JPH0236958Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、吸込流路の開閉と吐出流路中の大気
への開口部の開閉とを同時にかつ自力で行うよう
にしたオイルフリー容積形回転圧縮機の容量調整
装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の容量調整装置として、第１図に
示すものが公知である（実公昭58−19353号公
報）。すなわち、図において２１は容積形回転圧
縮機本体（以下、本体という。）でその吸込側に
は管２２を介して大気に開放した吸気口２３を備
えた吸込流路２４が、また、吐出側には中間部に
逆止弁２５を備えるとともに、この手前にて管２
６、大気開放口２７を介して大気に通じる吐出流
路２８が延設してある。

一方、吸気口２３と大気開放口２７との間には
第２シリンダ２９が固定してあり、吸気口２３の
開閉用として設けた吸気開閉弁３０と、大気開放
口２７の開閉用として設けた吐出圧力開放弁３１
とが第２シリンダ２９のピストンロツド３２によ
り一体作動可能に結合してある。この第２シリン
ダ２９内は第２ピストン３３により仕切られ、吸
気口２３側の前室３４と大気開放口２７側の後室
３５とからなり、後室３５内には第２ピストン３
３を介してピストンロツド３２を常時吸気口２３
側に付勢する第２ばね３６が設けてある。そし
て、第２ピストン３３に外力が加わらない時に
は、第２ばね３６の力により吸気開閉弁３０は吸
気口２３を閉じるとともに、吐出圧力開放弁３１
は大気開放口２７を開く。逆に第２ばね３６に打
勝つ外力が加わつた時には、吸気開閉弁３０は吸
気口２３を開くとともに、吐出圧力開放弁３１は
大気開放口２７を閉じるように形成してある。

そこで、この第２ピストン３３を作動させるた
めに四方切換弁４１を介して、その入側の管４
２，４３および出側の管４４，４５により、上記
前室３４、後室３５の各々と、吸込流路２４、三
方弁４６の出側部分の各々とを適宜切換可能に一
対一に連通させ、かつこの三方弁４６を介して管
４７，４８により本体２１の中間圧力と大気圧の
うちの高圧の方を上記出側の管４３に導くように
してある。

すなわち、まず、本体２１が作動する前は第２
ピストン３３には、第２ばね３６の力のみが働
き、吸気開閉弁３０は吸気口２３を閉じ、かつ吐
出圧力開放弁３１は大気開放口２７を開く。これ
とともに、第１図中実線で示すように四方切換弁
４１は管４２，４４を介して前室３４を吸込流路
２４に、また管４３，４７，４８を介して後室３
５を本体２１の中間部あるいは大気のうちの高圧
側に連通させた状態となつている。

そして、この状態では本体２１を起動すると前
室３４が真空に近い状態（厳密には、吸気口２３
の外側と吸込流路２４を直結する細管４９により
若干量の気体の吸込みは行われているが、以下真
空状態とみなす。）になるのに対して、後室３５
は上記中間圧または大気圧となり、ばね力ととも
に両圧力差により、第２ピストン３３は第１図中
左方へ付勢され、吸気開閉弁３０は吸気口２３を
閉じた状態を保つ。したがつて、吸込流路２４内
は真空状態となり本体２１は無負荷起動が可能と
なる。

ついで、第１図中破線で示すように、四方切換
弁４１を操作して上記と逆に前室３４を上記高圧
側に、後室３５を吸込流路２４に連通させる。こ
れにより後室３５を真空状態に、かつ前室３４を
高圧にして、両圧力差によつて段２ピストン３３
を右進させ、吸気口２３を開くとともに吐出圧力
開放弁３１により大気開放口２７を閉じ、負荷運
転へ移行させるようにしたものである。

さらに、その後適宜四方切換弁４１を操作する
ことにより、上記起動時と同じように吸気口２３
を閉じるとともに大気開放口２７を開き、無負荷
運転が可能となり節電を図ることができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この容量調整装置では、第２ば
ね３６は吸気開閉弁３０に対して吸気口２３を閉
じる方向に付勢するようになつている。このた
め、ばね力があまり強過ぎると、四方切換弁４１
を操作して負荷運転に移行しようとしても、前室
３４側の圧力がばね力に打勝つことができず、吸
気口２３を開くことができなくなる。また、たと
え第２ピストン３３が作動して吸気口２３を開い
ても、ばね力はその動作の妨げとなるように作用
するという欠点を有している。

これに対して、第２シリンダ２９内から第２ば
ね３６を除いたものが提案されている。しかしな
がら、このものでは本体２１の作動前に何らかの
理由（例えば振動）で第２ピストン３３（したが
つて吸気開閉弁３０、吐出圧力開放弁３１）が第
１図中右方に移動して吸気口２３が開いた場合、
吸気口２３を閉じることができないため、起動時
の無負荷運転ができないという欠点を有してい
る。

さらに、この容量調整装置は第２ピストン３３
を作動させるために本体２１の中間圧を利用して
いるため、本体２１が単段の場合には適用しにく
いという欠点を有している。すなわち、単段の場
合は一般的に圧縮比が大きいため、吸込気体のわ
ずかな変動（例えば0.5気圧）が圧縮比（例えば
７）と同比率で拡大され（すなわち3.5気圧）、中
間圧の変動が大きくなり、第２ピストン３３の作
動が不安定となり、無負荷、負荷運転の円滑な切
換えができない。

また、単段の場合は本体２１の圧縮室の部分か
ら上記四方切換弁４１を経て第２シリンダ２９へ
圧縮気体を取出すこととなるため、気体が高温と
なつており、これを冷やすために別途冷却器を設
けない限り、弁、ピストン等の動作部分がパツキ
ン類（Ｏ−リング、シール材等）が直ぐに使用で
きなくなる等の欠点を有している。

これに対して、本体２１が多段の場合は、一般
的に各段の圧縮比は単段の場合の数分の一にして
あるので吸込気体の圧力変動に起因する中間圧の
圧力変動はあまり大きくならない。また、各段の
吐出側には冷却器が設けてあるため、各段の中間
部分から取出す気体の温度の上昇は抑えられてい
る。したがつて、多段の場合には中間圧の圧力変
動、温度上昇によるパツキン類の損傷に関する限
りあまり問題でない。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記従来の欠点に鑑みてなされたも
ので、吸気通路の開閉と吐出流路中に設けた大気
への開口部の開閉とを同時にかつ自力で行うよう
にしたオイルフリー容積形回転圧縮機の容量調整
装置において、吸気開閉弁が吸気口を閉鎖する方
向に作動する時にのみ、この方向に加圧可能にピ
ストンロツドに係合し、かつ圧縮機の潤滑油ライ
ンの油圧により上記方向と逆方向に作動するよう
に形成するとともに、この逆方向に作動させる圧
力を生じる油室と上記ピストンロツドとを遮断す
るシール手段を上記ピストンロツドの周囲を取巻
く筒体の反油室側の先端に取付けたばね力解除手
段と、このばね力解除手段を上記ピストンロツド
に押付け、かつばね力解除手段を介してピストン
ロツドを上記閉鎖する方向に付勢するばね手段と
上記ばね力解除手段の反油室側の空間部を形成す
る壁体の一部に排油可能に設けた開口部とを備え
ることにより、無負荷、負荷運転の切換えを円滑
かつ確実に行い、さらに本体が多段機の場合はも
ちろん単段機の場合にも適用することも可能とし
たオイルフリー容積形回転圧縮機の容量調整装置
を提供しようとするものである。

（実施例） 次に、本考案の一実施例を図面にしたがつて説
明する。

第２図以下は、本考案に係る容量調整装置を適
用したオイルフリー容積形回転圧縮機を示し、第
１図に示す容量調整装置とは、吸気口２３から吸
込流路２４、本体２１を出て吐出流路２８、逆止
弁２５に至るライン構成、および第２ばね３６を
除く第２シリンダ２９の部分、吸気開閉弁３０、
吐出圧力開放弁３１ならびに四方切換弁４１、大
気開放口２７等については実質的に同一であり、
対応する部分には同一番号を付して説明を省略す
る。

さらに、本圧縮機では吸気口２３の第２シリン
ダ２９とは反対側の外側部に第１シリンダ１が取
付けてある。この第１シリンダ１内にはピストン
ロツド３２が延伸しており、その先端（左端）に
フランジ部材２を設けるとともに、摺動自在に下
記するばね力解除機能を有する第１ピストン３が
嵌挿してあり、第２図中左方の油室４と右方の空
気室５とに２分し、かつ第１ピストン３が左進す
る時にのみフランジ部材２と係合するように形成
してある。また、この第１ピストン３には常時左
方へ付勢するように第１ばね６が係合させてあ
り、第１ピストン３、フランジ部材２、ピストン
ロツド３２を介して、吸気口２３を閉じるととも
に大気開放口２７を開くようにばね力が働くよう
になつている。

一方、本体２１は油タンク７、油ポンプ８とと
もに油循環ライン９を形成しており、本体２１の
軸受部、歯車等の各可動部に適宜昇圧して潤滑油
を供給するようになつている。そして、この油循
環ライン９から切換弁１０を介して上記油室４に
油圧配管が施してあり、昇圧した潤滑油を適宜供
給、停止ができるように形成してある。

したがつて、油室４に潤滑油が供給されていな
い時（第２図参照）には第１ピストン３は第１ば
ね６の力のみを受けて、フランジ部材２を介して
ピストンロツド３２を左方へ付勢する。これに対
して、潤滑油が供給された時（第３図参照）に
は、第１ピストン３は右進して、第１ばね６を収
縮させるとともに、フランジ部材２から離脱して
ピストンロツド３２に対する左方向の付勢力を解
除する。

なお、第１ピストン３の壁体部分には大気へ開
放した開口部１１が形成してあり、油室４から空
気室５へ潤滑油が漏れてきても、この開口部１１
から外部へ排油させるようにしてある。また、第
１ピストン３にピストンロツド３２を取巻く筒体
を設け、その反油室側である吸気口２３側の先端
にシール材１２を固着し、右進時に吸気口２３と
の境界の壁面に密着して上記筒体によるピストン
ロツド３２への油の付着防止とともにピストンロ
ツド３２の周囲の隙間から吸気口２３内へ潤滑油
の漏れを完全に防いでいる。

さらに、四方切換弁４１の入側の一方のポート
は、逆止弁２５の下流側の吐出管１３から分岐し
た管１４によりこの下流側の吐出部分に連通して
いる。そして、四方切換弁４１の残る入側のポー
トおよび出側ポート部分は、上記同様管４２，４
４，４５により吸込流路２４、第２シリンダ２９
の前室３４、後室３５に連通している。ただし、
弁の開閉速度を調整して無負荷運転から負荷運転
への切換えを円滑に行わせるため管４４には絞り
機構１６が設けてある。

また、吐出管１３には、圧力検出器１５が設け
てあり、圧縮気体の消費状況を示す吐出管１３内
の圧力を検出できるようになつている。

次に、上記機構からなる圧縮機の作動について
説明する。

第２図は本体２１が作動する前の状態を示し、
四方切換弁４１は管４２と管４４、管１４と管４
５を連通させた状態で、かつ切換弁１０は閉の状
態にある。そして、上述したように第１ピストン
３はばね力により左端まで移動し、これとともに
ピストンロツド３２を介して、吸気開閉弁３０、
吐出圧力開放弁３１は左進して、確実に吸気口２
３を閉じ、かつ、大気開放口２７を開いた状態に
ある。

そこで、第３図に示すように本体２１、油ポン
プ８を起動するとともに、切換弁１０を開とす
る。この結果、油室４内に油圧が発生して、第１
ピストン３が右進して第１ばね６を収縮させ、ピ
ストンロツド３２にかかる左方向のばね力を解除
する。一方、第２シリンダ２９内は前室３４が真
空状態で、後室３５が管２６、逆止弁２５、管１
４、管４５を介して大気に通じて大気圧状態とな
り、第２ピストン３３は左方に付勢され、第１図
の場合と同様、吸気開閉弁３０は吸気口２３を閉
じ、吐出圧力開放弁３１は大気開放口２７を開い
た状態に保つ。

したがつて、吸込流路２４は真空状態となり本
体２１は無負荷運転を行う。

ついで、第４図に示すように切換弁１０を開放
態に保つたまま、四方切換弁４１を操作して前室
３４を吐出管１３に、後室３５を吸込流路２４に
連通させる。この結果、第２シリンダ２９内の圧
力差は第３図の場合とは逆になり第２ピストン３
３は右方へ付勢される。また、上述したようにピ
ストンロツド３２は第１ばね６の力を全く受けて
いないため、ピストンロツド３２、吸気開閉弁３
０および吐出圧力開放弁３１は何ら抵抗を受ける
ことなく右進する。したがつて、吸気口２３が開
くとともに大気開放口２７は閉じられ、管２６、
吸込流路２４から吸込まれた気体は圧縮されて吐
出流路２８へ吐出されるようになり、円滑に負荷
運転に移行する。

その後、圧縮気体の消費の量に応じて、すなわ
ち、圧力検出器１５の検出値に基づき、自動ある
いは手動で四方切換弁４１を第３図の状態になる
ように操作することにより適宜無負荷運転に切換
えることができる。

なお、上記実施例では管１４は逆止弁２５の下
流側から分岐させたが、本考案はこれに限るもの
でなく、この他例えば第２図〜第４図中破線Ａで
示すように本体２１と逆止弁２５との間から分岐
させてもよい。

また、ピストンロツド３２を作動させるのに第
２ピストン３３を用いたが、この他ダイヤフラム
を用いてもよい。

さらに、第１シリンダ１、吸気口２３、吸込流
路２４、第２シリンダ２９、大気開放口２７の配
列順序は上記実施例のものに限るものでなく、適
宜配置を入れ替えてもよく、また、第１シリンダ
１を吸気口２３の左方外壁面に直接取付けずに適
宜間隙を設けてもよい。

（考案の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案によれ
ば、吸気通路の開閉と吐出流路中に設けた大気へ
の開口部の開閉とを同時にかつ自力で行うように
したオイルフリー容積形回転圧縮機の容量調整装
置において、吸気開閉弁が吸気口を閉鎖する方向
に作動する時にのみ、この方向に加圧可能にピス
トンロツドに係合し、かつ圧縮機の潤滑油ライン
の油圧により上記方向と逆方向に作動するように
形成するとともに、この逆方向に作動させる圧力
を生じる油室と上記ピストンロツドとを遮断する
シール手段を上記ピストンロツドの周囲を取巻く
筒体の反油室側の先端に取付けたばね力解除手段
と、このばね力解除手段を上記ピストンロツドに
押付け、かつばね力解除手段を介してピストンロ
ツドを上記閉鎖する方向に付勢するばね手段と上
記ばね力解除手段の反油室側の空間部を形成する
壁体の一部に排油可能に設けた開口部とを備えて
ある。

このため、本体が停止した状態では、吸気口を
閉じ、大気開放口を開くようにピストンロツドに
対して常時ばね力を作用させて無負荷運転を確実
にできるようにする一方、一旦本体が起動される
と、上記ばね力を解除して、弁に対して、作動に
必要な力のみが加わるようになり、無負荷運転か
ら負荷運転へ円滑かつ確実に移行することとがで
きる。

また、四方切換弁の入側で、かつ高圧側の管を
本体の吐出流路から分岐させているため、圧縮気
体は冷却され、かつ圧力変動も少なくなり、本体
が多段構成の場合は勿論、単段の場合にも問題な
く適用できる。

さらに、第１シリンダ部分を油圧、空圧を組合
せて構成しているため、第１ピストンおよびピス
トンロツドのフランジ部材部分を小型化できる。

その他、第１ピストンにピストンロツドの周囲
を取巻く筒体を設け、その先端にシール手段を取
付けてある故、シール手段は第１シリンダの内周
面と摺接せず、第１ピストンに対して摩擦力によ
りその作動のための駆動力を増大させることな
く、また自らの摩耗も最小限に止めて耐久性も良
くなり、かつピストンロツドに油が付着するのを
防ぎ、開口部より排油することによりオイルフリ
ー形の装置では許されない吸気流路への油の漏れ
を防止できる等の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の容量調整装置を適用したオイル
フリー容積形回転圧縮機の機器構成図、第２図〜
第４図は本考案に係る容量調整装置を適用したオ
イルフリー容積形回転圧縮機の起動前、無負荷運
転時、負荷運転時の状態を示す機器構成図であ
る。 １……第１シリンダ、２……フランジ部材、３
……第１ピストン、６……第１ばね、７……油循
環ライン、１０……切換弁、１１……開口部、１
２……シール材、２１……本体、２３……吸気
口、２７……大気開放口、２８……吐出流路、２
９……第２シリンダ、３０……吸気開閉弁、３１
……吐出圧力開放弁、３２……ピストンロツド、
３３……第２ピストン、３４……前室、３５……
後室、４１……四方切換弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮機本体吸込側の吸気口を開閉する吸気開閉
   弁と、圧縮機本体吐出側の吐出流路の中間部に設
   けた大気開放口を開閉する吐出圧力開放弁とを、
   定位置に固定した第２シリンダ内のピストンロツ
   ドにより一体作動可能に、かつ互いに開閉逆動作
   を行うように連結する一方、上記ピストンロツド
   に固定したピストンあるいはピストンロツドを進
   退させるようにこれに係合したダイヤフラムの前
   後のシリンダ室の各々と、圧縮機本体の吸込口側
   部分ならびに気体閉込部より下流側の適宜箇所の
   各々とを四方切換弁を介して、適宜切換え可能に
   一対一に連通させて各室の圧力差によりピストン
   を作動させるようにしたオイルフリー容積形回転
   圧縮機の容量調整装置において、上記吸気開閉弁
   が吸気口を閉鎖する方向に作動する時にのみ、こ
   の方向に加圧可能にピストンロツドに係合し、か
   つ圧縮機の潤滑油ラインの油圧により上記方向と
   逆方向に作動するように形成するとともに、この
   逆方向に作動させる圧力を生じる油室と上記ピス
   トンロツドとを遮断するシール手段を上記ピスト
   ンロツドの周囲を取巻く筒体の反油室側の先端に
   取付けたばね力解除手段と、このばね力解除手段
   を上記ピストンロツドに押付け、かつばね力解除
   手段を介してピストンロツドを上記閉鎖する方向
   に付勢するばね手段と上記ばね力解除手段の反油
   室側の空間部を形成する壁体の一部に排油可能に
   設けた開口部とを備えたことを特徴とするオイル
   フリー容積形回転圧縮機の容量調整装置。