JP2000045945A - Reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気等の気
体を圧縮して吐出させるのに好適に用いられる往復動圧
縮機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating compressor suitably used for compressing and discharging a gas such as air.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、往復動圧縮機は空気等の気体を
圧縮して吐出するのに用いられる。また、気体を高い圧
力まで圧縮する場合には、複数のシリンダを設け、段階
的に圧力を上げていく多段式往復動圧縮機が用いられて
いる。2. Description of the Related Art Generally, a reciprocating compressor is used to compress and discharge a gas such as air. Further, when compressing a gas to a high pressure, a multi-stage reciprocating compressor in which a plurality of cylinders are provided and the pressure is increased stepwise is used.
【０００３】この多段式往復動圧縮機（例えば２段式往
復動圧縮機）はクランクケースと、該クランクケースに
回転自在に設けられたクランク軸と、前記クランクケー
ス上に搭載された低圧側および高圧側のシリンダと、該
各シリンダ上に搭載された低圧側および高圧側のシリン
ダヘッドと、前記各シリンダ内に往復動可能に設けら
れ、該各シリンダヘッドとの間にそれぞれ圧縮室を画成
する低圧側および高圧側のピストンと、基端側が前記ク
ランク軸にそれぞれ接続され、先端側が該各ピストンに
接続された連接棒と、低圧側となるシリンダヘッドの吐
出側と高圧側となるシリンダヘッドの吸込側とを接続す
る中間配管とから大略構成されている。This multi-stage reciprocating compressor (for example, a two-stage reciprocating compressor) includes a crankcase, a crankshaft rotatably provided in the crankcase, a low-pressure side mounted on the crankcase, and A high-pressure cylinder, low-pressure and high-pressure cylinder heads mounted on each of the cylinders, and a reciprocatingly provided cylinder in each of the cylinders, each defining a compression chamber between the cylinder heads. Low-pressure side and high-pressure side pistons, a connecting rod having a base end connected to the crankshaft and a distal end connected to each piston, and a cylinder head serving as a discharge side and a high pressure side of a cylinder head serving as a low pressure side. And an intermediate pipe connecting the suction side of the suction pipe.
【０００４】前記各ピストンには、圧縮室からの圧力が
クランクケース側に漏洩するのを防止するためのピスト
ンリングと、ピストンとシリンダの摺動性を円滑にする
ためのライダリングとが挿嵌されている。A piston ring for preventing pressure from the compression chamber from leaking to the crankcase side and a rider ring for facilitating sliding between the piston and the cylinder are fitted into each of the pistons. Have been.
【０００５】そして、この２段式往復動圧縮機は、クラ
ンク軸が電動モータ等の駆動源によって回転駆動される
と、該クランク軸に接続された連接棒を介して低圧側お
よび高圧側シリンダ内でそれぞれピストンを往復動させ
る。これにより、低圧側となるシリンダヘッドの吸込室
を介して低圧側シリンダ内に吸込んだ空気を低圧側のシ
リンダ内で圧縮して、吐出室から中間配管内に吐出し、
この圧縮空気を該中間配管を介して高圧側シリンダ内に
流入させ、高圧側シリンダ内で再圧縮して高圧の圧縮空
気として吐出するようになっている。そして、高圧側の
シリンダヘッドから吐出された圧縮空気は吐出配管を介
して空気タンク内に貯えられる。In this two-stage reciprocating compressor, when the crankshaft is driven to rotate by a drive source such as an electric motor, the low-pressure side and high-pressure side cylinders are connected via connecting rods connected to the crankshaft. To reciprocate each piston. Thereby, the air sucked into the low pressure side cylinder through the suction chamber of the cylinder head on the low pressure side is compressed in the low pressure side cylinder, and discharged from the discharge chamber into the intermediate pipe,
This compressed air is caused to flow into the high-pressure side cylinder via the intermediate pipe, recompressed in the high-pressure side cylinder, and discharged as high-pressure compressed air. The compressed air discharged from the cylinder head on the high pressure side is stored in the air tank via a discharge pipe.
【０００６】ここで、前記各ピストンリングは圧縮室と
クランクケース側の室との間をシールしているから、該
各ピストンリングには上側（圧縮室側）と下側（クラン
クケース側）とに差圧が生じ、このときの差圧が背圧と
なって作用する。この背圧によりピストンリングは、ま
ず、下側（クランクケース側）に押付けられ、次に、ピ
ストンリング内周面とリング溝の間にできた空間に背圧
が加えられることにより、各ピストンリングはシリンダ
内面（摺動面）に押付けられ、シール性を確保してい
る。Since each piston ring seals the space between the compression chamber and the chamber on the crankcase side, each piston ring has an upper side (compression chamber side) and a lower side (crankcase side). , A differential pressure is generated, and this differential pressure acts as a back pressure. By this back pressure, the piston ring is first pressed to the lower side (crankcase side), and then the back pressure is applied to the space formed between the inner peripheral surface of the piston ring and the ring groove. Is pressed against the inner surface (sliding surface) of the cylinder to ensure sealing.
【０００７】また、ピストンリングおよびライダリング
はアルミ合金や鋳鉄等の金属性のシリンダおよびピスト
ンの摺動性を円滑にするために摺動性を有する炭素繊維
とグラファイトを複合した四弗化エチレン樹脂等の材質
からなり、ピストンリングは摩耗時での漏れを想定し、
寿命時間においてもシール性の低下を防ぐため、予め外
径を摩耗量分大きくしている。The piston ring and the rider ring are made of a metal cylinder such as an aluminum alloy or cast iron, and an ethylene tetrafluoride resin in which graphite is compounded with carbon fiber having a sliding property for smooth sliding of the piston. The piston ring is assumed to leak when worn,
The outer diameter is increased in advance by the amount of wear in order to prevent a decrease in sealing performance even during the service life.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の往復動圧縮機の
ピストンリングは、組付け前の外径をシリンダ内径より
も大きくし、シール性を確保しているため、組付け時に
は、このピストンリングをシリンダ内径まで縮めて組付
けなければならないため組付け作業に手間を要してい
た。さらに、室温下においてもピストンリングはシリン
ダ内面に押し付けられており、運転時には常にピストン
リング及びシリンダが摩耗する不具合が生じた。The piston ring of a conventional reciprocating compressor has an outer diameter before assembly larger than an inner diameter of a cylinder to ensure a sealing property. Has to be shortened to the inner diameter of the cylinder, and assembling work is troublesome. Furthermore, even at room temperature, the piston ring is pressed against the inner surface of the cylinder, and the piston ring and the cylinder always wear during operation.
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、往復動圧縮
機を提供することを目的とする。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a reciprocating compressor.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、クランクケースと、該クランクケース上
に搭載されたシリンダと、該シリンダ上に搭載されたシ
リンダヘッドと、前記シリンダヘッドとの間に圧縮室を
画成するピストンとを備え、前記ピストンにはその外周
側に環状のリング溝を設け、該リング溝には前記ピスト
ンとシリンダとの間をシールするピストンリングを挿嵌
してなる往復動圧縮機において、前記ピストンリング
は、前記シリンダへの組付け前の外径寸法が該シリンダ
内径寸法以下とし、かつ線膨張係数が該シリンダの線膨
張係数よりも大きい材料から構成され、運転時に熱膨張
してシリンダに摺動するようにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a crankcase, a cylinder mounted on the crankcase, a cylinder head mounted on the cylinder, and the cylinder head. And a piston defining a compression chamber between the piston and the piston.The piston has an annular ring groove on the outer peripheral side thereof, and a piston ring for sealing between the piston and the cylinder is inserted into the ring groove. In the reciprocating compressor, the piston ring is formed of a material having an outer diameter before assembly to the cylinder equal to or less than the cylinder inner diameter and having a linear expansion coefficient larger than a linear expansion coefficient of the cylinder. In operation, the cylinder expands thermally and slides on the cylinder during operation.
【００１１】このように構成したことにより、ピストン
のシリンダへの組付け性が向上する。また、室温下にお
いてピストンリングがシリンダ内面に押し付けられてお
らず、運転開始時においてはピストンリングとシリンダ
が当接していないため、これらの摩耗量を低減すること
ができ、ピストンリングとシリンダの摺動面の耐摩耗性
を向上することができる。[0011] With this configuration, the assemblability of the piston to the cylinder is improved. Further, at room temperature, the piston ring is not pressed against the inner surface of the cylinder, and the piston ring and the cylinder are not in contact with each other at the start of operation. The wear resistance of the moving surface can be improved.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の往復動圧縮機を図
１に基づき、往復動圧縮機として無給油式の２段式往復
動圧縮機を例に挙げて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A reciprocating compressor according to the present invention will be described below with reference to FIG. 1 using an oilless two-stage reciprocating compressor as an example.
【００１３】図１において、１は空気タンク（図示せ
ず）上に搭載され、往復動圧縮機の本体を構成するクラ
ンクケース、２は一端側が該クランクケース１内に軸受
（図示せず）を介して回転自在に配設されたクランク軸
をそれぞれ示し、該クランク軸２の他端側は軸受（図示
せず）を介して、前記クランクケース１外に突出し、そ
の突出端部には後述するプーリ２２が取り付けられてい
る。また、クランクケース１は上部側が一対の斜辺部１
Ａ，１Ｂによって山形状となる密閉箱として形成されて
いる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a crankcase which is mounted on an air tank (not shown) and forms a main body of a reciprocating compressor, and 2 has a bearing (not shown) in one end of the crankcase. The other end of the crankshaft 2 projects out of the crankcase 1 via a bearing (not shown), and the projecting end of the crankshaft 2 will be described later. A pulley 22 is attached. The upper part of the crankcase 1 has a pair of oblique sides 1.
A and 1B form a closed box having a mountain shape.
【００１４】３はクランクケース１の斜辺部１Ａに設け
られた低圧側のシリンダを示し、該シリンダ３内は、後
述するピストン６が摺動する摺動面３Ａとなっている。Reference numeral 3 denotes a low-pressure cylinder provided on the hypotenuse 1A of the crankcase 1, and the cylinder 3 has a sliding surface 3A on which a piston 6 described later slides.
【００１５】４はシリンダ３上に弁板５を介して取付け
られたシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド４内に
は、前記弁板５上に位置して吸込ポート４Ａを有する吸
込室（図示せず）と吐出ポートを有する吐出室（図示せ
ず）とが形成されている。また、弁板５には、吸込室を
シリンダ３内と連通させる吸込穴（図示せず）と、吐出
室をシリンダ３内と連通させる吐出穴（図示せず）とが
穿設され、吸込穴には吸込弁（図示せず）が、吐出穴に
は吐出弁（図示せず）が開閉弁可能に設けられている。
なお、シリンダヘッド４の吸込室、吐出室、吐出ポー
ト、弁板５の吸込穴、吐出穴、吸込弁および吐出弁の構
成、作用については、後述する高圧側となるシリンダヘ
ッド１０の吸込室１０Ａ、吐出室１０Ｂ、吐出ポート１
０Ｄ、弁板１１の吸込穴１１Ａ、吐出穴１１Ｂ、吸込弁
１２および吐出弁１３と実質的に変わるところはない。Reference numeral 4 denotes a cylinder head mounted on the cylinder 3 via a valve plate 5. Inside the cylinder head 4, a suction chamber (shown in the drawing) which is located on the valve plate 5 and has a suction port 4A. And a discharge chamber (not shown) having a discharge port. The valve plate 5 is provided with a suction hole (not shown) for communicating the suction chamber with the inside of the cylinder 3 and a discharge hole (not shown) for communicating the discharge chamber with the inside of the cylinder 3. , A suction valve (not shown) is provided, and a discharge valve (not shown) is provided in the discharge hole so as to be openable and closable.
The configuration and operation of the suction chamber, discharge chamber, discharge port of the cylinder head 4, the suction hole, the discharge hole, the suction valve, and the discharge valve of the valve plate 5 will be described later. , Discharge chamber 10B, discharge port 1
0D, the suction hole 11A, the discharge hole 11B, the suction valve 12 and the discharge valve 13 of the valve plate 11 are substantially the same.
【００１６】６はシリンダ３内に往復動可能に挿嵌さ
れ、弁板５との間に圧縮室７を画成したピストンを示
し、該ピストン６の外周側には、該ピストン６とシリン
ダ３の摺動面３Ａとの間を気密にシールするピストンリ
ング（図示せず）と、摺動面３Ａに対してピストン６を
円滑に摺動させるライダリング（図示せず）とが装着さ
れている。尚、構成、作用については後述する高圧側と
なるピストンのピストンリングと実質的に変わるところ
はない。Reference numeral 6 denotes a piston which is reciprocally inserted into the cylinder 3 and defines a compression chamber 7 between the piston 6 and the valve plate 5. A piston ring (not shown) for hermetically sealing between the sliding surface 3A and a rider ring (not shown) for smoothly sliding the piston 6 with respect to the sliding surface 3A are mounted. . The configuration and operation are substantially the same as those of the piston ring of the piston on the high pressure side which will be described later.
【００１７】８は基端側がクランク軸２に連結され、先
端側がピストン６に連結された連接棒を示し、該連接棒
８は、基端側が前記クランク軸２によって旋回されるこ
とにより、先端側に連結されたピストン６をシリンダ３
内で往復動させる。Reference numeral 8 denotes a connecting rod whose base end is connected to the crankshaft 2 and whose distal end is connected to the piston 6. The piston 6 connected to the cylinder 3
Reciprocate within.
【００１８】９はクランクケース１の図中右側の斜辺部
１Ｂに設けられた高圧側のシリンダを示し、該シリンダ
９内は、後述のピストン１４が摺動する摺動面９Ａとな
っている。Reference numeral 9 denotes a high-pressure side cylinder provided on the right oblique side 1B of the crankcase 1 in the figure, and inside the cylinder 9 is a sliding surface 9A on which a piston 14 described later slides.
【００１９】１０はシリンダ上に弁板１１を介して取付
けられたシリンダヘッドを示し、該シリンダヘッド１０
内には、図２に示す如く、弁板１１上に吸込室１０Ａと
吐出室１０Ｂとが形成されている。また、シリンダヘッ
ド１０には、吸込室１０Ａ内に空気を吸込むための吸込
ポート１０Ｃと、吐出室１０Ｂ内の圧縮空気を外部に吐
出させるための吐出ポート１０Ｄとが穿設されている。
一方、前記弁板１１には、吸込室１０Ａをシリンダ９内
と連通させる吸込穴１１Ａと、前記吐出室１０Ｂ内をシ
リンダ９内と連通させる吐出穴１１Ｂとが穿設され、該
吸込穴１１Ａには吸込弁１２が、吐出穴１１Ｂには吐出
弁１３が開閉弁可能に設けられている。Reference numeral 10 denotes a cylinder head mounted on a cylinder via a valve plate 11;
2, a suction chamber 10A and a discharge chamber 10B are formed on a valve plate 11, as shown in FIG. The cylinder head 10 is provided with a suction port 10C for sucking air into the suction chamber 10A and a discharge port 10D for discharging compressed air in the discharge chamber 10B to the outside.
On the other hand, a suction hole 11A for communicating the suction chamber 10A with the inside of the cylinder 9 and a discharge hole 11B for communicating the inside of the discharge chamber 10B with the inside of the cylinder 9 are formed in the valve plate 11, and the suction hole 11A is formed in the suction hole 11A. A suction valve 12 is provided, and a discharge valve 13 is provided in the discharge hole 11B so as to be openable and closable.
【００２０】１４はシリンダ９内に往復動可能に挿嵌さ
れ、弁板１１との間に圧縮室１５を画成したピストンを
示し、該ピストン１４は筒部１４Ａと蓋部１４Ｂとから
有蓋筒状に形成され、筒部１４Ａを介して後述の連接棒
２５に連結されている。Reference numeral 14 denotes a piston which is reciprocally inserted into the cylinder 9 and defines a compression chamber 15 between the valve plate 11 and the piston 14. The piston 14 comprises a cylindrical portion 14A and a lid portion 14B. And is connected to a connecting rod 25 to be described later via a cylindrical portion 14A.
【００２１】１６はピストン１４の筒部１４Ａ外周側に
形成されたリング溝を示し、該各リング溝１６は、断面
方形状の環状角溝として形成されている。Reference numeral 16 denotes a ring groove formed on the outer peripheral side of the cylindrical portion 14A of the piston 14, and each ring groove 16 is formed as an annular square groove having a square cross section.
【００２２】１７はリング溝１６に挿嵌されたピストン
リングを示し、このピストンリング１７の形状は実開昭
５７−１０４０５２号の第２図に示されるピストンリン
グと同形状であり、１ヶ所が切れた円形で、その合い口
は段形状に形成され、相重なり合って真円となるように
形成されている。Reference numeral 17 denotes a piston ring inserted into the ring groove 16. The shape of the piston ring 17 is the same as that of the piston ring shown in FIG. 2 of Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-104052. It is a cut circle, and its abutment is formed in a step shape, and is formed so as to overlap each other to form a perfect circle.
【００２３】また、ピストンリング１７は組付け性の向
上及び初期摩耗を低減するため、常温での外径をシリン
ダ９の内径以下とし、かつ運転時の温度上昇により外径
がシリンダ９の内径と同径となり、摺動する径に形成さ
れている。このピストンリング１７の材質として、シリ
ンダ９よりも線膨張係数の高いものを使用することで運
転時に空気の圧縮および摩擦による温度上昇によってピ
ストンリング１７が膨張して、シリンダ９の内周と接触
し、シール性を確保できる。この時、膨張した状態でピ
ストンリング１７をシリンダ９から外部に取り出した場
合、ピストンリングの外径はシリンダの内径より大きく
なることがあるが、組付けた状態でピストン１４の摺動
に差し支えがない程度の膨張でなければ構わない。Further, the outer diameter of the piston ring 17 at normal temperature is made equal to or less than the inner diameter of the cylinder 9 in order to improve the assemblability and reduce the initial wear, and the outer diameter is reduced to the inner diameter of the cylinder 9 due to a rise in temperature during operation. It has the same diameter and is formed to have a sliding diameter. By using a material having a higher linear expansion coefficient than that of the cylinder 9 as a material of the piston ring 17, the piston ring 17 expands due to a temperature rise due to air compression and friction during operation, and comes into contact with the inner periphery of the cylinder 9. , Sealability can be ensured. At this time, if the piston ring 17 is taken out of the cylinder 9 in the expanded state, the outer diameter of the piston ring may be larger than the inner diameter of the cylinder. It does not matter if the expansion is not insignificant.
【００２４】１８はピストン１４の筒部１４Ａ外周側に
設けられたライダリングで、該ライダリング１８は摺動
面９Ａに対してピストン１４を円滑に摺動させるもので
ある。Reference numeral 18 denotes a rider ring provided on the outer peripheral side of the cylindrical portion 14A of the piston 14. The rider ring 18 slides the piston 14 smoothly with respect to the sliding surface 9A.
【００２５】１９は基端側がクランク軸２に連結され、
先端側がピストン１４に連結された連接棒を示し、該連
接棒１９は、基端側が前記クランク軸２によって旋回さ
れることにより、先端側に連結されたピストン１４をシ
リンダ９内で往復動させるものである。Reference numeral 19 denotes a base end connected to the crankshaft 2,
The connecting rod 19 has a distal end connected to the piston 14, and the connecting rod 19 reciprocates the piston 14 connected to the distal end in the cylinder 9 by turning the base end by the crankshaft 2. It is.
【００２６】２０は低圧側のシリンダヘッド４の吐出ポ
ートと高圧側のシリンダヘッド１０の吸込ポート１０Ｃ
との間に設けられた中間配管、２１は高圧側のシリンダ
ヘッド１０の吐出ポート１０Ｄに接続された吐出配管を
それぞれ示し、該吐出配管２１の他端側は空気タンクに
接続されている。Reference numeral 20 denotes a discharge port of the cylinder head 4 on the low pressure side and a suction port 10C of the cylinder head 10 on the high pressure side.
, A discharge pipe connected to the discharge port 10D of the cylinder head 10 on the high pressure side, and the other end of the discharge pipe 21 is connected to an air tank.
【００２７】２２はクランク軸２の突出端側に取付けら
れたプーリを示し、該プーリ２２は、ベルト（図示せ
ず）を介して駆動源となる電動モータ（図示せず）に連
結され、これにより、該電動モータの回転駆動時にはク
ランク軸２を回転させる。Reference numeral 22 denotes a pulley attached to the protruding end of the crankshaft 2. The pulley 22 is connected to an electric motor (not shown) as a driving source via a belt (not shown). Accordingly, the crankshaft 2 is rotated when the electric motor is driven to rotate.
【００２８】本実施の形態による２段式往復動圧縮機
は、上述の如き構成するもので、電動モータによってク
ランク軸２を回転駆動すると、低圧側のシリンダ３内で
はピストン６の往復動によって、低圧側のシリンダ３の
圧縮室７内に吸込まれた空気が中間配管２０に吐出され
る。尚、低圧側のシリンダ３内での作用は後述する高圧
側のシリンダ１０内での動作と実質的に変わるところは
ない。該中間配管２０を介して高圧側のシリンダヘッド
１０の吸込ポート１０Ｃより吸込室１０Ａ、吸込穴１１
Ａを介して吸込弁１２を開弁し、高圧側の圧縮室１５内
に中間圧力をもって供給される。そして、圧縮室１５内
に吸込まれた圧縮空気は、ピストン１４によって再圧縮
されて吐出穴１１Ｂを介して吐出弁１３を開弁し、吐出
室１０Ｂ，吐出ポート１０Ｄ、吐出配管２７を介して空
気タンク内に吐出され、該空気タンク内に貯えられるよ
うになっている。The two-stage reciprocating compressor according to the present embodiment is constructed as described above. When the crankshaft 2 is driven to rotate by the electric motor, the piston 6 reciprocates in the cylinder 3 on the low pressure side. The air sucked into the compression chamber 7 of the low-pressure side cylinder 3 is discharged to the intermediate pipe 20. The operation in the cylinder 3 on the low pressure side is substantially the same as the operation in the cylinder 10 on the high pressure side described later. Through the intermediate pipe 20, a suction chamber 10A, a suction hole 11 from a suction port 10C of the cylinder head 10 on the high pressure side.
The suction valve 12 is opened via A, and is supplied at an intermediate pressure into the compression chamber 15 on the high pressure side. Then, the compressed air sucked into the compression chamber 15 is recompressed by the piston 14, opens the discharge valve 13 through the discharge hole 11B, and flows through the discharge chamber 10B, the discharge port 10D, and the discharge pipe 27. The air is discharged into the tank and stored in the air tank.
【００２９】以上説明した実施の形態にあっては、ピス
トンリングの外径をシリンダ内径以下にしたことによ
り、ピストンのシリンダへの組付け性が向上する。ま
た、ピストンリング及びシリンダの起動時における摩耗
を低減することができとともに、起動時のモーターの負
荷を低減できる。In the embodiment described above, by setting the outer diameter of the piston ring to be equal to or less than the inner diameter of the cylinder, the assemblability of the piston to the cylinder is improved. Further, the wear of the piston ring and the cylinder at the time of starting can be reduced, and the load on the motor at the time of starting can be reduced.
【００３０】なお、実施の形態で２段式往復動圧縮機を
示したが、往復動圧縮機であってピストンを有するもの
であれば、別段これに限ることはない。Although the two-stage reciprocating compressor has been described in the embodiment, the reciprocating compressor having a piston is not limited thereto.
【００３１】また、実施の形態でアルミ合金のピストン
及びシリンダを示したが、別段これに限ることはない。Further, although the piston and the cylinder made of the aluminum alloy have been described in the embodiment, the invention is not limited thereto.
【００３２】さらに、実施の形態では合い口が段形状に
形成され、相重なり合うことによって真円となる形状の
ピストンリングを示したが、別段これに限ることはな
く、Ｃ字状のもの、また、円形のものでもよい。Further, in the embodiment, the abutment is formed in a step shape, and the piston ring is formed in a shape of a perfect circle by overlapping each other. However, the present invention is not limited to this. , May be circular.
【００３３】[0033]
【実施例】実施例 図３に示すように、このピストンリングの径に関して、
ピストンリングをピストンに組付け、相手シリンダとし
てアルミ合金に陽極酸化処理を施した材料を用い、無給
式往復動圧縮機にて、１．０ＭＰａの圧力で断続負荷運
転試験を行い、５０００時間後のピストンリング、シリ
ンダの摩耗量を測定した。実施例として四弗化エチレン
樹脂を基材に球状炭素、青銅粉、二硫化モリブデンを充
填して、圧力成形し、熱処理後、切削加工を行い、さら
に以下のような加熱処理を施したピストンリングを使用
した。アルミ合金の線膨張係数は２．３×（１０のマイ
ナス５乗）、ピストンリングの線膨張係数は１８×（１
０のマイナス５乗）であるため、シリンダ内径８５ｍ
ｍ、運転時温度上昇１００Ｋの場合、シリンダの内径は
８５．１９６ｍｍとなる。この温度状況下でピストンリ
ングがシリンダの内径と同等となるためには室温下のピ
ストンリングの外径をシリンダの内径の９８．２％であ
る８３．６６２ｍｍとなるよう加熱処理をした。EXAMPLE As shown in FIG. 3, with respect to the diameter of this piston ring,
The piston ring was assembled to the piston, and an intermittent load operation test was performed at a pressure of 1.0 MPa with a non-supplying reciprocating compressor using a material obtained by anodizing aluminum alloy as a mating cylinder. The wear amount of the piston ring and the cylinder was measured. As an example, a piston ring in which spherical carbon, bronze powder, and molybdenum disulfide are filled in a tetrafluoroethylene resin base material, pressure-formed, heat-treated, cut, and further subjected to the following heat treatment: It was used. The linear expansion coefficient of the aluminum alloy is 2.3 × (10 minus the fifth power), and the linear expansion coefficient of the piston ring is 18 × (1
0 minus the fifth power), the cylinder inner diameter is 85 m
m, the operating temperature rise is 100K, the inner diameter of the cylinder is 85.196mm. In order to make the piston ring equal to the inner diameter of the cylinder under this temperature condition, heat treatment was performed so that the outer diameter of the piston ring at room temperature was 83.662 mm, which is 98.2% of the inner diameter of the cylinder.
【００３４】比較例１ 実施例と同様の材料を使用し、従来の形状として摩耗量
分（４ｍｍ）外径を大きくしたピストンリングに実施例
と同様の試験を行った。Comparative Example 1 Using the same material as in the example, a test similar to that of the example was performed on a piston ring having a conventional shape and an outer diameter increased by the amount of wear (4 mm).
【００３５】比較例２ 実施例と同様の材料を使用し、外径を２ｍｍ大きくした
ピストンリングに実施例と同様の試験を行った。Comparative Example 2 Using the same material as in the example, a test similar to that of the example was performed on a piston ring having an outer diameter increased by 2 mm.
【００３６】比較例３ 実施例と同様の材料を使用し、外径を２ｍｍ小さくした
ピストンリングに実施例と同様の試験を行った。Comparative Example 3 Using the same material as in the example, a test similar to the example was performed on a piston ring having an outer diameter reduced by 2 mm.
【００３７】この結果、実施例は比較例１，２と比べて
ピストンリングやシリンダの摩耗が少なく、耐久性に優
れており、比較例３については温度が上昇した後にあっ
てもピストンリングとシリンダが摺動しないため空気漏
れが生じ、圧力及び空気量が不足し、シール性を確保で
きないことが確認された。As a result, the embodiment has less wear of the piston ring and the cylinder than the comparative examples 1 and 2 and is excellent in durability, and the comparative example 3 has the piston ring and the cylinder even after the temperature rises. It was confirmed that air did not slide, causing air leakage, resulting in insufficient pressure and air volume, making it impossible to ensure sealing performance.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、組
付け時のピストンリングがシリンダ内径より小さくなっ
たことにより、組付け性が向上する。また、ピストンリ
ングとシリンダが当接していない状態で運転が開始され
るため、ピストンリング及びシリンダの摩耗量が減少
し、これらの交換頻度を少なくでき、交換作業回数が減
る。また、交換頻度が少なくなったことにより材料費の
低減が可能となる。さらに、ピストンリングに加わる荷
重が小さいため、摩擦力が低減でき、消費電流を低くす
ることが可能となる。As described in detail above, according to the present invention, the assemblability is improved because the piston ring at the time of assembly is smaller than the inner diameter of the cylinder. In addition, since the operation is started in a state where the piston ring and the cylinder are not in contact with each other, the amount of wear of the piston ring and the cylinder is reduced, the frequency of replacement thereof can be reduced, and the number of replacement operations is reduced. Further, the material cost can be reduced by reducing the frequency of replacement. Further, since the load applied to the piston ring is small, the frictional force can be reduced, and the current consumption can be reduced.
【図１】本発明の実施の形態の往復動空気圧縮機を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a reciprocating air compressor according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態の往復動圧縮機のピストン
部を示す図である。FIG. 2 is a view showing a piston portion of the reciprocating compressor according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態の試験結果を比較例と対比
して示す図表である。FIG. 3 is a table showing test results of an embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
１ クランクケース ２ クランク軸 ３ 低圧側シリンダ ４ シリンダヘッド ６ ピストン ７ 圧縮室 ８ 連接棒 ９ 高圧側シリンダ ９Ａ 摺動面 １０ シリンダヘッド １４ ピストン １５ 圧縮室 １６ リング溝 １７ ピストンリング １８ ライダリング １９ 連接棒 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crank case 2 Crankshaft 3 Low-pressure side cylinder 4 Cylinder head 6 Piston 7 Compression chamber 8 Connecting rod 9 High-pressure side cylinder 9A Sliding surface 10 Cylinder head 14 Piston 15 Compression chamber 16 Ring groove 17 Piston ring 18 Rider ring 19 Connecting rod
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA02 AC02 AD01 AD03 BC03 CB08 CE04 3H076 AA02 BB26 BB45 CC34 CC61 3J044 AA02 AA18 BA06 BA07 BC06 CB40 CC30 DA10 Continued on the front page F term (reference) 3H003 AA02 AC02 AD01 AD03 BC03 CB08 CE04 3H076 AA02 BB26 BB45 CC34 CC61 3J044 AA02 AA18 BA06 BA07 BC06 CB40 CC30 DA10
Claims (1)
に搭載されたシリンダと、該シリンダ上に搭載されたシ
リンダヘッドと、前記シリンダヘッドとの間に圧縮室を
画成するピストンとを備え、前記ピストンにはその外周
側に環状のリング溝を設け、該リング溝には前記ピスト
ンとシリンダとの間をシールするピストンリングを挿嵌
してなる往復動圧縮機において、前記ピストンリング
は、前記シリンダへの組付け前の外径寸法が該シリンダ
内径寸法以下とし、かつ線膨張係数が該シリンダの線膨
張係数よりも大きい材料から構成され、運転時に熱膨張
してシリンダに摺動するようにしたことを特徴とする往
復動圧縮機。A crankcase, a cylinder mounted on the crankcase, a cylinder head mounted on the cylinder, and a piston defining a compression chamber between the cylinder head and the cylinder head. In a reciprocating compressor in which a piston is provided with an annular ring groove on an outer peripheral side thereof, and a piston ring for sealing between the piston and the cylinder is inserted into the ring groove, the piston ring includes the cylinder The outer diameter before assembly to the cylinder is smaller than or equal to the inner diameter of the cylinder, and the coefficient of linear expansion is made of a material larger than the coefficient of linear expansion of the cylinder. A reciprocating compressor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230113A JP2000045945A (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Reciprocating compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230113A JP2000045945A (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Reciprocating compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000045945A true JP2000045945A (en) | 2000-02-15 |
Family
ID=16902781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10230113A Pending JP2000045945A (en) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | Reciprocating compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000045945A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD20100007A2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-06-30 | Ион РАССОХИН | Process for changing the standard sizes of parts of the internal combustion engine |
| KR101313551B1 (en) * | 2006-12-04 | 2013-10-01 | 삼성전자주식회사 | Hermetic type compressor |
| EP3418568A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-26 | Nidec Global Appliance Germany GmbH | Piston for the drive unit of a refrigerant compressor |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10230113A patent/JP2000045945A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101313551B1 (en) * | 2006-12-04 | 2013-10-01 | 삼성전자주식회사 | Hermetic type compressor |
| MD20100007A2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-06-30 | Ион РАССОХИН | Process for changing the standard sizes of parts of the internal combustion engine |
| EP3418568A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-26 | Nidec Global Appliance Germany GmbH | Piston for the drive unit of a refrigerant compressor |
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