多级压缩机及摆动活塞制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种多级压缩机及摆动活塞。多级压缩机具有：低压用压缩机（Ａ）；与上述低压用压缩机（Ａ）连接的高压用压缩机（Ｂ）；自由滑动地配置在低压侧压缩机（Ａ）的气缸（１）内的摆动活塞（３）；以及自由滑动地配置在高压侧压缩机（Ｂ）的气缸（２）内的摆动活塞（４）。高压侧压缩机（Ｂ）的摆动活塞（４）具有唇形圈（１４），上述唇形圈（１４）具有在高压区域与上述气缸（２）的内表面接触，能够弹性变形到起密封作用的程度的密封部（１５）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过多个压缩机从低压依次升压到高压的多级压缩机及摆动活塞。
技术介绍
在多级压缩机中，大气压的空气被低压用的压缩机压缩，其后，被压缩的空气通过 高压用的压缩机被进一步压缩，升压到高压。作为压缩机所使用的活塞，公知的有往复式发动机等所采用的通常的圆筒型的活 塞以及在气缸内摆动的同时进行往复的摆动活塞。圆筒型活塞的活塞部沿着气缸的轴心移 动，因此工作稳定，但结构复杂且价格高。与此相对，摆动活塞的结构简单且比较便宜。但 是，由于摆动活塞是活塞部在气缸内摆动的结构，因此活塞部和气缸之间的空间发生变化。 因此，在摆动活塞中空间变为最大时，该空间比圆筒型活塞的活塞部和气缸之间的空间大。 因此，在摆动活塞中，设置在活塞部的唇形圈必须是柔软的。但是，将这种构造的摆动活塞 用于多级压缩机的高压侧时，唇形圈无法耐受高压的荷重而变形，空气从唇形圈和气缸之 间的空间漏出，压缩效率降低。以往大多是摆动活塞用于低压用的压缩机，高压用的压缩机 采用圆筒型活塞的例子。反过来说，摆动活塞的结构简单，因此故障也少，价格也便宜。因此，希望能够在高 压侧的压缩机中也采用摆动活塞。在专利文献1中公开了高压侧也采用摆动活塞的结构的 压缩机。在专利文献1的结构中，在唇形圈的背面侧重叠设置合成树脂制的壁厚的圈形板 状支撑环，将支撑环从活塞部拉出少许，通过采用上述结构来防止唇形圈的过度变形。专利文献1JP-A-2003-222077在专利文件1的结构中，支撑环耐受高压。但是，支撑环的外径和气缸的内径没有 遮盖部分。即，没有应对活塞部摆动运动时活塞部与气缸之间的空间的变化的部分。并且， 支撑环从活塞部的外周面突出的拉出部分的尺寸必须是应对活塞部摆动时最小和最大的 空间的中间的空间的尺寸。因此，在上述空间变为最大时，很难充分防止唇形圈的变形。
技术实现思路
本专利技术的一个以上的实施例提供通过改善唇形圈而在低压侧压缩机和高压侧压 缩机双方都采用摆动活塞的多级压缩机以及也可以应对高压的摆动活塞。根据本专利技术的一个以上的实施例，多级压缩机具有低压用压缩机A ；与上述低压 用压缩机A连接的高压用压缩机B ；自由滑动地配置在低压侧压缩机A的气缸1内的摆动 活塞3 ；以及自由滑动地配置在高压侧压缩机B的气缸2内的摆动活塞4。高压侧压缩机B 的摆动活塞4具有唇形圈14，上述唇形圈14具有在高压区域与上述气缸2的内表面接触， 能够弹性变形到起密封作用的程度的密封部15。根据上述结构，在低压侧压缩机和高压侧压缩机中，气缸的内压完全不同，在高压 侧对摆动活塞的唇形圈施加较大的压力，但该唇形圈的密封部至少在高压区域与气缸的内 表面接触，可以弹性变形到起密封作用的程度，因此，能够将由低压侧的压缩机压缩了的压缩空气通过高压侧的压缩机升压到更高压并送出。因此，能够提供可以在低压侧和高压侧 的压缩机中采用的摆动活塞的多级压缩机。另外，高压侧压缩机B的摆动活塞4的活塞部8的外径也可以比低压侧压缩机A 的摆动活塞3的活塞部7的外径小。根据该结构，对于高压侧的活塞部的压缩荷重与低压侧的压缩荷重相比不会急剧 地变大，因此能够使多级压缩顺利地运转。另外，由高压侧压缩机B的摆动活塞4的冲程L和从摆动旋转中心01到密封部的 中心02为止的距离决定的摆动角α比由低压侧压缩机A的摆动活塞3的冲程和从摆动旋 转中心到密封部的中心为止的距离决定的摆动角小。根据该结构，高压时摆动活塞几乎不摆动，因此容易确保摆动活塞的密封性。另外，高压侧压缩机B的摆动活塞4的唇形圈14的外径相对于气缸2的内径的遮 盖量比低压侧压缩机A的摆动活塞3的唇形圈13的外径相对于气缸1的内径的遮盖量小。根据该结构，高压侧的摆动活塞的唇形圈受到高压时变得难以进行弹性变形，因 此难以从变形的部分产生气体泄漏，产生密封部的压力降低或密封不良的可能性小。另外， 由于高压气缸和唇形圈的滑动阻力变小，因此将高压侧摆动活塞插入并组装到高压侧气缸 时，阻力小，因而提高了组装性。另外，上述摆动活塞3、4的唇形圈13、14也可以是整周连续的形状，高压侧压缩机 B的摆动活塞4的唇形圈14的唇高也可以比低压侧压缩机A的摆动活塞3的唇形圈13的唇高小。根据该结构，高压侧的摆动活塞的至少在高压区域起密封作用的唇形圈的唇高形 成为比低压侧的摆动活塞的唇形圈的唇高低，因此高压侧的唇形圈的弹性也低，用于向外 侧扩张的压力变高。因此，高压侧的唇形圈在受到高压作用时难以变形，产生空气泄漏导致 的密封不良的可能性小。另外，由于高压侧气缸和唇形圈的滑动阻力变小，因此将高压侧摆动活塞插入并 组装到高压侧气缸时，阻力小，因而提高了组装性。另外，高压侧压缩机B的摆动活塞4的唇形圈14也可以具有在高压区域起密封作 用的高压区域用密封部16和在低压区域起密封作用的低压区域用密封部17。根据该结构，低压状态时，在高压区域作用的高压区域用密封部难以弹性变形，但 低压区域用密封部在低压状态下弹性变形，能够确保充分的密封效果。因此，即使在高压状 态下对于唇形圈的背压上升变小，对气缸的推压力降低，能够有效地防止唇形圈的磨损。另外，根据本专利技术的一个以上的实施例，摆动活塞4，具有一体设置在连杆6的前 端并在气缸2内摆动的盘状的活塞主体18 ；设在活塞主体18的上部，比活塞主体18直径 小的环压板20 ；以及设在活塞主体18和环压板20之间，密封活塞主体18和气缸2内表面 之间的非金属制唇形圈14。上述唇形圈14具有被夹持在活塞主体18和环压板20之间的 圈形板状的基部25和从基部25的外周端起立形成并密封活塞主体18和气缸2内表面之 间的唇部15。基部25和唇部15的两外侧面接触的外侧角部27的曲率半径rl比基部25 和唇部15的两内侧面接触的内侧角部28的曲率半径r2加上了唇形圈14的厚度t的尺寸 r2+t 小。根据该结构，能够位于活塞主体、气缸和唇形圈之间的空间变小。因此，角部的体积相对地变大，即使施加来自活塞主体的上方的气缸的内压，也能够缩小内压产生的应力。 其结果是能够良好地抑制唇形圈的变形。并且，即使气缸的内压上升，由于唇部向外侧扩张 的力小，唇形圈的磨损量降低。另外，上述唇形圈14的最外径也可以比气缸2的内径大。上述唇形圈14的最外 径也可以比活塞主体18倾斜最大时接触的气缸2的内表面的椭圆的长径大。根据该构造，在唇形圈上产生相对于气缸内表面遮盖的部分，因此能够切实地密 封气缸和摆动活塞之间。另外，上述唇形圈14的基部25的下表面30也可以从上述内侧角部28的内侧端 部28a所对应的径向的部位29a向着气缸2侧与活塞主体18的上表面面接触。根据该结构，能够位于活塞主体、气缸和唇形圈之间的空间能够被抑制为较小。另外，在上述摆动活塞4相对于气缸2不倾斜的状态下，唇形圈14也可以从至少 基部25的上表面31的延长31a与上述气缸2的内表面接触的部位29b向着唇形圈14的 上端侧，与上述气缸2面接触。根据该结构，在摆动活塞相对于气缸不倾斜的状态下，外侧角部的外侧端部相比 上述上表面延长对应部位位于下侧，因此能够将连杆的活塞主体、气缸和唇形圈之间的空 间抑制成较小。另外，所述摆动活塞4倾斜最大时，在活塞主体18和气缸2的空间小的上侧，上述 唇形圈14的外周也可以在比上述内侧角部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级压缩机，具有：低压用压缩机（Ａ）；与上述低压用压缩机（Ａ）连接的高压用压缩机（Ｂ）；自由滑动地配置在低压侧压缩机（Ａ）的气缸（１）内的摆动活塞（３）；以及自由滑动地配置在高压侧压缩机（Ｂ）的气缸（２）内的摆动活塞（４），其特征在于，高压侧压缩机（Ｂ）的摆动活塞（４）具有唇形圈（１４），上述唇形圈（１４）具有在高压区域与上述气缸（２）的内表面接触，能够弹性变形到起密封作用的程度的密封部（１５）。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井正敏，福本纮之，
申请(专利权)人：美克司株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]