WO2012023463A1

WO2012023463A1 - Clearance pocket for reciprocating compressor

Info

Publication number: WO2012023463A1
Application number: PCT/JP2011/068206
Authority: WO
Inventors: 省吾立山; 淳司大羽
Original assignee: 株式会社日本製鋼所
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-23
Also published as: KR101744370B1; TWI460351B; KR20130099917A; TW201211392A; JP5210363B2; JP2012041837A; CH705559B1; CN103069164A

Abstract

The purpose of the present invention is to enable stable motion, remote control, etc. by configuring a nut, which engages with the rod of a clearance piston through screw threads, in such a manner that the nut is composed of two bodies engaged with each other through a spring member and that the nut is engaged with the rod without play. This clearance pocket for a reciprocating compressor has: a rod (59) which is provided to a clearance piston (58), has a male thread (59a), and is held by a rotation restriction element (84) so as not to be rotate; a nut (74) engaging with the male thread (59a); and first and second nut sections (75, 76) which form the nut (74) and are engaged with each other by being pressed in the opposite directions by the spring member (77). There is no play in the engagement between the threads, and stable motion can be obtained even if a varying load is applied to the rod (59).

Description

往復動圧縮機のクリアランスポケットReciprocating compressor clearance pocket

　本発明は、往復動圧縮機のクリアランスポケットに関し、特に、クリアランスピストンのロッドに螺合するナットを、ばね部材を介して係合する二体とし、ガタのない螺合により安定した動作と遠隔操作等を可能とするための新規な改良に関する。 The present invention relates to a clearance pocket of a reciprocating compressor, and in particular, a nut that is screwed to a rod of a clearance piston is made into two bodies that are engaged via a spring member, and stable operation and remote operation are achieved by screwing without backlash. The present invention relates to a new improvement for making it possible.

　従来、用いられていた往復動圧縮機の容量制御の方法の１つとして、クリアランスポケットがある。代表的な構成として、特許文献１に開示された構成を図３として挙げることができる。
　すなわち、図３において、クリアランスポケット３と、クリアランスポケット本体６０に第２ピストン体７を摺動自在に嵌合させてバランス室６１が区画され、連通路６２によって圧力室２ａとバランス室６１とが連通されると共に、第２ピストン体７が第１連結棒５によって第１ピストン体４に連結されて、バランス室６１に、圧力室２ａ内のガス圧力が調節室３１と対向させて導かれるバランス装置６と、第１ピストン体４を所定位置に移動させて調節室３１の容積を増減化させる作動装置（クリアランスポケットの駆動部）８とを有すると共に、アクチュエータとしては油圧手段１１が用いられている。また、圧縮機の容量を減少させたいとき、シリンダ１内に接続されたクリアランスポケット３を開くことにより、シリンダ１の隙間容積を増加させる。往復動圧縮機では、吐出行程が終わり吸入行程に入ってもシリンダ１内の隙間容積部に残った圧縮ガスが膨張するため、シリンダ１内の圧力が吸入圧力より低くなるまでガスの吸入は行われない。隙間容積を大きくすると、吸入行程で膨張ガスが占める体積が増加し、その分吸入量が減少する。この容量制御方式では、ピストン２が圧縮するガス量そのものが減るため消費動力も節減ができる。 One of the conventional capacity control methods for reciprocating compressors is a clearance pocket. As a typical configuration, the configuration disclosed in Patent Document 1 can be cited as FIG.
That is, in FIG. 3, the balance chamber 61 is defined by slidably fitting the second piston body 7 to the clearance pocket 3 and the clearance pocket body 60, and the pressure chamber 2 a and the balance chamber 61 are separated by the communication path 62. The balance is such that the second piston body 7 is connected to the first piston body 4 by the first connecting rod 5 and the gas pressure in the pressure chamber 2 a is led to the balance chamber 61 so as to face the adjustment chamber 31. It has a device 6 and an operating device (clearance pocket drive) 8 that moves the first piston body 4 to a predetermined position to increase or decrease the volume of the adjustment chamber 31, and hydraulic means 11 is used as an actuator. Yes. When it is desired to reduce the capacity of the compressor, the clearance volume of the cylinder 1 is increased by opening the clearance pocket 3 connected in the cylinder 1. In the reciprocating compressor, the compressed gas remaining in the gap volume portion in the cylinder 1 expands even after the discharge stroke ends and the suction stroke starts, so the gas is sucked in until the pressure in the cylinder 1 becomes lower than the suction pressure. I will not. When the gap volume is increased, the volume occupied by the expansion gas in the suction stroke increases, and the suction amount decreases accordingly. In this capacity control system, the amount of gas itself compressed by the piston 2 is reduced, so that power consumption can be reduced.

　また、クリアランスポケットを用いた可変容量型の往復動圧縮機として、特許文献２に開示された構成を図４として挙げることができる。
　すなわち、図４は往復動圧縮機の要部のクリアランスポケットを示す断面図であり、隙間調整ロッド４３が、先端側のテーパロッド部４３ｔがピストンを収容するシリンダ４０を閉蓋するクリアランスポケット４１ａを有するシリンダカバー４１の隔壁４１ｂに設けられ、クリアランスポケット４１ａとシリンダ４０のヘッド側ガス圧縮室４０ｈとを連通させるテーパ孔状のガス通過孔４１ｃ内に位置するように、基端側のねじロッド部４３ｓのおねじをシリンダカバー４１を閉蓋する外蓋４２に固着されているロッド支持金具４４のめねじを螺着して支持し、隙間調整ロッド４３のロッド支持金具４４からの突出端をステッピングモーター４５の出力軸に連結して、この隙間調整ロッド４３を正逆自在に回転させることにより長手方向に往復動させる構成としている。
　従って、隙間容積を遠隔操作で連続的に変化させれば、圧縮機の吸入量も連続的に変化するため、プロセスで必要となるガス量が時々刻々と変わる場合でも必要ガス量のみを圧縮することで大きな省エネ効果が得られる。このためアクチュエータを用いてクリアランスポケットの容積を遠隔操作できるように構成し、吐出圧力などのプロセス条件に応じて測定値を用いて制御装置を介して自動で必要量を吐出するよう制御する装置が用いられている。 As a variable capacity reciprocating compressor using a clearance pocket, the configuration disclosed in Patent Document 2 can be cited as FIG.
That is, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the clearance pocket of the main part of the reciprocating compressor. The gap adjusting rod 43 has a clearance pocket 41a for closing the cylinder 40 in which the tapered rod portion 43t on the tip side accommodates the piston. A screw rod portion 43s on the proximal end side is provided in the partition wall 41b of the cylinder cover 41 so as to be positioned in a tapered gas passage hole 41c that allows the clearance pocket 41a and the head side gas compression chamber 40h of the cylinder 40 to communicate with each other. A male screw of a rod support bracket 44 fixed to an outer lid 42 that closes the cylinder cover 41 is screwed and supported, and a protruding end of the clearance adjustment rod 43 from the rod support bracket 44 is a stepping motor. It is connected to the output shaft 45 and rotated in the longitudinal direction by rotating the gap adjusting rod 43 forward and backward. It has a configuration to be dynamic.
Therefore, if the gap volume is continuously changed by remote operation, the suction amount of the compressor also changes continuously, so even if the gas amount required in the process changes from moment to moment, only the necessary gas amount is compressed. A big energy-saving effect is acquired. For this reason, there is a device that is configured so that the clearance pocket volume can be remotely controlled by using an actuator, and that a required amount is automatically discharged via a control device using a measured value according to process conditions such as discharge pressure. It is used.

日本国特開平１１－８２３１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-82314 日本国特開平１０－１２２１３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-122138

　前述の図３の従来構成の場合、油圧シリンダが、小さなアクチュエータで大きな力を出すことが可能であることと、作動油は圧縮性が非常に小さいため変動荷重による振動を起さないために用いられている。このシリンダのガス圧縮室に直結されるクリアランスポケットの容量調節ピストン（クリアランスピストン）には、シリンダ内へのガスの吸入・圧縮・吐出行程に対応した圧力変動が作用するため、大きな変動荷重が働く。
　また、例えば、助燃性が強い酸素ガス用の圧縮機では、高圧酸素による発火を避けるために油圧を用いない駆動方法が望ましい。
　また、前述の図４の従来構成の場合、ねじロッド部の先端のテーパロッド部をテーパ孔状のガス通過孔に挿入し、その挿入具合によってクリアランスポケットに連通する度合を調整しているが、ポケットへのガス流入・流出通路が狭いため、圧力損失が大きくなる欠点がある。
　更に、図示していないが、手動式のクリアランスポケットでは、ねじ式アクチュエータによる駆動も採用されている。この場合、変動荷重によりねじ面が叩かれ、破損の原因となる恐れがある。これを避けるために手動式では、ピストンの移動を終了した時点で、別のロックナットを締付けることで、変動荷重によるねじ面の叩きによる破損を避ける構造としている。ただし、遠隔操作で２つのナットを個別に回転させるためには複雑な機構が必要であり、設置スペースやコスト面で問題があり、また、機械の信頼性を高めるのが困難であった。
　そこで、本発明の目的は、クリアランスピストンのロッドに螺合するナットを、ばね部材を介して係合する二体とし、ガタのない螺合により安定した動作と遠隔操作等を可能とする往復動圧縮機のクリアランスポケットを提供することにある。 In the case of the conventional configuration shown in FIG. 3 described above, the hydraulic cylinder can generate a large force with a small actuator, and the hydraulic oil has a very small compressibility, so that it does not cause vibration due to a variable load. It has been. A large fluctuation load is applied to the capacity adjustment piston (clearance piston) of the clearance pocket directly connected to the gas compression chamber of this cylinder because the pressure fluctuations corresponding to the suction, compression and discharge strokes of the gas into the cylinder act. .
In addition, for example, in a compressor for oxygen gas having a strong assist property, a driving method that does not use hydraulic pressure is desirable in order to avoid ignition by high-pressure oxygen.
In the case of the conventional configuration of FIG. 4 described above, the taper rod portion at the tip of the screw rod portion is inserted into the tapered gas passage hole, and the degree of communication with the clearance pocket is adjusted depending on the insertion condition. Since the gas inflow / outflow passages are narrow, there is a disadvantage that the pressure loss is increased.
Further, although not shown, the manual clearance pocket also employs driving by a screw actuator. In this case, the thread surface may be hit by a fluctuating load, which may cause damage. In order to avoid this, in the manual type, when the movement of the piston is finished, another lock nut is tightened to prevent damage due to tapping of the thread surface due to fluctuating load. However, in order to rotate the two nuts individually by remote control, a complicated mechanism is required, which causes problems in terms of installation space and cost, and it is difficult to improve the reliability of the machine.
Accordingly, an object of the present invention is to make two nuts that engage with a rod of a clearance piston through a spring member, and to perform reciprocating motion that enables stable operation, remote operation, etc. by screwing without backlash. It is to provide a clearance pocket for the compressor.

　本発明による往復動圧縮機のクリアランスポケットは、吸入口と吐出口が形成されピストンが内設されたシリンダと、前記シリンダ内に前記ピストンにより分割された上側ガス圧縮室及び下側ガス圧縮室と、前記シリンダの上部に設けられ前記上側ガス圧縮室と連通すると共にポケット室とポケット背圧室とを有するクリアランスポケット本体と、前記クリアランスポケット本体内のクリアランスピストンと、前記クリアランスピストンを摺動させるための駆動体とを備え、前記クリアランスピストンの摺動により、前記上側ガス圧縮室と連通する前記ポケット室の容積を可変とするようにした往復動圧縮機のクリアランスポケットにおいて、前記クリアランスピストンに設けられおねじを有すると共に廻り止めにより非回転状態に保持されたロッドと、前記おねじに螺合するナットと、前記ナットを形成し、ばね部材を介して互いに逆方向に付勢されて係合する第１、第２ナット部とを有する構成であり、また、前記ナットの外周に設けられた第１歯車と、前記駆動体に設けられ前記第１歯車と噛合する第２歯車とを有し、前記駆動体の駆動により前記ロッド及びクリアランスピストンの移動を行う構成であり、また、前記クリアランスピストンのピストン背圧として、前記シリンダの吸入圧と吐出圧の中間の中間圧を作用させる構成であり、また、前記クリアランスピストンのピストン背圧として、前記シリンダの吸入圧を作用させる構成であり、また、前記ばね部材は、皿ばねからなる構成である。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to the present invention includes a cylinder in which a suction port and a discharge port are formed and a piston is provided, and an upper gas compression chamber and a lower gas compression chamber that are divided by the piston in the cylinder. A clearance pocket main body provided at an upper portion of the cylinder and communicating with the upper gas compression chamber and having a pocket chamber and a pocket back pressure chamber; a clearance piston in the clearance pocket main body; and for sliding the clearance piston A clearance pocket of a reciprocating compressor, wherein the volume of the pocket chamber communicating with the upper gas compression chamber is variable by sliding of the clearance piston, provided in the clearance piston. It has a male screw and is held in a non-rotating state by a detent. And a first nut and a second nut portion that are engaged with each other by being biased in opposite directions via a spring member. A first gear provided on an outer periphery of the nut; and a second gear provided on the driving body and meshed with the first gear, and the rod and the clearance piston are moved by driving the driving body. And a configuration in which an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure of the cylinder acts as a piston back pressure of the clearance piston, and a piston back pressure of the cylinder is used as a piston back pressure of the clearance piston. The suction pressure is applied, and the spring member is a disc spring.

　本発明による往復動圧縮機のクリアランスポケットは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
　すなわち、吸入口と吐出口が形成されピストンが内設されたシリンダと、前記シリンダ内に前記ピストンにより分割された上側ガス圧縮室及び下側ガス圧縮室と、前記シリンダの上部に設けられ前記上側ガス圧縮室と連通すると共にポケット室とポケット背圧室とを有するクリアランスポケット本体と、前記クリアランスポケット本体内のクリアランスピストンと、前記クリアランスピストンを摺動させるための駆動体とを備え、前記クリアランスピストンの摺動により、前記上側ガス圧縮室と連通する前記ポケット室の容積を可変とするようにした往復動圧縮機のクリアランスポケットにおいて、前記クリアランスビストンに設けられおねじを有すると共に廻り止めにより非回転状態に保持されたロッドと、前記おねじに螺合するナットと、前記ナットを形成し、ばね部材を介して互いに逆方向に付勢されて係合する第１、第２ナット部とを有することにより、２つのナット部間にばね部材を挟み込み、めねじに予め荷重をかけられているため、ねじの噛合い部にガタがなくなり、ロッドに変動荷重が作用しても、ねじ面の叩きによる破損が起こらない。また、クリアランスピストンの前進と後退は、シリンダ側のめねじを正転及び逆転させることで行う。また、クリアランスピストンが停止している状態では、ねじ面にはばね部材の力が働いているので、変動荷重が作用してもねじ面が常に一方向に押され摩擦力が働いており、クリアランスピストンが勝手に移動することはない。
　また、前記ナットの外周に設けられた第１歯車と、前記駆動体に設けられ前記第１歯車と噛合する第２歯車とを有し、前記駆動体の駆動により前記ロッド及びクリアランスピストンの移動を行うことにより、駆動体を用いて歯車を回転させクリアランスピストンを前進・後退させることで、遠隔操作により隙間容積を変更することが可能となる。プロセス側の入力信号を取り込み、必要とされるガス量となるようにクリアランスピストンの前進・後退を行うよう制御装置を構成すれば、自動で圧縮機の容量調節を行うことが可能である。
　また、クリアランスピストンに作用する変動荷重は、圧縮機の吸入・吐出圧力、部品質量のほか、クリアランスピストンのポケット背圧室に作用させる背圧が大きく影響する。ポケット背圧室にシリンダ内の平均圧力を作用させる場合は、シリンダ内とポケット背圧室をオリフィスなどの絞りを介して接続することになる。ただし、これはクリアランスピストンの前面からポケット背圧室に連通する細い穴を設けることでも同じ作用を得られるため、構造が簡単になる。一方、クリアランスピストンに働く荷重の振幅は、上下方向に大きく変化するため、ナット間に働かせるばね力を大きくする必要がある。更にクリアランスピストンを移動させるためナットを回転させるのに必要なトルクも大きくなる欠点がある。
　ポケット背圧室に吸入圧力を作用させた場合でも荷重の振幅としては上記と同等だが、質量による荷重は圧力荷重に対して比較的小さいことにより、上向きの荷重が主で下向きの荷重はわずかなものとなる。このためばね部材で作用させるばね力は小さなものでよく、ナットを回転させるのに必要なトルクも小さくできる。 Since the clearance pocket of the reciprocating compressor according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, a cylinder in which a suction port and a discharge port are formed and a piston is provided; an upper gas compression chamber and a lower gas compression chamber that are divided by the piston in the cylinder; A clearance pocket body communicating with the gas compression chamber and having a pocket chamber and a pocket back pressure chamber; a clearance piston in the clearance pocket body; and a driving body for sliding the clearance piston, the clearance piston In the clearance pocket of the reciprocating compressor in which the volume of the pocket chamber communicating with the upper gas compression chamber is variable by sliding, the clearance screw has a male screw and is not rotated by the rotation stop. A rod held in a state, and a nut screwed to the male screw By forming the nut and having first and second nut portions that are urged and engaged in opposite directions via the spring member, the spring member is sandwiched between the two nut portions, Since the load is applied, there is no backlash in the meshing part of the screw, and even if a fluctuating load is applied to the rod, the thread surface is not damaged by tapping. The clearance piston moves forward and backward by rotating the female screw on the cylinder side forward and backward. In addition, when the clearance piston is stopped, the force of the spring member acts on the thread surface, so even if a fluctuating load is applied, the thread surface is always pushed in one direction and a frictional force is acting. The piston never moves by itself.
A first gear provided on an outer periphery of the nut; and a second gear provided on the driving body and meshed with the first gear, and the rod and the clearance piston are moved by driving the driving body. By doing so, it is possible to change the clearance volume by remote control by rotating the gear using the driving body and moving the clearance piston forward and backward. If the control device is configured to take in an input signal on the process side and advance / retreat the clearance piston so that a required gas amount is obtained, the capacity of the compressor can be automatically adjusted.
In addition, the fluctuating load acting on the clearance piston is greatly influenced by the suction / discharge pressure of the compressor, the mass of the parts, and the back pressure acting on the pocket back pressure chamber of the clearance piston. When the average pressure in the cylinder is applied to the pocket back pressure chamber, the inside of the cylinder and the pocket back pressure chamber are connected to each other through a restriction such as an orifice. However, since the same effect can be obtained by providing a narrow hole communicating with the pocket back pressure chamber from the front surface of the clearance piston, the structure is simplified. On the other hand, since the amplitude of the load acting on the clearance piston changes greatly in the vertical direction, it is necessary to increase the spring force acting between the nuts. Furthermore, there is a disadvantage that the torque required to rotate the nut to move the clearance piston also increases.
Even when suction pressure is applied to the pocket back pressure chamber, the amplitude of the load is the same as above, but the load by mass is relatively small compared to the pressure load, so the upward load is mainly and the downward load is slight. It will be a thing. For this reason, the spring force applied by the spring member may be small, and the torque required to rotate the nut can also be reduced.

本発明による往復動圧縮機のクリアランスポケットを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the clearance pocket of the reciprocating compressor by this invention. 図１のクリアランスポケットの具体構成を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the specific structure of the clearance pocket of FIG. 従来の往復動圧縮機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional reciprocating compressor. 従来の往復動圧縮機の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the conventional reciprocating compressor.

　以下、図面と共に本発明による往復動圧縮機のクリアランスポケットの好適な実施の形態について説明する。
　尚、図３と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。
　図１において、圧縮機のフレーム１Ａ上にシリンダ１が設置され、ピストン棒２ｃを介して駆動されるピストン２はシリンダ１内で往復動される。このシリンダ１はピストン２の上面と下面の両側でガスを圧縮するダブルアクティング式であり、上側ガス圧縮室２ａ及び下側ガス圧縮室２ｂにはそれぞれ吸入弁１２ａ，１２ｂ及び吐出弁１４ａ，１４ｂが設置されている。これらシリンダ弁（吸入弁１２ａ，１２ｂと吐出弁１４ａ，１４ｂ）は前後の差圧により受動的に開閉する逆止弁となっている。
　前記シリンダ１の上部にはクリアランスポケット６が設けてあり、クリアランスポケット６の容積はクリアランスポケットの駆動部８で変更可能に構成されている。 A preferred embodiment of a clearance pocket of a reciprocating compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The same reference numerals are used for the same or equivalent parts as in FIG.
In FIG. 1, a cylinder 1 is installed on a compressor frame 1 </ b> A, and a piston 2 driven via a piston rod 2 c is reciprocated in the cylinder 1. The cylinder 1 is a double acting type that compresses gas on both the upper and lower surfaces of the piston 2, and the upper gas compression chamber 2a and the lower gas compression chamber 2b have

suction valves

12a and 12b and

discharge valves

14a and 14b, respectively. Is installed. These cylinder valves (

intake valves

12a, 12b and

discharge valves

14a, 14b) are check valves that are opened and closed passively by a differential pressure across the cylinder.
A clearance pocket 6 is provided in the upper part of the cylinder 1, and the volume of the clearance pocket 6 can be changed by a drive unit 8 of the clearance pocket.

　前記シリンダ１の前記各吸入弁１２ａ，１２ｂ側には、吸入ガスＡを吸入するための吸入口１３ａが形成され、各吐出弁１４ａ，１４ｂ側には、吐出ガスＢを吐出するための吐出口１３ｂが形成されている。
　前記クリアランスポケット６のクリアランスポケット本体６０の両側には一対の取付フランジ部５０が設けられ、前記シリンダ１の上側ガス圧縮室２ａとクリアランスポケット本体６０のポケット背圧室５１との間は、第１絞り５２を有する第１導圧配管５５によって連通されている。
　また、前記吸入ガスＡの吸入口１３ａと前記ポケット背圧室５１との間は、第２絞り５４を有する第２導圧配管５５Ａによって連通されている。 A suction port 13a for sucking the suction gas A is formed on the

suction valve

12a, 12b side of the cylinder 1, and a discharge port for discharging the discharge gas B on the

discharge valve

14a, 14b side. 13b is formed.
A pair of mounting flange portions 50 are provided on both sides of the clearance pocket main body 60 of the clearance pocket 6, and a first gap between the upper gas compression chamber 2 a of the cylinder 1 and the pocket back pressure chamber 51 of the clearance pocket main body 60 is the first. The first pressure guiding pipe 55 having the throttle 52 communicates therewith.
Further, the suction port 13 a for the suction gas A and the pocket back pressure chamber 51 are communicated by a second pressure guiding pipe 55 A having a second throttle 54.

　図２は、図１のクリアランスポケット６の詳細拡大図であり、前記クリアランスポケット本体６０内には、スリッパーリング５６及びライダーリング５７からなるクリアランスピストン５８が上下方向に摺動自在に設けられている。 FIG. 2 is a detailed enlarged view of the clearance pocket 6 of FIG. 1, and a clearance piston 58 including a slipper ring 56 and a rider ring 57 is provided in the clearance pocket main body 60 so as to be slidable in the vertical direction. Yes.

　前記クリアランスピストン５８に設けられたロッド５９は、前記クリアランスポケット本体６０の上面に設けられたカバー７０のシール７２ａとシール固定蓋７２を介して上方へ延設され、このポケット背圧室５１内のガスをクリアランスポケット本体６０とカバー７０外には漏らさないように構成されている。
　前記ロッド５９の上部には、おねじ５９ａが形成され、このおねじ５９ａ外周には、おねじ５９ａに螺合するめねじ７３を有するナット７４が設けられている。 A rod 59 provided on the clearance piston 58 extends upward through a seal 72 a of a cover 70 provided on the upper surface of the clearance pocket main body 60 and a seal fixing lid 72. The gas is configured not to leak out of the clearance pocket main body 60 and the cover 70.
A male screw 59a is formed on the upper portion of the rod 59, and a nut 74 having a female screw 73 screwed to the male screw 59a is provided on the outer periphery of the male screw 59a.

　前記ナット７４は、めねじ７３を有する上ねじとしての第１ナット部７５とめねじ７３を有する下ねじとしての第２ナット部７６とからなり、各ナット部７５，７６は、例えば、皿ばね等からなるばね部材７７を介して逆方向に付勢される状態で、わずかに摺動されるように構成されている。 The nut 74 includes a first nut portion 75 as an upper screw having a female screw 73 and a second nut portion 76 as a lower screw having a female screw 73. Each of the

nut portions

75 and 76 is, for example, a disc spring or the like. It is configured to be slightly slid while being biased in the reverse direction via the spring member 77 made of

　前記各ナット部７５，７６は、ばね部材７７によるばね力が最適となり、おねじ５９ａとめねじ７３間にバックラッシュがない状態となった時点で、止めねじ７８が、第２ナット部７６の外側から挿入されて各ナット部７５，７６の位置関係が固定されるように構成されている。 When each of the

nut portions

75 and 76 has an optimum spring force by the spring member 77 and no backlash occurs between the male screw 59a and the female screw 73, the set screw 78 is attached to the outside of the second nut portion 76. And the positional relationship between the

nut portions

75 and 76 is fixed.

　前記カバー７０上には、複数の棒状体等からなるサポート部７９が植立した状態で設けられており、前記ロッド５９に設けられた廻り止め８４の端部８４ａは、前記サポート部７９に対して上下動自在に案内され、前記ロッド５９が正の荷重方向Ｃ及び負の荷重方向Ｄに沿って上下動するのみで回転しないように構成されている。 On the cover 70, a support portion 79 made of a plurality of rod-like bodies or the like is provided in a planted state, and an end portion 84a of a detent 84 provided on the rod 59 is connected to the support portion 79. Thus, the rod 59 is configured to move up and down along the positive load direction C and the negative load direction D and not rotate.

　前記サポート部７９の上部には、台状の機械台９０が固定されており、この機械台９０には、一対の軸受９１を介して前記ナット７４が回転自在に保持されており、このナット７４の一方の前記第２ナット部７６の外周には、キー９２を介して第１歯車９３が固定して設けられている。 A trapezoidal machine base 90 is fixed to the upper portion of the support portion 79, and the nut 74 is rotatably held on the machine base 90 via a pair of bearings 91. A first gear 93 is fixedly provided on the outer periphery of the second nut portion 76 through a key 92.

　前記機械台９０の上部には、エアモータ等からなる駆動体９４が設けられ、この駆動体９４の回転軸９５に設けられた第２歯車９６は前記第１歯車９３と噛合している。
　従って、駆動体９４の駆動により、各歯車９３，９６を介してナット７４が回転することにより、クリアランスピストン５８が上下動すると共に、駆動体９４のエアの供給ポート（図示せず）を切り替えることにより、ナット７４の正転・逆転ができるように構成されている。従って、図１のクリアランスポケットの駆動部８は、前述のおねじ５９ａ、ナット７４、各歯車９３，９６、機械台９０、サポート部７９及び駆動体９４等により構成されている。 A drive body 94 made of an air motor or the like is provided on the upper part of the machine base 90, and a second gear 96 provided on a rotation shaft 95 of the drive body 94 is engaged with the first gear 93.
Accordingly, when the driving body 94 is driven, the nut 74 rotates through the

gears

93 and 96, whereby the clearance piston 58 moves up and down and the air supply port (not shown) of the driving body 94 is switched. Thus, the nut 74 can be rotated forward and backward. Accordingly, the clearance pocket driving section 8 shown in FIG. 1 includes the aforementioned male screw 59a, nut 74, gears 93 and 96, machine base 90, support section 79, driving body 94, and the like.

　次に、動作について述べる。前述のように駆動体９４を駆動し、各歯車９３，９６を介してナット７４を回転させる場合、ナット７４を構成するための各ナット部７５，７６がばね部材７７を介して互いに逆方向に付勢されているため、めねじ７３に予め荷重（予荷重）がかかり、前記クリアランスピストン５８にかかるガス圧力と前記予荷重のために、ナット７４を回転させるには比較的大きいトルクが必要となるが、第１歯車９３の直径が第２歯車９６の直径よりｎ倍大きくしてあることにより、大きい減速比による大きいトルクによって容易にナット７４が回転され、バックラッシュのないおねじ５９ａとめねじ７３の噛合回転によって高精度にクリアランスピストン５８を上下動させて、ガス圧調整用のポケット室３１の容積を可変とすることができる。 Next, the operation will be described. When the driving body 94 is driven and the nut 74 is rotated via the

gears

93 and 96 as described above, the

nut portions

75 and 76 for constituting the nut 74 are opposite to each other via the spring member 77. Since it is biased, a load (preload) is applied to the internal thread 73 in advance, and a relatively large torque is required to rotate the nut 74 due to the gas pressure applied to the clearance piston 58 and the preload. However, since the diameter of the first gear 93 is n times larger than the diameter of the second gear 96, the nut 74 can be easily rotated by a large torque due to a large reduction ratio, and the male screw 59a and the female screw without backlash. The clearance piston 58 can be moved up and down with high accuracy by the meshing rotation of 73, and the volume of the pocket chamber 31 for gas pressure adjustment can be made variable.

　前述の場合、クリアランスピストン５８を移動させたとき、ポケット背圧室５１の容積が変わりガス圧縮・膨張される。これを避けるための一つの方法として、図１のように、シリンダ１とポケット背圧室５１とを第１絞り５２を有する第１導圧配管５５を介して接続する。また、シリンダ１内の圧力はピストン２の上下動に伴い吸入と吐出圧の間で変動するが、第１絞り５２があるためこれによって生じるポケット背圧室５１へのガスの出入りは少なく、結果としてポケット背圧室５１は吸入圧力と吐出圧力の平均圧力に保たれる。この場合、クリアランスピストン５８には、１サイクル毎に吸入／吐出圧力差の１／２の圧力が正負方向Ｃ，Ｄに交互に作用する。（実際にかかる荷重状態は、ロッド５９の断面積分の受圧面積の差及びクリアランスピストン５８やロッド５９の質量により多少変わる。）
　また、別の方法として、図１のようにシリンダ１の吸入ガスＡの吸入口１３ａ又は吸入弁室１２Ａとポケット背圧室５１を第２絞り５４を有する第２導圧配管５５Ａを介して接続する。前記吸入口１３ａや吸入弁室１２Ａもシリンダ１内への間欠的な吸入動作により圧力変動があるので、第２導圧配管５５Ａの途中に第２絞り５４を入れるのが望ましい。この場合、クリアランスピストン５８には概略で吸入／吐出圧力差分の荷重が正方向Ｃにのみ間欠的に作用する。 In the case described above, when the clearance piston 58 is moved, the volume of the pocket back pressure chamber 51 changes and the gas is compressed and expanded. As one method for avoiding this, as shown in FIG. 1, the cylinder 1 and the pocket back pressure chamber 51 are connected via a first pressure guiding pipe 55 having a first throttle 52. Further, the pressure in the cylinder 1 fluctuates between the suction and discharge pressures as the piston 2 moves up and down. However, since the first throttle 52 is provided, the gas enters and exits the pocket back pressure chamber 51 due to this, resulting in the result. The pocket back pressure chamber 51 is maintained at the average pressure of the suction pressure and the discharge pressure. In this case, a pressure that is half of the suction / discharge pressure difference alternately acts in the positive and negative directions C and D every one cycle on the clearance piston 58. (The actual load state varies somewhat depending on the difference in pressure-receiving area of the cross-sectional integral of the rod 59 and the mass of the clearance piston 58 and the rod 59.)
As another method, as shown in FIG. 1, the suction port 13a of the suction gas A of the cylinder 1 or the suction valve chamber 12A and the pocket back pressure chamber 51 are connected via the second pressure guiding pipe 55A having the second throttle 54. To do. Since the suction port 13a and the suction valve chamber 12A also vary in pressure due to intermittent suction operation into the cylinder 1, it is desirable to insert a second throttle 54 in the middle of the second pressure guiding pipe 55A. In this case, the clearance piston 58 is generally applied with a load corresponding to the difference in suction / discharge pressure intermittently only in the positive direction C.

　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and improved. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and not limited as long as the present invention can be achieved.

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。 Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

　本出願は、２０１０年８月１７日出願の日本特許出願（特願２０１０－１８２２４５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 This application is based on a Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2010-182245) filed on August 17, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.

　本発明による往復動圧縮機のクリアランスポケットは、例えば、化学プラント等のガス圧縮等の容量可変動作を遠隔操作で簡単に行うことができる。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to the present invention can easily perform variable capacity operation such as gas compression in a chemical plant or the like by remote control.

　　１　　シリンダ
　１Ａ　　フレーム
　　２　　ピストン
　２ａ　　上側ガス圧縮室
　２ｂ　　下側ガス圧縮室
　２ｃ　　ピストン棒
　　Ａ　　吸入ガス
　　Ｂ　　吐出ガス
　　Ｃ　　正の荷重方向
　　Ｄ　　負の荷重方向
　　６　　クリアランスポケット
　　８　　クリアランスポケットの駆動部
１２ａ，１２ｂ　　吸入弁
１２Ａ　　吸入弁室
１３ａ　　吸入口
１３ｂ　　吐出口
１４ａ，１４ｂ　　吐出弁
　３１　　ポケット室
　５０　　取付フランジ部
　５１　　ポケット背圧室
　５２　　第１絞り
　５４　　第２絞り
　５５　　第１導圧配管
５５Ａ　　第２導圧配管
　５６　　スリッパーリング
　５７　　ライダーリング
　５８　　クリアランスピストン
　５９　　ロッド
５９ａ　　おねじ
　６０　　クリアランスポケット本体
　７０　　カバー
　７１　　Ｏリング
　７２　　シール固定蓋
７２ａ　　シール
　７３　　めねじ
　７４　　ナット
　７５　　第１ナット部（上ねじ）
　７６　　第２ナット部（下ねじ）
　７７　　ばね部材（皿ばね）
　７８　　止めねじ
　７９　　サポート部
　８４　　廻り止め
　９０　　機械台
　９１　　軸受
　９２　　キー
　９４　　駆動体
　９３　　第１歯車
　９６　　第２歯車 1 cylinder 1A frame 2 piston 2a upper gas compression chamber 2b lower gas compression chamber 2c piston rod A suction gas B discharge gas C positive load direction D negative load direction 6 clearance pocket 8 clearance

pocket drive units

12a, 12b suction valve 12A Suction valve chamber

13a Suction port

13b Discharge port

14a, 14b Discharge valve 31 Pocket chamber 50 Mounting flange 51 Pocket back pressure chamber 52 First throttle 54 Second throttle 55 First pressure piping 55A Second pressure piping 56 Slipper Ring 57 Rider ring 58 Clearance piston 59 Rod 59a Male thread 60 Clearance pocket body 70 Cover 71 O-ring 72 Seal fixing lid 72a Seal 73 Female thread 74 Nut 75 First nut part (Upper thread)
76 Second nut (bottom screw)
77 Spring member (disc spring)
78 Set screw 79 Support part 84 Non-rotating 90 Machine base 91 Bearing 92 Key 94 Driver 93 First gear 96 Second gear

Claims

　吸入口と吐出口が形成されピストンが内設されたシリンダと、
　前記シリンダ内で前記ピストンにより分割された上側ガス圧縮室及び下側ガス圧縮室と、
　前記シリンダの上部に設けられ前記上側ガス圧縮室と連通すると共にポケット室とポケット背圧室とを有するクリアランスポケット本体と、
　前記クリアランスポケット本体内のクリアランスピストンと、
　前記クリアランスピストンを摺動させるための駆動体と、を備え、
　前記クリアランスピストンの摺動により、前記上側ガス圧縮室と連通する前記ポケット室の容積を可変とするようにした往復動圧縮機のクリアランスポケットにおいて、
　前記クリアランスピストンに設けられおねじを有すると共に廻り止めにより非回転状態に保持されたロッドと、
　前記おねじに螺合するナットと、
　前記ナットを構成し、ばね部材を介して互いに逆方向に付勢されて係合する第１ナット部及び第２ナット部と、
　を有する往復動圧縮機のクリアランスポケット。 A cylinder in which a suction port and a discharge port are formed and a piston is installed;
An upper gas compression chamber and a lower gas compression chamber divided by the piston in the cylinder;
A clearance pocket body provided at an upper portion of the cylinder and communicating with the upper gas compression chamber and having a pocket chamber and a pocket back pressure chamber;
A clearance piston in the clearance pocket body;
A driving body for sliding the clearance piston,
In the clearance pocket of the reciprocating compressor in which the volume of the pocket chamber communicating with the upper gas compression chamber is variable by sliding the clearance piston,
A rod that is provided on the clearance piston and has a male screw and is held in a non-rotating state by a detent;
A nut screwed into the male screw;
A first nut part and a second nut part which constitute the nut and are urged and engaged in opposite directions via a spring member;
Clearance pocket of reciprocating compressor having
　前記ナットの外周に設けられた第１歯車と、前記駆動体に設けられ前記第１歯車と噛合する第２歯車とを有し、前記駆動体の駆動により前記ロッド及び前記クリアランスピストンの移動を行う請求項１記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 A first gear provided on an outer periphery of the nut; and a second gear provided on the driving body and meshed with the first gear, and the rod and the clearance piston are moved by driving the driving body. The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 1.
　前記クリアランスピストンのピストン背圧として、前記シリンダの吸入圧と吐出圧の中間の中間圧を作用させる請求項１又は２記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 1 or 2, wherein an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure of the cylinder is applied as a piston back pressure of the clearance piston.
　前記クリアランスピストンのピストン背圧として、前記シリンダの吸入圧を作用させる請求項１又は２記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 1 or 2, wherein the suction pressure of the cylinder acts as a piston back pressure of the clearance piston.
　前記ばね部材は、皿ばねからなる請求項１又は２に記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 1 or 2, wherein the spring member is a disc spring.
　前記ばね部材は、皿ばねからなる請求項３に記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 3, wherein the spring member is a disc spring.
　前記ばね部材は、皿ばねからなる請求項４に記載の往復動圧縮機のクリアランスポケット。 The clearance pocket of the reciprocating compressor according to claim 4, wherein the spring member comprises a disc spring.