JPS6079184A - ガス状媒体用往復ピストン圧縮機 - 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】 （３） 産業上の利用分野 本発明は、シリンダとシリンダヘッドとの間にあってシ
リンダ軸線に対して同心的な２つの円上にそれぞれ複数
の入口開口および出口開口をもつ弁取付は板と、シリン
ダに面する弁取付は板の側および居対側にあってそれぞ
れ行程を制限されかつ弁取付は板の中心に取付けられる
薄板人口弁および薄板出目弁とを有する、ガス状媒体用
往復ピストン圧縮機に関する。

従来技術 この種の弁装置をもつ往復ピストン圧縮機は公知である
。それぞれ１つの開口しか覆わない薄板の代りに、少な
くとも２つの案内棒に取付けられて複数の開口を覆う円
形または半円形の環も使用することができる。この構造
の現在公知のすべての弁装置は、その開口断面積（弁隙
間断面積）が利用可能なピストン面積に比較して非常に
少なり、シたがって約４ｍ／ｓｅｃ未満の平均ピストン
速度しか得られない。

往復ピストン圧縮機のシリンダあたりの社用（４） 量は、利用可能な弁隙間断面積と媒体の最大許容隙間速
度とによって規定される。この構造の弁では、例えば空
気が媒体である場合最大７５ｍ／ｓｅｃの流速しか保証
されず、それ以上では損失および温度上昇が大きくなり
すぎるので、吐出量の著しい増大は弁隙間断面積の著し
い増大によって間接に行なうことしかできない。弁隙間
断面積は開口隙間と隙間の平均高さく薄板の平均行程）
と開口の数との積である。さらに薄板の最大許容平均行
程は、薄板の開閉頻度およびその質量に関係し、毎分３
０００回転の実現可能な最高圧縮機回転数および媒体と
しての空気では、寿命上の理由から経験により１　、５
ｍｍを超過しないようにしているので、７ＩＩＩＩＮ以
上の直径をもつ開口は無意味である。その結果全弁隙間
面積の増大は開口の増大によっては行なわれず、開口の
数の増大によってのみ行なわれる。

解決すべき問題点 本発明の基礎になっている課題は、前記の動作基準を考
慮して所定のピストン面積以内で、（５） 製造費をあまり高めることなく公知の弁装置におけるよ
り著しく大きい弁隙間面積が得られるように、ガス状媒
体用往復ピストン圧縮機の弁装置を構成することである
。

問題点を解決するための手段 最初にあげた種類の往復ピストン圧縮機において、この
課題を解決するため本発明によれば、弁取付は板におい
て内側円上に同じ角ピッチで開口が設けられ、外側円上
に開口が内側円上の開口と同じ数だけ半角ピッチずれて
設けられ、薄板人口弁および薄板出口弁がそれぞれ中心
に穴をあけられた円板状範囲を含み、これらの円板状範
囲にそれぞれ放射状に外方へ延びる腕が一体に形成され
て、それらの端部でなるべく円形の拡大部に移行してい
る。

薄板入口弁より熱的に高く負荷される薄板出目弁の良好
な冷却を保証するために、本発明の実施態様によれば、
入口開口が内側円上にあり、出口開口が外側円上にある
。

本発明の適切な実施態様によれば、シリンダ（６） ヘッド側で入口開口が、シリンダヘッド頂壁を密封され
て貫通する管状入口通路により包囲され、この入口通路
がシリンダヘッド空間を吸入空間と外側の吐出空間とに
区分している。

さらに入口通路が下流で内端に底をもち、この底が弁取
付は板にある入口開口と一致する開口をもち、底がその
シリンダ側で入口開口の間にある桟橋片の範囲を、薄板
出目弁の腕および円形拡大部の行程制限片として形成さ
れているのがよい。

さらに入口開口の入口側における断面が、薄板出目弁の
放射状に外方へ延びる腕の間の自由空間に応じて、シリ
ンダ軸線の方へほば西洋型状に形成され、弁取付は板に
ある入口開口の西洋型状断面の短辺が、傾斜して延びる
壁部分を経て、弁取付は板のシリンダ側にある円形開口
へ移行しているようにすることによって、入口開口を通
って吸入されるガス流に有利な影響を及ばすことができ
る。

本発明の与える利点は、まず所定のピストン面積を最適
に利用できることであり、それぞれ（７） 同じ数の入口開口および出口開口を半角ピッチだけずれ
て配置することによってこの最適な利用が行なわれる。

このずれた配置のため、薄板人口弁および薄板出口弁は
、それぞれ中心に穴をあけられた範囲をもち、これらの
範囲に外方へ放射状に延びる弁薄片が一体に形成されて
いる。この構成により所定のピストン面積で、最適な穴
径をもつできるだけ多数の入口開口および出口開口を設
けることが可能となる。

入口開口が内側円上に設けられて管状通路により包囲さ
れると、吸入される媒体の中心流入が行なわれる。出口
開口は入口通路とシリンダヘッド空間のジャケットとの
間の環状空間へ開口し、それにより圧縮された媒体の同
心流出が行なわれ、同時に有利な流れ状態のため圧力損
失が小さく保たれる。さらに弁取付は板の内側範囲でな
く縁範囲に出口弁を設けることにより、ここで強力な冷
却が可能となって、出口弁の素子の望ましくない温度上
昇を回避するのに寄与する。これは、例えば空気のよう
に圧縮比の比（８） 較的大きい媒体の圧縮にとって特に重要である。

本発明によって得られる弁隙間面積の増大は、ピストン
速度を７＋ｎ／ｓｅｃまでの値に高めることによって、
吐出量を増大し、したがって往復ピストン圧縮比の製逍
費を特に安価にするのを簡単に可能にする。高いピスト
ン速度は、（例えば毎分３０００回転）の高速ディーゼ
ル機関を電動機の代りに直接連結駆動装置として使用す
るのを可能にする。薄板出口弁およびその行程制限片の
良好な冷却は、さらに潤滑油の炭化する危険を少なくす
る。媒体の同心的な流入と流出は圧力損失をわずかにし
、弁素子の温度上昇を少なくする。

実施例 本発明の実施例が図面に示されており、以下これについ
て説明する。

第１図には往復ピストン圧縮機のシリンダｌの上端と、
シリンダ１とシリンダヘッド３との間にある中間部材と
しての弁取付は板２が示されている。シリンダ１および
シリンダヘッド３（９） を包囲するジャケット４ａおよび４は、冷却媒体を収容
する環状空間を形成している。シリンダヘッド頂壁を漏
れのないように貫通する管状入口通路６は内側底７をも
ち、この底７を経て弁取付は板２と結合されている。弁
取付は板２と底７にある中心穴には、ボルト８とナツト
９からなる取付は素子がはまって、これらの部分、シリ
ンダ側で弁取付は板２に当る行程制限片ｌＯ１および薄
板弁を互いに結合している。ボルト８のそばで底７、弁
取付は板２および行程制限片ＩＯに小さい貫通穴があり
、この穴に回り止め片としてのビン１１がはまっている
。

入口通路６の入口にはフィルタ１２が設けられ、吸入さ
れる媒体がこのフィルタを通って入口通路６へ入る。入
口通路６の外側でシリンダヘッド３の内部にある環状空
間１３は吐出空間を形成し、圧縮された媒体がこの空間
１３から出口接続管片１４を通って出て行く。

弁取付は板２は、シリンダ軸線に対して同心的な２つの
円上に多数の入口開口および出口間（１０） 口をもち、これらの開口は内側円および外側円上に全周
にわたってそれぞれ同じ数だけ同じ角ピッチただし半ピ
ツチだけ互いにずれて設けられている。図永した実施例
では、外側円上にある開口が出口開口１６を形成し、内
側円上にある開口が入口開口１５を形成している。ピッ
チ角は約３０＠である。入口開口１５の有効径は出口開
口１６の有効径より約２０％だけ大きい。

入口開口１５は、流入をよくするため、第２図に示すよ
うに入口側でシリンダ軸線の方へほぼ西洋型状に延長さ
れている。開口のこの西洋型状延長部は、弁取付は板２
にある傾斜した壁部分１７を経て、弁取付は板２のシリ
ンダ側にある円形開口へ移行している。

入口開口および出口開口の製造は、鋼および鋳物の場合
機械加工によって行なうのがよい。

アルミニウムの場合ダイカスト法によって開口を形成す
ることができ、両方の密封面のみ再加工すればよい。

薄板出目弁および薄板入口弁の構成が第３図および第４
図かられかる。これらはいずれも円板状範囲１８および
１９をもち、これらの範囲に一体に形成されて放射状に
外方へ延びる幅の狭い腕２０および２１は、それらの端
部で円形拡大部２２および２３に移行している。円板状
範囲１８および１９には、それぞれ中心穴２４および２
５とそれらのそばに小さい穴２６および２７がある。

中心穴２４および２５には、薄板の組込み位置で取付は
素子のボルト８が貫通して、前述した部分の取付は以外
に薄板の取付けにも役だっ。小さい穴２６および２７に
はビン１１がはまっている。

上述した構成は７０ないし１００ｍｍのピストン直径を
もつ往復ピストン圧縮機に特に適している。薄板人口弁
は例えば０．１５ｍ＋ｎの厚さをもち、薄板出口弁は０
．３ｍｍの厚さをもっている。材料はなるべく耐食ばね
銅であるのがよい。製造は通常のように打抜きによって
行なうことができる。薄板人口弁の行程制限片１０は、
第４図による薄板入口弁と同じ断面形状をもっている。

弁取付は板２に近い方にあるこの制限片１ｏの表面は中
高に形成されている。

薄板出口弁の行程制限片として、入口通路６の底７の下
面において入口開口１５の間にある桟橋片範囲が役だっ
。薄板出口弁の腕２ｏおよび拡大部２２の支持面を形成
するこれらの桟橋片範囲は、その形状を第３図の薄板出
目弁の輪郭形状に合わされている。その形状は第２図の
断面図に示されている。行程制限片１ｏと同じように、
この支持面として役だっ桟橋片範囲も中高に形成されて
いる。これに反し底７の下面の他の部分はシリンダ軸線
に対し直角な面内にある。これらの部分には通過開口２
８があって、入口開口１５の入口側と同じ断面形状をも
っている。

入口開口１５を区画する底７および弁取付は板２の互い
に接する面を密封するために、軟らかい弾性プラスチッ
ク材料からなる西洋梨状密封片２９がこの個所に挿入さ
れている。この西洋梨状密封片の厚さは薄板出口弁の厚
さの約１．２（１３） 倍である。ボルト８のナツト９を締付けることにより、
密封片２９が薄板出目弁の厚さまで圧縮され、薄板出口
弁も同時に弁取付は板２へ締付けられる。

第５図は入口通路６ａの底７ａの範囲における別の構成
を示している。ここでは底７ａは同時に薄板出目弁の行
程制限片として構成されてはいない。むしろ行程制限片
３１は付加的な構造部分として設けられて、薄板人口弁
の行程制限片ＩＯと同じように形成されている。この構
成では底７ａは弁取付は板２から離れており、底７ａに
は弁取付は板２の方へ向いてこれに接する接続管片３０
が一体に形成されて、弁取付は板２にある入口開口１５
に漏れのないように続いている。

この構成でも、すべての構成部分のためにボルト３２に
よる中心取付けが行なわれ、このボルト３２の延長ねじ
部分上にはまるナツト３３は、弁取付は板２へ入口通路
６ａを独立して取付けるのに役だつ。

（１４） 作用 第１図に輪郭だけ示すピストン３４が図示した上死点位
置から下方へ動くと、ガス駄媒体がフィルタ１２を通っ
て入口通路６へさらに底７にある開口２８およびそれに
続く弁取付は板２の入口開口１５を通ってシリンダ空間
３５へ吸入される。この場合薄板入目弁の腕２１および
拡大部２３は、シリンダ空間３５内の負圧のため行程制
限片１０に当り、こうして媒体の流路を開く。薄板出目
弁の腕２０および拡大部２２は、吸入周期中シリンダ空
間３５を正圧の存在するシリンダヘッド３の吐出空間１
３に対して閉じ、ピストン３４が下死点位置から再び上
方へ移動し、それにより生ずる圧縮圧力がシリンダヘッ
ド３の吐出空間１３内の圧力を超過すると、はじめて薄
板出目弁が開く。薄板出目弁の開放位置で腕２０が拡大
部２２と共に行程制限片に当り、腕２１と拡大部２３か
ら形成される薄板人口弁が同時に入口通路６の吸入空間
を閉じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による往復ピストン圧縮機の弁装置およ
びシリンダヘッドの垂直断面図、第２図は第１図のＩ−
Ｉ線によるシリンダヘッドの水平断面図、第３図は薄板
出口弁の平面図、第４図は薄板人口弁の平面図、第５図
は別の構成の弁取付は板および入口通路の垂直断面図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　シリンダとシリンダヘッドとの間にあってシリンダ
   軸線に対して同心的な２つの円上にそれぞれ複数の入口
   開口および出口開口をもつ弁取付は板と、シリンダに面
   する弁取付け　板の側ｉよび反対側にあってそれぞれ行
   程を制限されかつ弁取付は板の中心に取付けられる薄板
   人口弁および薄板出目弁とを有するものにおいて、弁取
   付は板（２）において内側円上に同じ角ピッチで開口が
   設けられ、外側円上に開口が内側円上の開口と同じ数だ
   け半角ピッチずれて設けられ、薄板人口弁および薄板出
   口弁がそれぞれ中心に穴をあけられた円板状範囲（１８
   および１９）を含み、これらの円板状範囲（１８および
   １９）にそれぞれ放射状に外方へ延びる腕（２０および
   ２１）が一体に形成されて、それらの端部でなるべく円
   形の拡大（１） 部（２２および２３）に移行していることを特徴とする
   、ガス状媒体用往復ピストン圧縮機。 ２　人口開口（１５）が内側円上にあり、出口開口（１
   ６）が外側円上にあることを特徴とする特許請求の範−
   第１項に記載の往復ピストン圧縮機。 ３　シリンダヘッド側で入口開口（１５）が、シリンダ
   ヘッド頂壁（５）を密尉されて貫通する管状入口通路（
   ６）により包囲され、この入口通路（６）がシリンダヘ
   ッド空間を吸入空間・と外側の吐出空間（１３）とに区
   分していることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の往復ピストン圧縮機。 ４　人口通路（６）が下流で内端に底（７）をもち、こ
   の底（７）が弁取付は板（２）にある入口開口（１５）
   と一致する開口（２８）をもち、底（７）がそのシリン
   ダ側で入口開口（１５）の間にある桟橋片の範囲に、薄
   板出口弁の腕（２０）および拡大部（２２）の行程制限
   片を形成していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３（２） 項のいずれか１つに記載の往復ピストン圧縮機。 ５　人口開口（１５）の入口側における断面が、薄板出
   口弁の放射状に外方へ延びる腕（２ｏ）の間の自由空間
   に応じて、シリンダ軸線の方へほぼ西洋梨状に延長され
   、弁取付は板（２）にある入口開口（１５）の西洋梨状
   断面の短辺が、傾斜して延びる壁部分（１７）を経て、
   弁取付は板（２）のシリンダ側にある円形開口へ移行し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項または第
   ４項に記載の往復ピストン圧縮機。 ６　人口通路（６ａ）の底（７ａ）が弁取付は板（２）
   から離れており、底（７ａ）に、弁取付は板（２）の方
   へ向きかつこの弁取付は板（２）に接する接続管片（３
   ０）が一体に形成されて、弁取付は板（２）にある入口
   開口（１５）へ漏れのないように続いていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項または第３項または第５項
   に記載の往復ピストン圧縮機。