JPH089985B2 - Oil-free reciprocating compressor and expander - Google Patents

Oil-free reciprocating compressor and expander

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JPH089985B2
JPH089985B2 JP2108837A JP10883790A JPH089985B2 JP H089985 B2 JPH089985 B2 JP H089985B2 JP 2108837 A JP2108837 A JP 2108837A JP 10883790 A JP10883790 A JP 10883790A JP H089985 B2 JPH089985 B2 JP H089985B2
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piston
cylinder
self
lubricating
ring
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Inventor
敏雄 飯田
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岩田塗装機工業株式会社
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は無給油式往復圧縮機と膨張機に係り、特に自
己潤滑性材料で形成したピストンリングが嵌合されたピ
ストン体と金属製のシリンダからなる無給油式往復圧縮
機と膨張機に関する。
The present invention relates to an oil-free reciprocating compressor and an expander, and more particularly to a piston body fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material and a metal-made piston body. The present invention relates to an oil-free reciprocating compressor including a cylinder and an expander.

「従来の技術」 従来より、ピストンとシリンダ間の円滑な摺動性を確
保する為に、例えば第3図に示すように、アルミその他
の金属材で形成したピストン10のトップ側からスカート
側に至る外周面のほぼ全域に亙って多段状にリング溝11
1a,111b,111cを凹設し、該リング溝にフッ素樹脂その他
の自己潤滑性樹脂からなるピストンリング105a,105bと
ライダーリング106を環設するとともに、該リング外径
をピストンのランド部102(ピストンリングをリング溝
の上下で保持するリング状凸部)外径より僅かに大に設
定する事により、自己潤滑性のピストンリング105a,105
bとライダーリング106(以下リング体という)のみがシ
リンダと接触し、これによりピストンとシリンダ間の円
滑な摺動性を保証する事が出来る様に構成した無給油式
圧縮機や膨張機は公知である。
“Prior Art” Conventionally, in order to ensure smooth slidability between a piston and a cylinder, for example, as shown in FIG. 3, from the top side of the piston 10 formed of aluminum or other metal material to the skirt side. Ring groove 11 in a multi-step shape over almost the entire outer peripheral surface
1a, 111b, 111c are recessed, piston rings 105a, 105b and a rider ring 106 made of fluororesin or other self-lubricating resin are annularly provided in the ring groove, and the ring outer diameter is set to the land portion 102 of the piston ( The ring-shaped protrusion that holds the piston ring above and below the ring groove) By setting the diameter slightly larger than the outer diameter, the self-lubricating piston rings 105a, 105
Only oilless compressors and expanders are known that are configured so that only b and the rider ring 106 (hereinafter referred to as the ring body) come into contact with the cylinder, which ensures smooth slidability between the piston and cylinder. Is.

さてかかる流体機械の場合、シリンダがピストンリン
グより固い金属材料で形成されている為に、前記摺接に
よりリング体が摩耗し且つ長時間運転によりその摩耗限
界を越えると、ピストンの外周(ランド部)が直接シリ
ンダに摺接し、かじり等が発生する場合がある。
In the case of such a fluid machine, since the cylinder is made of a metal material harder than the piston ring, if the ring body wears due to the sliding contact and the wear limit is exceeded due to long-term operation, the outer circumference of the piston (land portion) ) May directly contact the cylinder, causing galling and the like.

特に5kgf/cm2以上の圧縮比を有する圧縮機の場合、最
大圧縮時に300℃前後の圧縮熱がピストン上面に印加さ
れているために熱膨張が生じ、僅かなリング体の摩耗で
も前記ピストンがシリンダに摺擦してしまうという問題
を生じてしまう。
In particular, in the case of a compressor having a compression ratio of 5 kgf / cm 2 or more, thermal expansion occurs because the compression heat of around 300 ° C is applied to the top surface of the piston at the time of maximum compression, and even if the ring body slightly wears This causes the problem of rubbing against the cylinder.

かかる欠点を解消するために、公知の圧縮機において
は前記リング体に摺動性能のよいポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)系の樹脂材料を用いると共に、ピストン
/シリンダ間のクリアランスを、ピストン外径に対し1
〜2%(50mmφのピストン外径に対し、0.5〜1mm)程度
に設定している。
In order to eliminate such drawbacks, in a known compressor, a polytetrafluoroethylene (PTFE) resin material with good sliding performance is used for the ring body, and the piston / cylinder clearance is set to the piston outer diameter. For 1
~ 2% (0.5-1mm for 50mmφ piston outer diameter) is set.

しかしながらかかる構成を取ると圧縮初期若しくは断
続運転時等においてはピストン/シリンダ間のクリアラ
ンスが無用に大になり、その分圧縮率の低下を生じやす
い。
However, if such a configuration is adopted, the clearance between the piston and the cylinder becomes unnecessarily large at the initial stage of compression or at the time of intermittent operation, and the compression rate is likely to decrease correspondingly.

かかる欠点解消するために、アルミ材からなるピスト
ンの表面に自己潤滑性樹脂を被膜処理し、ピストン外周
がシリンダに摺接した場合でも、かじり等の発生を防止
するようにした技術が開始されているが、従来ピストン
リング等に多用されている前記PTFE等の自己潤滑性樹脂
の耐熱強度は200〜250℃前後である為に、前記したよう
に断熱圧縮を5kgf/cm2以上に高くした場合に、前記圧縮
熱が容易に前記PTFEの耐熱温度以上になり、ピストン表
面被膜の劣化、変形、更にはアルミ材からなるピストン
本体との間で生じる熱膨張率等の差異に起因して剥離や
亀裂等が生じる恐れがあり、この為かかる技術は圧縮熱
による温度上昇の少ない低圧用の圧縮機以外に適用不可
能であるという欠点を有す。
In order to eliminate such drawbacks, a technique has been started to prevent self-lubricating resin from being applied on the surface of a piston made of aluminum so as to prevent galling even when the outer circumference of the piston slides on the cylinder. However, since the heat-resistant strength of the self-lubricating resin such as PTFE, which has been widely used in conventional piston rings, etc., is around 200 to 250 ° C, when the adiabatic compression is increased to 5 kgf / cm 2 or more as described above. In addition, the heat of compression easily exceeds the heat resistant temperature of the PTFE, deterioration and deformation of the piston surface coating, further peeling due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the piston body made of aluminum material, etc. Since cracks and the like may occur, this technique has a drawback that it cannot be applied to a low-pressure compressor that has a small temperature rise due to compression heat.

又、前記いずれの従来技術においてもピストン自体が
金属材、特に軽量化を達成するために、アルミ材で形成
しているが、アルミ材は熱伝導率が高い為にピストン頂
面で受熱した圧縮熱はピストン全体に伝わり、特にピス
トンピンを介してピストンを駆動する連接棒の動きを伝
えるピン孔部も高温となり、而も無給油圧縮機の場合前
記ピストンピン部を油冷却する等の手段を取り得ないた
めに、耐熱性を有する軸受け部品等を使用したりしなけ
ればならず、而も該ピストンピン部が他の軸受けに比較
して単位面積当りの荷重が大であり結果として耐熱性と
耐荷重性を有する軸受けを用いなければならず、前記高
コスト化と耐久性の低下を引起こしやすい。
Further, in any of the above-mentioned prior arts, the piston itself is made of a metal material, particularly an aluminum material in order to achieve weight reduction. However, since the aluminum material has a high thermal conductivity, the compression received by the top surface of the piston The heat is transmitted to the entire piston, and especially the pin hole that transmits the movement of the connecting rod that drives the piston via the piston pin also becomes high temperature, and in the case of an oilless compressor, means such as oil cooling of the piston pin is required. Since it is impossible, it is necessary to use bearing parts etc. having heat resistance, and the piston pin portion has a large load per unit area as compared with other bearings, resulting in heat resistance Since a bearing having a load bearing property must be used, the cost increase and the deterioration of durability are likely to occur.

さて往復圧縮機は一般に気密シールを行うピストンリ
ングを、リング溝内への挿入を可能にするために、円形
リングの一端を切断したCの字形状をしているが、特に
無給油式圧縮機の場合は前記したように、給油式圧縮機
に比較してピストン/シリンダ間のクリアランスが大で
ありこの為前記リング端部同士の接合部(合い口)より
のガス洩れが生じやすい。
In general, a reciprocating compressor has a C-shape in which one end of a circular ring is cut in order to allow a piston ring that performs an airtight seal to be inserted into a ring groove. In this case, as described above, the clearance between the piston and the cylinder is larger than that in the oil-filled compressor, so that gas leakage is likely to occur from the joint (abutment) between the ring ends.

この為通常の圧縮機と同様に無給油式圧縮機において
も前記合い口部をステップカット等の形状に工夫を懲ら
すと共に、該リングを多段状に配置し、各リングの合い
口が軸方向の同一位置に合致しないように周方向に位置
をずらして配置しているが、このような構成を取って
も、上下のピストンリング間に存在するピストンランド
部とシリンダ間にはリング状のクリアランスが存在する
為に該クリアランスを介して隣接するリングの合い口同
士が連通してしまい、ガス洩れを防止し得ない。
For this reason, similar to a normal compressor, even in an oil-free compressor, it is necessary to discriminate the shape of the abutment part into a shape such as a step cut, and the rings are arranged in multiple stages so that the abutment of each ring is a shaft. The positions are shifted in the circumferential direction so that they do not coincide with the same position in the direction, but even with this configuration, there is a ring-shaped gap between the piston land and the cylinder that exists between the upper and lower piston rings. Since there is a clearance, the abutments of the adjacent rings communicate with each other through the clearance, and gas leakage cannot be prevented.

かかる欠点を解消する為に、前記ピストンのリング溝
内にピンその他のピストンリングの固定手段を配し前記
合い口部を圧縮工程時のシリンダと密接するサイドスラ
スト側に位置固定させるような技術が考えられる。(か
かる技術は給油タイプの圧縮機の分野では日本国実公昭
60−26236号にて公知であるが、無給油式圧縮機の分野
では新規である。) しかしながら無給油式圧縮機においては前記したよう
にピストンがシリンダに対し非接触の状態を維持してい
る為にシリンダと密接するサイドスラスト側をピストン
リングの合い口部でシールしようとしても、軸方向に切
断される合い口部が存在する限り、その完全な封止を行
う事が出来ず、而も無給油式圧縮機で使用されるピスト
ンリングは、金属製ではなく樹脂耐である為に一部を切
り欠いて前記ピンに係合させるような構造は取りにく
く、前記合い口部と対応する箇所にピンを設けると、前
記合い口部が離間してその離間部位よりガス洩れが生じ
てしまう。
In order to solve such a drawback, there is a technique of arranging a pin or other fixing means for the piston ring in the ring groove of the piston and fixing the position of the abutment portion on the side thrust side in close contact with the cylinder during the compression process. Conceivable. (This technology is used in the field of refueling type compressors.
No. 60-26236, it is new in the field of oilless compressors. ) However, in the oilless compressor, since the piston maintains the non-contact state with the cylinder as described above, even if it is attempted to seal the side thrust side close to the cylinder with the mating portion of the piston ring, As long as there is an abutment that is cut in the direction, it cannot be completely sealed, and since the piston ring used in oilless compressors is not made of metal, it is resin resistant. It is difficult to take a structure in which a part is cut out and engaged with the pin, and if a pin is provided at a position corresponding to the abutment portion, the abutment portion is separated and gas leakage occurs from the separated portion. I will end up.

「発明が解決しようとする課題」 本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、かじりや圧縮
効率(膨張効率)が低下する事のない無給油式往復圧縮
機/膨張機を提供する事を目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the drawbacks of the prior art, it is an object of the present invention to provide an oil-free reciprocating compressor / expander that does not cause galling or decrease in compression efficiency (expansion efficiency). To do.

本発明の他の目的とする所は、高い圧縮熱がピストン
頂部と接触する場合でもピストンの変形や劣化等が生じ
る事のない無給油式往復圧接機を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an oil-free reciprocating pressure welding machine in which deformation or deterioration of the piston does not occur even when high compression heat comes into contact with the top of the piston.

本発明の他の目的とする所は、リング合い口よりのガ
ス洩れやかじりが生じる異なく長期に亙って高圧縮効率
(膨張効率)を維持し得る無給油式往復圧縮機/膨張機
を提供する事にある。
Another object of the present invention is to provide an oil-free reciprocating compressor / expander capable of maintaining high compression efficiency (expansion efficiency) for a long period of time without causing gas leakage or galling from the ring gap. To provide.

「課題を解決するための手段」 A.請求項1)に記載した発明(第1発明) かかる目的を達成するために、第1発明は、近年開発
された熱硬化性縮合多環多核芳香族樹脂(以下COPNA樹
脂という)を成形材料に用い、該樹脂に摺動性を高める
耐熱材料、例えば黒鉛と必要に応じて炭素繊維等の強度
性を高める材料等を混入して、耐熱性と強度性に加えて
自己潤滑性を高めた樹脂系複合材(自己潤滑性複合材)
を用い、該複合材でピストン体を形成したものである。
[Means for Solving the Problem] A. Invention according to claim 1) (first invention) In order to achieve such an object, the first invention is a thermosetting condensed polycyclic polynuclear aromatic compound recently developed. A resin (hereinafter referred to as COPNA resin) is used as a molding material, and a heat-resistant material that enhances slidability, for example, graphite and a material that enhances strength such as carbon fiber, if necessary, are mixed into the resin to improve heat resistance and strength. Resin-based composite material (self-lubricating composite material) with improved self-lubricating property
Is used to form a piston body from the composite material.

かかる発明によれば前記COPNA樹脂自体の熱変形温度
が250℃以上であり且つ該成形樹脂に黒鉛等のより高耐
熱性の材料を加えて成形するものである為に、耐熱性を
優に300℃前後若しくはそれ以上に維持出来るために、
断熱圧縮比を5kgf/cm2以上(圧縮熱が300℃前後)に設
定した場合でもピストンに何等熱変形が生じる事なく長
期に亙って耐熱劣化が生じる事はない。
According to this invention, the heat distortion temperature of the COPNA resin itself is 250 ° C. or higher and the molding resin is molded by adding a material having higher heat resistance such as graphite, so that the heat resistance is 300 In order to maintain around ℃ or more,
Even if the adiabatic compression ratio is set to 5 kgf / cm 2 or more (compression heat is around 300 ° C), the piston does not undergo any thermal deformation and heat deterioration does not occur over a long period of time.

而も前記複合材は摺動性を高める黒鉛等を混入して成
形した為に、それ自体で自己潤滑性機能を有し、結果と
してピストン自体がシリンダと摺接してもかじり等が生
じる事なく円滑な摺動性能を得る事が出来る。
Further, since the composite material is formed by mixing graphite etc., which enhances slidability, it has a self-lubricating function by itself, and as a result, no galling occurs even if the piston itself comes in sliding contact with the cylinder. Smooth sliding performance can be obtained.

さらに、熱膨張率はアルミ材に比較して数段低いため
にピストン/シリンダ間のクリアランスを小にしても問
題が生じる事なく、これにより却って圧縮効率の向上を
図る事が出来る。この場合熱膨張によりかじりか生じる
異なく高圧縮効率を得るために、最も好ましいクリアラ
ンスはかじりが生じない範囲できっちり嵌合可能に、よ
り具体的にはピストン直径に対し常温で0.1〜0.5%程度
に設定するのがよく、そして特に前記ピストンは熱伝導
率がアルミ材に比して小さいために、ピストン頂部への
圧縮熱蓄熱量が多く圧縮運転時にピストン上部と下部に
おける熱膨張率が異なる結果、ピストン/シリンダ間の
クリアランスが不均一になり圧縮効率に悪影響を及ぼし
易い。そこで、ピストン上部側の直径を下部側の直径に
比較して相対的に小、好ましくは逆テーパ状に形成する
のがよい。
Furthermore, since the coefficient of thermal expansion is several steps lower than that of aluminum material, there is no problem even if the clearance between the piston and the cylinder is made small, and it is possible to improve the compression efficiency rather. In this case, in order to obtain a high compression efficiency without causing galling due to thermal expansion, the most preferable clearance is a range where galling does not occur, so that it can be fitted tightly, more specifically about 0.1 to 0.5% at room temperature with respect to the piston diameter. It is better to set to, and since the thermal conductivity of the piston is smaller than that of aluminum material in particular, the amount of heat of compression heat stored at the top of the piston is large and the thermal expansion coefficient at the top and bottom of the piston is different during compression operation. , The clearance between the piston and the cylinder becomes non-uniform, and the compression efficiency is likely to be adversely affected. Therefore, it is preferable that the diameter of the upper side of the piston is relatively smaller than the diameter of the lower side, and preferably, it is formed in an inverse tapered shape.

一方前記複合材がアルミ材に比較して熱伝導率が数段
小さい事はピストンピン側の軸受け部に取っては逆に好
ましい作用が生じる。
On the other hand, the fact that the thermal conductivity of the composite material is several orders of magnitude lower than that of the aluminum material has a preferable effect on the piston pin side bearing portion.

即ち複合材で形成したピストンは熱伝導率が小さいた
めに、ピストン頂面で受熱した圧縮熱が該頂部よりピス
トンピン側に伝わるより、金属製のシリンダより放熱さ
れる率が多く、結果としてピストンピン孔部の高温化が
抑制される事となり、結果として耐熱性を考慮する異な
くピストンピン部を形成し得ると共に、該ピストン自体
に自己潤滑性機能をもたせたために、特別な軸受け部材
を設ける事なく直接ピストンピンを嵌合させる事が可能
となる。
That is, since the piston made of composite material has a low thermal conductivity, the compression heat received at the top surface of the piston is released from the metal cylinder rather than being transferred from the top to the piston pin side. Since the temperature of the pin hole portion is suppressed, as a result, the piston pin portion can be formed without taking heat resistance into consideration, and a special bearing member is provided because the piston itself has a self-lubricating function. It is possible to directly fit the piston pin without any problem.

これにより部品点数の削減と低コスト化が可能になる
と共に、前記ピン孔部が高温に曝される事がないため
に、耐久性の向上が図れる。
As a result, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced, and since the pin hole portion is not exposed to high temperature, the durability can be improved.

又前記ピン孔部はピストンの上昇工程から下降工程若
しくは下降工程から上昇工程に移行時に衝撃を受け、従
来の軸受けを用いる構造では前記衝撃により軸受けの劣
化等が生じてしまうが、本発明においては、弾性力を有
する複合材からなるピストン自体を軸受けとして機能さ
せたために、ピストンにより前記衝撃を吸収し、耐久性
の向上を図る事が出来る。
Further, the pin hole portion receives a shock when the piston moves from the ascending step to the descending step or from the descending step to the ascending step, and in a structure using a conventional bearing, the impact causes deterioration of the bearing or the like. Since the piston itself made of the composite material having elastic force functions as the bearing, the impact can be absorbed by the piston and the durability can be improved.

B.請求孔2)、3)記載の第2発明の概要 さて前記発明はピストン自体がアルミ材に比較して熱
伝導が低いために、ピストンピンの高熱化は防げるが、
逆にピストン頂部に高熱が蓄熱され、複合材自体の耐熱
温度を超えないまでも圧縮効率が低下してしまう恐れが
ある。
B. Outline of the second invention described in claim holes 2) and 3) In the above invention, since the piston itself has a lower heat conduction than the aluminum material, it is possible to prevent the piston pin from becoming highly heated.
On the contrary, high heat is accumulated on the top of the piston, and the compression efficiency may be reduced even if the heat resistant temperature of the composite material itself is not exceeded.

そこで請求孔2)に記載した発明においては、シリン
ダー及びピストンピン部との円滑な摺動機能と、吐出/
吸込弁と対面する頂部、言い変えれば圧縮熱と接触する
ピストン頂部側の耐熱(熱電搬)機能を分離し、外周部
の内少なくともシリンダーと摺擦される部位とピストン
ピン孔部を自己潤滑性耐熱材で、又ピストン頂部をアル
ミ等の良熱伝導性材料で夫々形成し、前記ピストン頂部
側の良熱伝導体を実質的にピストン頂部の裏面側まで延
長して設ける事により、前記した欠点の解消を図ったも
のである。
Therefore, in the invention described in claim 2), a smooth sliding function between the cylinder and the piston pin portion and discharge /
Separates the heat-resistant (thermoelectric carrying) function on the top facing the suction valve, in other words the top of the piston that comes into contact with compression heat, and at least the portion of the outer periphery that slides on the cylinder and the piston pin hole are self-lubricating By forming a heat-resistant material and the piston top part with a good heat conductive material such as aluminum, respectively, and providing the good heat conductor on the piston top side substantially extending to the back side of the piston top part, the above-mentioned drawbacks Is intended to be resolved.

かかる構成によれば、圧縮熱と接触するピストン頂部
側はアルミ等の材質により形成されている為に、例え断
熱圧縮比を高くし圧縮熱が300℃前後ま上昇しても該頂
部が変形若しくは劣化する事なく、而も前記頂部は吸込
時の冷気が触れることによって冷却されるので、圧縮熱
が蓄熱される異なく吐出空気を介して容易に放出され、
結果としてその下方に位置する自己潤滑性耐熱材で形成
された部位への伝熱温度が圧縮熱に近いところまで高温
化する事なく、該自己潤滑性耐熱材を例えば耐熱温度の
低いフッ素樹脂で形成しても容易に耐熱温度以下に維持
する事が可能となる。
According to this structure, since the piston top side that comes into contact with the compression heat is made of a material such as aluminum, the top portion is deformed or deformed even if the adiabatic compression ratio is increased and the compression heat rises up to around 300 ° C. Without deterioration, the top portion is cooled by touching cold air at the time of suction, so that compression heat is easily discharged through the discharged air without being accumulated.
As a result, the self-lubricating heat-resistant material is made of, for example, a fluororesin having a low heat-resistant temperature, without increasing the heat transfer temperature to the portion formed of the self-lubricating heat-resistant material located below the heat-transfer temperature to a position close to the compression heat. Even if formed, it can be easily maintained at a heat resistant temperature or lower.

また、請求孔3)に記載し発明においては、この場合
特に、ピストン頂部とともに圧縮熱が最も伝達し易いト
ップランド部を良熱伝導体を用いて形成する事により前
記放熱効果か一層向上し、更に耐熱温度の低いフッ素樹
脂の使用が一層可能になるが、この場合は該トップラン
ド部の外径を、その下方のピストン径より僅かに小に設
定し、シリンダ側との摺擦を避けるように構成する事に
よりトップランド部のかじりを防止し、円滑なピストン
摺動性能を保証し得る。即ち前記ピストン本体の少なく
ともシリンダーと摺擦する外周面側は自己潤滑性耐熱材
で形成され、而も該外周面側は前記したように圧縮熱の
伝熱を極力避けている為に、耐熱温度の低い材料でも円
滑な摺動性の確保が容易になる。
Further, in the invention described in claim 3), particularly in this case, the heat dissipation effect is further improved by forming the top land portion where the compression heat is most easily transmitted together with the piston top portion by using a good heat conductor, It is even possible to use fluororesin with a lower heat resistant temperature. In this case, set the outer diameter of the top land to be slightly smaller than the piston diameter below it to avoid rubbing against the cylinder side. With this configuration, it is possible to prevent galling of the top land portion and ensure smooth piston sliding performance. That is, at least the outer peripheral surface side of the piston main body that slides against the cylinder is formed of a self-lubricating heat resistant material, and since the outer peripheral surface side avoids heat transfer of compression heat as described above as much as possible, It becomes easy to secure smooth sliding property even with a low material.

従って本発明におけるところの自己潤滑性耐熱材料
は、必ずしもCOPNA樹脂の複合材のみに限定される事な
く、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)系樹脂若しく
はその複合材、更にはフッ素樹脂形成する事も可能であ
る。
Therefore, the self-lubricating heat resistant material according to the present invention is not necessarily limited to the COPNA resin composite material, and it is also possible to form a polytetrafluoroethylene (PTFE) resin or its composite material, and further a fluororesin. Is.

そして本発明の構成は第4図に記載したように、金属
材で形成したピストン芯体周囲に前記複合材を一体成形
してピストンを形成したもので、より詳細にはピストン
頂部とその背面側に金属材からなる芯体を露出させた状
態で、シリンダーと摺接するピストン外周と前記ピン孔
部位を前記複合材を用いて厚肉に一体成形してもよく、 又ピストン本体を自己潤滑性耐熱材料で形成しつつ、
少なくとも吐出弁と対面するピストン頂部側に良熱伝導
性の金属体を配し、任意の固定手段を用いて両者間を一
体化してもよい。
The structure of the present invention is, as shown in FIG. 4, a piston formed by integrally molding the composite material around the piston core formed of a metal material. With the core made of metallic material exposed, the outer circumference of the piston that is in sliding contact with the cylinder and the pin hole part may be integrally formed into a thick wall using the composite material. While forming with material
A metal body having good heat conductivity may be disposed at least on the top side of the piston facing the discharge valve, and the two may be integrated by using any fixing means.

この場合、ピストン頂部側の良熱伝導体を、直接的に
若しくはリベット等の連結体を介して実質的にピストン
頂部の裏面側まで延設する事により、ピストン内部より
放熱させる事によってピストン摺動面側への熱移動を減
少させ、外周部側の温度上昇を極力避けピストンとシリ
ンダ間の円滑な摺動性の確保を図ることが可能となる。
In this case, the good thermal conductor on the top of the piston is extended to the back side of the top of the piston either directly or through a connecting body such as a rivet, so that heat is dissipated from the inside of the piston and the piston slides. It is possible to reduce the heat transfer to the surface side and avoid the temperature rise on the outer peripheral side as much as possible to ensure smooth slidability between the piston and the cylinder.

C.請求項4)〜6)記載の第3発明の概要 本発明は前記したようにピストンリングの合い口部の
ガス洩れを阻止する為に、下記の考えより出発してい
る。
C. Summary of Third Invention of Claims 4) to 6) The present invention is based on the following idea in order to prevent gas leakage at the mating portion of the piston ring as described above.

まず、圧縮工程時のシリンダと密接するサイドスラス
ト側をピントンリングの合い口部でシールしようとして
も、軸方向に切断される合い口部が存在する限り、その
完全な封止を行う事が出来ず、而も従来の無給油式圧縮
機においてはピストンとシリンダ間は非接触状態を維持
している為に、前記合い口部のみで封止しなければなら
ず、給油式圧縮機に比較してその条件が悪いという問題
点がある。
First, even if you try to seal the side thrust side that is in close contact with the cylinder during the compression process with the abutment part of the pinton ring, as long as there is an abutment part that is cut in the axial direction, it is possible to completely seal it. In the conventional oil-free compressor, the piston and the cylinder are kept in non-contact with each other, so it is necessary to seal only at the aforesaid joint. There is a problem that the condition is bad.

そこで本発明は前記第1発明の様にピストン若しくは
その摺動面を自己潤滑性複合材で形成しピストン自体の
シリンダとの摺接を可能にし、圧縮工程時のシリンダと
密接するサイドスラスト部に位置するピストン自体の摺
面で実質的に気密封止を可能にした点を第1の特徴とす
る。
Therefore, in the present invention, the piston or its sliding surface is formed of a self-lubricating composite material as in the first aspect of the present invention to enable sliding contact with the cylinder of the piston itself, and to provide a side thrust portion in close contact with the cylinder during the compression process. The first feature is that the sliding surface of the piston itself located allows a substantially airtight seal.

この場合、シリンダと対峙するピストン摺動面を自己
潤滑性複合材で形成してもよく、又シリンダ側若しくは
シリンダとピストンの両者若しくはその表層部のみを自
己潤滑性複合材で形成してもよい。
In this case, the piston sliding surface facing the cylinder may be formed of a self-lubricating composite material, or only the cylinder side or both of the cylinder and the piston or the surface layer portion thereof may be formed of a self-lubricating composite material. .

しかしながら前記の様に構成しても、前記サイドスラ
スト部にリング溝が存在する場合はその封止はピストン
リング、言い換えればそのリング溝位置に存在するピス
トンリングの合い口部に封止条件が依存してしまう。
However, even if configured as described above, if a ring groove exists in the side thrust portion, the sealing is dependent on the piston ring, in other words, the sealing condition depends on the mating portion of the piston ring existing at the ring groove position. Resulting in.

そこで本発明においては前記サイドスラスト位置にリ
ング溝を設ける事なく、該リング溝を前記サイドスラス
ト部で離間されるCの字状に形成してピストン周面自体
で封止可能にする。
Therefore, in the present invention, without providing a ring groove at the side thrust position, the ring groove is formed in a C shape separated by the side thrust portion so that the piston peripheral surface itself can be sealed.

そして、前記ピストンリングの合い口の回り止め機能
を、前記サイドスラスト位置に形成された離間部位を利
用し、該リング溝の離間部とピストンリングの組合せに
おいて円状になり、該シール円を利用して前記シリンダ
を気密的にシール可能に構成する事が出来る。
And, as a function of preventing rotation of the mating end of the piston ring, the separated portion formed at the side thrust position is used to form a circular shape in the combination of the separated portion of the ring groove and the piston ring, and the seal circle is used. As a result, the cylinder can be hermetically sealed.

尚、本発明は請求項4)記載の単段圧縮機のみに限定
される事なく、請求項5)記載の無給油式単段往復膨張
機や請求項6)記載の無給油式多段往復圧縮機にも適用
可能であり、前者の膨張機の場合は膨張工程時シリンダ
と密接するサイドスラスト部に位置するピストン自体に
前記構成を取ればよく、又後者の多段往復圧縮機の場合
は、低段側においてはピストン上昇工程時のシリンダと
密接するサイドスラスト部に、又高段側においてはピス
トン上昇工程を下降工程の両サイドスラスト部に、夫々
前記構成を施せばよい。
The present invention is not limited to the single-stage compressor according to claim 4), and may include the oil-free single-stage reciprocating expander according to claim 5) and the oil-free multi-stage reciprocating compression according to claim 6). In the case of the former expander, the piston itself located in the side thrust portion that is in close contact with the cylinder during the expansion process can be configured as described above, and in the case of the latter multistage reciprocating compressor, The above configuration may be applied to the side thrust portion that is in close contact with the cylinder during the piston raising process on the stage side, and to both side thrust portions during the piston raising process and the descending process on the high stage side.

即ち前記ピストン本体の少なくともシリンダーと摺擦
する外周面側は自己潤滑性複合材で形成されているとと
もに、前記したように圧縮熱の伝熱を極力避けている為
に、前記した円滑な摺動性の確保が容易になる。
That is, at least the outer peripheral surface side of the piston body that slides against the cylinder is formed of a self-lubricating composite material, and as described above, heat transfer of compression heat is avoided as much as possible, so that the smooth sliding described above is performed. It becomes easy to secure the sex.

そして、請求項5)の膨張機の場合は、耐熱性を考慮
する必要がないため、ピストン本体の成形材料はCOPNA
樹脂若しくはその複合材(自己潤滑性複合材)のみに限
定されず、PTFE系樹脂若しくはその複合材で形成するこ
とができる。
Further, in the case of the expander according to claim 5), since it is not necessary to consider heat resistance, the molding material of the piston body is COPNA.
The material is not limited to the resin or its composite material (self-lubricating composite material), and it can be formed of a PTFE resin or its composite material.

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的
に詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
[Embodiment] Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only thereto, but merely illustrative examples. Nothing more than.

先ず第1図に基づいて本発明が適用される無給油圧縮
機の要部構成について説明するに、2及び3はアルミそ
の他の良導電性の金属材からなるシリンダとシリンダヘ
ッドで、両部材2,3間に吐出弁4Aと吸込弁4Bが組込まれ
たスペーサ4が挟持されている。そして前記シリンダヘ
ッド3内は隔壁3Aにより分割されており、夫々対応する
隔室に吸込弁4Bと連通する吸込口3Bと、吐出弁4Aと連通
する吐出口3Cを設けている。
First, referring to FIG. 1, a description will be given of a main part configuration of an oilless compressor to which the present invention is applied. Reference numerals 2 and 3 are a cylinder and a cylinder head made of aluminum or another metal having good conductivity. A spacer 4 in which a discharge valve 4A and a suction valve 4B are incorporated is sandwiched between the two. The inside of the cylinder head 3 is divided by a partition wall 3A, and a corresponding suction chamber is provided with a suction port 3B communicating with the suction valve 4B and a discharge port 3C communicating with the discharge valve 4A.

一方シリンダ2内にはピストンリング5が環設された
ピストン1が嵌装されており、公知のように不図示のク
ランク軸8の回転により連接棒6ピストンピン7(第2
図)を介して前記ピストン1が往復動し、これにより前
記吸込弁4Bを介してピストン1頂部空間に吸い込まれた
空気が断熱圧縮されて吐出弁4Aより吐出口3C側に吐出さ
れ、所定の圧縮動作が行われる。かかる動作は既に周知
である為にその説明を省略する。
On the other hand, a piston 1 having a piston ring 5 installed therein is fitted in the cylinder 2, and the connecting rod 6 and the piston pin 7 (second
The piston 1 reciprocates via the suction valve 4B, whereby the air sucked into the top space of the piston 1 via the suction valve 4B is adiabatically compressed and discharged from the discharge valve 4A to the discharge port 3C side. The compression operation is performed. Since such an operation is already well known, its explanation is omitted.

さて第2図は前記無給油圧縮機に組込まれるピストン
とシリンダ部分の要部構成を示す第1発明の実施例であ
る。
Now, FIG. 2 is an embodiment of the first invention showing the essential structure of the piston and cylinder part incorporated in the oilless compressor.

シリンダ2は、公知の様にアルミ合金からなり、外周
面にフィン2aを又内周面側のピストン摺動部を硬質アル
マイト処理を施している。
The cylinder 2 is made of an aluminum alloy, as is well known, and has a fin 2a on the outer peripheral surface and a hard alumite treatment on the piston sliding portion on the inner peripheral surface side.

次にピストン1の形状を説明する前に、該ピストン1
の製造手順について詳細に説明する。
Next, before explaining the shape of the piston 1, the piston 1
The manufacturing procedure will be described in detail.

本ピストン1は、USP4,758,653に示される様に、パラ
位に1つづ計2つのメチレン鎖を持つベンゼン環が縮合
多環芳香族化合物の間を架橋して形成されるCOPNA樹脂
(日本国特許公開公報62−521,522)に基づいて形成さ
れるレジン材料(商品名SKレジン:SUMITOMO METALS CO.
LTD)と黒鉛粉末を6:4の割合で混合した成形材料を用
い、該成形材料を成形温度170〜220℃、成形圧力200〜3
00KG/cm2、硬化時間を1分/1mm厚の成形条件をで公知の
フェノール樹脂の成形と同様な圧縮成形手段又は射出成
形手段にて成形を行なう。
This piston 1, as shown in USP 4,758,653, is a COPNA resin formed by bridging between condensed polycyclic aromatic compounds with a benzene ring having two methylene chains, one at the para position (Japanese Patent Resin material (trade name SK resin: SUMITOMO METALS CO.
LTD) and graphite powder are mixed at a ratio of 6: 4, and the molding material is molded at a molding temperature of 170 to 220 ° C. and a molding pressure of 200 to 3
Molding is carried out under the molding conditions of 00 KG / cm 2 and curing time of 1 min / 1 mm thickness by the compression molding means or injection molding means similar to the known phenol resin molding.

そしてこのようにして形成されたピストン1は、熱膨
張率:4.4X10-5/deg、熱伝導率1.12kcal/m/.hr℃の物理
的特性を有し、従来のアルミ合金(熱膨張率:2.3X10-5/
deg、熱伝導率:0.013kcal/m/.hr℃)で形成したピスト
ン1に比して熱膨張率で1.9倍、熱伝導率で1/86倍と、
断熱性と蓄熱性の高いピストン1が形成し得た。
The piston 1 thus formed has physical properties such as a thermal expansion coefficient of 4.4X10 -5 / deg and a thermal conductivity of 1.12 kcal / m / .hr ° C. : 2.3X10 -5 /
deg, thermal conductivity: 0.013 kcal / m / .hr ℃), the thermal expansion coefficient is 1.9 times and the thermal conductivity is 1/86 times that of the piston 1 formed with
A piston 1 having high heat insulation and heat storage could be formed.

次にそのピストン1形状について説明するに、外径形
状はピストン頂部13より下方のスカート部にかけて熱勾
配を配慮した寸法差で下方に広がるテーパ状をなし、例
えばピストン1とシリンダ2との熱膨張率の差△bは2.
1X10-5/degであるために、ピストン1上部と下部の温度
差を△t,ピストン1外径をPとした場合に、△t・P
(2.1X10-5/deg)のテーパ差に設定すれば、圧縮運転時
におけるピストン1/シリンダ2のクリアランスを均一に
維持する事が出来る。
Next, the shape of the piston 1 will be described. The outer diameter shape has a taper shape that spreads downward to a skirt portion below the piston top portion 13 with a dimensional difference considering a thermal gradient. For example, thermal expansion of the piston 1 and the cylinder 2 is performed. The difference in rate Δb is 2.
Since it is 1X10 -5 / deg, if the temperature difference between the upper and lower parts of piston 1 is Δt and the outer diameter of piston 1 is P, then Δt · P
If the taper difference is set to (2.1X10 -5 / deg), the clearance of piston 1 / cylinder 2 during compression operation can be maintained uniformly.

又前記クリアランスはピストン頂部13で受熱する圧縮
熱が300℃前後であるために、ピストン1直径に対し常
温で0.1〜0.5%程度に設定することにより、圧縮運転時
にかじりが生じる事なく、且つピストン1/シリンダ2間
のクリアランスも往復動に差し支えない最小値にとどめ
ることが出来、これによりピストン1外周全体がシリン
ダ2面との摺動面として機能させる事が出来る為にピス
トンの黒鉛がシリンダに転移してより摺動性並びにシー
ル性を向上させる。これにより、後記ピストンリング5
の合い口部5aその他よりピストン1周面を通って生じる
ガス洩れを大幅に低減でき、圧縮効率の向上が図れる。
Further, since the clearance receives the compression heat of about 300 ° C. at the piston top 13, the clearance is set to about 0.1 to 0.5% with respect to the diameter of the piston 1 at room temperature without causing galling during the compression operation, and The clearance between 1 / cylinder 2 can also be kept to the minimum value that does not interfere with reciprocating motion, and as a result, the entire outer circumference of piston 1 can function as a sliding surface with the surface of cylinder 2, so the graphite of the piston can be used in the cylinder. By transferring, the sliding property and the sealing property are further improved. As a result, the piston ring 5
Gas leakage that occurs through the peripheral surface of the piston 1 can be greatly reduced from the contact portion 5a, etc., and the compression efficiency can be improved.

又、前記ピストン1の頂部側より順次リング溝11、及
びピン孔12が形成されている。
Further, a ring groove 11 and a pin hole 12 are sequentially formed from the top side of the piston 1.

リング溝11は極力ピストン頂部13近傍にリング円状に
凹設し、該リング溝11にPTFE樹脂で作られたピストンリ
ング5を嵌装する。
The ring groove 11 is formed as a ring circle in the vicinity of the piston top portion 13 as much as possible, and the piston ring 5 made of PTFE resin is fitted into the ring groove 11.

尚、本実施例においてはピストン自体にある程度のシ
ール効果を持たせているために、従来装置の様にピスト
リング5を2本設ける必要がなく、1本で所定シール効
果を得る事が出来る。
In this embodiment, since the piston itself has a certain degree of sealing effect, it is not necessary to provide two piston rings 5 as in the conventional apparatus, and one piston can obtain a predetermined sealing effect.

前記ピン孔12は前記ピストン1のほぼ中間位置に貫装
し、該ピン孔12が直接軸受けとして機能するように研磨
加工を施す。
The pin hole 12 is provided at a substantially intermediate position of the piston 1 and is ground so that the pin hole 12 directly functions as a bearing.

そして前記ピン孔12にピストンピン7を装設させて連
接棒6を介してクランク軸の回転運動によりピストン1
の上下運動を行う。
Then, the piston pin 7 is mounted in the pin hole 12, and the piston 1 is driven by the rotary motion of the crankshaft through the connecting rod 6.
Exercise up and down.

この場合ピストン1の上昇工程から下降工程若しくは
下降工程から上昇工程に移行時に衝撃を受け、従来の軸
受けを用いる構造では前記衝撃により軸受けの劣化等が
生じてしまうが、本発明においては、弾性力を有するピ
ストン1自体を軸受けとして機能させたために、ピスト
ン1により前記衝撃を吸収し、耐久性の向上を図る事が
出来る。
In this case, when the piston 1 is moved from the ascending step to the descending step or from the descending step to the ascending step, an impact is received, and in a structure using a conventional bearing, the impact causes deterioration of the bearing, but in the present invention, the elastic force is used. Since the piston 1 itself having the function as a bearing functions as the bearing, the impact can be absorbed by the piston 1 and the durability can be improved.

そしてかかる実施例において前記無給油圧縮機に第3
図に示す従来のピストン101を用いたものと本実施例に
かかるピストン1を用いたものとで(ピストン径50mm)
7kgf/cm2の連続負荷運転を行ない、負荷運転1000時間運
転で夫々分解確認を行なったところ、従来の圧縮機は10
00時間運転でピストン1のランド部でかじり跡がみら
れ、又ピストンピン7部のピン孔12に嵌装した軸受けも
ベアリングが摩耗し負荷運運転時の騒音が大きくなって
いる事が確認された。一方本実施例のものは1000時間経
過してもピストン1の摺動面になじみ跡がみられるがか
じりは発生せず、又ピン孔12部の摩耗程度も微小であ
り、ピストンピン7部との間でガタが生じていない事が
確認された。又温度の面でみるとピストン部で25℃の低
減が見られた。
In such an embodiment, the oilless compressor is provided with a third
The one using the conventional piston 101 shown in the figure and the one using the piston 1 according to the present embodiment (piston diameter 50 mm)
After carrying out continuous load operation of 7 kgf / cm 2 and disassembling and confirming each under load operation for 1000 hours, it was found that the conventional compressor was 10
It was confirmed that a biting mark was seen on the land part of the piston 1 after running for 00 hours, and the bearing fitted in the pin hole 12 of the piston pin 7 part was also worn and the noise during load operation became loud. It was On the other hand, in the case of this embodiment, after 1000 hours have passed, the sliding surface of the piston 1 shows some marks, but no galling occurs, and the pin hole 12 has a slight degree of wear. It was confirmed that there was no backlash between them. In terms of temperature, a reduction of 25 ° C was seen at the piston.

第4図は前記圧縮機に用いられる第2発明の実施例に
係るピストン1で、金属材で形成したピストン芯体10A
周囲に前記複合材10Bを厚肉に一体成形してピストン10
を形成したものである。
FIG. 4 shows a piston 1 according to an embodiment of the second invention used in the compressor, which is a piston core 10A made of a metal material.
The composite material 10B is integrally molded around the periphery to form a thick piston
Is formed.

その具体的構成を簡単に説明すると、前記ピストン芯
体10Aはアルミ合金で形成され、その上面を平面状に形
成するとともに、内周面側に軸方向に沿ってフィン状突
起を設けている。
Briefly describing the specific configuration, the piston core body 10A is formed of an aluminum alloy, the upper surface thereof is formed in a flat shape, and fin-shaped projections are provided on the inner peripheral surface side along the axial direction.

そしてかかるピストン芯体10Aの外周囲とピストンピ
ン孔12部位に前記複合材10Bを厚肉に一体成形してピス
トン10を形成する。
Then, the composite material 10B is integrally formed thickly on the outer periphery of the piston core 10A and the piston pin hole 12 to form the piston 10.

即ちピストン頂部にピストン芯体10Aを露出させた状
態で、シリンダ2と摺接するピストン10の外周と前記ピ
ン孔12部位に前記複数材10Bが厚肉に囲繞させる。
That is, with the piston core 10A exposed at the top of the piston, the plurality of members 10B are thickly surrounded by the outer periphery of the piston 10 slidingly contacting the cylinder 2 and the pin hole 12 portion.

尚前記複合材10Bの肉厚は50φのピストン10の場合、
好ましくはピン孔12部に1〜3mm、外周部に2〜3mm前後
の肉厚になるように設定するのがよい。
The composite material 10B has a wall thickness of 50φ for the piston 10,
It is preferable that the pin hole 12 has a thickness of 1 to 3 mm and the outer peripheral portion has a thickness of about 2 to 3 mm.

かかる実施例によれば前記第1実施例と同様な効果が
得られると共に、最も高温となるピストン頂部と内周面
側は熱伝導性のよいアルミ合金で形成されているため
に、ピストン頂部で発生した圧縮熱がピストン10の内周
面を通って放熱され高圧圧縮機の利用が可能となるとと
もに、圧縮効率の向上が図れる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the piston top portion and the inner peripheral surface side, which have the highest temperature, are formed of an aluminum alloy having good thermal conductivity. The generated compression heat is radiated through the inner peripheral surface of the piston 10 and the high pressure compressor can be used, and the compression efficiency can be improved.

例えばピストン1全体を複合材で形成した第2図に示
す実施例1と、本実施例のピストン10についてその各部
の温度上昇を7kgf/cm2で1H負荷運転した後について確認
してみるに、実施例1のものはピストン1裏面で125〜1
30℃の温度上昇があるのに対し本実施例のものは80〜90
℃と大幅低下がみられ、又ピストンピン孔12部位に付い
ても実施例1のものより10℃前後の温度低下がみられ、
その分耐久性が向上する事が推定できた。
For example, in Example 1 shown in FIG. 2 in which the entire piston 1 is formed of a composite material, and with respect to the piston 10 of this example, the temperature rise of each part is checked after 1H load operation at 7 kgf / cm 2 , In the first embodiment, the back side of the piston 1 is 125 to 1
In contrast to the temperature rise of 30 ° C., that of the present embodiment is 80 to 90.
℃ was significantly reduced, and even at the piston pin hole 12 part, a temperature decrease of about 10 ℃ was seen from that of Example 1,
It can be estimated that the durability is improved accordingly.

第5図は前記実施例の変形例を示し、ピストン20の外
周部全てを前記耐熱性複合材21Bで、該21Bに囲繞される
ヘッド部21Aをアルミ合金で構成し、該ヘッド部21A内周
面側に、下方に垂下する多数の放熱フィン21Cを設けた
ピストン1が開示されており、かかる実施例によれば前
記実施例の効果に加えて、前記放熱フィン21Cによりピ
ストン頂部13の放熱がより大になり、ピストン1冷却効
果が一段と高められるとともに外周部21B全てが自己潤
滑性耐熱複合材で形成されている為に、ヘッド部1Aとシ
リンダ2との摺擦が完全に遮断される。
FIG. 5 shows a modified example of the above embodiment, in which the entire outer peripheral portion of the piston 20 is made of the heat resistant composite material 21B, and the head portion 21A surrounded by the 21B is made of an aluminum alloy. A piston 1 in which a large number of downwardly radiating fins 21C are provided on the surface side is disclosed. According to such an embodiment, in addition to the effects of the aforementioned embodiment, the heat dissipation of the piston top portion 13 is achieved by the aforementioned radiating fins 21C. Further, the cooling effect of the piston 1 is further enhanced, and since the entire outer peripheral portion 21B is formed of the self-lubricating heat resistant composite material, the sliding friction between the head portion 1A and the cylinder 2 is completely cut off.

さて前記第2実施例においては圧縮熱を直接受熱する
トップランド14部にも樹脂系材料が存在するために、該
樹脂系材料が前記した高耐熱性のコプナ樹脂系複合材を
用いる以外にない。
In the second embodiment, since the resin material is also present in the 14 parts of the top land that directly receives the compression heat, there is no other choice but to use the above-mentioned high heat resistant Copna resin composite material as the resin material. .

そこで第6図は前記欠点を解消するために、リング溝
11部の上側のトップランド14とピストン頂部13を所定肉
厚で形成したアルミ材からなるピストンヘッド30Aと、
該ヘッド30Aと一体成形で形成した自己潤滑性耐熱材か
らなるピストン本体30Bからなる。
Therefore, FIG. 6 shows a ring groove in order to eliminate the above-mentioned drawback.
A piston head 30A made of an aluminum material in which the upper top land 14 of 11 parts and the piston top 13 are formed with a predetermined thickness,
It is composed of a piston body 30B made of a self-lubricating heat resistant material integrally formed with the head 30A.

リング溝11部の上側のトップランド14とピストン頂部
13を所定肉厚でを含むヘッド30A側をアルミ材で形成
し、その下方のリング溝11を含むピストン本体30Bを一
体的に成型したものである。そしてヘッド30Aはトップ
ランド14部の外径を、その下方のピストン本体30B径よ
り僅かに小に設定するとともに、その下端側31を断面鍵
形状に内側に折曲し、ピストン本体30Bとの組付けの容
易化を図っている。
Top land 14 above ring groove 11 and piston top
The head 30A side including 13 having a predetermined thickness is formed of an aluminum material, and the piston main body 30B including the ring groove 11 therebelow is integrally molded. Then, the head 30A sets the outer diameter of the top land 14 part to be slightly smaller than the diameter of the piston body 30B below it, and bends the lower end side 31 inward in a key shape in section to form a combination with the piston body 30B. We are trying to make it easier.

ピストン本体30Bは前記実施例と同様にSKレジンに黒
鉛を40%混合した成型材料を用い、該成型材料を用いて
前もって成型硬化した前記ヘッド30Aと一体的に鋳込み
成形を行う事により形成してもよいが、ピストン頂部13
側の熱が直接樹脂体に接触しないために、ピストンリン
グ5と同様なPTFE樹脂若しくはその複合材を用いる事が
可能である。
The piston body 30B is formed by using a molding material in which graphite is mixed with SK resin 40% in the same manner as in the above-mentioned embodiment, and by performing casting molding integrally with the head 30A that has been previously molded and cured using the molding material. It is good, but the piston top 13
Since the heat on the side does not directly contact the resin body, it is possible to use the same PTFE resin as the piston ring 5 or a composite material thereof.

又かかる実施例によれば、ピストン頂部13とともに圧
縮熱が最も伝達し易いトップランド14まで良熱伝導性の
ヘッド30Aで形成されている為に放熱効果が一層向上す
るとともに、ピストン本体側に前記材料を用いたが故に
耐熱温度が300℃以上と熱変形の少ない良好なピストン
1の形成が可能となる。
Further, according to such an embodiment, since the head 30A having good thermal conductivity is formed up to the top land 14 where the compression heat is most easily transmitted together with the piston top portion 13, the heat dissipation effect is further improved, and the piston main body side has the above-mentioned structure. Since the material is used, the heat-resistant temperature is 300 ° C. or higher, and it is possible to form a good piston 1 with less thermal deformation.

第7図はリベットによる結合手段を用いた他の実施例
でピストン本体40Bとヘッド40Aを夫々個別に形成した
後、両者間をリベット41で一体的に固定させている。
FIG. 7 shows another embodiment using a rivet coupling means, in which the piston body 40B and the head 40A are individually formed, and then they are integrally fixed by a rivet 41.

即ち前記ヘッド40Aは、前記ピストン1をリング溝11
上面側より水平に切断した形状を有する円板板状をな
し、その直径を下方に位置する自己潤滑性樹脂材料から
なるピストン本体40Bの直径より僅かに小に形成してい
る、そして該ヘッド40Aとピストン本体40B間は、第7図
(b)(C)に示すように、良熱伝導性の4本のリベッ
ト41で一体的に固定しつつ該リベット端41aがピストン
頂部13の裏面側まで延設するように構成する。かかる実
施例においては前記実施例と同様な効果を得る事が出来
る。即ち、これによりヘッド40A側に伝熱した圧縮熱が
リベット41を介してピストン1下方に放熱させたり、又
ピストン本体40B全体へ拡散させる事が可能になり、ヘ
ッド40Aを薄肉化させた場合の熱的不具合を解消出来
る。
That is, the head 40A causes the piston 1 to move into the ring groove 11
A disk-like plate having a shape cut horizontally from the upper surface side is formed, and its diameter is formed to be slightly smaller than the diameter of the piston body 40B made of a self-lubricating resin material located below, and the head 40A. Between the piston body 40B and the piston body 40B, as shown in FIGS. 7 (b) and (C), the four rivets 41 having good thermal conductivity are integrally fixed, and the rivet end 41a extends to the rear surface side of the piston top portion 13. Configure to extend. In this embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the above embodiment. That is, as a result, the compression heat transferred to the head 40A side can be dissipated to the lower side of the piston 1 via the rivet 41 or diffused to the entire piston main body 40B. It can eliminate thermal problems.

第8図及び第9図は、第3発明が適用される単段式無
給油往復圧縮機の要部構成を示す。
FIG. 8 and FIG. 9 show the essential configuration of a single-stage oilless reciprocating compressor to which the third invention is applied.

ピストン50は前記第1実施例と同様にCOPNA樹脂)を
樹脂骨格に持つコンパウンド化した粒状レジンに黒鉛を
40%混合した成型材料を一体成形して形成され、第9図
に示すようにその外周面上に、ピストンリング溝51と、
ピストンピン挿入用のピン孔12が削成若しくは穿設され
ている。
As in the case of the first embodiment, the piston 50 is a compounded granular resin having a resin skeleton of COPNA resin) and graphite.
It is formed by integrally molding a molding material mixed with 40%, and as shown in FIG.
A pin hole 12 for inserting a piston pin is cut or drilled.

そして前記リング溝51はその断面形状を上下端部及び
側端部を面取りする事なく断面コの字状をなし、そして
そのリング形状をピストン1の全周面に対し円周状に形
成するのではなくCの字状に形成し、そのリング溝51が
形成されない部位(離間部位52)がピン孔12挿設方向に
対し直交する一の線上に位置するように作成する。
The ring groove 51 has a U-shaped cross section without chamfering the upper and lower end portions and side end portions, and the ring shape is formed circumferentially with respect to the entire circumferential surface of the piston 1. Instead, it is formed in a C shape, and the portion where the ring groove 51 is not formed (spaced portion 52) is formed so as to be located on one line orthogonal to the inserting direction of the pin hole 12.

言い換えればピストン1全周面全てが前記リング溝51
により分断される事なく前記一の直交線上においてのみ
軸方向に連続する様に前記リング溝51の位置設定を行っ
ている。
In other words, the entire circumferential surface of the piston 1 is the ring groove 51.
The position of the ring groove 51 is set so as to be continuous in the axial direction only on the one orthogonal line without being divided by.

一方ピストンリング5は公知の様にPTFE樹脂で形成す
ると共に、その断面形状をリング溝51に合わせて上下端
部及び側端部を面取りする事なく断面矩形状をなし、そ
してその平面形状は該リング5を前記リング溝51に嵌合
/圧縮変形させた際に前記リング溝51と同形になるよう
に且つ、その端部の合い口5aを前記リング溝51の終端に
きっちり密着するように形成する。
On the other hand, the piston ring 5 is formed of PTFE resin as is well known, and its cross-sectional shape is matched with the ring groove 51 to have a rectangular cross-section without chamfering the upper and lower end portions and side end portions, and its planar shape is Formed so that the ring 5 has the same shape as the ring groove 51 when it is fitted / compressed and deformed in the ring groove 51, and the mating port 5a at the end of the ring 5 is closely attached to the end of the ring groove 51. To do.

そして前記ピストン1にピストンリング5を嵌合させ
た後、前記離間部位52が、圧縮工程(上昇工程)時にシ
リンダ2と密接するサイドスラスト部S1−S′に位置
する様にシリンダ2内にピストン50を組み込む。
Then, after the piston ring 5 is fitted to the piston 1, the inside of the cylinder 2 is positioned so that the separated portion 52 is located in the side thrust portion S 1 -S ′ 1 which is in close contact with the cylinder 2 during the compression process (raising process). Incorporate piston 50 into.

かかる実施例によれば、ピストンの離間部位52が、圧
縮工程時にシリンダ2と密接するサイドスラスト部に位
置している為に、サイドスラスト部は前記離間部位52を
含むピストリン50周面自体で封止され、そしてピストン
リング5は周方向に移動する事なく、該離間部位52でそ
の合い口部50が位置保持されている為に、該離間部52を
接点とする内接円がピストン50とピストンリング5との
間で形成出来る。
According to this embodiment, since the separated portion 52 of the piston is located at the side thrust portion that comes into close contact with the cylinder 2 during the compression process, the side thrust portion is sealed by the peripheral surface of the pistrin 50 itself including the separated portion 52. The piston ring 5 does not move in the circumferential direction, and the abutment portion 50 is held in position at the separated portion 52. Therefore, an inscribed circle having the separated portion 52 as a contact point with the piston 50. It can be formed with the piston ring 5.

この結果、前記サイドスラスト部S1−S′以外の部
位では、ピストン50とシリンダ2間は離間しているが、
その部分では前記ピストンリング5がシリンダ2周面に
内接しているために、該リング溝51の離間部位52とピス
トンリングの組合せにおいてシリンダ2全周に亙ってシ
ールされる円状になり、該シール円を利用して前記シリ
ンダ2を気密的にシール可能に構成する事が出来る。
As a result, although the piston 50 and the cylinder 2 are separated from each other in the parts other than the side thrust parts S 1 -S ′ 1 ,
At that portion, since the piston ring 5 is inscribed in the circumferential surface of the cylinder 2, the combination of the separated portion 52 of the ring groove 51 and the piston ring forms a circular shape that is sealed over the entire circumference of the cylinder 2, The cylinder 2 can be configured to be hermetically sealed by using the sealing circle.

第10図は本第3発明を無給油式単段往復膨張機に適用
した他の実施例で、前記圧縮機の場合は、ピストン50上
面側に圧縮空気を受圧する為にクランク軸7の回転方向
が左回りの場合は左側にサイドスラスト部S1−S′
存在するが、 膨張機の場合は前記圧縮機と異なり、膨張工程はピスト
ン下降工程時に存在する為に、クランク軸7の回転方向
と逆側、即ち回転方向が左回りの場合は右側にサイドス
ラスト部S1−S′が存在する事となり、この結果膨張
機の場合は前記離間部位52を前記圧縮機と逆側のピスト
ン周面上に形成する。
FIG. 10 shows another embodiment in which the third invention is applied to an oil-free single-stage reciprocating expander. In the case of the compressor, the crankshaft 7 rotates to receive compressed air on the upper surface of the piston 50. When the direction is counterclockwise, the side thrust portion S 1 -S ′ 1 exists on the left side. However, in the case of the expander, unlike the compressor, the expansion step exists during the piston descending step, so the crankshaft 7 When the rotation direction is counterclockwise, that is, when the rotation direction is counterclockwise, the side thrust portion S 1 -S ′ 1 is present on the right side. As a result, in the case of an expander, the separation portion 52 is located on the opposite side of the compressor. Formed on the circumferential surface of the piston.

尚前記膨張機の場合は耐熱性を考慮する必要がないた
めにピストン本体の成形材料はCOPNA樹脂若しくはその
複合材のみに限定される事なく、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)系樹脂若しくはその複合材で形成する事
も可能である。
In the case of the expander, since it is not necessary to consider heat resistance, the molding material of the piston body is not limited to COPNA resin or its composite material, but polytetrafluoroethylene (PTFE) resin or its composite material. It is also possible to form with.

第11図は本発明を無給油式二段往復圧縮機に適用した
他の実施例で、二段圧縮機の場合は吸込工程時において
も低圧側で圧縮された空気圧が高圧側ピストンにかか
り、この結果吸込工程におけるサイドスラスト部S1
S′は圧縮工程におけるサイドスラスト部S1−S′
と180゜隔てた逆側に位置する事になる。
FIG. 11 is another embodiment in which the present invention is applied to an oil-free two-stage reciprocating compressor, in the case of a two-stage compressor, the air pressure compressed on the low pressure side is applied to the high pressure side piston even during the suction step, As a result, the side thrust part S 1 − in the suction process
'Side thrust unit in one compression step S 1 -S' S 1
It will be located on the opposite side 180 degrees away from.

従って高圧側にピストン50A/シリンダ2A間には吸込工
程でも圧縮工程でも何れの場合でも気密シールを図る必
要があり、この為本実施例においては前記リング溝51A,
51Bを上下に二本設けると共に、該リング溝51A,51Bを18
0゜対称に削成し、夫々前記実施例と同様に形成したピ
ストンリング5A,5Bを嵌合させる。
Therefore, it is necessary to provide an airtight seal between the piston 50A / cylinder 2A on the high-pressure side in both the suction process and the compression process. Therefore, in this embodiment, the ring groove 51A,
Two upper and lower 51B are provided and the ring grooves 51A and 51B are
Piston rings 5A and 5B, which are formed in the same manner as in the above-described embodiment, are fitted to each other by being cut symmetrically at 0 °.

この結果、例えば高段側の吸込工程時(第11図A参
照)ではトップリング5A側のサイドスラスト部53Aがシ
ールされ、高段側の圧縮工程時(第11図B参照)にはセ
カンドリング5B側のサイドスラスト部53Bがシールされ
る事となり、結果として吸込工程と圧縮工程の何れの工
程でも確実なシールが可能となる。
As a result, for example, the side thrust portion 53A on the side of the top ring 5A is sealed during the suction process on the high stage side (see FIG. 11A), and the second ring is pressed on the compression process on the high stage side (see FIG. 11B). The side thrust portion 53B on the 5B side is sealed, and as a result, reliable sealing is possible in both the suction process and the compression process.

「発明の効果」 以上記載した如く本第1発明によれば、熱硬化性縮合
多環多核芳香族を用いることによって、従来工業用の圧
縮機において不可能であった全樹脂製の、もしくは摺動
部全体を樹脂としたピストンを用いた圧縮機が可能とな
り、ピストンの軽量化による前述の如き効果、素材によ
る摺動面の形成による構造の単純化に加えピストンの耐
久性が大きく向上するとともに長期の使用によって摩耗
が進行しても、致命的な欠陥が生ずること無く長期間ノ
ーメンテナンスが可能となり、かじりや圧縮効率(膨張
効率)が低下する事のない無給油式往復圧縮機/膨張機
を提供する事出来る。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, by using the thermosetting condensed polycyclic polynuclear aromatic, it is possible to use a resin or a sliding resin which has been impossible in a conventional industrial compressor. A compressor using a piston with the entire moving part made of resin becomes possible, the above-mentioned effects due to the weight reduction of the piston, simplification of the structure by the formation of the sliding surface of the material, and the durability of the piston are greatly improved. Even if the wear progresses due to long-term use, maintenance can be done for a long time without causing fatal defects, and there is no galling or compression efficiency (expansion efficiency) reduction. Oil-free reciprocating compressor / expander Can be provided.

また、本第2発明によれば、シリンダとの円滑な摺動
機能と、吐出/吸込弁と対面する頂部、言い変えれば圧
縮熱と接触するピストン頂部側の耐熱機能を分離し、外
周部の内少なくともシリンダと摺擦される部位を自己潤
滑性耐熱材料で、又ピストン頂部をアルミ等の前記耐熱
材料より熱伝導性の高い良熱伝導性材料で夫々形成した
為に、かじりや圧縮効率が低下する事がなく而も高い圧
縮熱がピストン頂部と接触する場合でもピストン頂部を
吸気時の冷気で冷却が繰り返されるためピストン頂部の
温度を低減出来、よって摺動面となるピストン外周及び
ピストン孔への温度伝播による温度上昇を押えることで
ピストンの変形や劣化等が生じる事のない無給油式往復
圧縮機を提供する事が出来る。
According to the second aspect of the present invention, the smooth sliding function with the cylinder and the heat-resistant function on the top of the piston facing the discharge / suction valve, in other words, on the top of the piston that comes into contact with the compression heat are separated to separate the outer peripheral portion. At least the part that slides against the cylinder is made of a self-lubricating heat resistant material, and the piston top is made of a good heat conductive material having a higher heat conductivity than the heat resistant material such as aluminum. Even if high compression heat comes into contact with the piston top without lowering, the piston top is repeatedly cooled by cold air during intake, so the temperature of the piston top can be reduced, and therefore the piston outer circumference and piston hole that become the sliding surface It is possible to provide an oil-free reciprocating compressor in which deformation or deterioration of the piston does not occur due to suppression of temperature rise due to temperature propagation to the piston.

更に、本第3発明によれば、従来の無給油式流体機械
に比較してピストンリング合い口よりのガス洩れを完全
に封止し、而も前記ピストンリングの廻り止めとして機
能する離間部位はピストン自体に一体に形成されている
ために、構成が極めて簡単且つ永続的に劣化が生じない
のみならず、長年使用により却ってなじみ性が出、長期
に亙って高圧縮効率を維持し得る。
Further, according to the third aspect of the present invention, as compared with the conventional oil-free type fluid machine, the gas leakage from the piston ring mating port is completely sealed, and the separated portion functioning as a rotation stopper for the piston ring is also provided. Since it is formed integrally with the piston itself, not only the structure is extremely simple and permanent deterioration does not occur, but also it becomes compatible with use for many years, and high compression efficiency can be maintained over a long period of time.

等の種々の著効を有する。It has various remarkable effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明が適用される無給油往復圧縮機を示す断
面図、第2図は第1発明の実施例に係る無給油式往復圧
縮機の要部構成を示す断面図、第3図は従来技術の無給
油式往復圧縮機の要部構成を示す断面図、第4図、第5
図及び第6図はいずれも第2発明の夫々の実施例に係る
ピストンを示す断面図である。 第7図は他の実施例に係るピストンを示し(a)は判断
面図、(b)は底面図とそのA−A′線断面図である。 第8図は第3発明を無給油式単段往復圧縮機に適用した
一の実施例を示す正面断面図とそのA−A′線断面図、
第9図はそのピストン周面形状を示す要部斜視図、第10
図は第3発明を無給油式単段往復膨張機に適用した他の
実施例を示す概略図とそのB−B′線断面図である。第
11図は本発明を無給油式二段往復圧縮機に適用した他の
実施例を示す概略図で(A)は高段側の吸込工程を、
(B)は高段側の圧縮工程にある場合にピストンとシリ
ンダ間の摺接状況を示す。
FIG. 1 is a sectional view showing an oilless reciprocating compressor to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a sectional view showing a main part configuration of an oilless reciprocating compressor according to an embodiment of the first invention, and FIG. Is a cross-sectional view showing the structure of a main part of a conventional oil-free reciprocating compressor, FIG. 4, FIG.
FIG. 6 and FIG. 6 are sectional views showing pistons according to respective embodiments of the second invention. FIG. 7 shows a piston according to another embodiment, (a) is a judgment surface view, (b) is a bottom view and a sectional view taken along the line AA '. FIG. 8 is a front sectional view and an AA ′ line sectional view showing one embodiment in which the third invention is applied to an oil-free single-stage reciprocating compressor.
FIG. 9 is a perspective view of an essential part showing the peripheral surface shape of the piston, and FIG.
The drawing is a schematic view showing another embodiment in which the third invention is applied to an oil-free type single-stage reciprocating expander and a sectional view taken along the line BB '. First
FIG. 11 is a schematic view showing another embodiment in which the present invention is applied to an oilless type two-stage reciprocating compressor, and (A) shows a suction process on the high stage side.
(B) shows a sliding contact state between the piston and the cylinder in the high-stage compression process.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】自己潤滑性材料で形成したピストンリング
が嵌合されたピストン体と金属製のシリンダからなる無
給油式往復圧縮機及び膨張機において、 前記ピストン体を熱硬化性縮合多環多核芳香族樹脂と、
黒鉛その他の摺動性を高める耐熱材料とを含む自己潤滑
性複合材で形成すると共に、 少なくともピストン頂部附近におるピストンとシリンダ
間のクリアランスをピストン直径に対し常温で0.1〜0.5
%の範囲に設定し、 ピストン上部側の直径を下部側の直径より小に形成し、 前記ピストン体の胴部に貫装したピン孔に、軸受けを介
する事なくピストンピンを直接軸支させた事を特徴とす
る無給油式往復圧縮機及び膨張機
1. An oil-free reciprocating compressor and expander comprising a piston body fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material and a metal cylinder, wherein the piston body is a thermosetting condensed polycyclic polynuclear Aromatic resin,
It is formed of a self-lubricating composite material containing graphite and other heat-resistant materials that enhance slidability, and at least the clearance between the piston and the cylinder near the top of the piston is 0.1 to 0.5 at room temperature with respect to the piston diameter.
%, The diameter of the upper part of the piston was made smaller than the diameter of the lower part, and the piston pin was directly supported in the pin hole penetrating the body of the piston body without a bearing. Oil-free reciprocating compressor and expander characterized
【請求項2】自己潤滑性材料で形成したピストンリング
が嵌合されたピストン体と金属製のシリンダからなる無
給油式往復圧縮機及び膨張機において、 前記ピスント体外周部の内少なくともシリンダと摺擦さ
れる部位とピストンピン孔部を自己潤滑性耐熱材で、又
ピストン頂部を良熱伝導性材料で夫々形成し、 前記頂部側の良熱伝導体を実質的にピストン頂部の裏面
側まで延設したことを特徴とする無給油式往復圧縮機及
び膨張機
2. A self-lubricating reciprocating compressor and expander comprising a piston body fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material and a metal cylinder, wherein at least the cylinder of at least the outer peripheral portion of the piston body is slidable. The part to be rubbed and the piston pin hole are made of a self-lubricating heat resistant material, and the piston top is made of a good heat conductive material, and the good heat conductor on the top side is extended substantially to the back side of the piston top. Oil-free reciprocating compressor and expander characterized by being installed
【請求項3】自己潤滑性材料で形成したピストンリング
が嵌合されたピストン体と金属製のシリンダからなる無
給油式往復圧縮機及び膨張機において、 前記ピストン体外周部の内少なくともシリンダと摺擦さ
れる部位とピストンピン孔部を自己潤滑性耐熱材で、又
ピストンリング上方のトップランド部を含むピストン頂
部を良熱伝導材料で形成すると共に、該トップランプ部
の外径を、その下方のピストン径より僅かに小に設定
し、 前記ピストン頂部と前記ピストン体とを任意の固定手段
を用いて一体化したことを特徴とする無給油式往復圧縮
機及び膨張機
3. A self-lubricating reciprocating compressor and expander comprising a piston body fitted with a piston ring made of a self-lubricating material and a metal cylinder, wherein at least the cylinder is slidable on at least the outer peripheral portion of the piston body. The part to be rubbed and the piston pin hole are made of a self-lubricating heat resistant material, and the top part of the piston including the top land part above the piston ring is made of a good heat conductive material, and the outer diameter of the top ramp part is Set slightly smaller than the piston diameter, and the piston top and the piston body are integrated by using any fixing means, and an oil-free reciprocating compressor and an expander are provided.
【請求項4】自己潤滑性材料で形成したピストンリング
が嵌合されたピストンを含む無給油式単段往復圧縮機に
おいて、 少なくともピストン又は/及びシリンダの摺動面を自己
潤滑性複合材で形成するとともに、 該ピストンの周面上に形成されるリング溝を、その両端
間が小間隔で離間するCの字状に形成し、該離間部位
が、圧縮工程時にシリンダと密接するサイドスラスト部
に位置する様にピストンを組み込み、該離間部位とピス
トンリングの組合せにおいて、前記シリンダを気密的に
シール可能に構成したことを特徴とする無給油式単段往
復圧縮機
4. An oil-free single-stage reciprocating compressor including a piston fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material, wherein at least a sliding surface of the piston or / and the cylinder is formed of a self-lubricating composite material. At the same time, the ring groove formed on the peripheral surface of the piston is formed in a C shape with its both ends being separated by a small distance, and the separated portion is a side thrust portion that is in close contact with the cylinder during the compression process. An oil-free single-stage reciprocating compressor characterized in that a piston is incorporated so as to be positioned, and the cylinder can be hermetically sealed in a combination of the separated portion and the piston ring.
【請求項5】自己潤滑性材料で形成したピストンリング
が嵌合されたピストンを含む無給油式単段往復膨張機に
おいて、 少なくともピストン又は/及びシリンダの摺動面を自己
潤滑性耐熱材で形成するとともに、 該ピストンの周面上に形成されるリング溝を、その両端
間が小間隔で離間するCの字状に形成し、該離間部位
が、膨張工程時にシリンダと密接するサイドスラスト部
に位置する様にピストンを組み込み、該離間部位とピス
トンリングの組合せにおいて、対応するシリンダを気密
的にシール可能にしたことを特徴とする無給油式単段往
復膨張機
5. In an oil-free single-stage reciprocating expander including a piston fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material, at least the sliding surface of the piston or / and the cylinder is formed of a self-lubricating heat resistant material. In addition, the ring groove formed on the peripheral surface of the piston is formed in a C shape in which both ends thereof are separated from each other by a small distance, and the separated portion is a side thrust portion that is in close contact with the cylinder during the expansion process. An oil-free single-stage reciprocating expander characterized in that a piston is incorporated so as to be positioned, and a corresponding cylinder can be hermetically sealed in a combination of the separated portion and a piston ring.
【請求項6】低段側と高段側のいずれにも自己潤滑性材
料で形成したピストンリングが嵌合されたピストンを含
む無給油式多段往復圧縮機において、 少なくとも低段側も高段側もピストン又は/及びシリン
ダの摺動面を自己潤滑性複合材で形成するとともに、該
ピストンの周面上に形成されるリング溝を、その両端間
が小間隔で離間するCの字状に形成し、 低段側においてはピストン上昇工程時のシリンダと密接
するサイドスラスト部に、又高段側においてはピストン
上昇工程と下降工程の両サイドスラスト部に、夫々前記
離間部位が位置するようにピストンを組み込み、該離間
部位とピストンリングの組合せにおいて、対応する各シ
リンダを気密的にシール可能にしたことを特徴とする無
給油式多段往復圧縮機
6. An oil-free multistage reciprocating compressor including a piston fitted with a piston ring formed of a self-lubricating material on both the low-stage side and the high-stage side, at least the low-stage side and the high-stage side. Also forms the sliding surface of the piston and / or the cylinder with a self-lubricating composite material, and forms a ring groove formed on the peripheral surface of the piston in a C shape in which both ends thereof are separated by a small distance. However, on the low-stage side, the above-mentioned separated parts should be located in the side thrust parts that are in close contact with the cylinder during the piston rising process, and on the high-stage side, in the side thrust parts during both the piston rising process and the descending process. The oilless multistage reciprocating compressor characterized in that the corresponding cylinders can be hermetically sealed in the combination of the separated portion and the piston ring.
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