CN107605597A - 一种往复内燃式空气压缩机 - Google Patents

Abstract

一种往复内燃式空气压缩机，包括：内燃机；所述内燃机的活塞为三段式结构，分别为上端大直径段，中间锥形过渡段和下端小直径段；活塞上端大直径段与内燃机的气缸内壁配合，活塞下端小直径段与气缸下缘相配合，下端小直径段部分伸出缸套外。下端小直径段有安装活塞环的环槽，活塞环安装于环槽上。所述内燃机的缸套侧壁开有压气进气口和压气出气口。本发明将空气压缩机同内燃机的结构融合起来，大大减小了空压机组占用的空间,不需要联轴器传递扭矩，轴系结构得到了大幅度简化，提高了运行可靠性和空气压缩效率,安装更为方便。

Description

一种往复内燃式空气压缩机

技术领域

本发明涉及一种空气压缩机装置，具体涉及一种往复内燃式空气压缩机。

背景技术

高压空气在船舶上具有重要的作用，如内燃机的启动、吹除工作等均离不开高压空气，而得高压空气作常用的办法就是利用空气压缩机。所以空气压缩机是船上必不可少的辅助机械。而减小船用辅机的体积，对提高船舶功率密度具有重要意义。

目前空压机的结构形式主要为级联式往复空压机和星型往复式空压机。不论是哪一种结构的空压机在运行时都需要一台原动机，一般采用电机或内燃机拖动空压机进行工作。传统的空压机在工作时需要原动机拖动，不管是电机还是内燃机轴向尺寸往往都超过整个空压机机组的1/2，整个机组在船舶舱室中占用了较大的空间。

陈继光等人的发明专利“一种带空压机泵的一体式电机”(专利公告号为：CN106451911A)在其技术方案中将空压机泵组与电机用可拆卸的固定连接，以此达到两者之间的紧密结合。其思想是将空气压缩机与其原动机通过固结的方式来减小连接处的空间，但这种方式在缩减机组体积方面效果非常有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将空压机的动力部分和做功部分集成，能够大幅度缩减占用舱室空间的往复内燃式空气压缩机。

本发明的目的是这样实现的：

一种往复内燃式空气压缩机，包括：内燃机；内燃机包括飞轮、曲柄、曲轴、连杆、活塞、气缸。

所述内燃机的活塞为三段式结构，分别为上端大直径段，中间锥形过渡段和下端小直径段；活塞上端大直径段与内燃机的气缸内壁配合，活塞下端小直径段与气缸下缘相配合，下端小直径段部分伸出缸套外。下端小直径段有安装活塞环的环槽，活塞环安装于环槽上。

所述内燃机的缸套侧壁开有压气进气口和压气出气口。

本发明还包括：

1.所述气缸下缘的厚度小于活塞下端小直径段活塞环的厚度；

2.所述压气进气口和压气出气口位于靠近气缸下缘位置；

3.所述活塞上端大直径段在气缸内运动的下止点在压气进气口和压气出气口上方。

本发明设计的基本原理是将空气压缩机同内燃机的结构融合起来，将空压机的气室与内燃机气缸设计与活塞的两端，在内燃机做功时活塞就可以推动的另一端压缩气室中的空气，使得其中的空气压力升高从而得到高压的空气。在内燃机排气时气室又可以重新吸入空气，从而完成各自的循环，得到源源不断的高压空气。

本发明的优势在于：

1、本发明将空压机和原动机设计于一体，大大减小了空压机组占用的空间。

2、本发明的空压机不再需要联轴器来传递扭矩，轴系结构得到了大幅度简化，提高了运行可靠性和空气压缩效率。

3、本发明的空压机因不需要和原动机配合，安装更为方便。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行更加细致的阐述：

一种往复内燃式空气压缩机，包括：内燃机；内燃机包括飞轮1、曲柄2、曲轴3、连杆4、活塞5、气缸6。所述内燃机的活塞为三段式结构，分别为上端大直径段，中间锥形过渡段和下端小直径段；活塞上端大直径段与内燃机的气缸内壁配合，活塞下端小直径段与气缸下缘相配合，下端小直径段部分伸出气缸缸套外。下端小直径段有安装活塞环的环槽，活塞环安装于环槽上。所述内燃机的气缸缸套侧壁开有压气进气口和压气出气口。

结合图1，本发明一种往复内燃式空气压缩机,包括飞轮1、曲柄2、曲轴3、连杆4、活塞5、气缸6组成。活塞5和气缸6配合运动，活塞5和连杆4连接，连杆4与曲轴3连接，曲轴3通过曲柄2带动飞轮1运动。

所述活塞5由半径不同的两部分圆柱构成，中间由锥形结构过渡。两部分分别设有安装活塞环的环槽。气缸6上下两部分开有两套配气孔，用于内燃机气室7和压气机气室10的进排气，气缸下缘半径缩小与活塞5下部配合。

在内燃机进气冲程中，曲轴3和曲柄2由飞轮1产生的惯性来维持转动，内燃机气室7通过内燃机进气口8吸入空气，压气机室10的压气进气口11保持打开，压气出气口12保持关闭状态。进入压缩冲程后，内燃机气室7开始压缩，同时压气机的压气出气口12继续保持关闭，压气机室10通过压气进气口11进气。然后进入做功冲程，内燃机气室7内的燃料燃烧，产生高压气体推动活塞5压缩压气机气室10内的空气产生高压气体。压力达到需求值时排气口12打开向外提供高压空气。内燃机做功完成后继续由飞轮1的惯性作用带动活塞上移通过内燃机出气口9排气，此时压气机气室10的进气口5处于打开状态，而排气口6处于关闭状态。当内燃机排气完成后继续进行吸气，重复上述过程，持续输出高压气体。

Claims (5)

1.一种往复内燃式空气压缩机，包括：内燃机；内燃机包括飞轮、曲柄、曲轴、连杆、活塞、气缸；其特征在于，所述内燃机的活塞为三段式结构，分别为上端大直径段，中间锥形过渡段和下端小直径段；活塞上端大直径段与内燃机的气缸内壁配合，活塞下端小直径段与气缸下缘相配合，下端小直径段部分伸出缸套外；下端小直径段有安装活塞环的环槽，活塞环安装于环槽上；所述内燃机的缸套侧壁开有压气进气口和压气出气口。

2.如权利要求1所述的一种往复内燃式空气压缩机，其特征在于，所述气缸下缘的厚度小于活塞下端小直径段活塞环的厚度。

3.如权利要求1或2所述的一种往复内燃式空气压缩机，其特征在于，所述压气进气口和压气出气口位于靠近气缸下缘位置。

4.如权利要求1或2所述的一种往复内燃式空气压缩机，其特征在于，所述活塞上端大直径段在气缸内运动的下止点在压气进气口和压气出气口上方。

5.如权利要求3所述的一种往复内燃式空气压缩机，其特征在于，所述活塞上端大直径段在气缸内运动的下止点在压气进气口和压气出气口上方。