CN1379181A - 多汽缸压缩装置 - Google Patents

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Abstract

一种多汽缸压缩装置,在不加大轴承板的吸入口的情况下,可增大外壳内的气体流入量。在承接曲柄轴(9)的轴承板(12)上,在圆周方向等距设有多个吸入口(12a)。在轴承板(12)的上部安装有略呈倒皿状的覆盖材(14),覆盖住前述多个吸入(12a),并和轴承板12之间形成密闭空间S,且在覆盖材(14)的上部中央处设有比吸入口(12a)更大的导入口(14a)。在此导入口(14a)上安装有气体供给管(15),以和气体供给源(未图示)连接。

Description

多汽缸压缩装置
                         技术领域
本发明涉及一种具有多个气体压缩部的多汽缸压缩装置，特别是涉及一种可增大气体吸入量的多汽缸压缩装置。
                         背景技术
在现有的多汽缸压缩装置中，利用多个压缩部压缩吸入气体以排出高压气体已为一般所公知。如图7所示的一般公知的四汽缸压缩装置，其具有四个气体压缩部A、B、C、D是呈十字对向配设。此四汽缸压缩装置是，一开始利用气体压缩部A压缩吸入气体，接着送到气体压缩部B，以气体压缩部B压缩之后，接着送到气体压缩部C，再利用气体压缩部C压缩之后，接着送到气体压缩部D，最后，利用此气体压缩部D压缩并排出气体。也就是说，依照从一开始的气体压缩部A到气体压缩部D的顺序进行压缩，变成高压气体之后排出。
此情形下，最终排出的30MPa的高压气体，其通常是利用0～0.05MPa的气体，经过各气体压缩部A～D以压缩比3～5进行压缩，以分段升压。气体压缩部A～D的汽缸直径是越后段变得越小，此即所谓的四汽缸四段式压缩装置。
然而，由实验可知，若一开始送入的气体压力可达0.5MPa的话，就不需要第1段的气体压缩部A，即，由第2段的气体压缩部B、第3段的气体压缩部C及第4段的气体压缩部D所构成的三汽缸三段式压缩装置，可得到最终的气体压力30MPa。
此三汽缸三段式压缩装置是，和四汽缸四段式压缩装置相同，如图8A、8B所示，位于装置本体的外壳(housing)F的上部的轴承板(bearingplate)G设有吸入口H，从此吸入口H吸入气体，并将此气体吸入到第2段气体压缩部B的汽缸内，以进行压缩。
在上述三汽缸三段式压缩装置中，一旦使得从气体供给源(省略图示)供给到吸入口的起始气体压力为0.5MPa时，从吸入口H进入的气体流入量便会有减少的倾向。而使流入量增大的方式，例如，虽可将吸入口H的口径加大，然而，如图8B所示，因轴承板G是经由轴承J，以承接驱动装置的曲柄轴(crank)I，受到轴承J的妨碍，因此无法加大吸入口H的口径。
                         发明内容
本发明的目的在于为了解决现有的问题，提供一种多汽缸压缩装置，在不增大轴承板G的吸入口H的口径前提下，可增大气体流入量。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种多汽缸压缩装置，具有多个由活塞及汽缸所构成的气体压缩部，使各该气体压缩部的该活塞动作的曲柄轴，被设于一外壳上部的一轴承板上，由其承接着，在该轴承板上设有吸入口，该汽缸压缩装置设于该轴承板上的吸入口为多个。
还有，此多汽缸压缩装置的特点在于，还包括一覆盖材，此覆盖材在轴承板的上部设有一导入口，利用覆盖材覆盖住多个吸入口，并和轴承板之间形成一密闭空间。
而且，前述多个气体压缩部为多段式压缩方式，或一段式压缩方式。
                           附图说明
图1为本发明应用于三汽缸三段式压缩装置一实施例的横断面示意图；
图2为图1的纵断面示意图；
图3A为吸入口状态的轴承板的平面视图；
图3B为吸入口状态的轴承板的纵断面示意图；
图4A为吸入口其他实施例的覆盖材半剖视立体图；
图4B为吸入口其他实施例的将覆盖材安装于轴承板上的纵断面视图；
图5为本发明应用于四汽缸一段式压缩装置的实施例平面视图；
图6为图5的横断面示意图；
图7为现有的四汽缸四段式压缩装置的横断面示意图；
图8A为吸入口状态的轴承板的平面视图；
图8B为吸入口状态的轴承板的纵断面示意图。
                       具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的多汽缸压缩装置的实施例。图1是绘示三汽缸三段式压缩，其中，第一段气体压缩部1、第二段气体压缩部2及第三段气体压缩部3是依T字型呈对向配设。
第一段气体压缩部1，具有活塞(piston)1a和汽缸1b。活塞1a和与其呈相对的第三段气体压缩部3的活塞3a，经由轭4A在同轴上连接，且在汽缸1b头部(head)上设有排出口1c。
第二段气体压缩部2，具有活塞2a和汽缸2b。活塞2a和与其呈相对的稳定用活塞P，经由与上述轭4A呈90度相对移动的轭4B在同轴上连接，且在汽缸2b的头部上设有排出口2c及吸入口2d。此第二段气体压缩部2的吸入口2d，与上述第一段气体压缩部1的排出口1c利用第一连接管5连接。又，虽然，用于稳定的活塞P位于汽缸Q内，但压缩部并不设在此部分，而是利用盖子(cap)R塞住。
第三段气体压缩部3，具有活塞3a和汽缸3b。活塞3a安装于上述轭4A上，且在汽缸3b的头部上设有排出口3c和吸入口3d。此第三段气体压缩部3的吸入口3d和上述第二段气体压缩部2的排出口2c，利用第二连接管6连接，排出管7安装于第三段压缩部3的排出口3c上。上述第一段气体压缩部1～第三段气体压缩部3，其分别相当于现有的四段式压缩装置的第二段气体压缩部～第四段气体压缩部。
在这些气体压缩部的下方，如图2所示，设有电动机，此电动机上设置有电动马达(motor)8，转子(rotaror)8a呈回转状态，此转子8a上安装有曲柄轴9。曲柄轴9的上部偏心安装着曲柄销(crank pin)10，并连接到轭4A、4B。又，在曲柄轴9上安装有上侧平衡器(balancer)9a和下侧平衡器9b，在这些平衡器上固定适当的配重(balancer weight)(省略图示)，以维持曲柄轴9的良好回转。
如图3B所示，在外壳11的上部安装有轴承板12，曲柄轴9的上端部，通过轴承13承接在轴承板12上。如图3A所示，在轴承板12上的圆周方向等距配设有多个(四个)吸入口12a 。
图4A及图4B绘示本发明的其他实施例，如图4B所示，上述轴承板12的上部安装有倒皿状的覆盖(cover)材14，此覆盖材14下端的方形凸缘(flang)部固定在轴承板12上，以覆盖住上述多个吸入口12a，且轴承板12覆盖材14之间形成密闭空间S，如图4A所示，在覆盖材14的上部中央处，还设有比吸入口12a更大的(直径25～30mm)导入口14a。
本发明的三汽缸三段式压缩装置如上述的结构，从上述第一段气体压缩部开始依序对气体进行升压，在最终的第三段气体压缩部内，可从排出管7排出30MPa的高压气体。此时，一开始从轴承板12的多个吸入口12a，将0.5MPa的气体供给到外壳11内，因为，此气体的吸入口12a有四个，会减低吸入时的压力损失、增加气体吸入量且可减低脉动。
虽说因为吸入口12a有四个，所以从气体供给源(图示省略)连接到各吸入口12a的气体供给管(图示省略)需要有四根，然而，在图6的实施例场合中，若有一根粗的气体供给管15连接到覆盖材14的导入口14a则刚好够用。又，具有覆盖材14的场合中，从导入口14a导入的气体会在上述密闭空间S中扩展，且被消音。也就是说，覆盖材14具有膨胀型消音器(muffler)的作用，会减低气体吸入时的噪音。消音之后的气体会从轴承板12的四个吸入口12a流入外壳11内。更，因覆盖材14补强轴承板12，也可达到提高轴承板12刚性的作用。
虽然，上述气体供给源中气体压力本来有0.5MPa，然而，对现有的四段压缩装置而言，在中途设有减压装置，以供给减压成0～0.05MPa之后的气体，但本发明中因可从气体供给装置原封不动地供给0.5MPa的气体，可不需减压装置。
流入外壳11内的气体是吸入到第一段气体压缩部1的汽缸1b内，压缩成2MPa，并经由第一连接管5送入第二段气体压缩部。在第一段压缩部1中，在往汽缸1b方向的吸入口(图示省略)及排出口1c上，分别安装有逆止阀，以使吸入和排出步骤可顺利地进行。同理，第二段气体压缩部和第三段气体压缩部也相同。
送入第二段压缩部2的压缩气体，在此被升压到10MPa。还有，在第二段气体压缩部2中被升压的压缩气体是，经由上述第二连接管6，送入第三段气体压缩部3，并升压到30MPa。在此第三段气体压缩部3中被升压的高压气体从上述排出管7排出。从此排出管7排出的高压气体可填充到高压罐(bomb)等。以此方式，以三汽缸三段式压缩装置，可得到现有四汽缸四段式压缩装置相同的最终压力30MPa的高压气体。
上述第一段气体压缩部1～第三段气体压缩部3中的各压缩步骤是，由所谓的苏格兰轭(Scotch yoke)机构所构成。即，因上述的电动马达8，伴随着曲柄轴9的回转，曲柄销10会对着曲柄轴的中心轴回转，并经由接合于此曲柄销10的轭4A、4B将回转运动变换成往复运动，以使各活塞动作。因为使轭4A、4B为如前述的90度的相位差，在各气体压缩部中的压缩步骤的时间点(timing)会从第一段气体压缩部依序到第三段气体压缩部，并同时进行压缩。又，第二段气体压缩部2的压缩步骤是，如前所述，因于相对侧设有用于稳定的活塞P及汽缸Q，故可防止振动或是不稳的情形，而可达成良好的安定性。
图5是绘示本发明应用于四汽缸一段式压缩机的实施例，第一气体压缩部21、第二气体压缩部22、第三气体压缩部23及第四气体压缩部24是呈十字型相对配设。
第一气体压缩部21，具有活塞21a和汽缸21b，活塞21a及与其呈相对的第三气体压缩部23的活塞23a，经由轭25A，在同轴上连接，并于汽缸21b的头部设有排出口21c。
第二气体压缩部22，具有活塞22a和汽缸22b，活塞22a及与其呈相对的第四气体压缩部24的活塞24a，经由和前述轭25A呈90度移动的轭25B，在同轴上连接，并于汽缸22b的头部设有排出口22c。
第三气体压缩部23，具有活塞23a和汽缸23b，活塞23a安装在轭25A上，且在汽缸23b的头部设有排出口23c。
上述第一气体压缩部21和第四气体压缩部24由第一送气管26连接，此第一送气管26和第一气体压缩部21的排出口21c相连通，且和第四气体压缩部24的头部24d内的通路(图示省略)相连通。以此方式，在第一气体压缩部21内被压缩的气体是，通过第一送气管26，送到第四气体压缩部24的头部24d内。
利用此同样的方式，以第二送气管27连接上述第二气体压缩部22及第四气体压缩部24，以第三送气管28连接上述第三气体压缩部23及第四气体压缩部24的情况下，在第二气体压缩部22被压缩的气体及在第三气体压缩部23被压缩的气体，经由第二送气管27及第三送气体28分别送到第四气体压缩部24的汽缸头部24d内。
与前述实施例同样的场合，在安装于外壳29上部的轴承板30上，如图5所示，在圆周方向等距设有多个吸入口30a。在此场合中，虽四个吸入口30a设在对应于第一气体压缩部21～第四气体压缩部24的位置上，但吸入口30a的数量及位置并不仅限定于如图示。又，为了使其和图示省略的气体供给源的管连接容易，故较佳的是，在轴承板30上安装前述的覆盖材14。
以此方式构成的四汽缸一段式压缩装置，虽然，其驱动方式和前述的三汽缸三段式压缩装置相同，但其一段式压缩的方式并不相同。即，前述从吸入口31a流入到外壳29内的气体是，个别被吸入到第一气体压缩部21～第四气体压缩部24且被压缩，各压缩气体会全部送入第四气体压缩部24的头部24d合流，并从此头部24d排出。
因如前述苏格兰轭机构的轭25A、25B的相位差为90度，第一气体压缩部2 1～第四气体压缩部24中的压缩步骤不是同时进行，而是依照从第一气体压缩部21到第四气体压缩部24的顺序进行压缩步骤。在第四气体压缩部24的压缩前，从已经完成压缩步骤的第一气体压缩部21～第三气体压缩部23而来的压缩气体是，经由前述第一送气管26～第三送气管28，送到第四气体压缩部24的头部24d。因此，在第四气体压缩部24的压缩步骤被压缩的气体，会与已送入的压缩气体在头部24d内合流并排出。
如上所述，因在轴承板30上设有多个吸入口30a，可降低吸入时的压力损失、增加吸入气体的吸入量并可减低脉动。以此方式，各气体压缩部21～24可吸入十分充足的气体，而可进行效率良好的压缩。且，因此场合中各气体压缩部21～24的汽缸直径相同，可以同一压缩比排出压缩后的稳定气体。
如上述的说明，本发明的多汽缸压缩装置是，在轴承板上设有多个吸入口，在不增加吸入口的口径大小的情形下，可增大气体流入量。又，在轴承板上安装具有导入口的覆盖材，故其和气体供给源的连接可利用一根连接管容易地连接，而且，其具有对流入气体消音的膨胀型消音器的功能，可使轴承板的刚性上升等优良的效果。

Claims (4)

1.一种多汽缸压缩装置，具有多个由活塞及汽缸所构成的气体压缩部，使各该气体压缩部的该活塞动作的曲柄轴，被设于一外壳上部的一轴承板上，由其承接着，在该轴承板上设有吸入口，其特征在于：该汽缸压缩装置设于该轴承板上的吸入口为多个。
2.如权利要求1所述的多汽缸压缩装置，还包括一覆盖材，该覆盖材在该轴承板的上部设有一导入口，且利用该覆盖材覆盖住该各吸入口，并与该轴承板之间形成一密闭空间。
3.如权利要求1或2所述的多汽缸压缩装置，其中，该各气体压缩部为多段式压缩方式。
4.如权利要求1或2所述的多汽缸压缩装置，其中，该各气体压缩部为一段式压缩方式。
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