JP3285624B2 - ピストン型コンプレッサ - Google Patents
ピストン型コンプレッサInfo
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- JP3285624B2 JP3285624B2 JP29594092A JP29594092A JP3285624B2 JP 3285624 B2 JP3285624 B2 JP 3285624B2 JP 29594092 A JP29594092 A JP 29594092A JP 29594092 A JP29594092 A JP 29594092A JP 3285624 B2 JP3285624 B2 JP 3285624B2
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- piston ring
- ring
- cylinder
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/08—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/28—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction of non-metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
- F05C2225/04—PTFE [PolyTetraFluorEthylene]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compressor (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は、気体の圧縮に利用される無潤
滑式ピストン型コンプレッサであって、少なくとも１つ
のシリンダと、圧縮空間部を形成するようにこのシリン
ダ内で案内され且つその外周のリング溝内に収容され
た、分割された閉鎖型のピストンリングを備えたピスト
ンとからなり、この分割された閉鎖型のピストンリング
が、前記リング溝の対応する案内面により案内されるよ
うにピストンの軸方向両端に平行な面を有すると共に、
その内周面によってシリンダ内の圧縮空間部と連通する
空間部をリング溝内に形成し、この空間部にシリンダ内
の圧縮空間部の圧力気体が導入されることによって外方
に移動し、シリンダ内面に当接摺動するところのピスト
ン型コンプレッサに関するものである。
滑式ピストン型コンプレッサであって、少なくとも１つ
のシリンダと、圧縮空間部を形成するようにこのシリン
ダ内で案内され且つその外周のリング溝内に収容され
た、分割された閉鎖型のピストンリングを備えたピスト
ンとからなり、この分割された閉鎖型のピストンリング
が、前記リング溝の対応する案内面により案内されるよ
うにピストンの軸方向両端に平行な面を有すると共に、
その内周面によってシリンダ内の圧縮空間部と連通する
空間部をリング溝内に形成し、この空間部にシリンダ内
の圧縮空間部の圧力気体が導入されることによって外方
に移動し、シリンダ内面に当接摺動するところのピスト
ン型コンプレッサに関するものである。
【０００２】分割された閉鎖型のピストンリングを有す
るピストン型コンプレッサは、スイス国特許明細書第４
８２９５３号により既知である。この場合の分割された
閉鎖型のピストンリングは、ピストンの軸方向に突出す
る鍔部を有し、この鍔部が空間部に面する側に設けられ
て、その断面がアングル形状をなすか、若しくは、Ｔ字
形状をなしている。径方向に見た場合、突出する鍔部
は、リング溝に形成されたピストンの軸方向に突出する
肩部の内方に配置されており、このリング溝の肩部が、
ピストンリングがその内周面に作用する気体の圧力で外
方に移動する場合に、ピストンリングの外方への止め部
をなしている。このように各ピストンリングの外方への
移動は制限されて、いわゆる閉鎖型リングを構成してい
る。
るピストン型コンプレッサは、スイス国特許明細書第４
８２９５３号により既知である。この場合の分割された
閉鎖型のピストンリングは、ピストンの軸方向に突出す
る鍔部を有し、この鍔部が空間部に面する側に設けられ
て、その断面がアングル形状をなすか、若しくは、Ｔ字
形状をなしている。径方向に見た場合、突出する鍔部
は、リング溝に形成されたピストンの軸方向に突出する
肩部の内方に配置されており、このリング溝の肩部が、
ピストンリングがその内周面に作用する気体の圧力で外
方に移動する場合に、ピストンリングの外方への止め部
をなしている。このように各ピストンリングの外方への
移動は制限されて、いわゆる閉鎖型リングを構成してい
る。
【０００３】前述の既知のピストン型コンプレッサの作
動においては、結果として以下の３つの局面がピストン
に発生することになる。
動においては、結果として以下の３つの局面がピストン
に発生することになる。
【０００４】１．ピストンリングは、その鍔部がリング
溝に形成された肩部に当って止められるように配置され
ておらず、ピストンリングの外周面がシリンダの内面に
先に当接摺動するようになっている。このような場合、
ピストンリングは高い割合で摩耗すると共にピストンリ
ングの外周面とシリンダの内面の間からの気体の漏洩は
殆ど生じない。
溝に形成された肩部に当って止められるように配置され
ておらず、ピストンリングの外周面がシリンダの内面に
先に当接摺動するようになっている。このような場合、
ピストンリングは高い割合で摩耗すると共にピストンリ
ングの外周面とシリンダの内面の間からの気体の漏洩は
殆ど生じない。
【０００５】２．ピストンリングの鍔部が、リング溝に
突出する肩部の停止面に先に当接する場合には、シリン
ダの内面に対する摺動によるピストンリングの摩耗は減
るが、ピストンリングの外周面とシリンダの内面の間か
らの気体の漏洩はそのままである。
突出する肩部の停止面に先に当接する場合には、シリン
ダの内面に対する摺動によるピストンリングの摩耗は減
るが、ピストンリングの外周面とシリンダの内面の間か
らの気体の漏洩はそのままである。
【０００６】３．ピストンリングの外周面とシリンダの
内面との間に環状のシール隙間を設定するようにピスト
ンリングを配置すれば、ピストンリングの摩耗は低減す
るが、摩耗により気体の漏洩が多くなる。前記２に関す
る局面と比較すると、シリンダ内ではピストンが横方向
に僅かに移動するので、恐らく、ピストンリングの摩耗
に更なる摩耗が加わることとなるだろう。なお、ピスト
ン及びピストンロッドの案内を良好にすればするほど、
摩耗の程度は小さくなる。また、ピストンリングとシリ
ンダの内面との間の環状のシール隙間があまりに大き過
ぎる場合には、ピストンリングを交換する必要がある。
内面との間に環状のシール隙間を設定するようにピスト
ンリングを配置すれば、ピストンリングの摩耗は低減す
るが、摩耗により気体の漏洩が多くなる。前記２に関す
る局面と比較すると、シリンダ内ではピストンが横方向
に僅かに移動するので、恐らく、ピストンリングの摩耗
に更なる摩耗が加わることとなるだろう。なお、ピスト
ン及びピストンロッドの案内を良好にすればするほど、
摩耗の程度は小さくなる。また、ピストンリングとシリ
ンダの内面との間の環状のシール隙間があまりに大き過
ぎる場合には、ピストンリングを交換する必要がある。
【０００７】ピストンリングの断面がアングル形状又は
Ｔ字形状をなしているので、その製造コストが比較的高
くなる。既知のピストンリングに関して、鍔部からシリ
ンダの内面に向けて突出する部分が互いに平行な径方向
平面によって区画されなければならず、これら平行な径
方向平面は、突出する肩部が形成されているリング溝の
平行な案内面間で案内されるので、平行な径方向平面で
ない場合には、前記３の局面状態におけるコンプレッサ
の作動において、ピストンリングによるいわゆる不正脈
動、例えば、リング溝内でのピストンリングの非制御動
作が発生する。この脈動の回避にあたって、ピストンリ
ングの内周面に作用する気体の圧力、若しくは、この内
周面に配置する引張りばねが試みられている。しかしな
がら、このことは、部分的な成功を収めているが、全面
的なものでなく、特に、引張りばねを利用する場合にお
いては、製造コストを増加させる原因にもなっている。
Ｔ字形状をなしているので、その製造コストが比較的高
くなる。既知のピストンリングに関して、鍔部からシリ
ンダの内面に向けて突出する部分が互いに平行な径方向
平面によって区画されなければならず、これら平行な径
方向平面は、突出する肩部が形成されているリング溝の
平行な案内面間で案内されるので、平行な径方向平面で
ない場合には、前記３の局面状態におけるコンプレッサ
の作動において、ピストンリングによるいわゆる不正脈
動、例えば、リング溝内でのピストンリングの非制御動
作が発生する。この脈動の回避にあたって、ピストンリ
ングの内周面に作用する気体の圧力、若しくは、この内
周面に配置する引張りばねが試みられている。しかしな
がら、このことは、部分的な成功を収めているが、全面
的なものでなく、特に、引張りばねを利用する場合にお
いては、製造コストを増加させる原因にもなっている。
【０００８】また、ドイツ国特許明細書第31 48 488号
から明らかなように、閉鎖型ピストンリングは、ピスト
ンの軸方向に突出する鍔部の突出点における切欠き効果
を低減させるために、鍔部を軸方向両端の平面に対して
直角でなく鈍角に形成している。そして、リング溝の突
出する肩部によるピストンリングの停止位置におけるク
ランプ動作は、この場合、意図されておらず、また可能
でもない。鍔部からシリンダの内面に向けて突出するピ
ストンリングの部分は、互いに平行な２つの径方向平面
によって境界が形成されている。従って、ピストンリン
グの脈動は、あまり改善されてはいない。
から明らかなように、閉鎖型ピストンリングは、ピスト
ンの軸方向に突出する鍔部の突出点における切欠き効果
を低減させるために、鍔部を軸方向両端の平面に対して
直角でなく鈍角に形成している。そして、リング溝の突
出する肩部によるピストンリングの停止位置におけるク
ランプ動作は、この場合、意図されておらず、また可能
でもない。鍔部からシリンダの内面に向けて突出するピ
ストンリングの部分は、互いに平行な２つの径方向平面
によって境界が形成されている。従って、ピストンリン
グの脈動は、あまり改善されてはいない。
【０００９】そこで本発明の目的は、分割された閉鎖型
ピストンリングを有するピストン型コンプレッサにおい
て、分割された閉鎖型ピストンリングの動作機能を最適
な状態まで高め、ピストンリングの構造を簡単にし、結
果的に製造コストを減少させることによって、ピストン
型コンプレッサを改良することにある。
ピストンリングを有するピストン型コンプレッサにおい
て、分割された閉鎖型ピストンリングの動作機能を最適
な状態まで高め、ピストンリングの構造を簡単にし、結
果的に製造コストを減少させることによって、ピストン
型コンプレッサを改良することにある。
【００１０】
【発明の概要】前述した問題点を解決するために、本発
明によるピストン型コンプレッサは、既知のピストン型
コンプレッサにおいて、ピストンリングの少なくとも一
端の面において、他端の面と平行な領域が径方向のある
幅にわたって延在し、残余の領域が平行な面に対して５
゜ 〜１５゜ の角度で傾斜して外周面にまで達するくさ
び面を形成し、このくさび面と対向するピストンのリン
グ溝の案内面が、ピストンリングのくさび面と同じ角度
で平行に延在していることを特徴とするものである。
明によるピストン型コンプレッサは、既知のピストン型
コンプレッサにおいて、ピストンリングの少なくとも一
端の面において、他端の面と平行な領域が径方向のある
幅にわたって延在し、残余の領域が平行な面に対して５
゜ 〜１５゜ の角度で傾斜して外周面にまで達するくさ
び面を形成し、このくさび面と対向するピストンのリン
グ溝の案内面が、ピストンリングのくさび面と同じ角度
で平行に延在していることを特徴とするものである。
【００１１】ピストンリングをこのような形状にするこ
とによって、構造を簡単にすることができ、しかも安価
に製造することができる。更に、前記３の局面状態にお
けるコンプレッサの作動において、リング溝内でのピス
トンリングのクランプ動作に関して、くさび面を介して
停止位置におけるピストンリングの径方向の位置決めを
保証し、その結果、ピストンリングの外周面とシリンダ
の内面との間の隙間を最小にすることができる。前記ク
ランプ動作はまた環状のリング溝内のピストンリングの
不正脈動を回避することができる。従って、前記３で述
べられた局面におけるピストンリングの摩耗及び気体の
漏洩を、従来のピストンリングの場合よりも更に少なく
することができる。このことは、ピストンリングの寿命
を長くできる利点がある。
とによって、構造を簡単にすることができ、しかも安価
に製造することができる。更に、前記３の局面状態にお
けるコンプレッサの作動において、リング溝内でのピス
トンリングのクランプ動作に関して、くさび面を介して
停止位置におけるピストンリングの径方向の位置決めを
保証し、その結果、ピストンリングの外周面とシリンダ
の内面との間の隙間を最小にすることができる。前記ク
ランプ動作はまた環状のリング溝内のピストンリングの
不正脈動を回避することができる。従って、前記３で述
べられた局面におけるピストンリングの摩耗及び気体の
漏洩を、従来のピストンリングの場合よりも更に少なく
することができる。このことは、ピストンリングの寿命
を長くできる利点がある。
【００１２】更に、本発明に関して、良好な乾式走行特
性を有するプラスチックによってピストンリングを形成
すると特に有効である。この場合、高温及び高圧ガス下
で、径方向に変形したピストンリングによって、それ自
体既知であまり好ましくないはみ出し効果が起こるが、
本発明に関連するピストンリングの場合、安全な動作を
損なうことがない程度に、シール機能を向上させること
ができる。
性を有するプラスチックによってピストンリングを形成
すると特に有効である。この場合、高温及び高圧ガス下
で、径方向に変形したピストンリングによって、それ自
体既知であまり好ましくないはみ出し効果が起こるが、
本発明に関連するピストンリングの場合、安全な動作を
損なうことがない程度に、シール機能を向上させること
ができる。
【００１３】
【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１４】図１に示されたピストン型コンプレッサは
シリンダ１を有し、このシリンダ１内には圧縮空間部と
上下動自在なピストン２が配置されている。図１におい
て、ピストン２の底端部はピストンロッド３に延び、こ
のピストンロッド３は、既知の方法でクランクシャフト
に連結されている（図示せず）。図１において、ピスト
ン２の上方のシリンダ１内には圧縮空間部４が形成さ
れ、ピストン２の下方へのストローク中に、圧縮される
べき気体がこの圧縮空間部４内へ既知の方法（図示せ
ず）で吸入され、その後継続する上方へ向かうストロー
クにより圧縮されると共に、最後に、その圧縮空間部か
ら排除される。前記ピストン２は、ピストンロッド３か
ら延びて、その全長に亙ってスリーブ６を押圧するロッ
ド状の延長部５を備え、このスリーブ６は、段積状に配
置された７個の閉鎖型のピストンリング１０を支持して
いる。これらピストンリング１０は、延長部５の上方端
に螺着されたナット７によって、互いに保持されてい
る。
シリンダ１を有し、このシリンダ１内には圧縮空間部と
上下動自在なピストン２が配置されている。図１におい
て、ピストン２の底端部はピストンロッド３に延び、こ
のピストンロッド３は、既知の方法でクランクシャフト
に連結されている（図示せず）。図１において、ピスト
ン２の上方のシリンダ１内には圧縮空間部４が形成さ
れ、ピストン２の下方へのストローク中に、圧縮される
べき気体がこの圧縮空間部４内へ既知の方法（図示せ
ず）で吸入され、その後継続する上方へ向かうストロー
クにより圧縮されると共に、最後に、その圧縮空間部か
ら排除される。前記ピストン２は、ピストンロッド３か
ら延びて、その全長に亙ってスリーブ６を押圧するロッ
ド状の延長部５を備え、このスリーブ６は、段積状に配
置された７個の閉鎖型のピストンリング１０を支持して
いる。これらピストンリング１０は、延長部５の上方端
に螺着されたナット７によって、互いに保持されてい
る。
【００１５】図２の（ａ）において、分割された閉鎖型
ピストンリング１０は、シリンダ１の内面１１から遠方
側に位置する円周面即ち内周面１２を有している。図２
の（ａ）におけるピストンリング１０の底端の面（これ
は径方向の平面をなす）１３は、内周面１２に対して直
角に延在すると共に、リング溝を構成する第１のチャン
バーリング２０の平坦な案内面の大部分に対して、当接
配置されている。図２の（ａ）におけるピストンリング
１０の頂端の面において、ピストンリング１０は前記底
端の面１３と平行な領域（これは径方向の平面をなす）
１４を有し、この頂端の面における、底端の面１３に平
行な領域１４は、ピストンリング１０の径方向における
僅かな幅に亙って延在すると共に、リング溝を構成する
第２のチャンバーリング２１の平坦な案内面に当接配置
されている。第２のチャンバーリング２１に設けられた
円筒体の境界面２２と内周面１２との間に、環状の空間
部２３が形成され、この空間部２３は、第２のチャンバ
ーリング２１に形成されたチャネル２４を介して、シリ
ンダ１と第２のチャンバーリング２１との間に形成され
た環状の空間部２５へ連通している。このように構成す
ることで、環状の空間部２３には、シリンダ１内の圧縮
空間部４と連続する環状の空間部２５を支配している気
体の圧力の影響を受けさせ、シリンダ１の内面１１にピ
ストンリング１０の円周面即ち外周面１５を押圧させる
ことができる。
ピストンリング１０は、シリンダ１の内面１１から遠方
側に位置する円周面即ち内周面１２を有している。図２
の（ａ）におけるピストンリング１０の底端の面（これ
は径方向の平面をなす）１３は、内周面１２に対して直
角に延在すると共に、リング溝を構成する第１のチャン
バーリング２０の平坦な案内面の大部分に対して、当接
配置されている。図２の（ａ）におけるピストンリング
１０の頂端の面において、ピストンリング１０は前記底
端の面１３と平行な領域（これは径方向の平面をなす）
１４を有し、この頂端の面における、底端の面１３に平
行な領域１４は、ピストンリング１０の径方向における
僅かな幅に亙って延在すると共に、リング溝を構成する
第２のチャンバーリング２１の平坦な案内面に当接配置
されている。第２のチャンバーリング２１に設けられた
円筒体の境界面２２と内周面１２との間に、環状の空間
部２３が形成され、この空間部２３は、第２のチャンバ
ーリング２１に形成されたチャネル２４を介して、シリ
ンダ１と第２のチャンバーリング２１との間に形成され
た環状の空間部２５へ連通している。このように構成す
ることで、環状の空間部２３には、シリンダ１内の圧縮
空間部４と連続する環状の空間部２５を支配している気
体の圧力の影響を受けさせ、シリンダ１の内面１１にピ
ストンリング１０の円周面即ち外周面１５を押圧させる
ことができる。
【００１６】図２の（ａ）に示したピストンリング１０
の頂端の面（１４）において、底端の面１３と平行な面
１４の領域と外周面１５との間の残余の領域には、傾斜
するくさび面１６が形成されている。このくさび面１６
は、平行な面１４に対して角度α＝５〜１５゜ の範囲
の角度で傾斜している。なお。この角度αは、平行な面
１４に対して測定される。くさび面１６に対向する第２
のチャンバーリング２１の境界平面すなわち案内面は、
くさび面１６と同様の角度αで傾斜しているが、平行な
面１４の領域に対する第２のチャンバーリング２１の案
内面は、径方向において外側（外周面）方向に、ピスト
ンリング１０の頂端の平行な面１４の領域よりも断面に
おいて長さＸだけ広く形成されている。その結果、第１
および第２のチャンバーリング２０と２１によって形成
されたリング溝内で、ピストンリング１０を断面におけ
る長さＸだけ外方に向けて移動させることができ、この
ことは、シリンダ１の内面１１に対するピストンリング
１０の摩耗によるピストンリング１０の厚みの減少に対
応できることを意味している。このようにピストンリン
グ１０の厚みの減少に対応した状態が、図２の（ｂ）に
示されている。
の頂端の面（１４）において、底端の面１３と平行な面
１４の領域と外周面１５との間の残余の領域には、傾斜
するくさび面１６が形成されている。このくさび面１６
は、平行な面１４に対して角度α＝５〜１５゜ の範囲
の角度で傾斜している。なお。この角度αは、平行な面
１４に対して測定される。くさび面１６に対向する第２
のチャンバーリング２１の境界平面すなわち案内面は、
くさび面１６と同様の角度αで傾斜しているが、平行な
面１４の領域に対する第２のチャンバーリング２１の案
内面は、径方向において外側（外周面）方向に、ピスト
ンリング１０の頂端の平行な面１４の領域よりも断面に
おいて長さＸだけ広く形成されている。その結果、第１
および第２のチャンバーリング２０と２１によって形成
されたリング溝内で、ピストンリング１０を断面におけ
る長さＸだけ外方に向けて移動させることができ、この
ことは、シリンダ１の内面１１に対するピストンリング
１０の摩耗によるピストンリング１０の厚みの減少に対
応できることを意味している。このようにピストンリン
グ１０の厚みの減少に対応した状態が、図２の（ｂ）に
示されている。
【００１７】従って、ピストンリング１０は、図２の
（ｂ）に示されるように、そのくさび面１６と、これに
対向する第２のチャンバーリング２１のくさび面とが当
接するように配置され、それ故、ピストンリング１０が
径方向外側に移動させられることを阻止している。その
結果、分割されたピストンリング１０を、ピストン２に
閉鎖することができる。また、その外周面１５の摩耗
は、ピストン２が軸方向に運動している間に、径方向へ
の経路の逸脱があった場合にのみ生じる。この径方向へ
の経路の逸脱の結果、シリンダの内面１１とピストンリ
ング１０の外周面１５との間に、狭い環状の隙間が発生
し、この隙間を介して、クランクシャフトの方に見て、
次位の環状の空間部２５′へ漏洩ガスを幾分逃がすこと
ができる。従って、このピストン型コンプレッサは、ラ
ビリンスシールを有するコンプレッサのように作動させ
ることができる。
（ｂ）に示されるように、そのくさび面１６と、これに
対向する第２のチャンバーリング２１のくさび面とが当
接するように配置され、それ故、ピストンリング１０が
径方向外側に移動させられることを阻止している。その
結果、分割されたピストンリング１０を、ピストン２に
閉鎖することができる。また、その外周面１５の摩耗
は、ピストン２が軸方向に運動している間に、径方向へ
の経路の逸脱があった場合にのみ生じる。この径方向へ
の経路の逸脱の結果、シリンダの内面１１とピストンリ
ング１０の外周面１５との間に、狭い環状の隙間が発生
し、この隙間を介して、クランクシャフトの方に見て、
次位の環状の空間部２５′へ漏洩ガスを幾分逃がすこと
ができる。従って、このピストン型コンプレッサは、ラ
ビリンスシールを有するコンプレッサのように作動させ
ることができる。
【００１８】乾式走行特性をもったプラスチック、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＥ），ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリフェニルスル
ファイド（ＰＰＳ）又はポリイミド（ＰＩ）からなるプ
ラスチックやそれらの混合体を、ピストンリング１０に
利用した場合、はみ出し効果によって漏洩を回避するこ
とができる。このような効果は、プラスチック製のピス
トンリング１０を空間部２３に作用する気体圧力によっ
て塑性変形させることによって生じさせることができ、
その結果、くさび面１６に対するクランプ動作のいかん
に拘わらず、シリンダの内面１１に対してピストンリン
グの外周面１５を効果的に接触させることができる。
ば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＥ），ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリフェニルスル
ファイド（ＰＰＳ）又はポリイミド（ＰＩ）からなるプ
ラスチックやそれらの混合体を、ピストンリング１０に
利用した場合、はみ出し効果によって漏洩を回避するこ
とができる。このような効果は、プラスチック製のピス
トンリング１０を空間部２３に作用する気体圧力によっ
て塑性変形させることによって生じさせることができ、
その結果、くさび面１６に対するクランプ動作のいかん
に拘わらず、シリンダの内面１１に対してピストンリン
グの外周面１５を効果的に接触させることができる。
【００１９】図３の（ａ），図３の（ｂ）に示された他
の実施例の場合には、圧縮空間部４から遠い側のピスト
ンリング１０の底端の平行な面（１３）における平行な
領域と外周面１５との間の残余の領域は、くさび面１
６′として平行な面（１３）に対して傾斜している。第
２のくさび面１６′に対向する第１のチャンバーリング
２０′の案内面は、この第２のくさび面１６’に対応す
るように傾斜している。製造及び組立を容易にするため
に、チャンバーリング２０′及び２１′は、ピストンリ
ング１０の一端の面１４を延長する面で分けられる２個
の部分からなっている。この実施例は、例えば、ピスト
ンとピストンロッドによって、図１のピストン２の底端
部側にも圧縮空間部を設けるような、ピストンによる２
段式の圧縮を行うコンプレッサを意図したものである。
なお、図３の（ａ），図３の（ｂ）に示した構造のもの
は、図２の（ａ），図２の（ｂ）について述べられた機
能と同じような機能を有している。
の実施例の場合には、圧縮空間部４から遠い側のピスト
ンリング１０の底端の平行な面（１３）における平行な
領域と外周面１５との間の残余の領域は、くさび面１
６′として平行な面（１３）に対して傾斜している。第
２のくさび面１６′に対向する第１のチャンバーリング
２０′の案内面は、この第２のくさび面１６’に対応す
るように傾斜している。製造及び組立を容易にするため
に、チャンバーリング２０′及び２１′は、ピストンリ
ング１０の一端の面１４を延長する面で分けられる２個
の部分からなっている。この実施例は、例えば、ピスト
ンとピストンロッドによって、図１のピストン２の底端
部側にも圧縮空間部を設けるような、ピストンによる２
段式の圧縮を行うコンプレッサを意図したものである。
なお、図３の（ａ），図３の（ｂ）に示した構造のもの
は、図２の（ａ），図２の（ｂ）について述べられた機
能と同じような機能を有している。
【００２０】図４の（ａ），図４の（ｂ）における更に
他の実施例の場合、ピストンリング１０は、圧縮空間部
から遠方側でかつシリンダの内面１１からも遠方側に形
成された断面Ｌ字形の部分１０″と、ピストンリング１
０の残余部分１０′とが耐熱性の異なる２つの材料から
形成されており、前記断面Ｌ字形部分１０″は高耐熱性
を有するが、良好な乾式走行特性が重要となるピストン
リング１０の残余部分１０′より劣った乾式走行特性を
有している。このようにして、ピストンリング１０の軟
質部分を断面Ｌ字形の部分１０″によって支持させるの
が好ましい。なお、前記チャンバーリング２０，２１
は、図２の（ａ），図２の（ｂ）について述べられたも
のと同様の構成を有し、すなわち、分割されたピストン
リング１０を収容するリング溝を構成している。この作
動方法もまた、前述の実施例と同様である。図４の
（ａ），図４の（ｂ）に示される実施例のコンプレッサ
は、圧力や温度の極端な組合わせを持ったコンプレッサ
に適用されている。
他の実施例の場合、ピストンリング１０は、圧縮空間部
から遠方側でかつシリンダの内面１１からも遠方側に形
成された断面Ｌ字形の部分１０″と、ピストンリング１
０の残余部分１０′とが耐熱性の異なる２つの材料から
形成されており、前記断面Ｌ字形部分１０″は高耐熱性
を有するが、良好な乾式走行特性が重要となるピストン
リング１０の残余部分１０′より劣った乾式走行特性を
有している。このようにして、ピストンリング１０の軟
質部分を断面Ｌ字形の部分１０″によって支持させるの
が好ましい。なお、前記チャンバーリング２０，２１
は、図２の（ａ），図２の（ｂ）について述べられたも
のと同様の構成を有し、すなわち、分割されたピストン
リング１０を収容するリング溝を構成している。この作
動方法もまた、前述の実施例と同様である。図４の
（ａ），図４の（ｂ）に示される実施例のコンプレッサ
は、圧力や温度の極端な組合わせを持ったコンプレッサ
に適用されている。
【００２１】前述した種々の実施例は、クロスヘッド構
造のピストン型コンプレッサに対して適用する場合の説
明であるが、プランジャー形ピストン構造のコンプレッ
サに適用してもよいことは言うまでもないことである。
造のピストン型コンプレッサに対して適用する場合の説
明であるが、プランジャー形ピストン構造のコンプレッ
サに適用してもよいことは言うまでもないことである。
【図１】本発明のピストン型コンプレッサの要部を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】（ａ）は、図１におけるＡ部分のピストンリン
グを示す拡大断面図である。（ｂ）は、図２の（ａ）の
状態からピストンリングが移動した状態を示す断面図で
ある。
グを示す拡大断面図である。（ｂ）は、図２の（ａ）の
状態からピストンリングが移動した状態を示す断面図で
ある。
【図３】（ａ）は、本発明のピストン型コンプレッサの
第２の実施例において要部をなすピストンリングを示す
拡大断面図である。（ｂ）は、図３の（ａ）の状態から
ピストンリングが移動した状態を示す断面図である。
第２の実施例において要部をなすピストンリングを示す
拡大断面図である。（ｂ）は、図３の（ａ）の状態から
ピストンリングが移動した状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明のピストン型コンプレッサの
第３の実施例において要部をなすピストンリングを示す
拡大断面図である。（ｂ）は、図４の（ａ）の状態から
ピストンリングが移動した状態を示す断面図である。
第３の実施例において要部をなすピストンリングを示す
拡大断面図である。（ｂ）は、図４の（ａ）の状態から
ピストンリングが移動した状態を示す断面図である。
１ シリンダ ２ ピストン ４ 圧縮空間部 １０ ピストンリング １１ 内面 １２ 内周面（円周面） １３ 端の面（平行な面） １４ 端の面（平行な面） １５ 外周面（円周面） １６，１６′ くさび面 ２０，２１，２０′，２１′ チャンバーリング ２３ 空間部 α 角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 39/00 104 F04B 39/00 107
Claims (4)
- 【請求項１】 気体の圧縮に利用される無潤滑式ピスト
ン型コンプレッサであって、少なくとも１つのシリンダ
（１）と、このシリンダ内で圧縮空間部（４）を形成す
るように案内され且つその外周のリング溝内に収容され
た、分割された閉鎖型のピストンリング（１０）を備え
たピストン（２）とからなり、この分割された閉鎖型の
ピストンリング（１０）が、前記リング溝の対応する案
内面により案内されるようにピストンの軸方向両端に平
行な面（１３，１４）を有すると共に、その内周面（１
２）によってシリンダ内の圧縮空間部（４）と連通する
空間部（２３）をリング溝内に形成し、この空間部（２
３）にシリンダ内の圧縮空間部の圧力気体が導入される
ことによって外方に移動し、シリンダ内面に当接摺動す
るところのピストン型コンプレッサにおいて、前記ピストンリングの少なくとも一端の面（１４）にお
いて、他端の面（１３）と平行な領域が径方向のある幅
にわたって延在し、残余の領域が平行な面 （１３、１
４）に対して５゜ 〜１５゜ の角度（α）で傾斜し、外
周面（１５）にまで達するくさび面（１６）を形成し、
このくさび面（１６）と対向するピストンのリング溝の
案内面が、前記ピストンリングのくさび面と同じ角度で
平行に延在していることを特徴とするピストン型コンプ
レッサ。 - 【請求項２】 前記ピストンリング（１０）のくさび面
（１６）を形成した面（１４）と反対側に延在する他端
の面（１３）に第２のくさび面（１６’）を同様に形成
し、この第２のくさび面（１６’）とこの第２のくさび
面に対向するリング溝の案内面とが、一端の面（１４）
に平行な面（１３）に対し５゜ 〜１５゜ の範囲の角度
で傾斜していることを特徴とする請求項１記載のピスト
ン型コンプレッサ。 - 【請求項３】 前記ピストンリングが、良好な乾式走行
特性をもったプラスチック材料により形成されているこ
とを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のピス
トン型コンプレッサ。 - 【請求項４】 前記ピストンリング（１０）が断面Ｌ字
形の部分（１０”） とその残余部分（１０’）から形成
され、その断面Ｌ字形の部分（１０″）が前記シリンダ
の内面（１１）や前記圧縮空間部（４）から遠方側に配
置され、残余部分（１０′）より高い耐熱性からなる材
料で形成されていることを特徴とする請求項１又は３の
いずれかに記載のピストン型コンプレッサ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH03237/91-5 | 1991-11-06 | ||
| CH323791 | 1991-11-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215072A JPH05215072A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3285624B2 true JP3285624B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=4251620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29594092A Expired - Lifetime JP3285624B2 (ja) | 1991-11-06 | 1992-11-05 | ピストン型コンプレッサ |
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| EP (1) | EP0541482B1 (ja) |
| JP (1) | JP3285624B2 (ja) |
| AT (1) | ATE120521T1 (ja) |
| AU (1) | AU650798B2 (ja) |
| BR (1) | BR9204299A (ja) |
| CA (1) | CA2082205C (ja) |
| CZ (1) | CZ289846B6 (ja) |
| DE (1) | DE59201774D1 (ja) |
| ES (1) | ES2070618T3 (ja) |
| PL (1) | PL169681B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| ATE283993T1 (de) * | 2001-07-09 | 2004-12-15 | Burckhardt Compression Ag | Kolbenring |
| US7121192B2 (en) * | 2003-03-21 | 2006-10-17 | Dana Corporation | Piston ring coating |
| AT413432B (de) * | 2003-09-10 | 2006-02-15 | Hoerbiger Kompressortech Hold | Kolbenring |
| US20080276919A1 (en) * | 2004-06-08 | 2008-11-13 | Denver Stanley Porter Lawson | Piston, A Ring and a Piston Assembly for a Two Cycle Engine |
| US7455506B2 (en) * | 2004-12-29 | 2008-11-25 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Injection moldable piston rings |
| US20070241297A1 (en) * | 2006-04-13 | 2007-10-18 | Honeywell International, Inc. | Guided pneumatic second stage switching valve |
| AT507055B1 (de) | 2009-01-22 | 2010-08-15 | Hoerbiger Kompressortech Hold | Kolben mit kolbenringen und stützringen |
| AT508131B1 (de) | 2009-12-14 | 2010-11-15 | Hoerbiger Kompressortech Hold | Kolben mit kolbenringen und stützringen |
| EP2423539B1 (de) * | 2010-08-31 | 2014-04-02 | Burckhardt Compression AG | Dichtungsanordnung |
| US9453411B2 (en) * | 2010-09-23 | 2016-09-27 | Michael W. Courson | Rotary cam radial steam engine |
| US9856866B2 (en) | 2011-01-28 | 2018-01-02 | Wabtec Holding Corp. | Oil-free air compressor for rail vehicles |
| FR3009037B1 (fr) * | 2013-07-23 | 2016-01-29 | Vianney Rabhi | Dispositif d'etancheite pour piston |
| DE102014114924A1 (de) * | 2014-10-14 | 2016-04-14 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Kolben-Zylinder-Anordnung für einen ölfreien Verdichter zur Erzeugung von Druckluft |
| EP4227533A1 (de) * | 2022-02-10 | 2023-08-16 | Burckhardt Compression AG | Kolben für einen verdichter, verdichter sowie verfahren und abziehwerkzeug zur demontage eines kolbens |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB284133A (en) * | 1927-06-11 | 1928-01-26 | William James Banks | Improvements in metallic packing rings for pistons |
| US1779837A (en) * | 1927-08-30 | 1930-10-28 | Joseph F Batty | Ring packing |
| US2294519A (en) * | 1941-08-09 | 1942-09-01 | Caterpillar Tractor Co | Piston structure |
| CH232422A (de) * | 1942-07-23 | 1944-05-31 | Limited M E P Company | Dichtungsring-Lagerung. |
| DE884586C (de) * | 1943-06-29 | 1953-07-27 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | OElabstreifvorrichtung an Kolben von Brennkraftmaschinen |
| US2799523A (en) * | 1954-05-06 | 1957-07-16 | Linear Inc | Pressure-actuated seals |
| US2948554A (en) * | 1957-07-29 | 1960-08-09 | Mahand Jack | Rotary seal |
| US3023014A (en) * | 1957-11-18 | 1962-02-27 | Int Harvester Co | Seal between relatively rotating members |
| US3353832A (en) * | 1965-05-24 | 1967-11-21 | Felt Products Mfg Co | Sealing assembly |
| DD101463A1 (ja) * | 1972-12-19 | 1973-11-12 | ||
| GB1357090A (en) * | 1973-03-14 | 1974-06-19 | Foerenade Fabriksverken | Sealing devices for limiting fluid leakages along piston rods or other elongated cylindrical elements |
| PL76739B1 (ja) * | 1973-05-10 | 1975-02-28 | ||
| DE2855438C2 (de) * | 1978-12-21 | 1986-12-04 | Atlas Copco AB, Nacka, Stockholm | Einteiliger Kolben mit zumindest einer Ringnut und einem darin angeordneten Ringaggregat |
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| HUT59470A (en) * | 1990-01-18 | 1992-05-28 | Laszlo Wilheim | Piston-ring unit for piston reciprocating machines particularly for internal combustion engines |
| US5071318A (en) * | 1990-01-22 | 1991-12-10 | Westinghouse Electric Corp. | Reactor coolant pump having improved dynamic secondary seal assembly |
-
1992
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- 1992-10-20 DE DE59201774T patent/DE59201774D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-20 EP EP92810801A patent/EP0541482B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-20 ES ES92810801T patent/ES2070618T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-20 AT AT92810801T patent/ATE120521T1/de active
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- 1992-11-05 JP JP29594092A patent/JP3285624B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-05 CA CA002082205A patent/CA2082205C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1992-11-05 BR BR929204299A patent/BR9204299A/pt not_active IP Right Cessation
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