JP4050369B2

JP4050369B2 - Reciprocating compressor

Info

Publication number: JP4050369B2
Application number: JP36574097A
Authority: JP
Inventors: 正則杉本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: JPH11182436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気、冷媒等の気体を圧縮するのに用いて好適な往復動圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来技術による往復動圧縮機は、駆動軸を有する動力源と、該動力源の駆動軸に設けられた駆動プーリと、前記動力源から離間して設けられクランク軸を回転させることによりシリンダ内でピストンが往復動する間に気体を圧縮する往復動型の圧縮機本体と、該圧縮機本体のクランク軸に設けられ回転時に冷却風を発生するブレードを有する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻装されたベルトとから構成している。そして、動力源による駆動軸の回転は、駆動プーリ、ベルト、追動プーリを経由して圧縮機本体のクランク軸に伝達され、該圧縮機本体ではクランク軸を回転させることにより、シリンダ内でピストンを往復動する間に気体の圧縮を行う。このとき、従動プーリに設けた冷却ファンは、冷却風をシリンダ側に向けて供給することにより、シリンダ等を冷却している。
【０００３】
ここで、図４と図５に、この種の従来技術による往復動圧縮機として、往復動空気圧縮機を例に挙げて説明する。
【０００４】
１は圧縮空気を貯蔵するタンクとしてのエアタンクで、該エアタンク１は両端側が閉塞された略円筒形状に形成され、その上側には後述の電動モータ２と該電動モータ２によって駆動される該圧縮機本体５とが載置されている。
【０００５】
２は圧縮機本体５から離間してエアタンク１の上側に載置された動力源としての電動モータで、該電動モータ２の駆動軸３はエアタンク１の径方向一側となる電動モータ２の側方に向けて突出し、その先端側には駆動プーリ４が駆動軸３に対して回転を規制した状態で設けられている。
【０００６】
５は空気を圧縮する圧縮機本体で、該圧縮機本体５はクランク軸６を収容したクランクケース７と、該クランクケース７上に設けられ、ピストン（図示せず）を内蔵したシリンダ８と、該シリンダ８上に設けられたシリンダヘッド９と、該シリンダヘッド９に装着された吸込フィルタ１０と、シリンダヘッド９とエアタンク１とを接続する吐出管１１とから大略構成されている。
【０００７】
そして、ピストンはクランク軸６の回転によってシリンダ８内を往復動するようにクランクケース７内のクランク軸６に軸受や連接棒（いずれも図示せず）等によって連結されている。また、シリンダヘッド９の吐出ポートには吐出エルボ１２が接続され、該吐出エルボ１２は吐出管１１の上端側をシリンダヘッド９に接続するものである。
【０００８】
ここで、クランク軸６はエアタンク１の径方向一側となる圧縮機本体５の側方に向けて突出し、その先端側には従動プーリ１３が回転不能に設けられている。また、従動プーリ１３にはブレード１３Ａが形成され、該ブレード１３Ａによって従動プーリ１３の回転時に冷却風を発生し、この冷却風はシリンダ８の放熱フィン８Ａ，８Ａ，…に供給され、シリンダ８等を冷却している。
【０００９】
１４は従動プーリ１３と駆動プーリ４との間に巻装されたベルトで、該ベルト１４は電動モータ２の駆動軸３による回転を圧縮機本体５のクランク軸６に伝達するものである。
【００１０】
即ち、このように構成される往復動空気圧縮機では、クランク軸６の回転によってシリンダ８内でピストンを往復動させ、シリンダ８内で空気を圧縮させる。このときに圧縮熱が発生するから、この圧縮熱等によってシリンダ８やシリンダヘッド９が加熱される。そこで、クランク軸６と一体回転する従動プーリ１３にはブレード１３Ａを設け、該ブレード１３Ａは、従動プーリ１３の回転により発生した冷却風をシリンダ８の各放熱フィン８Ａ等に供給し、各放熱フィン８Ａからの放熱を促進することによってシリンダ８等が温度上昇するのを抑制している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、往復動圧縮機は、圧縮機本体５の圧縮効率を高めると共に、該圧縮機本体５の寿命を延ばすためには、冷却効率を高めればよいことは知られている。しかし、上述した従来技術による往復動空気圧縮機では、従動プーリ１３の回転数は圧縮機本体５の性能によって決まっている。このため、冷却風の風量を増加させて冷却効率を高めるためには、ブレード１３Ａを有する従動プーリ１３の回転数を増加させればよいが、クランク軸６の回転数は圧縮機本体５の性能によって設定されているため、該クランク軸６の回転数を増加することができないという問題がある。
【００１２】
一方、ブレード１３Ａから発生する冷却風の風量を増やすためには、ブレード１３Ａの大きさを大きくすることも考えられるが、この場合、ブレード１３Ａを有する従動プーリ１３を起動するためには大きな起動トルクが必要となる。そして、電動モータ２には、圧縮機本体５のクランク軸６を起動するために大きな負荷が掛かり、消費電力が増大し、電動モータ２の寿命が短くなるという問題がある。
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は冷却効率を高めることにより圧縮効率を高めることのできる往復動圧縮機を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による往復動圧縮機は、駆動軸を有する動力源と、該動力源の駆動軸に設けられた第１，第２の駆動プーリと、前記動力源から離間して設けられクランク軸を回転させることによりシリンダ内でピストンが往復動する間に気体を圧縮する往復動型の圧縮機本体と、該圧縮機本体のクランク軸に設けられた従動プーリと、前記クランク軸に軸受を介して回転自在に設けられ前記圧縮機本体に向けて冷却風を発生する冷却ファンと、前記第１の駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻装された第１のベルトと、前記第２の駆動プーリと冷却ファンとの間に巻装された第２のベルトとから構成したことにある。
【００１５】
このような構成とすることにより、動力源の駆動軸の回転は、第１の駆動プーリ、第１のベルト、第１の従動プーリを経由して圧縮機本体のクランク軸に伝達され、該圧縮機本体のクランク軸を回転させることによって、シリンダ内でピストンが往復動して気体の圧縮を行う。また、動力源の駆動軸の回転は、第２の駆動プーリ、第２のベルトを経由して冷却ファンにも伝達され、該冷却ファンを回転させることによって、冷却風を発生する。
【００１６】
また、冷却ファンは軸受を介してクランク軸に回転自在に設けられ、しかも駆動軸の回転はクランク軸への伝達経路とは別個に、第２の駆動プーリ、第２のベルトを経由して冷却ファンに伝達されるから、クランク軸の回転数に拘らず、冷却ファンの回転数を別個に設定することができ、プーリ比を変更することにより、冷却風の風量を変化させることができる。
【００１７】
請求項２の発明は、冷却ファンを軸受を介してクランク軸に設けられたファンプーリと、該ファンプーリに設けられたブレードとから構成し、第１の駆動プーリと第２の駆動プーリとの径および／または従動プーリとファンプーリとの径を異ならしめる構成としたことにある。
【００１８】
このような構成とすることにより、軸受によって、ファンプーリはクランク軸に設けた第１の従動プーリに対しも回転自在となり、しかも従動プーリとファンプーリとの径、第１の駆動プーリと第２の駆動プーリとの径を異ならしめる構成としているから、第２の駆動プーリ、第２のベルト、ファンプーリを経由して伝達される冷却ファンの回転数は、クランク軸の回転数よりも増加させることができ、クランク軸の回転数に関係なく、該冷却ファンから発生する冷却風の風量を増やし、圧縮機本体を効率良く冷却することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態に適用される往復動空気圧縮機を、図１ないし図３に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態では、前述した従来技術による電動モータ２、駆動軸３、圧縮機本体５等は変わるところがないので、同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２０】
２１は大径な第１の駆動プーリで従来技術による駆動プーリ１３に代えて用いられるものである。そして、この第１の駆動プーリ２１は電動モータ２から突出した駆動軸３の基端側に位置し、該駆動軸３に対して回転不能に設けられている。２２は小径な第２の駆動プーリで、該第２の駆動プーリ２２は電動モータ２から突出した駆動軸３の先端側に位置し、該駆動軸３に対して同じく回転不能に設けられている。
【００２１】
２３は圧縮機本体５のクランク軸で、該クランク軸２３は、従来技術によるクランク軸６に代えて、クランクケース７から突出して設けられ、該クランク軸２３が回転することにより、シリンダ８内でピストンを往復動させる。また、該クランク軸２３の先端側は段付円柱状に形成され、図３に示すように、後述する従動プーリ２４を取付ける大径軸部２３Ａと、該大径軸部２３Ａの先端側に位置して冷却ファン２７を取付ける小径軸部２３Ｂと、先端面に位置して軸方向に延びる雌ねじ部２３Ｃとが形成され、前記大径軸部２３Ａ付近には楔溝２３Ｄが軸方向に切欠いて形成されている。
【００２２】
２４はクランク軸２３の大径軸部２３Ａに取付けられた従動プーリで、該従動プーリ２４は、クランク軸２３に挿嵌されたハブ２４Ａと、該ハブ２４Ａから十字方向に延びる４本の腕部２４Ｂと、該各腕部２４Ｂの先端に支持されたリング２４Ｃとからなり、該リング２４Ｃの外周には後述する第１のベルト３１が係合される環状溝（図示せず）が形成されている。さらに、図３に示すように、従動プーリ２４のハブ２４Ａとクランク軸２３との間には、楔溝２３Ｄを通して楔２５が挟持され、該楔２５は、クランク軸２３に対する従動プーリ２４の回転を規制するものである。
【００２３】
２６は冷却ファン２７をクランク軸２３に回転可能に支持する軸受で、該軸受２６は、小径軸部２３Ｂに圧入された内輪２６Ａと、該内輪２６Ａの外周側に位置した外輪２６Ｂと、内輪２６Ａと外輪２６Ｂとの間に配設された複数個の球状ころ２６Ｃとから構成されている。
【００２４】
２７は冷却ファンで、該冷却ファン２７は、図３に示すように、軸受２６の外輪２６Ｂに圧入された筒状のファンプーリ２８と、該ファンプーリ２８の外周に９０度毎に形成された４枚のブレード２９とから構成されている。また、ファンプーリ２８の外周面には、各ブレード２９と異なる位置に後述する第２のベルト３２が係合される略Ｖ字状の環状溝２８Ａが形成されている。
【００２５】
また、軸受２６の内輪２６Ａは、小径軸部２３Ｂに圧入した後に、クランク軸２３の外側から雌ねじ部２３Ｃにボルト３０を螺着することによってクランク軸２３に対して冷却ファン２７を固定している。さらに、軸受２６は、冷却ファン２７をクランク軸２３に対して回転可能に支持しているから、該冷却ファン２７は従動プーリ２４に対して回転数を異ならせて回転させることができる。
【００２６】
３１は第１の駆動プーリ２１と従動プーリ２４との間に巻装された第１のベルトで、該第１のベルト３１は第１の駆動プーリ２１による回転を従動プーリ２４に伝達するもので、伝達される回転数は、プーリ２１，２４の径寸法の比（プーリ比）によって設定される。
【００２７】
３２は第２の駆動プーリ２２と冷却ファン２７との間に巻装された第２のベルトで、該第２のベルト３２は第２の駆動プーリ２２による回転を冷却ファン２７に伝達するもので、伝達される回転数は、プーリ２２，２８の径寸法の比（プーリ比）によって設定され、前記クランク軸２３の回転数よりも高い回転数となるように設定されている。
【００２８】
ここで、電動モータ２の駆動軸３の回転は、第１の駆動プーリ２１、第１のベルト３１、従動プーリ２４を経由して圧縮機本体５のクランク軸２３に伝達され、該圧縮機本体５のクランク軸２３を回転させることによって、シリンダ８内でピストンが往復動して空気の圧縮を行う。
【００２９】
また、電動モータ２の駆動軸３の回転は、第２の駆動プーリ２２、第２のベルト３２、ファンプーリ２８を経由して冷却ファン２７に伝達され、該冷却ファン２７を回転させることによって、冷却風を発生し、この冷却風によって、シリンダ８等を冷却することができる。なお、プーリ２２，２８のプーリ比は、クランク軸２３の回転数よりも増加するように設定されている。
【００３０】
このように、実施の形態では、従動プーリ２４とファンプーリ２８との径、第１の駆動プーリ２１と第２の駆動プーリ２２との径を異ならしめているから、プーリ２２，２８のプーリ比は、プーリ２１，２４のプーリ比よりも大きくすることにより、冷却ファン２７の回転数をクランク軸２３の回転数よりも増加させることができる。
【００３１】
実施の形態による往復動空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、圧縮機本体５による空気圧縮等の動作においては、前述した従来技術によるものと格別差異はない。
【００３２】
然るに、本実施の形態による往復動空気圧縮機では、冷却ファン２７は、軸受２６を介してクランク軸２３に対して回転自在に設けられ、しかも電動モータ２の駆動軸３からクランク軸２３に回転を伝達する経路とは別に、第２の駆動プーリ２２、第２のベルト３２、ファンプーリ２８からなる経路により、冷却ファン２７に駆動軸２３の回転を伝達している。これにより、クランク軸２３の回転数に拘らず、冷却ファン２７の回転数を別個に設定することができる。
【００３３】
そして、実施の形態では、冷却ファン２７の回転数を従動プーリ２４の回転数よりも高く設定することにより、冷却ファン２７から発生する冷却風の風量を増やすことができる。そして、シリンダ８等の冷却風による冷却効率を高めることができ、圧縮機本体５の圧縮効率を高め、圧縮機本体５の寿命を延ばすことができる。
【００３４】
また、冷却ファン２７は、従来技術によるブレード１３Ａを有する従動プーリ１３の回転数に比べて高い回転数で回転させることができ、冷却ファン２７の各ブレード２９を大きくすることなく冷却風の風量を増やすことができる。これにより、冷却ファン２７は回転始動時の起動トルクを小さくして電動モータ２を始動するときの負荷を低減でき、消費電力を少なくすると共に該電動モータ２の寿命を延ばすことができる。
【００３５】
また、従動プーリ２４はクランク軸２３を回転させ、冷却ファン２７は軸受２６によって回転しているクランク軸２３に対して相対回転している。これにより、冷却ファン２７を固定した軸に設けて回転させたときに比べ、クランク軸２３に対する冷却ファン２７の相対回転を低く抑えることができる。この結果、クランク軸２３と冷却ファン２７との間に位置した軸受２６の摩耗を低減し、該軸受２６の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
さらに、往復動圧縮機を給油式のものを用いた場合でも、圧縮機本体の冷却を効率良く行うことにより、潤滑油が原因となるカーボンの生成が抑えられ、耐久性を向上することができる。
【００３７】
かくして、本実施の形態によれば、クランク軸２３には従動プーリ２４とは別個に回転する冷却ファン２７を軸受２６を介してクランク軸２３に対して回転自在に設けることにより、冷却ファン２７の回転数をクランク軸２３の回転数とは異なった回転数に設定でき、クランク軸２３の回転数よりも冷却ファン２７の回転数を高め、該冷却ファン２７から発生する冷却風の風量を増やすことができる。この結果、冷却風によるシリンダ８等の冷却効率を高めることができ、往復動空気圧縮機の圧縮効率を高めると共に、寿命を延ばすことができる。
【００３８】
また、第２の駆動プーリ２２，ファンプーリ２８（冷却ファン２７）のプーリ比を変えることにより、冷却ファン２７の回転数を変化させ、冷却ファン２７から発生する冷却風の風量を調整することもできる。
【００３９】
なお、実施の形態では、往復動圧縮機として往復動空気圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、窒素ガスの工業用ガス、フロンガス等の冷媒の圧縮機にも広く適用できる。
【００４０】
また、動力源として電動モータを用いた場合について述べたが、これに限らず、内燃機関等を用いてもよい。
【００４１】
さらに、実施の形態では、大径な第１の駆動プーリ２１と従動プーリ２４とを第１のベルト３１で連結し、小径な第２の駆動プーリ２２と冷却ファン２７とを第２のベルト３２で連結したが、本発明はこれに限らず、駆動軸３に駆動プーリ２１，２２の前後位置を反転させて設け、第２の駆動プーリ２２と従動プーリ２４、第１の駆動プーリ２１と冷却ファン２７の組合せにしてもよい。また、駆動軸３に従動プーリ２４と第１の駆動プーリ２１を設け、クランク軸２３に第２の駆動プーリ２２と冷却ファン２７を設け、従動プーリ２４と第２の駆動プーリ２２、第１の駆動プーリ２１と冷却ファン２７の組合せにしてもよく、種々の組合せによって回転数を設定できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の本発明によれば、圧縮機本体のクランク軸には、該クランク軸を回転させるための従動プーリと、前記クランク軸に軸受を介して回転自在に設けられ前記圧縮機本体に向けて冷却風を発生する冷却ファンとを設け、従動プーリと冷却ファンとの回転数を異なるようにしたから、冷却ファンの回転をクランク軸の回転と異ならせることができる。これにより、従動プーリの回転は圧縮機本体の圧縮効率を高める回転数に設定し、冷却ファンの回転を従動プーリより高い回転数に設定することにより、冷却ファンから発生する冷却風の風量を増やし、圧縮機本体に対する冷却効率を高め、圧縮効率を高めることができる。
また、冷却ファンはクランク軸に軸受を介して回転自在に設けているから、クランク軸に対する冷却ファンの回転数と、クランク軸による圧縮機本体の回転数を異ならしめることができる。
【００４３】
請求項２の発明では、冷却ファンを、軸受を介してクランク軸に設けられたファンプーリと、該ファンプーリに設けたブレードとから構成したから、冷却ファンの回転数をクランク軸の回転数と異ならせることができる。また、第１の駆動プーリと第２の駆動プーリとの径および／または従動プーリとファンプーリとの径を異ならせることにより、冷却ファンの回転数は、従動プーリの回転数よりも増加でき、該冷却ファンから発生する冷却風の風量を増して冷却効率を高め、圧縮効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による往復動空気圧縮機を示す正面図である。
【図２】実施の形態による往復動空気圧縮機を示す平面図である。
【図３】クランク軸、従動プーリ、軸受、冷却ファン等の要部を示す部分断面図である。
【図４】従来技術による往復動空気圧縮機を示す正面図である。
【図５】従来技術による往復動空気圧縮機を示す平面図である。
【符号の説明】
２電動モータ（動力源）
３駆動軸
５圧縮機本体
８シリンダ
２１第１の駆動プーリ
２２第２の駆動プーリ
２３クランク軸
２４従動プーリ
２６軸受
２７冷却ファン
２８ファンプーリ
２９ブレード
３１第１のベルト
３２第２のベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reciprocating compressor suitable for use in compressing a gas such as air or a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
In general, a reciprocating compressor according to the prior art includes a power source having a drive shaft, a drive pulley provided on the drive shaft of the power source, and a cylinder provided by rotating a crankshaft provided away from the power source. A reciprocating compressor main body that compresses gas while the piston reciprocates therein, a driven pulley having a blade that is provided on a crankshaft of the main body of the compressor and generates cooling air during rotation, and the drive pulley; The belt is wound between the driven pulley and the belt. The rotation of the drive shaft by the power source is transmitted to the crankshaft of the compressor body via the drive pulley, belt, and follower pulley, and the compressor body rotates the crankshaft so that the piston in the cylinder Gas is compressed while reciprocating. At this time, the cooling fan provided in the driven pulley cools the cylinder or the like by supplying cooling air toward the cylinder.
[0003]
Here, in FIG. 4 and FIG. 5, a reciprocating air compressor will be described as an example of the conventional reciprocating compressor of this type.
[0004]
Reference numeral 1 denotes an air tank as a tank for storing compressed air. The air tank 1 is formed in a substantially cylindrical shape closed at both ends, and an electric motor 2 (described later) and the compressor driven by the electric motor 2 are disposed on the upper side. A main body 5 is placed.
[0005]
Reference numeral 2 denotes an electric motor as a power source that is placed on the upper side of the air tank 1 so as to be separated from the compressor main body 5. The drive pulley 4 is provided in a state in which the rotation with respect to the drive shaft 3 is restricted.
[0006]
Reference numeral 5 denotes a compressor main body that compresses air. The compressor main body 5 includes a crankcase 7 that houses a crankshaft 6, a cylinder 8 that is provided on the crankcase 7 and that includes a piston (not shown), The cylinder head 9 is roughly constituted by a cylinder head 9 provided on the cylinder 8, a suction filter 10 mounted on the cylinder head 9, and a discharge pipe 11 connecting the cylinder head 9 and the air tank 1.
[0007]
The piston is connected to the crankshaft 6 in the crankcase 7 by a bearing, a connecting rod (both not shown) or the like so as to reciprocate in the cylinder 8 by the rotation of the crankshaft 6. A discharge elbow 12 is connected to the discharge port of the cylinder head 9, and the discharge elbow 12 connects the upper end side of the discharge pipe 11 to the cylinder head 9.
[0008]
Here, the crankshaft 6 protrudes toward the side of the compressor body 5 that is one side in the radial direction of the air tank 1, and a driven pulley 13 is non-rotatably provided on the tip side thereof. A blade 13A is formed on the driven pulley 13, and cooling air is generated by the blade 13A when the driven pulley 13 is rotated. This cooling air is supplied to the radiation fins 8A, 8A,. Is cooling.
[0009]
A belt 14 is wound between the driven pulley 13 and the drive pulley 4, and the belt 14 transmits the rotation of the electric motor 2 by the drive shaft 3 to the crankshaft 6 of the compressor body 5.
[0010]
That is, in the reciprocating air compressor configured as described above, the piston is reciprocated in the cylinder 8 by the rotation of the crankshaft 6 and the air is compressed in the cylinder 8. Since compression heat is generated at this time, the cylinder 8 and the cylinder head 9 are heated by the compression heat and the like. Therefore, the driven pulley 13 that rotates integrally with the crankshaft 6 is provided with a blade 13A. The blade 13A supplies the cooling air generated by the rotation of the driven pulley 13 to each radiating fin 8A of the cylinder 8 and the like. The temperature rise of the cylinder 8 and the like is suppressed by promoting the heat radiation from 8A.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is known that the reciprocating compressor increases the cooling efficiency in order to increase the compression efficiency of the compressor body 5 and extend the life of the compressor body 5. However, in the above-described conventional reciprocating air compressor, the rotational speed of the driven pulley 13 is determined by the performance of the compressor body 5. For this reason, in order to increase the cooling air flow rate and increase the cooling efficiency, the rotational speed of the driven pulley 13 having the blade 13A may be increased. However, the rotational speed of the crankshaft 6 depends on the performance of the compressor body 5. Therefore, there is a problem that the rotational speed of the crankshaft 6 cannot be increased.
[0012]
On the other hand, in order to increase the amount of cooling air generated from the blade 13A, it is conceivable to increase the size of the blade 13A. In this case, a large starting torque is required to start the driven pulley 13 having the blade 13A. Is required. The electric motor 2 has a problem that a large load is applied to start the crankshaft 6 of the compressor body 5, power consumption increases, and the life of the electric motor 2 is shortened.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor capable of increasing the compression efficiency by increasing the cooling efficiency.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a reciprocating compressor according to the invention of claim 1 includes a power source having a drive shaft, first and second drive pulleys provided on the drive shaft of the power source, and A reciprocating compressor main body that compresses gas while the piston reciprocates in the cylinder by rotating the crankshaft provided away from the power source, and a follower provided on the crankshaft of the compressor main body A pulley, a cooling fan that is rotatably provided on the crankshaft via a bearing and generates cooling air toward the compressor body, and is wound between the first driving pulley and the driven pulley. It is composed of a first belt and a second belt wound between the second drive pulley and the cooling fan.
[0015]
With this configuration, the rotation of the drive shaft of the power source is transmitted to the crankshaft of the compressor body via the first drive pulley, the first belt, and the first driven pulley, and the compression By rotating the crankshaft of the machine body, the piston reciprocates in the cylinder to compress the gas. The rotation of the drive shaft of the power source is also transmitted to the cooling fan via the second driving pulley and the second belt, and cooling air is generated by rotating the cooling fan.
[0016]
The cooling fan is rotatably provided on the crankshaft via a bearing, and the rotation of the drive shaft is cooled via the second drive pulley and the second belt separately from the transmission path to the crankshaft. Since it is transmitted to the fan, the rotation speed of the cooling fan can be set independently regardless of the rotation speed of the crankshaft, and the air volume of the cooling air can be changed by changing the pulley ratio.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, a cooling fan includes a fan pulley provided on a crankshaft via a bearing and a blade provided on the fan pulley, and includes a first drive pulley and a second drive pulley. The configuration is such that the diameter and / or the diameter of the driven pulley and the fan pulley are made different.
[0018]
With this configuration, the bearing allows the fan pulley to rotate with respect to the first driven pulley provided on the crankshaft, and further, the diameter of the driven pulley and the fan pulley, the first driving pulley, and the second driving pulley. Therefore, the number of revolutions of the cooling fan transmitted via the second drive pulley, the second belt, and the fan pulley is made higher than the number of revolutions of the crankshaft. Therefore, regardless of the rotation speed of the crankshaft, the amount of cooling air generated from the cooling fan can be increased, and the compressor body can be efficiently cooled.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a reciprocating air compressor applied to an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. In the embodiment, the electric motor 2, the drive shaft 3, the compressor main body 5, and the like according to the related art described above are not changed, and thus the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
[0020]
A first driving pulley 21 having a large diameter is used instead of the driving pulley 13 according to the prior art. The first drive pulley 21 is located on the base end side of the drive shaft 3 protruding from the electric motor 2 and is provided so as not to rotate with respect to the drive shaft 3. Reference numeral 22 denotes a second driving pulley having a small diameter, and the second driving pulley 22 is located on the front end side of the driving shaft 3 protruding from the electric motor 2 and is provided so as not to rotate with respect to the driving shaft 3. .
[0021]
Reference numeral 23 denotes a crankshaft of the compressor main body 5. The crankshaft 23 is provided so as to protrude from the crankcase 7 in place of the crankshaft 6 according to the prior art. Move the piston back and forth. Further, the front end side of the crankshaft 23 is formed in a stepped columnar shape, and as shown in FIG. 3, a large diameter shaft portion 23A for attaching a driven pulley 24 described later, and a position on the front end side of the large diameter shaft portion 23A. Thus, a small-diameter shaft portion 23B for attaching the cooling fan 27 and an internal thread portion 23C located on the tip surface and extending in the axial direction are formed, and a wedge groove 23D is formed in the axial direction in the vicinity of the large-diameter shaft portion 23A. Has been.
[0022]
Reference numeral 24 denotes a driven pulley attached to the large-diameter shaft portion 23A of the crankshaft 23. The driven pulley 24 includes a hub 24A inserted into the crankshaft 23 and four arm portions extending from the hub 24A in a cross direction. 24B and a ring 24C supported at the tip of each arm 24B, and an annular groove (not shown) is formed on the outer periphery of the ring 24C for engaging a first belt 31 described later. Yes. Further, as shown in FIG. 3, a wedge 25 is sandwiched between the hub 24A of the driven pulley 24 and the crankshaft 23 through a wedge groove 23D. The wedge 25 rotates the driven pulley 24 with respect to the crankshaft 23. It is something to regulate.
[0023]
A bearing 26 rotatably supports the cooling fan 27 on the crankshaft 23. The bearing 26 includes an inner ring 26A press-fitted into the small-diameter shaft portion 23B, an outer ring 26B positioned on the outer peripheral side of the inner ring 26A, and an inner ring 26A. And a plurality of spherical rollers 26C disposed between the outer ring 26B and the outer ring 26B.
[0024]
As shown in FIG. 3, the cooling fan 27 is formed in a cylindrical fan pulley 28 press-fitted into the outer ring 26B of the bearing 26 and on the outer periphery of the fan pulley 28 every 90 degrees. It consists of four blades 29. Further, on the outer peripheral surface of the fan pulley 28, a substantially V-shaped annular groove 28 </ b> A is formed at a position different from each blade 29 to be engaged with a second belt 32 described later.
[0025]
Further, the inner ring 26A of the bearing 26 is press-fitted into the small-diameter shaft portion 23B, and then a bolt 30 is screwed into the female screw portion 23C from the outside of the crankshaft 23 to fix the cooling fan 27 to the crankshaft 23. . Further, since the bearing 26 supports the cooling fan 27 so as to be rotatable with respect to the crankshaft 23, the cooling fan 27 can be rotated with respect to the driven pulley 24 at different rotational speeds.
[0026]
Reference numeral 31 denotes a first belt wound between the first drive pulley 21 and the driven pulley 24, and the first belt 31 transmits the rotation of the first drive pulley 21 to the driven pulley 24. The rotational speed to be transmitted is set by the ratio of the diameters of the pulleys 21 and 24 (pulley ratio).
[0027]
Reference numeral 32 denotes a second belt wound between the second drive pulley 22 and the cooling fan 27, and the second belt 32 transmits the rotation of the second drive pulley 22 to the cooling fan 27. The rotation speed to be transmitted is set by the ratio of the diameters of the pulleys 22 and 28 (pulley ratio), and is set to be higher than the rotation speed of the crankshaft 23.
[0028]
Here, the rotation of the drive shaft 3 of the electric motor 2 is transmitted to the crankshaft 23 of the compressor body 5 via the first drive pulley 21, the first belt 31 and the driven pulley 24, and the compressor body 5 is rotated, the piston reciprocates in the cylinder 8 to compress the air.
[0029]
The rotation of the drive shaft 3 of the electric motor 2 is transmitted to the cooling fan 27 via the second drive pulley 22, the second belt 32, and the fan pulley 28, and by rotating the cooling fan 27, Cooling air is generated, and the cylinder 8 and the like can be cooled by this cooling air. The pulley ratio of the pulleys 22 and 28 is set so as to increase more than the rotational speed of the crankshaft 23.
[0030]
As described above, in the embodiment, the diameters of the driven pulley 24 and the fan pulley 28 and the diameters of the first driving pulley 21 and the second driving pulley 22 are made different from each other. By making it larger than the pulley ratio of the pulleys 21 and 24, the rotational speed of the cooling fan 27 can be increased more than the rotational speed of the crankshaft 23.
[0031]
The reciprocating air compressor according to the embodiment has the above-described configuration, and there is no particular difference in the operation such as air compression by the compressor body 5 from that of the above-described prior art.
[0032]
However, in the reciprocating air compressor according to the present embodiment, the cooling fan 27 is provided so as to be rotatable with respect to the crankshaft 23 via the bearing 26, and further rotates from the drive shaft 3 of the electric motor 2 to the crankshaft 23. The rotation of the drive shaft 23 is transmitted to the cooling fan 27 through a path including the second drive pulley 22, the second belt 32, and the fan pulley 28, separately from the path for transmitting the motor. Thereby, irrespective of the rotation speed of the crankshaft 23, the rotation speed of the cooling fan 27 can be set separately.
[0033]
In the embodiment, by setting the number of rotations of the cooling fan 27 higher than the number of rotations of the driven pulley 24, the amount of cooling air generated from the cooling fan 27 can be increased. And the cooling efficiency by the cooling air of the cylinders 8 etc. can be improved, the compression efficiency of the compressor main body 5 can be improved, and the lifetime of the compressor main body 5 can be extended.
[0034]
The cooling fan 27 can be rotated at a higher rotational speed than the rotational speed of the driven pulley 13 having the blade 13A according to the prior art, and the amount of cooling air can be increased without increasing the size of each blade 29 of the cooling fan 27. Can be increased. As a result, the cooling fan 27 can reduce the load when starting the electric motor 2 by reducing the starting torque at the start of rotation, thereby reducing power consumption and extending the life of the electric motor 2.
[0035]
The driven pulley 24 rotates the crankshaft 23, and the cooling fan 27 rotates relative to the crankshaft 23 rotating by the bearing 26. Thereby, relative rotation of the cooling fan 27 with respect to the crankshaft 23 can be suppressed lower than when the cooling fan 27 is provided on a fixed shaft and rotated. As a result, the wear of the bearing 26 located between the crankshaft 23 and the cooling fan 27 can be reduced, and the life of the bearing 26 can be extended.
[0036]
Furthermore, even when an oil supply type reciprocating compressor is used, by efficiently cooling the compressor body, the generation of carbon caused by lubricating oil can be suppressed, and durability can be improved. .
[0037]
Thus, according to the present embodiment, a cooling fan 27 that rotates separately from the driven pulley 24 is provided on the crankshaft 23 so as to be rotatable with respect to the crankshaft 23 via the bearing 26. The rotational speed can be set to a rotational speed different from the rotational speed of the crankshaft 23, the rotational speed of the cooling fan 27 is increased more than the rotational speed of the crankshaft 23, and the amount of cooling air generated from the cooling fan 27 is increased. Can do. As a result, the cooling efficiency of the cylinder 8 or the like by the cooling air can be increased, the compression efficiency of the reciprocating air compressor can be increased, and the life can be extended.
[0038]
Further, by changing the pulley ratio of the second drive pulley 22 and the fan pulley 28 (cooling fan 27), the rotational speed of the cooling fan 27 can be changed to adjust the amount of cooling air generated from the cooling fan 27. it can.
[0039]
In the embodiment, the reciprocating air compressor is described as an example of the reciprocating compressor. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Widely applicable.
[0040]
Moreover, although the case where the electric motor was used as a motive power source was described, not only this but an internal combustion engine etc. may be used.
[0041]
Further, in the embodiment, the first driving pulley 21 and the driven pulley 24 having a large diameter are connected by a first belt 31, and the second driving pulley 22 and the cooling fan 27 having a small diameter are connected by a second belt 32. However, the present invention is not limited to this, and the drive shaft 21 is provided with the front and rear positions of the drive pulleys 21 and 22 reversed so that the second drive pulley 22, the driven pulley 24, and the first drive pulley 21 are cooled. A combination of fans 27 may be used. Further, the driven pulley 24 and the first driving pulley 21 are provided, the second driving pulley 22 and the cooling fan 27 are provided on the crankshaft 23, and the driven pulley 24, the second driving pulley 22, and the first driving pulley 22 are provided. The drive pulley 21 and the cooling fan 27 may be combined, and the rotation speed can be set by various combinations.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the crankshaft of the compressor body is provided with a driven pulley for rotating the crankshaft and the crankshaft rotatably via a bearing. Since a cooling fan that generates cooling air is provided toward the compressor body, and the rotational speed of the driven pulley and the cooling fan is made different, the rotation of the cooling fan can be made different from the rotation of the crankshaft. As a result, the rotation of the driven pulley is set to a rotation speed that enhances the compression efficiency of the compressor body, and the rotation speed of the cooling fan is set to a higher rotation speed than the driven pulley, thereby increasing the amount of cooling air generated from the cooling fan. The cooling efficiency for the compressor body can be increased, and the compression efficiency can be increased.
In addition , since the cooling fan is rotatably provided on the crankshaft via a bearing, the number of rotations of the cooling fan relative to the crankshaft and the number of rotations of the compressor body by the crankshaft can be made different.
[0043]
In the invention of claim 2 , since the cooling fan is composed of a fan pulley provided on the crankshaft via a bearing and a blade provided on the fan pulley, the number of revolutions of the cooling fan is set to the number of revolutions of the crankshaft. Can be different. Further, by changing the diameters of the first drive pulley and the second drive pulley and / or the diameters of the driven pulley and the fan pulley, the rotational speed of the cooling fan can be increased more than the rotational speed of the driven pulley. Cooling efficiency can be increased by increasing the amount of cooling air generated from the cooling fan, and compression efficiency can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a reciprocating air compressor according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view showing a reciprocating air compressor according to the embodiment.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing main parts of a crankshaft, a driven pulley, a bearing, a cooling fan, and the like.
FIG. 4 is a front view showing a reciprocating air compressor according to the prior art.
FIG. 5 is a plan view showing a conventional reciprocating air compressor.
[Explanation of symbols]
2 Electric motor (power source)
3 Drive shaft 5 Compressor body 8 Cylinder 21 First drive pulley 22 Second drive pulley 23 Crankshaft 24 Driven pulley 26 Bearing 27 Cooling fan 28 Fan pulley 29 Blade 31 First belt 32 Second belt

Claims

A power source having a drive shaft, first and second drive pulleys provided on the drive shaft of the power source, and a piston reciprocatingly within the cylinder by rotating a crank shaft provided away from the power source. A reciprocating compressor main body that compresses gas while moving; a driven pulley provided on a crankshaft of the compressor main body; and a rotatable pulley provided on the crankshaft via a bearing. A cooling fan that generates cooling air toward the head, a first belt wound between the first driving pulley and the driven pulley, and a winding between the second driving pulley and the cooling fan. And a reciprocating compressor comprising the second belt.

The cooling fan includes a fan pulley provided on a crankshaft via a bearing and a blade provided on the fan pulley, and the diameter and / or the follower of the first driving pulley and the second driving pulley. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the pulley and the fan pulley have different diameters.