种加压型增压压缩机，其特征在于，具备：
气缸；
设置在气缸上的气缸头；
活塞，其在上述气缸的内部进行往复运动，与上述气缸头及上述气缸一起划分成压缩室；
与上述活塞连结了的曲柄轴；
使该曲柄轴进行旋转运动的驱动轴；
曲轴箱，其收容上述曲柄轴，划分成与外部隔离了的曲轴室；和
加压气体供给管，其向上述压缩室及上述曲轴室分别供给被加压了的被压缩气体，
上述曲轴箱具备隔壁，上述隔壁在与外方面对的一部分上具备在上述曲轴室的容许上限压力下破坏的低强度壁，
在上述曲轴箱上横向地连结了马达壳体，在该马达壳体的内部收纳了使输出轴旋转的电动马达，并且，在上述马达壳体的内部配设了向上述电动马达供给电流的供电电缆，
上述曲轴箱的隔壁具备空心筒体和端板，
该空心筒体具有外周壁和形成一方的端面的端壁，并将另一方的端面向外方开放；
该端板被固定在上述空心筒体上，封闭上述另一方的端面，
上述加压气体供给管被连接在上述端板上，并且上述端板具备上述低强度壁，该低强度壁形成在与连接了该加压气体供给管的位置不同的位置，
在上述曲轴箱的与外方面对的隔壁或者上述端板上形成了贯通孔，
上述低强度壁具备低强度板和固定件，
该低强度板具有由上述曲轴室的容许上限压力破坏的强度，与上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面抵接，遮蔽上述贯通孔；
该固定件被固定在上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面上，将上述低强度板固定在遮蔽了上述贯通孔的位置。
2.如权利要求1记载的加压型增压压缩机，其特征在于
上述固定件可装拆地固定在上述贯通孔周围的上述隔壁或者上述端板的外表面上。
3.如权利要求1记载的加压型增压压缩机，其特征在于，
在上述贯通孔周围的上述隔壁和上述固定件之间或者在上述端板的外表面和上述固定件之间形成了间隙，
上述低强度板，其截面被形成为楔状，被压入上述间隙内，被固定在遮蔽上述贯通孔的位置。
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