(57)【要約】【課題】多気筒１段圧縮機において、配管構造を変更することで組付性の向上、メンテナンスの容易化を図り、圧縮気体の冷却効果も高められるようにする。【解決手段】＃１圧縮部１〜＃４圧縮部４を備えた４気筒１段圧縮機において、＃１圧縮機１と＃４圧縮機４とを＃１管路４１で接続し、＃２圧縮部２と＃４圧縮部４とを＃２管路４２で接続し、＃３圧縮部３と＃４圧縮部４とを＃３管路４３で接続する。＃１圧縮部１〜＃３圧縮部３でそれぞれ圧縮した圧縮気体を＃４圧縮部に送り込み、ここで＃４圧縮部４で圧縮した圧縮気体と合流して外部に吐出する。従来配管のように途中で管路を合流させる必要がなくなり、組付性が向上し、メンテナンスが容易となる。又、管路が長くなり、圧縮気体の冷却効果を高めることができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部とそれ以外の圧縮部とを管路でそれぞれ接続し、前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ単独で前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造。
【請求項２】
複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部以外の１つの圧縮部に吐出部を２箇所設け、このうち１箇所の吐出部と他の圧縮部とを管路で接続し、当該他の圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、更に残り１箇所の吐出部と他の残りの圧縮部とを管路で接続し、当該他の残りの圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、前記吐出部を２箇所設けた圧縮部を起点として２系統の管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造。
【請求項３】
複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、１つの連続する管路を設け、この管路に特定の圧縮部及び特定の圧縮部以外の圧縮部における吐出部をそれぞれ接続し、この管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、気体を吸入し圧縮する圧縮機は種々の形態のものが知られている。この中で、複数の圧縮部を備えた多気筒型の圧縮機があり、例えば４つの圧縮部が十字型に配置され、対向する２つの圧縮部のピストンが一方のヨークの両端部に同一線上に位置して取り付けられ、他の対向する２つの圧縮部のピストンが前記一方のヨークと９０度位相をずらして位置付けられた他方のヨークの両端部に同一線上に位置して取り付けられ、電動機により軸回転するクランクシャフトに設けられたクランクピンにより前記２つのヨークを直交方向に位相を９０°ずらして往復動させ、これらのヨークを介してそれぞれ直交方向をなして同一線上に位置して取り付けられている前記ピストンをシリンダ内で往復動させ、４つの圧縮部にてそれぞれ気体を圧縮するように構成したものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８２３３２号公報
【０００４】
このような多気筒型圧縮機は、１段圧縮方式と多段圧縮方式とがある。上記４気筒の場合で説明すると、１段圧縮方式では＃１圧縮部で圧縮した圧縮気体と、＃２圧縮部で圧縮した圧縮気体とを管路にて合流して＃４圧縮部のシリンダヘッド内に送り込むと共に、＃３圧縮部で圧縮した圧縮気体を管路にて前記＃４圧縮部のシリンダヘッド内に送り込み、更に＃４圧縮部で圧縮した圧縮気体をシリンダヘッド内に排出し、＃１圧縮部〜＃４圧縮部からの圧縮気体をすべて合流させた後、＃４圧縮部の吐出部から吐出する。
【０００５】
一方、多段圧縮方式では＃１圧縮部で圧縮した圧縮気体を＃２圧縮部に送り込んで圧縮し、この圧縮気体を＃３圧縮機に送り込んで更に圧縮し、この圧縮気体を＃４圧縮機に送り込んで最終的に圧縮し、この圧縮気体を＃４圧縮機の吐出部から吐出する。つまり、＃１圧縮部〜＃４圧縮機で順次高圧に圧縮していく点に特徴を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の多気筒１段圧縮機においては、図７に示すように＃１圧縮部１で圧縮した圧縮気体と、＃２圧縮部２で圧縮した圧縮気体とを管路Ｐ１、Ｐ２にて合流して＃４圧縮部４に送り込むと共に、＃３圧縮部３で圧縮した圧縮気体を管路Ｐ３にて前記＃４圧縮部４に送り込むように配管したものである。本発明では、＃４圧縮部に送り込む配管構造を変更することで配管の組付性を向上させ、メンテナンスを容易にし、できる限り圧縮気体の冷却効果を得られるようにした多気筒１段圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するためになされた請求項１の発明は、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部とそれ以外の圧縮部とを管路でそれぞれ接続し、前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ単独で前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造である。
【０００８】
又、請求項２の発明は、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部以外の１つの圧縮部の吐出部を２箇所設け、このうち１箇所の吐出部と他の圧縮部とを管路で接続し、当該他の圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、更に残り１箇所の吐出部と他の残りの圧縮部とを管路で接続し、当該他の残りの圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、前記吐出部を２箇所設けた圧縮部を起点として２系統の管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造である。
【０００９】
更に、請求項３の発明は、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、１つの連続する管路を設け、この管路に特定の圧縮部及び特定の圧縮部以外の圧縮部における吐出部をそれぞれ接続し、この管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込むことを特徴とする多気筒１段圧縮機の配管構造である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、４気筒１段圧縮機に適用した実施形態を示す概略断面図である。上記従来例と同じ構成部材は前記と同じ符号で表す。
【００１１】
図１において、１は＃１圧縮部、２は＃２圧縮部、３は＃３圧縮部、４は＃４圧縮部であり、＃１圧縮部１と＃３圧縮部３は対向配置され、ヨーク５の両端部に同一線上に位置するように取り付けられ、＃２圧縮部２と＃４圧縮部４は対向配置され、ヨーク５の下に位置しこのヨーク５と水平面内で９０度位相をずらしたヨーク６の両端部に同一線上に位置するように取り付けられている。
【００１２】
前記ヨーク５、６は電動機（図略）により軸回転するクランクシャフト７に偏心させて設けたクランクピン（図略）を介して作動され、クランクピンの回転に伴ってヨーク５は図１の上下方向にのみ往復動して＃１圧縮部１と＃３圧縮部３とを動かし、ヨーク６は図１の左右方向にのみ往復動して＃２圧縮部２と＃４圧縮部４とを動かす。
【００１３】
この場合、各圧縮部は同一の構成が採用されており、＃１圧縮部１を例にあげて説明すると、シリンダ８内を往復動するピストン９の前後に第１圧縮室１０と第２圧縮室１１とが形成され、１つのシリンダ８内で二重に圧縮するように構成されている。各圧縮部はこれに限定されず、＃１圧縮部１のみ二重圧縮とし、他の圧縮部は二重圧縮としない構成にする場合もある。
【００１４】
そして、図２のようにシリンダ８の上部には上部弁機構が設けられ、この上部弁機構は円盤状の弁座１２に複数の吸入ポート１２ａが円周方向に等間隔で設けられ、同じく円盤状の弁座押さえ部材１３に凹部が設けられ、この凹部内に円錐形ばね１４を介してバルブ１５が設けられ、円錐形ばね１４の付勢力により弁座１２に接地して吸入ポート１２ａをそれぞれ閉じている。又、弁座押さえ部材１３には複数の排出ポート１３ａが円周方向に等間隔で設けられ、更に連通孔１３ｂが設けられて前記バルブ１５が開いた時に吸入ポート１２ａとそれぞれ連通するように構成されている。
【００１５】
又、シリンダ８の下部に下部弁機構が設けられ、この下部弁機構は上部弁機構と同様に円盤状の弁座２２に複数の吸入ポート２２ａが円周方向に等間隔で設けられ、同じく円盤状の弁座押さえ部材２３に凹部が設けられ、この凹部内に円錐形ばね２４を介してバルブ２５が設けられ、円錐形ばね２４の付勢力により弁座２２に接地して吸入ポート２２ａをそれぞれ閉じている。又、弁座押さえ部材２３には複数の排出ポート２３ａが円周方向に等間隔で設けられ、更に連通孔２３ｂが設けられて前記バルブ２５が開いた時に吸入ポート２２ａとそれぞれ連通するように構成されている。
【００１６】
前記ピストン９にも弁機構が設けられており、このピストン弁機構はピストン本体を兼ねている弁座３２に複数の吸入ポート３２ａが円周方向に等間隔で設けられ、同じく円盤状の弁座押さえ部材３３に凹部が設けられ、この凹部内に円錐形ばね３４を介してバルブ３５が設けられ、円錐形ばね３４の付勢力により弁座３２に接地して吸入ポート３２ａをそれぞれ閉じている。又、弁座押さえ部材３３には複数の排出ポート３３ａが円周方向に等間隔で設けられ、更に連通孔３３ｂが設けられて前記バルブ３５が開いた時に吸入ポート３２ａとそれぞれ連通するように構成されている。
【００１７】
このように構成された＃１圧縮部１において、ピストン９が上死点側に移動すると、バルブ２５が開いて第１圧縮室１０に気体が流入し、ピストン９が下死点側に移動すると第１圧縮室１０内の気体が所定の圧力に圧縮されると共に、この圧縮気体はバルブ３５を開いて第２圧縮室１１に流入する。ピストン９が再度上死点側に移動すると、第２圧縮室１１内の圧縮気体が高圧に圧縮され、所定の圧力に達するとバルブ１４を開いてシリンダヘッド１ａの通気路１ｂに排出される。又、前記ピストン９が再度上死点側に移動する際に、前記第１圧縮室１０内に気体が流入する。このような二重圧縮の動作が繰り返し行われる。＃２圧縮部２〜＃４圧縮部４においても同様である。
【００１８】
この４気筒１段圧縮機では、図３に示すように＃１圧縮部１で圧縮した圧縮気体は＃１管路４１により圧縮機本体の上方を通過させて＃４圧縮機４に送り込み、＃２圧縮部２で圧縮した圧縮気体は＃２管路４２により＃１圧縮部１の下方を通過させて＃４圧縮部４に送り込み、＃３圧縮部３で圧縮した圧縮気体は＃３管路４３により当該＃３圧縮機３の下方を通過させて＃４圧縮部４に送り込むように配管されている。
【００１９】
これにより、＃１圧縮部１〜＃３圧縮部３で圧縮した圧縮気体は途中で合流せずにそれぞれ単独にて＃４圧縮部４に送り込まれる。＃４圧縮部４では、図４のように＃２圧縮部２からの圧縮気体がシリンダヘッド４ａの通気路４ｂに流入し、＃４圧縮部４で圧縮されて通気路４ｂに排出された圧縮気体と合流する。前記＃１圧縮部１からの圧縮気体と＃３圧縮部３からの圧縮気体は、それぞれ＃４圧縮部４の吐出部４ｃ内に送り込まれる。この吐出部４ｃの通気路４ｄはシリンダヘッド４ａの通気路４ｂに連通しており、この吐出部４ｃ内で＃１圧縮部１〜＃４圧縮部４でそれぞれ圧縮された圧縮気体がすべて合流した後、吐出部４ｃから外部に吐出される。
【００２０】
上記＃１圧縮部１からの圧縮気体と＃３圧縮部３からの圧縮気体を、それぞれ＃４圧縮部４のシリンダヘッド４ａに送り込まずに吐出部４ｃ内に送り込むのは、シリンダヘッド４ａの通気路４ｂ内の圧力が過圧になるのを防ぐためである。通気路４ｂ内の圧力が過圧になると、＃４圧縮部４での体積効率が高い背圧のため阻害されることになる。
【００２１】
本実施形態では、従来に比して＃１圧縮部１の管路Ｐ１を＃２圧縮部２の管路Ｐ２に溶接等により接続する作業が廃止されるため、配管作業の簡略化による組立性の向上が図れ、メンテナンスも容易になる。又、＃１管路４１が長大になるため多少のコストアップは避けられないが、圧縮気体が外気により冷却されるため圧力差が生じて＃１圧縮部１での体積効率が向上するメリットが得られる。
【００２２】
図５は本発明に係る配管構造の他の実施形態を示す。この場合は、＃２圧縮部２を起点として＃４圧縮部４に圧縮気体を送り込む２系統の配管構造を採用する。即ち、＃２圧縮部２と＃１圧縮部１と＃４圧縮部４とを接続する系統Ｋ１と、＃２圧縮部２と＃１圧縮部３と＃４圧縮部４とを接続する系統Ｋ２とを配管により構成する。この際、＃２圧縮部２は、シリンダヘッドの通気路を分岐させて両端部に吐出部２ａ、２ｂを設ける。又、上記背圧の関係で、一方の系統例えば系統Ｋ２は＃４圧縮部４の吐出部４ｃに送り込むことが好ましい。
【００２３】
各圧縮部間を接続するための管路４４、４５、４６、４７は、ほぼ同一形状になると共に取付要領もほぼ同一となるため配管作業が簡略化し、全体の配管の組付性を向上させることができる。又、メンテナンスもそれぞれ独立して行えるため容易となる。
【００２４】
上記＃２圧縮部２で圧縮された圧縮気体は、シリンダヘッドの通気路にて二分割されて＃１圧縮部１及び＃３圧縮部３のシリンダヘッドの通気路に送り込まれるのであり、＃１圧縮部１及び＃３圧縮部３で再圧縮されるわけではない。＃２圧縮部２で圧縮された圧縮気体は、＃１圧縮部１及び＃３圧縮部３で圧縮された圧縮気体と合流して、それぞれ系統Ｋ１、Ｋ２を経て＃４圧縮部４に送り込まれ、これらの圧縮気体と＃４圧縮部４で圧縮された圧縮気体とが合流して吐出される。
【００２５】
図６は本発明に係る配管構造の更に他の実施形態を示す。この場合は、＃１圧縮部１〜＃３圧縮部３で圧縮された圧縮気体を＃４圧縮部４に送り込む管路４８が方形に連続して形成され、この１本の管路４８に対して＃１圧縮部１〜＃３圧縮部３のシリンダヘッドの通気路出口がそれぞれ連結され、且つ管路４８の実質的な終端部分が＃４圧縮部４の吐出部の通気路に連結された構造である。
【００２６】
これによると、＃２圧縮部２で圧縮された圧縮気体は管路４８で二分割され、一方の圧縮気体は＃１圧縮部１で圧縮された圧縮気体と合流して＃４圧縮部４の吐出部４ｃの通気路に送り込まれ、他方の圧縮気体は＃３圧縮部３で圧縮された圧縮気体と合流して＃４圧縮部４の吐出部４ｃの通気路に送り込まれる。更に、これらの圧縮気体は＃４圧縮部４で圧縮された圧縮気体と合流した上で吐出部４ｃから吐出される。＃１圧縮部１〜＃３圧縮部３の圧縮気体を＃４圧縮部４の吐出部４ｃに送り込むのは前記背圧関係の理由による。
【００２７】
方形（又は環形でも良い）に連続形成した管路４８は製作し易く、且つ取り付けも容易になることからコストダウンと組付性の向上とが図れる。又、管路４８の着脱が簡単にできるのでメンテナンスも容易となる。図示の例では管路４８は各圧縮部の上方に位置させて取り付けているが、各圧縮部の下方に位置させて取り付けると圧縮機本体の下方に配設される冷却用ファン（図略）による冷却効果を高めることができる。
【００２８】
上記実施形態はいずれも十字型の４気筒１段圧縮機に適用した例であるが、本発明はこれに限定されずに他の形態の多気筒１段圧縮機に広く適用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１の発明によれば、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部とそれ以外の圧縮部とを管路でそれぞれ接続し、前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ単独で前記特定の圧縮部に送り込む構造としたので、管路の合流部がなくなり溶接等の接続作業が省略できて管路の組付性を向上させることができ、メンテナンスも容易となる。又、一部の管路が従来よりも長くなるため、多少のコストアップとなるが冷却効果が得られて体積効率を向上させることができる。
【００３０】
又、本発明に係る請求項２の発明によれば、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、特定の圧縮部以外の１つの圧縮部に吐出部を２箇所設け、このうち１箇所の吐出部と他の圧縮部とを管路で接続し、当該他の圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、更に残り１箇所の吐出部と他の残りの圧縮部とを管路で接続し、当該他の残りの圧縮部と前記特定の圧縮部とを管路で接続し、前記吐出部を２箇所設けた圧縮部を起点として２系統の管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込む構造としたので、各圧縮部間を接続する管路がほぼ同一形態となるため製作がし易くなり、組付性を向上させると共にメンテナンスを容易にすることができる。
【００３１】
更に、本発明に係る請求項３の発明によれば、複数の圧縮部を備えた多気筒１段圧縮機の配管構造において、１つのループ状管路を設け、このループ状管路に特定の圧縮部及び特定の圧縮部以外の圧縮部における吐出部をそれぞれ接続し、このループ状管路により前記特定の圧縮部以外の圧縮部で圧縮した圧縮気体をそれぞれ合流して前記特定の圧縮部に送り込む構造としたので、全体の管路の組立性を向上させることができ、メンテナンスも容易にすることができる。又、管路を各圧縮部の下方に位置させて取り付けることで冷却ファンよる冷却効果を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を４気筒１段圧縮機に適用した実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１における圧縮部の詳細を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る配管構造の実施形態を示す概略平面図である。
【図４】＃４圧縮部での圧縮気体の合流状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る配管構造の他の実施形態を示す概略平面図である。
【図６】本発明に係る配管構造の更に他の実施形態を示す概略平面図である。
【図７】従来の配管構造例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１…＃１圧縮機
２…＃２圧縮機
３…＃３圧縮機
４…＃４圧縮機
４ｃ…吐出部
５、６…ヨーク
７…クランクシャフト
８…シリンダ
９…ピストン
４１…＃１管路
４２…＃２管路
４３…＃３管路
４４、４５、４６、４７、４８…管路
Ｋ１、Ｋ２…系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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