JPH04262077A - 往復動圧縮機 - Google Patents
往復動圧縮機Info
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- JPH04262077A JPH04262077A JP3044494A JP4449491A JPH04262077A JP H04262077 A JPH04262077 A JP H04262077A JP 3044494 A JP3044494 A JP 3044494A JP 4449491 A JP4449491 A JP 4449491A JP H04262077 A JPH04262077 A JP H04262077A
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- Japan
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- piston
- cylinder
- piston ring
- gas
- reciprocating compressor
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- Pending
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
- F04B39/122—Cylinder block
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気等の気体を圧縮す
るための往復動圧縮機に関し、詳しくは、シリンダとピ
ストンとの摺動面等に油潤滑を行わない、いわゆる無潤
滑式の往復動圧縮機の構造に関するものである。
るための往復動圧縮機に関し、詳しくは、シリンダとピ
ストンとの摺動面等に油潤滑を行わない、いわゆる無潤
滑式の往復動圧縮機の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】往復動圧縮機は、外周面にピストンリン
グを装着したピストンが、シリンダ室内を上下動し、ピ
ストンが下方に移動するとき、空気等の圧縮すべき気体
が吸気弁を経てシリンダ室内に吸入され、ピストンが上
方に移動して略上死点近傍に位置するとき、シリンダ室
内の圧縮された気体を吐出弁を経て外部に吐出する構造
になっている。前記ピストンの上下動におけるシリンダ
内面とピストンリングの外周面との摺動摩擦を、潤滑油
を使用しないで軽減する場合（いわゆる無潤滑の場合）
、ピストンリングの材質としてポリテトラフルオルエチ
レン（四フッ化樹脂）やポリクロルトリフルオルエチレ
ン（三フッ化樹脂）等の耐熱性を有し、且つ摩擦係数の
低い合成樹脂を用いて、いわゆる自己潤滑するのが一般
的であった。
グを装着したピストンが、シリンダ室内を上下動し、ピ
ストンが下方に移動するとき、空気等の圧縮すべき気体
が吸気弁を経てシリンダ室内に吸入され、ピストンが上
方に移動して略上死点近傍に位置するとき、シリンダ室
内の圧縮された気体を吐出弁を経て外部に吐出する構造
になっている。前記ピストンの上下動におけるシリンダ
内面とピストンリングの外周面との摺動摩擦を、潤滑油
を使用しないで軽減する場合（いわゆる無潤滑の場合）
、ピストンリングの材質としてポリテトラフルオルエチ
レン（四フッ化樹脂）やポリクロルトリフルオルエチレ
ン（三フッ化樹脂）等の耐熱性を有し、且つ摩擦係数の
低い合成樹脂を用いて、いわゆる自己潤滑するのが一般
的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
フッ素樹脂等の自己潤滑性を有する合成樹脂は摩擦係数
が小さいが、耐摩耗性が低い。特に、摺動面圧が増大す
るに従って摩耗量が大幅に増大する。
フッ素樹脂等の自己潤滑性を有する合成樹脂は摩擦係数
が小さいが、耐摩耗性が低い。特に、摺動面圧が増大す
るに従って摩耗量が大幅に増大する。
【０００４】他方、ピストンリングは、ピストンの外周
面に凹み形成したリング溝に嵌合し、且つピストンの半
径外向きに弾発するように張り出させてある。しかも、
気体の圧縮行程では、シリンダ室内における高い圧力の
気体が、ピストンの上面からその外周とシリンダ内周面
との隙間を通って前記リング溝内に回り込み、ピストン
リングを半径外向きに押圧するように、当該ピストンリ
ングの内周面側に背面圧として作用する。上死点近傍で
は前記ピストンリング背面圧が増大して、当該ピストン
リングによるシリンダ内周面への摺動面圧が益々増大す
ることになり、前記合成樹脂製ピストンリングの摩耗が
激しくなる。これにより、ピストンリングの耐久性の低
下と共に、摩耗により粉体となった合成樹脂が圧縮気体
内に混入し、清浄な圧縮気体が得られないという問題が
あった。
面に凹み形成したリング溝に嵌合し、且つピストンの半
径外向きに弾発するように張り出させてある。しかも、
気体の圧縮行程では、シリンダ室内における高い圧力の
気体が、ピストンの上面からその外周とシリンダ内周面
との隙間を通って前記リング溝内に回り込み、ピストン
リングを半径外向きに押圧するように、当該ピストンリ
ングの内周面側に背面圧として作用する。上死点近傍で
は前記ピストンリング背面圧が増大して、当該ピストン
リングによるシリンダ内周面への摺動面圧が益々増大す
ることになり、前記合成樹脂製ピストンリングの摩耗が
激しくなる。これにより、ピストンリングの耐久性の低
下と共に、摩耗により粉体となった合成樹脂が圧縮気体
内に混入し、清浄な圧縮気体が得られないという問題が
あった。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであって、ピストンリング背面圧が最大とな
る上死点近傍において、シリンダ内壁面側から、圧縮気
体の圧力をピストンリングの外周面に付与することによ
り、当該ピストンリングによるシリンダ内周面への摺動
面圧を低減させるという技術的課題を解決することを目
的とするものである。
されたものであって、ピストンリング背面圧が最大とな
る上死点近傍において、シリンダ内壁面側から、圧縮気
体の圧力をピストンリングの外周面に付与することによ
り、当該ピストンリングによるシリンダ内周面への摺動
面圧を低減させるという技術的課題を解決することを目
的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明は、外周面にピストンリングを装着したピスト
ンが、シリンダ室内を上下摺動するように構成した往復
動圧縮機において、前記ピストンにより圧縮された気体
が当該ピストンの外周面方向に通じるオリフィスを、ピ
ストンの上死点近傍のシリンダの内周壁部に設ける。 また、このピストン上死点近傍のシリンダの内周壁部に
、そのピストンにより圧縮された気体が当該ピストンの
外周面方向に通じる気孔を多数有する多孔質部材を設け
ても良い。
、本発明は、外周面にピストンリングを装着したピスト
ンが、シリンダ室内を上下摺動するように構成した往復
動圧縮機において、前記ピストンにより圧縮された気体
が当該ピストンの外周面方向に通じるオリフィスを、ピ
ストンの上死点近傍のシリンダの内周壁部に設ける。 また、このピストン上死点近傍のシリンダの内周壁部に
、そのピストンにより圧縮された気体が当該ピストンの
外周面方向に通じる気孔を多数有する多孔質部材を設け
ても良い。
【０００７】
【作用】前記構成の往復動圧縮機において、ピストンが
上昇して上死点近傍にくると、シリンダ室内の気体の圧
力が急速に増大し、前述のようにピストン外周面に装着
されたピストンリングの背面圧も増大して、シリンダ内
周面への摺動押圧力が増大する。一方、前記ピストンに
より圧縮された気体が当該ピストンの外周面方向に通じ
るオリフィスを、ピストンの上死点近傍のシリンダの内
周壁部に設けたので、当該シリンダ室内で圧縮されて高
圧と成った気体が、前記シリンダの内周壁部のオリフィ
スを通ってピストンリングの外周面に到達し、その気体
の高圧によりピストンリングを半径内方向に押圧するこ
とになる。換言すると、圧縮された気体の一部がオリフ
ィスを通って前記ピストンリングの背面圧を打ち消す方
向に働くことになり、当該ピストンリングによるシリン
ダ内周面への摺動押圧力をそれだけ低減できる。
上昇して上死点近傍にくると、シリンダ室内の気体の圧
力が急速に増大し、前述のようにピストン外周面に装着
されたピストンリングの背面圧も増大して、シリンダ内
周面への摺動押圧力が増大する。一方、前記ピストンに
より圧縮された気体が当該ピストンの外周面方向に通じ
るオリフィスを、ピストンの上死点近傍のシリンダの内
周壁部に設けたので、当該シリンダ室内で圧縮されて高
圧と成った気体が、前記シリンダの内周壁部のオリフィ
スを通ってピストンリングの外周面に到達し、その気体
の高圧によりピストンリングを半径内方向に押圧するこ
とになる。換言すると、圧縮された気体の一部がオリフ
ィスを通って前記ピストンリングの背面圧を打ち消す方
向に働くことになり、当該ピストンリングによるシリン
ダ内周面への摺動押圧力をそれだけ低減できる。
【０００８】また、ピストンの上死点近傍のシリンダの
内周壁部に、前記ピストンにより圧縮された気体が当該
ピストンの外周面方向に通じる気孔を多数有する多孔質
部材を設けた場合にも、高圧の気体が上死点近傍のシリ
ンダの内周壁部における多孔質部材の気孔を通じて、前
記と同様にピストンリングの外周面に半径内方向に作用
する。
内周壁部に、前記ピストンにより圧縮された気体が当該
ピストンの外周面方向に通じる気孔を多数有する多孔質
部材を設けた場合にも、高圧の気体が上死点近傍のシリ
ンダの内周壁部における多孔質部材の気孔を通じて、前
記と同様にピストンリングの外周面に半径内方向に作用
する。
【０００９】
【実施例】次に実施例について説明すると、図１は本発
明の第１実施例を示す側断面図であり、符号１は往復動
圧縮機の金属製（アルミ合金等）のシリンダ、符号３は
連接棒２の上端に回転自在に嵌合したピストンピン４を
介して取りつくピストンを各々示す。該ピストン３の外
周面には、当該ピストンヘッドから適宜下方位置に複数
のリング溝５を環状に形成し、各リング溝５には前記摺
動摩擦係数の小さい材料（例えばポリテトラフルオルエ
チレンやポリクロルトリフルオルエチレン）から成るピ
ストンリング６を嵌合する。このピストン３は、図示し
ない原動機にて回転するクランク軸に連接した連接棒２
の上下動に伴い、シリンダ１内で上下動し、ピストン３
の下降行程で吸気弁７を開いて、空気等の圧縮すべき気
体をシリンダ室１０内に吸入し、ピストン３の上昇行程
でシリンダ１内の気体を圧縮させ、その上死点近傍にて
吐出弁８を開いて、外部の必要箇所に導入するため高圧
気体を吐出する。
明の第１実施例を示す側断面図であり、符号１は往復動
圧縮機の金属製（アルミ合金等）のシリンダ、符号３は
連接棒２の上端に回転自在に嵌合したピストンピン４を
介して取りつくピストンを各々示す。該ピストン３の外
周面には、当該ピストンヘッドから適宜下方位置に複数
のリング溝５を環状に形成し、各リング溝５には前記摺
動摩擦係数の小さい材料（例えばポリテトラフルオルエ
チレンやポリクロルトリフルオルエチレン）から成るピ
ストンリング６を嵌合する。このピストン３は、図示し
ない原動機にて回転するクランク軸に連接した連接棒２
の上下動に伴い、シリンダ１内で上下動し、ピストン３
の下降行程で吸気弁７を開いて、空気等の圧縮すべき気
体をシリンダ室１０内に吸入し、ピストン３の上昇行程
でシリンダ１内の気体を圧縮させ、その上死点近傍にて
吐出弁８を開いて、外部の必要箇所に導入するため高圧
気体を吐出する。
【００１０】図１及び図２に示す符号９は、シリンダ１
の内周壁部（肉厚部）に設けたオリフィスを示し、前記
ピストン３が上死点近傍まで上昇したとき、シリンダ室
１０内でピストン３により圧縮された高圧の気体が、上
部側のオリフィス開口部９ａを通って、一旦シリンダ１
の内周壁部に設けた縦通路９ｂを下降し、下部側のオリ
フィス開口部９ｃからピストンリング６の外周面に向か
って、半径内方向に吹きつけるように構成するものであ
る（図２の矢印参照）。なお、符号１１はシリンダ１の
肉厚部に設けた冷却水または冷却空気が通過する冷却通
路である。
の内周壁部（肉厚部）に設けたオリフィスを示し、前記
ピストン３が上死点近傍まで上昇したとき、シリンダ室
１０内でピストン３により圧縮された高圧の気体が、上
部側のオリフィス開口部９ａを通って、一旦シリンダ１
の内周壁部に設けた縦通路９ｂを下降し、下部側のオリ
フィス開口部９ｃからピストンリング６の外周面に向か
って、半径内方向に吹きつけるように構成するものであ
る（図２の矢印参照）。なお、符号１１はシリンダ１の
肉厚部に設けた冷却水または冷却空気が通過する冷却通
路である。
【００１１】この構成によれば、ピストン３が上昇して
上死点近傍にくると、シリンダ室１０内の気体の圧力が
急速に増大し、前高圧の気体はピストン３外周面とシリ
ンダ内周面との隙間を通り、リング溝５箇所で、そこに
装着されたピストンリング６の内周側を半径外向きに押
圧する。これによりピストンリング６の背面圧も増大し
て、シリンダ１内周面への摺動押圧力が増大するが、前
述のように、前記ピストン３により圧縮された高圧の気
体が、前記シリンダ１の内周壁部のオリフィス９を通っ
てピストンリング６の外周面に到達し、その気体の高圧
によりピストンリング６を半径内方向に押圧することに
なる。
上死点近傍にくると、シリンダ室１０内の気体の圧力が
急速に増大し、前高圧の気体はピストン３外周面とシリ
ンダ内周面との隙間を通り、リング溝５箇所で、そこに
装着されたピストンリング６の内周側を半径外向きに押
圧する。これによりピストンリング６の背面圧も増大し
て、シリンダ１内周面への摺動押圧力が増大するが、前
述のように、前記ピストン３により圧縮された高圧の気
体が、前記シリンダ１の内周壁部のオリフィス９を通っ
てピストンリング６の外周面に到達し、その気体の高圧
によりピストンリング６を半径内方向に押圧することに
なる。
【００１２】換言すると、圧縮された気体の一部がオリ
フィス９を通って前記ピストンリング６の背面圧を打ち
消す方向に働くことになり、当該ピストンリング６によ
るシリンダ１内周面への摺動押圧力をそれだけ低減でき
ることになる。
フィス９を通って前記ピストンリング６の背面圧を打ち
消す方向に働くことになり、当該ピストンリング６によ
るシリンダ１内周面への摺動押圧力をそれだけ低減でき
ることになる。
【００１３】図４は第２実施例を示し、ピストン３が上
死点近傍に位置するとき、そのピストン３ヘッドよりも
適宜上方からピストンリング６の外周面箇所相当する箇
所までに渡って、シリンダ１の内周壁部に多孔質部材１
２を埋め込む。この多孔質部材１２は、アルミナ系、炭
化珪素系、窒化珪素系、ＳｎＯ２系、ＳｉＯ２系等の多
孔質セラミック材であって、耐圧力性能にすぐれたもの
が適当である。
死点近傍に位置するとき、そのピストン３ヘッドよりも
適宜上方からピストンリング６の外周面箇所相当する箇
所までに渡って、シリンダ１の内周壁部に多孔質部材１
２を埋め込む。この多孔質部材１２は、アルミナ系、炭
化珪素系、窒化珪素系、ＳｎＯ２系、ＳｉＯ２系等の多
孔質セラミック材であって、耐圧力性能にすぐれたもの
が適当である。
【００１４】また、前記多孔質部材１２における不必要
な孔部分を適当な封孔部材１３にて封止すると、シリン
ダ室１０内の高圧気体を、ピストン３の外周面のピスト
ンリング６箇所に集中的に導くことができて（図４の点
線矢印参照）、効果的である。この封孔処理は、図４に
示すようにシリンダ１内周面の全周に渡って、またはシ
リンダ１内周面にその円周方向に沿って適宜間隔で、シ
リンダヘッド１４の下面近傍の高さ寸法（Ｈ１）を除き
、適宜高さ寸法（Ｈ２）だけ実行する。封孔部材１３の
実施例として、熱硬化性合成樹脂、金属、セラミック、
あるいはサーメット（金属粉とセラミックとの混合物を
焼結したもの）等があり、その封孔処理方法としては、
封孔部材１３を多孔質部材１２の表面に溶融含浸、溶射
、メッキ等、封孔部材１３の材質に適した方法を採用す
れば良い。 図４の構成によれば、シリンダ１の上端
側内面を適宜深さ寸法（Ｌ）および高さ寸法（Ｈ３）だ
け切削して、その凹所１５にピストンリング６の外周面
方向に通じる気孔を多数有する多孔質部材１２を埋設す
れば良く、この多孔質部材１２をシリンダ１の内周壁部
に露出するように設けることがきわめて容易となるので
、製造コストも大きく低減できる効果を奏する。
な孔部分を適当な封孔部材１３にて封止すると、シリン
ダ室１０内の高圧気体を、ピストン３の外周面のピスト
ンリング６箇所に集中的に導くことができて（図４の点
線矢印参照）、効果的である。この封孔処理は、図４に
示すようにシリンダ１内周面の全周に渡って、またはシ
リンダ１内周面にその円周方向に沿って適宜間隔で、シ
リンダヘッド１４の下面近傍の高さ寸法（Ｈ１）を除き
、適宜高さ寸法（Ｈ２）だけ実行する。封孔部材１３の
実施例として、熱硬化性合成樹脂、金属、セラミック、
あるいはサーメット（金属粉とセラミックとの混合物を
焼結したもの）等があり、その封孔処理方法としては、
封孔部材１３を多孔質部材１２の表面に溶融含浸、溶射
、メッキ等、封孔部材１３の材質に適した方法を採用す
れば良い。 図４の構成によれば、シリンダ１の上端
側内面を適宜深さ寸法（Ｌ）および高さ寸法（Ｈ３）だ
け切削して、その凹所１５にピストンリング６の外周面
方向に通じる気孔を多数有する多孔質部材１２を埋設す
れば良く、この多孔質部材１２をシリンダ１の内周壁部
に露出するように設けることがきわめて容易となるので
、製造コストも大きく低減できる効果を奏する。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したことから明らかなように
、ピストンリングのシリンダ内周面に対する摺動押圧力
を低減できるから、当該ピストンリングの摩耗を少なく
し、寿命を長くすることができ、耐久性の優れた往復動
圧縮機を提供することができるのである。
、ピストンリングのシリンダ内周面に対する摺動押圧力
を低減できるから、当該ピストンリングの摩耗を少なく
し、寿命を長くすることができ、耐久性の優れた往復動
圧縮機を提供することができるのである。
【図１】往復動圧縮機の側断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視断面図である。
【図３】第１実施例の要部断面図である。
【図４】第２実施例の要部断面図である。
１ シリンダ
２ 連接棒
３ ピストン
５ リング溝
６ ピストンリング
７ 吸気弁
８ 吐出弁
９ オリフィス
９ａ，９ｃ オリフィス開口部９ｂ
縦通路 １０ シリンダ室 １２ 多孔質部材 １３ 封孔部材 １４ シリンダヘッド １５ 凹所
縦通路 １０ シリンダ室 １２ 多孔質部材 １３ 封孔部材 １４ シリンダヘッド １５ 凹所
Claims (2)
- 【請求項１】 外周面にピストンリングを装着したピ
ストンが、シリンダ室内を上下摺動するように構成した
往復動圧縮機において、前記ピストンにより圧縮された
気体が当該ピストンの外周面方向に通じるオリフィスを
、ピストンの上死点近傍のシリンダの内周壁部に設けた
ことを特徴とする往復動圧縮機。 - 【請求項２】 外周面にピストンリングを装着したピ
ストンが、シリンダ室内を上下摺動するように構成した
往復動圧縮機において、前記ピストンにより圧縮された
気体が当該ピストンの外周面方向に通じる気孔を多数有
する多孔質部材を、ピストンの上死点近傍のシリンダの
内周壁部に設けたことを特徴とする往復動圧縮機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044494A JPH04262077A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 往復動圧縮機 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044494A JPH04262077A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 往復動圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262077A true JPH04262077A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12693111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044494A Pending JPH04262077A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 往復動圧縮機 |
Country Status (2)
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| US (1) | US5163823A (ja) |
| JP (1) | JPH04262077A (ja) |
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1991
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- 1991-12-20 US US07/810,891 patent/US5163823A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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