KR20080029864A

KR20080029864A - 왕복운동 압축기

Info

Publication number: KR20080029864A
Application number: KR1020070097586A
Authority: KR
Inventors: 히로시 이노우에
Original assignee: 아네스토 이와타 가부시키가이샤
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2008-04-03
Also published as: JP2008088878A; CN101153587A; US20080080995A1

Abstract

흡입 밸브에 의해 개폐되는 흡입 포트로부터 실린더내에 흡입한 가스를, 해당 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축하여 토출 밸브에 의해 개폐되는 토출 포트로부터 해당 토출 포트에 접속되는 가스 사용처로 송출하도록 구성된 왕복운동 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 하사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값과, 상기 피스톤의 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값의 비로 산출되는 압축비에 의해서 결정되는 실린더내 최고 압력이, 상기 가스 사용처의 요구 압력이 되도록 설정한 것을 특징으로 한다.

Description

왕복운동 압축기{RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 흡입 밸브에 의해 개폐되는 흡입 포트로부터 실린더 내에 흡입한 가스를, 해당 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축하여 토출 밸브에 의해 개폐되는 토출 포트로부터 해당 토출 포트에 접속되는 가스 사용처로 송출하도록 구성된 왕복운동 압축기에 관한 것이다.

왕복운동 압축기의 실린더내 압력 제어 방식에는, 압력 개폐기 제어(자동 운전 정지 제어), 언로더 제어(부하/무부하 제어), 안전 밸브 제어(상한 압력 토출 개방) 등의 제어 및 이들을 조합시킨 복수 제어 선택 방식이 채용되고 있다.

이러한 실린더내 압력 제어 방식에 있어서, 압력 개폐기 제어의 경우는 압력 개폐기, 언로더 제어의 경우는 언로더, 안전 밸브 제어의 경우는 안전 밸브를 각각 필요로 하고, 또한 각 제어 기기의 작동 안정성을 유지하기 위하여 공기 홀더(가스 홀더)를 장비하고 있다.

또한, 이러한 왕복운동 압축기에 있어서, 압축기의 최고 토출 압력 Pmax는 피스톤의 압축비κ(κ=(Vh+ Vc)/Vc·Vh : 스트로크 용적, Vc : 상사점 시의 실린더 간극 용적)으로 결정하고, 상기 실린더 간극 용적 Vc이 지나치게 낮게 설계되는 경우에는, 상기 최고 토출 압력 Pmax가 허용값을 초과하여, 실린더 주위의 부재나 운동 부재에 과대한 응력을 발생할 우려가 있다.

이러한 최고 토출 압력 Pmax의 과도한 상승을 피하기 위해서, 토출 압력의 제어 장치를 마련하여 최고 토출 압력 Pmax를 허용값 이하로 제어하는 수단이 이용되고 있다.

이러한 최고 토출 압력의 제어 수단의 하나로서 제공되어 있는 특허문헌1(일본특허공개공보 제2004-510101호)의 기술에 있어서는, 실린더 커버에 릴리프 구멍과 해당 릴리프 구멍을 개폐하는 릴리프 밸브를 마련하고, 피스톤의 정부에 돌출 설치한 구동 돌기에 의해서 피스톤의 압축 공정의 말기에 해당 릴리프 밸브를 개방하고, 실린더내 가스의 일부를 릴리프 구멍을 통해서 외부에 추기(drain)하여, 상기 최고 토출 압력을 허용값 이하로 유지하고 있다.

압축기의 최고 토출 압력 Pmax는, 실린더 주위의 부재나 운동 부재에 이들의 파손을 초래하는 과대한 응력이 발생하는 일 없이, 또한 압축기의 토출 가스를 사용하는 기기류(가스 사용처)의 소요 사용 압력을 만족해야 하고, 상기 특허문헌1(일본특허공개공보 제2004-510101호)의 기술에 있어서는, 전술한 바와 같은 최고 토출 압력 제어 수단을 장비하여, 최고 토출 압력을 쌍방의 조건을 갖추도록 목표 압력으로 제어하고 있다.

그러나, 상기 특허문헌1의 기술에 있어서는, 실린더 커버에 릴리프 구멍과 해당 릴리프 구멍을 개폐하는 릴리프 밸브 및 그 개폐 기구를 마련하는 동시에, 피 스톤으로서 정부(top surface)에 구동 돌기를 가공 형성한 것을 각별히 제작하도록, 상기 최고 토출 압력을 제어하기 위해서 각별한 부재의 추가 설치나 가공을 필요로 한다. 이 때문에, 이러한 기술에 있어서는, 부품 점수가 증가함과 동시에 가공 공정수도 많아져 압축기의 제조 비용의 상승을 초래한다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 부품 점수의 증가나 가공 공정수의 증가 및 이들에 의한 제조 비용의 증가를 따르는 일없이, 압축기의 토출 압력을 압축기 구성 부재의 파손을 방지하고 또한 압축기의 토출 가스 사용처의 소요 사용 압력을 만족할 수 있는 목표 압력으로 항상 유지가능하게 한 왕복운동 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하는 것으로, 흡입 밸브에 의해 개폐되는 흡입 포트로부터 실린더내에 흡입한 가스를, 해당 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축하여 토출 밸브에 의해 개폐되는 토출 포트로부터 해당 토출 포트에 접속되는 가스 사용처로 송출하도록 구성된 왕복운동 압축기에 있어서, 상기 피스톤의 하사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값과, 상기 피스톤의 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값의 비로 산출되는 압축비에 의해서 결정되는 실린더내 최고 압력이, 상기 가스 사용처의 요구 압력이 되도록 설정한 것을 특징으로 한다.

이러한 발명에 있어서, 구체적으로는 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다.

(1) 상기 실린더를 덮는 실린더 커버를, 내부에 상기 흡입 포트에 연통되는 흡입 챔버와 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버가 병설된 상자형 실린더 커버로 구성한다.

(2) 상기 실린더의 측벽 상부의 일측에 상기 흡입 포트 및 흡입 밸브를 마련하는 동시에, 상기 측벽 상부의 타측에 상기 토출 포트 및 토출 밸브를 마련하고, 상기 실린더의 토출측 측부에 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련하고, 또한 상기 토출 밸브를 상기 토출 포트와 토출 챔버를 개폐하도록 설치한다.

(3) 상기 피스톤의 상기 실린더 간극 용적에 면하는 상면에 상기 흡입 밸브에 의해 개폐되는 흡입 포트를 개구하고, 상기 피스톤의 내부에 해당 흡입 포트에 연통하는 흡입 통로를 마련하고, 상기 실린더의 측벽 상부에 상기 토출 포트 및 토출 밸브를 마련하고, 상기 실린더의 토출측 측부에 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련하여, 상기 토출 밸브를 상기 토출 포트와 토출 챔버를 개폐하도록 설치한다.

(4) 상기 실린더의 측벽부에, 상기 실린더 간극 용적부에 연통되는 제 2 실린더 간극 용적부를 형성하고, 해당 제 2 실린더 간극 용적부에 이것의 용적을 변화시키는 용적 조정 피스톤을 마련한다.

본 발명에 의하면, 압축기의 제작시에, 피스톤의 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값을, 압축비에 의해 결정되는 실린더내 최고 압력이 압축기의 토출 가스를 사용하는 기기류 등의 가스 사용처의 요구 압력(소요 사용 압력)이 되도록 한 용적값에 설정하여 해당 압축기를 조립하는 것만으로, 특허문헌1의 기술에 있어서의 실린더 커버에 마련한 릴리프 구멍과 릴리프 밸브 및 그 개폐 기구 및 피 스톤 정부의 구동 돌기 등과 같은, 압축기의 최고 토출 압력을 목표 압력으로 제어하기 위한 기구를 전혀 필요로 하는 일없이, 해당 최고 토출 압력을 상기 가스 사용처의 요구 압력에 상시 유지할 수 있다.

이에 따라, 압축기 최고 토출 압력을 제어하기 위한 부품 점수의 증가나 부품 가공 공정수의 증가가 없으므로, 이들에 의한 제조 비용의 증가를 따르는 일없이, 압축기의 최고 토출 압력을, 압축기 구성 부재의 파손을 방지하고 또한 상기 토출 가스 사용처의 소요 사용 압력을 만족할 수 있도록 목표 압력으로 상시 유지할 수 있다.

또한, 상기 실린더를 덮는 실린더 커버를, 내부에 상기 흡입 포트에 연통되는 흡입 챔버와 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버가 병설된 상자형 실린더 커버로 구성한 통상의 압축기에 있어서는, 실린더의 상면과 실린더 커버 사이에 스페이서를 삽입하여 실린더 간극 용적부의 용적을 조정하는 것만으로, 기존의 압축기를 그대로 이용하고, 상기와 같은 압축기의 최고 토출 압력의 소요 사용 압력으로의 제어 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실린더의 측벽 상부의 일측에 흡입 포트 및 흡입 밸브를 마련함과 동시에, 상기 측벽 상부의 타측에 상기 토출 포트 및 토출 밸브를 마련하고, 실린더의 토출측 측부에 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련하고, 또한 토출 밸브를 토출 포트와 토출 챔버를 개폐하도록 설치하도록 구성하면, 상기 실린더 간극 용적부의 측벽 상부에 흡입 밸브를 마련하는 공간을 확보할 수 있는 동시에, 실린더의 토출측 측부에 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련함으로써 실린더를 덮 는 실린더 커버를 토출 챔버 등을 갖추지 않고 단지 실린더 및 토출 챔버를 덮기만 하는 판 형상으로 형성할 수 있다.

이에 따라, 실린더 커버의 구조가 간단히 이루어지므로, 해당 실린더 커버의 제작 비용을 저감할 수 있는 동시에, 피스톤의 축방향의 길이를 억제한 소형의 콤팩트한 구조로 할 수 있다.

또한, 실린더 커버를 판형상으로 형성할 수 있기 때문에, 해당 실린더 커버의 외면에 냉각핀을 형성하는 것이 용이할 수 있고, 이에 따라 실린더의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 피스톤의 상기 실린더 간극 용적에 면하는 상면에 상기 흡입 밸브에 의해 개폐되는 흡입 포트를 개구하고, 상기 피스톤의 내부에 해당 흡입 포트에 연통하는 흡입 통로를 마련하고, 상기 실린더의 측벽 상부에 상기 토출 포트 및 토출 밸브를 마련하고, 상기 실린더의 토출측 측부에 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련하고, 상기 토출 밸브를 상기 토출 포트와 토출챔버를 개폐하도록 설치하도록 구성하면, 실린더의 토출측 측부에 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련하는 동시에, 흡입측을 피스톤의 실린더 간극 용적에 면하는 상면에 흡입 포트를 개구하여 흡입 밸브에 의해 개폐하도록 구성함으로써, 실린더 커버를 토출 챔버 등을 갖추지 않고 단지 실린더 및 토출 챔버를 덮기만 하는 판 형상으로 형성할 수 있으므로, 상기와 같이 실린더 커버의 구조가 간단하게 이루어지고, 해당 실린더 커버의 제작 비용을 저감할 수 있는 동시에, 피스톤의 축방향의 길이를 억제한 소형의 콤팩트한 구조로 할 수 있다.

또한, 실린더 커버의 외면에 냉각핀을 형성하는 것이 용이할 수 있으므로 실린더의 냉각 효과를 향상할 수 있다.

또한, 피스톤의 실린더 간극 용적에 면하는 상면에 흡입 포트 및 흡입 밸브를 마련했기 때문에, 피스톤의 하강시에는 실린더내의 부압에 의해 흡입 밸브를 열어 실린더내로의 가스의 흡입을 실행하고, 피스톤의 상승시에는 실린더내의 압력 상승에 의해 흡입 밸브를 닫아 가스의 압축을 실행하도록, 피스톤의 왕복운동을 이용하여 흡입 밸브의 개폐를 실행할 수 있다.

이에 의해, 실린더의 하부 측벽 또는 크랭크실의 측벽으로부터 흡기를 할 수 있게 되기 때문에, 흡기의 취입구의 설계의 자유도가 향상한다.

또한, 상기 실린더의 측벽부에, 상기 실린더 간극 용적부에 연통되는 제 2 실린더 간극 용적부를 형성하고, 해당 제 2 실린더 간극 용적부에 이것의 용적을 변화시키는 용적 조정 피스톤을 마련하도록 구성하면, 피스톤 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부와 제 2 실린더 간극 용적부의 합계 용적으로 실린더 간극 용적값을 규정할 수 있고, 가스 사용처의 요구 압력에 적합한 최고 토출 압력을 조정할 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시예를 이용하여 상세히 설명한다. 다만, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이것에만 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

[제 1 실시예]

본 발명의 제 1 실시예에 대한 왕복운동 압축기를 도시한 도 1에 있어서, 참조부호(1)로 표시되는 크랭크실(1)의 내부에는 크랭크축(6)이 배치되고, 해당 크랭크축(6)의 양단부는 주 베어링(7, 7)을 거쳐서 상기 크랭크실(1)에 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 크랭크실(1)의 상부에는 실린더(3)가 도시하지 않는 복수의 볼트에 의해서 고착되어 있다.

또한, 상기 실린더(3)의 내면에는 피스톤(5)이 왕복 미끄럼운동가능하게 끼워맞춰지고, 해당 피스톤(5)에는 피스톤 핀(5a)을 거쳐서 연접 봉(8)의 소단부가 연결되는 한편, 해당 연접 봉(8)의 대단부는 상기 크랭크축(6)에 베어링을 거쳐서 회전가능하게 연결되어 있다. 상기 크랭크실(1)의 축방향 부재측에는 크랭크실 커버(2)가 복수의 볼트(2a)에 의해 고착되어 있다.

상기 실린더(3)의 상측에는 스페이서(40)를 거쳐서 밸브 케이스(4a)가 배치되고, 또한 해당 밸브 케이스(4a)의 상측에는 도시하지 않는 가스켓을 거쳐서 실린더 커버(4)가 배치되고, 상기 실린더 커버(4) 및 밸브 케이스(4a)는 도시하지 않는 복수의 체결 볼트로 상기 실린더(3)의 상면에 고정되어 있다.

상기 실린더 커버(4)는 상자형으로 형성되고, 내부에는 흡입 포트(10)에 연통되는 흡입 챔버(130)와 토출 포트(13)에 연통되는 토출 챔버(15)가 격벽(130)에 의해 구획 형성되어 있다. 또한, 상기 흡입 챔버(130)에는 공기 도입용의 흡입구(12)가 개구되고, 상기 토출 챔버(15)에는 압축 공기 도출용의 토출구(16)가 개 구되어 있다.

또한, 상기 흡입 포트(10) 및 토출 포트(13)는 상기 밸브 케이스(4a)에 개구되고, 해당 흡입 포트(10)를 흡입 밸브(11)에 의해서 개폐하고, 해당 토출 포트(13)를 토출 밸브(14)에 의해서 개폐하게 되어 있다.

이상과 같이 구성된 왕복운동 압축기에 있어서, 본 발명에 있어서는, 피스톤(5)이 도 1에 B로 나타낸 하사점 위치에 있을 때의 피스톤(5)의 상면과 실린더(3)의 내면과 실린더 커버(4)측[밸브 케이스(4a)측]의 하면에 의해 구획되는 실린더 간극 용적부(9)의 용적값과, 상기 피스톤(5)이 도 1에 A로 나타낸 상사점 위치에 있을 때의 피스톤(5)의 상면과 실린더(3)의 내면과 실린더 커버(4)측[밸브 케이스(4a)측]의 하면에 의해 구획되는 실린더 간극 용적부(9)의 비로 산출되는 압축비에 의해서 결정되는 실린더내 최고 압력이, 상기 토출 챔버(15)를 통한 압축 공기의 사용처의 요구 압력이 되도록, 해당 실린더 간극 용적부(9)의 길이(C)를 압축기의 제작시에 설정하고 있다.

즉, 상기 피스톤(5)이 상사점(A)에 왔을 때의 실린더 간극 용적부(9)내의 압력이, 상기 사용처의 요구 압력이 되도록, 상기 실린더 간극 용적부(9)의 용적값을 상기 스페이서(40)의 두께 대신에 조절한다. 또한, 길이(S)는 피스톤(5)의 스트로크를 나타낸다.

이상의 구성으로 이루어지는 왕복운동 압축기의 운전시에는, 모터 등의 구동원에 의해 크랭크축(6)이 회전구동되고, 해당 크랭크축(6)의 회전운동이 연접 봉(8)을 거쳐서 피스톤(5)의 왕복운동으로 변환된다.

해당 피스톤(5)의 상사점(A)에서 하사점(B)으로의 하강시에 상기 흡입 밸브(11)가 열려 실린더(3)내에 공기가 도입되고, 해당 피스톤(5)의 하사점(B)에서 상사점(A)으로의 상승에 따라 해당 실린더(3)내의 공기가 압축되어, 토출 밸브(14)가 열리면, 압축 공기는 토출 챔버(15)로 맥동이 완화된 후, 토출구(16)를 통해 공기의 사용처로 공급된다.

도면 중, 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다(도 2 내지 도 4도 유사).

이러한 운전시에 있어서, 압축기의 제작시에, 피스톤(5)의 상사점(A)에서의 실린더 간극 용적부(9)의 용적값을, 압축비에 의해 결정되는 실린더내 최고 압력이, 압축기의 토출 가스를 사용하는 기기류 등의 가스 사용처의 요구 압력(소요 사용 압력)이 되도록 용적값으로 설정하고 있기 때문에, 피스톤(5)의 상사점(A)에서의 실린더내 최고 압력은, 상기 가스 사용처의 요구 압력(소요 사용 압력)을 넘지 않는 상태로 운전되고, 실린더내 최고 압력이 매우 상승하는 일은 없다.

이상과 같이, 이러한 제 1 실시예에 의하면, 압축기의 제작시에, 피스톤(5)의 상사점(A)에서의 실린더 간극 용적부(9)의 용적값을, 압축비에 의해 결정되는 실린더내 최고 압력이, 압축기의 토출 가스를 사용하는 기기류 등의 가스 사용처의 요구 압력(소요 사용 압력)이 되도록 용적값으로 설정하여 해당 압축기를 조립하는 것만으로, 특허문헌1의 기술에 있어서의 실린더 커버에 마련한 릴리프 구멍과 릴리프 밸브 및 그 개폐 기구 및 피스톤 정부의 구동 돌기 등와 같은, 압축기의 최고 토출 압력을 목표 압력으로 제어하기 위한 기구를 전혀 필요로 하는 일없이, 해당 최고 토출 압력을 상기 가스 사용처의 요구 압력으로 상시 유지할 수 있다.

이에 따라, 압축기 최고 토출 압력을 제어하기 위한 부품 점수의 증가나 부품 가공 공정수의 증가가 없으므로, 이들에 의한 제조 비용의 증가를 따르는 일없이, 압축기의 최고 토출 압력을, 압축기 구성 부재의 파손을 방지하고 또한 상기 토출 가스 사용처의 소요 사용 압력을 만족할 수 있는 목표 압력으로 상시 유지할 수 있다.

또한, 상기 실린더(3)를 덮는 실린더 커버(4)를, 내부에 상기 흡입 포트(10)에 연통되는 흡입 챔버(130)와 상기 토출 포트(13)에 연통되는 토출 챔버(15)가 병설된 상자형 실린더 커버로 구성한 통상의 압축기에 있어서는, 실린더(3)의 상면과 실린더 커버(4) 사이에 스페이서(40)를 삽입하여 실린더 간극 용적부(9)의 용적을 조정하는 것만으로, 기존의 압축기를 그대로 이용하여, 상기와 같은 압축기의 최고 토출 압력의 소요 사용 압력으로의 제어 효과를 얻을 수 있다.

[제 2 실시예]

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 왕복운동 압축기의 실린더 중심선(100)에 따른 상부 부분 단면도이다.

이러한 제 2 실시예에 있어서는, 상기 실린더(3)의 측벽 상부의 일측에, 수평방향으로 상기 흡입 포트(20) 및 해당 흡입 포트(20)를 개폐하는 흡입 밸브(11)를 마련하는 동시에, 상기 측벽 상부의 타측[흡입 포트(20)와는 반대측]에 상기 토출 포트(23) 및 해당 토출 포트(23)를 개폐하는 토출 밸브(14)를 마련하고 있다.

또한, 상기 실린더(4)의 토출측 측부에 상기 토출 포트(23)에 연통되는 토출 챔버(24)를 마련하고, 상기 토출 밸브(14)를 상기 토출 포트(23)와 토출 챔버(24) 사이를 개폐하도록 설치하고 있다.

그리고, 상기 실린더(3)의 상부 개구 및 토출 챔버(24)의 상부 개구를 판 형상의 실린더 커버(21)로 덮고 있다.

그 밖의 구성은 상기 제 1 실시예와 마찬가지이고, 이것과 동일한 부재는 동일한 부호로 나타낸다.

이러한 제 2 실시예에 의하면, 상기 실린더 간극 용적부(9)의 높이를 크게 채용할 수 있기 때문에, 측벽 상부에 흡입 밸브(11)를 마련하는 공간을 확보할 수 있는 동시에, 실린더(3)의 토출측 측부에 토출 포트(23)에 연통되는 토출 챔버(24)를 마련함으로써, 실린더(3)를 덮는 실린더 커버(21)에 토출 챔버 등을 갖추지 않고 단지 실린더(3) 및 토출 챔버(24)를 덮기만 하는 판 형상으로 형성할 수 있다.

상기 실린더 간극 용적부의 측벽 상부에 흡입 밸브를 마련하는 공간을 확보할 수 있는 동시에, 실린더의 토출측 측부에 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련함으로써 실린더를 덮는 실린더 커버를 토출 챔버 등을 갖추지 않고 단지 실린더 및 토출 챔버를 덮기만 하는 판 형상으로 형성할 수 있다.

이에 따라, 실린더 커버(21)의 구조가 간단히 이루어지고, 해당 실린더 커버(21)의 제작 비용을 저감할 수 있는 동시에, 피스톤의 축방향의 길이를 억제한 소형의 콤팩트한 구조로 할 수 있다.

또한, 상기 실린더 커버(21)를 판 형상으로 형성할 수 있기 때문에, 해당 실린더 커버(21)의 외면에 냉각핀(도시 생략)을 형성하는 것이 용이할 수 있으므로, 실린더(3)의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

[제 3 실시예]

도 3은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 도 2의 대응도이다.

이러한 제 3 실시예에 있어서는, 토출측은 상기 제 2 실시예와 동일 구조인 측벽 상부에 토출 포트(23) 및 해당 토출 포트(23)를 개폐하는 토출 밸브(14)를 마련한 구조이지만, 흡입측에 있어서는, 상기 피스톤(5)의 상기 실린더 간극 용적부(9)에 면하는 상면에 피스톤 흡입구(25)를 개설하고, 해당 피스톤 흡입구(25)를 흡입 밸브(11)로 개폐하도록 구성하고 있다.

이 제 3 실시예에 있어서는, 상기 실린더(3)의 하부 측벽 또는 크랭크실(1)의 측벽에 공기의 흡입구(도시생략)를 마련하고, 피스톤(5)의 하강시에는 실린더(3)내의 부압에 의해 흡입 밸브(11)를 열어 실린더(3)내에 상기 흡입구(25)로부터 피스톤 내부의 흡입 통로를 통해서 공기의 흡입을 실행하고, 피스톤(5)의 상승시에는 실린더(3)내의 압력 상승에 의해 흡입 밸브(11)를 닫아 가스의 압축을 실행한다.

또한, 상기 제 2 실시예와 같이, 상기 실린더(3)의 상부 개구 및 토출 챔버(24)의 상부 개구를 판 형상의 실린더 커버(21)로 덮고 있다.

이러한 제 3 실시예에 의하면, 실린더(3)의 토출측 측부에 토출 포트(23)에 연통되는 토출 챔버(24)를 마련함과 동시에, 흡입측을 피스톤(5)의 실린더 간극 용적부(9)에 면하는 상면에 피스톤 흡입구(25)를 개구하여 흡입 밸브(11)에 의해 개 폐하도록 구성함으로써, 상기 제 2 실시예와 같이, 실린더 커버(21)를 단지 실린더(3) 및 토출 챔버(24)를 덮기만 하는 판 형상으로 형성할 수 있으므로, 실린더 커버(21)의 구조가 간단히 이루어지므로, 해당 실린더 커버(21)의 제작 비용을 저감할 수 있는 동시에, 피스톤의 축방향의 길이를 억제한 소형의 콤팩트한 구조로 할 수 있다.

또한, 실린더 커버(21)의 외면에 냉각핀을 형성하는 것이 용이할 수 있으므로 실린더의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 피스톤(5)의 실린더 간극 용적부(9)에 면하는 상면에 피스톤 흡입구(25) 및 흡입 밸브(11)를 마련했기 때문에, 피스톤(5)의 하강시에는 실린더(3)내의 부압에 의해 흡입 밸브(11)를 열어 실린더(3)내로의 공기의 흡입을 실행하고, 피스톤(5)의 상승시에는 실린더(3)내의 압력 상승에 의해 흡입 밸브(11)를 닫아 가스의 압축을 실행하도록, 피스톤(5)의 왕복운동을 이용하여 흡입 밸브(11)의 개폐를 실행할 수 있다.

이에 의해, 실린더(3)의 하부 측벽 또는 크랭크실(1)의 측벽으로부터 흡기를 할수 있게 되기 때문에, 흡기의 취입구의 설계의 자유도가 향상한다.

[제 4 실시예]

도 4는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 도 2의 대응도이다.

이러한 제 4 실시예에 있어서는, 상기 실린더(3)의 토출측의 측부에, 상기 실린더 간극 용적부(9)에 연통되는 제 2 실린더 간극 용적부(30)를 형성하고, 해당 제 2 실린더 간극 용적부(30)내에 왕복운동가능히 용적 조정 피스톤(31)을 끼워맞 추고, 해당 용적 조정 피스톤(31)의 하면과 해당 제 2 실린더 간극 용적부(30)의 저면 사이에 회복용의 스프링(32)을 개재하고 있다.

이러한 제 4 실시예에 의하면, 피스톤 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부(9)와 제 2 실린더 간극 용적부(30)의 합계 용적으로 실린더 간극 용적값을 규정할 수 있으므로, 가스 사용처의 요구 압력에 적합한 최고 토출 압력을 조정할 수 있다.

또한, 실린더 간극 용적부(9)에 연통되는 제 2 실린더 간극 용적부(30)의 용적이, 실린더내 압력과 스프링(32)의 힘과의 밸런스에 의해서 변화되기 때문에, 이 스프링력을 조정함으로써, 피스톤(5)의 상사점(A)에서의 실린더 간극 용적부(9)와 제 2 실린더 간극 용적부(30)의 합계 용적을 설정할 수 있는 동시에, 가스 사용처의 요구 압력에 적합한 최고 토출 압력을 자동적으로 유지하는 것이 가능해진다.

이상의 실시예에 있어서, 가스 사용처로 송출하는 왕복운동 압축기를 설명했지만, 사용처는 특히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 왕복운동 압축기와 같은 기구를 갖는 왕복식 부스터 압축기로서 이용하더라도 되는 것은 물론이다.

본 발명에 의하면, 부품 점수의 증가나 가공 공정수의 증가 및 이들에 의한 제조 비용의 증가를 따르는 일없이, 압축기의 토출 압력을 압축기 구성 부재의 파손을 방지하고 또한 압축기의 토출 가스 사용처의 소요 사용 압력을 만족할 수 있는 목표 압력으로 상시 유지가능하게 한 왕복운동 압축기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 대한 왕복운동 압축기의 실린더 중심선에 따른 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 대한 왕복운동 압축기의 실린더 중심선에 따른 상부 부분 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 도 2의 대응도이다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 도 2의 대응도이다.

Claims

흡입 밸브에 의해 개폐되고 실린더내에 가스를 흡입하는 흡입 포트;

토출 밸브에 의해 개폐되고 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축된 가스를 가스 사용처로 송출하는 토출 포트; 및

상기 실린더의 실린더 용적량을 결정하는 실린더 간극 용적 설정 기구;를 포함하며,

상기 피스톤의 하사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값과, 상기 피스톤의 상사점에 있어서의 실린더 간극 용적부의 용적값의 비로 산출되는 압축비에 의해서 결정되는 실린더내 최고 압력이, 상기 가스 사용처의 요구 압력이 되도록 상기 실린더 용적 결정 기구에 의해서 설정한 왕복운동 압축기.
제1항에 있어서,

상기 실린더를 덮는 실린더 커버를 더 구비하며,

내부에 상기 흡입 포트에 연통되는 흡입 챔버와 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버가 병설된 상자형 실린더 커버로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복운동 압축기.
흡입 밸브에 의해 개폐되고 실린더내에 가스를 흡입하는 흡입 포트; 및

토출 밸브에 의해 개폐되고 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축된 가스를 가스 사용처로 송출하는 토출 포트;를 구비한 왕복운동 압축기에 있어서,

상기 실린더의 측벽 상부의 흡입측에 상기 흡입 포트 및 상기 흡입 밸브를 마련하는 동시에, 상기 측벽 상부의 토출측에 상기 토출 포트 및 상기 토출 밸브를 마련하고, 상기 실린더의 토출측 측부에 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련한 왕복운동 압축기.
흡입 밸브에 의해 개폐되고 실린더내에 가스를 흡입하는 흡입 포트; 및

토출 밸브에 의해 개폐되고 실린더내를 왕복운동하는 피스톤에 의해 압축된 가스를 가스 사용처로 송출하는 토출 포트;를 구비한 왕복운동 압축기에 있어서,

상기 피스톤의 상기 실린더 간극 용적에 면하는 상면에 상기 흡입 밸브에 의해 개폐되는 상기 흡입 포트를 개구하고, 상기 피스톤의 내부에 상기 흡입 포트에 연통하는 흡입 통로를 마련하고, 상기 실린더의 측벽 상부에 상기 토출 포트 및 상기 토출 밸브를 마련하고, 상기 토출 포트에 연통되는 토출 챔버를 마련한 왕복운동 압축기.
제1항에 있어서,

상기 실린더 간극 용량 설정 기구는, 상기 실린더 간극 용적부에 연통되는 상기 실린더의 상부 벽부에 위치하는 제 2 실린더 간극 용적부와, 상기 제 2 실린더 간극 용적부의 용적을 조정가능한 피스톤을 마련한 것을 특징으로 하는 왕복운동 압축기.
제2항에 있어서,

상기 실린더 간극 용량 설정 기구는 상기 실린더와 상기 실린더 커버 사이의 스페이서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복운동 압축기.