(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）であって、
前記ロッド（１１）の表面に面する少なくとも１つのリップ（２７、２８）を備えた少なくとも１つのスクレーパリング（１２、１２'）と、
該スクレーパリング（１２）を収容し、かつ前記ロッド（１１）上で芯合わせするためのコンテナボックス（１３）と、
を含み、
前記スクレーパリング（１２）が、変形可能なプラスチック材料を機械的処理することによって作られ、
前記コンテナボックス（１３）が、半径方向の遊び（３４）を残して支持部材（１４）内に収容されており、
前記スクレーパリング（１２、１２'）が、ロッドの中心軸線（２０）に対して直角であり、油を排出する働きをする環状の面（１９）を含んでおり、該面内に環状の溝（２２）が設けられ、該環状の溝が前記コンテナボックス（１３）と組合わさって油溜めタンク（２３）を形成することを特徴とする往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項２】
前記スクレーパリング（１２、１２'）の前記少なくとも１つのリップが、縁部に面する第１のリップ（２７）と、前記スクレーパリング（１２）の内面（２６）上に設けられた第２のリップ（２８）とからなることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項３】
前記スクレーパリング（１２、１２'）が、該スクレーパリング（１２、１２'）のほぼ円筒形母線を持つ外面２４に対して突出する外側リップ（２５）を有することを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項４】
前記コンテナボックス（１３）が、ロッド１１上に位置する環状の芯合わせ壁（２９）と、円筒形母線を持つ周壁（３０）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項５】
前記周壁（３０）が、油の排出のための複数の孔（３２）を備えていることを特徴とする、請求項４に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項６】
前記周壁（３０）が、その内側に前記スクレーパリング（１２、１２'）を位置決めするための停止面（３１）を有することを特徴とする、請求項４に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項７】
前記変形可能なプラスチック材料が、熱及びアグレッシブ化学剤に対して耐性を有するエラストマー材料であることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項８】
前記スクレーパリング（１２、１２'）が、一つの半径方向カット面を有する単体として作られていることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【請求項９】
前記スクレーパリング（１２、１２'）が、２つの部材片で作られていることを特徴とする、請求項１に記載の往復圧縮機のピストンロッド（１１）のためのスクレーパ装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
通常形式の往復圧縮機は、その内部でピストンが往復摺動運動を行う１つ又は複数のシリンダで構成される。
【０００３】
ピストンの往復運動のための運動学的制御機構に関しては、例えば、連結ロッドとクランク、あるいは連結ロッドとクランクとクロスヘッドとで構成された運動学的機構が参照される。
【０００４】
提案された往復運動伝達の第２の形式は、連結ロッドの脚部とピストンとの間の直接的な接続部は有しないが、ステム又はロッドの介在を必要とする機械に使用されている。
【０００５】
ロッドは、横方向の力に耐えるように設計されてはいないが、その直線運動においては、ロッドと連結ロッドの脚部との間の関節接続部の中心をシリンダの軸線に沿って運動させるいわゆるクロスヘッドによって案内される。
【０００６】
クロスヘッドは、連結ロッドに対して関節接続するためのピンとランナとを備えたクロスヘッド本体で構成され、ピンの軸線がロッドとランナの軸線に対して直角になるように、つまり十字形に配置される。
【０００７】
従ってこの形式の圧縮機においては、クロスヘッドとピストンとの間に取り付けられたロッドは、回転運動を直線運動へと変換するクランク機構、すなわちシャフトと連結ロッドとベアリング等の装置と、シリンダとピストンとによって形成された圧縮チャンバとの間の中間位置にある。
【０００８】
往復圧縮機の外部構造、すなわちケーシングは、ロッドが貫通する圧縮チャンバからクランク機構を隔離するカバーを有し、ロッド自体の上に取り付けられた複数のスクレーパリングを備える。
【０００９】
通常のアセンブリ構成では、第１の粗リングと、潤滑区域に対し粗リングより下流に配置された複数の仕上げリングとを使用する。
【００１０】
往復圧縮機の隔離カバー内に収容されたスクレーパリングの機能は、クランク機構（シャフト、連結ロッド、及びベアリング等）の潤滑油がピストンロッドによって引かれ、ケーシングからシリンダに向かって漏れるのを防止することである。
【００１１】
スクレーパリングの効率が悪いと、油の連続的な損失を招いて、クランク機構から油が次第に空になり、その結果圧縮機に非常に深刻な損傷を招くおそれがある。
【００１２】
現在この問題は、ロッドの表面上にある油膜を保持するために、スクレーパリップを備えた一連のブロンズ製又はプラスチック製スクレーパリングを使用することによって解決されるのが一般的である。
【００１３】
これらのリングは、斜めの接触面を有する３つ乃至４つの部材片で作られ、スプリングにより外径上に互いに保持される。この設計上の解決策は、往復行程圧縮機のための標準規格ＡＰＩ618によって要求されるように、取り付けられたロッドと共にリングを取替えるのを可能にする。
【００１４】
例えば、通常のアセンブリ構成では、最初に作用する金属製粗リングを使用し、この粗リングは、往復圧縮機の圧縮チャンバからクランク機構を隔離するためのカバーを構成するスペーサ部材の内径内に設けられた対応する受座内に収容される。
【００１５】
粗リングを収容した受座の直ぐ下流において、スペーサ部材内に設けられた第２の受座内には、仕上げリングが挿入される。
【００１６】
しかしながら、ロッドが中程度の又は大きな寸法、例えば７５ｍｍより大きい直径を有する場合には、従来の金属製スクレーパリングは、効率が低下することが判明した。
【００１７】
事実、直径が増大すると、機械的処理の不可避的な精度不良が原因となって、リングが不完全な形状になる危険性も増大する。
【００１８】
大きい直径を有するロッドの場合によくあることであるが、多数の部材片で作られたスクレーパリングの使用は、油漏れを引き起こすような形状の不完全さを起こす危険性を大きく増大させることになる。
【００１９】
上に述べた従来のスクレーパリングの更に別の不利な点は、リング自体が掻き落し機能とロッドの芯合わせ機能の両方を行わねばならないという事実にある。スクレーパリングが曝されるロッドの半径方向運動に起因する機械的応力は、それにより掻き落し機能を低下させるスクレーパリングの急速な磨耗の原因となり、従って有害な油漏れの危険性の原因となる。
【００２０】
【発明の概要】
本発明の目的は、上述した諸々の不利な点を排除した、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を提供することである。
【００２１】
本発明のもう１つの目的は、別々の構造部材を使用して掻き落し機能及びピストンロッド上での芯合わせ機能を行う、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を提供することである。
【００２２】
本発明の更に別の目的は、取替え容易なスクレーパリングに特徴を有するので、維持コストを節約できると共に、機械の停止時間を短縮できる、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を提供することである。
【００２３】
本発明の更に別の目的は、公知の形式のものと比べて磨耗が少なく、従って予備部品と維持介入のコストの大きな低減を可能にする、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を提供することである。
【００２４】
本発明の更に別の目的は、特に単純かつ機能的で、しかも低コストである、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を提供することである。
【００２５】
本発明の目的は、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を作ることによって達成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明による、往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置の特徴と利点は、非限定的な実施例による、添付の概略図面を参照してなされる以下の説明から一層明らかになるであろう。
【００２７】
図は、往復圧縮機のピストンロッド１１上に取り付けるための、全体を符号１０で表したスクレーパ装置を示す。本発明の主題であるスクレーパ装置１０は、スクレーパリング１２と、リング１２を収容し、かつロッド１１上でリング自体を芯合わせするボックス１３とを含む。
【００２８】
図５は、締結ロッド１５によって固締された、支持部材１４と側方コンテナ部材１６との内径内に設けられた対応する受座内に、スクレーパ装置１０が取り付けられた状態を示す。これらの支持部材１４とコンテナ部材１６とは、クランク機構を圧縮チャンバから隔離するカバーを構成するが、クランク機構と圧縮チャンバとの両方は、可能性のあるアセンブリ構成を概略的に描いた本図には示されていない。
【００２９】
また、スクレーパ装置から下流の、もはや全く潤滑されていない、圧縮チャンバに面する側には、密閉手段１７が設けられている。密閉手段１７は、対応する密閉部材で構成され、該密閉部材は、当業者にとっては公知であるから、詳しくは説明しない。
【００３０】
図５においては、単に一つの例として、スクレーパ装置１０の直ぐ下流に、従来の金属タイプの３つの仕上げリング１８の組が図示されており、これらの仕上げリングは、当技術分野では既に使用されているから、これ以上説明しない。
【００３１】
本発明の主題であるが図には示されていないスクレーパ装置１０の別のアセンブリ構成においては、３つの仕上げリング１８の組が排除でき、そうすることによって、クランク機構と圧縮チャンバとを隔離するカバーの軸方向の寸法を短縮できる利点が得られる。
【００３２】
本発明の主題であるスクレーパ装置１０に属するスクレーパリング１２は、変形可能なゴム状挙動を有しかつ良好な耐磨耗性を備えたプラスチック材料を、機械的処理することによって得られる。
【００３３】
このようなプラスチック材料の一例としては、Ｖｉｔｏｎ（Du Pont Dowの商標）が挙げられるが、熱及びアグレッシブ化学剤に対する優れた耐性という同様の特性を有する別のエラストマー材料も使用することができる。
【００３４】
スクレーパリング１２には、ロッドの中心軸線２０に対してほぼ直角であり、油を排出する働きをする環状の面１９と、これに平行で、カバーの支持部材１４を支える働きをする環状の面２１とを設けることができる。
【００３５】
作動面１９には、このリングがコンテナボックス１３内に収容されている時、ボックス自体と共に油を溜めるためのタンク２３を形成する環状の溝２２が設けられる。
【００３６】
実質的に円筒形母線を有するスクレーパリング１２の外面２４は、該面２４自体から僅かに突出して、使用状態においてリング１２をより良好にコンテナボックス１３に取り付けることができるようにする外側リップ２５を有する。
【００３７】
ロッド１１に接触するスクレーパリング１２の内面２６上には、作動面１９に面する縁部上に機械的処理によって形成された第１のリップ２７と、これもまた機械的処理によって形成された第２のリップ２８との両方がある。
【００３８】
これら２つのリップ２７及び２８は、ロッド１１上で連続的に作用し合い、両者共にロッド１１上にある油膜を掻き落す働きをする。
【００３９】
スクレーパリング１２については、例示的ないくつかの実施形態に関して説明するが、図示されていないその他の実施形態も考えられる。例えば、ロッドに接触する面の上に存在するリップの数が異なってもよい。事実、圧縮機作動中の使用条件によっては、より多くの数、あるいはより少ない数のリップが、ロッドの表面から油を除去するのに、より良い効率を達成できることもあろう。
【００４０】
本発明の主題であるスクレーパ装置１０の一部を形成するコンテナボックス１３は、単体として作られ、スクレーパ装置１０をロッドに取り付けた状態で図示した図４及び図５に示すように、「Ｌ」字形の断面を持つ環形状を有する。
【００４１】
コンテナボックス１３は、締結ロッドの作用により互いに結合された支持部材１４及び側方コンテナ部材１６内に設けられた受座内に、半径方向の遊び３４を残して取り付けられる。
【００４２】
ボックス１３は、ロッド１１上での芯合わせを行う環状の側壁２９と円筒形母線を有する周壁３０とで構成される。この周壁３０は、その内側に停止面３１を有し、スクレーパリング１２は、過剰な油を溜めるためのタンク２３を形成するために、溝２２がボックス１３自体と面するように、該停止面３１に当接させて収容される。
【００４３】
円筒形母線を有する周壁３０内にはまた、公知の方法で支持部材１４内又は側方コンテナ部材１６内に設けられた排油溝３３に向けて、タンク２３から潤滑油を排出させるための複数の孔３２が設けられる。
【００４４】
図１及び図２は、ロッド上に適合させるための単一のラジアルカットを備え、従って単体を成す、第１の実施形態によるスクレーパリング１２を示す。
【００４５】
他方図３は、２つの対称的な個別部材片から成る、別の実施形態によって作られたスクレーパリング１２'の半部分の側面図を示す。
【００４６】
提案された両実施形態は、行程圧縮機のための基準規格ＡＰＩ618によって要求されるように、クロスヘッドからロッド１１を取り外す必要なしに、スクレーパリングの取付け及び／又は取外しが可能である。
【００４７】
上記のスクレーパリング１２及び１２'は、ロッド１１の表面に最適度の圧力が確実に加えられるように、僅かな締まりをもってコンテナボックス１３内に取り付けられる。
【００４８】
この取り付け方法は、スクレーパリング１２自体の弾性によって、又このスクレーパリング１２の外面２４から突出した外側リップ２５の存在によって、実施することができる。事実、使用状態においてコンテナボックス１３内で最も良好な密接を得るために、リップ２５は、リング自体に一層の弾性を与える。
【００４９】
支持部材１４及び側方コンテナ部材１６内に設けられた対応する受座内で行われるロッド１１上へのコンテナボックス１３の取付けは、前述したように半径方向の遊び３４を残して行われる。
【００５０】
この遊びは、往復圧縮機の作動中におけるロッド１１の半径方向運動に追従して、スクレーパ装置１０が自由に浮動することを可能にし、それによってスクレーパ装置が受ける機械的応力を減らすことを可能にする。
【００５１】
コンテナボックス１３内に挿入され、従ってロッド１１の運動に自由に追従するスクレーパリング１２は、従来の取付け対応方法におけるよりも、実質的に小さな応力しか受けない。
【００５２】
使用状態において、スクレーパリング１２は、不可避的な磨耗現象にさらされ、その結果リングは変形されることになるが、しかしながら、この磨耗現象は、応力の結果としての局所的な損傷現象によって加速されてはならない。
【００５３】
往復圧縮機のロッドの軸方向往復運動中に、コンテナボックス１３内にあって、ロッド１１のあらゆる半径方向運動に追従するスクレーパリング１２は、ロッド１１の表面から潤滑油を掻き落すことにより、クランク機構の潤滑油を保持する。この形式の構成においては、潤滑油は、支持部材１４又は側方コンテナ部材１６内に設けられた排油溝３３を通しての循環により運ばれる。
【００５４】
本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置１０は、スクレーパリングを作るのに非常に適したゴム状挙動を持つプラスチック材料を使用するという利点を有する。
【００５５】
スクレーパリング１２又は１２'は変形可能であって、事実不完全な形状になる可能性が少なく、従って、これ以外にはないというわけではないが、例えば７５ｍｍという大きな直径を有するロッド上に取り付けるのに特に適している。
【００５６】
芯合わせ機能と掻き落し機能とを果たすために別個の部材を設けることに加えて、このスクレーパ装置は、個々の構成部材の劣化を大いに低減させることを可能にする。実際、芯合わせを行い、それ故ロッドの半径方向運動による機械的応力を受けるコンテナボックスは、磨耗にさらされる部材とはならず、むしろ有利なことには直に潤滑区域内に位置する。
【００５７】
更に、掻き落し機能を持つゴム状のリングは、ロッドの半径方向運動に自由に追随するから、機械的応力を受けることはない。
【００５８】
本発明の主題である往復圧縮機ピストンロッドのためのスクレーパ装置は、クランク機構からの潤滑油損失として評価される掻き落し機能の効率において、３つ乃至４つの部材片で構成される従来の金属リングの５〜１０倍の効率増加を得ることを可能にする。
【００５９】
更に、本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を使用した場合には、使用時におけるスクレーパリングの不完全性従って挙動のばらつきの分布を非常に低くすることができる。
【００６０】
本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置を使用することのもう１つの重要な利点は、スクレーパ装置のみを使用し、３つの仕上げリングからなる組を排除することによって、密閉装置の軸方向寸法を著しく短縮できるということである。
【００６１】
更に、本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置の使用は、ロッドをクロスヘッドから取り外すことなく、スクレーパ装置の取替えが可能であるという利点がある。このことは、維持コストの節約及び機械停止時間の短縮という点で、大きな利点をもたらす。
【００６２】
更に、本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置の磨耗が、従来の金属製スクレーパリングに生じる磨耗と比べて低減される利点があるので、予備部材に関連したコストも低減される。
【００６３】
上記のように設計された往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置には、多くの変更及び変形が可能であるが、それら全ては本発明の技術的範囲に含まれる。又、あらゆる細部は、技術的に等価な部材で置き換えることができる。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置に使用されるスクレーパリングの第１の実施形態の前面図。
【図２】  図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って見た断面図。
【図３】  ２つの部材片からなる第２の実施形態による往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置のスクレーパリングの半部分の側面図。
【図４】  本発明の主題である往復圧縮機のピストンロッドのためのスクレーパ装置の一部を形成するコンテナボックスの、ロッドの中心軸線を通る平面による側面断面図。
【図５】  往復圧縮機のピストンロッド上に位置する、本発明の主題であるスクレーパ装置のアセンブリ構成の一実施例を概略的に示した断面図。
【符号の説明】
１０  スクレーパ装置
１１  往復圧縮機のピストンロッド
１２  スクレーパリング
１３  コンテナボックス
１４  支持部材
１５  締結ロッド
１６  側方コンテナ部材
１７  密閉手段
１８  仕上げリング
２０  中心軸線
２３  タンク
３２  孔
３３  排油溝
３４  半径方向の遊び
【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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