JP6170396B2 - 加圧型ブースター圧縮機 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された加圧型ブースター圧縮機では、クランクケースに安全弁を設けることで、クランク室の内部圧力が過剰に上昇しないようにしている。
また、クランクケースに安全弁を設けるという方策は、安全弁の作動によりクランク室の圧力が低下すると、安全弁は自動復帰し、安全弁の復帰により再度クランク室の圧力が上昇する。この圧力増減の繰り返しが行われる結果、ブースター圧縮機を構成する構造体の損傷を招くという問題がある。
また、クランクケースの隔壁に低強度壁を形成するだけであるので高コストにはならない。
このように、中空筒体とは別体で外方に面した端板に低強度壁を形成することで、低強度壁の形成が容易になる。
これによって、クランク室が許容上限圧力以上に昇圧し、低強度板が破壊したときは、破壊した低強度板を別部品と交換するだけで、運転の再開が可能となる。また、低コストな低強度板を別部品と交換しても高コストとならない。
次に、本発明の第1実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る加圧型ブースター圧縮機10の構成を示している。図1において、シリンダ12の上部にバルブスペーサ39を介してシリンダヘッド14が設けられ、シリンダ12の内部にピストン16が往復動自在に収容されている。シリンダ12の下部にクランクケース18が連結されている。シリンダ12、バルブスペーサ39、シリンダヘッド14及びピストン16で圧縮室pを形成している。
クランク軸24は出力軸28aに対して平行にかつ出力軸28aの回転軸に対して偏心した位置に配置され、出力軸28aと連結部材30を介して連結されている。クランク軸24は出力軸28aの回転によって公転し、ピストン16はクランク軸24の公転運動によって往復動する。クランク軸24には、出力軸28aに対するクランク軸24の偏心位置と180°位相が異なる位置にカウンタウェイト31が一体に形成されている。
また、加圧気体供給管38から加圧された被圧縮気体が吸入部32に供給される。被圧縮気体は吸入弁35を介して圧縮室pに供給され、圧縮室pで昇圧される。昇圧した被圧縮気体は吐出弁37を介して吐出口34aから需要先に送られる。同時に、被圧縮気体は分岐管38aを介してクランク室cにも供給される。これによって、圧縮室pとクランク室cとの圧力差が減じられるので、クランク軸24の駆動トルクを減じ省エネを達成できると共に、クランク軸の回転が不均一になることによって発生するトルク変動の増大、振動などを防止できる。
なお、薄肉部52は、必ずしも同一厚さとする必要はなく、壊れやすくするためかつ破壊部を特定させるため、一部に溝を形成させ、この溝形成部の強度を許容上限圧力と一致させるようにしてもよい。
そのため、安全弁を設けた場合のように自動復帰してクランク室cが何度も許容上限圧力に達することがないため、加圧型ブースター圧縮機10を構成する構造体の損傷を招かない。また、端板22に薄肉部52を形成するだけで低強度壁50Aを形成できるので、高コストにはならない。
さらに、低強度壁50Aを薄肉部52で構成したので、端板22の加工時に同時に薄肉部52を形成できる。これによって、低強度壁50Aの加工工数を低減でき低コスト化できる。
次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。図3において、本実施形態の低強度壁50Bは、端板22に円形の貫通孔22bを形成する。そして、貫通孔22bに端板22の外側から、円形を有し、貫通孔22bより大径で薄板の低強度板54を当て、貫通孔22bを遮蔽する。低強度板54の外側に低強度板54を固定する固定具56を配置する。固定具56は低強度板54より大径で円形形状を有している。固定具56の中心部には、低強度板54を収容可能な大きさ及び深さを有する円形の凹部56aが形成されている。
また、固定具56は端板22に着脱可能に固定されるので、低強度板54の交換が容易になる。
次に、本発明の第3実施形態に係る低強度壁50Cの構成を図4〜図6に基づいて説明する。図4〜図6において、端板22に四角形状の貫通孔22cが形成されている。端板22の外表面に貫通孔22cの開口面積より十分大きい面積を有する四角形状の固定具62が、貫通孔22cを覆うように配置されている。固定具62は、端板22の外表面に溶着などの方法で固着されている。固定具62の内面には、低強度板60が圧入可能な深さを有する凹部62aが凹設されている。図5に示すように、凹部62aは、固定具62の横方向辺62bの全長に亘り形成されている。
12 シリンダ
14 シリンダヘッド
14a 隔壁
16 ピストン
17 コネクティングロッド
18 クランクケース
20 中空円筒体
20a 外周壁
20b 端壁
20c フランジ
20d 脚部
22 端板
22a 切欠部
22b、22c 貫通孔
23 ボルト
24 クランク軸
26 ハウジング
28 電動モータ
28a 出力軸
29、44 転がり軸受
30 連結部材
31 カウンタウェイト
32 吸入部
32a 吸入口
33 吸入路
34 吐出部
34a 吐出口
36 吐出路
35 吸入弁
37 吐出弁
38 加圧気体供給管
38a 分岐管
39 バルブスペーサ
40 モータケース
40a 端面
42 支持部
46 給電ケーブル
48 端子
50A、50B、50C 低強度壁
52 薄肉部
54、60 低強度板
60a 長辺
60b 先細先端
60c 厚肉端
56、62 固定具
56a、62a 凹部
62b 横方向辺
c クランク室
p 圧縮室
Claims (6)
- シリンダヘッドを有するシリンダと、
前記シリンダの内部で往復動し、前記シリンダヘッド及び前記シリンダと共に圧縮室を画成するピストンと、
前記ピストンに連結されたクランク軸及び該クランク軸を回転運動させる駆動軸と、
前記クランク軸を収容し、外部と隔離されたクランク室を画成するクランクケースとを有する加圧型ブースター圧縮機において、
前記圧縮室及び前記クランク室に夫々加圧された被圧縮気体を供給する加圧気体供給管を備え、
前記クランクケースの隔壁のうち外方に面した隔壁の一部を、前記クランク室の許容上限圧力で破壊する低強度壁で構成したことを特徴とする加圧型ブースター圧縮機。 - 前記クランクケースは、
外周壁と一方の端面を形成する端壁とからなり、他方の端面が外方に開放された中空筒体と、
前記中空筒体に固定されて前記他方の端面を閉鎖する端板とで構成され、
前記端板に前記加圧気体供給管が接続されると共に、該加圧気体供給管と異なる位置に前記低強度壁が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の加圧型ブースター圧縮機。 - 前記低強度壁は、前記クランクケースの外方に面した隔壁又は前記端板に薄肉部を形成してなるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の加圧型ブースター圧縮機。
- 前記クランクケースの外方に面した隔壁又は前記端板に貫通孔が形成され、
前記低強度壁は、
前記クランク室の許容上限圧力で破壊する強度を有し、前記貫通孔周辺の前記隔壁又は前記端板の外表面に当接され前記貫通孔を遮蔽する低強度板と、
前記貫通孔周辺の前記隔壁又は前記端板の外表面に固定され、前記低強度板を前記貫通孔を遮蔽した位置に固定する固定具とで構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の加圧型ブースター圧縮機。 - 前記固定具が前記貫通孔周辺の前記隔壁又は前記端板の外表面に着脱可能に固定されていることを特徴とする請求項4に記載の加圧型ブースター圧縮機。
- 前記貫通孔周辺の前記隔壁又は前記端板の外表面と前記固定具との間に隙間が形成されており、
前記低強度板は断面がクサビ状に形成され、前記隙間に圧入されて前記貫通孔を遮蔽する位置に固定されていることを特徴とする請求項4に記載の加圧型ブースター圧縮機。
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