JP2007182820A - ブースター式気体圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】クランクケースに連設したシリンダー内で往復連動させられるピストンをもって、ピストンの上側の圧縮室へ導入された加圧気体を、さらに加圧して吐出させるようにしたブースター式気体圧縮機において、ピストンの上側の圧縮室内の気体の圧力と、クランクケース内の気体の圧力との差を、可及的に小さくする。
【解決手段】加圧気体送入路３４と密閉状態のクランクケース２９とを、分岐路をもって接続することにより、吸入弁２３の手前における加圧気体送入路３４内の加圧気体の一部を、密閉状態のクランクケース２９内に導入して、クランクケース２９内の圧力を大気圧以上に保たせるようにする。
【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気体圧縮機に関する。
図４に示すように、シリンダー(21)の頂壁(22)の一側に吸入弁(23)を、同じく他側に吐出弁(24)を設け、かつ吸入弁(23)および吐出弁(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、加圧気体送入路(34)により送られて、前記吸気孔(25)より吸引されたチッソガス等の加圧気体を、吸入弁(23)を経て、ピストン(33)の上側へ導いて加圧した後、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気体圧縮機は公知である。
しかして、前記駆動軸(30)は、クランクケース(29)の一方の側壁(29a)に、シール(35)と、例えばボールベアリング(36)を介して枢支され、かつ駆動軸(30)の先端は、クランクケース(29)の他方の側壁(29b)に、例えばボールベアリング(37)を介して枢支されている。
前記ピストンロッド(32)の基端は、駆動軸(30)と一体をなすクランク軸(31)に、例えばボールベアリング(38)を介して枢支されている。
クランクケース(29)の適所には、外気と通じる通気孔(39)が設けられている。
図４に示すような従来の一般的なブースター式気体圧縮機においては、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)の上側の圧縮室内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、低圧のクランクケース(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(39)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、ピストン(33)の圧縮行程においては、その上側の圧縮室の内圧は大となるが、ピストン(33)の下側のクランクケース(29)内は、実質的に大気圧と等しいので、ピストン(33)には、その上下における圧力差により、急激かつ強力な下向き力が作用し、ピストン(33)の外周面やピストンリングを始め、各枢支部やシール部に、過大かつ不均等な力が加えられる。
そのため、各摺動部や回転部には、絶えず方向性を変化させる過大な力が作用し、これらの部分の摩耗や損傷を早め、かつ長時間運転に伴う性能の低下も、無視し難いものとなる。
本発明は、従来の上記したようなブースター式気体圧縮機における問題を解決することを目的とするもので、その具体的手段は、特許請求の範囲に記載されている通りであり、次の如くである。
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）加圧気体送入路により送られて来る加圧気体を、吸入弁を経てシリンダー内へ吸引させ、シリンダー内で往復運動させられるピストンにより、さらに加圧して吐出させるようにしたブースター式気体圧縮機において、前記加圧気体送入路からの分岐路を、密閉状態のクランクケースに接続することにより、前記加圧気体送入路内の加圧気体の一部を、密閉状態のクランクケース内に導入して、クランクケース内の圧力を大気圧以上に保たせるようにする。
（２）上記(１)項において、分岐路中に、クランクケース内の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設ける。
（３）上記(１)または(２)項において、クランクケースに、その内部の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設ける。
（４）上記(１)〜(３)項にいずれかにおいて、分岐路と吸入弁との間において、加圧気体送入路中に、クランクケース内の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設ける。
請求項１記載の発明：−
クランクケース内に加圧気体が導入されるため、クランクケース内の加圧気体と、シリンダーにおけるピストンの上側の圧縮室内の加圧気体との圧力差は、従来のものに比して小となり、大きな圧力差に伴う各作動部における負荷の不均一性や不定方向性等は小となる。
請求項２記載の発明：−
圧力調整手段、例えば圧力レギュレータ、圧力調整弁、減圧弁等を調節することにより、加圧気体送入路よりクランクケース内へバイパスされる加圧気体の圧力を適正に調節し、クランクケース内と、シリンダー内の圧縮室内における加圧気体の圧力差を、可及的に小とし、かつクランクケース内の圧力がピストンの往復運動が、不安定もしくは非効果的なものとなるのを防止することができる。
請求項３記載の発明：−
圧力調整手段、例えば圧力レギュレータ、圧力調整弁、減圧弁等を調節することにより、加圧気体送入路内の加圧気体の圧力を適正に調節して、クランクケース内へ加圧気体をバイパスさせ、クランクケース内と、シリンダー内の圧縮室内における加圧気体の圧力差を、可及的に小とし、かつクランクケース内の圧力がピストンの往復運動が、不安定もしくは非効果的なものとなるのを防止することができる。
請求項４記載の発明：−
圧力調整手段、例えば圧力レギュレータ、圧力調整弁、減圧弁等を調節することにより、クランクケース内の加圧気体の圧力を適正に調節し、クランクケース内と、シリンダー内の圧縮室内における加圧気体の圧力差を、可及的に小とし、かつクランクケース内の圧力が過大となって、ピストンの往復運動を、不適切もしくは非効率的なものとなるのを防止することができる。
図１は、請求項１または２記載の本発明の一実施形態を示す。
このブースター式気体圧縮機の基本的構成は、図４に例示した従来のものと変るところはないので、図１において、図４におけるのと同じ要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
図１においては、クランクケース(29)には、図４で示したような大気に通じる通気孔(39)は設けられていない。その代わりに加圧気体送入孔(10)が設けられ、かつ加圧気体送入路(34)の適所と加圧気体送入孔(10)を、加圧気体送入路(34)の方向には閉じ、その逆方向には開く逆止弁(11)と、圧力調整手段(12)、例えば圧力レギュレータ、圧力調整弁、減圧弁等を備える分岐管(13)をもって接続してある。
従って、図示しないバルブ等を開いて、吸気室(26)へ加圧気体を送ると、加圧気体の一部は、逆止弁(11)および圧力調整手段(12)を備える分岐管(13)、および加圧気体送入孔(10)を経て、クランクケース(29)内へ送入され、クランクケース(29)内は、大気圧以上に加圧される。
そのため、加圧気体送入路(34)内の加圧気体の一部は、クランクケース(29)内へ送入され、クランクケース(29)内の気体の圧力は、従来のものとは異なり、大気圧以上となる。
従って、シリンダー(21)内のピストン(33)の上側の圧縮室内の加圧気体の圧力と、クランクケース(29)内の加圧気体の圧力との差は、従来のものに比して小となり、ピストン(33)の摺動に円滑性を欠いたり、ボールベアリング(36)〜(38)やシール(35)等に、不均一な力が作用して、その寿命を縮めたり、ガタを来たしたりするおそれは小となる。
なお、圧力調整手段(12)を調節することにより、クランクケース(29)内の加圧気体の圧力を調節して、シリンダー(21)内のピストン(33)の上側の圧縮室における加圧気体との圧力差を、可及的に一定に調節し、性能の安定化を図ることができる。
クランクケース(29)の適所に、図２に示すように、圧力調整手段(14)を直接接続して実施することもある（請求項３）。
この場合の圧力調整手段(14)としては、例えば調圧弁および逆止弁を有するリザーブタンクとすることができる。
このようにしても、図１におけるものと同様の作用効果を発揮しうることは明らかである。
図３は、請求項４に記載の発明の一実施形態を略示する図１と同様の図であり、加圧気体送入路(34)の適所と、クランクケース(29)における加圧気体送入孔(10)とを、加圧気体送入路(34)の方向には閉じ、その逆方向には開く逆止弁(11)を備える分岐管(13)をもって接続し、かつ分岐管(13)と吸入弁(23)との間において、加圧気体送入路(34)に、適宜の圧力調整手段(12)を設けてある。
このようにしても、図１におけるものと同様の作用効果を発揮することができる。
請求項１または２記載の発明に係るブースター式気体圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。 請求項３記載の発明に係るブースター式気体圧縮機を例示する簡略化した縦断面図である。 請求項４記載の発明に係るブースター式気体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気体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
(10)加圧気体送入孔
(11)逆止弁
(12)圧力調整手段
(13)分岐管
(14)圧力調整手段
(21)シリンダー
(22)頂壁
(23)吸入弁
(24)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
(29a)(29b)側壁
(30)駆動軸
(31)クランク軸
(32)ピストンロッド
(33)ピストン
(34)加圧気体送入路
(35)シール
(36)〜(38)ボールベアリング
(39)通気孔

Claims (4)

  1. 加圧気体送入路により送られて来る加圧気体を、吸入弁を経てシリンダー内へ吸引させ、シリンダー内で往復運動させられるピストンにより、さらに加圧して吐出させるようにしたブースター式気体圧縮機において、
    前記加圧気体送入路からの分岐路を、密閉状態のクランクケースに接続することにより、前記加圧気体送入路内の加圧気体の一部を、密閉状態のクランクケース内に導入して、クランクケース内の圧力を大気圧以上に保たせるようにしたことを特徴とするブースター式気体圧縮機。
  2. 分岐路中に、クランクケース内の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のブースター式気体圧縮機。
  3. クランクケースに、その内部の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のブースター式気体圧縮機。
  4. 分岐路と吸入弁との間において、加圧気体送入路中に、クランクケース内の圧力をほぼ一定に保つための圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブースター式気体圧縮機。
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