JP2017145786A - Air compression device - Google Patents

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禎人 唐沢
Sadahito Karasawa
禎人 唐沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cause drain generated in an exhaust passage of a four-cylinder reciprocating type air compression device to be efficiently discharged without being accumulated in an exhaust passage.SOLUTION: An air compression device 1 has a four-cylinder reciprocating type air compressor 3 that is installed on a vertical installed electric motor 2 under its lateral installation state. Compressed air exhausted out of a first cylinder 21 and a fourth cylinder 24 of the air compressor 3 passes through a first collective exhaust passage 51 extending from a first exhaust passage 61 and a fourth exhaust passage 64 extending horizontally toward a downward direction and then the compressed air is fed out from an exhaust port 51a opened at these lower ends toward a supply destination. Second and third cylinders 22, 23 are also formed with an exhaust passage in a similar manner. Since drain generated in the exhaust passage is flowed toward the exhaust port located at the lowest position in the exhaust passage due to its own weight, the drain is not accumulated in the exhaust passage.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電動モータおよび往復動型空気圧縮機を備えた空気圧縮装置に関する。さらに詳しくは、縦置きの電動モータの上に横置き状態で4気筒の往復動型空気圧縮機が搭載された構成の空気圧縮装置のドレン処理技術に関する。   The present invention relates to an air compression apparatus including an electric motor and a reciprocating air compressor. More specifically, the present invention relates to a drain processing technique for an air compression apparatus having a configuration in which a four-cylinder reciprocating air compressor is mounted in a horizontal state on a vertical electric motor.

この種の空気圧縮装置では、往復動型空気圧縮機の各気筒から吐出される圧縮空気が、圧縮機ケース内などに配置した排気経路を通って排出されて、供給先の機器に供給される。各気筒から吐出される圧縮空気の排気経路には結露によりドレンが発生する。   In this type of air compressor, the compressed air discharged from each cylinder of the reciprocating air compressor is discharged through an exhaust path disposed in the compressor case or the like and supplied to the supply destination device. . Drain is generated due to condensation in the exhaust path of the compressed air discharged from each cylinder.

特許文献1には、横置き状態に配置される往復動型の圧縮機において、各気筒のシリンダーヘッドに設けた吐出室内に残留した圧縮空気が冷却して結露することによって生じるドレンの処理技術が提案されている。ここでは、吐出室に傾斜壁面を形成し、発生したドレンを傾斜壁面に沿って吐出口側に導くことで、吐出室内にドレンが溜まってしまうことを防止している。   Patent Document 1 discloses a technique for treating a drain generated by cooling and condensation of compressed air remaining in a discharge chamber provided in a cylinder head of each cylinder in a reciprocating compressor arranged in a horizontal state. Proposed. Here, an inclined wall surface is formed in the discharge chamber, and the generated drain is guided along the inclined wall surface to the discharge port side to prevent the drain from accumulating in the discharge chamber.

特開2007−205205号公報JP 2007-205205 A

ここで、特許文献1に記載されているようにシリンダーヘッドに工夫を加えた場合でも、4気筒の往復動型の空気圧縮機においては、設置方向に対してモータ軸を水平にすると、下側に位置する気筒の排気経路にドレンが溜まってしまい、ドレンを効率よく排出できない。このため、モータ軸を設置方向に対して垂直に置く必要がある。すなわち、モータを縦置きとし、当該モータに搭載される4気筒の空気圧縮機を横置きとする配置を採用する必要がある。   Here, even when the cylinder head is devised as described in Patent Document 1, in a four-cylinder reciprocating air compressor, if the motor shaft is level with respect to the installation direction, the lower side Drain accumulates in the exhaust path of the cylinder located at, and the drain cannot be discharged efficiently. For this reason, it is necessary to place the motor shaft perpendicular to the installation direction. That is, it is necessary to employ an arrangement in which the motor is installed vertically and the 4-cylinder air compressor mounted on the motor is installed horizontally.

しかしながら、このように横置きモータに縦置き状態に4気筒の往復動型の空気圧縮機を搭載した場合においても、各気筒の排気経路内においてドレンが発生し、発生したドレンが排出されずに排気経路内に溜まるおそれがある。   However, even when a four-cylinder reciprocating type air compressor is mounted on a horizontally mounted motor in this manner, drain is generated in the exhaust path of each cylinder, and the generated drain is not discharged. There is a risk of accumulation in the exhaust path.

本発明の課題は、縦置きの電動モータに対して4気筒の往復動型の空気圧縮機が横置き状態で搭載されている空気圧縮装置において、各気筒から吐出される圧縮空気を排出するための排気経路内にドレンが溜まることを回避あるいは抑制できるようにすることにある。   An object of the present invention is to discharge compressed air discharged from each cylinder in an air compression apparatus in which a four-cylinder reciprocating air compressor is mounted in a horizontal state with respect to a vertical electric motor. It is possible to avoid or suppress the accumulation of drain in the exhaust path.

上記の課題を解決するために、本発明の空気圧縮装置は、
モータ軸が鉛直方向を向く状態に設置される電動モータと、
各気筒が水平方向を向くように前記電動モータに搭載されている4気筒の往復動型の空気圧縮機と、
を有しており、
前記空気圧縮機の各気筒からの排気経路のそれぞれは、各気筒から水平方向あるいは下方に傾斜した方向に延びる上流側排気経路と、当該上流側排気経路の下流端から鉛直方向の下方に延びる下流側排気経路とを備えていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the air compression device of the present invention is
An electric motor installed in a state where the motor shaft is oriented vertically;
A four-cylinder reciprocating air compressor mounted on the electric motor such that each cylinder faces a horizontal direction;
Have
Each exhaust path from each cylinder of the air compressor includes an upstream exhaust path extending in a horizontal direction or a downwardly inclined direction from each cylinder, and a downstream extending from the downstream end of the upstream exhaust path downward in the vertical direction. And a side exhaust path.

すなわち、前記第1〜第4気筒のそれぞれから吐出される圧縮空気を流す第1〜第4上流側排気路は、空気圧縮機のクランクシャフトのシャフト中心線に直交する方向、あるいは、前記第1〜第4下流側排気路に向かって下方に傾斜した方向に延びており、前記第1〜第4上流側排気路の下流端のそれぞれに繋がっている第1〜第4下流側排気路は、前記シャフト中心線に沿って下方に延びている。   That is, the first to fourth upstream exhaust passages through which compressed air discharged from each of the first to fourth cylinders flows are perpendicular to the shaft center line of the crankshaft of the air compressor, or the first The first to fourth downstream exhaust passages extending in a direction inclined downward toward the fourth downstream exhaust passage and connected to the downstream ends of the first to fourth upstream exhaust passages, It extends downward along the shaft center line.

本発明によれば、各気筒から吐出される圧縮空気の排気経路内に発生したドレンは、自重により各排気経路に沿って下方に流れて排出される。よって、排気経路内にドレンが溜まってしまうことを回避できる。   According to the present invention, the drain generated in the exhaust path of the compressed air discharged from each cylinder flows downward along each exhaust path by its own weight and is discharged. Therefore, it is possible to avoid accumulation of drain in the exhaust path.

より具体的には、本発明は、縦置き状態に設置される電動モータ、および、前記電動モータの上あるいは下に横置き状態に搭載された往復動型の空気圧縮機を有する空気圧縮装置において、
前記空気圧縮機は、
前記電動モータのモータ軸と同軸に延びるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転に伴って往復運動を行うピストンを備えた第1〜第4気筒と、
前記第1〜第4気筒のそれぞれから吐出される圧縮空気を排出する排気経路と、
を有しており、
前記排気経路は、
前記第1気筒〜第4気筒のそれぞれから吐出される圧縮空気を流す第1〜第4排気路と、
前記第1、第2排気路を介して排出される圧縮空気を集合して流す第1集合排気路と、
前記第3、第4排気路を介して排出される圧縮空気を集合して流す第2集合排気路と、
前記第1集合排気路から圧縮空気を排出する第1排気口と、
前記第2集合排気路から圧縮空気を排出する第2排気口と、
を備えており、
前記第1〜第4排気路は、前記クランクシャフトのシャフト中心線に直交する方向、あるいは、前記第1、第2集合排気路に向かって下方に傾斜した方向に延びており、
前記第1、第2集合排気路は、前記シャフト中心線に平行な方向に延びており、
前記第1、第2排気路は、前記第1排気口よりも高い位置において前記第1集合排気路に連通しており、
前記第3、第4排気路は、前記第2排気口よりも高い位置において前記第2集合排気路に連通していることを特徴としている。
More specifically, the present invention relates to an air compressor having an electric motor installed in a vertically placed state, and a reciprocating air compressor mounted in a horizontally placed state on or below the electric motor. ,
The air compressor is
A crankshaft extending coaxially with the motor shaft of the electric motor;
First to fourth cylinders having pistons that reciprocate with rotation of the crankshaft;
An exhaust path for discharging compressed air discharged from each of the first to fourth cylinders;
Have
The exhaust path is
First to fourth exhaust passages for flowing compressed air discharged from each of the first to fourth cylinders;
A first collective exhaust passage for collecting and flowing compressed air discharged through the first and second exhaust passages;
A second collective exhaust passage for collecting and flowing compressed air discharged through the third and fourth exhaust passages;
A first exhaust port for discharging compressed air from the first collective exhaust path;
A second exhaust port for discharging compressed air from the second collective exhaust path;
With
The first to fourth exhaust passages extend in a direction orthogonal to the shaft center line of the crankshaft, or in a direction inclined downward toward the first and second collective exhaust passages,
The first and second collective exhaust passages extend in a direction parallel to the shaft center line,
The first and second exhaust passages communicate with the first collective exhaust passage at a position higher than the first exhaust port,
The third and fourth exhaust passages communicate with the second collective exhaust passage at a position higher than the second exhaust port.

ここで、空気圧縮機は、前記第1〜第4気筒が、前記シャフト中心線を中心として90度の角度間隔で放射状に配置された構成とすることができる。この場合には、隣接する気筒の間にスペースを利用して排気経路を配置すればよい。すなわち、前記第1、第2気筒の間に前記第1集合排気路を配置し、前記第3、第4気筒の間に前記第2集合排気路を配置する。   Here, the air compressor may be configured such that the first to fourth cylinders are radially arranged at an angular interval of 90 degrees with the shaft center line as a center. In this case, an exhaust path may be arranged using a space between adjacent cylinders. That is, the first collective exhaust path is disposed between the first and second cylinders, and the second collective exhaust path is disposed between the third and fourth cylinders.

また、各気筒の吐出室内で発生するドレンを円滑に第1〜第4排気路に排出できるようにすることが望ましい。このためには、前記第1〜第4気筒の第1〜第4吐出口から吐出する圧縮空気が流入する第1〜第4吐出室において、対応する前記第1〜第4排気路のそれぞれに連通する第1〜第4連通口における少なくとも下端開口縁が、それぞれ、前記第1〜第4吐出口における下端開口縁よりも低い位置となるようにすればよい。   It is desirable that the drain generated in the discharge chamber of each cylinder can be smoothly discharged to the first to fourth exhaust passages. For this purpose, in the first to fourth discharge chambers into which compressed air discharged from the first to fourth discharge ports of the first to fourth cylinders flows, the corresponding first to fourth exhaust passages are respectively provided. What is necessary is just to make it the lower end opening edge in the 1st-4th communicating port connected always become a position lower than the lower end opening edge in the said 1st-4th discharge port, respectively.

本発明を適用した4気筒の往復動型の空気圧縮装置を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a four-cylinder reciprocating air compressor to which the present invention is applied. 図1の空気圧縮装置の概略縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the air compressor of FIG. 図1の空気圧縮装置を図2のIII−III線で切断した場合の概略横断面図および部分説明図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view and a partial explanatory view when the air compression device of FIG. 1 is cut along line III-III of FIG. 2. 図1の空気圧縮装置を図3のIV−IV線で切断した場合の概略縦断面図である。FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the air compression device of FIG. 1 taken along line IV-IV of FIG. 3.

以下に、図面を参照して、本発明を適用した4気筒の往復動型の空気圧縮装置の実施の形態を説明する。以下に述べる実施の形態は、電動モータの上側に横置き状態で往復動型の空気圧縮機を搭載した構成のものであるが、本発明は、電動モータの下側に横置き状態で空気圧縮機が取り付けられている構成の場合にも同様に適用可能である。   Hereinafter, an embodiment of a four-cylinder reciprocating air compressor to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a reciprocating air compressor is mounted horizontally on the upper side of the electric motor, but the present invention compresses air in the horizontal state on the lower side of the electric motor. The same applies to a configuration in which a machine is attached.

図1は実施の形態の空気圧縮装置を示す外観斜視図であり、図2はその中心軸線を含む平面(図1のII−II線)で切断した場合の概略縦断面図であり、図3(a)は図2のIII−III線で切断した場合の概略横断面図である。空気圧縮装置1は、図1から分かるように、縦置き状態で設置される電動モータ2と、当該電動モータ2の上に横置き状態で搭載されている4気筒の往復動型の空気圧縮機3とから構成される。   1 is an external perspective view showing an air compression apparatus according to an embodiment, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view taken along a plane including the central axis (II-II line in FIG. 1). (A) is a schematic cross-sectional view at the time of cut | disconnecting by the III-III line | wire of FIG. As can be seen from FIG. 1, the air compressor 1 includes an electric motor 2 installed in a vertical position, and a four-cylinder reciprocating air compressor mounted on the electric motor 2 in a horizontal position. 3.

電動モータ2は、図2から分かるように、垂直に設置される円筒状のモータケース4を備え、当該モータケース4の内部の中心には垂直に延びるモータ軸5が配置されている。モータ軸5の外周にはモータロータ6が固定されており、モータロータ6を同心状に取り囲むモータステータ7がモータケース4の内周面に固定されている。モータ軸5の下側に位置する後側の軸端部および上側に位置する前側の軸端部は、それぞれ、主軸受8、9を介して、モータケース4の前後の端板部分によって回転自在の状態で支持されている。   As can be seen from FIG. 2, the electric motor 2 includes a cylindrical motor case 4 that is installed vertically, and a motor shaft 5 that extends vertically is disposed in the center of the motor case 4. A motor rotor 6 is fixed to the outer periphery of the motor shaft 5, and a motor stator 7 that concentrically surrounds the motor rotor 6 is fixed to the inner peripheral surface of the motor case 4. A rear shaft end portion located below the motor shaft 5 and a front shaft end portion located above the motor shaft 5 can be freely rotated by front and rear end plate portions of the motor case 4 via main bearings 8 and 9, respectively. It is supported in the state of.

空気圧縮機3は、図2から分かるように、モータケース4の上端に取り付けた箱型の圧縮機ケース11を備えている。圧縮機ケース11の内部の中心には、モータ軸5の上側の軸端部から同軸に上方に延びているクランクシャフト12が配置されており、クランクシャフト12の上側の先端部は軸受13を介して圧縮機ケース11の天板部分14によって回転自在の状態で支持されている。   As can be seen from FIG. 2, the air compressor 3 includes a box-type compressor case 11 attached to the upper end of the motor case 4. A crankshaft 12 extending coaxially upward from the upper shaft end of the motor shaft 5 is disposed in the center of the compressor case 11, and the upper end of the crankshaft 12 is interposed via a bearing 13. The compressor case 11 is supported by the top plate portion 14 in a rotatable state.

圧縮機ケース11の内部において、図2、図3(a)から分かるように、クランクシャフト12には、そのシャフト中心線12a(装置中心線)に対して偏心している偏心軸部12Aが設けられている。この偏心軸部12Aの周りには、シャフト中心線12aを中心として90度の角度間隔で水平方向に放射状に延びる状態で第1〜第4気筒21〜24が取り付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3A, the crankshaft 12 is provided with an eccentric shaft portion 12A that is eccentric with respect to the shaft center line 12a (device center line). ing. Around the eccentric shaft portion 12A, the first to fourth cylinders 21 to 24 are attached so as to extend radially in the horizontal direction at an angular interval of 90 degrees around the shaft center line 12a.

第1気筒21〜第4気筒24は、それぞれ、偏心軸部12Aの円形外周面に軸受を介して回転自在の状態に取り付けた第1〜第4ピストン21a〜24a、第1〜第4ピストン21a〜24aが摺動可能に挿入されている第1〜第4シリンダ21b〜24b、および、シリンダーヘッド部分を構成している第1〜第4吸排気バルブユニット21c〜24cを備えている。第1〜第4ピストン21a〜24a、第1〜第4シリンダ21b〜24b、および、第1〜第4吸排気バルブユニット21c〜24cの間に、それぞれ、第1〜第4圧縮室が形成される。図においては、第1、第3、第4圧縮室21d、23d、24dのみを示す。   The first cylinder 21 to the fourth cylinder 24 have first to fourth pistons 21a to 24a and first to fourth pistons 21a attached to the circular outer peripheral surface of the eccentric shaft portion 12A via bearings, respectively. To 24a are slidably inserted, and first to fourth intake / exhaust valve units 21c to 24c constituting a cylinder head portion are provided. First to fourth compression chambers are formed between the first to fourth pistons 21a to 24a, the first to fourth cylinders 21b to 24b, and the first to fourth intake / exhaust valve units 21c to 24c, respectively. The In the figure, only the first, third, and fourth compression chambers 21d, 23d, and 24d are shown.

第1〜第4ピストン21a〜24aは、クランクシャフト12の偏心軸部12Aにおける上下方向の異なる高さ位置に連結されている。シャフト中心線12aを中心とする偏心軸部12Aの偏心回転により、第1〜第4ピストン21a〜24aは、順次に90度の位相差を保って動作する。対向配置されている第1、第3気筒21、23では相互に逆位相で第1、第3ピストン21a、23aが往復移動し、対向配置されている第2、第4気筒
22、24でも相互に逆位相で第2、第4ピストン22a、24aが往復移動する。
The first to fourth pistons 21 a to 24 a are connected to different height positions in the vertical direction of the eccentric shaft portion 12 </ b> A of the crankshaft 12. Due to the eccentric rotation of the eccentric shaft portion 12A centering on the shaft center line 12a, the first to fourth pistons 21a to 24a sequentially operate with a phase difference of 90 degrees. The first and third pistons 21a and 23a reciprocate in opposite phases in the first and third cylinders 21 and 23 that are disposed opposite to each other, and the second and fourth cylinders 22 and 24 that are disposed opposite each other also. The second and fourth pistons 22a and 24a reciprocate in opposite phases.

第1〜第4吸排気バルブユニット21c〜24cは、圧縮機ケース11の第1〜第4外周面11a〜11dに取り付けられている。図3(a)に示すように、第4気筒24の第1吸排気バルブユニット24cは、矩形輪郭の2枚のユニット板25、26を備えている。ユニット板25には圧縮室24dに連通する吸入口27、吐出口28が形成されている。吸入口27と圧縮室24dとの間には吸入バルブ29が取り付けられている。また、内側のユニット板25と外側のユニット板26の間には、吸入口27に連通している吸入室30と、ユニット板25に取り付けた吐出バルブ31を介して吐出口28に連通している吐出室32とが形成されている。   The first to fourth intake / exhaust valve units 21 c to 24 c are attached to the first to fourth outer peripheral surfaces 11 a to 11 d of the compressor case 11. As shown in FIG. 3A, the first intake / exhaust valve unit 24c of the fourth cylinder 24 includes two unit plates 25 and 26 having a rectangular outline. The unit plate 25 is formed with a suction port 27 and a discharge port 28 communicating with the compression chamber 24d. A suction valve 29 is attached between the suction port 27 and the compression chamber 24d. Further, between the inner unit plate 25 and the outer unit plate 26, a suction chamber 30 communicating with the suction port 27 and a discharge valve 31 attached to the unit plate 25 are communicated with the discharge port 28. A discharge chamber 32 is formed.

第1〜第3気筒21〜23の第1〜第3吸排気バルブユニット21c〜23cも同様に構成されているので、それらの説明は省略する。図においては、第1〜第3吸排気バルブユニット21c〜23cにおける第4吸排気バルブユニット24cの各部に対応する部位は同一の符号を付してある。   Since the 1st-3rd intake-exhaust valve units 21c-23c of the 1st-3rd cylinders 21-23 are also comprised similarly, those explanation is omitted. In the drawing, the portions corresponding to the respective parts of the fourth intake / exhaust valve unit 24c in the first to third intake / exhaust valve units 21c to 23c are denoted by the same reference numerals.

(吸排気経路)
圧縮機ケース11における第1〜第4気筒21〜24の間の部位、すなわち、圧縮機ケース11の四隅の部分には、吸排経路が配置されている。図3(a)および図4を主に参照して説明する。図4は空気圧縮装置1を図3のIV−IV線で切断した場合の概略縦断面図である。
(Intake and exhaust route)
An intake / exhaust path is arranged at a portion between the first to fourth cylinders 21 to 24 in the compressor case 11, that is, at the four corners of the compressor case 11. The description will be made mainly with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the air compressor 1 taken along line IV-IV in FIG.

圧縮機ケース11における第3、第4気筒23、24の間の隅部分には、上下方向(シャフト中心線12aに沿った方向)に延びる第3吸気通路43および第4吸気通路44が配置されている。第3、第4吸気通路43、44の下端側の部位は、圧縮機ケース11の下側端面11eに開口している吸気口45に繋がっている。第4吸気通路44は水平方向に延びる連通路46を介して第4気筒24の吸入室30に連通している。第3吸気通路43も不図示の連通路を介して第3気筒23の吸入室30に連通している。吸気口45から第4吸気通路44、連通路46を介して第4気筒24に圧縮対象の空気が供給され、吸気口45から第3吸気通路43、不図示の連通路を介して第3気筒23に圧縮対象の空気が供給される。   In the corner portion between the third and fourth cylinders 23 and 24 in the compressor case 11, a third intake passage 43 and a fourth intake passage 44 extending in the vertical direction (the direction along the shaft center line 12a) are arranged. ing. The lower end side portions of the third and fourth intake passages 43 and 44 are connected to an intake port 45 opened on the lower end surface 11 e of the compressor case 11. The fourth intake passage 44 communicates with the suction chamber 30 of the fourth cylinder 24 through a communication passage 46 extending in the horizontal direction. The third intake passage 43 also communicates with the suction chamber 30 of the third cylinder 23 via a communication passage (not shown). Air to be compressed is supplied from the intake port 45 to the fourth cylinder 24 through the fourth intake passage 44 and the communication passage 46, and the third cylinder is supplied from the intake port 45 through the third intake passage 43 and the communication passage (not shown). 23 is supplied with air to be compressed.

同様に、圧縮機ケース11における第1、第2気筒21、22の間の隅部分には、第1、第2吸気通路41、42が上下方向に延びる状態に配置されている。圧縮機ケース11の下側端面11eに開口している吸気口45(図1参照)から第1、第2吸気通路41、42を介して、第1、第2気筒21、22に圧縮対象の空気が供給される。   Similarly, in the corner portion between the first and second cylinders 21 and 22 in the compressor case 11, first and second intake passages 41 and 42 are arranged in a state extending in the vertical direction. The first and second cylinders 21 and 22 are subjected to compression from the intake port 45 (see FIG. 1) opened in the lower end surface 11e of the compressor case 11 via the first and second intake passages 41 and 42. Air is supplied.

次に、図3(a)、図4を主に参照して、第1〜第4気筒21〜24から吐出される圧縮空気の排気経路を説明する。圧縮機ケース11における第1、第4気筒21、24の間の隅部分には、上下方向に延びる第1集合排気路51が配置されている。第1集合排気路51の下端の排気口51aは、図4に示すように、圧縮機ケース11の下側端面11eに開口している。第1集合排気路51の上端側の部位は、図3(a)に示すように、水平に延びる第4排気路64(第4上流側排気路)を介して、第4気筒24の吐出室32に連通している。第4排気路64は、圧縮機ケース11から第4吸排気バルブユニット24cのユニット板25を貫通して延びている。第1集合排気路51の中程の部位は、図4に示すように、第1排気路61(第1上流側排気路)を介して、第1気筒21の吐出室32に連通している。   Next, an exhaust path of compressed air discharged from the first to fourth cylinders 21 to 24 will be described with reference mainly to FIG. A first collective exhaust passage 51 extending in the vertical direction is disposed at a corner portion between the first and fourth cylinders 21 and 24 in the compressor case 11. As shown in FIG. 4, the exhaust port 51 a at the lower end of the first collective exhaust path 51 is open to the lower end surface 11 e of the compressor case 11. As shown in FIG. 3A, the upper end portion of the first collective exhaust passage 51 has a discharge chamber of the fourth cylinder 24 via a horizontally extending fourth exhaust passage 64 (fourth upstream exhaust passage). 32. The fourth exhaust path 64 extends from the compressor case 11 through the unit plate 25 of the fourth intake / exhaust valve unit 24c. As shown in FIG. 4, the middle portion of the first collective exhaust passage 51 communicates with the discharge chamber 32 of the first cylinder 21 via a first exhaust passage 61 (first upstream exhaust passage). .

同様に、圧縮機ケース11における第2、第3気筒22、23の間の隅部分には、図3(a)に示すように、第2集合排気路52が配置されている。第2集合排気路52の下端
の排気口(図示せず)は、圧縮機ケース11の下側端面11eに開口している。また、第2集合排気路52は、それぞれ不図示の第2排気路(第2上流側排気路)および第3排気路(第3上流側排気路)を介して、第2気筒22の吐出室32および第3気筒23の吐出室32に連通している。
Similarly, at the corner between the second and third cylinders 22 and 23 in the compressor case 11, a second collective exhaust path 52 is disposed as shown in FIG. An exhaust port (not shown) at the lower end of the second collective exhaust path 52 is open to the lower end surface 11 e of the compressor case 11. The second collective exhaust passage 52 is connected to the discharge chamber of the second cylinder 22 via a second exhaust passage (second upstream exhaust passage) and a third exhaust passage (third upstream exhaust passage) (not shown). 32 and the discharge chamber 32 of the third cylinder 23.

第1、第4気筒21、24の圧縮室21d、24dから吐出される圧縮空気は、それぞれの吐出室32および第1、第4排気路61、64を経由して、第1集合排気路51に入り、その排気口51aから供給先の機器に向けて送り出される。第2、第3気筒22、23からの圧縮空気も同様に、それぞれの吐出室32および第2、第3排気路(図示せず)を経由して、第2集合排気路52に入り、その排気口(図示せず)から供給先の機器に向けて送り出される。   The compressed air discharged from the compression chambers 21 d and 24 d of the first and fourth cylinders 21 and 24 passes through the discharge chamber 32 and the first and fourth exhaust passages 61 and 64, respectively, and the first collective exhaust passage 51. And is sent out from the exhaust port 51a toward the supply destination device. Similarly, the compressed air from the second and third cylinders 22 and 23 enters the second collective exhaust passage 52 via the discharge chamber 32 and the second and third exhaust passages (not shown). It is sent out from the exhaust port (not shown) toward the supply destination device.

本実施の形態の空気圧縮装置1の横置きの4気筒の往復動型の空気圧縮機3においては、垂直に配置したクランクシャフト12の偏心軸部12Aに沿って、第1〜第4気筒21〜24の第1〜第4ピストン21a〜24aが異なる高さ位置に取り付けられている。これに対応して、第1〜第4気筒21〜24のそれぞれの吐出室32に連通している第1〜第4排気路(図においては第1、第4排気路61、64のみを示した。)も異なる高さ位置において水平に延びている。異なる高さ位置において水平に延びる第1、第4排気路61、64は、これらの高さ位置を包含する長さに亘って形成されている垂直方向に延びる第1集合排気路51における異なる高さの部位に連通している。他方の第2集合排気路52の場合も同様に構成されている。   In the horizontal four-cylinder reciprocating type air compressor 3 of the air compressor 1 of the present embodiment, the first to fourth cylinders 21 are arranged along the eccentric shaft portion 12A of the crankshaft 12 arranged vertically. -24 first to fourth pistons 21a to 24a are mounted at different height positions. Correspondingly, the first to fourth exhaust passages (only the first and fourth exhaust passages 61 and 64 are shown in the figure) communicating with the discharge chambers 32 of the first to fourth cylinders 21 to 24, respectively. ) Also extends horizontally at different height positions. The first and fourth exhaust passages 61 and 64 extending horizontally at different height positions have different heights in the first collective exhaust passage 51 extending in the vertical direction and extending over a length including these height positions. It communicates with this part. The other second collective exhaust passage 52 is configured in the same manner.

なお、本例においては、第1〜第4気筒21〜24からの圧縮空気を共通経路である2本の第1、第2集合排気路51、52を介して排出している。この代わりに、第1〜4気筒21〜24のそれぞれに対応させて、上下方向に延びる4本の第1〜第4下流側排気路を経由して排出させることも可能である。   In this example, the compressed air from the first to fourth cylinders 21 to 24 is discharged through the two first and second collective exhaust passages 51 and 52 that are common paths. Instead of this, it is also possible to discharge the exhaust gas via four first to fourth downstream exhaust passages extending in the vertical direction in correspondence with each of the first to fourth cylinders 21 to 24.

空気圧縮装置1の横置きの4気筒の往復動型の空気圧縮機3においては、排気経路を、直線状の少ない本数の排気路を用いてコンパクトに構成している。また、第1〜第4気筒21〜24から吐出される圧縮空気は、水平に延びる第1〜第4排気路から下方に延びる第1、第2集合排気路51、52を通って、これらの下端に開口している排気口から供給先に向けて送り出される。排気経路内に発生したドレンは、自重により流れて、排気経路において最も下に位置する排気口から排出されるので、排気経路内にドレンが溜まってしまうことを回避できる。   In the horizontal four-cylinder reciprocating type air compressor 3 of the air compressor 1, the exhaust path is configured compactly using a small number of straight exhaust paths. The compressed air discharged from the first to fourth cylinders 21 to 24 passes through the first and second collecting exhaust passages 51 and 52 extending downward from the first to fourth exhaust passages extending horizontally, and these It is sent out toward the supply destination from the exhaust opening opened at the lower end. The drain generated in the exhaust path flows due to its own weight and is discharged from the lowermost exhaust port in the exhaust path, so that it is possible to avoid the accumulation of drain in the exhaust path.

(その他の実施の形態)
第1〜第4気筒21〜24の吐出室32内において発生するドレンを効率良く排出するには、例えば、次のように排気経路を形成すればよい。例えば、図3(b)に示すように、第4気筒24において、その吐出口28から吐出する圧縮空気が流入する吐出室32には、第4排気路64に連通する連通口64aが開いている。この連通口64aを、吐出口28よりも低い位置に設けることが望ましい。例えば、連通口64aにおける少なくとも下端開口縁の高さが、吐出口28における下端開口縁よりも低い位置となるようにする。他の第1〜第3気筒21〜23についても同様な構成にする。
(Other embodiments)
In order to efficiently discharge the drain generated in the discharge chambers 32 of the first to fourth cylinders 21 to 24, for example, an exhaust path may be formed as follows. For example, as shown in FIG. 3B, in the fourth cylinder 24, a communication port 64 a communicating with the fourth exhaust path 64 is opened in the discharge chamber 32 into which compressed air discharged from the discharge port 28 flows. Yes. It is desirable to provide the communication port 64 a at a position lower than the discharge port 28. For example, the height of at least the lower end opening edge of the communication port 64 a is set to be lower than the lower end opening edge of the discharge port 28. The other first to third cylinders 21 to 23 have the same configuration.

次に、上記の例では、第1、第2集合排気路51、52に連通している第1〜第4排気路が水平に延びている(シャフト中心線12aに直交する方向に延びている。)。この代わりに、第1〜第4排気路を、第1、第2集合排気路51、52に向けて下方に僅かに傾斜した傾斜路としてもよい。   Next, in the above example, the first to fourth exhaust passages communicating with the first and second collective exhaust passages 51 and 52 extend horizontally (extend in a direction perpendicular to the shaft center line 12a). .) Instead, the first to fourth exhaust passages may be inclined passages slightly inclined downward toward the first and second collective exhaust passages 51 and 52.

なお、上記の例では、放射状に4つの気筒が配列されている空気圧縮機を備えているが
、例えば、水平対向型の一対の気筒を2組備えた4気筒の往復動型空気圧縮機を備えている場合にも本発明を適用可能である。
In the above example, an air compressor in which four cylinders are radially arranged is provided. For example, a four-cylinder reciprocating air compressor having two pairs of horizontally opposed types of cylinders is provided. The present invention can also be applied to the case where it is provided.

1 空気圧縮装置
2 電動モータ
3 空気圧縮機
4 モータケース
5 モータ軸
6 モータロータ
7 モータステータ
8,9 主軸受
11 圧縮機ケース
11a〜11d 第1〜第4外周面
11e 下側端面
12 クランクシャフト
12a シャフト中心線
12A 偏心軸部
13 軸受
14 天板部分
21〜24 第1〜第4気筒
21a〜24a 第1〜第4ピストン
21b〜24b 第1〜第4シリンダ
21c〜24c 第1〜第4吸排気バルブユニット
21d,23d,24d 第1、第3、第4圧縮室
25,26 ユニット板
27 吸入口
28 吐出口
29 吸入バルブ
30 吸入室
31 吐出バルブ
32 吐出室
41〜44 第1〜第4吸気通路
45 吸気口
46 連通路
51 第1集合排気路
51a 排気口
52 第2集合排気路
61 第1排気路
64 第4排気路
64a 連通口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Air compressor 2 Electric motor 3 Air compressor 4 Motor case 5 Motor shaft 6 Motor rotor 7 Motor stator 8, 9 Main bearing 11 Compressor cases 11a-11d 1st-4th outer peripheral surface 11e Lower end surface 12 Crankshaft 12a Shaft Center line 12A Eccentric shaft portion 13 Bearing 14 Top plate portions 21 to 24 First to fourth cylinders 21a to 24a First to fourth pistons 21b to 24b First to fourth cylinders 21c to 24c First to fourth intake and exhaust valves Units 21d, 23d, 24d First, third, fourth compression chambers 25, 26 Unit plate 27 Suction port 28 Suction port 29 Suction valve 30 Suction chamber 31 Suction valve 32 Suction chambers 41-44 First to fourth suction passages 45 Intake port 46 Communication path 51 First collective exhaust path 51a Exhaust port 52 Second collective exhaust path 61 First exhaust path 64 Fourth exhaust path 64a Communication port

Claims (5)

モータ軸が鉛直方向を向く状態に設置される電動モータと、
各気筒が水平方向を向くように前記電動モータに搭載されている4気筒の往復動型の空気圧縮機と、
を有しており、
前記空気圧縮機の各気筒からの排気経路のそれぞれは、各気筒から水平方向あるいは下方に傾斜した方向に延びる上流側排気経路と、当該上流側排気経路の下流端から鉛直方向の下方に延びる下流側排気経路とを備えていることを特徴とする空気圧縮装置。
An electric motor installed in a state where the motor shaft is oriented vertically;
A four-cylinder reciprocating air compressor mounted on the electric motor such that each cylinder faces a horizontal direction;
Have
Each exhaust path from each cylinder of the air compressor includes an upstream exhaust path extending in a horizontal direction or a downwardly inclined direction from each cylinder, and a downstream extending from the downstream end of the upstream exhaust path downward in the vertical direction. An air compression device comprising a side exhaust passage.
縦置き状態に設置される電動モータと、
前記電動モータに対して横置き状態に取り付けられた4気筒の往復動型の空気圧縮機と、
を有しており、
前記空気圧縮機は、
前記電動モータのモータ軸と同軸に延びるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトの回転に伴って往復運動を行うピストンを備えた第1〜第4気筒と、
前記第1〜第4気筒のそれぞれから吐出される圧縮空気を排出する排気経路と、
を備えており、
前記排気経路は、
前記第1〜第4気筒のそれぞれから吐出される圧縮空気を流す第1〜第4上流側排気路と、
前記第1〜第4上流側排気路の下流端のそれぞれに繋がっている第1〜第4下流側排気路と、
を備えており、
前記第1〜第4上流側排気路は、前記クランクシャフトのシャフト中心線に直交する方向、あるいは、前記第1〜第4下流側排気路に向かって下方に傾斜した方向に延びており、
前記第1〜第4下流側排気路は、前記シャフト中心線に沿って下方に延びていることを特徴とする空気圧縮装置。
An electric motor installed in a vertical position;
A four-cylinder reciprocating air compressor mounted horizontally on the electric motor;
Have
The air compressor is
A crankshaft extending coaxially with the motor shaft of the electric motor;
First to fourth cylinders having pistons that reciprocate with rotation of the crankshaft;
An exhaust path for discharging compressed air discharged from each of the first to fourth cylinders;
With
The exhaust path is
First to fourth upstream exhaust passages for flowing compressed air discharged from each of the first to fourth cylinders;
First to fourth downstream exhaust passages connected to respective downstream ends of the first to fourth upstream exhaust passages;
With
The first to fourth upstream exhaust passages extend in a direction orthogonal to the shaft center line of the crankshaft, or in a direction inclined downward toward the first to fourth downstream exhaust passages,
The air compression apparatus, wherein the first to fourth downstream exhaust passages extend downward along the shaft center line.
請求項2において、
前記第1、第2下流側排気路は、前記第1、第2上流側排気路を介して排出される圧縮空気を集合して流す1本の第1集合排気路であり、
前記第3、第4下流側排気路は、前記第3、第4上流側排気路を介して排出される圧縮空気を集合して流す1本の第2集合排気路であり、
前記第1集合排気路は圧縮空気を排出する第1排気口を備え、
前記第2集合排気路は圧縮空気を排出する第2排気口を備え、
前記第1、第2集合排気路は、前記シャフト中心線に沿って下方に延びており、
前記第1、第2上流側排気路は、前記第1排気口よりも高い位置において前記第1集合排気路に連通しており、
前記第3、第4上流側排気路は、前記第2排気口よりも高い位置において前記第2集合排気路に連通していることを特徴とする空気圧縮装置。
In claim 2,
The first and second downstream exhaust passages are a single first collective exhaust passage for collecting and flowing compressed air discharged via the first and second upstream exhaust passages,
The third and fourth downstream exhaust passages are one second collective exhaust passage for collecting and flowing compressed air discharged through the third and fourth upstream exhaust passages,
The first collective exhaust path includes a first exhaust port for discharging compressed air,
The second collective exhaust path includes a second exhaust port for discharging compressed air,
The first and second collective exhaust passages extend downward along the shaft center line,
The first and second upstream exhaust passages communicate with the first collective exhaust passage at a position higher than the first exhaust port,
The third and fourth upstream exhaust passages communicate with the second collective exhaust passage at a position higher than the second exhaust port.
請求項3において、
前記第1〜第4気筒は、前記シャフト中心線を中心として90度の角度間隔で放射状に配置され、
隣接する前記第1、第2気筒の間に前記第1集合排気路が配置され、
隣接する前記第3、第4気筒の間に前記第2集合排気路が配置されている空気圧縮装置
In claim 3,
The first to fourth cylinders are arranged radially at an angular interval of 90 degrees around the shaft center line,
The first collective exhaust path is disposed between the adjacent first and second cylinders,
An air compression apparatus in which the second collective exhaust passage is disposed between the adjacent third and fourth cylinders.
請求項4において、
前記第1〜第4気筒の第1〜第4吐出口から吐出する圧縮空気が流入する第1〜第4吐出室は、対応する前記第1〜第4上流側排気路のそれぞれに連通する第1〜第4連通口を備えており、
前記第1〜第4連通口における少なくとも下端開口縁は、それぞれ、前記第1〜第4吐出口における下端開口縁よりも低い位置にある空気圧縮装置。
In claim 4,
The first to fourth discharge chambers into which compressed air discharged from the first to fourth discharge ports of the first to fourth cylinders flows are respectively connected to the corresponding first to fourth upstream exhaust passages. 1 to 4 communication ports,
At least the lower end opening edge in the first to fourth communication ports is an air compression device at a position lower than the lower end opening edge in the first to fourth discharge ports, respectively.
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