JP4538818B2

JP4538818B2 - Reciprocating compressor

Info

Publication number: JP4538818B2
Application number: JP2007330135A
Authority: JP
Inventors: 隆本田
Original assignee: 西芝電機株式会社
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: JP2009150340A

Description

本発明は、例えば空気、冷媒等の流体を圧縮する往復動型圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a reciprocating compressor that compresses a fluid such as air or a refrigerant.

一般に往復動型圧縮機は、特許文献１にも記載されているように、シリンダ内に設けられたピストンが往復動作してシリンダ内の圧縮室の容積を増減することにより、例えば流体を圧縮するようになっている。 In general, a reciprocating compressor compresses a fluid, for example, by increasing or decreasing the volume of a compression chamber in a cylinder by reciprocating a piston provided in the cylinder as described in Patent Document 1. It is like that.

ピストンは、駆動源の回転によりピストンロッドを介してシリンダ内を軸方向に沿って往復運動するように駆動される。シリンダの軸方向の一端部には、弁座を介してシリンダヘッドが取り付けられており、このシリンダヘッドには、吸込室と吐出室が設けられている。弁座には、吸込室とシリンダ内とを連通する吸込口と、吐出室とシリンダ内とを連通する吐出口がそれぞれ設けられている。 The piston is driven to reciprocate along the axial direction in the cylinder through the piston rod by the rotation of the drive source. A cylinder head is attached to one end of the cylinder in the axial direction via a valve seat. The cylinder head is provided with a suction chamber and a discharge chamber. The valve seat is provided with a suction port that communicates between the suction chamber and the cylinder, and a discharge port that communicates between the discharge chamber and the cylinder.

弁座の吐出室側には、吐出口を覆うようにして可撓板状の吐出弁が設けられており、ピストンの往復動作によってシリンダ内の圧縮空気を吐出室内に吐出することができるようになっている。また弁座のシリンダ内側には、吸込口を覆うようにして長手方向の一端部が固定された可撓板状の吸込弁が設けられており、ピストンの往復動作によって大気から吸込室を介してシリンダ内に空気を吸込むことができるようになっている。 A flexible plate-like discharge valve is provided on the discharge chamber side of the valve seat so as to cover the discharge port so that the compressed air in the cylinder can be discharged into the discharge chamber by the reciprocating motion of the piston. It has become. Inside the cylinder of the valve seat, there is provided a flexible plate-like suction valve whose one end in the longitudinal direction is fixed so as to cover the suction port, and from the atmosphere through the suction chamber by the reciprocating motion of the piston. Air can be sucked into the cylinder.

このような構成を有する往復動型圧縮機において、ピストンが往復動作したときの弁座に最も接近した位置を上死点、最も離れた位置を下死点とすると、ピストンが下死点の方向へ動作しているときには、吸込弁が開放（リフト）され、大気からシリンダヘッドの吸込室を介してシリンダ内の圧縮室に空気が吸込まれる。 In a reciprocating compressor having such a configuration, assuming that the position closest to the valve seat when the piston reciprocates is the top dead center and the position farthest away is the bottom dead center, the direction of the piston is the bottom dead center. When the operation is performed, the suction valve is opened (lifted), and air is sucked into the compression chamber in the cylinder from the atmosphere through the suction chamber of the cylinder head.

一方、ピストンが上死点の方向に動作しているときには、吐出弁が開放され、圧縮室から圧縮された空気がシリンダヘッド内の吐出室に吐出される。 On the other hand, when the piston is operating in the direction of the top dead center, the discharge valve is opened, and the compressed air from the compression chamber is discharged to the discharge chamber in the cylinder head.

このようにしてピストンが下死点まで下降してシリンダ内の圧縮室内に吸い込んだ空気を、ピストンが上死点まで移動して圧縮室の容積を縮小させることで、圧縮空気を製造する。
特開２００６−２８３６４２号公報 In this way, the piston descends to the bottom dead center and the air sucked into the compression chamber in the cylinder moves to the top dead center to reduce the volume of the compression chamber, thereby producing compressed air.
JP 2006-283642 A

ところで、例えば空気圧縮機は、工場の動力源などに使用され、工場の設備機器の中でも電気消費量の多い機器であるため、空気圧縮機に対する省エネニーズが非常に高くなってきている。往復動型の空気圧縮機における省エネ対策としては、ピストンが上死点に到達したときの圧縮室の容積をできる限り小さくして圧縮効率を高めることが知られている。この場合、圧縮室内には吸込弁のリフト量を確保する空間を設けなければならず、この空間の、特に吸込弁の固定端側の周辺に、吸込弁のリフト動作とは関係のない不要な空間が形成され、これが圧縮室の容積を縮小する上での障害となっていた。 By the way, for example, an air compressor is used as a power source of a factory and is an apparatus that consumes a large amount of electricity among factory equipment. Therefore, energy saving needs for the air compressor have become very high. As an energy saving measure in a reciprocating air compressor, it is known to increase the compression efficiency by reducing the volume of the compression chamber as much as possible when the piston reaches top dead center. In this case, a space for securing the lift amount of the suction valve must be provided in the compression chamber, and unnecessary in this space, particularly around the fixed end side of the suction valve, is unrelated to the lift operation of the suction valve. A space was formed, which was an obstacle to reducing the volume of the compression chamber.

この対策として、上記特許文献１に記載されているように、ピストンの先端面に吸込弁逃し溝を設けることが考えられている。しかしながら、この構造は、吸込弁逃し溝を設けたピストンが可動系の部品であり、吸込弁を設けた弁座が固定系の部品であり、異なる系の部品を嵌合させることが必要となることから、両部品の製作や組立作業が複雑になり、高度な組立作業精度が要求されることになる問題がある。 As a countermeasure against this, it is considered that a suction valve relief groove is provided on the front end surface of the piston as described in Patent Document 1. However, in this structure, the piston provided with the suction valve relief groove is a movable part, the valve seat provided with the suction valve is a fixed part, and it is necessary to fit different parts. For this reason, there is a problem that the production and assembly work of both parts are complicated, and a high precision of the assembly work is required.

本発明は、上述のような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、組立てが容易で、しかもピストンが上死点に位置したときの圧縮室の容積を極力小さくして圧縮効率を高くすることのできる往復動型圧縮機を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object of the present invention is to easily assemble the volume of the compression chamber when the piston is located at the top dead center. It is an object of the present invention to provide a reciprocating compressor that can reduce compression as much as possible and increase compression efficiency.

上記目的を達成するために本発明による往復動型圧縮機は、筒状のシリンダと、このシリンダの軸方向一端部に取り付けられ、吸込室と吐出室が形成されたシリンダヘッドと、シリンダの内部に挿入され、往復動作するピストンと、シリンダとシリンダヘッドとの間に介在され、吸込室とシリンダ内とを連通する吸込口および吐出室とシリンダ内とを連通する吐出口が形成された弁座と、弁座の吐出室側に吐出口を覆うようにして設けられ、ピストンの往復動作によってシリンダ内の圧縮流体を吐出室に吐出することができるように開閉動作する可撓板状の吐出弁と、弁座のシリンダ内側に吸込口を覆うようにして長手方向の一端部を固定して設けられ、ピストンの往復動作によって吸込室からシリンダ内に流体を吸込むことができるように開閉動作する可撓板状の吸込弁と、を備えた往復動型圧縮機において、弁座のシリンダ内側の面に吸込弁を収納する吸込弁溝を形成するとともにこの吸込弁溝に、ピストンの往復動作方向に対して直交する平坦面に対し、吸込弁の固定端側から自由端側に向かって溝深さが徐々に深くなる傾斜面を形成し、吸込弁を、その傾斜面に沿わせて設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a reciprocating compressor according to the present invention includes a cylindrical cylinder, a cylinder head attached to one end of the cylinder in the axial direction, and formed with a suction chamber and a discharge chamber. Is inserted between the piston and the reciprocating piston, and is interposed between the cylinder and the cylinder head, and is formed with a suction port that communicates between the suction chamber and the cylinder, and a discharge seat that communicates between the discharge chamber and the cylinder And a flexible plate-like discharge valve that opens and closes so that the compressed fluid in the cylinder can be discharged to the discharge chamber by the reciprocating operation of the piston. And one end in the longitudinal direction is fixed so as to cover the suction port inside the cylinder of the valve seat so that fluid can be sucked from the suction chamber into the cylinder by the reciprocating motion of the piston. In a reciprocating compressor equipped with a flexible plate-like suction valve that closes, a suction valve groove that houses the suction valve is formed on the inner surface of the cylinder of the valve seat, and a piston valve is formed in the suction valve groove. An inclined surface with a groove depth gradually increasing from the fixed end side to the free end side of the suction valve with respect to the flat surface perpendicular to the reciprocating direction, and the suction valve is set along the inclined surface. It is characterized by being provided.

本発明によれば、吸込弁を収納する吸込弁溝を設けるとともにこの吸込弁溝に、吸込弁の固定端側から自由端側に向かって溝深さが徐々に深くなる傾斜面を形成し、その傾斜面に沿わせて吸込弁を配設したことにより、吸込弁のリフト量を確保する空間を吸込弁溝内に確保することができ、吸込弁の固定端側の周辺に吸込弁のリフト動作とは関係のない不要な空間が形成されなくなるので、ピストンが上死点に到達したときの圧縮室の容積を小さくして圧縮機の圧縮効率を高めることができる。 According to the present invention, a suction valve groove for storing the suction valve is provided, and an inclined surface in which the groove depth gradually increases from the fixed end side to the free end side of the suction valve is formed in the suction valve groove, By arranging the suction valve along the inclined surface, a space for securing the lift amount of the suction valve can be secured in the suction valve groove, and the suction valve lifts around the fixed end side of the suction valve. Since an unnecessary space unrelated to the operation is not formed, the volume of the compression chamber when the piston reaches the top dead center can be reduced, and the compression efficiency of the compressor can be increased.

また圧縮室の容積を小さくする吸込弁溝の傾斜面と吸込弁との組み合わせ構成は、固定系の部品の弁座のみで構成できるので、可動系と固定系の両部品の組み合わせで構成する場合に比して部品の製作や組立てに高精度の作業を伴うことがなく、組立作業が容易になる。 In addition, the combined configuration of the inclined surface of the suction valve groove that reduces the volume of the compression chamber and the suction valve can be configured only by the valve seat of the fixed system part, so when configured by the combination of both the movable system and the fixed system parts Compared with this, the production and assembly of parts do not involve high-precision work, and the assembly work becomes easy.

以下、本発明による往復動型圧縮機の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る往復動型圧縮機の主要部を示す正面断面図である。図２は図１に使用されている弁座を単独で示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は下面図である。 Embodiments of a reciprocating compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view showing a main part of a reciprocating compressor according to the present invention. 2 is a view independently showing the valve seat used in FIG. 1, wherein (a) is a front sectional view and (b) is a bottom view.

図１および図２において、筒状のシリンダ１内にはピストン２が設けられており、このピストン２が往復動作することにより、例えば空気や冷媒等の流体を圧縮するようになっている。 1 and 2, a piston 2 is provided in a cylindrical cylinder 1, and the piston 2 reciprocates to compress a fluid such as air or refrigerant.

ピストン２は、図示しない駆動源の回転によりピストンロッド３およびピストンピン４を介してシリンダ１内を軸方向に沿って往復動作するように駆動される。またピストン２の外周面には、シリンダ１の内周面を気密に摺動するようにピストンリング５が設けられている。 The piston 2 is driven to reciprocate along the axial direction in the cylinder 1 through the piston rod 3 and the piston pin 4 by rotation of a driving source (not shown). A piston ring 5 is provided on the outer peripheral surface of the piston 2 so as to slide airtightly on the inner peripheral surface of the cylinder 1.

シリンダ１の上部（軸方向一端部）には、弁座６を介してシリンダヘッド７が設けられており、このシリンダヘッド７には、吸込室８と吐出室９が形成されている。シリンダ１とシリンダヘッド７との間に介在された弁座６には、吸込室８とシリンダ１内の圧縮室１０とを連通する吸込口６ａと、吐出室９とシリンダ１内の圧縮室１０とを連通する吐出口６ｂとがそれぞれ設けられている。 A cylinder head 7 is provided above the cylinder 1 (one end in the axial direction) via a valve seat 6, and a suction chamber 8 and a discharge chamber 9 are formed in the cylinder head 7. A valve seat 6 interposed between the cylinder 1 and the cylinder head 7 includes a suction port 6 a that communicates the suction chamber 8 and the compression chamber 10 in the cylinder 1, a discharge chamber 9, and a compression chamber 10 in the cylinder 1. And a discharge port 6b communicating with each other.

弁座６の吐出室９側には、吐出口６ｂを覆うようにして、長手方向の一端部が固定ネジ１１ａにより弁座６に固定された可撓板状の吐出弁１１が設けられ、ピストン２の往復動作によって、この吐出弁１１が開閉動作することにより、シリンダ１内の圧縮室１０で圧縮した空気を、矢印で示すように吐出室９内に吐出できるようになっている。 On the discharge chamber 9 side of the valve seat 6, there is provided a flexible plate-like discharge valve 11 whose one end in the longitudinal direction is fixed to the valve seat 6 with a fixing screw 11a so as to cover the discharge port 6b. By opening and closing the discharge valve 11 by the reciprocating operation of 2, the air compressed in the compression chamber 10 in the cylinder 1 can be discharged into the discharge chamber 9 as indicated by an arrow.

弁座６のシリンダ１内側には、吸込口６ａを覆うようにして長手方向の一端部が固定ネジ１２ａにより弁座６に固定された可撓板状の吸込弁１２が設けられ、ピストン２の往復動作によって、この吸込弁１２が開閉動作することにより、大気から吸込室８を介してシリンダ１内の圧縮室１０内に空気を吸込むことができるようになっている。 Inside the cylinder 1 of the valve seat 6 is provided with a flexible plate-like suction valve 12 whose one end in the longitudinal direction is fixed to the valve seat 6 by a fixing screw 12a so as to cover the suction port 6a. The suction valve 12 is opened and closed by a reciprocating operation so that air can be sucked into the compression chamber 10 in the cylinder 1 from the atmosphere via the suction chamber 8.

この吸込弁１２は、長楕円形状に形成されており、弁座６のシリンダ１内側の面に長楕円形状に形成された吸込弁溝１３内に収納されている。この吸込弁溝１３は、自由端側の最深部が吸込弁１２のリフト量に見合った深さを有しており、しかもピストン２の往復動作方向（軸方向）に対して直交する平坦面に対し、吸込弁１２の固定端（固定ネジ１２ａ）側から自由端側に向かって溝深さが徐々に深くなるように角度θの傾斜面が形成されている。そして吸込弁１２は、この傾斜面に沿わせて配設されて離着座するようになっている。 The suction valve 12 is formed in an elliptical shape, and is accommodated in a suction valve groove 13 formed in an elliptical shape on the surface of the valve seat 6 inside the cylinder 1. The suction valve groove 13 has a depth corresponding to the lift amount of the suction valve 12 at the deepest portion on the free end side, and a flat surface orthogonal to the reciprocating direction (axial direction) of the piston 2. On the other hand, an inclined surface having an angle θ is formed so that the groove depth gradually increases from the fixed end (fixed screw 12a) side of the suction valve 12 toward the free end side. And the suction valve 12 is arrange | positioned along this inclined surface, and is seated and separated.

したがって本実施の形態によれば、吸込弁１２を吸込弁溝１３内に収納するとともに、吸込弁溝１３に吸込弁１２の固定端側から自由端側に向かって溝深さが徐々に深くなる傾斜面を形成し、その傾斜面に沿わせて吸込弁１２を配設したことによって、吸込弁１２のリフト量を確保する空間を吸込弁溝１３内に確保することができる。しかも吸込弁１２の固定端側の周辺には、吸込弁１２のリフト動作とは関係のない不要な空間が形成されなくなる。 Therefore, according to the present embodiment, the suction valve 12 is housed in the suction valve groove 13, and the groove depth gradually increases in the suction valve groove 13 from the fixed end side of the suction valve 12 toward the free end side. By forming the inclined surface and arranging the suction valve 12 along the inclined surface, a space for securing the lift amount of the suction valve 12 can be secured in the suction valve groove 13. Moreover, an unnecessary space unrelated to the lift operation of the suction valve 12 is not formed around the fixed end of the suction valve 12.

これによりピストン２が上死点に到達したときの圧縮室１０の容積を小さくすることができ、圧縮機の圧縮効率を高めることができる。 Thereby, the volume of the compression chamber 10 when the piston 2 reaches the top dead center can be reduced, and the compression efficiency of the compressor can be increased.

また本実施の形態における、圧縮室１０の容積を小さくするための吸込弁溝１３の傾斜面と吸込弁１２との組み合わせ構成は、固定系の部品である弁座６のみを対象にして構成できるので、可動系と固定系の両部品の組み合わせで構成する場合に比して部品の製作や組立てに高精度の作業を伴うことがなく、組立作業が容易になる。 Further, the combined configuration of the inclined surface of the suction valve groove 13 and the suction valve 12 for reducing the volume of the compression chamber 10 in the present embodiment can be configured only for the valve seat 6 which is a stationary part. Therefore, as compared with the case where the movable system and the fixed system are combined, the production and assembly of parts are not accompanied by high-precision work, and the assembly work is facilitated.

本発明に係る往復動型圧縮機の主要部を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the principal part of the reciprocating compressor which concerns on this invention. 図１に使用されている弁座を単独で示す図であり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は下面図である。It is a figure which shows independently the valve seat used for FIG. 1, (a) is front sectional drawing, (b) is a bottom view.

符号の説明Explanation of symbols

１…シリンダ
２…ピストン
３…ピストンロッド
４…ピストンピン
５…ピストンリング
６…弁座
７…シリンダヘッド
８…吸込室
９…吐出室
１０…圧縮室
１１…吐出弁
１１ａ，１２ａ…固定ネジ
１２…吸込弁
１３…吸込弁溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 2 ... Piston 3 ... Piston rod 4 ... Piston pin 5 ... Piston ring 6 ... Valve seat 7 ... Cylinder head 8 ... Suction chamber 9 ... Discharge chamber 10 ... Compression chamber 11 ... Discharge valve 11a, 12a ... Fixing screw 12 ... Suction valve 13 ... Suction valve groove

Claims

筒状のシリンダと、
このシリンダの軸方向一端部に取り付けられ、吸込室と吐出室が形成されたシリンダヘッドと、
前記シリンダの内部に挿入され、往復動作するピストンと、
前記シリンダと前記シリンダヘッドとの間に介在され、前記吸込室と前記シリンダ内とを連通する吸込口および前記吐出室と前記シリンダ内とを連通する吐出口が形成された弁座と、
前記弁座の吐出室側に前記吐出口を覆うようにして設けられ、前記ピストンの往復動作によって前記シリンダ内の圧縮流体を前記吐出室に吐出することができるように開閉動作する可撓板状の吐出弁と、
前記弁座のシリンダ内側に前記吸込口を覆うようにして長手方向の一端部を固定して設けられ、前記ピストンの往復動作によって前記吸込室から前記シリンダ内に流体を吸込むことができるように開閉動作する可撓板状の吸込弁と、
を備えた往復動型圧縮機において、
前記弁座のシリンダ内側の面に前記吸込弁を収納する吸込弁溝を形成するとともにこの吸込弁溝に、前記ピストンの往復動作方向に対して直交する平坦面に対し、前記吸込弁の固定端側から自由端側に向かって溝深さが徐々に深くなる傾斜面を形成し、前記吸込弁を、その傾斜面に沿わせて設けたことを特徴とする往復動型圧縮機。 A cylindrical cylinder;
A cylinder head attached to one end of the cylinder in the axial direction and having a suction chamber and a discharge chamber;
A piston inserted into the cylinder and reciprocating;
A valve seat that is interposed between the cylinder and the cylinder head and has a suction port that communicates the suction chamber and the inside of the cylinder, and a discharge port that communicates the discharge chamber and the inside of the cylinder;
A flexible plate that is provided on the discharge chamber side of the valve seat so as to cover the discharge port and opens and closes so that the compressed fluid in the cylinder can be discharged into the discharge chamber by the reciprocating motion of the piston. A discharge valve of
One end in the longitudinal direction is fixed inside the cylinder of the valve seat so as to cover the suction port, and is opened and closed so that fluid can be sucked into the cylinder from the suction chamber by the reciprocating motion of the piston. A flexible plate-like suction valve that operates;
In a reciprocating compressor with
A suction valve groove for accommodating the suction valve is formed on the inner surface of the cylinder of the valve seat, and a fixed end of the suction valve is formed in the suction valve groove with respect to a flat surface perpendicular to the reciprocating direction of the piston. A reciprocating compressor characterized in that an inclined surface having a groove depth gradually increasing from the side toward the free end side is formed, and the suction valve is provided along the inclined surface.