JP2019143483A - Reciprocating compressor - Google Patents

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伸之 成澤
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将人 八木
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Abstract

To prolong a replacement life of a rider ring arranged on a crosshead outer periphery of a reciprocating compressor using a crosshead piston.SOLUTION: A reciprocating compression crosshead piston using a crosshead piston has a piston part and a crosshead part. A plurality of piston rings is arranged on the outer peripheral surface of the piston part. A rider ring is arranged on the outer peripheral surface of the crosshead part. The crosshead piston has a space inside. The piston part has a first vent hole that exhausts blow-by through the internal space of the crosshead piston between the piston rings.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、往復動圧縮機に関する。   The present invention relates to a reciprocating compressor.

特許文献1(特開2017-66959)には、クロスヘッドピストンを用いた無給油式往復動圧縮機が開示されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2017-66959) discloses an oil-free reciprocating compressor using a crosshead piston.

クロスヘッドピストンにはクロスヘッド部にライダーリングが摺動材として設けられている。このライダーリングは、一般にPTFEなどの樹脂製であるために、シリンダ内周面での摺動にともない摩耗し、定期的な交換を要する。   The crosshead piston is provided with a rider ring as a sliding member in the crosshead portion. Since this rider ring is generally made of a resin such as PTFE, it wears as it slides on the inner peripheral surface of the cylinder and requires periodic replacement.

クロスヘッドピストンの場合、ライダーリングは圧縮運転中にピストンリングから漏れ出た高温のブローバイガスに晒される。さらに、ライダーリングはピストンリングから生じた摩耗粉を噛み込んだりする。その結果、摩耗が促進され、寿命が低下する。   In the case of a crosshead piston, the rider ring is exposed to hot blowby gas leaking from the piston ring during compression operation. Further, the rider ring bites wear powder generated from the piston ring. As a result, wear is promoted and the life is shortened.

特許文献1には、クロスヘッド部上面にクランクケースに通じる通気孔を設けることにより、ブローバイガスの一部をクランクケース内へ排出する構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which a part of blow-by gas is discharged into the crankcase by providing a vent hole communicating with the crankcase on the upper surface of the crosshead portion.

特開2017-66959JP2017-66959

上記特許文献1の通気孔ではブローバイガスの排出が十分でない場合がある。特に、クロスヘッドピストンの場合、クロスヘッド部の上面空間にブローバイガスが流入すると流路が広がる。クロスヘッド上面の通気孔までの距離とクロスヘッド側面のライダーリングまでの距離とには大きな差はないため、流路が広がったブローバイを通気孔から全て排出することは困難である。その結果、高温のブローバイに晒されたライダーリングは摩耗し、短周期での交換が必要となっていた。   There is a case where blow-by gas is not sufficiently discharged from the vent hole of Patent Document 1. In particular, in the case of a crosshead piston, the flow path widens when blowby gas flows into the upper surface space of the crosshead portion. Since there is no great difference between the distance to the vent hole on the top surface of the crosshead and the distance to the rider ring on the side surface of the crosshead, it is difficult to discharge all blow-by with the expanded flow path from the vent hole. As a result, the rider ring exposed to high-temperature blow-by was worn out and had to be replaced in a short cycle.

本発明の目的は、クロスヘッドピストンを用いた無給油式往復動圧縮機のクロスヘッド外周に配置されたライダーリングの交換寿命を延ばすことにある。   An object of the present invention is to extend the replacement life of a rider ring disposed on the outer periphery of a cross head of an oil-free reciprocating compressor using a cross head piston.

本発明は上記課題を解決する手段を多数含んでいるが、その一例を挙げるならば、シリンダと、シリンダヘッドと、前記シリンダ内を往復動するクロスヘッドピストンと、前記クロスヘッドピストンを揺動可能に支持する連接棒と、前記連接棒の端部に回転力を与えるクランクシャフトと、前記クランクシャフトを回転可能に支持するクランクケースと、前記クロスヘッドピストンのピストン部の外周面に配置されたピストンリングと、前記クロスヘッドピストンのクロスヘッド部の外周面に配置されたライダーリングとを有し、前記クロスヘッドピストンは、前記ピストンリングが配置される位置と前記クロスヘッド部との間に前記クロスヘッドピストンの内部を通じてブローバイを排気する通気孔を有することを特徴とする。   The present invention includes a number of means for solving the above problems. For example, a cylinder, a cylinder head, a cross head piston that reciprocates in the cylinder, and the cross head piston can be swung. A connecting rod for supporting the connecting rod, a crankshaft for applying a rotational force to the end of the connecting rod, a crankcase for rotatably supporting the crankshaft, and a piston disposed on the outer peripheral surface of the piston portion of the crosshead piston A ring, and a rider ring disposed on an outer peripheral surface of the crosshead portion of the crosshead piston, wherein the crosshead piston is disposed between the position where the piston ring is disposed and the crosshead portion. It has a vent hole for exhausting blow-by through the inside of the head piston.

本発明によれば、クロスヘッドピストンを用いた無給油式往復動圧縮機のクロスヘッド外周に配置されたライダーリングの交換寿命を延ばすことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the replacement life of the rider ring arrange | positioned on the crosshead outer periphery of the oilless reciprocating compressor using a crosshead piston can be extended.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.

実施例1の圧縮機の概略図である。1 is a schematic diagram of a compressor of Example 1. FIG. 実施例1の圧縮機本体を側面から見た内部構造図である。It is the internal structure figure which looked at the compressor main part of Example 1 from the side. 実施例1のクロスヘッドピストン部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the crosshead piston part of Example 1. FIG. 実施例2のクロスヘッドピストン部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the crosshead piston part of Example 2. FIG. 実施例2のクロスヘッドピストン部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the crosshead piston part of Example 2. FIG. 実施例2のクロスヘッドピストン部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the crosshead piston part of Example 2. FIG. 実施例3のクロスヘッドピストン部の詳細構成例を示す図である。It is a figure which shows the detailed structural example of the crosshead piston part of Example 3. FIG. 実施例4の圧縮機本体内部の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example inside a compressor body according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は実施例1の圧縮機の概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a compressor according to the first embodiment.

本実施例の往復動圧縮機は、圧縮機本体1と、圧縮機本体1を駆動する電動機2と、圧縮機本体1から供給される圧縮流体を貯留するためのタンク3と、共通架台8とを備え、これら圧縮機本体1と電動機2とタンク3は図1中左から右に向かってこの順番に共通架台8上に配置され、固定されている。   The reciprocating compressor of the present embodiment includes a compressor main body 1, an electric motor 2 that drives the compressor main body 1, a tank 3 for storing the compressed fluid supplied from the compressor main body 1, and a common mount 8. These compressor main body 1, electric motor 2 and tank 3 are arranged and fixed on a common base 8 in this order from left to right in FIG.

圧縮機本体1は圧縮機プーリ4を備え、電動機2は電動機プーリ5を備え、圧縮機プーリ4と電動機プーリ5が伝動ベルト6で巻回されている。これにより、電動機2の回転が、電動機プーリ5、伝動ベルト6および圧縮機プーリ4を介して伝達され、圧縮機本体1が流体を圧縮する。なお、圧縮機プーリ4と電動機プーリ5は羽根が設けられており、その羽根で冷却風を圧縮機本体1および電動機2に向けて発生させることで空冷する。また、圧縮機本体1の吐出口とタンク3は途中に電磁弁9がある配管7により接続され、タンク3に流体が貯められる。   The compressor body 1 includes a compressor pulley 4, the electric motor 2 includes an electric motor pulley 5, and the compressor pulley 4 and the electric motor pulley 5 are wound around a transmission belt 6. As a result, the rotation of the electric motor 2 is transmitted through the electric motor pulley 5, the transmission belt 6, and the compressor pulley 4, and the compressor main body 1 compresses the fluid. Note that the compressor pulley 4 and the motor pulley 5 are provided with blades, and cooling air is generated by the blades toward the compressor body 1 and the motor 2 to cool the air. Further, the discharge port of the compressor body 1 and the tank 3 are connected by a pipe 7 having an electromagnetic valve 9 in the middle, and fluid is stored in the tank 3.

図2は実施例1の圧縮機本体を側面から見た内部構造図である。なお、本実施例の圧縮機が対象する流体には空気、窒素、炭酸ガスまたはアルゴンが含まれる。   FIG. 2 is an internal structural view of the compressor body of the first embodiment as viewed from the side. In addition, air, nitrogen, a carbon dioxide gas, or argon is contained in the fluid which the compressor of a present Example makes object.

圧縮機本体1の外形を大きくわけると、クランクケース21と、シリンダ22と、このシリンダ22の上部を閉鎖するシリンダヘッド23とからなる。   The outer shape of the compressor main body 1 is roughly divided into a crankcase 21, a cylinder 22, and a cylinder head 23 that closes the upper portion of the cylinder 22.

クランクケース21はクランクシャフト24と連接棒27を備えている。クランクシャフト24はクランクケース21内に回転可能な状態で支持(例えば、軸受で支持)されており、その一部が圧縮機プーリ4の回転軸に繋がっている。また、クランクシャフト24はシリンダ22に向かって伸びている連接棒27に繋がっている。したがって、圧縮機プーリ4の回転軸の回転運動がクランクシャフト24を経て連接棒27に伝えることが可能になっている。   The crankcase 21 includes a crankshaft 24 and a connecting rod 27. The crankshaft 24 is supported in a rotatable state in the crankcase 21 (for example, supported by a bearing), and a part of the crankshaft 24 is connected to the rotation shaft of the compressor pulley 4. The crankshaft 24 is connected to a connecting rod 27 extending toward the cylinder 22. Therefore, the rotational motion of the rotating shaft of the compressor pulley 4 can be transmitted to the connecting rod 27 via the crankshaft 24.

また、クランクケース21は外に通じる呼吸フィルタ37を備えている。この呼吸フィルタ37を介した通気は、クロスヘッドピストン25の往復動に伴い、クランクケース21の内部空間を外気に対して呼吸させることで、圧縮機本体1全体を内部から冷却するという重要な働きをする。   The crankcase 21 includes a breathing filter 37 that communicates with the outside. This ventilation through the breathing filter 37 is an important function of cooling the entire compressor body 1 from the inside by breathing the internal space of the crankcase 21 against the outside air as the crosshead piston 25 reciprocates. do.

次に、シリンダ22は、小径の圧縮室側シリンダ22aと大径のクランクケース側シリンダ22bの上下2段に分かれた円筒形状をしている。シリンダ22は、その内部に、連接棒27に繋がっているクロスヘッドピストン25を往復動可能に支持している。クランクシャフト24と連接棒27により、圧縮機プーリ4の回転軸の回転運動が圧縮機プーリ4の回転軸に対して直交する方向へのクロスヘッドピストン25の往復運動に変換される。なお、本図1および図2では説明簡略化のため、圧縮機形状はピストン・シリンダを1対しか持たない1気筒1段圧縮機としているが、クランクシャフトに対して直列あるいは放射状に複数組のピストン・シリンダを有する多気筒単段圧縮機、多気筒多段圧縮機であってもよい。   Next, the cylinder 22 has a cylindrical shape divided into upper and lower stages of a small diameter compression chamber side cylinder 22a and a large diameter crankcase side cylinder 22b. The cylinder 22 supports a crosshead piston 25 connected to the connecting rod 27 in a reciprocating manner. The crankshaft 24 and the connecting rod 27 convert the rotational motion of the rotating shaft of the compressor pulley 4 into the reciprocating motion of the crosshead piston 25 in the direction perpendicular to the rotating shaft of the compressor pulley 4. In order to simplify the explanation in FIGS. 1 and 2, the shape of the compressor is a single-cylinder single-stage compressor having only one pair of pistons and cylinders. It may be a multi-cylinder single-stage compressor having a piston / cylinder or a multi-cylinder multi-stage compressor.

シリンダヘッド23は、吸込み室23aと、吐出し室23bとを備えている。各室23a、23bには吸込み弁29aと吐出し弁29bを備えている。これらの空気弁28(吸込み弁29aと吐出し弁29b)の働きにより、クロスヘッドピストン25の往復運動により、吸気、圧縮、吐出の一連の圧縮動作が連続して可能となる。具体的には、クロスヘッドピストン25が下降すると圧縮室の圧力が低下し、圧縮室が一定圧力以下になると吸込み弁29aが開放され、吸気が行われる。さらに、クロスヘッドピストン25が上昇すると、吸込み弁29aが閉じられ、圧縮室の圧力が上昇し、圧縮室が一定圧力以上になると吐出し弁29aが開放され、吐出が行われる。吐出し弁29aは一定圧力以下になった時点で閉じられる。   The cylinder head 23 includes a suction chamber 23a and a discharge chamber 23b. Each chamber 23a, 23b is provided with a suction valve 29a and a discharge valve 29b. By the action of these air valves 28 (suction valve 29a and discharge valve 29b), the reciprocating motion of the crosshead piston 25 enables a series of compression operations of intake, compression, and discharge. Specifically, when the crosshead piston 25 descends, the pressure in the compression chamber decreases, and when the compression chamber falls below a certain pressure, the suction valve 29a is opened and intake is performed. Further, when the crosshead piston 25 rises, the suction valve 29a is closed, the pressure in the compression chamber rises, and when the compression chamber reaches a certain pressure or higher, the discharge valve 29a is opened and discharge is performed. The discharge valve 29a is closed when the pressure falls below a certain pressure.

図3は、実施例1のクロスヘッドピストンの詳細構成例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the crosshead piston according to the first embodiment.

図3において、クロスヘッドピストン25は圧縮室側にある小径のピストン部22aとクランクケース側にある大径のクロスヘッド部22bの上下2段に分かれた円筒形状をしている。   In FIG. 3, the crosshead piston 25 has a cylindrical shape divided into two stages, a small-diameter piston portion 22a on the compression chamber side and a large-diameter crosshead portion 22b on the crankcase side.

ピストン部22aは圧縮室側のピストン大径部とクランク室側でクロスヘッド部と繋がっているピストン小径部を備えている。   The piston portion 22a includes a piston large diameter portion on the compression chamber side and a piston small diameter portion connected to the cross head portion on the crank chamber side.

ピストン大径部の外周に、5本の環状の溝が形成されており、圧縮工程において圧縮室を密封するための5本の環状のピストンリング33a〜33eがそれらの溝に嵌合されている。クロスヘッド部22bは、クランクケース側シリンダ22bの内面に沿って往復運動されるが、このピストンリング33a〜33eにより、ピストン部25aの大径部と圧縮室側シリンダ22aとの間のシールを行っている。このピストンリング33a〜33eの本数は取り扱う気体の圧力に応じて定めれるため、複数本であればよい。   Five annular grooves are formed on the outer periphery of the large-diameter portion of the piston, and five annular piston rings 33a to 33e for sealing the compression chamber in the compression process are fitted in these grooves. . The cross head portion 22b is reciprocated along the inner surface of the crankcase side cylinder 22b. The piston rings 33a to 33e provide a seal between the large diameter portion of the piston portion 25a and the compression chamber side cylinder 22a. ing. Since the number of the piston rings 33a to 33e is determined according to the pressure of the gas to be handled, a plurality of piston rings 33a to 33e may be used.

クロスヘッド部22bの外周に、上下2本の環状の溝が形成されており、この溝に1本ずつライダーリング34が嵌合されている。このライダーリング34により、クロスヘッドピストン25の首振りにともない発生する側圧が受け止められ、クロスヘッド部とクランクケース側シリンダ22bとの隙間であるシリンダギャップ42(クランクケース側)が維持され、クランクケース側シリンダ22bとクロスヘッドピストン25のとが直接接触するのを防止している。   Two annular grooves are formed on the outer periphery of the cross head portion 22b, and rider rings 34 are fitted into the grooves one by one. The rider ring 34 receives the side pressure generated as the crosshead piston 25 swings, and the cylinder gap 42 (crankcase side) that is the gap between the crosshead portion and the crankcase side cylinder 22b is maintained. The side cylinder 22b and the crosshead piston 25 are prevented from coming into direct contact with each other.

なお、クロスヘッド部22bには連接棒27の小端部35がピストンピン35aで繋げられ、クロスヘッド部22bは大径のクランクケース側シリンダ22bの内面に沿って往復運動する。   The small end portion 35 of the connecting rod 27 is connected to the cross head portion 22b by a piston pin 35a, and the cross head portion 22b reciprocates along the inner surface of the large-diameter crankcase side cylinder 22b.

この構造のままだと、ピストンリングから漏れ出たブローバイガスによって、ライダーリングの摺動雰囲気が満たされた状態となる。このような条件下では、樹脂製摺動材の摩耗速度が急激に増加する。特に、高純度の窒素ガスを圧縮する場合には、通常の空気を圧縮する場合と比較して、樹脂製摺動材の摩耗速度が急激に増加する可能性がある。   With this structure, the sliding atmosphere of the rider ring is satisfied by the blow-by gas leaking from the piston ring. Under such conditions, the wear rate of the resin sliding material increases rapidly. In particular, when high-purity nitrogen gas is compressed, there is a possibility that the wear rate of the resin-made sliding material increases rapidly as compared with the case where normal air is compressed.

そこで、ピストン部25aの内部をくりぬき、クランクケース21まで繋がる内部空間25aを設け、さらに、ピストンピン35aのピストンリング間に位置にクロスヘッドピストン内部空間25aと連通する第1通気孔25bを設ける。本実施例では、ピストンリング33dとピストンリング33eとの間に第1通気孔25bを設ける。   Therefore, the interior of the piston portion 25a is hollowed out to provide an internal space 25a connected to the crankcase 21, and a first air vent 25b communicating with the crosshead piston internal space 25a is provided between the piston rings of the piston pin 35a. In the present embodiment, the first vent hole 25b is provided between the piston ring 33d and the piston ring 33e.

ブローバイは、ピストンリング33eにシールされるため、ピストンリング33a〜33dから漏れ出したブローバイガスは、その大部分がライダーリング34の上部空間45へは流入せずに、第1通気孔25b、クロスヘッドピストン25の内部空間25aを通じてクランクケース21に排出され、さらに、呼吸フィルタで機外に排出される。このように、本実施例のクロスヘッドピストンを用いた無給油式往復動圧縮機は、ライダーリング34に対するブローバイの影響を抑え、摩耗速度を低下させることができるので、クロスヘッド外周に配置されたライダーリング34の交換寿命を延ばすことができる。   Since the blow-by is sealed by the piston ring 33e, most of the blow-by gas leaking from the piston rings 33a to 33d does not flow into the upper space 45 of the rider ring 34, but the first vent hole 25b, cross It is discharged to the crankcase 21 through the internal space 25a of the head piston 25, and further discharged to the outside by the breathing filter. In this way, the oil-free reciprocating compressor using the crosshead piston of the present embodiment can suppress the influence of blow-by on the rider ring 34 and reduce the wear speed, so it is disposed on the outer periphery of the crosshead. The replacement life of the rider ring 34 can be extended.

なお、ブローバイガス中にはピストンリング33a〜33dの摩耗粉が含まれるが、この第1通気孔25bを通じて排出され、ライダーリング34の摺動面への噛み込みによるアブレシブ摩耗も防止することができる。   The blow-by gas contains wear powder of the piston rings 33a to 33d, but is exhausted through the first vent hole 25b, so that abrasive wear due to biting of the rider ring 34 into the sliding surface can be prevented. .

実施例2は、実施例1に比べて摩耗性を向上させた構成である。   The second embodiment has a configuration in which the wear resistance is improved as compared with the first embodiment.

図4(a)は実施例2のクロスヘッドピストンの詳細構成例を示す図である。本実施例はは実施例1の図3に対し、ピストンリング33dからライダーリング34までの間に、クロスヘッドピストン25の内部空間に繋がる第2の通気孔25cを設けた点に特徴がある。   FIG. 4A is a diagram illustrating a detailed configuration example of the crosshead piston according to the second embodiment. This embodiment is different from FIG. 3 of the first embodiment in that a second ventilation hole 25c connected to the internal space of the crosshead piston 25 is provided between the piston ring 33d and the rider ring 34.

特に、図4(a)の第2通気孔25cは、クロスヘッドピストン25のクロスヘッド部の上面に設けられている。   In particular, the second vent hole 25c in FIG. 4 (a) is provided on the upper surface of the crosshead portion of the crosshead piston 25.

実施例1において、ピストンリング33a〜33dから漏れ出したブローバイガスは、ピストンリング33eにシールされることで、大部分がライダーリング上部空間45へは流入せず、第2通気孔25bを通過してクロスヘッドピストン内部空間25aに排出される。   In Embodiment 1, the blow-by gas leaking from the piston rings 33a to 33d is sealed by the piston ring 33e, so that most of the blow-by gas does not flow into the rider ring upper space 45 but passes through the second vent hole 25b. And is discharged into the crosshead piston internal space 25a.

しかし、ピストンリング33eが摩耗し、そのシール性能が低下してくると、微量のブローバイガスがライダーリング上部空間45へ漏れ出し、ライダーリング34の摩耗を増加させてしまう可能性がある。このような場合でもライダーリング34の摩耗を低減するためには、ブローバイの経路であるクロスヘッドピストンのクロスヘッド部の上部空間45で積極的に空気を取り込み、ブローバイガスの流入によるガス純度上昇を防止する必要がある。   However, if the piston ring 33e is worn and its sealing performance is reduced, a small amount of blow-by gas may leak into the rider ring upper space 45 and increase the wear of the rider ring 34. Even in such a case, in order to reduce the wear of the rider ring 34, air is actively taken in the upper space 45 of the crosshead portion of the crosshead piston, which is the blowby path, and the gas purity is increased by the inflow of blowby gas. There is a need to prevent.

そこで、本実施例では上述のように、ピストンリング33dからライダーリング34までの間に、クロスヘッドピストン25の内部空間に繋がる第2の通気孔25cを設けた。圧縮機の運転中、クロスヘッドピストン25の往復動に伴いライダーリング上部空間45は膨張と収縮を繰り返している。この膨張のタイミングにおいて、ライダーリング上部空間45はクロスヘッドピストン内部空間25aに対して負圧となる。この負圧は、第2通気孔25cを介し、クロスヘッドピストン内部空間25a、ひいてはクランクケース21内部の流体を吸い上げるように作用する。このとき、クランクケース21の内部は呼吸フィルタ37を介して外部と呼吸しているため、設置環境と同じ大気を主成分とする流体で満たされている。その結果、ライダーリング上部空間45には第2通気孔25cから設置環境と同じ大気を主成分とする流体が吸上げられ、ライダーリング34の摺動雰囲気におけるガス純度を低下させることで、ライダーリング34の摩耗を改善することが可能となる。   Therefore, in this embodiment, as described above, the second ventilation hole 25c connected to the internal space of the crosshead piston 25 is provided between the piston ring 33d and the rider ring 34. During the operation of the compressor, the rider ring upper space 45 repeatedly expands and contracts as the crosshead piston 25 reciprocates. At the timing of this expansion, the rider ring upper space 45 has a negative pressure with respect to the crosshead piston internal space 25a. This negative pressure acts to suck up the fluid inside the crosshead piston inner space 25a and eventually the crankcase 21 through the second vent hole 25c. At this time, since the inside of the crankcase 21 is breathing outside through the breathing filter 37, the crankcase 21 is filled with a fluid whose main component is the same atmosphere as the installation environment. As a result, the rider ring upper space 45 sucks up the fluid whose main component is the same atmosphere as the installation environment from the second ventilation hole 25c, and lowers the gas purity in the sliding atmosphere of the rider ring 34. It becomes possible to improve the wear of 34.

なお、図4(a)の第2通気孔25cはクロスヘッドピストン25のクロスヘッド部上面に設けているが、最も下に配置されたピストンリング33eよりクランクケース側で、ライダーリング34より圧縮室側であれば、クロスヘッドピストン25上のどの位置であっても良い。   The second ventilation hole 25c in FIG. 4 (a) is provided on the upper surface of the crosshead portion of the crosshead piston 25, but on the crankcase side from the piston ring 33e arranged at the bottom and from the rider ring 34 to the compression chamber. Any position on the crosshead piston 25 may be used.

図4(b)(c)に、その具体的な例を示す。図4(b)は、クロスヘッドピストン25のクロスヘッド部上面でなく、ピストン部の小径部の側面に第2通気孔25cを配置した例である。図4(c)は、クロスヘッドピストン25のクロスヘッド部上面でなく、ピストン部の小径部(ピストン部と圧縮機側シリンダとの間が狭い領域)に第2通気孔25cを配置した例である。   Specific examples are shown in FIGS. FIG. 4B shows an example in which the second vent hole 25c is arranged on the side surface of the small-diameter portion of the piston portion instead of the upper surface of the crosshead portion of the crosshead piston 25. FIG. 4C shows an example in which the second ventilation hole 25c is arranged not on the upper surface of the crosshead portion of the crosshead piston 25 but on the small diameter portion of the piston portion (a region where the space between the piston portion and the compressor side cylinder is narrow). is there.

実施例3は、実施例1に比べてさらに耐摩耗性を向上させた構成である。   The third embodiment has a configuration in which the wear resistance is further improved as compared with the first embodiment.

図5は実施例3のクロスヘッドピストン25の構成を示す。   FIG. 5 shows the configuration of the crosshead piston 25 of the third embodiment.

実施例1または実施例2において、第1通気孔25bおよび第2通気孔25bを通過したブローバイガスは、クロスヘッドピストン内部空間25aに排出される。このブローバイガスは、圧縮熱を帯びて高温になっており、たとえば連接棒小端部35に勘合された不図示の軸受がグリース封入軸受である場合などに、グリースを加熱することで劣化を促進する可能性がある。これを防止するためには、ブローバイガスの排出を、連接棒小端部35に接しない位置へ行わなければならない。実施例2ではクロスヘッドピストン25に対し第2通気孔25cを設けたが、実施例3ではさらに、ライダーリング上部空間45に繋がるシリンダ側に第3通気孔25dを追加で設けている点に特徴がある。   In Example 1 or Example 2, the blow-by gas that has passed through the first vent hole 25b and the second vent hole 25b is discharged to the crosshead piston internal space 25a. This blow-by gas is hot due to compression heat. For example, when a bearing (not shown) fitted to the connecting rod small end 35 is a grease-filled bearing, the grease is heated to promote deterioration. there's a possibility that. In order to prevent this, the blow-by gas must be discharged to a position not in contact with the connecting rod small end portion 35. In the second embodiment, the second vent hole 25c is provided for the crosshead piston 25. In the third embodiment, the third vent hole 25d is additionally provided on the cylinder side connected to the rider ring upper space 45. There is.

図5の例では、クランクケース側シリンダ22aの上部(圧縮室側のシリンダ22bの下部)にライダーリング上部空間45と外部を連通する第3通気孔25dを設けた構成となっている。この配置は、通気孔の加工方向がシリンダの内径軸方向とおよそ一致するため、加工が容易であるという利点があるからである。以下の効果を得るためには、ライダーリング上部空間45に繋がるシリンダ側に第3通気孔25dが設けられてさえいればよい。   In the example of FIG. 5, the third vent hole 25d is provided in the upper part of the crankcase side cylinder 22a (lower part of the cylinder 22b on the compression chamber side) to communicate the rider ring upper space 45 with the outside. This is because the processing direction of the air holes substantially coincides with the direction of the inner diameter axis of the cylinder, and therefore there is an advantage that processing is easy. In order to obtain the following effects, it is only necessary to provide the third vent hole 25d on the cylinder side connected to the rider ring upper space 45.

本実施例の場合、圧縮機の運転中、クロスヘッドピストン上部空間45は通気孔25dを介してクランクケースとは関係がない外気との呼吸およびブローバイガスの排出が行われる。これによって、ブローバイガスにより連接棒小端部35が加熱されることなく、ライダーリング34の摺動雰囲気におけるブローバイガス流入によるガス純度上昇をも防止することができ、ライダーリング34の摩耗を低減することが可能となる。つまり、ライダーリング34の摩耗だけでなく、連接棒小端部35に勘合された軸受などの信頼性や耐久性をも向上させることができる。   In the case of the present embodiment, during the operation of the compressor, the crosshead piston upper space 45 is breathed with the outside air not related to the crankcase and discharged by blow-by gas through the vent hole 25d. As a result, the connecting rod small end portion 35 is not heated by blow-by gas, and an increase in gas purity due to inflow of blow-by gas in the sliding atmosphere of the rider ring 34 can be prevented, and wear of the rider ring 34 is reduced. It becomes possible. That is, not only the wear of the rider ring 34 but also the reliability and durability of the bearing fitted into the connecting rod small end 35 can be improved.

なお、外気との呼吸を促進する場合、第1通気孔25bまたは第2通気孔25cは設けない構成とすることも可能である。   In order to promote breathing with outside air, the first vent hole 25b or the second vent hole 25c may be omitted.

実施例4は、実施例3に比べてさらに騒音特性(静穏性)を向上させた構成である。   The fourth embodiment has a configuration in which noise characteristics (quietness) are further improved as compared with the third embodiment.

図6は実施例4の圧縮機本体1の構成を示す。   FIG. 6 shows the configuration of the compressor body 1 of the fourth embodiment.

実施例3では、第3通気孔25dを介してライダーリング上部空間45を外気と呼吸させる構成について述べたが、実施例3の構成にて実際に圧縮機を運転させた場合、通気孔25dより往復動にともなう断続的な呼吸音が設置環境に放出されることになる。ユーザによってはこの呼吸音が気になる方がいる可能性がある。   In the third embodiment, the configuration in which the rider ring upper space 45 is breathed with the outside air through the third vent 25d has been described. However, when the compressor is actually operated in the configuration of the third embodiment, the vent 25d Intermittent breathing sound accompanying reciprocation is released to the installation environment. Some users may be concerned about this breathing sound.

実施例3の第3通気孔25dを開放端にしていたが、本実施例では、ライダーリング上部空間45とクランクケース内とを連通する呼吸配管46に変更する。   Although the third vent hole 25d of the third embodiment is an open end, in this embodiment, the third ventilation hole 25d is changed to a breathing pipe 46 that connects the rider ring upper space 45 and the crankcase.

本実施例の構成において、ブローバイガスはライダーリング上部空間から呼吸配管46を通過し、クランクケース21内に排出される。この構成により、往復動にともなう断続的な呼吸はクランクケース21の内容積によって緩衝されるため、騒音特性悪化を低減することが可能となる。   In the configuration of this embodiment, blow-by gas passes through the breathing pipe 46 from the rider ring upper space and is discharged into the crankcase 21. With this configuration, intermittent breathing due to the reciprocating motion is buffered by the internal volume of the crankcase 21, so that it is possible to reduce deterioration in noise characteristics.

なお、本実施例において、呼吸配管46を通過するブローバイガスは圧縮熱を帯びて高温になっている。したがって、ブローバイガスをそのままクランクケース21内に放出したのでは、実施例3の中で述べた実施例1および実施例2の問題点と同様に、クランクケース21内の温度を上昇させる可能性がある。クランクケース21の温度上昇は、前述の連接棒小端部35だけでなく、クランクシャフトを支持する軸受など、圧縮機本体1内部の各軸受のグリースを劣化させる、ライダーリング34の摩耗速度を増加させる可能性もある。   In the present embodiment, the blow-by gas passing through the breathing pipe 46 has a high heat due to compression heat. Therefore, if the blowby gas is discharged into the crankcase 21 as it is, there is a possibility that the temperature in the crankcase 21 is increased as in the problems of the first and second embodiments described in the third embodiment. is there. The increase in the temperature of the crankcase 21 increases the wear rate of the rider ring 34, which degrades the grease of each bearing inside the compressor body 1 such as the bearing supporting the crankshaft as well as the connecting rod small end 35 described above. There is also the possibility of letting

この対策として、呼吸配管46を経由させる位置については、たとえば圧縮機プーリ4からの冷却風があたるように配置することで、ブローバイガスがクランクケース21に流入するまでに放熱させ、クランクケース21内部の温度上昇を抑制することが可能となる。   As a countermeasure against this, the position through which the breathing pipe 46 passes is arranged so that the cooling air from the compressor pulley 4, for example, can dissipate heat until blow-by gas flows into the crankcase 21, and the crankcase 21 It is possible to suppress the temperature rise.

1 圧縮機本体、2 電動機、3 タンク、4 圧縮機プーリー、5 電動機プーリ、6 伝動ベルト、7 配管、8 共通架台、9 電磁弁
21 クランクケース、22 シリンダ、22a 圧縮室側シリンダ、22b クランクケース側シリンダ、23 シリンダヘッド、23a 吸込み室、24 クランクシャフト、25 クロスヘッドピストン、25aクロスヘッドピストン内部空間、25b 第1通気孔、25c 第2通気孔、25d 第3通気孔、27 連接棒、28 空気弁、29a 吸込み弁、29b 吐出し弁、
33a 第1ピストンリング、33b 第2ピストンリング、33c 第3ピストンリング、33d 第4ピストンリング、33e 第5ピストンリング、34 ライダーリング、35 連接棒小端部、35a ピストンピン、37 呼吸フィルタ、41 シリンダギャップ(圧縮室側)、42 シリンダキャップ(クランクケース側)、45 ライダーリング上部空間、46 呼吸配管
1 Compressor body, 2 Electric motor, 3 Tank, 4 Compressor pulley, 5 Motor pulley, 6 Transmission belt, 7 Piping, 8 Common mount, 9 Solenoid valve
21 Crankcase, 22 cylinder, 22a Compression chamber side cylinder, 22b Crankcase side cylinder, 23 Cylinder head, 23a Suction chamber, 24 Crankshaft, 25 Crosshead piston, 25a Crosshead piston internal space, 25b 1st vent hole, 25c 2nd vent hole, 25d 3rd vent hole, 27 connecting rod, 28 air valve, 29a suction valve, 29b discharge valve,
33a 1st piston ring, 33b 2nd piston ring, 33c 3rd piston ring, 33d 4th piston ring, 33e 5th piston ring, 34 rider ring, 35 connecting rod small end, 35a piston pin, 37 breathing filter, 41 Cylinder gap (compression chamber side), 42 Cylinder cap (crankcase side), 45 Rider ring upper space, 46 Breathing piping

Claims (11)

シリンダと、シリンダヘッドと、前記シリンダ内を往復動するクロスヘッドピストンと、前記クロスヘッドピストンを揺動可能に支持する連接棒と、前記連接棒の端部に回転力を与えるクランクシャフトと、前記クランクシャフトを回転可能に支持するクランクケースと、を有し、
前記クロスヘッドピストンは、ピストン部とクロスヘッド部とを有し、
前記ピストン部の外周面には複数のピストンリングが配置され、
前記クロスヘッド部の外周面に配置されたライダーリングとを有し、
前記クロスヘッドピストンは、内部に空間を備え、
前記ピストン部は、前記ピストンリング間に前記クロスヘッドピストンの内部の空間を通じてブローバイを排気する第1通気孔を有することを特徴とする往復動圧縮機。
A cylinder, a cylinder head, a crosshead piston that reciprocates in the cylinder, a connecting rod that supports the crosshead piston in a swingable manner, a crankshaft that applies a rotational force to an end of the connecting rod, A crankcase that rotatably supports the crankshaft,
The crosshead piston has a piston portion and a crosshead portion,
A plurality of piston rings are arranged on the outer peripheral surface of the piston part,
A rider ring disposed on the outer peripheral surface of the crosshead portion;
The crosshead piston has a space inside,
2. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the piston part has a first air hole for exhausting blow-by through the space inside the crosshead piston between the piston rings.
請求項1において、
前記クロスヘッド部のライダーリングとピストン部のピストンリングとの間の部分に前記クロスヘッドピストンの内部の空間を通じてブローバイを排気する第2通気孔を有することを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 1,
A reciprocating compressor characterized in that a second vent hole for exhausting blow-by through the space inside the cross head piston is provided in a portion between the rider ring of the cross head portion and the piston ring of the piston portion.
請求項2において、
前記第2通気孔は、前記クロスヘッドピストンのクロスヘッド部に設けられたことを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 2,
The reciprocating compressor characterized in that the second vent hole is provided in a cross head portion of the cross head piston.
請求項2において、
前記第2通気孔は、前記クロスヘッドピストンのピストン部に設けられたことを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 2,
The reciprocating compressor characterized in that the second vent hole is provided in a piston portion of the crosshead piston.
請求項1において、
前記クロスヘッド部のライダーリングと前記ピストン部のピストンリングとの間の部分において、前記シリンダに第3通気孔を有することを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 1,
A reciprocating compressor characterized in that the cylinder has a third vent hole in a portion between the rider ring of the crosshead portion and the piston ring of the piston portion.
請求項5において、
前記第3通気孔と前記クランクケースが通じる配管を有することを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 5,
A reciprocating compressor characterized by having a pipe through which the third ventilation hole and the crankcase communicate.
請求項6において、
前記クランクケースは外気と繋がっていることを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 6,
A reciprocating compressor, wherein the crankcase is connected to outside air.
請求項7において、
前記クランクケースは呼吸フィルタ介して外気に繋がっていることを備えていることを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 7,
The reciprocating compressor characterized in that the crankcase is connected to outside air through a breathing filter.
請求項5において、
前記第3通気孔が外気と繋がっていることを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 5,
The reciprocating compressor characterized in that the third vent hole is connected to the outside air.
請求項1乃至4において、
前記クランクケースに呼吸フィルタを備えていることを特徴とする往復動圧縮機。
In claims 1 to 4,
A reciprocating compressor characterized by comprising a breathing filter in the crankcase.
請求項1乃至10において、
前記クロスヘッド部は前記ピストン部より径が大きいことを特徴とする往復動圧縮機。
In claim 1 to 10,
The reciprocating compressor characterized in that the cross head portion has a diameter larger than that of the piston portion.
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