KR101148511B1 - 왕복 운동 압축기 및 산소 농축 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고효율화, 장기 수명화, 소형 경량화, 나아가 저소음ㆍ저진동을 실현 가능하게 한다. 왕복 운동 압축기(1)는, 모터축(2s)을 갖는 모터와, 모터축(2s)의 축 방향에 대해 직교하는 방향을 따르도록 배치되는 4개의 실린더(4)와, 4개의 실린더(4)의 각각에 왕복 운동 가능하게 끼워 맞추어진 피스톤 헤드부(5h)와, 모터축(2s)에 고정된 편심축(17)에 회전 가능하게 끼워 맞추어진 로드부(5R)가 각각 일체가 되어 있는 4개의 피스톤(5)을 갖고 있다.

왕복 운동 압축기, 모터축, 실린더, 편심축, 피스톤, 로드부

Description

왕복 운동 압축기 및 산소 농축 장치{RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은, 4개의 실린더를 갖는 왕복 운동 압축기, 및 그 왕복 운동 압축기를 구비한 산소 농축 장치에 관한 것이다.

종래의 산소 농축기 등에 사용되는 소형 피스톤 펌프의 일례가, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 개시된 펌프는, 2개의 실린더를 갖는 2 헤드식 왕복 운동 압축기이며, 드라이브 샤프트(모터축)를 갖는 모터와, 드라이브 샤프트의 축 방향에 대해 직교하는 방향을 따르도록 배치되는 2개의 실린더와, 2개의 실린더의 각각에 왕복 운동 가능하게 끼워 맞추어진 피스톤 헤드부와 모터축에 고정된 편심축으로 회전 가능하게 끼워 맞추어진 로드부가 각각 일체가 되어 있는 2개의 피스톤을 갖고 있다. 이 2 헤드식 왕복 운동 압축기에 있어서는, 2개의 피스톤의 피스톤 헤드부가 각각 180도의 위상차를 유지하면서, 실린더 내의 압축실에서의 흡기 압축 행정이 행해진다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-211708호 공보

그러나, 상술한 특허 문헌 1의 2 헤드식 왕복 운동 압축기에서는, 성능을 떨어뜨리지 않고, 구체적으로는, 회전수 및 토출 유량을 유지하면서, 피스톤 로드(5P)[도 28의 (b) 참조]를 작게 하여 소형화를 도모하고자 하면, 피스톤의 요동각(θ)[도 28의 (a) 참조]이 커져, 압축실의 기밀성을 확보하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 피스톤의 요동각이 커짐으로써, 피스톤의 피스톤 헤드부의 미끄럼 이동 거리도 커지기 때문에, 피스톤 헤드부에 장착된 밀봉 부재가 조기에 마모되어 제품 수명이 짧아진다는 문제도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 고효율화, 장기 수명화, 소형 경량화, 나아가 저소음ㆍ저진동이 실현 가능한 왕복 운동 압축기, 및 그 왕복 운동 압축기를 갖는 산소 농축 장치를 제공하는 것이다.

제1 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 모터축을 갖는 모터와, 상기 모터축의 축 방향에 대해 직교하는 방향을 따르도록 배치되는 4개의 실린더와, 상기 4개의 실린더의 각각에 왕복 운동 가능하게 끼워 맞추어진 피스톤 헤드부와, 상기 모터축에 고정된 편심축으로 회전 가능하게 끼워 맞추어진 로드부가 각각 일체가 되어 있는 4개의 피스톤을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 실린더의 수를 2개로부터 4개로 늘림으로써, 각 피스톤의 회전수 및 전체의 토출 유량을 유지하면서 스트로크를 작게 할 수 있으므로, 피스톤 로드를 짧게 해도, 피스톤의 요동 각도를 유지할 수 있다. 이것으로부터, 압축실의 기밀성을 확보하면서, 압축기의 소형화가 가능해진다. 또한, 스트로크를 작게 할 수 있음으로써, 피스톤 헤드부의 요동 거리가 작아지므로, 피스톤 헤드부에 배치된 밀봉 부재의 밀봉성을 장기간 확보할 수 있다. 또한, 실린더가 4개가 됨으로써, 방열 면적이 대폭 확대되어, 압축실의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

제2 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 실린더는, 평면에서 보아, 상기 모터축의 중심을 통과하는 직선 상에 배치된 2개의 실린더와, 상기 직선과 직교하고 또한 상기 모터축의 중심을 통과하는 직선 상에 배치된 2개의 실린더인 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 평면에서 보아, 모터축의 중심을 통과하는 직선 상과, 그 직선과 직교하고 또한 모터축의 중심을 통과하는 직선 상에 각각 실린더를 2개씩 배치함으로써, 원주 방향에 있어서 인접하는 2개의 실린더의 모든 간격을 작게 할 수 있다. 또한, 인접하는 2개의 피스톤의 피스톤 헤드부 사이에서 간섭이 발생하기 어려워지므로, 피스톤 로드를 더욱 짧게 할 수 있다. 따라서, 압축기를 더욱 소형화할 수 있다.

제3 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 또는 제2 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부는, 각각 90도의 위상차를 유지하면서 흡기 압축 행정을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 4개의 피스톤의 흡기 압축 행정이 각각 90도의 위상차를 유지하면서 행해짐으로써, 압축 행정시, 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부에 걸리는 힘이 상쇄되어, 모터축의 회전 토크가 변동하는 것을 억제할 수 있다. 이것으로부터, 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 4개의 압축실로부터 발생하는 흡기 및 배기음도 상쇄되어, 저소음 및 저진동화가 가능해진다.

제4 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제3 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 편심축은 1개인 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 4개의 피스톤이 끼워 맞추는 편심축을 1개로 함으로써, 모터축 방향에 있어서의 피스톤의 로드부의 간격을 작게 할 수 있다. 또한, 임의의 피스톤의 압축 행정으로부터 흡기 행정으로 이동할 때의 힘을 다른 피스톤의 운동을 돕는 힘으로서 유효하게 전달할 수 있음으로써, 힘의 전달 손실을 작게 할 수 있다. 이것으로부터, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

제5 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제4 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터축을 수용하는 케이싱을 구비하고, 상기 케이싱에는, 제1 위치 결정부가 형성되고, 상기 4개의 실린더에는, 상기 제1 위치 결정부에 대응하도록 배치된 제2 위치 결정부가 각각 형성되어 있고, 상기 4개의 실린더는, 상기 케이싱에 대해, 상기 4개의 실린더의 각각의 축 중심과 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 각각의 축 중심이 일치하도록, 상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부에 의해 위치 결정되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 케이싱이 제1 위치 결정부를 갖고, 4개의 실린더가 각각 제1 위치 결정부에 대응하는 제2 위치 결정부를 갖고 있음으로써, 4개의 실린더의 각각의 축 중심과 피스톤의 피스톤 헤드부의 축 중심을 일치하도록 4개의 실린더의 각각을 케이싱에 대해 위치 결정시킬 수 있으므로, 밀봉 부재가 편마모되는 것을 억제할 수 있다.

제6 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제5 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터축의 축 방향에 있어서, 상기 4개의 피스톤의 로드부 사이에는, 상기 로드부의 위치를 조정하기 위한 조정 부재가 배치되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 모터축의 축 방향에 있어서, 4개의 피스톤의 로드부 사이에 조정 부재를 배치함으로써, 로드부의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 실린더의 축 중심과 피스톤의 피스톤 헤드부의 축 중심을 확실하게 일치시킬 수 있으므로, 밀봉 부재가 편마모되는 것을 억제할 수 있다.

제7 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제6 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 실린더는, 상기 실린더 축 방향을 따르는 통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 일단부와 볼트 체결에 의해 고정되는 판 형상의 평판부를 갖고 있고, 상기 본체부와 상기 평판부 사이에는, 탄성 부재가 끼워져 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 4개의 실린더의 각각의 본체부와 평판부 사이에 탄성 부재가 끼워짐으로써, 본체부와 평판부를 체결하는 볼트의 토크 관리에 의한 조절만으로, 4개의 피스톤의 각각의 피스톤 헤드부의 상사점에 있어서의 실린더와의 간극을 작게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 성능이 안정되어, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

제8 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제7 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 피스톤 헤드부와, 볼트 체결에 의해 고정되는 압박판과의 사이에는, 탄성을 갖는 스페이서가 끼워지는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 4개의 피스톤의 각각의 피스톤 헤드부와 압박판 사이에 스페이서가 끼워짐으로써, 피스톤 헤드부와 압박판을 체결하는 볼트의 토크 관리에 의한 조절만으로, 4개의 피스톤의 각각의 피스톤 헤드부의 상사점에 있어서의 실린더와의 간극을 작게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 성능이 안정되어, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

제9 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제8 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터축을 수용하는 케이싱과, 상기 4개의 실린더의 각각의 내부에 대해 접속되고, 또한 내부를 유체가 유통 가능한 복수의 흡입 유로와, 상기 4개의 실린더의 각각의 내부에 대해 접속되고, 또한 내부를 유체가 유통 가능한 복수의 배출 유로와, 상기 복수의 흡입 유로를 통합하기 위한 통합 흡입 유로, 및 상기 복수의 배출 유로를 통합하기 위한 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽을 갖고, 상기 통합 흡입 유로, 및 상기 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 축 영역, 및 그 주변 영역 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽이 형성됨으로써, 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 모터축의 축 방향을 따른 축 영역, 및 그 주변 영역 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있음으로써, 통합 유로를 형성함으로써 압축기 전체가 대형화되는 것을 억지할 수 있다. 그 결과, 이 구성에 의해, 대형화를 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

또한, 여기서 "겹친다"라 함은, 통합 흡입 유로 또는 통합 배출 유로가, 축 영역 및 주변 영역으로 이루어지는 영역 내에 들어가도록 배치되는 것을 의미한다.

제10 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 통합 흡입 유로, 및 상기 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 상기 축 영역을 중심으로 하는 환 형상 유로로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 통합 유로를 환 형상 유로로 함으로써, 유로를 콤팩트하게 정리하는 것이 가능하게 되어, 대형화를 용이하게 억지할 수 있다. 또한, 예를 들어 통합 배출 유로를 환 형상으로 함으로써, 유체의 방열 면적을 확보할 수 있어, 압축 효율이 향상된다.

제11 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제10 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 환 형상 유로로서 형성된 상기 통합 배출 유로는, 상기 모터축의 축 방향에 수직인 평면을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 통합 배출 유로에 의한 압축기의 대형화를 억지하면서, 압축 효율 향상을 위해 유체의 방열 면적을 용이하게 확보할 수 있다.

제12 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제10 또는 제11 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터축의 축 단부에 배치되는 베어링 지지부를 더 갖고, 상기 통합 배출 유로, 및 상기 통합 흡입 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 당해 베어링 지지부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 베어링 지지용의 부재 및 그 주변의 공간을 유효하게 활용함으로써, 대형화를 효율적으로 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

제13 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 내지 제12 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 복수의 배출 유로의 각각은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 제1 평행부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 배출 유로가 모터축의 축 방향을 따른 부분을 가짐으로써, 배출 유로를 효율적으로 배치할 수 있다.

제14 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제13 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 제1 평행부는, 상기 케이싱의 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 배출 유로의 제1 평행부를 케이싱의 내부에 형성함으로써, 파이프 등의 유로 형성을 위한 부재를 별도로 설치할 필요가 없어지기 때문에, 또는 별도로 필요하게 되는 유로 형성을 위한 부재를 적게 할 수 있기 때문에, 압축기의 대형화를 억지하면서 부품 개수를 적게 하여 보다 효율적으로 배출 유로를 배치할 수 있다. 또한, 케이싱 자체가 방열부로 되기 때문에, 방열 면적을 대폭 확대할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다.

또한, 통상은, 케이싱의 골격으로 되는 보강부의 내부에 유로를 형성하게 되어, 케이싱의 기능을 확보하면서 케이싱을 유효하게 이용할 수 있다.

제15 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 내지 제11 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터는 본체부를 갖고, 상기 통합 흡입 유로, 및 상기 통합 배출 유로는, 상기 모터축의 축 방향에 관해, 상기 4개의 실린더를 사이에 둔 양측에 배치되고, 상기 통합 흡입 유로, 및 상기 통합 배출 유로 중 어느 한쪽은 상기 모터축의 축 단부측에 배치되고, 다른 쪽은 상기 본체부측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 압축기의 대형화를 억지하면서, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로의 양쪽을 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로와, 통합 배출 유로를 격리함으로써, 양자간에 열이 전달되는 것을 방지할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다.

제16 발명에 관한 왕복 운동 압축에서는, 제9 내지 제15 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 복수의 흡입 유로의 각각은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 제2 평행부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 흡입 유로가 모터축의 축 방향을 따른 부분을 가짐으로써, 흡입 유로를 효율적으로 배치할 수 있다.

제17 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 내지 제16 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 케이싱은, 제1 부재와, 제2 부재를 포함하고 있고, 상기 복수의 배출 유로는 상기 제1 부재의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 상기 복수의 흡입 유로는 상기 제2 부재의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재는 별도 부재로서 형성되고, 또한 상기 제2 부재의 열 전도율보다도, 상기 제1 부재의 열 전도율의 쪽이 높은 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 흡입 유로 및 배출 유로의 각각을, 별도 부재의 제2 부재 및 제1 부재의 내부에 형성하고, 또한 제1 부재와 제2 부재에서 열 전도율이 다름으로써, 배출 유로의 열이 흡입 유로에 전달되는 것을 방지할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다.

제18 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 내지 제16 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 복수의 배출 유로의 각각은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 제1 평행부를 갖고, 상기 복수의 흡입 유로의 각각은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 제2 평행부를 갖고, 한 쌍의 상기 제1 평행부, 및 한 쌍의 상기 제2 평행부가, 상기 케이싱의 내부에 형성되어 있고, 한 쌍의 상기 제1 평행부는 상기 모터축을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있고, 또한 한 쌍의 상기 제2 평행부는 상기 모터축을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 배출 유로의 제1 평행부 및 흡입 유로의 제2 평행부의 양쪽을 케이싱의 내부에 형성함으로써, 케이싱을 낭비 없이 유효하게 활용하고, 또한 효율적으로 대형화를 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

제19 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제9 내지 제18중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 복수의 배출 유로의 각각은, 중력 방향을 따른 분기로를 갖는 동시에, 점착제가 배치되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 복수의 배출 유로의 각각에 중력 방향을 따른 분기로를 설치하여, 그 배출 유로에 점착제를 도포함으로써, 밀봉 부재의 마모분이 배출되는 것을 방지할 수 있다.

제20 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제19 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 피스톤 헤드부에 장착된 밀봉 부재를 구비하고, 상기 4개의 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 모터축의 중심 및 상기 편심축의 중심을 포함하는 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 부재를 따른 밀봉 평면이 비직각인 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 회전축의 중심 및 편심축의 중심을 포함하는 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 부재를 따른 밀봉 평면이 비직각이므로, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 밀봉 평면의 기울기의 절대값을, 흡입 행정 등의 PV값이 작은 밀봉 부재의 저부하시보다도, 압축 행정 등의 PV값이 큰 밀봉 부재의 고부하시에 있어서 작게 하는 것이 가능하다.

따라서, 상기 밀봉 부재에 대한 고부하시에, 밀봉 부재가 실린더의 내면과 균일하게 접촉하도록 하여, 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더와 밀봉 부재 사이의 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제21 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제20 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 부재의 상기 밀봉 평면인 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면이 비직각인 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면이 상기 밀봉 부재의 상기 밀봉 평면이기 때문에, 상기 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면의 경사각을, 압축 행정 등의 PV값이 큰 밀봉 부재의 고부하시에 있어서 흡입 행정 등의 저부하시보다도 작게 하는 것이 가능하다.

따라서, 상기 밀봉 부재가 실린더의 내면과 균일하게 접촉하도록 하여, 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더와 밀봉 부재 사이에 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제22 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제20 또는 제21 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 기준 평면에 관해, 상기 편심축의 중심의 이동 방향과 반대측에 있어서, 상기 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 평면이 예각인 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 밀봉 평면의 기울기의 절대값을, 흡입 행정 등의 PV값이 작은 밀봉 부재의 저부하시보다도, 압축 행정 등의 PV값이 큰 밀봉 부재의 고부하시에 있어서 작아진다.

따라서, 상기 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더와 밀봉 부재 사이에 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제23 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제21 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 밀봉 부재의 일부가, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과, 압박판 사이에 끼워져 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 압박판에 의해, 상기 밀봉 부재를 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면에 장착하고 있으므로, 상기 피스톤의 천장면의 경사각을 조정하여, 밀봉 평면의 기울기를 간단하게 설정할 수 있다.

제24 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제21 또는 제23 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 4개의 피스톤이 상사점에 있을 때에 있어서, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과 상기 4개의 실린더의 압축실의 천장면이 대략 평행한 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 피스톤이 상사점에 있을 때에 있어서, 상기 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과 상기 실린더의 압축실의 천장면이 대략 평행하기 때문에, 피스톤의 상사점에 있어서, 상기 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과 실린더의 압축실의 천장면 사이의 데드 스페이스를 적게 하여, 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제25 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제20 내지 제24 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 상기 밀봉 평면의 경사각의 절대값은, 흡입 행정에 있어서 보다도 압축 행정에 있어서 작아져 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 상기 밀봉 평면의 경사각의 절대값은, 흡입 행정에 있어서 보다도 압축 행정에 있어서 작아져 있기 때문에, 밀봉 부재의 고부하시에 있어서 밀봉 부재가 실린더의 내면과 대략 균일하게 접촉하여, 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더와 밀봉 부재 사이에 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제26 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제20 내지 제25 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 밀봉 부재의 PV값이 최대가 되는 상기 모터축에서 회전각의 근방에 있어서, 상기 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 평면이 직각이 되는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 밀봉 부재의 PV값이 최대가 되는 상기 회전축의 회전각의 근방에 있어서, 상기 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 평면이 직각이 되어, 최대 부하시에, 밀봉 평면의 기울기가 없어지게 되기 때문에, 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제27 발명에 관한 왕복 운동 압축기는, 제1 내지 제26 중 어느 한 발명에 관한 왕복 운동 압축기이며, 상기 모터축을 수용하는 케이싱을 구비하고, 상기 케이싱 및 상기 4개의 실린더 중 적어도 한쪽의 내부에 배치된 배출 가스 유로와, 상기 배출 가스 유로의 내부에 냉각용 매체를 흡입하는 냉각용 흡입구와, 상기 배출 가스 유로로부터 상기 냉각용 매체를 배출하는 냉각용 배출구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 왕복 운동 압축기에서는, 냉각용 매체를, 배출 가스 유로를 통해 냉각용 흡입구로부터 왕복 운동 압축기의 내부로 유도한 후에 냉각용 배출구로부터 외부로 내보냄으로써, 왕복 운동 압축기의 밀폐 구조를 유지하면서, 왕복 운동 압축기의 밀봉 부재나 베어링 등을 냉각하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 왕복 운동 압축기의 밀봉 부재나 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있고, 또한 압축실의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제28 발명에 관한 산소 농축 장치는, 제27 발명에 관한 왕복 운동 압축기와, 상기 왕복 운동 압축기에 의해 압축된 공기가 공급되고, 그 공기 중으로부터 질소를 선택적으로 흡착하는 흡착제가 수납된 흡착 용기와, 상기 흡착 용기 내로부터 산소 농축 가스를 취출하는 산소 농축 가스 취출부와, 상기 산소 농축 가스 취출부를 통해 상기 흡착 용기로부터의 상기 산소 농축 가스를 저류하는 산소 탱크와, 상기 흡착 용기 내를 감압함으로써 상기 흡착제로부터 탈착된 질소를 포함하는 가스를 상기 흡착 용기 내로부터 배출하는 가스 배출부를 구비하고, 상기 냉각용 매체는, 상기 가스 배출부에 의해 상기 흡착 용기로부터 배출된 질소를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하고 있다.

이 산소 농축 장치에서는, 상기 가스 배출부에 의해 흡착 용기로부터 배출된 질소를 포함하는 가스를, 배출 가스 유로를 통해 왕복 운동 압축기의 밀폐 용기 내부로 유도한 후에 외부로 내보냄으로써, 왕복 운동 압축기의 밀폐 구조를 유지하면서, 왕복 운동 압축기의 밀폐 용기 내의 밀봉 부재나 베어링 등을 냉각하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 왕복 운동 압축기의 밀봉 부재나 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있고, 냉각 팬의 소형화, 저회전화에 의해 에너지 절약화와 정음화(靜音化)가 도모되고, 또한 압축 효율을 향상시킬 수 있어, 산소 농축 가스의 산소 농도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 흡착 용기로부터 배기된 질소를 포함하는 가스를, 배출 가스 유로를 통해 편심축 및 피스톤 헤드부에 유도한 후에 외부로 배출함으로써, 왕복 운동 압축기의 밀폐 용기 내의 편심축 및 피스톤 헤드부가 냉각되고, 특히 고열이 발생하는 편심축의 베어링 및 피스톤 헤드부에 장착된 밀봉 부재의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이상의 설명에 서술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 이하의 효과가 얻어진다.

제1 내지 제8 발명에서는, 실린더의 수를 2개로부터 4개로 늘림으로써, 각 피스톤의 회전수 및 전체의 토출 유량을 유지하면서 스트로크를 작게 할 수 있으므로, 피스톤 로드를 짧게 해도, 피스톤의 요동 각도를 유지할 수 있다. 이것으로부터, 압축실의 기밀성을 확보하면서, 압축기의 소형화가 가능해진다. 또한, 스트로크를 작게 할 수 있음으로써, 피스톤 헤드부의 요동 거리가 작아지므로, 피스톤 헤드부에 배치된 밀봉 부재의 밀봉성을 장기간 확보할 수 있다. 그것으로부터, 실린더가 4개가 됨으로써 방열 면적이 대폭 확대되어, 압축실의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 4개의 압축실이 각각 90도의 위상차를 유지하면서 흡기 압축 행정을 행함으로써, 모터축에 걸리는 힘이 상쇄되어 회전 토크의 변동을 억제할 수 있으므로, 압축 효율을 향상시킬 수 있고, 또한 흡기 및 배기음도 상쇄되므로, 저소음 및 저진동화가 가능해진다.

제9 내지 제19 발명에서는, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽이 형성됨으로써, 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽은 모터축의 축 방향을 따른 축 영역, 및 그 주변 영역 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있음으로써, 통합 유로를 형성함으로써 압축기 전체가 대형화되는 것을 억지할 수 있다. 그 결과, 이 구성에 의해, 대형화를 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

제20 내지 제26 발명에서는, 상기 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 회전축의 중심 및 편심축의 중심을 포함하는 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 부재를 따른 밀봉 평면이 비직각이므로, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 밀봉 평면의 기울기의 절대값을, 흡입 행정 등의 PV값이 작은 밀봉 부재의 저부하시보다도, 압축 행정 등의 PV값이 큰 밀봉 부재의 고부하시에 있어서 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 밀봉 부재에 대한 고부하시에, 밀봉 부재가 실린더의 내면과 균일하게 접촉하도록 하여, 밀봉 부재의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더와 밀봉 부재 사이의 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

제27 및 제28 발명에서는, 냉각용 매체를, 배출 가스 유로를 통해 냉각용 흡입구로부터 왕복 운동 압축기의 내부로 유도한 후에 냉각용 배출구로부터 외부로 내보냄으로써, 왕복 운동 압축기의 밀폐 구조를 유지하면서, 왕복 운동 압축기의 밀봉 부재나 베어링 등을 냉각하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 왕복 운동 압축기의 밀봉 부재나 베어링의 내구성을 향상시킬 수 있고, 압축 효율을 향상시켜, 냉각 팬의 소형화, 저회전화에 의해 에너지 절약화와 정음화가 도모되어, 산소 농축 가스의 산소 농도의 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 도시하는 사시 개략도.

도 2는 도 1의 왕복 운동 압축기의 개략도이며, 도2의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 2의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 2의 (c)는 Y 화살표 측면에서 본 개략도.

도 3은 도 2의 (c)의 A-A 화살표 단면 개략도.

도 4는 도 2의 (a)의 B-B 화살표 단면 개략도.

도 5는 도 2의 (a)의 C-C 화살표 단면 개략도.

도 6은 도 2의 (c)의 D-D 화살표 단면 개략도.

도 7은 도 3의 E-E 화살표 단면 개략도.

도 8은 왕복 운동 압축기를 도시하는, 도 1의 Z 화살표 개략 사시도.

도 9는 도 1의 케이싱에 있어서의 제2 부재를 도시하는 사시 개략도.

도 10은 도 9의 제2 부재의 개략도이며, 도 10의 (a)는 도 10의 (b)의 T-U-V 조합 단면도, 도 10의 (b)는 상면에서 본 개략도, 도 10의 (c)는 X 화살표 측면 개략도, 도 10의 (d)는 Y 화살표 측면 개략도, 도 10의 (e)는 J-J 단면도.

도 11은 도 1의 케이싱에 있어서의 제1 부재를 도시하는 사시 개략도.

도 12는 도 11의 제1 부재의 개략도이며, 도 12의 (a)는 상면에서 본 개략 도, 도 12의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 12의 (c)는 바닥면에서 본 개략도, 도 12의 (d)는 Y 화살표 측면 개략도, 도 12의 (e)는 H-H 화살표 단면도.

도 13은 도 11의 제1 부재의 단면도이며, 도 13의 (a)는 도 12의 F-F 단면 개략도이고, 도 13의 (b)는 도 12의 G-G 단면 개략도.

도 14는 도 1의 베어링 지지 부재를 도시하는 사시 개략도.

도 15는 도 14의 베어링 지지 부재의 개략도이며, 도 15의 (a)는 바닥면에서 본 개략도, 도 15의 (b)는 N-N 화살표 단면 개략도, 도 15의 (c)는 M-M 화살표 단면 개략도.

도 16은 도 14의 베어링 지지 부재의 개략도이며, 도 16의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 16의 (b)는 O-O 화살표 단면 개략도.

도 17은 도 1의 실린더의 개략도이며, 도 17의 (a)는 도 17의 (b)의 X 화살표 측면 개략도, 도 17의 (b)는 정면에서 본 개략도, 도 17의 (c)는 K-K 화살표 단면 개략도.

도 18은 도 1의 실린더에 장착되는 부품을 실린더와 함께 도시하는 사시 설명도.

도 19는 도 1의 헤드 커버를 도시하는 사시 개략도.

도 20은 도 19의 헤드 커버의 개략도이며, 도 20의 (a)는 내면 개략도, 도 20의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 20의 (c)는 외면 개략도, 도 20의 (d)는 L-L 화살표 단면 개략도.

도 21은 도 1의 왕복 운동 압축기의 내부의 피스톤을 도시하는 분해 설명도 이며, 도 21의 (a)는 4개의 피스톤을 설명하는 도면, 도 21의 (b)는 1개의 피스톤을 설명하는 도면.

도 22는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 케이싱의 장착을 설명하기 위한 사시 개략도.

도 23은 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 피스톤의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도.

도 24는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 실린더 등의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도.

도 25는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 실린더의 케이싱에 대한 위치 결정을 설명하기 위한 사시 설명도.

도 26은 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 베어링 지지부, 케이싱 커버 등의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도.

도 27은 도 1의 왕복 운동 압축기에 있어서의, 축 영역 및 그 주변 영역을 설명하기 위한 설명 개략도.

도 28은 피스톤 로드를 설명하는 도면이며, 도 28의 (a)는 왕복 운동 압축기의 상면에서 본 개략도, 도 28의 (b)는 피스톤의 상면에서 본 개략도.

도 29는 피스톤의 요동각 및 미끄럼 이동 거리를 설명하는 도면이며, 도 29의 (a)는 편심 거리가 일정한 경우의 모델도, 도 29의 (b)는 편심 거리가 일정하지 않는 경우의 모델도.

도 30은 실린더의 수를 변화시킨 경우에 있어서의 모터축의 회전 토크의 변 동을 설명하는 도면.

도 31은 도 1의 왕복 운동 압축기를 구비하는 산소 농축 장치의 블록도.

도 32는 도 1의 왕복 운동 압축기 내에 있어서의 공기의 흐름을 설명하는 도면이며, 도 32의 (a)는 냉각용 흡입구를 설명하는 종단면도이고, 도 32의 (b)는 냉각용 배출구를 설명하는 종단면도.

도 33은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 도시하는 개략도이며, 도 33의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 33의 (b)는 Y 화살표 측면에서 본 개략도.

도 34는 도 33의 (b)의 P-P 화살표 단면 개략도.

도 35는 도 34의 Q-Q 화살표 단면 개략도.

도 36은 도 33의 (a)의 R-R 화살표 단면 개략도.

도 37은 도 33의 (a)의 S-S 화살표 단면 개략도.

도 38은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 설명하는 모식도.

도 39는 상기 실시 형태의 동작 설명도.

도 40은 상기 실시 형태의 회전 각도와 PV값과 헤드 경사각의 관계를 나타내는 도면.

도 41은 종래의 왕복 운동 압축기를 설명하는 모식도.

[부호의 설명]

1, 101 : 왕복 운동 압축기

2 : 모터

2b : 본체부

2s : 모터축

2t : 축 단부

3, 103 : 케이싱

3B : 제1 위치 결정부

3j : 냉각용 배출구

3d : 모터용 관통 구멍

3f : 제1 부재

3r : 홈부

3s : 제2 부재

3t : 환 형상부

3u : 흡입용 돌출부

3v : 기둥 형상부

3w : 보강부

3x : 배출용 입구

3y, 103y : 흡입용 출구

3z, 103z : 흡입구

4, 104, 204 : 실린더

4a, 204a : 본체부

4p, 204p : 평판부

4h, 104h : 헤드 커버

4j, 204j : 압축실

4A, 204A : 탄성 부재

4B : 제2 위치 결정부

5, 205 : 피스톤

5h, 205h : 피스톤 헤드부

5R, 205R : 로드부

6, 106 : 흡입 유로

6f, 106f : 제2 평행부

7 : 배출 유로

7f : 제1 평행부

7s : 분기로

7A : 점착제

8 : 통합 배출 유로

9, 109 : 통합 흡입 유로

10 : 베어링 지지부

10h : 배출구

10i : 배출용 유입구

10j : 냉각용 흡입구

15 : 케이싱 커버

16 : 컴패니언 플랜지

17 : 편심축

18 : 평형추

21 : 축 홀더

22a, 22b : 베어링

27, 227 : 압박판

28, 228 : 밀봉 부재

29 : 볼트

30 : 스페이서

31 : 축 영역

32 : 주변 영역

33 : 축 방향에 수직인 평면

100 : 산소 농축 장치

303 : 제어 밸브

304A : 제1 흡착통

304B : 제2 흡착통

305A, 305B : 역지 밸브

306 : 퍼지 밸브

307 : 산소 탱크

308 : 감압 밸브

309 : 유량 조정기

310 : 토출구 커플러

311 : 방진 필터

320 : 제어부

322 : 방음 박스

323 : 팬

324 : 배출구

361 : 튜브

362 : 배출 튜브

R : 기준 평면

S : 밀봉 평면

Z : 배출 가스 유로

(제1 실시 형태)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 도시하는 사시 개략도이다. 도 2는 도 1의 왕복 운동 압축기의 개략도이며, 도 2의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 2의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 2의 (c)는 Y 화살표 측면에서 본 개략도이다. 도 3은 도 2의 (c)의 A-A 화살표 단면 개략도이다. 도 4는 도 2의 (a) 의 B-B 화살표 단면 개략도이다. 도 5는 도 2의 (a)의 C-C 화살표 단면 개략도이다. 도 6은 도 2의 (c)의 D-D 화살표 단면 개략도이다. 도 7은 도 3의 E-E 화살표 단면 개략도이다. 도 8은 왕복 운동 압축기를 도시하는, 도 1의 Z 화살표 개략 사시도이다. 도 9는 도 1의 케이싱에 있어서의 제2 부재를 도시하는 사시 개략도이다. 도 10은 도 9의 제2 부재의 개략도이며, 도 10의 (a)는 도 10의 (b)의 T-U-V 조합 단면도, 도 10의 (b)는 상면에서 본 개략도, 도 10의 (c)는 X 화살표 측면 개략도, 도 10의 (d)는 Y 화살표 측면 개략도, 도 10의 (e)는 J-J 단면도이다. 도 11은 도 1의 케이싱에 있어서의 제1 부재를 도시하는 사시 개략도이다. 도 12는 도 11의 제1 부재의 개략도이며, 도 12의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 12의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 12의 (c)는 바닥면에서 본 개략도, 도 12의 (d)는 Y 화살표 측면 개략도, 도 12의 (e)는 H-H 화살표 단면도이다. 도 13은 도 11의 제1 부재의 단면도이며, 도 13의 (a)는 도 12의 F-F 단면 개략도이며, 도 13의 (b)는 도 12의 G-G 단면 개략도이다. 도 14는 도 1의 베어링 지지 부재를 도시하는 사시 개략도이다. 도 15는 도 14의 베어링 지지 부재의 개략도이며, 도 15의 (a)는 바닥면에서 본 개략도, 도 15의 (b)는 N-N 화살표 단면 개략도, 도 15의 (c)는 M-M 화살표 단면 개략도이다. 도 16은 도 14의 베어링 지지 부재의 개략도이며, 도 16의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 16의 (b)는 O-O 화살표 단면 개략도이다. 도 17은 도 1의 실린더의 개략도이며, 도 17의 (a)는 도 17의 (b)의 X 화살표 측면 개략도, 도 17의 (b)는 정면에서 본 개략도, 도 17의 (c)는 K-K 화살표 단면 개략도이다. 도 18은 도 1의 실린더에 장착되는 부품을 실린더와 함께 도시하는 사시 설명 도이다. 도 19는 도 1의 헤드 커버를 도시하는 사시 개략도이다. 도 20은 도 19의 헤드 커버의 개략도이며, 도 20의 (a)는 내면 개략도, 도 20의 (b)는 X 화살표 측면 개략도, 도 20의 (c)는 외면 개략도, 도 20의 (d)는 L-L 화살표 단면 개략도이다. 도 21은 도 1의 왕복 운동 압축기의 내부의 피스톤을 도시하는 분해 설명도이며, 도 21의 (a)는 4개의 피스톤을 설명하는 도면, 도 21의 (b)는 1개의 피스톤을 설명하는 도면이다. 도 22는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 케이싱의 장착을 설명하기 위한 사시 개략도이다. 도 23은 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 피스톤의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도이다. 도 24는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 실린더 등의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도이다. 도 25는 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 실린더의 케이싱에 대한 위치 결정을 설명하기 위한 사시 설명도이다. 도 26은 도 1의 왕복 운동 압축기의 조립에 있어서의, 베어링 지지부, 케이싱 커버 등의 장착을 설명하기 위한 사시 설명도이다. 도 27은 도 1의 왕복 운동 압축기에 있어서의, 축 영역 및 그 주변 영역을 설명하기 위한 설명 개략도이다. 도 28은 피스톤 로드를 설명하는 도면이며, 도 28의 (a)는 왕복 운동 압축기의 상면에서 본 개략도, 도 28의 (b)는 피스톤의 상면에서 본 개략도이다. 도 29는 피스톤의 요동각 및 미끄럼 이동 거리를 설명하는 도면이며, 도 29의 (a)는 편심 거리가 일정한 경우의 모델도, 도 29의 (b)는 편심 거리가 일정하지 않는 경우의 모델도이다. 도 30은 실린더의 수를 변화시킨 경우에 있어서의 모터축의 회전 토크의 변동을 설명하는 도면이다. 도 31은 도 1의 왕복 운동 압축기를 구비하는 산소 농축 장치의 블록도이다. 도 32는 도 1의 왕복 운동 압축기 내에 있어서의 공기의 흐름을 설명하는 도면이며, 도 32의 (a)는 냉각용 흡입구를 설명하는 종단면도이고, 도 32의 (b)는 냉각용 배출구를 설명하는 종단면도이다. 또한, 도 3 내지 도 5에 있어서는, 모터에 대해서는 측면도를 도시하고, 모터 이외의 부분을 단면으로 도시하고 있다.

(전체 구성)

우선, 본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기(1)의 전체 구성에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 왕복 운동 압축기(1)는, 고농도의 산소를 발생시키기 위한 산소 농축기 등에 있어서, 가스 유체(공기)를 흡입하여 압축하는 압축기로서 사용된다. 도시는 생략하지만, 산소 농축기는, 취입된 공기를 이 왕복 운동 압축기(1)를 사용하여 압축하고, 배출된 당해 압축 공기를, 합성 제올라이트(질소 흡착 기능을 가짐)에 접촉시킴으로써 고농도의 산소를 배출하도록 구성된다.

왕복 운동 압축기(1)는, 모터(2)와, 케이싱(3)과, 4개의 실린더(4)와, 4개의 피스톤(5)과, 복수의 흡입 유로(6)와, 복수의 배출 유로(7)와, 통합 흡입 유로(9)와, 통합 배출 유로(8)와, 베어링 지지부(10)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 취입된 공기는, 통합 흡입 유로(9), 흡입 유로(6)를 통해 4개의 실린더(4)로 유입되고, 거기서 압축된 후, 배출 유로(7), 통합 배출 유로(8)를 통해, 최종적으로 왕복 운동 압축기(1)로부터 밖으로 배출된다. 이하, 각 부의 구성에 대해 설명한다.

(모터)

모터(2)는 모터축(2s)과 본체부(2b)를 갖고 구성되어 있다(도 3 참조). 왕복 운동 압축기(1)의 모터의 수는 1개이며, 1개의 모터(2)에 의해, 4개의 피스 톤(5)을 구동하게 된다(상세에 대해서는 후술함). 모터축(2s)은 모터(2)의 출력축이며, 도 3에 도시한 바와 같이, 축 홀더(2h)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 모터축(2s)은, 케이싱(3)의 내측에 장착된 베어링(22a)과, 모터축(2s)의 축 단부(2t)에 배치되고, 베어링 지지판(10)에 지지된 베어링(22b)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 모터(2)에는, 모터축(2s)을 수용하는 케이싱(3)의 제1 부재(3f)(후술)가 장착된다.

(케이싱)

또한, 케이싱(3)은 모터축(2s) 등을 수용하는 것이며, 컴패니언 플랜지(16)를 통해 일단부에 모터(2)가 장착된다. 케이싱(3)은 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)를 포함하고 있다(도 22, 도 23 참조). 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)는 별도 부재로서 형성되고, 또한 제2 부재(3s)의 열 전도율보다도, 제1 부재(3f)의 열 전도율의 쪽이 높다. 구체적으로는, 제1 부재(3f)는 금속제이며, 제2 부재(3s)는 수지제이다. 또한, 제1 부재(3f) 및 제2 부재(3s)는 이와 같은 재료에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 부재(3s)는, 제1 부재(3f)보다도 열 전도율이 낮은 금속제 부재라도 되고, 또한 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)는 동일한 재료라도 된다. 또한, 제1 부재(3f)보다도 제2 부재(3s)의 열 전도율이 높아도 된다. 이하, 제1 부재(3f) 및 제2 부재(3s)에 대해 설명한다.

(제1 부재)

제1 부재(3f)는 일반적인 케이싱으로서 기능한다. 상기와 같이, 제1 부재(3f)는 금속제이며, 왕복 운동 압축기(1)에 있어서, 모터축(2s) 주위의 골격 부 재로서 기능한다. 또한, 제1 부재(3f)는 4개의 보강부(3w)를 갖고 구성되어 있고, 보강부(3w)는 모터축 방향을 따라 신장하도록 형성되어 있다(도 11 내지 도13 참조). 보다 구체적으로는, 제1 부재(3f)는, 모터(2)에 장착되었을 때의 모터축 방향을 따라 신장하는 사각통에 있어서, 4개의 벽부의 각각에, 모터축 방향을 따른 4개의 홈부(3r)를 형성한 형상으로 되어 있고, 그 결과, 제1 부재(3f)의 각 벽부는, 정면에서 보아 U자 형상으로 되고, 또한 제1 부재(3f)의 4개 코너부에는, 모터축 방향을 따라 신장하는 보강부(3w)가 형성되어 있다. 4개의 보강부(3w) 사이에 형성된 4개의 홈부(3r)의 각각에는, 4개의 피스톤(5)에 있어서의 연결부(5c)(도 21 참조), 및 베어링 지지부(10)의 돌출부(10z, 10w)(후술)가 끼워지도록 되어 있다(도 15, 도 16 참조). 또한, 모터(2)의 모터축(2s) 등이 관통하기 위한 모터용 관통 구멍(3d)이, 제1 부재(3f)의 바닥판부(3q)의, 평면에서 보아[도 12의 (a), 도 12의 (c)] 중앙부에 형성되어 있다. 또한, 제1 부재(3f)의 내부에는 복수의 배출 유로(7)의 일부가 형성되어 있다(상세한 것은 후술함). 그리고, 제1 부재(3f)에는 베어링(22a)이 장착된다.

또한, 복수의 배출 유로(7)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제1 평행부(7f)를 갖는다(도 13, 도 4, 도 6 참조). 그리고, 제1 평행부(7f)는, 케이싱(3)의 내부에 형성되어 있다. 또한, 제1 부재(3f)에는, 4개의 실린더(4)의 각각에 대응하는, 총 4개의 배출용 입구(3x)가 형성되어 있고, 이 4개의 배출용 입구(3x)가, 4개의 실린더(4)의 각각의 내부에 대해 접속되어 있다(도 4, 도 7 참조). 또한, 제1 부재(3f)에 있어서, 제1 평행부(7f)는 2개 형성되어 있고, 이들은, 모터축(2s)을 사이에 두고 서로 대향하도록, 인접하지 않는 2개의 코너부에 배치되어 있다(도 6 참조). 1개의 제1 평행부(7f)에 대해서는, 2개의 배출용 입구(3x)가 형성되어 있다. 즉, 1개의 제1 평행부(7f)는, 2개의 실린더(4)로부터 배출된 공기의 공통의 유로로 된다. 구체적으로는, 도 6에서 설명하면, 상부 및 좌측의 2개의 실린더(4)의 내부와 접속되어 있는 것이 좌측 상의 제1 평행부(7f)이고, 우측 및 하측의 2개의 실린더(4)의 내부와 접속되어 있는 것이 우측 하부의 제1 평행부(7f)로 되어 있다. 또한, 제1 부재(3f)의 4개 코너부에 있어서, 2개의 제1 평행부(7f)는 도 6에 있어서의 좌측 상부 및 우측 하부에 배치되어 있고, 도 6에 있어서의 우측 상부 및 좌측 하부 부분에도 2개의 유로(106f)가 형성되어 있지만(도 5 참조), 이것은 본 실시 형태에서는 사용되지 않는다. 또한, 도 11 내지 도 13에 있어서는, 총 4개 있는 배출용 입구(3x)에 있어서, 각 도면간에 있어서의 대응 관계를 명확하게 하기 위해, 그 중 특히 2개의 배출용 입구에, 3x(a), 3x(b)의 번호를 부여하고 있다.

각각의 실린더(4)에 있어서 압축되어 배출된 공기는, 각각의 실린더(4)에 대응하여 형성된 배출용 입구(3x)를 통해, 제1 평행부(7f)로 송입된다(도 4 등 참조). 또한, 본 실시 형태와 같이, 케이싱(3)의 골격으로 되는 보강부(3w)의 내부에 유로를 형성함으로써, 케이싱의 보강적 기능을 확보하면서 대형화를 방지하여, 케이싱을 유효하게 이용할 수 있다. 그리고, 외부 냉각 장치(블로어, 또는 팬 등)로 헤드의 방열을 하는 경우에, 도 4에 도시한 바와 같이, 4개의 실린더(4)의 각각에 대응하여 형성된 4개의 배출용 입구(3x)가 대각 2군데에 배치됨으로써, 4개의 실린 더(4)를 각각 냉각하지 않아도 되므로, 효율적으로 냉각하는 것이 가능해진다.

또한, 제1 부재(3f)의 측부에는, 냉각용 배출구(3j)가 형성되어 있다(도 11 및 도 12 참조). 냉각용 배출구(3j)는, 후술하는 배출 가스 유로(Z)(도 32 참조)로부터 냉각용 매체를 배출하기 위한 것이다.

(제2 부재)

제2 부재(3s)는, 상기와 같이 수지제이며, 환 형상부(3t), 및 환 형상부(3t)에 대해 장착된 2개의 기둥 형상부(3v), 및 흡입용 돌출부(3u)를 갖고 구성되어 있다(도 9, 도 10 참조). 2개의 기둥 형상부(3v) 및 흡입용 돌출부(3u)는, 모터(2)에 장착된 상태에 있어서의 모터축(2s)의 축 방향을 따라 신장하도록 형성되어 있다[도 10의 (a) 참조]. 2개의 기둥 형상부(3v)의 내부에는 복수의 흡입 유로(6)의 일부가 형성되어 있고(상세한 것은 후술함), 환 형상부(3t)의 내부에는 통합 흡입 유로(9)가 형성되어 있다[도 10의 (a), 도 10의 (b), 도 3 등 참조]. 또한, 흡입용 돌출부(3u)에는 흡입구(3z)가 형성되어 있고, 흡입구(3z)로부터 들어간 공기는, 통합 흡입 유로(9)로 보내진다[도 4, 도 10의 (c) 등 참조].

또한, 복수의 흡입 유로(6)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제2 평행부(6f)를 갖는다(도 10, 도 5 내지 도 7 참조). 또한, 제2 부재(3s)에는, 4개의 실린더(4)의 각각에 대응하는, 총 4개의 흡입용 출구(3y)가 형성되어 있다. 그리고, 이 흡입용 출구(3y)가, 4개의 실린더(4)의 각각의 내부에 대해 접속되어 있다[도 6, 도 10의 (b) 등 참조]. 또한, 제2 부재(3s)에 있어서, 제2 평행부(6f)는 2개 형성되어 있고, 이들은, 모터축(2s)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되어 있다[도 6, 도 10의 (b) 등 참조]. 1개의 제2 평행부(6f)에 대해서는, 2개의 흡입용 출구(3y)가 형성되어 있다. 즉, 1개의 제2 평행부(6f)는, 2개의 실린더(4)로 공급하는 공기의 공통의 유로로 된다[도 10의 (b)의 흡입 유로(6)를 도시하는 일점 쇄선부 참조]. 구체적으로는, 도 6에서 설명하면, 상부 및 우측의 2개의 실린더(4)의 내부와 접속되어 있는 것이 우측 상부의 제2 평행부(6f)이고, 좌측 및 하부의 2개의 실린더(4)의 내부와 접속되어 있는 것이 좌측 하부의 제2 평행부(6f)로 되어 있다. 또한, 2개의 제2 평행부(6f)는, 제1 부재(3f)의 코너부에 면하여 위치하고 있지만, 제1 부재(3f)의 4개 코너부에 있어서, 2개의 제1 평행부(7f)가 있는 코너부(도 6에 있어서의 좌측 상부 및 우측 하부의 코너부)와는 다른 코너부(도 6에 있어서의 우측 상부 및 좌측 하부의 코너부)에 면하여 위치하고 있다. 이에 의해, 흡입 유로(6)와 배출 유로(7)가 이격되므로, 배출 유로(7)의 열이 흡입 유로(6)에 전달되는 것을 억지할 수 있다.

또한, 왕복 운동 압축기(1)에 있어서는, 제2 부재(3s)의 기둥 형상부(3v)는, 모터축(2s)의 둘레 방향에 관해, 평면에서 보아 90도씩 어긋나게 하여 배치된 4개의 실린더(4) 사이의 위치(도 6에 있어서의 코너 부분)에 배치되어 있다(도 6, 도 7 참조). 또한, 기둥 형상부(3v)의 모터축(2s) 중심으로부터의 최대 거리는, 헤드 커버(4h)의 모터축(2s) 중심으로부터의 최대 거리에 대략 동등하다. 그리고, 평면에서 보아 4개의 헤드 커버(4h)의 외표면을 따른 직선에 의해 구성되는 사각형(도 6의 T 참조) 중에 기둥 형상부(3v)가 들어가기 때문에, 실린더(4) 사이의 공간을 유효하게 이용하여, 케이싱의 대형화를 방지할 수 있다.

(통합 흡입 유로)

환 형상부(3t)의 내부에 형성된 통합 흡입 유로(9)는, 복수의 흡입 유로(6)를 통합하기 위한 것이다. 통합 흡입 유로(9)는, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 축 영역(31)을 중심으로 하는 환 형상 유로로서 형성되어 있다(도 27 참조). 그리고, 통합 흡입 유로(9)는, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 축 영역(31)의 주변 영역(32)과 겹치도록 배치되어 있다(도 27 참조). 이 배치의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 통합 흡입 유로(9)는, 제2 부재(3s)와, 후술하는 컴패니언 플랜지(16)와의 조합에 의해 폐쇄된 공간으로 된다(도 3 내지 도 5 참조). 또한, 통합 흡입 유로는, 환 형상 유로가 아니라도 되고, 예를 들어, 덩어리 형상으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 통합 흡입 유로(9)의 원 중심이, 모터축(2s)의 중심과 일치하고 있고, 이에 의해, 소형화의 관점에 있어서, 모터축(2s)을 중심으로 한 균형적인 배치가 가능해지지만, 통합 흡입 유로가 환 형상인 경우에, 통합 흡입 유로의 원 중심이, 모터축의 중심과 일치하고 있지 않아도 되고, 중심이 어긋나 있어도 된다.

(실린더)

본 실시 형태에 있어서는, 실린더는 4개 설치되어 있다. 그리고, 4개의 실린더(4)의 각각은, 실린더 축 방향(도 6의 화살표 방향)이, 모터축(2s)의 축 방향에 대해 직교하는 방향을 따르도록 배치되는 동시에, 평면에서 보아, 2개의 실린더(4)가 모터축(2s)의 중심을 통과하는 직선 상에 배치되고, 다른 2개의 실린더(4)가 그 직선과 직교하고 또한 모터축(2s)의 중심을 통과하는 직선 상에 배치된다(도 6, 도 28 등 참조). 4개의 실린더(4)의 각각은 압축실(4j)(실린더 내부)을 갖는다(도 17 등 참조). 또한, 실린더(4)는, 실린더 축 방향을 따르는 통 형상의 본체부(4a)와, 본체부(4a)의 일단부와 고정되는 판 형상의 평판부(4p)를 갖고 구성되어 있다. 평판부(4p)의 일부는, 압축실(4j)에 면하는 벽부의 일부로 된다[도 17의 (c) 참조]. 본체부(4a)와 평판부(4p)는, 헤드 커버(4h)(후술)가 실린더(4)에 장착될 때의 6개의 볼트 체결에 의해 고정된다. 그리고, 본체부(4a)와 평판부(4p) 사이에는 탄성 부재(4A)가 끼워져 있다(도 3 참조). 또한, 본체부(4a)와 평판부(4p) 사이에는 환 형상의 탄성 부재(4A)가 끼워져 있지 않아도 되고, 또한 탄성 부재(4A)는, 환 형상이 아니라도 된다. 그리고, 평판부(4p)에는 4개의 관통 구멍(4b, 4c, 4f, 4g)이 형성되어 있다. 또한, 평판부(4p)에는 홈부(4m)가 형성되어 있다(도 17 등 참조). 그리고, 본체부(4a)는 내경(보어 직경)(X)을 갖고 있다[도 28의 (a) 참조].

실린더(4)에는, 도 18에 도시한 바와 같은 각 구성 부품이 장착된다. 구체적으로는, 배출 밸브(4w), 배출 밸브 압박부(4z), 흡기 밸브(4v)가, 고정 나사(20a), 와셔(20b)에 의해 장착된다. 흡기 밸브(4v)는, 실린더(4) 내측의 압축실(4j)측에 장착되고, 배출 밸브(4w) 및 배출 밸브 압박부(4z)는 실린더(4)의 외측에 장착된다(도 18, 도 6 참조). 흡기 밸브(4v)는, 통상은 폐쇄 상태로 되어 있고, 관통 구멍(4c)을 통과하는 공기의 압력이 소정의 크기 이상이 되면 휘어서 개방 상태가 된다. 또한, 배출 밸브(4w)는, 통상은 폐쇄 상태가 되어 있고, 관통 구멍(4f)을 통과하는 압축 공기의 압력이 소정의 크기 이상이 되면[배출 밸브 압박 부(4z)에 최대 휨 각도를 제한되면서] 휘어서 개방 상태가 된다.

또한, 각각의 실린더(4)에 대해서는, 헤드 커버(4h)가 6개의 볼트 체결에 의해 장착된다(도 19, 도 20 참조). 헤드 커버(4h)에는 내부 공간과 구획부(4s)가 형성되어 있고, 헤드 커버(4h)의 내부 공간은 구획부(4s)에 의해, 제1 방(4n)과, 제2 방(4k)으로 분리된다. 여기서, 제1 방(4n)은 압축실(4j)에 공급되기 전의 공기가 통과하는 공간이고, 제2 방(4k)은 압축실(4j)로부터 배출된 공기가 통과하는 공간이다. 또한, 헤드 커버(4h)는, 구획부(4s)의 선단부가 실린더(4)의 홈부(4m)에 끼워지도록 형성된 실린더 패킹(20e)(도 24 참조)을 끼워 실린더(4)에 장착되어 있고, 실린더(4)에 헤드 커버(4h)가 장착된 상태에 있어서는, 구획부(4s)와 홈부(4m)가 실린더 패킹(20e)에 의해 밀봉되고, 헤드 커버(4h)의 내부에 있어서, 헤드 커버(4h)와 평판부(4p)에 의해, 제1 방(4n), 제2 방(4k)이[배출 밸브(4w) 또는 흡기 밸브(4v)가 개방 상태일 때를 제외함] 폐쇄된 공간으로서 형성된다(도 7 참조).

이하는, 실린더(4)에 헤드 커버(4h)가 장착된 상태에 대해 설명한다. 관통 구멍(4b)은 제2 부재(3s)의 흡입용 출구(3y)에 접속되고, 제2 평행부(6f)를 통과해 온 공기는 흡입용 출구(3y), 관통 구멍(4b)을 통해 제1 방(4n)에 공급된다(도 6 참조). 관통 구멍(4c)은 관통 구멍(4b)을 통해 도입된 공기가 통과하는 구멍이고, 제1 방(4n)의 공기는 관통 구멍(4c)을 통해 압축실(4j)로 보내진다(도 6 참조). 또한, 관통 구멍(4f)은 압축실(4j)로부터 배출되는 압축 공기가 통과하는 구멍이고, 압축 공기는 관통 구멍(4f)을 통과한 후, 제2 방(4k) 내부에 있어서, 관통 구 멍(4g)으로 보내진다(도 18 참조). 관통 구멍(4g)은, 제1 부재(3f)의 배출용 입구(3x)에 접속되어 있고, 배출된 압축 공기는 관통 구멍(4g), 배출용 입구(3x)를 통해 제1 평행부(7f)로 보내진다(도 7 참조). 또한, 헤드 커버(4h)의 내부 공간[평판부(4p)의 외측]은, 흡입 유로(6), 배출 유로(7)의 일부를 구성한다. 그리고, 헤드 커버(4h)의 내부 공간[평판부(4p)의 외측]에 있어서의, 흡입 유로(6), 배출 유로(7)에 있어서의 공기의 흐름은, 도 18의 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같은 것으로 된다. 그리고, 상기와 같이 구성되는 실린더(4)의 내부에 있어서, 흡기, 압축, 배기가 행해진다.

(피스톤)

4개의 피스톤(5)은, 4개의 실린더(4)의 각각의 내부에 배치된다(도 3 내지 도 7 등 참조). 본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기(1)에 있어서는, 4개의 실린더(4)에 대응하여 4개의 피스톤(5)이 설치되어 있다. 각각의 피스톤(5)은, 도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 4개의 실린더(4)의 각각에 왕복 운동 가능하게 끼워 맞추어진 피스톤 헤드부(5h)와, 모터축(2s)에 고정된 편심축(17)에 회전 가능하게 끼워 맞추어진 로드부(5R)가 각각 일체가 되어 있다. 그리고, 로드부(5R)는, 연결부(5c)와 링부(5r)로 구성되어 있다. 피스톤 헤드부(5h)에 배치된 밀봉 부재(28)와 압박판(27) 사이에는, 도 21의 (b)에 도시한 바와 같이, 스페이서(30)가 끼워지고, 1개의 볼트(29)에 의해 체결되어 고정되어 있다. 또한, 편심축(17)에는, 로드부(5R)의 내부에 배치되는 베어링(17b)이 설치되어 있다.

그리고, 4개의 피스톤(5)의 각각에 있어서, 도 28의 (a) 및 도 28의 (b)에 도시한 바와 같이, 피스톤 헤드부(5h)의 중심축에 대응하는 직선인 피스톤 로드(5P)는, 압박판(27)의 단부면(27s)으로부터 피스톤(5)의 링부(5r)의 중심까지의 길이(L)를 갖고 있다. 피스톤(5)의 요동각은, 도 28의 (a)에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 실린더 축에 대한 피스톤 로드(5P)의 경사각(θ)으로 나타내어지고, 본 실시예에서는, 모터축(2s)이 90도 회전하였을 때에 가장 커진다. 그리고, 4개의 피스톤(5)은, 각각 90도의 위상차를 유지하면서, 실린더(4) 내에서 미끄럼 이동하여 흡기 압축 행정을 행한다.

그리고, 4개의 피스톤(5)은, 도 23과 같은 상태로 조립된다. 구체적으로는, 도 21의 (a)에 도시한 바와 같이, 1개의 편심축(17)에, 4개의 피스톤(5)의 링부(5r)가 순서대로 삽입되고, 균형추(18)가 또한 삽입된다. 이때, 모터축(2s)의 축 방향에 있어서, 피스톤(5)의 위치를 조정하기 위해, 4개의 피스톤(5)의 링부(5r) 사이에 3개의 조정 부재(34)가 각각 배치된다.

(베어링 지지부)

도 14 내지 도 16에 도시한 베어링 지지부(10)는, 모터축(2s)의 축 단부(2t)에 배치된다(도 3 내지 도 5, 도 26 참조). 베어링 지지부(10)는, 모터축(2s)을, 베어링(22b)을 통해 회전 가능하게 되도록 지지하는 것이며, 당해 베어링 지지부(10)에는, 통합 배출 유로(8)가 형성되어 있다(도 14 내지 도 16 참조). 베어링 지지부(10)의 중앙부에는, 베어링 구멍(10k)이 형성되어 있고, 모터축(2s)의 축 단부(2t)는, 이 베어링 구멍(10k)에 끼워지도록 되어 있다(도 3 참조). 또한, 베어링 지지부(10)의 측부에는, 서로 대향하는 위치에, [왕복 운동 압축기(1)로서 조립 된 상태에 있어서] 모터축(2s)의 축 방향을 따라 신장하는 돌출부(10w, 10z)가 형성되어 있고, 이 돌출부(10w, 10z)의 각각에는, 배출구(10h)와, 냉각용 흡입구(10j)가 형성되어 있다(도 14 내지 도 16 참조). 통합 배출 유로(8)에 있어서 통합된 압축 공기는, 최종적으로 배출구(10h)로부터 배출된다[도 16의 (a) 참조]. 냉각용 흡입구(10j)는, 후술하는 배출 가스 유로(Z)(도 32 참조)의 내부에 냉각용 매체를 흡입하기 위한 것이다. 베어링 지지부(10)의 코너 부분에는, 2개의 배출용 유입구(10i)가 형성되어 있고, 이 배출용 유입구(10i)는, 배출 유로(7)의 일부를 구성한다. 또한, 2개의 배출용 유입구(10i)는, 각각 통합 배출 유로(8)에 접속되도록 형성되어 있고, 배출 유로(7)는, 배출용 유입구(10i)를 거쳐 통합 배출 유로(8)로 연속하도록 되어 있다(도 4, 도 16 등 참조).

(통합 배출 유로)

베어링 지지부(10)의 내부에 형성된 통합 배출 유로(8)는, 복수의 배출 유로(7)를 통합하기 위한 것이며, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 축 영역(31)을 중심으로 하는 환 형상 유로로서 형성되어 있다(도 27 참조). 그리고, 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 축 영역(31)의 주변 영역(32)과 겹치도록 배치되어 있다. 이 배치의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 환 형상 유로로서 형성된 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 방향에 수직인 평면(33)을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있다(도 14, 도 27 참조). 또한, 통합 배출 유로(8)는, 베어링 지지부(10)와, 후술하는 케이싱 커버(15)와의 조합에 의해 폐쇄된 공간으로 된다(도 3 내지 도 5 참조). 또한, 통합 배출 유로는, 환 형상 유로가 아니라도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 통합 배출 유로(8)의 원 중심이, 모터축(2s)의 중심과 일치하고 있고, 이에 의해, 소형화의 관점에 있어서, 모터축(2s)을 중심으로 한 균형적인 배치가 가능해지지만, 통합 배출 유로가 환 형상인 경우에, 통합 흡입 유로의 원 중심이, 모터축의 중심과 일치하고 있지 않아도 되고, 중심이 어긋나 있어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 환 형상 유로로서 형성된 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 방향에 수직인 평면(33)을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있지만, 이와 같은 것에는 한정되지 않고, 평면(33)에 대해 경사진 평면을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있어도 되고, 또한 평면적으로 확대되도록 형성되지 않고, 예를 들어 축 방향으로 신장하도록 형성되어 있어도 된다. 또한, 통합 배출 유로는, 베어링 지지부에 형성되어 있지 않아도 되고, 예를 들어, 베어링 지지부와 같은 부재와는 서로 다른 통합 배출 유로용의 부재를 별도로 설치해도 된다. 본 실시 형태와 같이 베어링 지지부(10)에 통합 배출 유로(8)를 형성함으로써, 부품 개수의 증가를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 베어링 지지부(10)에 통합 배출 유로(8)만이 형성되어 있지만, 통합 배출 유로, 및 통합 흡입 유로 중 적어도 어느 한쪽이 베어링 지지부에 형성되어 있으면 되고, 이와 같은 구성에는 한정되지 않는다. 예를 들어, 통합 흡입 유로만이 베어링 지지부에 형성되어 있어도 되고, 통합 배출 유로, 및 통합 흡입 유로의 양쪽이 베어링 지지부에 형성되어 있어도 된다.

(통합 흡입 유로 및 통합 배출 유로의 위치 관계에 대해)

다음에, 도 27 등을 참조하면서, 통합 흡입 유로(9) 및 통합 배출 유로(8)의 위치 관계에 대해 설명한다. 우선, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)는, 모터축의 축 방향에 관해, 4개의 실린더(4)를 사이에 둔 양측에 배치되어 있다(도 3 내지 도 5 참조). 그리고, 모터축(2s)의 축 방향에 관해, 통합 배출 유로(8)는 모터축(2s)의 축 단부(2t)측에 배치되고, 통합 흡입 유로(9)는 본체부(2b)측에 배치되어 있다.

또한, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)는 환 형상으로 형성되어 있고, 이들의 원 중심은 모터축(2s)의 원 중심과 일치한다. 또한, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)의 양쪽은, 모터축의 축 방향을 따른 축 영역(31), 및 그 주변 영역(32) 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있다. 여기서, "겹친다"라 함은, 도 27에 도시한 바와 같이, 통합 흡입 유로(9) 또는 통합 배출 유로(8)가, 축 영역(31) 및 주변 영역(32)으로 이루어지는 영역 내에 들어가도록 배치되는 것을 의미하고 있다. 그리고, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)는, 직경 방향에 관해, 축 영역(31) 및 주변 영역(32)으로 이루어지는 영역의 폭(도 27의 폭 W1 참조)에 들어가 있다. 본 실시 형태에 있어서, 부호 W1은, 대략 컴패니언 플랜지(16)의 직경의 크기이다. 또한, 통합 흡입 유로, 통합 배출 유로는, 모터(2)의 본체부(2b)의 폭(도 27의 폭 W2 참조)에 들어가 있는 것이 더욱 바람직하다. 본 실시 형태에 관한 통합 배출 유로(8)는 이 폭에 들어가 있고, 이와 같이 함으로써, 축 방향과는 수직인 직경 방향에 관해, 압축기의 대형화를 억지할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로(9), 통합 배출 유로(8)가, 축 방향 위치에 관해, 모터축(2s)과 중복되는 부분을 갖고 있다. 이로 인해, 축 방향에 관해서도, 압축 기의 대형화를 억지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 단부(2t)측에 배치되고, 통합 흡입 유로(9)는 본체부(2b)측에 배치되어 있지만, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8) 중 어느 한쪽은 모터축(2s)의 축 단부(2t)측에 배치되고, 다른 쪽은 본체부(2b)측에 배치되어 있으면 되고, 이 배치는 반대라도 된다. 또한, 통합 배출 유로 및 통합 흡입 유로는, 실린더(4)를 사이에 둔 양측에 배치되어 있지 않아도 되고, 실린더(4)를 사이에 두지 않고, 모터축(2s)의 축 방향에 관해, 실린더(4)에 대해 동일한 측에 통합 배출 유로 및 통합 흡입 유로가 배치되어도 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)의 양쪽이 주변 영역(32)의 내부에 배치되어 있지만, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽이 모터축의 축 방향을 따른 축 영역(31), 및 그 주변 영역(32) 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있으면 되고, 예를 들어, 통합 배출 유로 및 통합 흡입 유로 중 어느 한쪽만이 축 영역(31) 및 주변 영역(32)으로 이루어지는 영역 내(직경 방향에 관해, 폭 W1의 범위 내)에 들어가고, 또한 다른 쪽이 축 영역(31) 및 주변 영역(32)으로 이루어지는 영역 내에 들어가지 않고, 비어져 나오도록 구성되어 있어도 되고, 또한 환 형상이 아닌 통합 배출 유로 또는 통합 흡입 유로가, 모터축 방향에 관해 모터축(2s)과 중복되지 않고, 또한 축 영역(31) 및 주변 영역(32)과 겹치도록(직경 방향에 관해, 폭 W1의 범위 내에 들어가도록) 배치되어 있어도 된다.

(흡입 유로)

다음에, 복수의 흡입 유로(6)에 대해 설명한다. 상기와 같이, 복수의 흡입 유로(6)는, 제2 부재(3s)의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 복수의 흡입 유로(6)는, 그 내부를 유체가 유통 가능해지도록 형성되어 있다. 또한, 복수의 흡입 유로(6)는, 4개의 실린더(4)의 각각의 내부[압축실(4j)]에 대해 접속되어 있다(도 6의 흡입 유로(6)를 도시하는 일점 쇄선부 참조].

우선, 공기는 제2 부재(3s)의 흡입구(3z)로부터 제2 부재(3s)의 내부에 들어가고, 그리고나서 통합 흡입 유로(9)로 유입된다(도 4, 도 10 참조). 이하, 각각의 흡입 유로(6), 즉, 실린더(4) 내부[압축실(4j)]까지의 유로에 대해 설명한다. 제2 부재(3s)의 내부는, 통합 흡입 유로(9)가 2개의 제2 평행부(6f)로 연속하도록 형성되어 있고, 통합 흡입 유로(9) 내의 공기는 2개의 제2 평행부(6f)에 보내진다(도 5, 도 10 참조). 그리고, 각각의 제2 평행부(6f)를 통과한 공기는, 흡입용 출구(3y)로부터 관통 구멍(4b)을 통해 제1 방(4n)으로 보내진다(도 6, 도 10 등 참조). 그리고, 제1 방(4n)의 공기는, 관통 구멍(4c)을 통해 압축실(4j)로 보내진다. 1개의 흡입 유로(6)는 상기와 같이 구성된다.

(배출 유로)

다음에, 복수의 배출 유로(7)에 대해 설명한다. 상기와 같이, 복수의 배출 유로(7)는, 제1 부재(3f)의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 복수의 배출 유로(7)는, 그 내부를 유체(본 실시 형태에 있어서는 공기)가 유통 가능해지도록 형성되어 있다. 또한, 복수의 배출 유로(7)는, 4개의 실린더(4)의 각각의 내부[압축 실(4j)]에 대해 접속되어 있다[도 4의 배출 유로(7)를 도시하는 일점 쇄선부 참조].

이하, 각각의 배출 유로(7), 즉, 실린더(4) 내부[압축실(4j)]로부터 배출구(10h)까지의 유로에 대해 설명한다. 우선, 실린더(4)의 내부의 압축실(4j)에서 압축된 공기는, 관통 구멍(4f)을 통해, 제2 방(4k) 내부를 통과하여, 관통 구멍(4g)으로 들어간다(도 18 참조). 그리고, 관통 구멍(4g)을 통과한 압축 공기는, 제1 부재(3f)의 배출용 입구(3x)로 보내지고, 그리고나서 제1 평행부(7f)에 보내진다(도 7 참조). 그리고, 압축 공기는 제1 평행부(7f)를 통과하여, 베어링 지지부(10)의 배출용 유입구(10i)로 들어간다(도 4 참조). 1개의 배출 유로(7)는 상기와 같이 구성된다. 그리고, 복수(4개)의 배출 유로(7)로부터 유입해 온 압축 공기는, 배출용 유입구(10i)를 거쳐 통합 배출 유로(8)로 유입되고(도 16 참조), 최종적으로, 배출구(10h)로부터 배출된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 왕복 운동 압축기(1)가, 4개의 배출 유로(7), 및 4개의 흡입 유로(6)를 갖고 구성된다. 여기서, 상기와 같이, 4개의 배출 유로(7)에 있어서, 제1 평행부(7f)는 2개의 배출 유로(7)에 공통의 유로이고, 4개의 흡입 유로(6)에 있어서, 제2 평행부(6f)는 2개의 흡입 유로(6)에 공통의 유로가다. 이와 같이, 복수의 배출 유로(7), 및 복수의 흡입 유로(6)는, 각각 일부에 공통의 유로를 갖고 있지만, 배출 유로(7), 및 흡입 유로(6)의 수에 대해서는, 각각 4개로서 취급하는 것으로 한다.

또한, 4개의 배출 유로(7)는 중력 방향을 따른 분기로(7s)를 갖고 있다(도 4 참조). 그리고, 분기로(7s)에는 점착제(7A)가 배치되어 있다. 이것으로부터, 피스톤(5)의 요동 운동에 의해 발생한 밀봉 부재(28)의 마모분은, 점착제(7A)에 흡착됨으로써, 왕복 운동 압축기(1)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 평행부(7f)는, 분기로(7s)와 마찬가지로 중력 방향을 따르고 있고, 점착제(7A)가 배치됨으로써(도 4 참조), 마모분이 왕복 운동 압축기(1)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

(왕복 운동 압축기의 조립에 대해)

다음에, 왕복 운동 압축기(1)의 조립에 대해 설명한다. 우선, 모터(2)에, 컴패니언 플랜지(16), 및 케이싱(3)[제1 부재(3f), 제2 부재(3s)]을 장착한다(도 22 참조). 여기서, 컴패니언 플랜지(16)와 제2 부재(3s) 사이에는, 공기의 기밀성을 확보하기 위한 고무제의 O링(20c, 20d)을 장착한다(도 22, 도 3 내지 도 5 참조). 또한, 컴패니언 플랜지(16)는, 모터(2)와 케이싱(3)을 조립 부착하는 동시에, 산소 농축기의 하우징으로 왕복 운동 압축기(1)를 장착할 때의 고정 지지부로 하기 위해 설치되어 있는 것이다. 그로 인해, 본 실시 형태와 같이, 제2 부재(3s)의 환 형상부(3t)를 컴패니언 플랜지(16) 사이즈에 맞추어 구성함으로써, 고정 지지부로서의 필요한 사이즈를 확보한 후에, 압축기의 대형화를 억지할 수 있다.

다음에, 4개의 피스톤(5)을 장착한다(도 23 참조). 여기서, 4개의 피스톤(5)은, 도 21의 (a)와 같이 하여, 균형추(18) 및 조정 부재(34)와 함께 편심축(17)에 삽입된 상태의 것이다. 따라서, 4개의 피스톤(5)의 각각의 로드부(5R)의 위치를 조정 부재(34)에 의해 조정할 수 있음으로써, 실린더(4)의 축 중심과 피스 톤(5)의 피스톤 헤드부(5h)의 축 중심을 용이하게 일치시킬 수 있다. 이것으로부터, 밀봉 부재(28)가 편마모되는 것을 억제할 수 있다.

다음에, 4개의 실린더(4)를 장착한다(도 24 참조). 구체적으로는, 각각의 피스톤(5)을 덮도록 실린더(4)를 장착하고, 실린더(4)에는 헤드 커버(4h)를 장착한다. 또한, 여기서의 실린더(4)는, 도 18에서 설명한 흡기 밸브(4v), 배출 밸브(4w)가 장착된 상태의 것이고, 또한 실린더(4)와 헤드 커버(4h) 사이에는, 기밀성을 확보하기 위한 실린더 패킹(20e)을 장착한다. 또한, 헤드 커버(4h)는, 실린더(4)에 대해, 복수의 고정 볼트(20h, 20i)를 사용하여 장착한다. 또한, 배출용 입구(3x)에는, 기밀성 확보를 위한 O링(20f)을 장착한다. 또한, 도 24에서는 1개의 실린더(4)만을 도시하고 있다.

여기서, 도 25에 도시한 바와 같이, 케이싱(3)에, 제1 위치 결정부(3B)가 형성되고, 4개의 실린더(4)에, 제1 위치 결정부(3B)에 대응하도록 배치된 제2 위치 결정부(4B)가 각각 형성되는 경우에는, 4개의 실린더(4)는, 케이싱(3)에 대해, 4개의 실린더(4)의 각각의 축 중심과 4개의 피스톤(5)의 피스톤 헤드부(5h)의 각각의 축 중심이 일치하도록, 제1 위치 결정부(3B) 및 제2 위치 결정부(4B)에 의해 위치 결정된다.

다음에, 베어링 지지부(10), 케이싱 커버(15) 등을 장착한다(도 26 참조). 구체적으로는, 모터축(2s)에 대해 축 홀더(21)를 삽입하고, 축 홀더(21)에 대해 베어링(22b)을 삽입하고, 베어링 지지부(10), 케이싱 커버(15)를, 복수의 고정 볼트(20p)를 사용하여, 제1 부재(3f)에 대해 장착한다. 여기서, 제1 부재(3f)의 제1 평행부(7f)와 베어링 지지부(10)의 배출용 유입구(10i) 사이에는, 기밀성 확보를 위한 O링(20j)을 2개 장착하고, 베어링 지지부(10)와 케이싱 커버(15) 사이에는, 기밀성 확보를 위한 패킹(20m) 및 O링(20n)을 장착한다. 또한, 도 26에서는, 3개의 실린더(4)가 장착되고, 1개의 실린더(4)가 아직 장착되어 있지 않는 상태를 도시하고 있다. 그리고, 도 1에 도시한 왕복 운동 압축기(1)는, 이상과 같이 하여 조립된다.

(피스톤의 요동각과 피스톤 로드의 길이와의 관계)

도 29의 (a)에 도시한 바와 같이, 편심축(17)의 중심(C)과 모터축(2s)의 중심(O)과의 편심 거리(e)를 일정하게 하는 경우에, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아져 길이(L')가 되면, 피스톤의 요동각, 즉, 피스톤 로드(5P)의 경사각(θ)은, 커져 경사각(θ')으로 된다. 따라서, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아지면, 피스톤 헤드부(5h)의 실린더(4)에 대한 기울기가 커짐으로써, 피스톤 헤드부(5h)와 실린더(4)와의 간극은 커진다.

한편, 도 29의 (b)에 도시한 바와 같이, 편심축(17)의 중심(C)과 모터축(2s)의 중심(O)과의 편심 거리(e)를 작게 하는 경우에, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아져 길이(L')가 되면, 피스톤 로드(5P)의 경사각(θ)은, 대략 동일한 경사각(θ)으로 유지된다. 따라서, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아지면, 피스톤 헤드부(5h)의 실린더(4)에 대한 기울기가 대략 동일해짐으로써, 피스톤 헤드부(5h)와 실린더(4)와의 간극은 유지된다. 이것으로부터, 실린더(4) 내의 압축실(4j)의 기밀성을 확보하면서, 압축기(1)의 소형화가 가능해진다.

(피스톤의 미끄럼 이동 거리와 피스톤 로드의 길이와의 관계)

도 29의 (a)에 도시한 바와 같이, 편심축(17)의 중심(C)과 모터축(2s)의 중심(O)과의 편심 거리(e)를 일정하게 하는 경우에, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아져 길이(L')가 되면, 피스톤(5)의 미끄럼 이동 거리, 즉, 피스톤 헤드부(5h)의 중심(a)과 실린더(4)와의 거리(H)는, 상술한 바와 같이, 피스톤 로드(5P)의 경사각(θ)이 커져 경사각(θ')으로 됨으로써, 피스톤 헤드부(5h)의 실린더(4)에 대한 기울기가 커지기 때문에, 거리(H')로 되어 커진다.

한편, 도 29의 (b)에 도시한 바와 같이, 편심축(17)의 중심(C)과 모터축(2s)의 중심(O)과의 편심 거리(e)를 작게 하는 경우에, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)가 짧아져 길이(L')가 되면, 피스톤(5)의 미끄럼 이동 거리, 즉, 피스톤 헤드부(5h)의 중심(a)과 실린더(4)와의 거리(H)는, 상술한 바와 같이, 피스톤 로드(5P)의 경사각(θ)이 대략 동일하게 유지됨으로써, 피스톤 헤드부(5h)의 실린더(4)에 대한 기울기가 대략 동일해지기 때문에, 거리(H)로 유지된다. 이것으로부터, 피스톤 로드(5P)의 길이(L)를 짧게 해도 피스톤(5)의 미끄럼 이동 거리를 일정하게 유지할 수 있으므로, 피스톤(5)에 배치된 밀봉 부재(28)의 밀봉성을 장기간 확보할 수 있다.

(모터축의 회전 토크)

복수의 실린더를 갖는 왕복 운동 압축기(1)에 있어서, 피스톤의 회전수, 압력 및 스트로크를 고정으로 한 경우에, 총 배출 유량이 동일해지도록, 피스톤의 내경(보어 직경)(X)을 변경시킨다. 이때, 도 30에 도시한 바와 같이, 실린더의 수가1개, 2개 및 3개인 경우에는, 모터축(2s)의 회전 토크는, 각각 모터축(2s)의 회전에 수반하여 파동 곡선을 그리도록 변동되고, 회전 각도가 약 100도인 시점에서 최대로 되고, 회전 각도가 약 200도인 시점에서 최소로 된다. 한편, 실린더의 수가 4개인 본 실시 형태에서는, 4개의 피스톤(5)이 각각 90도의 위상차를 유지하면서 흡기 압축 행정을 행함으로써 피스톤(5)의 압축 행정시에 피스톤 헤드부(5h)에 걸리는 힘이 상쇄되므로, 모터축(2s)의 회전 토크는, 모터축(2s)의 회전에 수반하여 거의 변동하지 않고, 대략 직선을 그린다. 이것으로부터, 4개의 실린더를 갖는 왕복 운동 압축기에서는, 1개, 2개 및 3개의 실린더를 갖는 왕복 운동 압축기보다도 회전 토크의 변동을 대폭 억제할 수 있다.

(산소 농축 장치)

다음에, 본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 구비하는 산소 농축 장치에 대해 설명한다. 산소 농축 장치는, 호흡기 질환 환자 등에 대해 고농도 산소를 제공하는 재택 산소 요법에 있어서 사용된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 구비하는 산소 농축 장치에서는, 도 32에 도시한 바와 같이, 밀폐 용기(330)는, 케이싱(3)과, 케이싱(3)에 장착된 실린더(4)와, 실린더(4)를 덮는 헤드 커버(4h)와, 케이싱(3)의 상단부에 배치되는 베어링 지지부(10)와, 베어링 지지부(10)에 장착되는 케이싱 커버(15)를 갖고 있다.

산소 농축 장치(100)에는, 도 31에 도시한 바와 같이, 가스 배출부(303c, 303d)에 의해 흡착 용기(304A, 304B)로부터 배출된 질소를 포함하는 가스(냉각용 매체)를, 왕복 운동 압축기(1)의 밀폐 용기(330) 내부로 유도한 후에 외부로 배출 하기 위한 배출 가스 유로(Z)가 배치되어 있다.

구체적으로는, 산소 농축 장치(100)는, 외부로부터 흡입되는 공기 중의 먼지를 제거하기 위한 방진 필터(311)와, 방진 필터(311)를 통해 흡입된 공기를 압축하는 왕복 운동 압축기(1)와, 왕복 운동 압축기(1)의 압축 공기가 토출되는 측의 가스 유로에 배치된 제어 밸브(303)와, 제어 밸브(303)를 통해 왕복 운동 압축기(1)로부터 압축 공기가 공급되고, 그 압축 공기 중의 질소를 흡착하는 흡착제가 수납된 흡착 용기의 일례로서의 제1 흡착통(304A)과, 제1 흡착통(304A)의 하류측의 가스 유로에 배치된 역지 밸브(305A)와, 제어 밸브(303)를 통해 왕복 운동 압축기(1)로부터 공급된 공기 중의 질소를 흡착하는 흡착제가 수납된 흡착 용기의 일례로서의 제2 흡착통(304B)과, 제2 흡착통(304B)의 하류측의 가스 유로에 배치된 역지 밸브(305B)와, 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)의 하류측의 가스 유로 사이에 배치된 퍼지 밸브(306)와, 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)에 역지 밸브(305A, 305B)를 통해 접속된 산소 탱크(307)와, 산소 탱크(307)로부터의 산소 농축 가스를 감압하는 감압 밸브(308)와, 산소 탱크(307)로부터 감압 밸브(308)를 통해 공급하는 산소 농축 가스의 유량을 조정하기 위한 유량 조정기(309)와, 유량 조정기(309)에 의해 유량이 조정된 산소 농축 가스를 사람에게 제공하기 위한 캐뉼러(도시하지 않음)가 접속되는 토출구 커플러(310)를 구비하고 있다.

왕복 운동 압축기(1)는 방음 박스(322) 내에 배치되어 있고, 그 방음 박스(322)의 측면에 냉각용의 팬(323)을 장착하고 있다. 이 냉각용의 팬(323)에 의해 방음 박스(322) 내의 왕복 운동 압축기(1)를 냉각한다. 또한, 산소 농축 장 치(100)는, 제어 밸브(303)와 퍼지 밸브(306) 및 냉각용의 팬(323) 등을 제어하는 제어부(320)를 구비하고 있다. 제어부(320)에 의해, 왕복 운동 압축기(1) 내의 모터(2)(도 3 참조)를 구동한다.

또한, 제어 밸브(303)는, 일단부가 왕복 운동 압축기(1)의 압축 공기 유로에 접속되고, 타단부가 제1 흡착통(304A)에 접속된 제1 포트(303a)와, 일단부가 왕복 운동 압축기(1)의 압축 공기 유로에 접속되고, 타단부가 제2 흡착통(304B)에 접속된 제2 포트(303b)와, 일단부가 왕복 운동 압축기(1)의 배출 가스 유로(Z)에 접속되고, 타단부가 제1 흡착통(304A)에 접속된 제3 포트(303c)와, 일단부가 왕복 운동 압축기(1)의 배출 가스 유로(Z)에 접속되고, 타단부가 제2 흡착통(304B)에 접속된 제4 포트(303d)를 갖는다.

또한, 제어부(320)는, 마이크로 컴퓨터와 입출력 회로 등으로 이루어지고, 퍼지 밸브(306) 및 팬(323)을 제어한다. 제어부(320)는, 제1 절환부와 제2 절환부를 제어하는 절환 제어부의 기능을 구비하고 있다.

상기 구성의 산소 농축 장치(100)에 있어서, 제어부(320)에 의해, 제어 밸브(303)의 제1 포트(303a)와 제4 포트(303d)를 개방하고, 제2 포트(303b)와 제3 포트(303c)를 폐쇄하여, 왕복 운동 압축기(1)를 운전한다[제1 흡착통(304A)의 가압 공정, 제2 흡착통(304B)의 감압 공정]. 그리고, 왕복 운동 압축기(1)는, 방진 필터(311)를 통해 흡입된 공기를 압축한다. 왕복 운동 압축기(1)에 의해 압축된 공기는, 제어 밸브(303)의 제1 포트(303a)를 통해 제1 흡착통(304A)에 있어서 가압되고, 공기 중의 질소를 흡착제에 흡착시켜 고농도 산소를 생성한다. 제1 흡착 통(304A)에서 생성된 고농도 산소는, 역지 밸브(305A)를 통해 산소 탱크(307)에 저류된다. 그와 같이 하여, 산소 탱크(307)에 저류된 산소 농축 가스는, 감압 밸브(308)에 의해 감압한 후, 유량 조정기(309)에 의해 유량이 조정되어 토출구 커플러(310)로부터 토출된다.

이때, 제2 흡착통(304B)측은, 감압에 의해 흡착제로부터 질소를 탈착시키고, 탈착시킨 질소를 포함하는 가스를, 제어 밸브(303)의 제4 포트(303d)와 왕복 운동 압축기(1)를 통해 외부로 배기한다.

여기서, 제1 흡착통(304A)의 가압 공정 중에, 제2 흡착통(304B)에는, 제1 흡착통(304A)에서 생성된 고농도 산소의 일부가 퍼지 밸브(306)를 통해 공급되고, 제2 흡착통(304B) 내의 압력을 조금 올린 상태에서, 제어부(320)에 의해, 제어 밸브(303)의 제2 포트(303b)와 제3 포트(303c)를 개방하고, 제1 포트(303a)와 제4 포트(303d)를 폐쇄하여, 제2 흡착통(304B)의 가압 공정으로 절환한다. 이와 같이 하여, 제1, 제2 흡착통(304A, 304B) 내의 흡착제를 사용한 질소의 흡착과 탈착을 교대로 행하는 사이클이 반복된다.

이때, 왕복 운동 압축기(1)에 있어서, 도 32의 (a)에 도시한 바와 같이, 모터축(2s)에 대해 직교하고, 베어링 지지부(10)의 측부[도 32의 (a)에 있어서의 우측]에 형성된 냉각용 흡입구(10j)에, 질소를 포함하는 가스가 유입되도록 튜브(361)의 일단부를 접속하고 있다. 그리고, 도 32의 (b)에 도시한 바와 같이, 케이싱(3)의 측부[도 32의 (b)에 있어서의 우측]에 형성된 냉각용 배출구(3j)와 배출구(324)를 배출 튜브(362)에 의해 접속하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 냉 각용 흡입구(10j)가 형성된 베어링 지지부(10)의 측부와, 냉각용 배출구(3j)가 형성된 케이싱(3)의 측부는, 모터축(2s)에 대해 둘레 방향에 인접하고 있다.

그리고, 튜브(361)와 베어링 지지부(10) 및 배출 튜브(362)와 케이싱(3)에 의해, 도 31에 도시한 산소 농축 장치(100)의 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)으로부터 배기된 질소를 포함하는 가스를, 제어 밸브(303)의 제3 포트(303c)와 제4 포트(303d)를 통해 왕복 운동 압축기(1)의 밀폐 용기(330) 내부로 유도한 후에 외부로 배출하는 배출 가스 유로(Z)를 형성하고 있다. 이때, 배출 가스 경로(Z)는, 케이싱(3) 및 4개의 실린더(4) 중 적어도 한쪽의 내부에 배치되어 있다.

상기 구성의 산소 농축 장치(100)에 있어서, 산소 농축 장치(100)의 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)으로부터 배기된 질소를 포함하는 가스는, 튜브(361)를 통해 왕복 운동 압축기(1)의 밀폐 용기(330) 내에 유입된 후, 배출 가스 유로(Z)를 형성함으로써, 편심축(17)의 베어링(17b), 베어링(22a, 22b), 피스톤(5) 등의 각 부품을 냉각하여 외부로 배출된다. 본 실시 형태에서는, 배출 가스 유로(Z)는, 도 32에 도시한 바와 같이, 왕복 운동 압축기(1)의 밀폐 용기(330) 내에 있어서 상방으로부터 하방에 형성되어 있다. 또한, 배출 가스 유로(Z)는, 4개의 실린더(4) 사이의 간극, 편심축(17)과 베어링(17b)과의 간극 등, 밀폐 용기(330) 내에 배치된 각 부품 사이의 간극에도 형성되어 있다.

[본 발명의 특징]

본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기(1)에는, 이하와 같은 특징이 있다.

본 실시 형태의 왕복 운동 압축기(1)에서는, 실린더(4)의 수를 2개로부터 4 개로 늘림으로써, 각 피스톤(5)의 회전수 및 전체의 토출 유량을 유지하면서 스트로크를 작게 할 수 있으므로, 피스톤 로드(5P)를 짧게 해도, 피스톤(5)의 요동 각도(θ)를 유지할 수 있다. 이것으로부터, 압축실(4j)의 기밀성을 확보하면서, 압축기의 소형화가 가능해진다. 또한, 스트로크를 작게 할 수 있음으로써, 피스톤 헤드부(5h)의 요동 거리가 작아지므로, 피스톤 헤드부(5h)에 배치된 밀봉 부재(28)의 밀봉성을 장기간 확보할 수 있다. 또한, 실린더(4)가 4개가 됨으로써 방열 면적이 대폭 확대되어, 압축실(4j)의 온도 상승을 억제할 수 있기 때문에, 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

또한, 평면에서 보아, 모터축(2s)의 중심을 통과하는 직선 상과, 그 직선과 직교하고 또한 모터축(2s)의 중심을 통과하는 직선 상에 각각 실린더(4)를 2개씩 배치함으로써, 원주 방향에 있어서 인접하는 2개의 실린더(4)의 모든 간격을 작게 할 수 있다. 또한, 인접하는 2개의 피스톤(5)의 피스톤 헤드부(5h) 사이에서 간섭이 발생하기 어려워지므로, 피스톤 로드(5P)를 더욱 짧게 할 수 있다. 따라서, 압축기를 더욱 소형화할 수 있다.

또한, 4개의 피스톤(5)의 흡기 압축 행정이 각각 90도의 위상차를 유지하면서 행해짐으로써, 압축 행정시, 4개의 피스톤(5)의 피스톤 헤드부(5h)에 걸리는 힘이 상쇄되어, 모터축(2s)의 회전 토크가 변동하는 것을 억제할 수 있다. 이것으로부터, 압축 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 4개의 압축실로부터 발생하는 흡기 및 배기음도 상쇄되어, 저소음 및 저진동화가 가능해진다.

또한, 4개의 피스톤(5)이 끼워 맞추는 편심축(17)을 1개로 함으로써, 모터축(2s) 방향에 있어서의 피스톤(5)의 로드부(5R)의 간격을 작게 할 수 있다. 또한, 임의의 피스톤(5)의 압축 행정으로부터 흡기 행정으로 이동할 때의 힘을 다른 피스톤(5)의 운동을 돕는 힘으로서 유효하게 전달할 수 있음으로써, 힘의 전달 손실을 작게 할 수 있다. 이것으로부터, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 케이싱(3)이 제1 위치 결정부(3B)를 갖고, 4개의 실린더(4)가 각각 제1 위치 결정부(3B)에 대응하는 제2 위치 결정부(4B)를 갖고 있음으로써, 4개의 실린더(4)의 각각의 축 중심과 피스톤(5)의 피스톤 헤드부(5h)의 축 중심이 일치하도록 4개의 실린더(4)의 각각을 케이싱(3)에 대해 위치 결정시킬 수 있으므로, 밀봉 부재(28)가 편마모되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 모터축(2s)의 축 방향에 있어서, 4개의 피스톤(5)의 로드부(5R) 사이에 조정 부재(34)를 배치함으로써, 로드부(5R)의 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 실린더(4)의 축 중심과 피스톤(5)의 피스톤 헤드부(5h)의 축 중심을 확실하게 일치시킬 수 있으므로, 밀봉 부재(28)가 편마모되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 4개의 실린더(4)의 각각의 본체부(4a)와 평판부(4p) 사이에 탄성 부재(4A)가 끼워짐으로써, 본체부(4a)와 평판부(4p)를 체결하는 볼트의 토크 관리에 의한 조절만으로, 4개의 피스톤(5)의 각각의 피스톤 헤드부(5h)의 상사점에 있어서의 실린더(4)와의 간극을 작게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 성능이 안정되어, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 4개의 피스톤(5)의 각각의 피스톤 헤드부(5h)와 압박판(27) 사이에 스페이서(30)가 끼워짐으로써, 피스톤 헤드부(5h)와 압박판(27)을 체결하는 볼트의 토크 관리에 의한 조절만으로, 4개의 피스톤(5)의 각각의 피스톤 헤드부(5h)의 상사점에 있어서의 실린더(4)와의 간극을 작게 할 수 있다. 따라서, 압축기의 성능이 안정되어, 압축 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8) 중 적어도 어느 한쪽이 형성됨으로써, 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8) 중 적어도 어느 한쪽은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 축 영역(31), 및 그 주변 영역(32) 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있음으로써, 통합 유로를 형성함으로써 압축기 전체가 대형화되는 것을 억지할 수 있다. 그 결과, 이 구성에 의해, 대형화를 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 4개의 실린더(4), 4개의 피스톤(5), 4개의 흡입 유로(6), 4개의 배출 유로(7)가 형성되어 있지만, 이들의 수는 각각 복수이면 되고, 4개에는 한정되지 않는다.

또한, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)는, 축 영역(31)을 중심으로 하는 환 형상 유로로서 형성되어 있다. 이와 같이 통합 유로를 환 형상 유로로 함으로써, 유로를 콤팩트하게 정리하는 것이 가능하게 되어, 대형화를 용이하게 억지할 수 있다. 또한, 특히 통합 배출 유로(8)를 환 형상으로 함으로써, 유체의 방열 면적을 확보할 수 있어, 압축 효율이 향상된다.

또한, 환 형상 유로로서 형성된 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 방향에 수직인 평면을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있다. 이로 인해, 통합 배출 유로(8)에 의한 압축기의 대형화를 억지하면서, 압축 효율 향상을 위해 유체의 방열 면적을 용이하게 확보할 수 있다.

또한, 모터축(2s)의 축 단부(2t)에 배치되는 베어링 지지부(10)를 더 갖고, 통합 배출 유로(8)는, 당해 베어링 지지부(10)에 형성되어 있다. 이로 인해, 베어링 지지용의 부재 및 그 주변의 공간을 유효하게 활용함으로써, 대형화를 효율적으로 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

또한, 4개의 배출 유로(7)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제1 평행부(7f)를 갖는다. 이와 같이, 배출 유로(7)가 모터축(2s)의 축 방향을 따른 부분을 가짐으로써, 배출 유로(7)를 효율적으로 배치할 수 있다.

또한, 제1 평행부(7f)는 케이싱(3)의 내부에 형성되어 있다. 이와 같이, 배출 유로(7)의 제1 평행부(7f)를 케이싱(3)의 내부에 형성함으로써, 파이프 등의 유로 형성을 위한 부재를 별도로 설치할 필요가 없어지기 때문에, 또는 별도로 필요하게 되는 유로 형성을 위한 부재를 적게 할 수 있기 때문에, 압축기의 대형화를 억지하면서 부품 개수를 적게 하여 보다 효율적으로 배출 유로를 배치할 수 있다. 또한, 케이싱(3) 자체가 방열부로 되기 때문에, 방열 면적을 대폭 확대할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다.

또한, 모터(2)는 본체부(2b)를 갖고, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)는, 모터축(2s)의 축 방향에 관해, 4개의 실린더(4)를 사이에 둔 양측에 배치되고, 통합 배출 유로(8)는 모터축(2s)의 축 단부(2t)측에 배치되고, 통합 흡입 유로(9)는 본체부(2b)측에 배치되어 있다. 이로 인해, 압축기의 대형화를 억지하면 서, 통합 흡입 유로(9), 및 통합 배출 유로(8)의 양쪽을 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 통합 흡입 유로(9)와, 통합 배출 유로(8)를 격리함으로써, 양자간에 열이 전달되는 것을 방지할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다.

또한, 복수의 흡입 유로(6)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제2 평행부(6f)를 갖는다. 이와 같이, 이 왕복 운동 압축기(1)에서는, 흡입 유로(6)가 모터축(2s)의 축 방향을 따른 부분을 가짐으로써, 흡입 유로(6)를 효율적으로 배치할 수 있다.

또한, 케이싱(3)은 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)를 포함하고 있고, 복수의 배출 유로(7)는 제1 부재(3f)의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 복수의 흡입 유로(6)는 제2 부재(3s)의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)는 별도 부재로서 형성되고, 또한 제2 부재(3s)의 열 전도율보다도, 제1 부재(3f)의 열 전도율의 쪽이 높다. 이와 같이, 흡입 유로(6) 및 배출 유로(7)의 각각을, 별도 부재의 제2 부재(3s) 및 제1 부재(3f)의 내부에 형성하고, 또한 제1 부재(3f)와 제2 부재(3s)에서 열 전도율이 다름으로써, 배출 유로(7)의 열이 흡입 유로(6)에 전달되는 것을 방지할 수 있어, 압축 효율이 더욱 향상된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 부재(3f)가 금속제이며, 열 전도율이 높으므로, 유체의 방열이 효율적으로 행해져 압축 효율이 보다 향상된다.

또한, 4개의 피스톤(5)을, 각각의 피스톤 헤드부(5h)의 방향을 90도씩 어긋나게 하고, 또한 1개의 모터축(2s)에 대해, 모터축 방향을 따라 차례로 배열하여 장착하고 있다. 그로 인해, 모터(2)의 본체부(2b)에 가장 가까운 실린더(4)[본체 부측의 피스톤(5)에 대응]는, 케이싱(3), 베어링 지지부(10), 및 케이싱 커버(15)의 벽부에 있어서의, 그 실린더(4)의 모터축(2s)의 축 단부(2t)측의 공간이, 본체부(2b)로부터 가장 먼 실린더(4)[축 단부측의 피스톤(5)에 대응]에 비해 확대되어 있다. 그리고, 왕복 운동 압축기(1)에서는, 배출구(10h)를, 그 공간을 이용하여 형성하고 있다(도 1, 도 2, 도 3 참조). 그로 인해, 배출구(10h)를, 다른 부품을 필요로 하지 않고, 베어링 지지부(10) 내부의 통합 배출 유로(8)에 가까운 위치이며, 또한 대형화의 원인으로 되지 않는 눈에 뜨이지 않는 적절한 위치에 배치할 수 있다.

또한, 복수의 배출 유로의 각각에 중력 방향을 따른 분기로(7s)를 설치하여, 그 배출 유로에 점착제(7A)를 도포함으로써, 밀봉 부재의 마모분이 배출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 산소 농축 장치(100)에 따르면, 밀폐형의 왕복 운동 압축기(1) 내를 냉각함으로써 내구성을 향상시킬 수 있고, 냉각용의 팬(323)의 소형화, 저회전화에 의해 에너지 절약화와 정음화가 도모된다. 또한, 왕복 운동 압축기(1)의 내부 온도를 낮춤으로써, 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)에 공급되는 압축 공기의 온도 상승이 억제되므로, 제1, 제2 흡착통(304A, 304B) 내의 흡착제로의 질소의 흡착 효율의 저하를 방지하고, 산소 농축 가스의 산소 농도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 흡착통(304A, 304B)으로부터 배기된 질소를 포함하는 가스는, 배출 가스 유로(Z)를 형성함으로써, 특히 고열이 발생하는 피스톤 헤드 부(5h)의 밀봉 부재(28)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음에, 본 발명에 관한 왕복 운동 압축기의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 상기한 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 도면에 동일한 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 도 33은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 도시하는 개략도이며, 도 33의 (a)는 상면에서 본 개략도, 도 33의 (b)는 Y 화살표 측면에서 본 개략도이다. 도 34는 도 33의 (b)의 P-P 화살표 단면 개략도이다. 도 35는 도 34의 Q-Q 화살표 단면 개략도이다. 도 36은 도 33의 (a)의 R-R 화살표 단면 개략도이다. 도 37은 도 33의 (a)의 S-S 화살표 단면 개략도이다.

본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기(101)에서는, 상기한 제1 부재(3f)에 상당하는 금속제 부재의 내부에, 제1 평행부(7f) 및 제2 평행부(106f)가 형성되어 있다. 그리고, 케이싱(103)이 상기한 실시 형태와는 다른 것에 수반하여, 실린더(104)에 대해서도, 관통 구멍의 위치 등이 변경되어 있다(도시는 생략함).

왕복 운동 압축기(101)에 있어서의 복수의 배출 유로(7)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제1 평행부(7f)를 갖고 있다[상기한 실시 형태와 마찬가지임. 도 33의 (a), 도 36 참조]. 또한, 복수의 흡입 유로(106)의 각각은, 모터축의 축 방향을 따른 제2 평행부(106f)를 갖고 있다[도 33의 (a), 도 37 참조].

그리고, 한 쌍의 제1 평행부(7f), 및 한 쌍의 제2 평행부(106f)가 케이싱(103)의 내부에 형성되어 있고, 한 쌍의 제1 평행부(7f)는 모터축(2s)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있고[도 33의 (a)의 파선부 참조], 또한 한 쌍의 제2 평행부(106f)는 모터축(2s)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다[도 33의 (a)의 일점 쇄선부 참조]. 그리고, 한 쌍의 제1 평행부(7f), 및 한 쌍의 제2 평행부(106f)는, 제1 평행부(7f)와 제2 평행부(106f)가 인접하도록 배치되어 있다[도 33의 (a), 도 36, 도 34 참조].

또한, 케이싱(103)은, 상기한 실시 형태와는 달리, 4개의 흡입용 출구(103y)를, 상기한 실시 형태에 있어서의 제1 부재에 상당하는 케이싱(103)에 갖고 있다(도 37 참조). 그리고, 통합 흡입 유로(109)가, 케이싱(103) 내부의, 모터축 방향에 관해, 피스톤(5)보다도 본체부(2b)측의 공간에 형성되어 있다(도 34 내지 도 34 참조). 그리고, 이 통합 흡입 유로(109)로의 흡입구(103z)는, 케이싱(103)의 외벽부에 형성되어 있다(도 35 참조).

이와 같이 구성되는 왕복 운동 압축기(101)에 있어서는, 배출 유로(7)에 대해서는 상기한 실시 형태와 대략 마찬가지이지만, 흡입 유로(106)가 상기한 실시 형태와는 다르다. 복수의 흡입 유로(106)는 케이싱(103)의 내부를 통과하도록 형성되어 있고, 구체적으로는, 제2 평행부(106f)가 케이싱(103)의 내부에 형성되어 있다. 복수의 흡입 유로(106)는, 복수의 실린더(104)의 각각의 내부[압축실(4j)]에 대해 접속되어 있다[도 37의 흡입 유로(106)를 나타내는 일점 쇄선부 참조].

공기는, 우선, 케이싱(103)에 형성된 흡입구(103z)로부터 케이싱(103)의 내부에 들어가고, 그리고나서 통합 흡입 유로(109)로 유입된다(도 35 참조). 이하, 각각의 흡입 유로(106), 즉, 실린더(104) 내부[압축실(4j)]까지의 유로에 대해 설 명한다. 케이싱(103)의 내부는, 통합 흡입 유로(109)가 2개의 제2 평행부(106f)로 연속하도록 형성되어 있고, 통합 흡입 유로(109) 내의 공기는, 2개의 제2 평행부(106f)로 보내진다(도 37 참조). 그리고, 각각의 제2 평행부(106f)를 통과한 공기는, 흡입용 출구(103y)로부터, 관통 구멍[상기한 실시 형태에 있어서의 관통 구멍(4b)에 상당하는 것]을 통해 제1 방으로 보내진다. 그리고, 제1 방의 공기는, 관통 구멍(4c)을 통해 압축실(4j)로 보내진다. 1개의 흡입 유로(106)는 상기와 같이 구성된다.

상기와 같이, 본 실시 형태의 왕복 운동 압축기(101)에서는, 복수의 배출 유로(7)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제1 평행부(7f)를 갖고, 복수의 흡입 유로(106)의 각각은, 모터축(2s)의 축 방향을 따른 제2 평행부(106f)를 갖고, 한 쌍의 제1 평행부(7f), 및 한 쌍의 제2 평행부(106f)가, 케이싱(103)의 내부에 형성되어 있고, 한 쌍의 제1 평행부(7f)는 모터축(2s)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있고, 또한 한 쌍의 제2 평행부(106f)는 모터축(2s)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 있다. 이와 같이, 배출 유로(7)의 제1 평행부(7f) 및 흡입 유로(106)의 제2 평행부(106f)의 양쪽을 케이싱(103)의 내부에 형성함으로써, 케이싱(103)을 낭비 없이 유효하게 활용하고, 또한 효율적으로 대형화를 억지하면서 복수 실린더간의 유로를 통합할 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명에 관한 왕복 운동 압축기의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 상기한 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 도면에 동일한 번호를 부 여하고 그 설명을 생략한다. 도 38은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기를 설명하는 모식도이다. 도 39는 도 38의 왕복 운동 압축기의 동작 설명도이다. 도 40은 도 38의 왕복 운동 압축기의 회전 각도와 PV값과 헤드 경사각의 관계를 나타내는 도면이다. 도 41은 종래의 왕복 운동 압축기의 종단면도이다.

본 실시 형태에 관한 왕복 운동 압축기는, 도 38에 도시한 바와 같이, 4개의 피스톤(5)이 하사점에 있을 때에 있어서, 모터축(2s)의 중심(O) 및 편심축(17)의 중심(C)을 포함하는 기준 평면(R)에 대해 밀봉 부재(228)를 따른 밀봉 평면(S)이 비직각이다.

실린더(204)는, 도 38에 도시한 바와 같이, 본체부(204a)와 평판부(204p)를 갖고 있고, 본체부(204a)에 평판부(204p)를 고정하여, 압축실(204j)을 형성하고 있다. 이 실린더(204)의 본체부(204a)와 평판부(204p) 사이는 탄성 부재(204A)로 밀봉하고 있다. 실린더(204)는 케이싱(도시하지 않음)에 고정되어 있다.

한편, 실린더(204) 내에는 피스톤(205)을 배치하고 있다. 이 피스톤(205)은, 피스톤 헤드부(205h)와 로드부(205R)가 일체가 되어 있고, 피스톤 헤드부(205h)를 실린더(204) 내에서 요동 및 왕복 운동 가능하게 배치하고 있다. 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S), 즉, 밀봉 평면(S)에는, 환 형상의 밀봉 부재(228)의 일부를 적재하고, 이 일부를 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)과 압박판(227) 사이에 두고 고정하고 있다. 이 밀봉 부재(228)의 다른 일부는, 피스톤 헤드부(205h) 및 압박판(227)으로부터 돌출되어 실린더(204)의 내면에 접촉하여, 밀봉을 행한다. 그리고, 압박판(227)은, 피스톤 헤드부(205h)에 비스(230)로 고정하고 있다.

도 38에 도시한 바와 같이, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S), 즉, 환 형상의 밀봉 부재(228)를 따른 밀봉 평면(S)은, 피스톤(205)이 하사점에 있을 때에 있어서, 모터축(2s)의 중심(O) 및 편심축(17)의 중심(C)을 포함하는 기준 평면(R)에 대해, 비직각이 되어 있다. 보다 상세하게는, 피스톤(205)이 하사점에 있을 때에 있어서, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S), 즉, 환 형상의 밀봉 부재(228)를 따른 밀봉 평면(S)은, 상기 기준 평면(R)에 대해, 88.5°경사져 있다. 즉, 피스톤(205)이 하사점에 있을 때에 있어서, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)[밀봉 평면(S)]은, 기준 평면(R)에 수직인 평면에 대해 1.5°경사져 있고, 실린더(204)의 중심축에 수직인 평면에 대해 1.5°의 경사각을 갖는다. 이에 의해, 도 40에 도시한 바와 같이, PV값이 대략 최대가 되는 모터축(2s)의 회전각 약 135°의 근방의 약 149°에 있어서, 기준 평면(R)에 수직인 평면에 대한 경사각, 즉, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 경사각이 0이 되도록 되어 있다.

실린더(204)의 압축실(204j)의 천장면(241)은, 피스톤(205)이 하사점 및 상사점에 있을 때에 있어서, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)에 평행하게 되어 있다. 즉, 실린더(204)의 압축실(22)의 천장면(241)은, 실린더(204)의 중심축에 수직인 평면에 대해 1.5°경사져 있다. 이에 의해, 피스톤(205)이 상사점에 있을 때에, 실린더(204)의 압축실(22)의 천장면(241)과 압박판(227)의 상면 사이에 데드 스페이스가 발생하지 않도록 하여, 압축 효율을 높게 하고 있다.

상기 구성의 왕복 운동 압축기의 동작을, 도 38, 도 39 및 도 40을 참조하면서 설명한다.

도 40에 있어서, 횡축은 모터축(2s)의 회전 각도를 나타내고, 우측의 종축은 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 실린더(204)의 중심축에 수직인 평면에 대한 경사각을 나타내고, 좌측의 종축은 PV값을 나타낸다.

왕복 운동 압축기에 있어서, 도 38에 도시한 상태로부터, 모터(2)의 구동에 의해, 모터축(2s)이 시계 방향으로 회전하면, 피스톤(205)은, 도 39의 (가) 내지 (아)에 도시한 바와 같이, 요동하면서 왕복 운동을 행하여, 공기 등의 가스의 흡기ㆍ압축을 행한다.

이때, 도 40에 있어서 곡선(M)으로 나타낸 바와 같이, 하사점(모터축의 회전각 0°) 및 상사점[모터축(2s)의 회전각 180°]에 있어서, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S), 즉, 환 형상의 밀봉 부재(228)를 따른 밀봉 평면(S)은, 기준 평면(R)에 수직인 평면[실린더(204)의 중심축에 수직인 평면]에 대해 1.5°경사져 있다. 그리고, 모터축(2s)의 회전에 수반하여, 도 39 및 도 40에 도시한 바와 같이, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S), 즉, 환 형상의 밀봉 부재(228)를 따른 밀봉 평면(S)의 경사각(헤드 경사각)이 변화한다.

도 40의 곡선(M)으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 경사각, 즉, 밀봉 평면(S)의 경사각의 절대값은, 곡선(M')으로 나타내어지는 종래의 도 41의 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 경사각보다도, 압축 행정에 있어서 작고, 흡입 행정에 있어서 커지고 있다.

이와 같이, PV값이 커서 밀봉 부재(228)에 대한 부하가 큰 압축 행정에 있어서, 본 실시 형태의 밀봉 평면(S)의 경사각의 절대값[도 40의 곡선(M)]이, 도 41의 종래예의 밀봉 평면(S)의 경사각의 절대값[도 40의 곡선(M')]보다도 작아지기 때문에, 밀봉 부재(228)가 실린더(204)의 내면과 대략 균일하게 접촉하여, 밀봉 부재(228)의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더(204)와 밀봉 부재(228) 사이의 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 흡입 행정에 있어서는, 압축 행정보다도, PV값이 전체적으로 작아, 밀봉 부재(228)에 대한 부하가 비교적 작기 때문에, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 경사각, 즉, 밀봉 평면(S)의 경사각의 절대값이 커져도, 밀봉 부재(228)의 국소적인 마모나 누설 등의 문제는 거의 발생하지 않는다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 기준 평면(R)에 수직인 평면에 대한 밀봉 평면(S)의 경사각의 절대값은, 흡입 행정에 있어서 보다도 압축 행정에 있어서 작아져 있으므로, 밀봉 부재(228)의 고부하시에 있어서 밀봉 부재(228)가 실린더의 내면과 대략 균일하게 접촉하여, 밀봉 부재(228)의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 실린더(204)와 밀봉 부재(228) 사이에 간극을 적게 하여, 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, PV값이 최대가 되는 모터축(2s)의 회전각 약 135°의 근방에 있어서, 기준 평면(R)에 대해, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h) 의 천장면(S), 즉, 밀봉 평면(S)이 직각이 되어, 최대 부하시에, 실린더(204)의 중심축에 대해 밀봉 평면(S)의 기울기가 없어지게 되기 때문에, 밀봉 부재(228)의 국소 마모를 방지하여 장기 수명을 달성할 수 있고, 또한 공기 누설을 방지하여 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 압박판(227)에 의해, 밀봉 부재(228)를 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)에 장착하고 있으므로, 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 경사각을 조정하여, 밀봉 평면(S)의 기울기를 간단하게 설정할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)과 실린더(204)의 압축실(204j)의 천장면(241)이 평행하고, 압박판(227)의 상면과 실린더(204)의 압축실(204j)의 천장면(241) 사이의 데드 스페이스를 작게 하여, 압축 효율을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성은, 이들의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타내어지고, 또한 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들어, 상기한 실시 형태에 있어서는, 통합 흡입 유로, 및 통합 배출 유로의 양쪽이 형성되어 있지만, 이들은 적어도 어느 한쪽이 형성되어 있으면 되고, 예를 들어, 통합 흡입 유로 및 통합 배출 유로의 한쪽은 없어도 된다.

또한, 상기한 실시 형태에 있어서는, 배출 유로가, 모터축의 축 방향을 따른 제1 평행부를 갖고, 흡입 유로가, 모터축의 축 방향을 따른 제2 평행부를 갖고 있지만, 배출 유로, 및 흡입 유로에는 제1 평행부, 제2 평행부는 없어도 된다. 또한, 배출 유로, 및 흡입 유로에 있어서, 제1 평행부 및 제2 평행부 중 어느 한쪽만이 형성되어 있어도 된다.

또한, 상기한 실시 형태에 있어서는, 피스톤 헤드부(5h)와, 볼트 체결에 의해 고정되는 압박판(27) 사이에는, 밀봉 부재(28) 및 스페이서(30)가 끼워져 있지만, 밀봉 부재(28)가 스페이서(30)의 역할을 하는 경우에는, 밀봉 부재(28)만이 끼워져도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 냉각용 흡입구(10j)가 형성된 베어링 지지부(10)의 측부와 냉각용 배출구(3j)가 형성된 케이싱(3)의 측부는, 모터축(2s)에 대해 둘레 방향에 인접하여 배치되어 있지만, 모터축(2s)에 대해 어떠한 위치 관계에서 배치되어도 되고, 예를 들어, 모터축(2s)에 대해 대향하여 배치되어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 냉각용 흡입구(10j)는, 베어링 지지부(10)의 측부에 형성되어 있었지만, 배출 가스 유로(Z)의 내부에 냉각용 매체를 흡입할 수 있으면 왕복형 압축기의 어떠한 위치에 형성되어도 된다. 또한, 냉각용 배출구(3j)는, 케이싱(3)의 측부에 형성되어 있었지만, 배출 가스 유로(Z)로부터 냉각용 매체를 배출할 수 있으면 왕복형 압축기의 어떠한 위치에 형성되어도 된다.

또한, 상기한 실시 형태에 있어서는, 왕복 운동 압축기에 흡입되는 유체를 공기로 하고 있지만, 왕복 운동 압축기에서는, 이외의 가스 유체(예를 들어, 질소, 산소, 이산화탄소, 냉매 등)를 흡입하여, 압축하도록 구성되어 있어도 된다.

또한, 상기한 제3 실시 형태에 있어서는, 밀봉 부재(228)를 압박판(227)으로 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)에 고정하였지만, 압박판을 사용하지 않고, 도시하지 않은 피스톤의 피스톤 헤드부에 실린더의 중심축에 수직인 평면에 대해 경사진 면을 따른 홈을 형성하고, 이 홈에 환 형상의 밀봉 부재를 끼워 맞추어도 된다. 요는, 환 형상의 밀봉 부재를 따른 밀봉 평면이, 피스톤의 상사점 및 하사점에 있어서, 실린더의 중심축에 수직인 평면에 대해 경사져 있으면 된다.

또한, 상기한 제3 실시 형태에 있어서는, 피스톤(205)의 피스톤 헤드부(205h)의 천장면(S)의 실린더(204)의 중심축에 수직인 평면에 대한 경사각은 1.5°이지만, 1.5 °에 한정되지 않는 것은 물론이다.

또한, 상기한 실시 형태에 있어서는, 도시하지 않지만, 편심축으로서, 크랭크축의 크랭크 핀을 사용해도 된다.

또한, 상기한 제4 실시 형태에 있어서는, 2개의 제1, 제2 흡착통을 구비한 산소 농축 장치(100)에 대해 설명하였지만, 1 또는 3 이상의 흡착통을 구비한 산소 농축 장치(100)에 본 발명을 적용해도 된다. 그러나, 흡착 용기로서 2 이상의 흡착통을 구비하여, 복수의 흡착통을 절환하여 교대로 흡착과 탈착을 반복함으로써 연속하여 탈착된 질소를 포함하는 가스가 배기되므로, 밀폐형의 왕복 운동 압축기 내를 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 상기한 제4 실시 형태에서는, 호흡기 질환 환자 등에 대해 재택 산소 요법을 행하기 위해 사용하는 산소 농축 장치(100)에 대해 설명하였지만, 산소 농 축 장치(100)는 이에 한정되지 않고, 고농도의 산소를 제공하는 모든 분야에 본 발명을 적용해도 된다.

본 발명을 이용하면, 고효율화, 장기 수명화, 소형 경량화, 나아가 저소음ㆍ저진동이 실현 가능해진다.

Claims (28)

1. 모터축(2s)을 갖는 모터(2)와,

   상기 모터축을 수용하는 케이싱(3)과,

   상기 모터축 주위에 원주 방향으로 나란히 배치되는 동시에, 각각이 상기 모터축의 축 방향에 대해 직교하는 방향을 따르도록 배치되는 4개의 실린더(4)와,

   상기 4개의 실린더의 각각에 왕복 운동 가능하게 끼워 맞추어진 피스톤 헤드부(5h)와, 상기 모터축에 고정된 편심축(17)에 회전 가능하게 끼워 맞추어진 로드부(5R)가 각각 일체가 되어 있는 4개의 피스톤(5)과,

   상기 4개의 실린더의 내부에 대해 각각 접속된 4개의 배출 유로(7)와,

   상기 4개의 실린더의 내부에 대해 각각 접속된 4개의 흡입 유로(6, 106)를 구비하고,

   인접하는 제1 실린더와 제2 실린더에 접속된 2개의 상기 배출 유로는, 상기 제1 실린더와 상기 제2 실린더 사이에 배치되는 동시에 상기 케이싱에 형성된 제1 평행부(7f)를 공유하고,

   제3 실린더와 제4 실린더에 접속된 2개의 상기 배출 유로는, 상기 제3 실린더와 상기 제4 실린더 사이에 배치되는 동시에 상기 케이싱에 형성된 별도의 제1 평행부(7f)를 공유하고,

   인접하는 제2 실린더와 제3 실린더에 접속된 2개의 상기 흡입 유로는, 상기 제2 실린더와 상기 제3 실린더 사이에 배치되는 동시에 상기 케이싱에 형성된 제2 평행부(6f, 106f)를 공유하고,

   제1 실린더와 제4 실린더에 접속된 2개의 상기 흡입 유로는, 상기 제1 실린더와 상기 제4 실린더 사이에 배치되는 동시에 상기 케이싱에 형성된 별도의 제2 평행부(6f, 106f)를 공유하고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 4개의 실린더는, 평면에서 보아 상기 모터축의 중심을 통과하는 직선 상에 배치된 2개의 실린더와, 상기 직선과 직교하고 또한 상기 모터축의 중심을 통과하는 직선 상에 배치된 2개의 실린더인 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부는, 각각 90도의 위상차를 유지하면서 흡기 압축 행정을 행하는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편심축은 1개인 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱에는 제1 위치 결정부(3B)가 형성되고,

   상기 4개의 실린더에는 상기 제1 위치 결정부에 대응하도록 배치된 제2 위치 결정부(4B)가 각각 형성되어 있고,

   상기 4개의 실린더는, 상기 케이싱에 대해, 상기 4개의 실린더의 각각의 축 중심과 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 각각의 축 중심이 일치하도록, 상기 제1 위치 결정부 및 상기 제2 위치 결정부에 의해 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터축의 축 방향에 있어서, 상기 4개의 피스톤의 로드부 사이에는 상기 로드부의 위치를 조정하기 위한 조정 부재(34)가 배치되는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 4개의 실린더는,

   상기 실린더 축 방향을 따르는 통 형상의 본체부(4a)와,

   상기 본체부의 일단부와 볼트 체결에 의해 고정되는 판 형상의 평판부(4p)를 갖고,

   상기 본체부와 상기 평판부 사이에는, 탄성 부재(4A)가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 헤드부와, 볼트 체결에 의해 고정되는 압박판(27)과의 사이에는, 탄성을 갖는 스페이서(30)가 끼워지는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 흡입 유로를 통합하기 위한 통합 흡입 유로(9) 및 상기 복수의 배출 유로를 통합하기 위한 통합 배출 유로(8) 중 적어도 어느 한쪽을 갖고,

   상기 통합 흡입 유로 및 상기 통합 배출 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 상기 모터축의 축 방향을 따른 축 영역(31) 및 그 주변 영역(32) 중 적어도 어느 한쪽과 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
10. 제9항에 있어서, 상기 통합 흡입 유로 및 상기 통합 배출 유로 중 적어도 어 느 한쪽은, 상기 축 영역을 중심으로 하는 환 형상 유로로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
11. 제10항에 있어서, 상기 환 형상 유로로서 형성된 상기 통합 배출 유로는, 상기 모터축의 축 방향에 수직인 평면을 따라 평면적으로 확대되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
12. 제10항에 있어서, 상기 모터축의 축 단부에 배치되는 베어링 지지부(10)를 더 갖고,

    상기 통합 배출 유로 및 상기 통합 흡입 유로 중 적어도 어느 한쪽은, 당해 베어링 지지부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
13. 제9항에 있어서, 상기 제1 평행부는 상기 모터축의 축 방향을 따르고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 평행부는, 상기 케이싱의 내부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
15. 제9항에 있어서, 상기 모터는 본체부를 갖고,

    상기 통합 흡입 유로 및 상기 통합 배출 유로는, 상기 모터축의 축 방향에 관해, 상기 4개의 실린더를 사이에 둔 양측에 배치되고, 상기 통합 흡입 유로 및 상기 통합 배출 유로 중 어느 한쪽은 상기 모터축의 축 단부측에 배치되고, 다른 쪽은 상기 본체부측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
16. 제9항에 있어서, 상기 제2 평행부는 상기 모터축의 축 방향을 따르고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
17. 제9항에 있어서, 상기 케이싱은, 제1 부재(3f)와, 제2 부재(3s)를 포함하고,

    상기 복수의 배출 유로는 상기 제1 부재의 내부를 통과하도록 형성되어 있고,

    상기 복수의 흡입 유로는 상기 제2 부재의 내부를 통과하도록 형성되어 있고,

    상기 제1 부재와 상기 제2 부재는 별도 부재로서 형성되고, 또한 상기 제2 부재의 열 전도율보다도 상기 제1 부재의 열 전도율 쪽이 높은 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
18. 제9항에 있어서, 상기 복수의 배출 유로의 각각은, 중력 방향을 따른 분기로(7s)를 갖는 동시에, 점착제(7A)가 배치되는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피스톤 헤드부(205h)에 장착된 밀봉 부재(228)를 구비하고,

    상기 4개의 피스톤(205)이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 모터축의 중심(O) 및 상기 편심축의 중심(C)을 포함하는 기준 평면(R)에 대해, 상기 밀봉 부재를 따른 밀봉 평면(S)이 비직각인 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
20. 제19항에 있어서, 상기 4개의 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 기준 평면에 대해, 상기 밀봉 부재의 상기 밀봉 평면인 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면(S)이 비직각인 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
21. 제19항에 있어서, 상기 4개의 피스톤이 하사점에 있을 때에 있어서, 상기 기준 평면에 관해 상기 편심축의 중심의 이동 방향과 반대측에 있어서, 상기 기준 평면에 대해 상기 밀봉 평면이 예각인 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
22. 제20항에 있어서, 상기 밀봉 부재의 일부가, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과 압박판(227)과의 사이에 끼워져 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
23. 제20항에 있어서, 상기 4개의 피스톤이 상사점에 있을 때에 있어서, 상기 4개의 피스톤의 피스톤 헤드부의 천장면과 상기 4개의 실린더의 압축실(204j)의 천장면이 평행한 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
24. 제19항에 있어서, 상기 기준 평면에 수직인 평면에 대한 상기 밀봉 평면의 경사각의 절대값은 흡입 행정에 있어서보다도 압축 행정에 있어서 작아지는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
25. 제19항에 있어서, 밀봉 부재의 PV값이 최대가 되는 상기 모터축의 회전각의 근방에 있어서, 상기 기준 평면(R)에 대해 상기 밀봉 평면(S)이 직각이 되는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
26. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱 및 상기 4개의 실린더 중 적어도 한쪽의 내부에 배치된 배출 가스 유로(Z)와,

    상기 배출 가스 유로의 내부에 냉각용 매체를 흡입하는 냉각용 흡입구(10j)와,

    상기 배출 가스 유로로부터 상기 냉각용 매체를 배출하는 냉각용 배출구(3j)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 왕복 운동 압축기.
27. 제26항에 기재된 왕복 운동 압축기(1, 101)와,

    상기 왕복 운동 압축기에 의해 압축된 공기가 공급되고, 그 공기 중으로부터 질소를 선택적으로 흡착하는 흡착제가 수납된 흡착 용기(304A, 304B)와,

    상기 흡착 용기 내로부터 산소 농축 가스를 취출하는 산소 농축 가스 취출부(305A, 305B)와,

    상기 산소 농축 가스 취출부를 통해 상기 흡착 용기로부터의 상기 산소 농축 가스를 저류하는 산소 탱크(307)와,

    상기 흡착 용기 내를 감압함으로써 상기 흡착제로부터 탈착된 질소를 포함하는 가스를 상기 흡착 용기 내로부터 배출하는 가스 배출부(303c, 303d)를 구비하고,

    상기 냉각용 매체는, 상기 가스 배출부에 의해 상기 흡착 용기로부터 배출된 질소를 포함하는 가스인 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
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