JPH04237884A - 往復動圧縮機の吐出容量調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復動圧縮機の気筒か
ら吐出される吐出気体の吐出量を、自動的かつ自在に調
整し得るようにした往復動圧縮機の吐出容量調整装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、往復動圧縮機（以下、圧
縮機という）では、その気筒から吐出される圧縮ガスの
吐出容量調整が行われているが、圧縮ガスの吐出容量調
整手段としては、例えばクリアランスポケットを有する
吐出容量調整装置が使用されており、その配設位置は一
般に気筒の上部である。

【０００３】このような吐出容量調整装置は、その断面
構成説明図の図３に示すように、遮断ピストン５５が摺
動自在に内設される調整用シリンダ５３を圧縮機（図示
省略）の気筒５１の頭部に備えており、調整用シリンダ
５３の一端側には、気筒５１の内部に連通する圧縮ガス
の流入口５４が設けられている。圧縮ガスの流入口５４
は遮断ピストン５５の一端側に付設されてなる開閉弁５
６により開閉されるようになっている。そして、調整用
シリンダ５３内における遮断ピストン５５と流入口５４
との間が、気筒５１の容積に付加されて吐出量を調整す
るクリアランスポケット５２になる。

【０００４】一方、調整用シリンダ５３の他端側にはピ
ストンロッド用孔５８を有する蓋板５７が固着されてお
り、このピストンロッド用孔５８には一端が前記遮断ピ
ストン５５に連結され、他端に雄螺子を有するピストン
ロッド５９のロッド部が摺動自在かつシ−ルを介して密
封可能に嵌合されている。

【０００５】また、蓋板５７の外側面にはストロ−ク目
盛り盤６３が設けられると共に、先端側に雌ねじを有す
る回転子６０を回転自在に支持する連結架構６１が固着
され、回転子６０の雌ねじには前記ピストンロッド５９
の雄ねじが螺着されている。また、回転子６０の外方へ
の突出部には回転ハンドル６２が固着されてなる構成に
なっている。 なお、ピストンロッド５９の長手方向に対して直交する
方向に突設されてなるものは、ストロ−ク目盛り盤６３
の目盛りを指示する指針６４である。

【０００６】以下、上記構成になる吐出容量調整装置の
作用態様を説明すると、回転ハンドル６２を回転させれ
ば、回転ハンドル６２の回転角度に応じて回転子６０を
介してピストンロッド５９がその長手方向に移動し、開
閉弁５６が流入口５４を開閉すると共に遮断ピストン５
５が移動して、クリアランスポケット５２の容積が変化
する。

【０００７】従って、開閉弁５６の開弁によって気筒５
１の容積にクリアランスポケット５２の容積が付加され
るので気筒５１の圧縮比が変化し、気筒５１から吐出さ
れる吐出ガスの吐出容量が調整されることになる。

【０００８】より詳しくは、圧縮機の圧縮ピストン（　
図示省略）　の吸込・圧縮工程に伴うガスのＰＶ線図で
ある指圧線図の図４を参照しながら説明すると、クリア
ランスポケット５２がクロ−ズの状態、つまり遮断ピス
トン５５が図における右側の位置にあって、開閉弁５６
により流入口５４が閉塞されているときには、クリアラ
ンスポケット５２の容積が気筒５１の容積に付加されず
、気筒５１の固有の容積のみとなるから、気筒５１内の
ガスは上側の水平な実線で示す吐出圧Ｐｄと、下側の水
平な実線で示す吸込圧Ｐｓのそれぞれの両端を湾曲実線
で結んだ膨張線に沿って膨張する。

【０００９】次いで、ガス吸込み終了に次ぐ圧縮工程に
おいて、気筒５１内のガスは周知の圧縮線に沿って吐出
圧Ｐｄになるまで圧縮されると共に、吐出されるという
周知のサイクルに沿って変化する。

【００１０】一方、クリアランスポケット５２がオ−プ
ンの状態、つまり遮断ピストン５５が図における左側の
位置に移動して、流入口５４が開閉弁５６により開放さ
れているときには、気筒５１の固有の容積にクリアラン
スポケット５２の容積が付加されるので、気筒５１によ
るガスの吸込量が減少し、前記湾曲実線の内側の湾曲破
線に沿って圧縮される。つまり、気筒５１によるガスの
吸込量を調整することにより、気筒５１から吐出される
吐出ガスの吐出量を調整するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した構成になる従
来の吐出容量調整装置はそれなりに有用であるが、操作
性やその振動の発生に伴う信頼性等の点において解決す
べき課題があった。即ち、このような従来の吐出容量調
整装置は、作業者等の人力によって回転ハンドルを回転
させて容量調整ピストンを作動させる構成であるため、
圧縮ガスの圧力が高圧の場合には回転ハンドルが重くな
り、極めて操作性が悪るいのに加えて、操作上の制限か
ら、調整用シリンダの内径を大径にすることができず、
必然的に小径かつ長くなる結果、振動することによって
その信頼性が低下してしまうという問題も生じていた。 従って、本発明は操作性が良く、しかも従来に比較して
信頼性の高い圧縮機の吐出容量調整装置の提供を目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記実情に鑑み
てなされたものであって、従って本発明に係る圧縮機の
吐出容量調整装置の構成は、圧縮機の気筒の頭部に配設
され、該気筒内の圧縮気体の流入口を遮断しかつ開放す
る開閉弁を備え、該開閉弁に付設される遮断ピストンに
より区切られるクリアランスポケットを備えてなる圧縮
機の吐出容量調整装置において、前記遮断ピストンの反
開閉弁側に連結体を介して設けられる制御ピストンと、
該制御ピストンが摺動自在に嵌合され、制御ピストンの
反連結体側に連通する制御気体の供給ポ−トを有する制
御シリンダと、該供給ポ−トに制御気体供給管を介して
圧縮気体を供給する気体圧調圧自在な気体供給装置とか
らなることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明に係る圧縮機の吐出容量調整装置によれ
ば、遮断ピストンの反開閉弁側に連結体を介して設けら
れる制御ピストンと、該制御ピストンが摺動自在に嵌合
され、制御ピストンの反連結体側に連通する制御気体の
供給ポ−トを有する制御シリンダと、該供給ポ−トに制
御気体供給管を介して圧縮気体を供給する気体圧調圧自
在な気体供給装置とからなる構成になっているので、気
体供給装置により調圧した圧縮気体を制御気体供給管を
介して制御シリンダに供給することによって、連結体を
介して遮断ピストンが作動されると共に、開閉弁が開閉
される。

【００１４】

【実施例】本発明の吐出容量調整装置に係る一実施例を
、空気圧制御回路を含むその模式的構成説明図の図１と
、指圧線図の図２とを参照しながら以下に説明する。 吐出容量調整装置は図１に示すように、圧縮機（図示省
略）の頭部に設けられる吐出容量調整装置本体ＣＶと、
空気制御回路ＡＳとからなっている。

【００１５】先ず、吐出容量調整装置のうちの吐出容量
調整装置本体ＣＶを説明すると、図中に示す符号１は圧
縮機（図示省略）の気筒であって、この気筒１の頭部に
は後述する構成になる吐出容量調整装置本体ＣＶが配設
されている。

【００１６】即ち、同図における気筒１の頭部には、ク
リアランスポケット２を構成しかつ底部に気筒１の内部
に連通する圧縮ガスの流入口３を備えると共に、その中
間部の内径が底部付近と上部開口部付近との内径よりも
大径の有底孔１ｈが設けられ、この有底孔１ｈの底側に
は前記流入口３を遮断しかつ開放する開閉弁としてのア
ンロ−ダバルブ４が設けられ、これはその外縁付近の上
面が有底孔１ｈに嵌着されてなる円筒体５の下端面の当
接により固定されている。この円筒体５にはその内部か
ら外部に連通するガス流通孔５ｈが設けられている。

【００１７】また、有底孔１ｈの上部開口部は、径方向
の中心に遮断ピストン６が嵌合されるピストン用孔７ｈ
を有するバルブキャップ７のインロ−部が嵌着されるこ
とによりボルト等による機械的固着手段により気筒１の
頭部に固着されている。

【００１８】そして、前記遮断ピストン６の両端面の径
方向の中心には、下部ロッド６ｂと上部ロッド６ａとが
突設されている。下部ロッド６ｂの下端部には前記アン
ロ−ダバルブ４を開閉し、かつ所定の範囲を昇降自在に
摺動するバルブディプレッサ８（上昇でアンロ−ダバル
ブ４開、下降でアンロ−ダバルブ４閉）が固着され、ま
た上部ロッド６ａの先端側には制御ピストン９が固着さ
れている。

【００１９】さらに、バルブキャップ７の上には制御ピ
ストン９を収容する制御シリンダ１０が、ボルト等の機
械的手段により固着されている。なお、制御シリンダ１
０の上側内面と制御ピストン９との間に介装されてなる
ものはコイルバネｓである。また、制御シリンダ１０の
上端面には制御空気の供給ポ−トＰｉ　が、下側よりの
側面にはベントポ−トＰｖ　がそれぞれ設けられている
。

【００２０】次に、同図に基づいて制御空気を供給する
空気圧制御回路ＡＳを説明すると、同図に示す符号１１
は７Ｋｇｆ　／ｃｍ２　の空気圧を供給する空気供給源
であり、この気供給源１１から７　Ｋｇｆ／ｃｍ２　の
空気圧を１．４　Ｋｇｆ／ｃｍ２　に減圧する第１減圧
弁１２が介装されてなる空気供給配管１３が周知の構成
の電空変換器１４に連通している。

【００２１】この電空変換器１４は、手動電流設定器１
５から４〜２０ｍＡの電流が供給されることにより、上
記空気供給配管１３を介して供給される１．４　Ｋｇｆ
／ｃｍ２　の空気圧を供給電流に応じて０．２〜１．０
　Ｋｇｆ／ｃｍ２　に調圧して出力するものである。

【００２２】調圧空気の出力は、調圧空気供給管１６を
介してブ−スタ１７に連通しており、そしてこのブ−ス
タ１７には、前記空気供給配管１３の空気供給源１１と
第１減圧弁１２との途中において、７　Ｋｇｆ／ｃｍ２
　の空気圧を５　Ｋｇｆ／ｃｍ２　に減圧する第２減圧
弁１８が介装されてなる分岐管１９が分岐して連通して
いる。

【００２３】一方、上記ブ−スタ１７から制御シリンダ
１０の供給ポ−トＰｉ　には制御空気供給管２０が連通
している。つまり、調圧空気供給管１６をとおして０．
２〜１．０　Ｋｇｆ／ｃｍ２　の調圧空気の、また分岐
管１９を通して５　Ｋｇｆ／ｃｍ２　の減圧空気の供給
を受けるブ−スタ１７は、０．６〜３　Ｋｇｆ／ｃｍ２
　の制御空気を制御空気供給管２０をとおして制御シリ
ンダ１０に供給する構成になっている。

【００２４】以下、上記構成になる吐出容量調整装置の
作用態様を説明すると、空気供給源１１から供給された
圧縮空気は、第１減圧弁１２、電空変換器１４、第２減
圧弁１８、ブ−スタ１７を介して最終的に０．６〜３　
Ｋｇｆ／ｃｍ２　の範囲の圧力に調整された制御空気と
なって制御空気供給管２０をとおして制御シリンダ１０
に供給される。

【００２５】この制御空気の圧力は制御ピストン９を下
方に押下げようとする一方、クリアランスポケット内の
ガス圧は遮断ピストン６を上方に押上げようとする。こ
こで、制御ピストン９の断面積をＡ９　、制御シリンダ
１０に供給される制御空気圧をＰＣ　とし、遮断ピスト
ン６の断面積をＡ６　、クリアランスポケット２内のガ
ス圧をＰとすれば、制御ピストン９の押下力ＦＣ　は、
ＦＣ　＝Ａ９　×ＰＣ　となり、また遮断ピストン６の
押上力Ｆは、Ｆ＝Ａ６　×Ｐとなるから、これら力ＦＣ
　とＦとの大小によってアンロ−ダバルブ４の開閉が行
われる。

【００２６】つまり、Ｆ＞ＦＣ　の場合にはアンロ−ダ
バルブ４が閉弁される一方、Ｆ＜ＦＣ　の場合にはアン
ロ−ダバルブ４が開弁される。このことは、気筒１内の
圧縮ガスの圧力の如何を問わず、制御空気圧ＰＣ　を変
化させることにより、アンロ−ダバルブ４を開閉し得る
ことを示唆するものである。

【００２７】従って、Ｆ＜ＦＣ　でアンロ−ダバルブ４
が開弁されているときはクリアランスポケット２の容積
が気筒１の容積のクリアランスとして働き、Ｆ＞ＦＣ　
でアンロ−ダバルブ４が閉弁されているときは気筒１の
容積に付加されないからクリアランスとしての働きをし
ないことになる。

【００２８】このようなクリアランスポケット２の働き
を、縦軸に圧力を横軸に圧縮ガスの容量をとって示す図
２を参照しながら説明すると、同図において、気筒１に
よるガスの吸込圧力をＰｓ　、気筒１からの吐出圧力を
Ｐｄ、Ｐｓ　とＰｄ　の間の圧力がＰａ　で、かつＰａ
　＝ＰＣ　（Ａ９　／Ａ６　）であるとすると、圧縮ピ
ストン（図示省略）の下降始めからストロ−クの途中の
間で気筒１内の圧力がＰｄ　〜Ｐａ　のときは、アンロ
−ダバルブ４が閉弁されているので、クリアランスポケ
ット２の容積が気筒１の容積に付加されず、気筒１内の
ガスは１００％負荷時の実線で示す膨張線（同図中の■
→■）に沿って膨張する。

【００２９】さらに、圧縮機の圧縮ピストンが下降し続
けて気筒１内の圧力がＰａ　〜Ｐｓ　のときには、アン
ロ−ダバルブ４が開弁されて気筒１の容積にクリアラン
スポケット２の容積が付加されるので、気筒１内のガス
は破線で示す１００％負荷時の場合より緩やかな実線で
示す膨張線（同図中の■→■）に沿って膨張し、気筒１
に設けられた吸込弁（図示省略）の開くタイミングが遅
れ、タイミング遅れにより気筒１による圧縮するガスの
吸込量が減少する。

【００３０】圧縮するガスの吸込終了に次いで圧縮ピス
トンが圧縮工程にはいるが、気筒１内のガスの圧力がＰ
ａ　〜Ｐｓ　のときにはアンロ−ダバルブ４が開弁され
ているので、気筒１内のガスは破線で示す１００％負荷
時の場合よりも緩やかな実線で示す圧縮線（同図中の■
→■）に沿って圧縮される。

【００３１】さらに、気筒１内のガスの圧縮が続けられ
、気筒１内のガスの圧力がＰａ　以上になると、遮断ピ
ストン６に作用する圧力の増大によりアンロ−ダバルブ
４が閉弁されるので気筒１の容積に対するクリアランス
ポケット２の容積の付加がなくなり、気筒１内のガスは
破線で示す１００％負荷時の圧縮線と平行な実線で示す
圧縮線（同図中の■→■）に沿ってガス圧がＰｄ　にな
るまで圧縮される。

【００３２】この場合、ガスの吸込量が少なくなってい
るので、１００％付加の場合よりも気筒１の圧縮ガスの
吐出弁（図示省略）の開くタイミングが遅れ、気筒１か
ら吐出される圧縮ガスの吐出量が減少することとなる。

【００３３】以上の説明から良く理解されるように、気
筒数の如何を問わず制御空気圧ＰＣ　を変化させること
により、気筒１から吐出される圧縮ガスの吐出量を自動
的かつ自在に調整し得るのに加えて、従来の吐出容量調
整装置のように人力に頼る必要がないから制御シリンダ
１０の径の大径化による長さの短縮も可能になる結果、
操作性の悪るさや調整用シリンダの長さの故の振動とい
うような解決すべき課題を確実に解決することができた
。

【００３４】なお、上記吐出容量調整装置の実施例は本
発明の一具体例にすぎず、従って上記実施例によって本
発明に係る技術的思想の範囲が限定されるものではない
。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る圧縮
機の吐出容量調整装置によれば、遮断ピストンに連結体
を介して設けられるピストンと、該ピストンが摺動自在
に嵌合されるシリンダと、該シリンダの反連側のポ−ト
にガス供給管を介して圧縮ガスを供給するガス圧調整自
在なガス供給装置とからなる構成になっている。

【００３６】故に、ガス供給装置により調圧した圧縮ガ
スをガス供給管を介してシリンダに供給することにより
、連結体を介して遮断ピストンが作動され、開閉弁が開
閉されると共に、気筒の容積に対するクリアランスポケ
ットの容積の付加が自動的にしかも自在に行えるので、
従来の吐出容量調整装置のように作業者等の人力による
操作が不必要になり、またシリンダの径の大径化による
長さの短縮も可能になる結果、従来の吐出容量調整装置
で問題となっていた操作性の悪るさや振動というような
不具合を解消することができ、吐出容量調整装置に対す
る操作性と信頼性の向上とに対して極めて多大な効果を
期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る空気圧制御回路を含む吐
出容量調整装置の一部側面断面構成説明図である。

【図２】本発明の実施例に係る吐出容量調整装置による
圧縮ガスの指圧線図である。

【図３】従来の吐出容量調整装置の断面構成説明図であ
る。

【図４】従来の吐出容量調整装置による圧縮ガスの指圧
線図である。

【符号の説明】

１…圧縮機の気筒、１ｈ…有底孔、２…クリアランスポ
ケット、３…圧縮ガスの流入口、４…アンロ−ダバルブ
、５…円筒体、５ａ…ガス流通孔、６…遮断ピストン、
６ａ…上部ロッド、６ｂ…下部ロッド、７…バルブキャ
ップ、７ｈ…遮断ピストン用孔、８…バルブディプレッ
サ、９…制御ピストン、１０…制御シリンダ、１１…空
気供給源、１２…第１減圧弁、１３…空気供給管、１４
…電空変換器、１５…手動電流設定器、１６…調圧空気
供給管、１７…ブ−スタ、１８…第２減圧弁、１９…分
岐管、２０…制御空気供給管、ＡＳ…空気圧制御回路、
ＣＶ…吐出容量調整装置本体、Ｐｉ　…供給ポ−ト、Ｓ
…コイルバネ、Ｐａ　…吸込圧、ＰＣ　…制御空気圧、
Ｐｄ　…吐出圧、Ｐｖ　…ベントポ−ト、Ａ６　…遮断
ピストンの断面積、Ａ９　…制御ピストンの断面積。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】往復動圧縮機の気筒の頭部に配設され、該
   気筒内の圧縮気体の流入口を遮断しかつ開放する開閉弁
   を備え、該開閉弁に付設される遮断ピストンにより区切
   られるクリアランスポケットを備えてなる往復動圧縮機
   の吐出容量調整装置において、前記遮断ピストンの反開
   閉弁側に連結体を介して設けられる制御ピストンと、該
   制御ピストンが摺動自在に嵌合され、制御ピストンの反
   連結体側に連通する制御気体の供給ポ−トを有する制御
   シリンダと、該供給ポ−トに制御気体供給管を介して圧
   縮気体を供給する気体圧調圧自在な気体供給装置とから
   なることを特徴とする往復動圧縮機の吐出容量調整装置
   。