JPH10148178A - Reciprocating compressor - Google Patents

Reciprocating compressor

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JPH10148178A
JPH10148178A JP8323635A JP32363596A JPH10148178A JP H10148178 A JPH10148178 A JP H10148178A JP 8323635 A JP8323635 A JP 8323635A JP 32363596 A JP32363596 A JP 32363596A JP H10148178 A JPH10148178 A JP H10148178A
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cylinder
lip
lip ring
reciprocating compressor
ring
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Shingo Miyake
信吾 三宅
Kazunari Komatsu
一成 小松
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Tokico Ltd
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Tokico Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a load at the time of start, also the abrasion of a lip ring at the time of continuous operation, etc. SOLUTION: The lip part 22B of a lip ring 22, for sealing between an oscillation piston 9 and a cylinder 21, is formed so that an outer diameter dimension D under ordinary temperature can be reduced than the inner diameter dimension E of the cylinder 21, also the maximum outer diameter at the time of thermal expansion can be within a range of ±0.2% to the maximum inner diameter of the cylinder 21. This can reduce sliding resistance, between the inner peripheral surface and lip part 22B of the cylinder 21 at the time of starting, to reduce the load of a reciprocating compressor at the time of starting. Also even in the case where the lip ring 22 is caused at the time of continuos operation, the abrasion of the lip part 22A can be restrained, thereby prolonging the life of the lip ring 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気等の流
体を圧縮するのに好適に用いられる揺動ピストン式の往
復動圧縮機に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillating piston type reciprocating compressor suitably used for compressing a fluid such as air.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、シリンダ内を揺動しつつ往復動
する揺動ピストンを備えた往復動圧縮機として、例えば
空気等を圧縮する無給油式の往復動圧縮機が知られてい
る。
2. Description of the Related Art An oilless reciprocating compressor for compressing air or the like is generally known as a reciprocating compressor provided with a oscillating piston which reciprocates while oscillating in a cylinder.

【0003】そこで、この種の従来技術による無給油式
の往復動圧縮機を図2および図3を参照して説明する。
A conventional oilless reciprocating compressor of this type will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

【0004】図2において、1は円筒状のシリンダを示
し、該シリンダ1の上端側にはシリンダヘッド2が設け
られ、該シリンダヘッド2内には隔壁3によって吸入室
Aと吐出室Bとが画成されている。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a cylindrical cylinder. A cylinder head 2 is provided at an upper end of the cylinder 1, and a suction chamber A and a discharge chamber B are formed in the cylinder head 2 by a partition wall 3. It is defined.

【0005】4はシリンダ1とシリンダヘッド2との間
に設けられた弁板で、該弁板4とシリンダ1との間、お
よび弁板4とシリンダヘッド2との間はガスケット(図
示せず)等によって気密にシールされている。また、弁
板4と後述する揺動ピストン9との間には圧縮室Cが画
成されている。
Reference numeral 4 denotes a valve plate provided between the cylinder 1 and the cylinder head 2. A gasket (not shown) is provided between the valve plate 4 and the cylinder 1 and between the valve plate 4 and the cylinder head 2. ) And the like. A compression chamber C is defined between the valve plate 4 and a swinging piston 9 described later.

【0006】5は弁板4に設けられた吸入ポート、6は
弁板4に設けられた吐出ポートをそれぞれ示し、吸入ポ
ート5は吸入室Aと圧縮室Cとを連通させ、吐出ポート
6は吐出室Bと圧縮室Cとを連通させるものである。
Reference numeral 5 denotes a suction port provided on the valve plate 4, reference numeral 6 denotes a discharge port provided on the valve plate 4, the suction port 5 connects the suction chamber A and the compression chamber C, and the discharge port 6 The discharge chamber B communicates with the compression chamber C.

【0007】7は吸入室Aと圧縮室Cとの間に位置して
弁板4に設けられた吸入弁で、該吸入弁7は揺動ピスト
ン9が上死点から下死点に移動するときに開弁し、下死
点から上死点に移動するときに閉弁する。
Reference numeral 7 denotes a suction valve provided on the valve plate 4 between the suction chamber A and the compression chamber C. The suction valve 7 moves the swinging piston 9 from a top dead center to a bottom dead center. The valve is sometimes opened and closed when moving from the bottom dead center to the top dead center.

【0008】8は吐出室Bと圧縮室Cとの間に位置して
弁板4に設けられた吐出弁で、該吐出弁8は揺動ピスト
ン9が下死点から上死点に移動するときに開弁し、上死
点から下死点に移動するときに閉弁する。
Reference numeral 8 denotes a discharge valve provided on the valve plate 4 between the discharge chamber B and the compression chamber C. The discharge valve 8 moves a swing piston 9 from a bottom dead center to a top dead center. The valve is sometimes opened and closed when moving from the top dead center to the bottom dead center.

【0009】9はシリンダ1内に往復動可能に設けられ
た揺動ピストンを示し、該揺動ピストン9は、クランク
軸を介して回転源の出力軸等(いずれも図示せず)に連
結されるコネクティングロッド10と、該コネクティン
グロッド10の軸方向一端側に設けられた円板状の取付
フランジ10Aにボルト等によって締結された円板状の
リテーナ11とからなっている。そして、取付フランジ
10Aの中央部には、後述のリップリング12が嵌合す
る環状段部10Bが設けられている。
Reference numeral 9 denotes a swinging piston provided reciprocally in the cylinder 1. The swinging piston 9 is connected to an output shaft or the like (not shown) of a rotation source via a crankshaft. A connecting rod 10 and a disk-shaped retainer 11 fastened by a bolt or the like to a disk-shaped mounting flange 10A provided at one axial end of the connecting rod 10. An annular step portion 10B into which a lip ring 12 described later is fitted is provided at the center of the mounting flange 10A.

【0010】12は揺動ピストン9とシリンダ1との間
を気密にシールする環状のリップリングで、該リップリ
ング12は、シリンダ1との摺動性を高めるためフッ素
樹脂等の自己潤滑性および可撓性に優れた樹脂材料によ
って形成され、その内周側はコネクティングロッド10
の環状段部10Bに嵌合した状態で取付フランジ10A
とリテーナ11との間に挟持されている。
Reference numeral 12 denotes an annular lip ring for hermetically sealing the gap between the swinging piston 9 and the cylinder 1. The lip ring 12 has a self-lubricating property such as a fluororesin and the like to improve the slidability with the cylinder 1. The connecting rod 10 is formed of a resin material having excellent flexibility,
The mounting flange 10A is fitted to the annular stepped portion 10B.
And the retainer 11.

【0011】ここで、リップリング12は図3に示すよ
うに、内周側に位置し取付フランジ10Aとリテーナ1
1との間に挟持される平環状の固定部12Aと、該固定
部12Aの外周側に位置して揺動ピストン9から径方向
外向きに突出し、圧縮室C側に向けて断面L字状に屈曲
した外周側のリップ部12Bとからなり、該リップ部1
2Bは、シリンダ1の内周面に全周に亘って摺接するよ
うにカップ状に形成されている。
Here, as shown in FIG. 3, the lip ring 12 is located on the inner peripheral side and is attached to the mounting flange 10A and the retainer 1.
1, and a flat annular fixed portion 12 </ b> A interposed therebetween, and protrudes radially outward from the oscillating piston 9 at an outer peripheral side of the fixed portion 12 </ b> A, and has an L-shaped cross section toward the compression chamber C side. And a lip portion 12B on the outer peripheral side that is bent
2B is formed in a cup shape so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder 1 over the entire circumference.

【0012】上述の如く構成された往復動圧縮機は、揺
動ピストン9がシリンダ1内を揺動しつつ往復動するこ
とにより、吸入室Aから圧縮室C内に空気を吸入する吸
入行程と、圧縮室C内の空気を圧縮し圧縮空気として吐
出室Bに吐出する圧縮行程とを繰返す圧縮運転を行う。
そして、この圧縮運転が行われている間、リップリング
12のリップ部12Bはシリンダ1の内周面に常時摺接
し、揺動ピストン9とシリンダ1との間を気密にシール
する。
In the reciprocating compressor constructed as described above, the reciprocating motion of the oscillating piston 9 while oscillating in the cylinder 1 causes a suction stroke in which air is sucked from the suction chamber A into the compression chamber C. The compression operation of repeating the compression process of compressing the air in the compression chamber C and discharging the compressed air to the discharge chamber B as compressed air is performed.
During this compression operation, the lip portion 12B of the lip ring 12 is always in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder 1 to hermetically seal the gap between the swing piston 9 and the cylinder 1.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、リップリング12のリップ部12Bがシリ
ンダ1の内周面に確実に摺接するように、その外径寸法
Dがシリンダ1の内径寸法Eよりも予め大きく(D>
E)なるように形成されているから、リップリング12
のリップ部12Bはシリンダ1の内周面に摩擦接触する
ようになり、例えば圧縮機の起動時等に、モータ等の回
転源に大きな負荷を与えるという問題がある。
By the way, according to the above-mentioned prior art, the outer diameter D of the lip ring 12 is set to be equal to the inner diameter of the cylinder 1 so that the lip portion 12B of the lip ring 12 surely slides on the inner peripheral surface of the cylinder 1. Larger than E (D>
E) The lip ring 12
The lip portion 12B comes into frictional contact with the inner peripheral surface of the cylinder 1, and there is a problem that a large load is applied to a rotation source such as a motor when the compressor is started, for example.

【0014】また、圧縮機の連続運転時においては、圧
縮室Cからの圧縮熱と摩擦熱等とによってシリンダ1と
リップリング12とは高温状態となり、熱膨張するよう
になる。この場合、シリンダ1はアルミニウム合金等の
金属材料から形成され、リップリング12は樹脂材料か
ら形成されているので、シリンダ1の熱膨張に比較して
リップリング12の熱膨張がの方が大きくなってしま
う。
Further, during continuous operation of the compressor, the cylinder 1 and the lip ring 12 are brought to a high temperature state by the heat of compression and the heat of friction from the compression chamber C, and thermally expand. In this case, since the cylinder 1 is formed of a metal material such as an aluminum alloy and the lip ring 12 is formed of a resin material, the thermal expansion of the lip ring 12 is larger than that of the cylinder 1. Would.

【0015】このため、従来技術では、リップリング1
2のリップ部12Bがシリンダ1の内径よりも熱膨張で
さらに大きく拡径し、該リップ部12Bが早期に摩耗す
ることがあり、リップリング12の寿命が低下するとい
う問題がある。
For this reason, in the prior art, the lip ring 1
The second lip portion 12B is further expanded due to thermal expansion larger than the inner diameter of the cylinder 1, and the lip portion 12B may be worn out early, resulting in a problem that the life of the lip ring 12 is reduced.

【0016】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、起動時の負荷を低減できると共に、連続
運転時等におけるリップリングの摩耗を抑えることがで
き、リップリングの寿命を延ばすことができる往復動圧
縮機を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can reduce the load at the time of starting, suppress the wear of the lip ring during continuous operation and the like, and extend the life of the lip ring. It is an object of the present invention to provide a reciprocating compressor that can perform pressure reduction.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、シリンダと、該シリンダ内を揺動しつ
つ往復動し、該シリンダ内に圧縮室を画成するピストン
と、該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状
のリップリングとからなる往復動圧縮機に適用される。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cylinder, a piston which reciprocates while oscillating in the cylinder, and defines a compression chamber in the cylinder; The present invention is applied to a reciprocating compressor comprising an annular lip ring for sealing between a piston and the cylinder.

【0018】そして、請求項1の発明が採用する構成の
特徴は、前記リップリングは、内周側に位置し前記ピス
トンに固定される固定部と、該固定部から前記ピストン
の径方向外側へと突出し前記圧縮室に向けて屈曲した外
周側のリップ部とからなり、該リップ部はその外径を前
記シリンダの内径よりも予め小さく形成し、圧縮運転時
には前記圧縮室からの圧力により前記シリンダの内周面
に向けて撓み変形する構成としたことにある。
A feature of the structure adopted by the invention of claim 1 is that the lip ring is located on the inner peripheral side and fixed to the piston, and from the fixed portion radially outward of the piston. And an outer peripheral lip bent toward the compression chamber.The lip has an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylinder in advance, and the cylinder operates by a pressure from the compression chamber during a compression operation. In such a manner as to be bent and deformed toward the inner peripheral surface.

【0019】上記の構成によれば、圧縮機の起動初期に
はリップリングのリップ部がシリンダの内周面から僅か
に離間することにより、シリンダに対するピストンの摺
動抵抗を小さくでき、起動時の負荷を低減することがで
きる。そして、圧縮運転により圧縮室内の圧力が高くな
ってくると、リップリングのリップ部は圧縮室からの圧
力によってシリンダの内周面に向けて撓み変形するよう
になるから、リップリングのリップ部はシリンダの内周
面に摺接し、ピストンとシリンダとの間をシールするこ
とができる。
According to the above configuration, the lip portion of the lip ring is slightly separated from the inner peripheral surface of the cylinder in the initial stage of starting the compressor, so that the sliding resistance of the piston with respect to the cylinder can be reduced. The load can be reduced. When the pressure in the compression chamber is increased by the compression operation, the lip of the lip ring is bent toward the inner peripheral surface of the cylinder by the pressure from the compression chamber. It can slide on the inner peripheral surface of the cylinder to seal between the piston and the cylinder.

【0020】また、請求項2の発明は、前記リップリン
グのリップ部は、圧縮運転による熱膨張時の最大外径が
前記シリンダの最大内径に対して±0.2%の範囲内と
なるように外径寸法を設定したことにある。
According to a second aspect of the present invention, the lip portion of the lip ring has a maximum outer diameter during thermal expansion by a compression operation within a range of ± 0.2% with respect to a maximum inner diameter of the cylinder. In that the outer diameter is set.

【0021】上記の構成によれば、連続運転時にシリン
ダとリップリングとが高温状態となって熱膨張した場合
でも、リップリングのリップ部は熱膨張時の最大外径が
シリンダの最大内径に対して±0.2%の範囲内にとど
まるから、連続運転時におけるリップ部の摩耗を低減す
ることができる。
According to the above configuration, even when the cylinder and the lip ring are in a high temperature state and thermally expanded during continuous operation, the maximum outer diameter of the lip of the lip ring is larger than the maximum inner diameter of the cylinder during thermal expansion. Therefore, the wear of the lip during continuous operation can be reduced.

【0022】さらに、請求項3の発明は、前記リップリ
ングはポリテトラフルオロエチレンを含んだ複合材料に
より形成し、前記シリンダはアルミニウム合金により形
成したことにある。
Furthermore, the invention of claim 3 is that the lip ring is formed of a composite material containing polytetrafluoroethylene, and the cylinder is formed of an aluminum alloy.

【0023】上記の構成によれば、シリンダの内周面に
摺接するリップリングの摺動性および耐熱性を向上で
き、連続運転時におけるリップリングの摩耗を一層低減
することができる。
According to the above configuration, the slidability and heat resistance of the lip ring that slides on the inner peripheral surface of the cylinder can be improved, and the wear of the lip ring during continuous operation can be further reduced.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1を
参照しつつ詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG.

【0025】なお、本実施形態では上述した従来技術と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
In this embodiment, the same components as those of the above-described prior art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0026】図1において、21は本実施形態によるシ
リンダを示し、該シリンダ21はアルミニウム合金から
なる成形品に陽極酸化処理を施すことによって形成さ
れ、その熱膨張係数は2.4×10-5である。そして、
シリンダ21は、常温下での内径寸法Eが60.0mm
となるように形成され、連続運転により熱膨張したとき
の最大内径E′は60.1mmとなる。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a cylinder according to the present embodiment. The cylinder 21 is formed by subjecting a molded article made of an aluminum alloy to an anodic oxidation treatment, and has a coefficient of thermal expansion of 2.4 × 10 -5. It is. And
The cylinder 21 has an inner diameter E at room temperature of 60.0 mm.
The maximum inner diameter E 'when thermally expanded by continuous operation is 60.1 mm.

【0027】22は従来技術によるリップリング12に
代えて本実施形態に適用されたリップリングを示し、該
リップリング22は従来技術によるリップリング12と
同様に、内周側に位置し取付フランジ10Aとリテーナ
11との間に挟持される平環状の固定部22Aと、該固
定部22Aの外周側に位置して揺動ピストン9から径方
向外向きに突出し、圧縮室C側に向けて屈曲することに
より、シリンダ21の内周面に全周に亘って摺接するカ
ップ状のリップ部22Bとからなっている。
Reference numeral 22 denotes a rip ring applied to the present embodiment in place of the lip ring 12 according to the prior art. The lip ring 22 is located on the inner peripheral side like the lip ring 12 according to the prior art and is located on the mounting flange 10A. And a flat annular fixing portion 22A sandwiched between the retainer 11 and the outer peripheral side of the fixing portion 22A, protruding radially outward from the swing piston 9 and bent toward the compression chamber C. Thereby, it is composed of a cup-shaped lip portion 22 </ b> B that slides over the entire inner circumference of the cylinder 21.

【0028】そして、該リップリング22は摺動性およ
び耐熱性を高めるため、PTFE(ポリテトラフルオロ
エチレン)をベースとするフッ素樹脂材料に、CF(炭
素繊維)、MoS2 (二硫化モリブデン)等を適宜に混
合した複合材料により形成されている。
The lip ring 22 is made of a fluororesin material based on PTFE (polytetrafluoroethylene), such as CF (carbon fiber), MoS 2 (molybdenum disulfide), etc., in order to enhance the slidability and heat resistance. Are appropriately mixed to form a composite material.

【0029】しかし、本実施形態によるリップリング2
2は、常温下でのリップ部22Bの外径寸法Dがシリン
ダ21の内径寸法Eよりも小さく(D<E)、かつ、連
続運転による熱膨張時の最大外径D′が、熱膨張したシ
リンダ21の最大内径E′に対して±0.2%の範囲内
となるように設定されている。
However, the lip ring 2 according to the present embodiment
No. 2 shows that the outer diameter D of the lip portion 22B at room temperature is smaller than the inner diameter E of the cylinder 21 (D <E), and the maximum outer diameter D 'during thermal expansion by continuous operation is thermally expanded. It is set to be within ± 0.2% of the maximum inner diameter E 'of the cylinder 21.

【0030】本実施形態による往復動圧縮機は、上述の
如きリップリング22を有するもので、その基本的作動
については従来技術によるものと格別差異はない。
The reciprocating compressor according to this embodiment has the lip ring 22 as described above, and its basic operation is not particularly different from that of the prior art.

【0031】然るに、本実施形態による往復動圧縮機で
は、リップリング22を構成するリップ部22Bの常温
下での外径寸法Dを、予めシリンダ21の内径寸法Eよ
りも小さくなるように形成したから、リップリング22
のリップ部22Bとシリンダ21の内周面との間の摺動
抵抗を従来技術に比較して小さくできる。これにより、
圧縮機の起動時の負荷を低減することができ、かつリッ
プ部22Bの初期摩耗を低減できる。
However, in the reciprocating compressor according to the present embodiment, the outer diameter D of the lip portion 22B constituting the lip ring 22 at normal temperature is smaller than the inner diameter E of the cylinder 21 in advance. From the lip ring 22
The sliding resistance between the lip portion 22B and the inner peripheral surface of the cylinder 21 can be reduced as compared with the related art. This allows
The load at the time of starting the compressor can be reduced, and the initial wear of the lip portion 22B can be reduced.

【0032】この場合、揺動ピストン9が吸入行程にあ
るときには、リップリング22のリップ部22Bとシリ
ンダ21の内周面との間には僅かな隙間が形成されるも
のの、揺動ピストン9が圧縮行程に移行したときには、
リップ部22Bが圧縮室Cからの圧力によってシリンダ
21の内周面に向けて撓み変形するようになる。これに
より、リップ部22Bがシリンダ21の内周面に摺接
し、揺動ピストン9とシリンダ21との間が適正にシー
ルされる。
In this case, when the swing piston 9 is in the suction stroke, a slight gap is formed between the lip portion 22B of the lip ring 22 and the inner peripheral surface of the cylinder 21. When shifting to the compression stroke,
The lip portion 22B bends and deforms toward the inner peripheral surface of the cylinder 21 by the pressure from the compression chamber C. As a result, the lip portion 22B slides on the inner peripheral surface of the cylinder 21, and the space between the swing piston 9 and the cylinder 21 is properly sealed.

【0033】そして、圧縮機の連続運転によってシリン
ダ21とリップリング22が高温状態となってリップリ
ング22が熱膨張した場合でも、この熱膨張時のリップ
部22Bの最大外径D′は、シリンダ21の最大内径
E′に対して±0.2%の範囲内にとどまるから、熱膨
張時におけるリップ部22Bの摩耗を低減することがで
き、リップリング22の長寿命化を図ることができる。
Even if the cylinder 21 and the lip ring 22 become hot due to the continuous operation of the compressor and the lip ring 22 thermally expands, the maximum outer diameter D 'of the lip portion 22B during this thermal expansion is determined by the cylinder Since it is within ± 0.2% of the maximum inner diameter E 'of the lip 21, the wear of the lip 22B during thermal expansion can be reduced, and the life of the lip ring 22 can be extended.

【0034】次に、上述のリップリング22を用いた往
復動圧縮機を連続運転し、起動時の負荷、吐出空気量、
連続運転後におけるリップ部22Bの摩耗を測定する試
験を行った結果について、下記表1を参照して述べる。
Next, the reciprocating compressor using the above-mentioned lip ring 22 is operated continuously, and the load at start-up, the discharge air amount,
The results of a test for measuring the wear of the lip portion 22B after the continuous operation will be described with reference to Table 1 below.

【0035】まず、本実施形態によるリップリング22
としての3種類の実施品1,2,3と、比較対象となる
リップリングとしての2種類の比較品1,2を用意す
る。
First, the lip ring 22 according to the present embodiment
Are prepared, and two kinds of comparative products 1 and 2 as lip rings to be compared are prepared.

【0036】ここで、実施品1のリップリングは、常温
下でのリップ部の外径寸法Dが59.6(mm)とな
り、熱膨張時のリップ部の最大外径D′が60.0(m
m)となるように形成されている。また、実施品2のリ
ップリングは、常温下でのリップ部の外径寸法Dが5
9.75(mm)となり、熱膨張時のリップ部の最大外
径D′が60.1(mm)となるように形成されてい
る。さらに、実施品3のリップリングは、常温下でのリ
ップ部の外径寸法Dが59.9(mm)となり、熱膨張
時のリップ部の最大外径D′が60.2(mm)となる
ように形成されている。
Here, in the lip ring of the embodiment 1, the outer diameter D of the lip portion at room temperature is 59.6 (mm), and the maximum outer diameter D 'of the lip portion during thermal expansion is 60.0 mm. (M
m). The outer diameter D of the lip portion at room temperature is 5
9.75 (mm), and the maximum outer diameter D 'of the lip portion during thermal expansion is 60.1 (mm). Further, the lip ring of the embodiment 3 has an outer diameter D of the lip portion at room temperature of 59.9 (mm) and a maximum outer diameter D 'of the lip portion at the time of thermal expansion of 60.2 (mm). It is formed so that it becomes.

【0037】一方、比較品1のリップリングは、例えば
上述した従来技術によるリップリング12に対応するも
ので、常温下でのリップ部の外径寸法Dがシリンダ21
の内径寸法Eよりも大きい60.5(mm)となり、熱
膨張時のリップ部の最大外径D′が、シリンダ21の最
大内径E′に対して+1.3%となる60.9(mm)
となるように形成されている。
On the other hand, the lip ring of the comparative product 1 corresponds to, for example, the above-described lip ring 12 according to the prior art, and the outer diameter D of the lip portion at room temperature is equal to that of the cylinder 21.
60.5 (mm), which is larger than the inner diameter dimension E of the cylinder 21, and the maximum outer diameter D 'of the lip portion during thermal expansion becomes + 1.3% with respect to the maximum inner diameter E' of the cylinder 21 to 60.9 (mm). )
It is formed so that it becomes.

【0038】また、比較品2のリップリングは、常温下
でのリップ部の外径寸法Dがシリンダ21の内径寸法E
よりも小さい59.3(mm)となるものの、熱膨張時
のリップ部の最大外径D′が、シリンダ21の最大内径
E′に対して−0.7%となる59.7(mm)となる
ように形成されている。
The outer diameter D of the lip at room temperature is equal to the inner diameter E of the cylinder 21 at room temperature.
Although it is smaller than 59.3 (mm), the maximum outer diameter D 'of the lip portion during thermal expansion is -9.7% with respect to the maximum inner diameter E' of the cylinder 21 (59.7 (mm)). It is formed so that it becomes.

【0039】そして、上述の5種類のリップリングを
0.4kwの往復動圧縮機に用い、この往復動圧縮機を
0.7MPaの吐出圧で連続運転したときに、起動時の
電流値と、吐出空気の変化量と、1000時間の連続運
転後の各リップ部の摩耗量とを測定した。なお、連続運
転時におけるシリンダ21の温度上昇は75degであ
る。
When the above-mentioned five types of rip rings are used for a reciprocating compressor of 0.4 kW and the reciprocating compressor is continuously operated at a discharge pressure of 0.7 MPa, the current value at the time of startup is: The amount of change in the discharge air and the amount of wear of each lip after 1000 hours of continuous operation were measured. The temperature rise of the cylinder 21 during the continuous operation is 75 deg.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】ここで、往復動圧縮機の起動時の電流値に
ついてみると、従来技術によるリップリング12に対応
する比較品1のリップリングを用いた場合には、起動時
の電流値が125%に達するのに対し、本実施形態によ
るリップリング22に対応する実施品1,2,3のリッ
プリングを用いた場合には、それぞれ起動時の電流値が
95%,100%,101%に減少している。
Here, regarding the current value at the time of starting the reciprocating compressor, when the rip ring of the comparative product 1 corresponding to the lip ring 12 according to the prior art is used, the current value at the time of starting is 125%. In contrast, when the rip rings of the products 1, 2, and 3 corresponding to the lip ring 22 according to the present embodiment are used, the current values at the time of starting are reduced to 95%, 100%, and 101%, respectively. doing.

【0042】この結果から、実施品1,2,3のリップ
リングでは、常温下でのリップ部の外径寸法Dがシリン
ダ21の内径寸法Eよりも小さいため、シリンダ21の
内周面との間での摺動抵抗が減少し、往復動圧縮機の起
動時における負荷を低減できることが確認された。
From these results, in the lip rings of the products 1, 2, and 3, the outer diameter D of the lip portion at room temperature is smaller than the inner diameter E of the cylinder 21 at room temperature. It was confirmed that the sliding resistance between the compressors was reduced and the load at the time of starting the reciprocating compressor could be reduced.

【0043】次に、1000時間の連続運転後における
リップ部の摩耗量についてみると、比較品1のリップリ
ングの摩耗量が400μmであるのに対し、実施品1,
2,3のリップリングの摩耗量は、それぞれ81μm,
90μm,96μmに減少している。
Next, looking at the wear amount of the lip after 1000 hours of continuous operation, the wear amount of the lip ring of the comparative product 1 was 400 μm,
The wear amount of a few lip rings was 81 μm,
It is reduced to 90 μm and 96 μm.

【0044】この結果から、実施品1,2,3のリップ
リングでは、連続運転によって熱膨張を生じたとして
も、このときのリップ部の最大外径D′をシリンダ21
の最大内径E′に対して±0.2%の範囲内に設定した
ことにより、シリンダ21の内周面との間の摩擦力が増
大するのを抑えることができ、摩耗を低減できることが
確認された。
From these results, in the lip rings of the first, second, and third embodiments, even if the thermal expansion is caused by the continuous operation, the maximum outer diameter D 'of the lip portion at this time is set to the cylinder 21.
Is set within the range of ± 0.2% with respect to the maximum inner diameter E ′, it is possible to suppress an increase in frictional force with the inner peripheral surface of the cylinder 21 and confirm that wear can be reduced. Was done.

【0045】また、吐出空気の変化量についてみると、
実施品2,3のリップリングを用いた場合には、比較品
1のリップリングを用いた場合の吐出空気量に対して変
化がない。これに対し、実施品1のリップリングを用い
た場合の吐出空気量は、比較品1のリップリングを用い
た場合の吐出空気量に対して3%だけ低下している。
Looking at the amount of change in the discharge air,
When the rip rings of the second and third embodiments are used, there is no change in the discharge air amount when the rip ring of the first comparison product is used. On the other hand, the discharge air amount when the rip ring of the comparative example 1 is used is reduced by 3% with respect to the discharge air amount when the rip ring of the comparative product 1 is used.

【0046】この結果から、実施品2,3のリップリン
グでは、従来技術によるリップリング12を備えた往復
動圧縮機と同等の吐出性能を維持できることが確認され
た。また、実施品1のリップリングを備えた往復動圧縮
機では、従来技術による往復動圧縮機に比較して吐出空
気量が3%低下するが、この低下分は実用上支障がない
許容範囲と考えることができる。
From these results, it was confirmed that the lip rings of Examples 2 and 3 can maintain the same discharge performance as the reciprocating compressor having the lip ring 12 according to the prior art. Further, in the reciprocating compressor having the lip ring of the first embodiment, the discharge air amount is reduced by 3% as compared with the reciprocating compressor according to the prior art. You can think.

【0047】なお、比較品2のリップリングを用いた往
復動圧縮機では、起動時の電流値が90%に減少し、か
つ1000時間の連続運転後のリップリングの摩耗量が
79μmに減少するものの、吐出空気量が11%まで低
下することが確認された。
In the reciprocating compressor using the lip ring of the comparative product 2, the current value at the time of starting is reduced to 90%, and the wear amount of the lip ring after continuous operation for 1000 hours is reduced to 79 μm. However, it was confirmed that the discharge air amount was reduced to 11%.

【0048】このようにして、リップ部の外径寸法Dが
異なる複数種のリップリングを形成し、このリップリン
グを用いて上述の試験を繰返した結果、熱膨張時におけ
るリップ部の最大外径D′がシリンダ21の最大内径
E′に対して±0.2%の範囲内となるリップリング2
2を用いることにより、従来技術による往復動圧縮機と
同等の吐出性能を維持しつつ、起動時の負荷を低減で
き、かつリップ部の摩耗を大幅に低減できることが確認
された。
As described above, a plurality of types of lip rings having different outer diameters D of the lip portion were formed, and the above-described test was repeated using the lip rings. As a result, the maximum outer diameter of the lip portion during thermal expansion was determined. A lip ring 2 in which D 'is within ± 0.2% of the maximum inner diameter E' of the cylinder 21.
It has been confirmed that the use of No. 2 can reduce the load at the time of starting and greatly reduce the wear of the lip portion while maintaining the same discharge performance as the conventional reciprocating compressor.

【0049】かくして、本実施形態による往復動圧縮機
によれば、リップリング22を構成するリップ部の常温
下での外径寸法Dを、予めシリンダ21の内径寸法Eよ
りも小さく形成することにより、起動時におけるシリン
ダ21の内周面とリップ部22Bとの間での摺動抵抗を
小さくでき、往復動圧縮機の起動時の負荷を低減するこ
とができる。この場合、揺動ピストン9が吸入行程にあ
るときには、リップリング22のリップ部22Bとシリ
ンダ21の内周面との間には僅かな隙間が形成されるも
のの、揺動ピストン9が圧縮行程に移行したときには、
リップ部22Bが圧縮室Cからの圧力によってシリンダ
21の内周面に向けて撓み変形し、該シリンダ21の内
周面に摺接するから、揺動ピストン9とシリンダ21と
の間が適正にシールされ、従来技術による往復動圧縮機
と同等の吐出性能を維持することができる。
Thus, according to the reciprocating compressor of the present embodiment, the outer diameter D of the lip constituting the lip ring 22 at room temperature is made smaller than the inner diameter E of the cylinder 21 in advance. In addition, the sliding resistance between the inner peripheral surface of the cylinder 21 and the lip portion 22B at the time of starting can be reduced, and the load at the time of starting the reciprocating compressor can be reduced. In this case, when the swing piston 9 is in the suction stroke, a slight gap is formed between the lip portion 22B of the lip ring 22 and the inner peripheral surface of the cylinder 21, but the swing piston 9 is in the compression stroke. When you migrate,
Since the lip portion 22B is bent and deformed toward the inner peripheral surface of the cylinder 21 by the pressure from the compression chamber C and slides on the inner peripheral surface of the cylinder 21, the space between the swing piston 9 and the cylinder 21 is properly sealed. Thus, the same discharge performance as the conventional reciprocating compressor can be maintained.

【0050】そして、往復動圧縮機の連続運転によって
シリンダ21とリップリング22とが高温状態となり、
リップリング22が熱膨張を生じた場合でも、この熱膨
張時におけるリップ部22Bの最大外径D′を、シリン
ダ21の最大内径E′に対して±0.2%の範囲内とな
るように設定したから、熱膨張時にリップリング22の
リップ部22Bとシリンダ21の内周面との間に生じる
摩擦力を低減することができる。これにより、熱膨張時
におけるリップ部22Bの摩耗を抑えることができ、リ
ップリング22の長寿命化を図ることができる。
Then, the continuous operation of the reciprocating compressor brings the cylinder 21 and the lip ring 22 into a high temperature state,
Even when the lip ring 22 undergoes thermal expansion, the maximum outer diameter D 'of the lip portion 22B during this thermal expansion is set to be within ± 0.2% of the maximum inner diameter E' of the cylinder 21. With the setting, the frictional force generated between the lip portion 22B of the lip ring 22 and the inner peripheral surface of the cylinder 21 during thermal expansion can be reduced. Accordingly, wear of the lip portion 22B during thermal expansion can be suppressed, and the life of the lip ring 22 can be extended.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、リップリングに設けたリップ部の外径をシリン
ダの内径よりも予め小さく形成し、圧縮運転時にはシリ
ンダの圧縮室からの圧力により該リップ部がシリンダの
内周面に向けて撓み変形する構成としたから、リップリ
ングとシリンダ内周面との間の摺動抵抗を低減できる。
これにより、往復動圧縮機の起動時の負荷を低減するこ
とができ、かつリップ部の初期摩耗を低減できる。この
場合、リップ部は圧縮運転時においてシリンダ内周面に
摺接するようになり、ピストンとシリンダとの間を適正
にシールすることができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the outer diameter of the lip portion provided on the lip ring is formed smaller than the inner diameter of the cylinder in advance, and during the compression operation, the lip is removed from the compression chamber of the cylinder. Since the lip portion bends and deforms toward the inner peripheral surface of the cylinder due to the pressure, the sliding resistance between the lip ring and the inner peripheral surface of the cylinder can be reduced.
Thereby, the load at the time of starting the reciprocating compressor can be reduced, and the initial wear of the lip portion can be reduced. In this case, the lip portion comes into sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder during the compression operation, so that the space between the piston and the cylinder can be properly sealed.

【0052】また、請求項2の発明によれば、リップリ
ングのリップ部は、熱膨張時の最大外径がシリンダの最
大内径に対して±0.2%の範囲内となるように設定し
たから、連続運転時にシリンダとリップリングとが高温
状態となってリップリングが熱膨張を生じたとしても、
リップ部とシリンダ内周面との間に生じる摩擦力を低減
することができる。これにより、熱膨張時におけるリッ
プ部の摩耗を抑えることができ、リップリングの長寿命
化を図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the lip portion of the lip ring is set so that the maximum outer diameter during thermal expansion is within ± 0.2% of the maximum inner diameter of the cylinder. Therefore, even if the cylinder and the lip ring are in a high temperature state during continuous operation and the lip ring is thermally expanded,
The frictional force generated between the lip and the inner peripheral surface of the cylinder can be reduced. Thereby, the wear of the lip portion at the time of thermal expansion can be suppressed, and the life of the lip ring can be extended.

【0053】さらに、請求項3の発明によれば、リップ
リングをポリテトラフルオロエチレンを含んだ複合材料
により形成したから、連続運転時の高温下におけるリッ
プリングの摺動性および耐熱性を向上させることがで
き、リップリングの一層の長寿命化を図ることができ
る。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the lip ring is formed of a composite material containing polytetrafluoroethylene, the slidability and heat resistance of the lip ring at high temperatures during continuous operation are improved. Therefore, the life of the lip ring can be further extended.

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

【図1】本発明の実施形態による往復動圧縮機の要部を
示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a reciprocating compressor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術による往復動圧縮機の要部を示す縦断
面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of a conventional reciprocating compressor.

【図3】図2中の揺動ピストン、リップリングをシリン
ダから取外した状態で示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which a swing piston and a lip ring in FIG. 2 are removed from a cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9 揺動ピストン 21 シリンダ 22 リップリング 22A 固定部 22B リップ部 D リップリング外径寸法 E シリンダ内径寸法 9 Oscillating piston 21 Cylinder 22 Rip ring 22A Fixed part 22B Rip part D Rip ring outer diameter dimension E Cylinder inner diameter dimension

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダと、該シリンダ内を揺動しつつ
往復動し、該シリンダ内に圧縮室を画成するピストン
と、該ピストンと前記シリンダとの間をシールする環状
のリップリングとからなる往復動圧縮機において、 前記リップリングは、内周側に位置し前記ピストンに固
定される固定部と、該固定部から前記ピストンの径方向
外側へと突出し前記圧縮室に向けて屈曲した外周側のリ
ップ部とからなり、該リップ部はその外径を前記シリン
ダの内径よりも予め小さく形成し、圧縮運転時には前記
圧縮室からの圧力により前記シリンダの内周面に向けて
撓み変形する構成としたことを特徴とする往復動圧縮
機。
1. A cylinder, a piston reciprocating while oscillating in the cylinder, and defining a compression chamber in the cylinder, and an annular lip ring sealing between the piston and the cylinder. In the reciprocating compressor, the lip ring is located on an inner peripheral side and is fixed to the piston, and an outer periphery that projects radially outward of the piston from the fixed portion and is bent toward the compression chamber. The lip portion is formed such that its outer diameter is smaller than the inner diameter of the cylinder in advance, and is bent and deformed toward the inner peripheral surface of the cylinder by a pressure from the compression chamber during a compression operation. Reciprocating compressor.
【請求項2】 前記リップリングのリップ部は、圧縮運
転による熱膨張時の最大外径が前記シリンダの最大内径
に対して±0.2%の範囲内となるように外径寸法を設
定してなる請求項1に記載の往復動圧縮機。
2. The lip portion of the lip ring has an outer diameter dimension such that the maximum outer diameter during thermal expansion due to a compression operation is within a range of ± 0.2% with respect to the maximum inner diameter of the cylinder. The reciprocating compressor according to claim 1, comprising:
【請求項3】 前記リップリングはポリテトラフルオロ
エチレンを含んだ複合材料により形成し、前記シリンダ
はアルミニウム合金により形成してなる請求項1または
2に記載の往復動圧縮機。
3. The reciprocating compressor according to claim 1, wherein the lip ring is formed of a composite material containing polytetrafluoroethylene, and the cylinder is formed of an aluminum alloy.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2011032938A (en) * 2009-07-31 2011-02-17 Starlite Co Ltd Temperature compensating seal device
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