JPS60142087A - 回転ピストン形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はシリンダ内に偏心させて設けた回転ピストン
とこの回転ピストンに圧接してシリンダ内を吸込室と圧
縮室とに分けるベーンとよりなる回転ピストン形圧縮機
に関し、主にその吐出部に関する。

最近、圧縮機業界においても低騒音化が懸案になってい
る。回転ピストン形圧縮機の場合は主にその吐出弁から
発生する騒音が問題になっている。

その吐出弁について、回転ピストン形圧縮機けその構造
」二吐出弁を必要とするものである。実１祭に回転ピス
トン形圧縮機の吐出弁（逆止弁）を取除いて運転すると
、次のような問題が生じる。。

（（）ピストンとシリンダとの接点が吐出孔入口を通過
した瞬間から空気溜内の圧縮空気が圧縮室内へ通流する
ので、圧縮室内は早くから圧力が」二昇するため、吸込
室へ吸込んだ空気が一部吸込口から大気中・＼戻される
。このため体積効率を低下させる原因となる。

（２）一度圧縮して空気溜側へ送った空気が再び圧縮室
へ逆流し、ピストンとシリンダの接点が吸込口を締切る
と、圧縮室圧力は急激に上昇するので、軸動力が増大す
る。実験によれば、ｌ’７５０ｖ、ｐ、ｍにおいて、軸
動力が約２倍になることが判明した。

従って、これらの問題の解決策として当然吐出弁（逆止
弁）が必要になる。ところが、従来形式の吐出弁が動作
する１祭に１ｄ１弁板が弁座をたたく音が発生し、この
音が圧縮機全体から発生する騒音の大半を占める。これ
は上記のように回転ビスＩ・ン形圧縄機の吐出弁を取除
いて運転してみると容易に分ることである。各部の構成
の泪Ｎにより多少の差はあるが、７〜１ＯｄＢ程度下る
のである。

このようなことから、従来、回転ピストン形圧縮機の吐
出弁から発尖する騒音を少しでも低減させようとして各
種の吐出弁が提案されており、その中でも騒音が低いと
されているものはフラッパ弁である。第１図及び第２図
はその７ラツバ弁を採用した回転ピストン形圧縮機であ
る。第１図の回転ピストン形圧縮機Ｉば、シリンダ２０
周壁に吐出孔３を有し、その吐出孔３の出口にフラッパ
弁４を設けたものであり、第２の回転ピストン形圧縮機
１ａはシリンダ２ａの両端の側！！：５の一方に吐出孔
３ａを有し、その吐出孔３ａの出口にフラッパ弁４ａを
設けたものである。なお、第１図及び第２図において、
６は回転ピストン、／はビスＩ・ン駆動軸、８はベーン
、９は吸込口である。

この回転ピストン形圧縮機１．１ａの場合でも通常の空
気圧縮１機として裸で運転するものとしたとき、機側１
．５　ｍ点で’７０ｄＢを下回るように製作することは
、現時点においては非常に困テ１ｆなことである。

丑だ、耐久性の面では、圧縮機の寿命の延長あるいはメ
ンテナンスフリーを目指す時、全体の寿命はほとんど吐
出弁の寿命に従って決定される。

フラッパ弁のよう斤比較的弁板の薄くものほどこの傾向
ｉ４顕著である。因みにコストを考慮に入れた現在の技
術によるフラッパ弁形式の圧縮機では、その保証寿命は
８０００時間が限界である。この圧縮機寿命はその−ま
ま吐出弁の寿命とも言える。

」二連した如く、従来の回転ピストン形圧縮機において
は、その性能を向上させるために吐出弁（逆止弁）が必
要であり、その吐出弁が自動弁であって、弁の一次側と
二次側の圧力差によって作動し、閉動作においては弁座
を強くたたくために、ｇＩ背を発生し、その−に衝撃に
よって弁の寿命が短かいものとなっている。

すてに述へたように騒音を低減し、圧縮機の寿命を延長
するだめの最大に有効な手段は、吐出弁を無くすること
であるが、何らかの逆止弁的役割を持つ構造を備えない
と、種々の幣害が出てくる。

そ−こて、衝１′芦動作を伴わない吐出弁部のｆ？機構
が要求される。

この発明の技術的課題は、回転ピストン形圧縮機の吐出
弁を、自動弁以外の衝撃動作を伴わない弁機構とするこ
とにより騒音と力命の問題を解決することにある。

この技術的課題を解決するこの発明の技術的手段は、シ
リンダ内にイ扁心させて設けた回転ピストンとこの回転
ピストンに圧接して前記シリンダ内を吸込室と圧縮室と
に分けるベーンとよりなる回転ピストン形圧縮機におい
て、」−記圧縮室の吐出孔を」１記ベーンに接近した位
置の」二記シリンダの側壁に設け、」二記回転ピストン
の駆動軸の回転により駆動され上記吐出孔の出口をその
間１」面に沿って移動することにより開閉する遮蔽板を
設け、その遮蔽板と上記出口とを共に包囲し圧縮ＩＡＬ
体送出孔を有する遮蔽板室を設けてなり、上記遮蔽板は
上記回転ピストンとシリンダとの接触位置が」二記吐出
孔の入口に差しかかった回転ピストンの第１回転位置か
ら上記圧縮室と上記遮蔽板室との圧力が略同等になる回
転ピストンの第２回転位置まで移動する間上記吐出孔の
出口を閉鎖し、そして次の上記第１回転位置まで移動す
る間上記吐出孔の出口を開放するように設けたことであ
る。

この技術的手段によれば、吐出弁の弁座に相当する吐出
孔の出口開口面に対し、弁体に相当する遮蔽板が回転ピ
ストンの駆動軸の回転に伴って吐出孔出口開口面に沿っ
て移動することにより吐出孔を開閉するものであるから
、衝撃を伴わない弁機構となっている。吐出孔の出口開
口面は面シールを行うことになるので、普ｄには面の潤
滑あるいは面の仕上程度、シール面に予圧を与える必要
性の有無、材料の選択や処理などを配慮しなければなら
ない。しかし、このシール対策としては、シール面を非
接触にする方法がある。非接触にすると当然のこととし
て洩れを発生するが、この隙間を油膜が形成できる範囲
、例えば０．０５：１１１１１程度とし、この隙間に絶
えず油を介在させれば、洩れを無くすることができる。

これは圧縮室内へ油を注入し、この油を圧縮空気と共に
吐出口よシ吐き出す方法により実施できる。この場合、
吐出孔の出口開口面に複数の同心固状の溝を設ければラ
ビリンス効果によシ更にシール効果を向北させることが
できる。このようにすれば、弁のｒ「勤務は全く消すこ
とができる、シ、弁座に相当する吐出孔の出口開口面が
非接触であるから、吐出弁相当部分の寿命が無限に延長
すると考えられる回転ピストン形圧縮機を得ることがで
きるのである。なお、この場合吐出孔の出口開口面及び
この面に対向する遮蔽板の面の仕上程度は比較的粗くて
よい。また、油を使用しない形式のものでも、上記隙間
を適切に小さくすることによって、実質的に損失のほと
んどない回転ピストン膨圧、縮機とすることもできる。

従って、前述のこの発明の技術的手段によシ、圧縮機に
油を注入する湿式運転状態では、吐出弁を備えた圧縮機
と比較して軸動力を増大させることなく、また体積効率
を低下させることなく、吐出弁の弁動作による弁騒音を
１余去して、低騒音の圧縮機を得ることができる。また
、圧縮機に油を入れない乾式のものでは、吐出孔の出口
開口面と遮蔽板との隙間が油によってシールされること
がないから若干の体積効率の低下と軸動力の増大の傾向
はあるが、吐出孔の出口開口と遮蔽板の隙間を適切に選
択することによシ、実質的に大きな影響を受けることな
く、低騒音の圧縮機を得ることができる。捷た、従来の
吐出弁と異なシ、弁体が弁座をたたく構成ではないので
、吐出部の寿命が圧縮機全体の寿命を決定するようなこ
とが々くなり、圧縮機の寿命を延長できあるいはメンテ
ナンスフリー化がよシ現実化する。

以下この発明の詳細な説明する。第３図は第１の実施例
であり、第１図に示した従来の回転ピストン形圧縮機１
ａと異なる点は、吐出孔３ａの出口に関連した部分のみ
であシ、他は同様であるから同一図面符号を伺して説明
を省略する。第１図のものと異なる点は、遮蔽板１１．
遮蔽板室１２、を設けた点である。

遮蔽板Ｉｔは、回転ピストン６の駆動軸７に固定され、
吐出孔３ａの出口に達する半径の切欠き円板状に形成さ
れており、駆動軸７の回転に従って吐出孔３ａの出口を
板面３１と切欠部３２とが交互に通過するようになって
いる。その板面３１は平泪に形成され、吐出孔３ａの出
口開口面３３に対し微小間隙を隔てて対向するようにな
っている。開口面３３も平滑に形成されている。この開
口面３３にはラビリンス効果をもたせるために出口に同
心円の複数の環状溝を設けてもよい。切欠部３２は回転
ピストン６の回転位置に関連して設けられている。その
基Ｚｌ−となる回転ピストン６の回転位置は、回転ピス
トン６とシリンダ２ａ内面との接触位置Ｐが、吐出孔３
ａの入口（吐出孔３ａがシリンダ２ａ内面に開口してい
るところ）に差しかかった第４図（ａ）に示す状態の第
１回転位置と、作動中に圧縮室３５と後述する遮蔽板室
１２との圧力が同等になる第４図（ｂ）に示す第２回転
位置とである。切欠部３２は回転ピストン６が第１回転
位置から第２回転位置へ回転する捷での間遮蔽板１１が
吐出孔３ａの出口を閉鎖するように、そして第２回転位
置から第１回転位置へ回転するまでの間吐出孔３ａの出
口を開放するように設けである。

遮蔽板室１２は、木質は圧縮流体の通路であり、第３図
に見られるように、遮蔽板ＩＩの回転する空間を形成し
ているもので、シリンダ２ａの側壁５の外面に突設され
た周壁３８と蓋状壁３９とで形成され、適所に圧縮流木
送出孔４０を設けである。

この回転ピストン形圧縮機は、回転ピストン６とシリン
ダ側壁内面との接触位置Ｐが第４図（ａ）に示Ｊ−第１
回転位置を通過すると遮蔽板１１が吐出口３ａを閉鎖す
るようになり、接触位置Ｐが吸込口９を通過すると圧縮
が開始され、接触位置Ｐが第４図（ｂ）に示す第２回転
位置を通過すると遮蔽板１１の切欠部３２が吐出孔３ａ
を開放するようになり、この時点で圧縮室３５内の流体
の圧力が遮蔽板室１２内の圧力程度に達しており、吐出
孔３ａから遮蔽板室Ｉ２へ圧縮流体として吐出され始め
て接触位置Ｐが第４図（ａ）に示す第１回転位置に達す
るまで続き、そして１１」び上記と同じ作用を繰返えす
。

」二記第１の実施例においては、遮蔽板ＩＩに切欠部３
２を設けた形状としたが、このほかに第５図に示すよう
に吐出孔３ａの出口に対応した幅の円弧状長孔４１とし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転ピストン形圧縮機の従来例を示しくａ）は
（ｂ）のＢ＋−１ｈ断面正面図、（ｂ）は（ｉ）の／ｈ
−Ａ＋断面側面図、第２図は他の従来例を示しくａ）は
（ｂ）のＢ２−Ｂ２断面正面図、（ｂ）は（ａ）のＡｇ
、　−Ａ、ｌ断面側面図、第３図はこの発明の１実施例
を示しくａ）は（ｂ）のＤ−Ｄ断面正面図、（ｂ）は（
ａ）のＣ−Ｃ断面側面図、第４図は同実施例の説明のた
めの部分側面図で（ａ）は第１回転位置を示し、（ｂ）
は第２回転位置を示し、第５図は他の遮蔽板の実施例を
示す部分側面図である。 ２ａ・・・シリンダ、３ａ・・・吐出孔、５・・・シリ
ンダ側壁、６・・・回転ピストン、７・・・１．枢動軸
、８　ベーン、９・・吸込口、１１・・遮蔽板、１２・
・・遮蔽板室、３２・・切欠部、３３・・・吐出孔出口
開口面、３５・・・圧縮室、４０・・・圧縮流体送出孔
。 特許出願人　日木エヤーブレーキ株式会社代　理　人　
清　水　哲　ほか２名 （ｂ） ４図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）　シリンダ内に偏心させて設けた回転ピストンと
   この回転ピストンに圧接して前記シリンダ内を吸込室と
   圧縮室とに分けるベーンとよりなる回転ピストン形圧縮
   機において、上記圧縮室の吐出孔を上記ベーンに接近し
   た位置の上記シリンダの側壁に設け、」１記回転ピスト
   ンの駆動軸の回転により駆動され」１記吐出孔の出口を
   その開口面に沿って移動することにより開閉する遮蔽板
   を設け、その遮蔽板と上記出口とを共に包囲し圧縮流体
   送出孔を有する遮蔽板室を設けてなり１、上記遮蔽板は
   上記回転ピストンとシリンダとの接触位置が上記吐出孔
   の入口に差しがかった回転ピストンの第１回転位置から
   上記圧縮室と上記遮蔽板室との圧力が略同等になる回転
   ピストンの第２回転位置まで移動する間上記吐出孔の出
   口を閉鎖し、そして次の」二記第１回転位置′まで移動
   する間上記吐出孔の出口を開放するように設けられてい
   る回転ピストン形圧縮機。 〔２〕　上記遮蔽板が、上記回転ピストンの駆動軸に固
   定されていて」１記吐出孔の出口開口面に沿って回転移
   動する出口閉鎖面を有することを１、〒徴とする特許請
   求の範囲（１）に記載の回転ピストン形圧縮機。 ＋３］　１記吐出孔の出口開口面にその出口を囲む複数
   の同心円状の溝を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲ｆ１）に記載の回転ピストン形圧縮機。