JP2006183531A - Multistage compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば空気等の気体を2段または3段以上の多段階で圧縮するのに好適に用いられる多段式圧縮機に関する。 The present invention relates to a multistage compressor suitably used for compressing a gas such as air in multiple stages of two stages or three stages or more.
一般に、空気等の気体を2段階以上で圧縮するため、低圧側圧縮部で圧縮した気体を、高圧側圧縮部でより高い圧力に圧縮する構成とした往復動型空気圧縮機等の多段式圧縮機は知られている(例えば、特許文献1参照)。 In general, in order to compress a gas such as air in two or more stages, a multistage compression such as a reciprocating air compressor configured to compress the gas compressed in the low pressure side compression section to a higher pressure in the high pressure side compression section The machine is known (for example, see Patent Document 1).
この種の従来技術による多段式圧縮機では、高圧側圧縮部の起動負荷等を軽減するために、高圧側のシリンダ上に搭載されるシリンダヘッド内に2つの吐出室を形成し、一方の吐出室を外部の空気タンク等に接続すると共に、他方の吐出室をアンロード用の配管を介して制御弁機構に接続する構成としている。 In this type of conventional multistage compressor, two discharge chambers are formed in a cylinder head mounted on a high pressure side cylinder in order to reduce the starting load of the high pressure side compression section, and one discharge The chamber is connected to an external air tank or the like, and the other discharge chamber is connected to the control valve mechanism via an unloading pipe.
そして、この制御弁機構は、圧縮機の運転停止時または無負荷運転時に前記空気タンク内の圧力を利用して開,閉弁制御され、高圧側のシリンダ内に残留する圧力(残圧)を前記アンロード用の配管を介して外部に逃がすものである。これにより、高圧側圧縮部はシリンダ内でピストンを再起動するときの負荷等を軽減することができる。 The control valve mechanism is controlled to open and close by using the pressure in the air tank when the compressor is stopped or in a no-load operation, and the pressure (residual pressure) remaining in the high-pressure side cylinder is controlled. It escapes to the outside through the unloading piping. Thereby, the high pressure side compression part can reduce the load etc. at the time of restarting a piston within a cylinder.
ところで、上述した従来技術は、高圧側のシリンダ上に搭載されるシリンダヘッド内に2つの吐出室を形成し、一方の吐出室を外部の空気タンク等に接続すると共に、他方の吐出室をアンロード用の配管を介して制御弁機構に接続するものである。 In the prior art described above, two discharge chambers are formed in a cylinder head mounted on a cylinder on the high pressure side, and one discharge chamber is connected to an external air tank and the other discharge chamber is unloaded. It is connected to the control valve mechanism via a load pipe.
しかし、この場合の制御弁機構は、圧縮機の運転停止時または無負荷運転時に空気タンク内の圧力を利用して開,閉弁制御する構成としているため、弁構造が複雑になり、部品点数が増加すると共に、組立時の作業性が悪くなるという問題がある。 However, the control valve mechanism in this case is configured to perform open / close control using the pressure in the air tank when the compressor is stopped or no-load operation, so the valve structure becomes complicated and the number of parts is reduced. There is a problem that workability at the time of assembling deteriorates.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、運転停止時等に高圧側圧縮部の圧縮室内に残留した残圧を外部へと容易に逃がすことができ、起動負荷等を軽減できると共に、構造を簡素化して組立時の作業性を向上することができるようにした多段式圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to easily release the residual pressure remaining in the compression chamber of the high-pressure side compression unit to the outside when the operation is stopped, An object of the present invention is to provide a multistage compressor that can reduce the starting load and the like, and can improve the workability during assembly by simplifying the structure.
上述した課題を解決するため、本発明は、低圧な気体を吸込室から圧縮室内に吸込みつつ圧縮し、圧縮した気体を吐出室へと吐出させる低圧側圧縮部と、該低圧側圧縮部の吐出室に中間流路を介して接続される吸込室を有し、該吸込室から圧縮室内に前記気体を吸込みつつ圧縮して吐出室へと吐出させる高圧側圧縮部とを備えてなる多段式圧縮機に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention compresses a low-pressure gas while sucking it from the suction chamber into the compression chamber, discharges the compressed gas to the discharge chamber, and discharges of the low-pressure side compression portion A multi-stage compression comprising a suction chamber connected to the chamber via an intermediate flow path, and a high-pressure side compression section that compresses the gas while sucking the gas from the suction chamber into the compression chamber and discharges the gas to the discharge chamber Applied to the machine.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記低圧側圧縮部の吐出室、前記中間流路、前記高圧側圧縮部の吸込室で形成される空間には、圧縮運転を停止したときに前記高圧側の圧縮室内に残る残圧を外部に逃がすオリフィスを設ける構成としたことにある。 The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the compression operation is stopped in the space formed by the discharge chamber of the low-pressure side compression unit, the intermediate flow path, and the suction chamber of the high-pressure side compression unit. In some cases, an orifice is provided to release the residual pressure remaining in the compression chamber on the high-pressure side to the outside.
また、請求項2の発明によると、前記オリフィスは前記高圧側圧縮部の吸込室側に設ける構成としている。 Moreover, according to invention of Claim 2, the said orifice is set as the structure provided in the suction chamber side of the said high voltage | pressure side compression part.
一方、請求項3の発明によると、前記オリフィスは前記低圧側圧縮部の吐出室側に設ける構成としている。
On the other hand, according to the invention of
また、請求項4の発明によると、前記オリフィスは前記低圧側圧縮部と高圧側圧縮部の間で前記中間流路に設ける構成としている。 According to a fourth aspect of the invention, the orifice is configured to be provided in the intermediate flow path between the low pressure side compression portion and the high pressure side compression portion.
さらに、請求項5の発明は、前記オリフィスの下流側に、前記残圧をオリフィスから外部に逃がすときの音を低減する消音手段を設ける構成としている。
Further, the invention of
上述の如く、請求項1に記載の発明によれば、低圧側圧縮部の吐出室、中間流路、高圧側圧縮部の吸込室で形成される空間にオリフィスを設けることにより、圧縮機の運転停止時には高圧側の圧縮室内の残圧を、前記空間からオリフィスを介して外部へと逃がすことができ、その後の再起動時における負荷を軽減することができる。そして、低圧側圧縮部の吐出室内に圧縮気体が残留している場合でも、この残留気体を前記空間およびオリフィスを介して外部へと逃がすことができ、低圧側圧縮部の起動負荷も軽減することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the compressor is operated by providing the orifice in the space formed by the discharge chamber of the low pressure side compression unit, the intermediate flow path, and the suction chamber of the high pressure side compression unit. At the time of stop, the residual pressure in the compression chamber on the high pressure side can be released from the space to the outside through the orifice, and the load at the subsequent restart can be reduced. Even when compressed gas remains in the discharge chamber of the low-pressure side compression section, this residual gas can be released to the outside through the space and the orifice, and the starting load of the low-pressure side compression section can be reduced. Can do.
従って、低圧側圧縮部の吐出室、中間流路、高圧側圧縮部の吸込室で形成される空間にオリフィスを設けるだけで、圧縮機を再起動するときの負荷を確実に軽減することができ、装置の構造を簡素化して組立時の作業性を向上することができる。しかも、多段式圧縮機としての商品価値を高め、省エネルギ化を図ることができると共に、信頼性を向上することができる。 Therefore, by simply providing an orifice in the space formed by the discharge chamber of the low-pressure side compression section, the intermediate flow path, and the suction chamber of the high-pressure side compression section, the load when restarting the compressor can be reliably reduced. The structure of the apparatus can be simplified to improve the workability during assembly. In addition, the commercial value as a multistage compressor can be increased, energy saving can be achieved, and reliability can be improved.
また、請求項2に記載の発明は、高圧側圧縮部の吸込室側にオリフィスを設けることにより、圧縮機の運転停止時には圧縮室内の残圧を前記吸込室からオリフィスを介して外部へと逃がすことができ、その後の再起動時における負荷を軽減することができる。また、低圧側圧縮部の吐出室内に圧縮気体が残留している場合でも、この残留気体を中間流路、高圧側の吸込室およびオリフィスを介して外部へと逃がすことができ、低圧側圧縮部の起動負荷も軽減することができる。 According to the second aspect of the present invention, by providing an orifice on the suction chamber side of the high pressure side compression section, the residual pressure in the compression chamber is released from the suction chamber to the outside through the orifice when the operation of the compressor is stopped. It is possible to reduce the load during the subsequent restart. Even if compressed gas remains in the discharge chamber of the low-pressure side compression section, this residual gas can be released to the outside through the intermediate flow path, the high-pressure side suction chamber, and the orifice. The starting load can be reduced.
一方、請求項3に記載の発明は、低圧側圧縮部の吐出室側にオリフィスを設けることにより、圧縮機の運転停止時には、高圧側圧縮部の圧縮室から中間流路を介して低圧側圧縮部の吐出室に逆流してくる残圧を前記オリフィスを介して外部へと逃がすことができ、圧縮機を再起動するときの負荷を確実に軽減することができる。
On the other hand, in the invention according to
また、請求項4に記載の発明は、低圧側圧縮部と高圧側圧縮部の間に位置する中間流路にオリフィスを設けることにより、圧縮機の運転停止時には、高圧側圧縮部の圧縮室から中間流路内に逆流してくる残圧を前記オリフィスを介して外部へと逃がすことができ、圧縮機を再起動するときの負荷を確実に軽減することができる。
The invention according to
さらに、請求項5に記載の発明によると、オリフィスの下流側となる部位に騒音低減用の消音手段を設けているので、前述した残圧等をオリフィスを介して外部に逃がすときに、排気音等による異音の発生を抑えることができ、圧縮機周囲の騒音を確実に低減できると共に、多段式圧縮機としての商品価値を高め、信頼性を向上することができる。
Further, according to the invention described in
以下、本発明の実施の形態による多段式圧縮機を、2段式の往復動型空気圧縮機に適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a case where the multistage compressor according to the embodiment of the present invention is applied to a two-stage reciprocating air compressor will be described as an example and described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、図1ないし図3は本発明の第1の実施の形態を示している。図中、1は往復動型空気圧縮機の本体部分となるクランクケースで、このクランクケース1には、クランク軸2が軸受等を介して回転可能に設けられている。そして、クランク軸2は、一方の端部がクランクケース1の外部へと突出し、その突出端側は、例えば電動モータ等の駆動源(図示せず)に連結されている。 Here, FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a crankcase which is a main part of a reciprocating air compressor. A crankshaft 2 is rotatably provided in the crankcase 1 via a bearing or the like. The crankshaft 2 has one end protruding to the outside of the crankcase 1, and the protruding end is connected to a drive source (not shown) such as an electric motor.
3はクランクケース1上に設けられた低圧側圧縮部で、該低圧側圧縮部3は、後述のシリンダ4、弁板5、ピストン6、圧縮室7、シリンダヘッド10、吸込室12および吐出室13等により構成されるものである。
4は低圧側圧縮部3の気筒となる低圧側のシリンダで、該シリンダ4は、図1に示すようにクランクケース1上に斜めに傾けた状態で取付けられている。そして、このシリンダ4上には、弁座部材としての弁板5を介して後述のシリンダヘッド10が搭載されている。また、弁板5には、図2に示すように吸込孔5Aと吐出孔5Bとが穿設されている。
6はシリンダ4内に往復動可能に設けられた可動隔壁としてのピストンで、該ピストン6は、シリンダ4内に摺動可能に挿嵌され、弁板5との間に低圧側の圧縮室7を画成している。そして、ピストン6は、図1に示す如く連接棒8、軸受9等を介してクランク軸2に連結され、該クランク軸2の回転に伴ってシリンダ4内を往復動するものである。
10は弁板5を介してシリンダ4上に搭載された低圧側のシリンダヘッドで、該シリンダヘッド10は、図2に示すように吸込ポート10Aと吐出ポート10Bとが設けられている。また、シリンダヘッド10には、弁板5との間に仕切板となる隔壁11が設けられ、この隔壁11は、シリンダヘッド10内を吸込ポート10Aに連通する吸込室12と吐出ポート10Bに連通する吐出室13との2室に画成するものである。
14は吸込孔5Aを開,閉するため弁板5に設けられた吸込弁で、該吸込弁14は、圧縮室7と吸込室12とを吸込孔5Aを通じて連通,遮断する。15は吐出孔5Bを開,閉するため弁板5に設けられた吐出弁で、該吐出弁15は、圧縮室7と吐出室13とを吐出孔5Bを通じて連通,遮断するものである。
16はクランクケース1上に設けられた高圧側圧縮部で、該高圧側圧縮部16は、後述のシリンダ17、弁板18、ピストン19、圧縮室20、シリンダヘッド22、吸込室23および吐出室24等により構成されるものである。そして、低圧側圧縮部3と高圧側圧縮部16とは、図1に示すように略V字状をなしてクランクケース1上に搭載されている。
17は高圧側圧縮部16の気筒となる高圧側のシリンダで、このシリンダ17は、図1に示すようにクランクケース1上に斜めに傾けた状態で取付けられている。そして、シリンダ17上には、弁座部材としての弁板18を介して後述のシリンダヘッド22が搭載されている。また、弁板18には、図2に示すように吸込孔18Aと吐出孔18Bとが穿設されている。
19は高圧側のシリンダ17内に往復動可能に設けられた可動隔壁としてのピストンで、該ピストン19は、シリンダ17内に摺動可能に挿嵌され、弁板18との間に高圧側の圧縮室20を画成している。そして、ピストン19は、図1に示す如く連接棒21等を介してクランク軸2に連結され、該クランク軸2の回転に伴ってシリンダ17内を往復動するものである。
22は弁板18を介してシリンダ17上に搭載された高圧側のシリンダヘッドで、該シリンダヘッド22は、図2に示すように吸込ポート22Aと吐出ポート22Bとが設けられている。また、シリンダヘッド22内は、吸込ポート22Aに連通する吸込室23と吐出ポート22Bに連通する吐出室24との2室に後述の隔壁27により画成されている。
25は弁板18の吸込孔18A側に設けられた吸込弁で、該吸込弁25は、吸込孔18Aを通じて吸込室23と圧縮室20とを連通,遮断するものである。26は弁板18の吐出孔18B側に設けられた吐出弁で、該吐出弁26は、吐出孔18Bを通じて圧縮室20と吐出室24とを連通,遮断する構成となっている。
この場合、吸込弁25は、シリンダ17内を往復動するピストン19の吸込行程で弁板18の吸込孔18Aを開き、吐出行程では吸込孔18Aを閉じる。そして、吐出行程が終わった状態(ピストン19の停止時も含む)では、吸込弁25と弁板18との間に小さな隙間(図示せず)が生じ、この隙間を通じて吸込室23と圧縮室20とは連通可能になるものである。
In this case, the
27はシリンダヘッド22内に設けられた隔壁で、該隔壁27は、図2、図3に示す如く弁板18との間でシリンダヘッド22内に吸込室23と吐出室24を画成している。そして、隔壁27の内部には、例えば円形または四角形状の空間部27Aが形成され、この空間部27Aは後述の排気孔29を介してシリンダヘッド22の外部(外気)と連通するものである。
28は高圧側圧縮部16の吸込室23側に設けられたオリフィスで、該オリフィス28は、隔壁27に穿設された小孔からなり、吸込室23を隔壁27内の空間部27Aに小さな流路面積をもって連通させるものである。そして、オリフィス28は、後述の如く圧縮室20内に発生した残圧を、吸込弁25と弁板18との間に生じる小さな隙間(図示せず)、弁板18の吸込孔18Aおよび吸込室23を介して図3中の矢示A方向に空間部27A内に向けて逃がすものである。
An
29は隔壁27内の空間部27Aをシリンダヘッド22の外部に連通させる小径の排気孔で、該排気孔29は、シリンダヘッド22の上面側に穿設された小孔からなり、前記残圧を隔壁27の空間部27A内から図3中の矢示B方向に排出させるものである。
30は隔壁27の空間部27A内に設けられた消音フィルタで、該消音フィルタ30は、例えば不織布、連続気泡の多孔質材料等を用いて形成され、その内部を残圧(中間圧の圧縮空気)が流通するのを許すものである。そして、消音フィルタ30は、前記空間部27Aおよび排気孔29と共に騒音低減用サイレンサとしての消音手段を構成するものである。
即ち、消音フィルタ30は、前記オリフィス28内を流通する残圧の下流側となる位置に配置されている。そして、前記残圧は、オリフィス28から空間部27A内に向けて図3中の矢示A方向に流れ、消音フィルタ30内を徐々に通過した後に、排気孔29から図3中の矢示B方向に排気される。このとき、前記残圧の排気音は、隔壁27内の空間部27A、消音フィルタ30および排気孔29の消音作用によって小さく抑えられるものである。
That is, the
31は低圧側圧縮部3と高圧側圧縮部16との間に設けられた中間流路としての中間配管で、該中間配管31は、一端側が低圧側圧縮部3の吐出ポート10Bに接続され、他端側は高圧側圧縮部16の吸込ポート22Aに接続されている。
31 is an intermediate pipe as an intermediate flow path provided between the low-pressure
32は高圧側圧縮部16の吐出ポート22Bを外部の貯留タンク(以下、空気タンク33という)に接続する吐出配管を示し、該吐出配管32は、高圧側圧縮部16で高圧(例えば、2.6〜3.0MPa程度)に圧縮された圧縮空気を、吐出室24および吐出ポート22Bから空気タンク33に向けて吐出させるものである。
本実施の形態による2段式の往復動型空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。 The two-stage reciprocating air compressor according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation thereof will be described.
まず、電動モータ等の駆動源によってクランク軸2を回転駆動すると、低圧側のシリンダ4内でピストン6が上,下に往復動し、高圧側のシリンダ17内ではピストン19がクランク軸2の回転に伴って往復動する。
First, when the crankshaft 2 is rotationally driven by a drive source such as an electric motor, the
そして、低圧側圧縮部3はピストン6の往復動に伴い、シリンダヘッド10の吸込ポート10Aから吸込室12、弁板5の吸込孔5Aおよび吸込弁14を介して圧縮室7内に外気(低圧の空気)を吸込みつつ、この空気を圧縮室7内で圧縮する。そして、この圧縮空気(中間圧の圧縮空気)は、吐出弁15を開弁させつつ、吐出孔5B、吐出室13を介して吐出ポート10Bから中間配管31内へと吐出される。
As the
このため、高圧側圧縮部16の吸込室23内には、低圧側圧縮部3からの中間圧の圧縮空気が中間配管31を通じてシリンダヘッド22の吸込ポート22Aから供給される。そして、高圧側圧縮部16は、シリンダ17内でピストン19が往復動するに伴って吸込弁25が開弁することにより、中間圧の圧縮空気が吸込室23から吸込孔18Aを介して圧縮室20内に流入する。
For this reason, compressed air of intermediate pressure from the low pressure
このとき、圧縮室20内ではピストン19の往復動に伴って空気をさらに高い圧力に圧縮し、この圧縮空気は、吐出弁26を開弁させつつ、吐出孔18B、吐出室24を介して吐出ポート22Bから吐出配管32へと吐出され、空気タンク33内に貯留されるものである。
At this time, in the
そして、空気タンク33内は圧縮空気を貯留することにより圧力が上昇し、空気タンク33内の圧力が上限値(例えば、3.0MPa程度)に達すると、前記電動モータによる圧縮運転を停止させ、後述の下限値に達するまでは停止状態を保つことにより、圧縮機の耐久性、寿命を高めると共に、省力化等を図る。
And the pressure rises by storing compressed air in the
この場合、空気タンク33内の圧縮空気は、例えば空圧シリンダ、エアモータ等の空圧機器で適宜に使用され、消費される。そして、空気タンク33内の圧力が下限値(例えば、2.6MPa程度)まで低下したときには、前記電動モータによる圧縮運転を再開させる。
In this case, the compressed air in the
ところで、圧縮機の運転を停止した状態では、例えば高圧側圧縮部16の圧縮室20内に圧縮空気が残圧となって残ることが多い。そして、この残圧を外部に逃がさない限りは、圧縮機の運転再開(再起動)時に残圧による負荷が発生し、起動負荷を軽減できなくなる。
By the way, when the operation of the compressor is stopped, for example, the compressed air often remains as a residual pressure in the
そこで、本実施の形態によれば、弁板18との間でシリンダヘッド22内に吸込室23と吐出室24を画成する隔壁27に、中空の空間部27Aを形成すると共に、この空間部27A内を吸込室23内に連通させる小径のオリフィス28を穿設する構成としている。
Therefore, according to the present embodiment, a
また、隔壁27の空間部27A内には消音フィルタ30を設けると共に、シリンダヘッド22の上面側には、オリフィス28の下流側に位置して空間部27A内に常時連通する小径の排気孔29を設ける構成としている。
In addition, a
これにより、圧縮運転の停止時において、高圧側圧縮部16の圧縮室20内に残圧となって残る圧縮空気は、弁板18と吸込弁25との間に生じる小さな隙間(図示せず)を介して弁板18の吸込孔18Aから吸込室23内に徐々に漏出すると共に、オリフィス28から空間部27A、消音フィルタ30内に向けて図3中の矢示A方向に排出される。
Thereby, when the compression operation is stopped, the compressed air remaining as the residual pressure in the
そして、このときの残圧は、オリフィス28から隔壁27の空間部27A、消音フィルタ30内に一旦流れ込んだ後に、排気孔29からシリンダヘッド22の外部へと徐々に排気されるので、圧縮運転の停止時にはシリンダヘッド22内の吸込室23内を大気圧に近い圧力状態に保つことができ、シリンダ17内の圧縮室20も同様に低い圧力に保つことができる。
The residual pressure at this time is once exhausted from the
また、隔壁27の空間部27A、消音フィルタ30および排気孔29は、騒音低減用のサイレンサ(消音手段)を構成し、前述した残圧をオリフィス28、空間部27Aを介して排気孔29から外部に逃がすときに、排気音等による異音の発生を抑えることができ、圧縮機周囲の騒音を確実に低減することができる。
Further, the
また、低圧側圧縮部3の吐出室13についても、図2に示すように中間配管31を介して高圧側の吸込室23に常時連通されるので、低圧側の吐出室13を高圧側の吸込室23と同様に圧力低下させることができる。
Also, the
このため、圧縮機を停止状態から再起動するときには、高圧側のシリンダ17内でピストン19を残圧に影響されることなく、円滑に駆動することができ、起動負荷を確実に軽減することができる。また、低圧側のシリンダ4内でも、吐出室13が予め低圧になっているので、ピストン6を円滑に駆動でき、起動負荷を小さく抑えることができる。
For this reason, when the compressor is restarted from the stopped state, the
従って、本実施の形態によれば、シリンダヘッド22の隔壁27に中空の空間部27A、オリフィス28および排気孔29等を設けるだけで、再起動時の負荷を軽減することが可能となり、装置の構造を簡素化して組立時の作業性を向上することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the load at the time of restart only by providing the
そして、前記オリフィス28は吸込室23側に設けているので、シリンダ17内を摺動するピストン19にオリフィス28が悪影響を与えることはなく、シリンダ17内でピストン19を円滑に摺動させることができ、例えばピストンリング等の耐久性、寿命を延ばすことができる。即ち、高圧側シリンダの下死点近傍等にオリフィスを設ける構成としたものは、そのオリフィスがピストンリング等に触れることにより、ピストンリングが損傷、破損する可能性があるが、本実施の形態の場合には、ピストンリングの損傷等をなくすことができる。
Since the
さらに、隔壁27の空間部27A内には消音フィルタ30を設け、シリンダヘッド22に設ける排気孔29は、隔壁27内の空間部27A、消音フィルタ30と共に消音手段を構成しているので、空間部27A内から図3中の矢示B方向に流出する残圧等の排気音を小さく抑えことができ、多段式圧縮機としての商品価値を高め、信頼性を向上することができる。
Further, the
次に、図4および図5は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、低圧側圧縮部の吐出室側に残圧を逃がすためのオリフィスを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 4 and FIG. 5 show a second embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that an orifice for releasing the residual pressure is provided on the discharge chamber side of the low-pressure side compression section. There is. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、41はクランクケース1上に設けられた低圧側圧縮部で、該低圧側圧縮部41は、第1の実施の形態で述べた低圧側圧縮部3とほぼ同様に構成され、シリンダ4、弁板5、ピストン6、圧縮室7、吸込室12および吐出室13等を有している。しかし、この低圧側圧縮部41は、後述するシリンダヘッド42の隔壁43等が異なる形状に形成されているものである。
In the figure,
42は弁板5を介してシリンダ4上に搭載された低圧側のシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド42は、第1の実施の形態で述べたシリンダヘッド10と同様に構成され、吸込ポート42Aと吐出ポート42Bとが設けられている。しかし、この場合のシリンダヘッド42は、後述の隔壁43が異なる形状に形成されている。
43はシリンダヘッド42内に設けられた隔壁で、該隔壁43は、第1の実施の形態で述べた隔壁11と同様にシリンダヘッド42内を吸込室12と吐出室13とに画成している。しかし、この場合の隔壁43は、その内部に例えば円形または四角形状の空間部43Aが形成され、この空間部43Aは、後述の排気孔45を介してシリンダヘッド42の外部(外気)と連通するものである。
A
44は低圧側圧縮部41の吐出室13側に設けられたオリフィスで、該オリフィス44は、隔壁43に穿設された小孔からなり、吐出室13を隔壁43内の空間部43Aに小さな流路面積をもって連通させるものである。そして、オリフィス44は、第1の実施の形態で述べたオリフィス28とほぼ同様に圧縮室20内の残圧を外部に逃がすものである。
即ち、この場合のオリフィス44は、圧縮運転の停止時に高圧側の圧縮室20内に生じた残圧を、吸込弁25と弁板18との間に生じる小さな隙間(図示せず)、弁板18の吸込孔18A、吸込室23、中間配管31および吐出室13を介して図5中の矢示C方向に空間部43A内に向けて逃がすものである。
In other words, the
45は隔壁43内の空間部43Aをシリンダヘッド42の外部に連通させる小径の排気孔で、該排気孔45は、シリンダヘッド42の上面側に穿設された小孔からなり、前記残圧を隔壁43の空間部43A内から図5中の矢示D方向に排出させるものである。
45 is a small-diameter exhaust hole that allows the
46は隔壁43の空間部43A内に設けられた消音フィルタで、該消音フィルタ46は、第1の実施の形態で述べた消音フィルタ30と同様に構成され、その内部を残圧(中間圧の圧縮空気)が流通するのを許すものである。そして、消音フィルタ46は、前記空間部43Aおよび排気孔45と共に騒音低減用サイレンサとしての消音手段を構成するものである。
47はクランクケース1上に設けられた高圧側圧縮部で、該高圧側圧縮部47は、第1の実施の形態で述べた高圧側圧縮部16とほぼ同様に構成され、シリンダ17、弁板18、ピストン19、圧縮室20、吸込室23および吐出室24等を有している。しかし、この高圧側圧縮部47は、後述するシリンダヘッド48の隔壁49が異なる形状に形成されているものである。
48は弁板18を介してシリンダ17上に搭載された高圧側のシリンダヘッドで、該シリンダヘッド48は、第1の実施の形態で述べたシリンダヘッド22と同様に構成され、吸込ポート48Aと吐出ポート48Bとが設けられている。しかし、この場合のシリンダヘッド48は、隔壁49が異なる形状に形成されている。即ち、この場合の隔壁49は、シリンダヘッド48内を吸込室23と吐出室24との2室に画成する仕切板として形成されている。
48 is a high-pressure cylinder head mounted on the
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、圧縮運転の停止時に高圧側の圧縮室20内に生じた残圧を、吸込弁25と弁板18との間の隙間、弁板18の吸込孔18A、吸込室23、中間配管31を介して低圧側の吐出室13から図5中の矢示C,D方向に逃がすことができる。
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, the residual pressure generated in the
次に、図6は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、中間流路の途中に残圧を逃がすためのオリフィスを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that an orifice for releasing the residual pressure is provided in the middle of the intermediate flow path. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図中、51はクランクケース1上に設けられた高圧側圧縮部で、該高圧側圧縮部51は、第1の実施の形態で述べた高圧側圧縮部16とほぼ同様に構成され、シリンダ17、弁板18、ピストン19、圧縮室20、吸込室23および吐出室24等を有している。しかし、この高圧側圧縮部51は、後述するシリンダヘッド52の隔壁53が異なる形状に形成されているものである。
In the figure,
52は弁板18を介してシリンダ17上に搭載された高圧側のシリンダヘッドで、該シリンダヘッド52は、第2の実施の形態で述べたシリンダヘッド48と同様に構成され、吸込ポート52Aと吐出ポート52Bとが設けられている。そして、シリンダヘッド52には、内部を吸込室23と吐出室24との2室に画成する仕切板としての隔壁53が設けられている。
54はシリンダヘッド52の吸込ポート52Aに接続された中間流路としての中間配管で、該中間配管54は、第1の実施の形態で述べた中間配管31とほぼ同様に構成され、低圧側圧縮部3の吐出ポート10B(図2参照)を高圧側圧縮部51の吸込ポート52Aに連通させるものである。しかし、この場合の中間配管54には、その途中部位に後述の残圧逃し装置55が設けられている。
54 is an intermediate pipe as an intermediate flow path connected to the
55は中間配管54の途中に設けられた残圧逃し装置で、該残圧逃し装置55には、中間配管54の途中に配設されオリフィス56を有したジョイント部材57と、後述の排気孔58、消音フィルタ59とにより構成されている。そして、ジョイント部材57には、オリフィス56を介して中間配管54内に連通する空間部57Aが形成され、この空間部57A内には後述の消音フィルタ59が収容されている。
55 is a residual pressure relief device provided in the middle of the
ここで、オリフィス56は小孔からなり、中間配管54内をジョイント部材57の空間部57A内に小さな流路面積をもって連通させるものである。これにより、オリフィス56は、第1の実施の形態で述べたオリフィス28とほぼ同様に圧縮室20内の残圧を、吸込弁25と弁板18との間に生じる小さな隙間(図示せず)、弁板18の吸込孔18A、吸込室23、中間配管54等を介してジョイント部材57の空間部57A内に向けて逃がすものである。
Here, the
58はジョイント部材57の空間部57A内を外部に連通させる小径の排気孔で、該排気孔58は、ジョイント部材57の外側面に穿設された小孔からなり、前記残圧をジョイント部材57の空間部57A内から図6中の矢示E方向に排出させるものである。
58 is a small-diameter exhaust hole that allows the inside of the
59はジョイント部材57の空間部57A内に設けられた消音フィルタで、該消音フィルタ59は、第1の実施の形態で述べた消音フィルタ30と同様に構成され、その内部を残圧(中間圧の圧縮空気)が流通するのを許すものである。そして、消音フィルタ59は、前記空間部57Aおよび排気孔58と共に騒音低減用サイレンサとしての消音手段を構成するものである。
59 is a silencing filter provided in the
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、圧縮運転の停止時に高圧側の圧縮室20内に生じた残圧を、吸込弁25と弁板18との間の隙間、弁板18の吸込孔18A、吸込室23、中間配管54を介してジョイント部材57のオリフィス56から図6中の矢示E方向に逃がすことができる。
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. In particular, in the present embodiment, the residual pressure generated in the
なお、前記第3の実施の形態では、中間流路となる中間配管54の途中にオリフィス56等を有する残圧逃し装置55を設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、本発明で採用するオリフィスとは、低圧側圧縮部の吐出室と、中間流路と、高圧側圧縮部の吸込室とが互いに連通して形成される空間のうち、いずれか一つ(場合によっては複数)の箇所にオリフィスを設ける構成とすればよいものである。
In the third embodiment, the case where the residual
また、前記第2の実施の形態では、シリンダヘッド42の上面側に排気孔45を穿設する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに替えて、例えば図5中に二点鎖線で示すように小径の通気孔45′を設け、この通気孔45′により隔壁43内の空間部43Aを吸込室12と連通(即ち、外部に逃がすように連通)させ、排気孔45は廃止する構成としてもよい。
In the second embodiment, the case where the
そして、この場合には、隔壁43内の空間部43A内に消音フィルタ46等を設ける必要がなくなり、例えばシリンダヘッド42の吸込ポート42A側に設けられる吸込フィルタ(図示せず)により、消音効果を得ることができる。また、この場合には、図5中に二点鎖線で示す小径の通気孔45′から前記残圧を吸込ポート42A側に逆流させるので、前記吸込フィルタには、通常の空気の吸込時とは逆向きの空気流を残圧によって発生でき、吸込フィルタに付着した異物等を逆向きの空気流で除去することが可能となる。
In this case, it is not necessary to provide the silencing
一方、前記第1の実施の形態では、隔壁27の空間部27A内に消音フィルタ30を収容して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば空間部27A内を中空状態とし、この空間部27Aと排気孔29との流路面積の変化等を利用して消音手段を構成してもよい。そして、この点は第2,第3の実施の形態についても同様である。
On the other hand, in the first embodiment, the case where the
また、前記各実施の形態では、多段式圧縮機として2段式の往復動型空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば3段以上の圧縮機に適用してもよい。この場合、例えば3段式圧縮機では、高圧側圧縮部となる3段目の圧縮部に対し2段目の圧縮部が低圧側圧縮部となり、2段目の圧縮部(高圧側圧縮部)に対し1段目の圧縮部が低圧側圧縮部となる。 In each of the above embodiments, a two-stage reciprocating air compressor has been described as an example of the multistage compressor. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a compressor having three or more stages, for example. In this case, for example, in a three-stage compressor, the second-stage compression section becomes the low-pressure-side compression section relative to the third-stage compression section that becomes the high-pressure-side compression section, and the second-stage compression section (high-pressure-side compression section). On the other hand, the first stage compression section is the low pressure side compression section.
そして、これらの高圧側圧縮部に対して請求項1に記載の如く、その吸込室側にオリフィスを設ける構成とすればよい。また、前記低圧側圧縮部に対して請求項3に記載の如く、その吐出室側にオリフィスを設ける構成としてもよい。この点は、4段以上の圧縮機についても同様である。
In addition, as described in claim 1, an orifice may be provided on the suction chamber side for these high-pressure side compression portions. In addition, as described in
さらに、本発明は、例えばロッキングピストンを用いた多段式の往復動型圧縮機に適用してもよく、例えばスクロール式圧縮機等、種々の多段式圧縮機にも適用できるものである。 Furthermore, the present invention may be applied to, for example, a multistage reciprocating compressor using a locking piston, and may be applied to various multistage compressors such as a scroll compressor.
1 クランクケース
2 クランク軸
3,41 低圧側圧縮部
4 低圧側のシリンダ
5,18 弁板
6,19 ピストン
7,20 圧縮室
10,42 低圧側のシリンダヘッド
11,43 隔壁
12 低圧側の吸込室
13 低圧側の吐出室
16,47,51 高圧側圧縮部
17,52 高圧側のシリンダ
22,48,52 高圧側のシリンダヘッド
23 高圧側の吸込室
24 高圧側の吐出室
27,49,53 隔壁
27A,43A,57A 空間部
28,44,56 オリフィス
29,45,58 排気孔
30,46,59 消音フィルタ(消音手段)
31,54 中間配管(中間流路)
32 吐出配管
33 空気タンク(貯留タンク)
45′ 通気孔
55 残圧逃し装置
56 ジョイント部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankcase 2
31, 54 Intermediate piping (intermediate flow path)
32 Discharge piping 33 Air tank (storage tank)
45 '
Claims (5)
該低圧側圧縮部の吐出室に中間流路を介して接続される吸込室を有し、該吸込室から圧縮室内に前記気体を吸込みつつ圧縮して吐出室へと吐出させる高圧側圧縮部とを備えてなる多段式圧縮機において、
前記低圧側圧縮部の吐出室、前記中間流路、前記高圧側圧縮部の吸込室で形成される空間には、圧縮運転を停止したときに前記高圧側の圧縮室内に残る残圧を外部に逃がすオリフィスを設ける構成としたことを特徴とする多段式圧縮機。 A low-pressure side compression section that compresses the low-pressure gas while sucking it from the suction chamber into the compression chamber, and discharges the compressed gas to the discharge chamber;
A high-pressure side compression unit that has a suction chamber connected to a discharge chamber of the low-pressure side compression unit via an intermediate flow path, compresses the gas from the suction chamber into the compression chamber, and discharges the gas into the discharge chamber; In a multistage compressor comprising:
In the space formed by the discharge chamber of the low-pressure side compression unit, the intermediate flow path, and the suction chamber of the high-pressure side compression unit, the residual pressure remaining in the compression chamber on the high-pressure side when the compression operation is stopped A multistage compressor characterized in that a relief orifice is provided.
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- 2004-12-27 JP JP2004377079A patent/JP2006183531A/en active Pending
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