JPH08270564A - 往復圧縮機の潤滑油消費量低減方法並びに構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給油式往復圧縮機の一段多気筒のシリンダ、
ピストンの隙間からのオイル上がりを最小限にして、ク
ランクケース内の潤滑油消費量を低減し、フィルタ詰り
や、ブローバイガス量の増大があっても長期的に安定し
た性能と、潤滑油消費量低減となる圧縮機を得ることを
目的とする。 【構成】 一段多気筒圧縮機の吸込通路を連通して同圧
力とし、ブローバイガス等で変動するクランクケース内
圧力と、吸込通路内圧力を、逆止弁を持つブリーザセッ
ト、導入管を介して連通し、吸込み行程時の、クランク
ケース内圧力と、吸込通路内圧力との平均圧力差が５０
０ｍｍＡｑ以下になる導入通路とした往復圧縮機の潤滑
油消費量低減の方法並びに構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給油式往復空気圧縮機
における潤滑油消費量を低減するために、前記圧縮機に
付加する構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】給油式往復空気圧縮機は、クランクケー
ス内の潤滑油を、クランク軸の回転によって、潤滑油を
掻き揚げ、飛沫にして圧縮機のシリンダに潤滑油を供給
して、該シリンダとピストンの摺動面に油膜を形成して
摺動面の潤滑性を保持している。この給油式往復空気圧
縮機において、飛沫で給油された潤滑油が圧縮機のピス
トン作動によって摺動面からピストン上部のシリンダ室
内に浸入するオイル上がり現象がある。該オイル上がり
現象は、圧縮空気中にオイルが混入することから望まし
いことではない。特にスプレー塗装等の噴霧化するため
に使われる圧縮空気に油が混入すると塗装上の重大な欠
陥となる。勿論、圧縮機から吐出した空気を油水分離器
を介して、油水を分離した空気が使用されるものである
が、圧縮空気中に混入する油分が多ければ油水分離器の
能力の高いものにしなければならない問題がある。ま
た、オイル上がりが多い場合、クランクケース内に貯溜
されている潤滑油が消費され、潤滑油を頻繁に補給しな
ければならない問題と、潤滑油量の管理が大変となる問
題をもっている。したがって、圧縮機におけるオイル上
がり量の大小は圧縮機の性能を左右する大きな要因の一
つとなっている。

【０００３】一つの従来例として、往復圧縮機では、ピ
ストン作動時シリンダ周壁から漏洩するブローバイ現象
がある。このブローバイ現象により、クランクケース内
の空気圧力が徐々に高くなる現象がある。ブローバイガ
ス量は、長期間の運転によるピストンリングやシリンダ
の磨耗によって増加する傾向をもっている。該ブローバ
イガスを排気するためにクランクケースには通常排気の
ためのブリーザが設けられている。そしてブリーザは圧
縮機運転時クランクケース内に充満している飛沫オイル
が直接排出されないための逆止弁機構，フィルタ、また
は迂回路等を設けて回避している。しかし、微細なオイ
ル粒子は、前記逆止弁等の機構では飛散防止が完全では
なく、僅かのオイルは外気に排出され、圧縮機回りや、
大気を汚染する問題となっている。このことから、ブリ
ーザから排出される微細なオイル粒子を外気に排出しな
いために、圧縮機のいずれかのシリンダの吸込通路に細
い導入管を付設して吸気中に混入させる方法がとられて
いる。これらの方法は、実公昭５３ー２５８４７，実開
昭５４ー９５９１１によって公知のものである。

【０００４】また他の従来例として、本出願人の出願に
なる実開昭５７ー１６０９７５，実開昭５７ー１８４２
８６に示されるもので、圧縮機のピストン作動で、ピス
トン下降の吸気時は吸込通路は負圧となり、逆にクラン
クケース内圧力はピストンの下降によって高くなる傾向
をもっている。吸込み側が負圧になるとき、クランクケ
ース内圧力が高くなることを利用して、クランクケース
内で高くなった空気を吸込通路に補給することによって
圧縮効率を高めるために、クランクケースから吸込み通
路に連通する導入管を付設している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】給油式往復圧縮機のピ
ストン、シリンダの隙間からのオイル上がりによる潤滑
油消費量の増大がピストン作動、ブローバイガス量、ブ
リーザセットの空気抵抗等の作用によるクランクケース
内上昇圧力と、吸込み側の吸込みフィルタの塵埃の詰り
等による負圧上昇、吸込弁の空気抵抗等によるシリンダ
内の吸込行程時の負圧との、圧力差がオイル上がりにも
っとも大きな要因であることが発見された。すなわち、
シリンダ内の圧力が負圧でクランクケース内圧力が高い
場合、シリンダ周壁に油膜となっているオイルは、圧力
差によって上部に押し上げられることによって、オイル
上がりが増大している。このことから、オイル上がりを
減少させるためには、シリンダ内圧力がクランクケース
内圧力よりも高くするか、または同圧力にすることで、
オイル上がりを極端に少なくすることができることが実
験によって明らかとなった。しかし、吸込み時クランク
ケース内圧力をシリンダ内圧力より低くすることは、他
の動力使わない限り困難である。そこで、吸込通路内圧
力と、クランクケース内圧力が同圧力か、またはオイル
上がりを最少限にする僅少の圧力差内に収めようとする
もので、特に長期間運転する圧縮機が吸込口のフィルタ
の詰り等によって吸込通路の負圧が増大した場合や、ピ
ストンリングやシリンダの磨耗によるブローバイガス量
が増大した場合にあっても、クランクケース内圧力と吸
込行程時の吸込通路内圧力との圧力差が長期的に僅少差
内に収まるようにして潤滑油消費量が長期安定的に一定
にすることを目的とするものである。

【０００６】また、多気筒圧縮機の場合、一気筒のみを
前記僅少圧力差内にしても、他の気筒からのオイル上が
りがあれば無意味となる。したがって、一段圧縮が多気
筒の場合は、吸込口を連通して、各吸込通路が常に同圧
力であるような構成にして前記目的を得ようとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、給油式往復空
気圧縮機において、クランクケース内に蓄積するブロー
バイガスを排気するためのブリーザを設け、該ブリーザ
からの排気ガスを圧縮機の吸込通路に連通する導入管を
設けるとき、潤滑油消費量低減のために、圧縮機の吸込
行程時に、クランクケース内圧力と、シリンダカバー吸
込通路内圧力との平均圧力差が、長期安定的に、水柱５
００ｍｍＡｑ以下に維持できる、導入通路とした往復圧
縮機の潤滑油消費量低減方法並びに構造であって、給油
式多気筒往復空気圧縮機においては、多気筒シリンダの
吸込通路を互いに連通して、多気筒シリンダカバー内の
吸込圧力が同圧力となるようにし、前記同圧力となった
吸込通路内圧力とクランクケース圧力との平均圧力差
が、前記圧力差以下に維持できる導入通路としたもので
ある。

【０００８】また、給油式二段往復空気圧縮機において
は、低圧側シリンダの吸込側通路に連通する導入管を設
けるとき、低圧側の一段多気筒の吸込口を連通して同圧
力とし、前記吸込通路内圧力と、クランクケース内圧力
との平均圧力差が、長期安定的に、水柱５００ｍｍＡｑ
以下に維持できる導入通路とした往復圧縮機の潤滑油消
費量低減方法並びに構造である。

【０００９】また、圧縮機のクランクケース内に蓄積す
るブローバイガスを排気するためのブリーザセットを介
して吸込通路に連通する導入管を設けるとき、該ブリー
ザセットは、クランクケース内の飛沫油が直接吸込通路
に混入しないための逆止弁等を内臓し、ブリーザセット
内の流路の空気抵抗を含んで、前記平均圧力差が、水柱
５００ｍｍＡｑ以下の制限圧力差内で作動するブリーザ
セットである往復圧縮機の潤滑油消費量低減方法並びに
構造である。

【００１０】

【作用】往復圧縮機の潤滑油消費量が時間と共に増大し
ていくことが、単にシリンダや、ピストンリングの磨耗
によるものでなく、基本となる原因が吸込み側負圧とク
ランクケース内圧力の圧力差に起因することが発見され
たことから、その圧力差の要因が、一つは吸込み側負圧
が、吸込口フィルタが時間とともに通気性が落ち、吸込
み負圧力が高くなることがある。他の一つは長期運転に
よって、シリンダ，ピストンリングからのブローバイガ
ス量が増加し、クランクケース内圧力が初期より高くな
ることが挙げられる。そして、ピストン，シリンダから
のオイル上がり現象は、圧縮機の吸込行程時に最も多
く、その原因がシリンダ内圧力とクランクケース内圧力
との圧力差が最も高くなることによるものである。した
がって、クランクケース内圧力を、シリンダ内圧力より
同圧力かあるいは、低くすることでオイル上がりを押さ
えることが可能となるが、吸込み負圧よリクランクケー
ス内圧力を低くすることは困難である。そのため、本発
明では、クランクケース内圧力を、吸込み側負圧と長期
安定的に同圧力かまたは、最小限の圧力差内にとどめる
ことによって、オイル上がりを最小限にし、潤滑油消費
量を低減するものである。

【００１１】同圧力かまたは最小限の圧力差である水柱
５００ｍｍＡｑ以下の圧力差にとどめるために、クラン
クケースに取付けられるブリーザセットから、圧縮機の
シリンダヘッドの吸込通路に導入管を配設し、導入管の
径を十分な太さにすることである。また、クランクケー
ス内の飛沫油が直接排出されないための逆止弁を備えた
ブリーザセットが、もし、空気抵抗が高ければ、前記圧
力差を高くする要因となる。元来飛沫油が排出しないた
めの逆止弁はその抵抗が高いほど飛沫油の排出の防止効
果が高くなる傾向があるわけで前記圧力差とは矛盾する
ものである。前記十分な太さの導入管と逆止弁を備えた
ブリーザセットの吸込通路への導入通路の空気抵抗を最
小限に押さえて、クランクケース内圧力と吸込み負圧と
の平均圧力差が水柱５００ｍｍＡｑ以下になる導入通路
としたものである。このことによって、吸込みフィルタ
が目詰りを起こして吸込み負圧が高くなっていった場合
も、ブローバイガス量が増加した場合でも、クランクケ
ース内圧力と吸込み側圧力の平均圧力差が水柱５００ｍ
ｍＡｑ以下に押さえられ、長期安定的に潤滑油の消費量
が一定に押さえられるものである。

【００１２】また、多気筒圧縮機の場合、各気筒にそれ
ぞれ吸込みフィルタが設けられているのが一般的であ
る。ところが本発明では、その目的がクランクケース内
圧力と吸込み負圧の圧力差を無くすことにあるので、一
気筒のみを同圧力としても無意味である。そこで多気筒
圧縮機にあっては、多気筒の吸込通路を連通して同圧力
にすることを前提条件にするものである。吸込通路を連
通する手段は、他にも散見することができるが、吸込口
を減らして原価低減を図る等全く目的を別にするもので
ある。

【００１３】二段圧縮機にあっては、高圧側のシリンダ
は、常に数気圧の圧力が加えられていて、クランクケー
ス内圧力よりシリンダ内圧力が高いことからオイル上が
りの現象は殆どみられない。したがって低圧側シリンダ
のみ前記手段を実施すればよい。但し、低圧側が多気筒
になっている場合は、一段多気筒圧縮機の場合と同様
に、吸込通路を連通する手段を必要とするものである。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に
説明する。各図において同一構成要素は同一符号を付し
て説明する。図１は二気筒Ｖ形往復圧縮機の側面図であ
る。図において、１はクランクケース、２，２ａはクラ
ンクケース１にＶ形に配設されるシリンダ、３，３ａは
シリンダカバー、４は吸込口で、シリンダカバー３，３
ａを同圧力にするための連結管５が配設さている。連結
管５は吸込み時の空気抵抗を受けない十分な太さで連結
されている。６はブローバイガスによって上昇するクラ
ンクケース内圧力を排気するためのブリーザセットで、
該ブリーザセット６から導入管７を介して、シリンダカ
バー３ｂ側の吸込通路に連通されている。該連通は、シ
リンダカバー３，３ｂいずれでも同じ効果であることは
勿論である。９はファンで発生させた冷却風をシリンダ
２，２ａに案内する樹脂性のカバーである。

【００１５】上記構成によって、クランクケース１の内
圧力は、ブリーザセット６、導入管７によって吸込通路
に連通されることにより、クランクケース内圧力と吸込
通路内圧力の平均圧力差は、略同圧力か、僅かクランク
ケース側が高い水柱５００ｍｍＡｑ以下に押さえられ
る。

【００１６】図２は、ブリーザセット６、導入管７によ
ってクランクケース１から吸込通路に連結する導入通路
の詳細断面図である。ブリーザセット６は、逆止弁６ａ
を収納し、クランクケース１に取付けるためのジョイン
ト６ｃがあり、ジョイント６ｃの上に、逆止弁押さえ６
ｂを挟設して導入管７を接合する蓋６ｄがジョイント６
ｃにねじ込まれている。導入管７は、エルボユニオン８
を介して吸込口ジョイント１０に連結されている。上記
構成で、クランクケース１内の飛沫油の吸込通路側への
排出は逆止弁と逆止弁押さえによって防止され、ブリー
ザセット６内の流路抵抗は導入管内の流路抵抗も含めて
水柱５００ｍｍＡｑ以下の最小値に押さえられている。

【００１７】図３は、本発明を実施する往復圧縮機の全
体構成を示す断面図である。クランク軸１１の回転によ
って、クランクケース１内の潤滑油は掻きあげられ、飛
沫となってクランクケース１内に充満している。飛沫と
なった潤滑油は連接棒１２を介して上下するピストン１
３の摺動面に供給されて潤滑が保持されている。ピスト
ン１３の上昇時ピストン、シリンダの隙間からのブロー
バイガスがクランクケース１内に浸入する。また、下降
時はピストン１３の下降に伴ってクランクケース１内圧
は高まる。そしてピストン下降時が吸込み側負圧力と、
クランクケース１内圧力との圧力差が最も高くなるもの
であるが、クランクケース１の上部に明けられた導入通
路孔１ａからブリーザセット６、導入管７、およびエル
ボユニオン８を介して吸込通路と連通することにより、
吸込通路内圧力とクランクケース内圧力が平均化され、
その平均圧力差が略近似となることによってオイル上が
りが防止される。

【００１８】図４は、給油式二段往復圧縮機の側面図
で、二本の低圧側シリンダ１０２，１０２ａがそれぞれ
中間冷却器１１１，１１１ａ、オイルセパレータ１１３
を介して高圧側シリンダ１１２に導入される。そして低
圧側シリンダ１０２，１０２ａは、吸込み負圧を同圧力
にするための連結管１０５を付設し、一個の吸込口１０
４から大気が吸気される。クランクケース１０１からク
ランクケース内圧力と吸込通路内圧力を水柱５００ｍｍ
Ａｑ以下にするための、図示されない、前記ブリーザセ
ット、導入管１０７、およびエルボユニオン１０８を介
して連結されている。以上の構成において、オイル上が
りの主要因となる二個の低圧側のシリンダヘッド内の吸
込通路圧力は、クランクケース内圧力との平均圧力差が
水柱５００ｍｍＡｑ以下に維持され、長期に安定したピ
ストン、シリンダへのオイル供給となり、オイル上がり
がなくなり、潤滑油消費量も低減し、長期運転にも安定
した性能が維持できるものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、給油式往復圧縮機の一段多気
筒の吸込通路を集合連通して同圧力とし、クランクケー
ス内の圧力を、ブリーザセット、導入管を介して連通し
て、クランクケース内の圧力変動を吸込通路内圧力と連
動させ、平均圧力差を水柱５００ｍｍＡｑ以下にして、
ピストン、シリンダの隙間からのオイル上がりを最小限
に押さえることによって、潤滑油消費量低減の効果が得
られる。

【００２０】また、平均圧力差水柱５００ｍｍＡｑ以下
にするために、逆止弁を持つブリーザセットの空気抵抗
を飛沫オイルの排出しない範囲で少なくし、導入管太さ
を従来より太くして抵抗を少なくしたことによって、圧
縮機の長期運転によるブローバイガス量の増加や、吸込
口が塵埃等によって詰まって、吸込み負圧が高くなった
場合においても、平均圧力差が僅少になっているので、
オイル上がりが少なく、長期に安定した圧縮機の性能を
維持することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二気筒Ｖ形往復圧縮機の側面図であ
る。

【図２】本発明の導入通路を示す詳細断面図である。

【図３】本発明を実施する給油式往復圧縮機の要部断面
図である。

【図４】本発明の給油式二段往復圧縮機の側面図であ
る。

【符号の説明】 １ クランクケース ２，２ａ シリンダ ３，３ａ シリンダカバー ４ 吸込口 ５ 連結管 ６ ブリーザセット ７ 導入管 ８ エルボユニオン １０２，１０２ａ シリンダ １０３，１０３ａ シリンダカバー １０５ 連結管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給油式往復空気圧縮機において、クラン
   クケース内に蓄積するブローバイガスを排気するための
   ブリーザを設け、該ブリーザからの排気ガスを圧縮機の
   吸込通路に連通する導入管を設けるとき、潤滑油消費量
   低減のために、圧縮機の吸込行程時に、クランクケース
   内圧力と、シリンダヘッド吸込通路内圧力との平均圧力
   差が、長期安定的に、水柱５００ｍｍＡｑ以下に維持で
   きる、導入通路とした往復圧縮機の潤滑油消費量低減方
   法並びに構造。
2. 【請求項２】 給油式多気筒往復空気圧縮機において、
   クランクケース内に蓄積するブローバイガスを排気する
   ためのブリーザを設け、該ブリーザからの排気ガスを圧
   縮機の吸込通路に連通する導入管を設けるとき、潤滑油
   消費量低減のために、多気筒シリンダの吸込通路を互い
   に連通して、多気筒シリンダヘッド内の吸込圧力が同圧
   力となるようにし、前記同圧力となった吸込通路内圧力
   とクランクケース圧力との平均圧力差が、圧縮機の吸込
   行程時に、長期安定的に、水柱５００ｍｍＡｑ以下に維
   持できる導入通路とした往復圧縮機の潤滑油消費量低減
   方法並びに構造。
3. 【請求項３】 給油式二段往復空気圧縮機において、低
   圧側シリンダの吸込側通路に連通する導入管を設けると
   き、前記吸込通路内圧力と、クランクケース内圧力との
   平均圧力差が、長期安定的に、水柱５００ｍｍＡｑ以下
   に維持できる導入通路とした請求項１および２記載の往
   復圧縮機の潤滑油消費量低減方法並びに構造。
4. 【請求項４】 圧縮機のクランクケース内に蓄積するブ
   ローバイガスを排気するためのブリーザセットを介して
   吸込通路に連通する導入管を設けるとき、該ブリーザセ
   ットは、クランクケース内の飛沫油が直接吸込通路に混
   入しないための逆止弁等を内臓し、ブリーザセット内の
   流路の空気抵抗を含んで、前記平均圧力差が、水柱５０
   ０ｍｍＡｑ以下の制限圧力内で作動するブリーザセット
   である請求項１，２，３記載の往復圧縮機の潤滑油消費
   量低減方法並びに構造。