JP5617196B2 - 多段圧縮機 - Google Patents
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Description
また、リップリングは、ドーナツ板状のベース部とリップ部とから構成され、ベース部とリップ部の両外側面が接する外側コーナー部の曲率半径は、ベース部とリップ部の両内側面が接する内側コーナー部の曲率半径にリップリングの厚さを加えた寸法よりも小さく形成されているから、ピストン本体とシリンダとリップリング間にできるスペースが小さくなる。したがって、コーナー部のボリュームが相対的に大きくなり、ピストン本体の上方からのシリンダの内圧が加わっても内圧による応力が小さくなるので、リップリングの変形を良好に抑制することができる。しかも、シリンダの内圧が上昇しても、リップ部が外側へ張る力は低いのでリップリングの摩耗量は低減する。
また、高圧側のロッキングピストンの少なくとも高圧領域でシール作用をするリップリングのリップ高さは低圧側のロッキングピストンのリップリングのリップ高さよりも低く形成されているので、弾性も低く、外側に張るための圧力が高くなるため、高圧の作用を受けたときに変形しにくく、エア漏れによるシール不良を起こすおそれが小さい。
また、高圧側シリンダとリップリングの摺動抵抗が小さくなることから、高圧側シリンダに高圧側ロッキングピストンを挿入する組付時において、抵抗が小さいため、組付性が向上する。
つまり、外側コーナー部27の曲率半径r1は、内側コーナー部28の曲率半径r2にリップリング14の厚さtを加えた寸法よりも小さく形成されている。つまり、コーナー部26の厚さは、リップリング14のベース部25とリップ部15の厚さよりも大きくなるように設定されている。外側コーナー部27の曲率半径はゼロでもよい。
3、4 ロッキングピストン
6、7 コネクティングロッド
14 リップリング
15 リップ部
24 ベース部
20 リング押え
27 外側コーナー部
28 内側コーナー部
Claims (17)
- 低圧用圧縮機と高圧用圧縮機とを連結した多段圧縮機において、低圧側の圧縮機のシリンダ内に摺動自在に配置されたピストンと、高圧側の圧縮機のシリンダ内に摺動自在に配置されたピストンをロッキングピストンとによって構成し、高圧側の圧縮機のロッキングピストンには、コネクティングロッドの先端に一体に設けられてシリンダ内を揺動しながら摺動する皿状のピストン本体と、ピストン本体の上部に設けられたリング押えと、ピストン本体とリング押えとの間に設けられて少なくとも高圧領域で上記シリンダの内面に接してシール作用をする程度に弾性変形可能なシール部を有するリップリングと、を設け、
低圧側の圧縮機のロッキングピストンよりも高圧側の圧縮機のロッキングピストンのピストン部の外径を小さくし、
高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リップリングは、ピストン本体とリング押えとの間に挟持されるドーナツ板状のベース部と、ベース部の外周端から起立形成されてピストン本体とシリンダ内面との間をシールするリップ部とから構成され、ベース部とリップ部の両外側面が接する外側コーナー部の曲率半径は、ベース部とリップ部の両内側面が接する内側コーナー部の曲率半径にリップリングの厚さを加えた寸法よりも小さく形成され、
上記ロッキングピストンのリップリングは全周が連続した形状で、高圧側のロッキングピストンの少なくとも高圧領域でシール作用をするリップリングのリップ高さは低圧側のロッキングピストンのリップリングのリップの高さよりも低く形成されていることを特徴とする多段圧縮機。 - 高圧側の圧縮機のロッキングピストンのストロークと、揺動回転中心からシール部の中心までの距離とで決まる揺動角を低圧側の圧縮機のロッキングピストンのストロークと揺動回転中心からシール部の中心までの距離とで決まる揺動角よりも小さくすることを特徴とする、請求項1記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンの少なくとも高圧領域でシール作用をするリップリングの外径のシリンダの内径に対するオーバーラップ量は、低圧側のロッキングピストンのリップリングの外径のシリンダの内径に対するオーバーラップ量よりも小さくしたことを特徴とする、請求項1又は2記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンのリップリングには、高圧領域でシール作用をする高圧領域用シール部と低圧領域でシール作用をする低圧領域用シール部とを設けたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リップリングの最外径はシリンダの内径よりも大きく、かつピストン本体の最大傾斜時に接するシリンダ内面の楕円の長径よりも大きく形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リップリングのベース部の下面は、上記内側コーナー部の曲面の少なくとも内側エンド部と垂直に交わる部位からシリンダ側にかけてピストン本体の上面と接面していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記ロッキングピストンがシリンダに対して傾斜していない状態において、リップリングとシリンダとは、少なくともベース部の上面の延長が上記シリンダの内面と接する部位から上端側にかけて上記シリンダと接面していることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが小さい上側において、上記リップリングは、上記内側コーナー部の外側エンド部と直角に交わる部位よりも下方の領域でシリンダと接触していることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記ロッキングピストンが最大に傾斜した時には、上記シリンダとのスペースが大きい側において上記リップリングのリップ部とリング押えとのスペースD1は、ピストン本体上部とシリンダ間のスペースD2以下とすることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リップリングのリップ部とリップリングを押えるリング押えとの間に微小なスペースを形成し、少なくとも上記リング押えの外周面を上記シリンダの内径と略同じ大きさの直径を有する略球形の表面形状をなすように形成したことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リップリングのベース部の上面は、上記内側コーナー部の曲面の内側エンド部より中心側に離れた部位でリング押えの下面と接触し始めるようにしたことを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リング押えとピストン本体とは、リップリングのベース部の内側で直接に当接していることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記リング押えとピストン本体とは、少なくとも使用状態の圧力が作用したときに、リップリングのベース部の内側で中間材を介して当接していることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、リング押えには、リップリングのベース部との接面部に押し当てる環状突起を形成したことを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記ピストン本体の上面には、リップリングのベース部の中央開口部の開口縁部を押し上げる環状突起を形成したことを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記コネクティングロッドは揺動方向に幅広に形成されているとともに、コネクティングロッドの幅方向と直交する方向には変形抑制部が形成され、この変形抑制部はピストン本体の下面に接合されていることを特徴とする、請求項1〜15のいずれかに記載の多段圧縮機。
- 高圧側の圧縮機のロッキングピストンにおいて、上記ピストン本体とリング押えの少なくとも一方の外周面には、リップリングと同等以上の強度を有する非金属製の保護部材を設けたことを特徴とする、請求項1〜16のいずれかに記載の多段圧縮機。
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