JPH0261628B2 - - Google Patents

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JPH0261628B2
JPH0261628B2 JP59080808A JP8080884A JPH0261628B2 JP H0261628 B2 JPH0261628 B2 JP H0261628B2 JP 59080808 A JP59080808 A JP 59080808A JP 8080884 A JP8080884 A JP 8080884A JP H0261628 B2 JPH0261628 B2 JP H0261628B2
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JP
Japan
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yoke
piston
slider
diaphragm
stage
Prior art date
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JP59080808A
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English (en)
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JPS60233379A (ja
Inventor
Yoshinori Abe
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Showa Seiki Kogyo KK
Original Assignee
Showa Seiki Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPH0261628B2 publication Critical patent/JPH0261628B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • F04B25/02Multi-stage pumps of stepped piston type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/02Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders arranged oppositely relative to main shaft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小形往復オイルレス・ガス圧縮機に
関するものである。
〔従来の技術とその課題〕
一般に、往復圧縮機ではピストン・シリンダ間
に潤滑油を使用するが、かかる往復圧縮機をガス
圧縮機に用いた場合、例えば、窒素液化用の窒素
ガス圧縮機として使用した場合、窒素中に潤滑油
が混入することから、氷結して超低温形成上好ま
しくない。そのため、ピストン・シリンダ間に潤
滑油を使用しないことが要求される。かかるガス
圧縮機ををオイルレス・ガス圧縮機と呼んでい
る。
一方、駆動用主軸に設けたクランクピンにベア
リングを介してスライダを嵌挿し、このスライダ
を窓枠状のヨーク内で摺動自在としたスコツチヨ
ーク機構であつて、このヨークより対向状に突出
したロツドに、圧縮用ピストンを固着し、対向型
とした小形往復ガス圧縮機は公知である(例え
ば、実開昭56−27377号公報参照)。
しかしながら、かかる従来の往復ガス圧縮機で
は、ベアリングへの潤滑油が圧縮用ピストンに流
れ込み、オイルレス・ガス圧縮機に適用すること
ができないし、オイルレスのため、仮にダイヤフ
ラムを張設した場合、4個の圧縮用ピストンを設
けているので、ダイヤフラムは耐えられない。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明は、かかる従来の問題点を解決す
るために創作されたもので、その要脂とするとこ
ろは、駆動用主軸に設けたクランクピンにベアリ
ングを介してスライダを嵌挿し、該スライダを窓
枠状のヨーク内で摺動自在としたスコツチヨーク
機構であつて、該ヨークより対向状に突出したロ
ツドに、圧縮用ピストンを固着し、対向型とした
往復ガス圧縮機において、前記ヨークの一側と前
記圧縮用ピストンとの間の1対の作動室にそれぞ
れダイヤフラムを介在させ、該ダイヤフラムでス
コツチヨーク機構を両側で包み、しかも該ダイヤ
フラムで仕切られたピストン側およびヨーク側の
それぞれの作動室をたがいに連通したことを特徴
とする小形往復オイルレス・ガス圧縮機にある。
〔実施例〕
本発明の構成を添付図面に示す実施例にもとづ
いて説明する。
第1図は本発明の実施例における全体の側断面
図、第2図は第1図のA〜A断面図である。
本実施例の概要をいえば、窒素ガスを140Kg/
cm2に圧縮可能の3段の往復形オイルレス・ガス圧
縮機で、その駆動機構は、スコツチヨーク機構を
採用し、かつ、対向型圧縮機とし、しかも、所要
動力約100Wクラスの手提げ可能な可搬式小形圧
縮機としている。
これらの図において、1は圧縮機本体、2はモ
ータケース、3は主モータ、4は第1段および第
3段用ヘツド、5は第2段用ヘツド、6は主軸、
7は第1段ピストン、8は第1段ピストン7と一
体連接した第3段ピストン、9は第2段ピスト
ン、10は主軸6の端部に設けたスコツチヨーク
機構を示す。
主軸6は、モータ軸と兼用し、モータケース2
の側板に設けられたベアリング11と、圧縮機本
体1に設けられたローラベアリング12とで支承
され、その一方の外端に前記スコツチヨーク機構
10が装着されている。すなわち、スコツチヨー
ク機構10が片持支持に構成し、全長をコンパク
トにしている。
このスコツチヨーク機構10は次のようになつ
ている。すなわち、主軸6の先端にクランクピン
13を一体的に形成し、このクランクピン13
に、ニードルベアリング14を介してスライダ1
5が嵌挿され、このスライダ15は窓枠状のヨー
ク16内に組込まれている。このスライダ15お
よびヨーク16は、第2図において、上下に空間
を有するが、左右は密接し、クランクピン13の
偏心運動によつてヨーク16の左右に突設したロ
ツド17,18を往復動させるようにしている。
そして、これらロツド17,18には前記第1段
ピストン7および第2段ピストン9とがそれぞれ
螺着している。
ここにおいて、ヨーク16が収容されている作
動室19と、第1段ピストン7および第2段ピス
トン9が出没する作動室20および21とは、薄
膜状のダイヤフラム22および23で仕切り、ヨ
ーク16が収容された作動室19内の潤滑油を、
第1段および第2段ピストン7,9が出没する作
動室20,21に対し完全に遮断している。な
お、ヨーク16は第1図のように上下面は円弧状
に構成し、ロツド17,18、すなわち第1段ピ
ストン7および第2段ピストン9の往復動は円滑
にできるが、往復動と直角方向の移動はできない
ようにしている。
また、第2図において、24は第1段ピストン
7用の吸込弁、25は第1段ピストン7用の吐出
弁、26は、この吐出弁25とクーラ27を介し
て連結した第2段ピストン9用の吸入弁、28は
第2段ピストン9用の吐出弁、29はこの吐出弁
28とクーラ30とを介して連結した第3段ピス
トン8用の吸入弁、31は第3段ピストン8用の
吐出弁で、この吐出弁31は冷凍装置のジユール
トムソン弁32に連結し、このジユールトムソン
弁32より出た窒素ガスは第1段ピストン7用の
吸入弁24へ還流するようになつている。
また、本実施例ではスコツチヨーク機構10の
両側を包むようにダイヤフラム22,23を設け
ているが、これらのダイヤフラム22,23を挟
んで作動室19,20,21における圧力を略同
一にしてダイヤフラム22,23の圧力差による
変形を防止し、その損傷を防いでいる。すなわ
ち、第1段ピストン7の作動室20と第2段ピス
トン9の作動室21とは連通路33で連通し、互
いに交流し圧力調整を行つている。また、この連
通路33には分岐路34を設け、その一方は吸入
弁24と連通し、他方はピユーリフアイヤPを介
してスコツチヨーク機構10の近傍に開口し、圧
縮機本体1内の各部における内圧を同一に形成し
ている。
また、モータケース2と圧縮機本体1とはその
間の壁37に設けた連通孔36で連通し、潤滑油
は両者を交流するが、前記のようにピユーリフア
イヤPを介して導入された圧縮機本体1への窒素
ガスは、この壁37によつてモータケース2へは
流入しないようにしている。38は主軸6に固着
されたフライホイルで、このフライホイル38に
は厚肉ボス42およびバランス取穴39を設け、
スコツチヨーク機構10の運動のバランスをとり
ながら、フライホイル機能も果たしている。しか
も、このフライホイル38は潤滑油中に一部浸漬
して回転するので、潤滑油をかき上げて受部40
に注入し、潤滑油ポンプの機能を果たし、更に、
潤滑油の粘性でダンパの機能も果たしている。
なお、35はガス供給用の連通路、41は小形
モータ付フアンを内蔵したケースで、このフアン
によつてクーラ27,30および圧縮機本体1の
外表面を冷却している。
本実施例は以上のような構成をとるので、次の
作用をする。すなわち、圧縮機本体1に予め約2
気圧の窒素を封入し、また作動用の窒素ガスを連
通路35より供給しておく。次いで、主モータ3
を起動し、主軸6を第2図の矢印のようにO点を
中心として回転させる。この主軸6の回転によつ
てクランクピン13は偏心運動するので、スライ
ダ15の上下運動がヨーク16内の空間で行わ
れ、左右運動がヨーク16の往復運動に変換して
行われる。そのため、第1段、第3段および第2
段の各ピストン7,8,9は、各ヘツド4,5内
で往復運動を行い、第1段ピストン7より逐次窒
素ガスを圧縮して行く。第3段ピストン8を吐出
した窒素ガスは、ジユールトムソン弁32で所定
の仕事をして低圧となつて第1段ピストン7の吸
入弁24に戻る。
また、圧縮機本体1に封入された窒素ガスも、
第1段、第2段、第3段の各ピストン7,9,8
の各往復運動に伴い、ダイヤフラム22,23を
撓ませるが、作動室20と21とは連通路33で
互いに交流し合い、また、封入された窒素ガスの
他の一部は、プユーリフアイヤP(潤滑油のミス
ト等を通さない部材)を介して作動室19と連通
しているので、これら作動室は全体として略均一
な窒素ガス圧力に保持されている。
また、スコツチヨーク機構10への潤滑は、フ
ライホイル3のあき上げにより受部40を介して
行われる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、通常の往復ガス圧縮機におけ
る必要なガイドピストンをスコツチヨーク機構の
ヨークによつて代替したので、ガイドピストンの
長さだけ場所をとらず、しかも、本発明は対向型
であるので、2個以上の圧縮用ピストンについて
のガイドピストンが1個のヨークで代替でき、部
品点数を大巾に節減でき、更にコンパクトにする
ことができ、また、通常の往復動するためのクラ
ンクメカニズムにおいて、ある程度の長さを必要
とするコンロツド、およびクランクアームなども
本発明では不用となり、ヨークがガイドピストン
およびコンロツドなどの機能を兼用して、往復動
方向の長さを縮めることができるのは勿論でああ
る。これに加えて、本発明によれば、ヨークと圧
縮用ピストンとの間にダイヤフラムを介在させ、
スコツチヨーク機構の両側をダイヤフラムで包む
ようにしたので、したがつて、クランクピンとス
ライダとの間のベアリングを包むようにしたの
で、クランクピンなどに充分な潤滑油を供給して
も、完全ななオイルレス・ガス圧縮機が構成で
き、従来の往復動型のオイルレス・ガス圧縮機に
おけるように往復動方向の長さを長くすることも
なく潤滑油の油上がりを完全に防止でき、しかも
全体としてコンパクトに構成することができる。
殊に、ダイヤフラムで仕切られた、1対のピスト
ン側の作動室と1対のヨーク側の作動室が、それ
ぞれ互いに連通しているので、圧縮機作動中、ダ
イヤフラムのピストン側の作動室とヨーク側の作
動室とがそれぞれ同一圧力となり、圧力差による
ダイヤフラムの無理な変形を防止して、ひいて
は、ダイヤフラムの損傷を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における全体の側断面
図、第2図は第1図のA〜A断面図である。 6……主軸、7……第1段ピストン、8……第
3段ピストン、9……第2段ピストン、10……
スコツチヨーク機構、13……クランクピン、1
4……ニードルベアリング、15……スライダ、
16……ヨーク、17,18……ロツド、22,
23……ダイヤフラム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 駆動用主軸に設けたクランクピンにベアリン
    グを介してスライダを嵌挿し、該スライダを窓枠
    状のヨーク内で摺動自在としたスコツチヨーク機
    構であつて、該ヨークより対向状に突出したロツ
    ドに、圧縮用ピストンを固着し、対向型とした往
    復ガス圧縮機において、 前記ヨークの一側と前記圧縮用ピストンとの間
    の1対の作動室にそれぞれダイヤフラムを介在さ
    せ、該ダイヤフラムでスコツチヨーク機構を両側
    で包み、しかも該ダイヤフラムで仕切られたピス
    トン側およびヨーク側のそれぞれの作動室をたが
    いに連通したことを特徴とする小形往復オイルレ
    ス・ガス圧縮機。
JP59080808A 1984-04-21 1984-04-21 往復ガス圧縮機 Granted JPS60233379A (ja)

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