JP2007051614A - ブースター式圧縮機 - Google Patents

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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

【課題】 ブースター式圧縮機において、この圧縮機を停止あるいは無負荷運転させた場合に、クランクケース内の大気状態の気体が圧縮室内へ漏出しないようにする。
【解決手段】 密閉状態のクランクケース１内に、加圧して送り出そうとする加圧気体を導入し、クランクケース１に連設したシリンダー２内を往復運動するピストン１３をもって、クランクケース１内の加圧気体を、さらに加圧して、シリンダー２の先端部より吐出させるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加圧気体を往復ピストンで再加圧して送り出すブースター式圧縮機に関する。
図２に示すように、シリンダー(21)の頂壁(22)の一側に逆止吸入弁(23)を、同じく他側に逆止吐出弁(24)を設け、かつ逆止吸入弁(23)および逆止吐出弁(24)の上側に、それぞれ、吸気孔(25)を有する吸気室(26)と、吐気孔(27)を有する吐気室(28)を設け、シリンダー(21)の下側に連設したクランクケース(29)内に設けた、外部動力をもって駆動される駆動軸(30)と一体をなすクランク軸(31)によりピストンロッド(32)を介して、シリンダー(21)内のピストン(33)を往復運動させることにより、前記吸気孔(25)より吸引したチッソガス等の圧力気体を、逆止吸入弁(23)を経て、ピストン(32)の上側へ導いて加圧した後、逆止吐出弁(24)と吐気孔(27)から吐出させて送気するようにしたブースター式圧縮機は公知である。
このようなブースター式圧縮機においては、ピストン(33)の往復運動に伴い、シリンダ(21)内のピストン(33)の上側へ流入したチッソガス等の加圧気体の一部が、ピストン(33)の周囲から洩れて、クランクケース(29)内へ流入することがある。
そのため、クランクケース(29)へ流入した加圧気体の一部は、クランクケース(29)に設けられている通気孔(34)から大気中へ放出されて損失となり、また、もし加圧気体が環境的に好ましくないものである場合には、環境汚染の問題を生じる。
さらに、ブースター式圧縮機の再起動時あるいは無負荷運転時における吸込行程においては、圧縮室内が減圧状態となって、クランクケース(29)の通気孔(34)から入ってきた大気状態の気体が、ピストン(33)の周囲を経て、ピストン(33)の上側へ流入し、吸気孔(25)から送られてきた窒素ガス等の圧力気体に混入して、その濃度を低下させることがある。
ブースター式圧縮機における上記のような問題をなくすためには、クランクケース(29)における通気孔(34)を閉じるか、または廃して、クランクケース(29)内を密閉すればよいが、クランクケース(29)を密閉すると、運転に伴い、クランクケース(29)内の温度は上昇し、駆動軸(30)やクランク軸(31)に対する軸受(35)(36)やシール(37)を傷めたり、圧縮機の性能や耐久性に影響を及ぼすこととなる。
本発明の課題は、従来のブースター式圧縮機における上記したような問題を解消することにある。
本発明によると、上記課題は、密閉状態のクランクケース内に、加圧して送り出そうとする窒素ガスその他の不活性ガス等の加圧気体を導入し、クランクケースに連設したシリンダー内を往復運動するピストンをもって、クランクケース内の加圧気体を、さらに加圧して、シリンダーの先端部より吐出させるようにしたことにより解決される。
クランクケース内の加圧気体は、運転停止時にも、クランクケース内より外部へ漏れたり、逆流したりすることはない。またクランクケース内の熱は、導入される加圧気体により奪われるので、クランクケース内のベアリングやグリースやシール等は冷却され、長期に亘って円滑に作動する。
さらに、ピストンがシリンダ内で上昇下降のいずれにおいても、加圧された気体の圧力がかかるために、ピストン頭部にかかる力が相殺され、ピストンの頭部肉厚を増すことがなくなるので、高圧用の頭部肉厚を厚く、あるいは強度を補強したピストンを用いなくてすむため、ピストンの往復運動における慣性力が低減し得、重量軽減と軸受負荷の低減が可能となる。
さらにまた、連接棒小端部軸受も、ピストンの上昇下降時においても、圧力が加わりながら揺動をおこなうために、軸受（例えばグリース密封ニードル軸受）における個々のニードルの回転を良好とし、グリースがニードルによく行きわたることにより、潤滑性能が向上し、軸受寿命を大幅に向上することができる。
本発明のブースター式圧縮機を例示する、簡略化した縦断面図である図１を参照して説明する。
密閉状のクランクケース(１)の上側に連設されているシリンダー(２)の頂壁(３)には、逆止吐出弁(４)を設けてあり、頂壁(３)の上側には、吐気孔(５)を有する吐気室(６)を設けてある。
クランクケース(１)内には、適宜の動力をもって駆動されるクランク軸(７)と一体をなす駆動軸(８)が、ベアリング(９)(９)およびシール(10)を介して枢支されている。
一端を、ベアリング(11)を介してクランク軸(７)に枢支されているピストンロッド(12)の他端には、シリンダー(２)に嵌したピストン(13)が枢支されている。
シリンダー(２)の内面適所には、下端がクランクケース(１)内と連通し、かつ上端が、ピストン(13)が最下位にあるときに、シリンダー(２)内のピストン(13)の上方空間と連通し、ピストン(13)が上昇ストロークに入ると、直ちに、ピストン(13)によって閉鎖されるようになっている送気溝(14)が刻設されている。
この場合、ピストン(13)のピストンリング溝に嵌着されているピストンリングは、逆止吸入弁の機能を有する。
クランクケース(１)の適所には、加圧気体送入管(15)が接続されている。
前記逆止吐出弁(４)は、クランクケース(１)内の加圧気体による圧力によっては開くことはないが、ピストン(13)を上昇させて、その上部空間を加圧した場合には開くように、その強さが定められている。
駆動軸(８)を駆動してピストン(13)を往復運動させると、クランクケース(１)内の加圧気体は、送気溝(14)を通ってピストン(13)の上側空間へ送られ、圧縮されて逆止吐出弁(４)および吐気孔(５)を経て送り出される。
送気溝(14)とピストンリングに代わり、ピストン(13)に圧縮室側にのみ開く逆止吸入弁を内蔵させて実施することもできる。
本発明のブースター式圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。 従来のブースター式圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。
符号の説明
(１)クランクケース
(２)シリンダー
(３)頂壁
(４)逆止吐出弁
(５)吐気孔
(６)吐気室
(７)クランク軸
(８)駆動軸
(９)ベアリング
(10)シール
(11)ベアリング
(12)ピストンロッド
(13)ピストン
(14)送気溝
(15)加圧気体送入管
(21)シリンダー
(22)頂壁
(23)逆止吸入弁
(24)逆止吐出弁
(25)吸気孔
(26)吸気室
(27)吐気孔
(28)吐気室
(29)クランクケース
(30)駆動軸
(31)クランク軸
(32)ピストンロッド
(33)ピストン
(34)通気孔
(35)(36)軸受
(37)シール

Claims (3)

  1. 密閉状態のクランクケース内に、加圧して送り出そうとする加圧気体を導入し、クランクケースに連設したシリンダー内を往復運動するピストンをもって、クランクケース内の加圧気体を、さらに加圧して、シリンダーの先端部より吐出させるようにしたことを特徴とするブースター式圧縮機。
  2. 加圧して送り出そうとする加圧気体が不活性ガスである請求項１記載のブースター式圧縮機。
  3. 不活性ガスが窒素ガスである請求項２記載のブースター式圧縮機。
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