JP2000356424A - Cooling apparatus - Google Patents

Cooling apparatus

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JP2000356424A
JP2000356424A JP11165970A JP16597099A JP2000356424A JP 2000356424 A JP2000356424 A JP 2000356424A JP 11165970 A JP11165970 A JP 11165970A JP 16597099 A JP16597099 A JP 16597099A JP 2000356424 A JP2000356424 A JP 2000356424A
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compressed air
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an economical cooling apparatus capable of supplying cold air without pulsation by utilizing effectively expansion energy of an expansion machine. SOLUTION: There are disposed on a system base table 60 a plurality of single cooling apparatus each including a compressor 1, a heat exchanger, an expansion machine 22, and crank apparatuses 9a to 9c. The cooling apparatus exhausts cold air by collecting it produced by the plurality of the cooling apparatuses each of which operates at a predetermined phase difference, so that pulsation of the cold air is eliminated by collecting the pulsation motions of the cold airs produced from each cooling apparatus.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、空気を冷媒とした
冷却装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device using air as a refrigerant.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フロンガスが影響するオゾン層破
壊、地球温暖化等の地球をとりまく環境悪化が深刻な問
題となり、フロンガスを使わない環境にやさしい冷却装
置が求められるようになってきており、その一つの流れ
として自然界の空気を冷媒としたクリーンで安全な冷却
装置の開発が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, the deterioration of the environment surrounding the earth, such as ozone depletion and global warming, which are affected by chlorofluorocarbon gas, has become a serious problem. As one of the flows, the development of a clean and safe cooling device using air in the natural world as a refrigerant is progressing.

【0003】一般に、空気を冷媒とした冷却装置は、外
気をコンプレッサで吸入・圧縮し、圧縮されて高温状態
となった空気を熱交換器に導いて常温近くまで冷却し、
これを膨張機に導いて断熱膨張させる構成であり、空気
の温度はマイナス数十度という低い温度に低下し、この
冷気を冷凍室に導き目的物の熱を吸収して冷凍するよう
になっている。
In general, a cooling device using air as a refrigerant draws and compresses outside air with a compressor, guides the compressed and high-temperature air to a heat exchanger and cools the air to near normal temperature.
This is a configuration in which this is guided to an expander for adiabatic expansion.The temperature of the air drops to a low temperature of minus several tens of degrees, and this cold air is led to a freezing room to absorb the heat of the target and freeze. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記冷却装
置は以下に列挙する実用上の問題がある。 コンプレッサと膨張機とは別個の駆動系で駆動す
る。コンプレッサにおいては外気を圧縮させるエネルギ
が必要で、膨張機においても圧縮空気を膨張させるエネ
ルギが必要であるので、消費電力が嵩んでランニングコ
ストが高くつき不経済である。 膨張機の作動位相に基づいて冷気に脈動が生じる場
合があり、目的物の一定した冷却を図るためには、この
冷気の脈動を抑制することが望まれる。 膨張機内では、空気の温度が急激に下がり、マイナ
ス数十℃になるため、膨張機内で空気中に含まれる水分
が、膨張シリンダの排気弁等に結露・氷結して冷却装置
の作動を妨げる可能性がある。 冷却装置の冷却効率を更に向上させることが望まれ
る。
However, the above cooling device has the following practical problems. The compressor and the expander are driven by separate drive systems. The compressor needs energy to compress the outside air, and the expander also needs energy to expand the compressed air. Therefore, the power consumption is large, the running cost is high, and it is uneconomical. Pulsation may occur in the cool air based on the operation phase of the expander, and it is desired to suppress the pulsation of the cool air in order to achieve constant cooling of the target object. In the expander, the temperature of the air drops sharply to minus several tens of degrees Celsius, so the moisture contained in the air in the expander may condense and freeze on the exhaust valve of the expansion cylinder, etc., preventing the operation of the cooling device. There is. It is desired to further improve the cooling efficiency of the cooling device.

【0005】そこで、本発明の目的とするところは、上
記の問題点を解決する冷気を供給できる冷却装置を提供
することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device capable of supplying cool air which solves the above-mentioned problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の冷却装置は、冷
気の脈動を低減する手段として、圧縮ピストンを往復動
可能に収納した一又は複数の圧縮シリンダと、膨張ピス
トンを往復動可能に収納した複数の膨張シリンダと、一
又は相互に連動し同周期で回転する複数のクランク軸
と、前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各圧
縮ピストンを往復運動可能に連結する第一クランク機構
と、前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各膨
張ピストンを各々所定の位相差で往復運動可能に連結す
る第二クランク機構と、前記各クランク軸を回転駆動す
る駆動装置と、前記圧縮シリンダの吸気口から導入され
て前記圧縮シリンダの内部で圧縮された圧縮空気を排気
する排気口と、前記各膨張シリンダの吸気口とをそれぞ
れ連通する圧縮空気供給通路と、前記圧縮空気供給通路
に配設された一次冷却器と、前記各膨張シリンダ内での
断熱的膨張により低温となった空気を外部へ排気する複
数の排気口を連通する冷気排気用マニホールドとを有す
ることを特徴とする。
According to the cooling device of the present invention, as means for reducing the pulsation of cool air, one or a plurality of compression cylinders accommodating a reciprocating compression piston and an expansion piston reciprocatingly accommodated therein. A plurality of expansion cylinders, one or a plurality of crankshafts interlocked with each other and rotating in the same cycle, and a first crank mechanism that reciprocally connects the respective compression pistons via a crankpin from the crankshaft, A second crank mechanism that reciprocally connects the expansion pistons with a predetermined phase difference from the crankshaft via crankpins, a driving device that rotationally drives the crankshafts, and an intake port of the compression cylinder Compressed air that is communicated with an exhaust port that exhausts compressed air introduced inside the compression cylinder and compressed inside the compression cylinder, and an intake port of each of the expansion cylinders. A supply passage, a primary cooler disposed in the compressed air supply passage, and a plurality of exhaust ports for exhausting low-temperature air to the outside due to adiabatic expansion in each of the expansion cylinders. And a manifold.

【0007】なお、駆動装置に換えて、前記クランク軸
を始動時において回転駆動する始動用駆動装置と、前記
圧縮空気供給通路に所定圧の駆動用圧縮空気を供給する
圧縮空気供給源とを設けても良い。
In place of the driving device, a starting driving device for rotating the crankshaft at the time of starting and a compressed air supply source for supplying driving compressed air of a predetermined pressure to the compressed air supply passage are provided. May be.

【0008】また、本発明の冷却装置は、膨張シリンダ
内等における結露や氷結を防ぐ手段として、圧縮ピスト
ンを往復動可能に収納した一又は複数の圧縮シリンダ
と、膨張ピストンを往復動可能に収納した一又は複数の
膨張シリンダと、一又は相互に連動する複数のクランク
軸と、前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各
圧縮ピストンを往復運動可能に連結する第一クランク機
構と、前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各
膨張ピストンを往復運動可能に連結する第二クランク機
構と、前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、前記
圧縮シリンダの吸気口から導入されて前記圧縮シリンダ
の内部で圧縮された圧縮空気を排気する排気口と、前記
各膨張シリンダの吸気口とをそれぞれ連通する圧縮空気
供給通路と、前記圧縮空気供給通路に配設された一次冷
却器と、前記圧縮シリンダの吸気口に空気を導入する吸
気通路又は前記圧縮空気供給通路に配設される空気乾燥
装置と、前記各膨張シリンダ内での断熱的膨張により低
温となった空気を外部へ排気する複数の排気口を連通す
る冷気排気用マニホールドとを有することを特徴とす
る。
Further, the cooling device of the present invention includes one or a plurality of compression cylinders in which a compression piston is reciprocally accommodated and an expansion piston in a reciprocally movable manner as means for preventing dew condensation and icing in the expansion cylinder. One or a plurality of expansion cylinders, one or a plurality of interlocked crankshafts, a first crank mechanism that reciprocally connects the compression pistons via the crankshaft from the crankshaft, and the crankshaft; A second crank mechanism that reciprocally connects the respective expansion pistons via a crank pin, a driving device that rotationally drives the crankshaft, and a driving mechanism that is introduced from an intake port of the compression cylinder and is inside the compression cylinder. An exhaust port for exhausting compressed compressed air, a compressed air supply passage communicating with an intake port of each of the expansion cylinders, A primary cooler disposed in an air supply passage, an air drying device disposed in an intake passage or the compressed air supply passage for introducing air into an intake port of the compression cylinder, and heat insulation in each of the expansion cylinders A cold air exhaust manifold that communicates with a plurality of exhaust ports that exhaust air that has been cooled to a low temperature by external expansion to the outside.

【0009】上記において空気乾燥装置が、圧縮空気供
給通路の一次冷却器よりも圧縮シリンダ側に配設された
場合は、空気乾燥装置と圧縮シリンダとの間に二次冷却
器を備えることが望ましい。
In the above, when the air drying device is disposed closer to the compression cylinder than the primary cooler of the compressed air supply passage, it is desirable to provide a secondary cooler between the air drying device and the compression cylinder. .

【0010】また、圧縮シリンダの吸気口に空気を導入
する導入配管は、前記冷気排気用マニホールドの冷気排
気空間に開口するものとしても良く、また、前記冷気排
気用マニホールドに連通し、冷気排気用マニホールド内
の空気の一部を圧縮シリンダ内に導入するものとしても
良い。
[0010] The introduction pipe for introducing air into the intake port of the compression cylinder may be open to the cool air exhaust space of the cool air exhaust manifold, and may communicate with the cool air exhaust manifold for cooling air exhaust. A part of the air in the manifold may be introduced into the compression cylinder.

【0011】また、前記圧縮空気供給通路に気圧測定セ
ンサと気圧調整機構とを設け、前記冷気排気用マニホー
ルド内に温度測定センサを設け、所要の温度の冷気が得
られるように、前記温度センサ及び気圧測定用センサに
基づいて膨張シリンダに吸気する圧縮空気の気圧を調整
するように構成しても良い。
An air pressure measuring sensor and an air pressure adjusting mechanism are provided in the compressed air supply passage, and a temperature measuring sensor is provided in the cold air exhaust manifold. The pressure of the compressed air sucked into the expansion cylinder may be adjusted based on the pressure measuring sensor.

【0012】また、クランク軸のうち一つのクランク軸
に、冷却装置の安定動作を担保するためのフライホイー
ルが設けることが望ましい。
It is desirable that one of the crankshafts is provided with a flywheel for ensuring the stable operation of the cooling device.

【0013】また、断熱シリンダは、内外に重ねられた
筒体で構成され、その内筒をステンレスで構成すること
が望ましい。
The heat insulating cylinder is preferably composed of a cylindrical body which is overlapped inside and outside, and the inner cylinder is preferably composed of stainless steel.

【0014】また、前記各シリンダを2つずつ、シリン
ダヘッドを互いに外側に向けて同一のシリンダ軸線に沿
って対向配置し、該両シリンダのピストンを連結すると
共に、前記シリンダ軸線に沿って直線往復動するピスト
ンロッドと、前記シリンダ軸線に、そのピッチ円の中心
軸を直交すると共に、シリンダ軸線と平行に固定的に配
設した内周太陽歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円直
径に対し二分の一のピッチ円直径を有し、噛合して自転
及び公転可能に配設した遊星歯車と、前記内周太陽歯車
のピッチ円の中心軸回りに回転自在に配設したクランク
軸と、前記クランク軸の半径方向に突設し前記遊星歯車
の自転軸を回転自在に支持する腕部とを有し、前記遊星
歯車のピッチ円の円周上において前記ピストンロッドの
中間部をピン係合するクランク機構とを設けるものでも
良い。
In addition, two cylinders each of which are opposed to each other along the same cylinder axis with the cylinder heads facing outwards are connected to each other, and the pistons of both cylinders are connected, and the cylinders are reciprocated linearly along the cylinder axis. The piston rod that moves, the central axis of the pitch circle is orthogonal to the cylinder axis, and the inner peripheral sun gear fixedly disposed parallel to the cylinder axis, and the pitch circle diameter of the inner peripheral sun gear A planetary gear having a half pitch circle diameter, meshed and arranged to be able to rotate and revolve, a crankshaft arranged to be rotatable around a central axis of a pitch circle of the inner peripheral sun gear, and An arm that protrudes in the radial direction of the crankshaft and rotatably supports the rotation shaft of the planetary gear, and pin-engages the intermediate portion of the piston rod on the circumference of the pitch circle of the planetary gear. It may be the one to provide the crank mechanism that.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷却装置の実
施形態を図面に基いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cooling device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】第一実施形態は、図3及び図4に示すよう
にコンプレッサ1と、圧縮空気供給通路としての配管
(6,21)と、一次冷却器としての第一熱交換器5
と、膨張機22と、排気管26と、ピストンロッド
(8,39)と、クランク装置9と、駆動装置としての
駆動モータ10とを有する単一の冷却ユニットを、図1
及び図2に示すように、システム基台60上に3つ並列
的に配設し、各冷却ユニットの排気管26を冷気排気用
マニホールド70(図3参照)に連結したものである。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a compressor 1, a pipe (6, 21) as a compressed air supply passage, and a first heat exchanger 5 as a primary cooler are provided.
A single cooling unit having an expander 22, an exhaust pipe 26, a piston rod (8, 39), a crank device 9, and a drive motor 10 as a drive device is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, three units are arranged in parallel on the system base 60, and the exhaust pipes 26 of the respective cooling units are connected to the cool air exhaust manifold 70 (see FIG. 3).

【0017】システム基台60は、冷却ユニットを上下
方向等間隔に支持するものであって、各冷却ユニットを
支持するための支持アーム60aを有する。
The system base 60 supports the cooling units at equal intervals in the vertical direction, and has a support arm 60a for supporting each cooling unit.

【0018】図3及び図4は単一の冷却ユニットの構造
を示す図面である。
FIGS. 3 and 4 show the structure of a single cooling unit.

【0019】コンプレッサ1は、圧縮シリンダ2内に圧
縮ピストン3を往復動可能に収納するとともに、外気の
導入配管43からの圧縮シリンダ2内への外気の吸入を
制御する吸気弁4と、配管6への圧縮空気の排気を制御
する排気弁7とを配設している。吸気弁4は外気圧で押
し開かれる自動弁であり、排気弁7は所定の圧縮空気圧
で押し開かれる自動弁である。圧縮ピストン3は、ピス
トンロッド8が図中左側に突出しており、クランク装置
9を介して駆動モータ10に連結したものである。これ
により圧縮ピストン3は、駆動モータ10の作動に伴っ
て上死点と下死点の間で往復運動する。なお、クランク
装置9の構造については後述する。
The compressor 1 houses a compression piston 3 in a reciprocating manner in a compression cylinder 2, an intake valve 4 for controlling the intake of outside air from the outside air introduction pipe 43 into the compression cylinder 2, and a pipe 6. And an exhaust valve 7 for controlling the exhaust of compressed air to the air. The intake valve 4 is an automatic valve that is pushed and opened by the outside air pressure, and the exhaust valve 7 is an automatic valve that is pushed and opened by a predetermined compressed air pressure. The compression piston 3 has a piston rod 8 protruding leftward in the figure and is connected to a drive motor 10 via a crank device 9. Thereby, the compression piston 3 reciprocates between the top dead center and the bottom dead center in accordance with the operation of the drive motor 10. The structure of the crank device 9 will be described later.

【0020】第一熱交換器5は、例えばクーリングタワ
ー(図示せず)との間で冷却水が循環しており、コンプ
レッサ1から配管6を通って送られてきた高温の圧縮空
気を、冷却水と熱交換して常温近くまで一次冷却するも
のである。第一熱交換器5において一次冷却された圧縮
空気は、配管21を通って膨張機22に送られる。
The first heat exchanger 5 circulates cooling water, for example, with a cooling tower (not shown). The first heat exchanger 5 cools the high-temperature compressed air sent from the compressor 1 through the pipe 6 to the cooling water. The primary heat is exchanged with near normal temperature by heat exchange. The compressed air primarily cooled in the first heat exchanger 5 is sent to an expander 22 through a pipe 21.

【0021】なお、第一熱交換器5は、単一の冷却ユニ
ットに対して一つ構成されるように図示されているが、
本実施形態では、複数の冷却ユニットの配管6を連通し
て圧縮空気を一旦まとめ、単一の第一熱交換器にて一次
冷却を行ない、冷却後の圧縮空気を配分して各膨張機2
2に送っている。
Although the first heat exchanger 5 is shown as being configured for one cooling unit,
In the present embodiment, the compressed air is once collected by communicating with the pipes 6 of the plurality of cooling units, the primary cooling is performed by a single first heat exchanger, and the compressed air after cooling is distributed to each of the expanders 2.
Sent to 2.

【0022】膨張機22は、コンプレッサ1の圧縮シリ
ンダ2と同じシリンダ軸線L上に対向配置した膨張シリ
ンダ23内に、膨張ピストン24を往復動可能に収納す
る。図5に示すように、膨張シリンダ23は、膨張時の
空気の断熱性を確保した断熱シリンダであり、例えば、
内外3重構造を有するシリンダで、内筒23aがステン
レス製(伝熱率小)で構成され、外筒23bがアルミ合
金製で構成され、内筒23aと外筒23bとの間に空気
を封入した構成を有する。膨張ピストン24は、ピスト
ンロッド39が図中右側に突出しており、圧縮ピストン
3と180°の位相差で往復動するように、ピン40に
てピストンロッド8に枢支連結したものである。
The expander 22 accommodates an expansion piston 24 in a reciprocating manner in an expansion cylinder 23 arranged on the same cylinder axis L as the compression cylinder 2 of the compressor 1. As shown in FIG. 5, the expansion cylinder 23 is an adiabatic cylinder that ensures the heat insulation of air during expansion.
A cylinder having a triple inner / outer structure. The inner cylinder 23a is made of stainless steel (small heat transfer coefficient), the outer cylinder 23b is made of aluminum alloy, and air is sealed between the inner cylinder 23a and the outer cylinder 23b. It has a configuration as described below. The expansion piston 24 has a piston rod 39 protruding rightward in the figure, and is pivotally connected to the piston rod 8 with a pin 40 so that the piston rod 39 reciprocates with the compression piston 3 with a phase difference of 180 °.

【0023】これにより駆動モータ10を作動して、コ
ンプレッサ1の圧縮ピストン3が上死点と下死点との間
で往復運動すると、膨張ピストン24は、圧縮ピストン
3と同周期で、かつ、180°の位相差で上死点と下死
点の間で往復運動する。
When the drive motor 10 is operated to reciprocate the compression piston 3 of the compressor 1 between the top dead center and the bottom dead center, the expansion piston 24 has the same cycle as the compression piston 3 and Reciprocate between top dead center and bottom dead center with a phase difference of 180 °.

【0024】膨張シリンダ23のヘッド部には、配管2
1からの吸気を制御する吸気弁25と、断熱膨張した低
温空気の排気管26への排気を制御する排気弁27とが
配設されている。この吸気弁25および排気弁27は、
動弁機構28により所定のタイミングで開閉操作され
る。
A pipe 2 is provided at the head of the expansion cylinder 23.
An intake valve 25 for controlling the intake air from the exhaust pipe 1 and an exhaust valve 27 for controlling the exhaust of the adiabatic expanded low-temperature air to the exhaust pipe 26 are provided. The intake valve 25 and the exhaust valve 27
It is opened and closed at a predetermined timing by the valve operating mechanism 28.

【0025】動弁機構28は、揺動可能に設けた2つの
ロッカーアーム(29,30)の一端を、タイミングベ
ルト32によりクランク軸13側のタイミングプーリ3
1と同期で回転するタイミングプーリ(33,34)の
カムシャフト(35,36)に設けたカム(37,3
8)を当接させて、ロッカーアーム29の他端を吸気弁
25、またロッカーアーム30の他端を排気弁27のそ
れぞれタペット部先端に圧接したものである。これによ
り動弁機構28は、クランク装置9のクランク動作に伴
ってカムシャフト(35,36)が回転し、カム(3
7,38)がロッカーアーム(29,30)を所定のタ
イミングで揺動させて、吸気弁25と流出弁27を所定
のタイミングで開閉操作する。
The valve mechanism 28 is connected to one end of two rocker arms (29, 30) which are swingably provided by a timing belt 32 by a timing pulley 3 on the crankshaft 13 side.
Cams (37, 3) provided on cam shafts (35, 36) of timing pulleys (33, 34) rotating in synchronization with
8), the other end of the rocker arm 29 is pressed against the intake valve 25, and the other end of the rocker arm 30 is pressed against the tip of the tappet portion of the exhaust valve 27. As a result, the cam mechanism (35, 36) rotates with the cranking operation of the crank device 9, and the valve (28)
7, 38) swing the rocker arms (29, 30) at a predetermined timing to open and close the intake valve 25 and the outflow valve 27 at a predetermined timing.

【0026】排気管26は、冷気排気用マニホールド7
0によって並列に配設された他の冷却ユニットの排気管
26と一つにまとめられて、例えば冷凍倉庫等の冷却目
的物に送られる。排気管26及び冷気排気用マニホール
ド70は、膨張機22から排気される冷気の断熱性を確
保するために、断熱材26a及び断熱材70aでそれぞ
れ被覆している。
The exhaust pipe 26 is provided with the cold air exhaust manifold 7.
In addition, it is combined with the exhaust pipes 26 of the other cooling units arranged in parallel by 0 and sent to a cooling object such as a freezing warehouse. The exhaust pipe 26 and the cool air exhaust manifold 70 are covered with a heat insulating material 26a and a heat insulating material 70a, respectively, in order to ensure heat insulation of the cool air exhausted from the expander 22.

【0027】クランク装置9は、駆動モータ10の回転
運動をピストンロッド8の直線往復運動に変換するもの
である。図4に示すように、クランク装置9は、クラン
クケース11内において、軸受12を介して回転可能に
軸支し、かつ駆動モータ10に連結したクランク軸13
と、ピストンロッド8に連結した連結ピン20と、これ
らクランク軸13と連結ピン20との間に介装される遊
星歯車機構15とを備える。
The crank device 9 converts the rotational motion of the drive motor 10 into a linear reciprocating motion of the piston rod 8. As shown in FIG. 4, a crank device 9 includes a crankshaft 13 rotatably supported via a bearing 12 in a crankcase 11 and connected to a drive motor 10.
And a connecting pin 20 connected to the piston rod 8 and a planetary gear mechanism 15 interposed between the crankshaft 13 and the connecting pin 20.

【0028】以下、図3、図4、図6及び図7に基づい
てこのクランク装置9を説明する。
Hereinafter, the crank device 9 will be described with reference to FIGS. 3, 4, 6 and 7.

【0029】前記遊星歯車機構15は、内周面に歯を形
成した内周太陽歯車16と、外周面に歯を形成した遊星
歯車17とを主要な構成部材とする。
The main components of the planetary gear mechanism 15 are an inner peripheral sun gear 16 having teeth on the inner peripheral surface and a planetary gear 17 having teeth on the outer peripheral surface.

【0030】内周太陽歯車16は、その中心軸16aが
前記シリンダ軸線Lと直交し、シリンダ軸線Lと平行
で、かつ、内周太陽歯車16の中心軸16aをクランク
軸13の回転中心に一致させて、クランクケース11に
固定的に配設する。
The inner peripheral sun gear 16 has a central axis 16 a orthogonal to the cylinder axis L and parallel to the cylinder axis L, and the central axis 16 a of the inner peripheral sun gear 16 coincides with the rotation center of the crankshaft 13. Then, it is fixedly disposed on the crankcase 11.

【0031】遊星歯車17は、そのピッチ円直径が内周
太陽歯車16のピッチ円直径の1/2であり、この内周
太陽歯車16の内周に沿って転動するように配設する。
遊星歯車17は、その中心に自転軸14が軸受18を介
して回転可能に枢支連結されるとともに、自転軸14の
軸端に回転慣性力を付与するカウンタバランサ19が一
体形成される。
The planetary gear 17 has a pitch circle diameter that is の of the pitch circle diameter of the inner peripheral sun gear 16, and is arranged so as to roll along the inner periphery of the inner peripheral sun gear 16.
The planetary gear 17 has a rotation shaft 14 rotatably connected to the center of the planetary gear 17 via a bearing 18, and a counter balancer 19 for applying a rotational inertia force to the shaft end of the rotation shaft 14.

【0032】遊星歯車17の自転軸14は、クランクピ
ンとなり、クランク軸13から半径方向に突設した腕部
13aに軸支される。
The rotation shaft 14 of the planetary gear 17 serves as a crank pin, and is supported by an arm 13a projecting from the crank shaft 13 in the radial direction.

【0033】連結ピン20は、このカウンターバランサ
19の側面における遊星歯車17の外周ピッチ円と圧縮
シリンダ2のシリンダ軸線Lとの交点に対応する位置に
設けられる。連結ピン20は、軸受を介してコンプレッ
サ1のピストンロッド8の一端を回転可能に枢支連結し
ている。
The connecting pin 20 is provided at a position corresponding to the intersection of the outer peripheral pitch circle of the planetary gear 17 and the cylinder axis L of the compression cylinder 2 on the side surface of the counter balancer 19. The connection pin 20 rotatably pivotally connects one end of the piston rod 8 of the compressor 1 via a bearing.

【0034】図7の概略図に示すように、このクランク
装置9は、前述のように、遊星歯車機構15の遊星歯車
17のピッチ円17cの直径を内周太陽歯車16のピッ
チ円16cの直径の1/2に設定するとともに、図6に
示すように、遊星歯車17のピッチ円17cの直径がシ
リンダ軸線Lと一致するときに、内周太陽歯車16のピ
ッチ円と遊星歯車17のピッチ円との接点に対応する点
に連結ピン20を設けて、コンプレッサ1のピストンロ
ッド8を連結している。これにより、クランク軸13の
回転中心から遊星歯車17の自転軸14までの距離と、
遊星歯車17の自転軸14からピストンロッド8を連結
する連結ピン20までの距離が等しく、また、遊星歯車
17が1回公転する毎に2回自転するので、この連結ピ
ン20は、遊星歯車17が1回公転する毎にシリンダ軸
線L上で直線往復運動することになる。このため、ピス
トンロッド8がほとんど揺動することなく直線往復運動
するので、圧縮ピストン3及びピストンロッド39に連
結した膨張ピストン24に半径方向横向きの力がほとん
ど作用せず、いわゆるピストンスラップが生じ難くて振
動・騒音・キャビテーション・摩耗損失などが大幅に低
減される。
As shown in the schematic diagram of FIG. 7, in the crank device 9, as described above, the diameter of the pitch circle 17c of the planetary gear 17 of the planetary gear mechanism 15 is changed to the diameter of the pitch circle 16c of the inner peripheral sun gear 16. When the diameter of the pitch circle 17c of the planetary gear 17 coincides with the cylinder axis L as shown in FIG. 6, the pitch circle of the inner peripheral sun gear 16 and the pitch circle of the planetary gear 17 are set as shown in FIG. A connection pin 20 is provided at a point corresponding to the contact point with the piston rod 8 of the compressor 1. Thereby, the distance from the rotation center of the crankshaft 13 to the rotation shaft 14 of the planetary gear 17 and
Since the distance from the rotation shaft 14 of the planetary gear 17 to the connecting pin 20 for connecting the piston rod 8 is equal, and the planetary gear 17 rotates twice each time it revolves once, the connecting pin 20 is connected to the planetary gear 17. Is reciprocated linearly on the cylinder axis L each time it revolves once. Therefore, since the piston rod 8 reciprocates linearly with almost no swinging, a force in the radial direction is hardly applied to the compression piston 3 and the expansion piston 24 connected to the piston rod 39, so that so-called piston slap hardly occurs. Therefore, vibration, noise, cavitation, wear loss, etc. are greatly reduced.

【0035】なお、ピストンロッドの往復動の範囲は、
シリンダの上死点と下死点の距離に等しく、そのため、
内周太陽歯車16のピッチ円直径は、シリンダの上死点
と下死点の距離に等しく設定されている。
The range of reciprocation of the piston rod is as follows.
Equal to the distance between the top dead center and the bottom dead center of the cylinder,
The pitch circle diameter of the inner peripheral sun gear 16 is set equal to the distance between the top dead center and the bottom dead center of the cylinder.

【0036】また、この場合、ピストンロッド8とピス
トンロッド39は原理的には一体の連続ロッドで構成す
ることが可能であるが、本実施形態では、ピン40によ
る中折れ可能な連結構造とすることにより、各部の寸法
誤差を吸収して圧縮ピストン3および膨張ピストン24
の往復運動をスムーズなものとしている。
Further, in this case, the piston rod 8 and the piston rod 39 can be constituted by an integral continuous rod in principle. As a result, the dimensional error of each part is absorbed and the compression piston 3 and the expansion piston 24
Reciprocating movement is smooth.

【0037】第1図において、各冷却ユニットのクラン
ク装置(9a,9b,9c)は、並列に配設した冷却ユ
ニットを所定の位相差をもって作動させるため、それぞ
れのクランク軸13に嵌挿したタイミングプーリ50
に、1本のタイミングベルト52を掛け回す。なお、各
冷却ユニットの作動タイミングがずれないように、タイ
ミングプーリ50及びタイミングベルト52は、歯付プ
ーリ及び歯付ベルトで構成し、互いに噛合してスリップ
の絶無を図っている。この実施形態に係る冷却装置で
は、3つの冷却ユニットで構成しているので、各冷却ユ
ニットがπ/3の位相差で作動するように設定してい
る。なお、図中54と56のプーリは、アイドラプーリ
であり、タイミングベルト52に所要の張力を確保して
いる。また、図1及び図2に示すように、3つのクラン
ク装置(9a,9b,9c)は、タイミングプーリ50
によって連動するので、真ん中のクランク装置9bに大
きなフライホイール9b1を設けることにより、冷却装
置全体の動作を安定させている。これにより、他のクラ
ンク装置9a,9cの動作は、真ん中のクランク装置9
bの動作に主導され、所定の位相差で従動するものとな
る。
In FIG. 1, the crank devices (9a, 9b, 9c) of the respective cooling units are inserted into the respective crankshafts 13 in order to operate the cooling units arranged in parallel with a predetermined phase difference. Pulley 50
Around one timing belt 52. The timing pulley 50 and the timing belt 52 are formed of a toothed pulley and a toothed belt so that the operation timings of the cooling units do not shift, and the timing pulley 50 and the timing belt 52 are meshed with each other to ensure the slippage. In the cooling device according to this embodiment, three cooling units are used, so that each cooling unit is set to operate with a phase difference of π / 3. The pulleys 54 and 56 in the drawing are idler pulleys, and secure a required tension to the timing belt 52. Also, as shown in FIGS. 1 and 2, the three crank devices (9a, 9b, 9c)
By providing a large flywheel 9b1 in the middle crank device 9b, the operation of the entire cooling device is stabilized. Thereby, the operation of the other crank devices 9a and 9c is changed to the middle crank device 9
The operation is led by the operation b, and is driven by a predetermined phase difference.

【0038】以下、この第一実施形態における冷却装置
の作用について説明する。
The operation of the cooling device according to the first embodiment will be described below.

【0039】コンプレッサ1は、上述のように圧縮ピス
トン3が上死点と下死点の間で往復運動して外気を吸入
・圧縮して第一熱交換器5へ高温の圧縮空気を送る。即
ち、圧縮ピストン3は、上死点を過ぎて下死点へ移行す
る際に、圧縮シリンダ2内の空気が減圧することに伴っ
て、外気圧により吸気弁4が押し開かれて外気を圧縮シ
リンダ2内に吸入し、そして、圧縮ピストン3が下死点
を過ぎて上死点へ移行する際に、圧縮シリンダ2内の空
気が増圧することにより吸気弁4を自動的に閉じ、圧縮
シリンダ2内に吸入された空気を圧縮する。このとき、
圧縮シリンダ2内の空気は高温の圧縮空気となる。次
に、コンプレッサ1は、圧縮ピストン3が上死点付近に
達し、圧縮シリンダ2内の空気が所定の圧縮空気圧とな
ったときに、その圧力で排気弁7が押し開かれて配管6
へ圧縮空気を排気する。
As described above, in the compressor 1, the compression piston 3 reciprocates between the top dead center and the bottom dead center to suck and compress the outside air to send high-temperature compressed air to the first heat exchanger 5. That is, when the compression piston 3 passes through the top dead center and shifts to the bottom dead center, the air in the compression cylinder 2 is depressurized, and the intake valve 4 is pushed open by the external pressure to compress the external air. When the air is sucked into the cylinder 2 and the compression piston 3 passes through the bottom dead center and shifts to the top dead center, the air in the compression cylinder 2 is increased in pressure, so that the intake valve 4 is automatically closed and the compression cylinder 3 is closed. Compresses the air sucked into 2. At this time,
The air in the compression cylinder 2 becomes high-temperature compressed air. Next, when the compression piston 3 reaches the vicinity of the top dead center and the air in the compression cylinder 2 reaches a predetermined compressed air pressure, the compressor 1 pushes the exhaust valve 7 open by the pressure and the piping 6
Exhaust compressed air to

【0040】この高温の圧縮空気は配管6を通して第一
熱交換器5へ送られる。第一熱交換器5は、上述のよう
に、冷却水との熱交換により高温の圧縮空気を常温近く
まで一次冷却する。ここで冷却された圧縮空気は、配管
21を通って膨張機22に送られる。
This high-temperature compressed air is sent to the first heat exchanger 5 through the pipe 6. As described above, the first heat exchanger 5 primarily cools high-temperature compressed air to near normal temperature by heat exchange with cooling water. The compressed air cooled here is sent to the expander 22 through the pipe 21.

【0041】膨張機22は、膨張ピストン24が上死点
と下死点の間で往復運動することにより、熱交換器5か
ら導いた圧縮空気を断熱膨張させて排気口26へ送る。
即ち、膨張機22は、カム37により膨張ピストン24
が上死点を過ぎて下死点へ移行し始める少しの間のみ吸
気弁25を開いて、圧縮空気を膨張シリンダ23内に吸
気し、膨張ピストン24が下死点に至る過程で、膨張シ
リンダ23内で圧縮空気を大気圧近くまで断熱膨張す
る。膨張シリンダ23内の空気は、この断熱膨張の際に
温度が低下してマイナス数十度の冷気となる。次に、膨
張機22は、カム38により膨張ピストン24が下死点
を過ぎて上死点に移行する間排気弁27を開いて、膨張
シリンダ23内の冷気を排気口26へ排気する。
The expander 22 adiabatically expands the compressed air introduced from the heat exchanger 5 and sends it to the exhaust port 26 as the expansion piston 24 reciprocates between the top dead center and the bottom dead center.
That is, the expander 22 uses the cam 37 to expand the expansion piston 24.
Opens the intake valve 25 only for a short time after passing through the top dead center to start shifting to the bottom dead center, inhales compressed air into the expansion cylinder 23, and in the process in which the expansion piston 24 reaches the bottom dead center, the expansion cylinder In 23, the compressed air is adiabatically expanded to near the atmospheric pressure. During the adiabatic expansion, the temperature of the air in the expansion cylinder 23 drops to minus several tens of degrees. Next, the expander 22 opens the exhaust valve 27 while the expansion piston 24 moves from the bottom dead center to the top dead center by the cam 38, and exhausts the cool air in the expansion cylinder 23 to the exhaust port 26.

【0042】そして、各冷却ユニットの膨張機22で二
次冷却された冷気は、排気口26からマニホールド70
へ送られ合流した後、冷凍目的物の熱を吸収して冷凍す
る。このとき、位相差の異なる3つの冷却ユニットの冷
気が一つにまとめられるので、各冷却ユニットにより発
生する発生冷気の脈動が合成され、合成後の排気冷気は
脈動がほとんど生じなく無くなる。
Then, the cool air secondary cooled by the expander 22 of each cooling unit flows through the exhaust port 26 through the manifold 70.
After being sent to and joining, the heat of the frozen object is absorbed and frozen. At this time, since the cool air of the three cooling units having different phase differences is combined into one, the pulsation of the cool air generated by each of the cooling units is combined, and the combined cool of the exhaust cool air hardly occurs.

【0043】なお、排気冷気は最終的に冷気排気空間7
1に排気され、最終的に冷気排気空間71の気圧まで膨
張する。つまり、膨張シリンダ23に吸気する圧縮空気
は、冷気排気空間71の気圧まで断熱膨張することとな
るため、排気冷気の温度は、膨張シリンダ23に吸気す
る圧縮空気の温度と圧力によって定まる。上記の冷却ユ
ニットでは、第一熱交換器5により、圧縮空気はほぼ常
温まで冷やされるので、圧縮空気の圧力を高くすればよ
り冷たい冷気が得られ、圧縮空気の圧力を低くすれば、
冷気の温度が高くなる。
Note that the exhaust cool air is finally discharged into the cool air exhaust space 7.
1 and finally expands to the pressure of the cool air exhaust space 71. That is, the compressed air sucked into the expansion cylinder 23 is adiabatically expanded to the pressure of the cool air exhaust space 71, so that the temperature of the exhaust cold air is determined by the temperature and the pressure of the compressed air sucked into the expansion cylinder 23. In the above-described cooling unit, the compressed air is cooled to almost normal temperature by the first heat exchanger 5, so that if the pressure of the compressed air is increased, cooler cold air is obtained, and if the pressure of the compressed air is decreased,
The cold air temperature rises.

【0044】図3に示すように、冷気の温度を調整する
構成としては、例えば、冷気排気用マニホールド70内
に温度センサ94を設け、配管21内に気圧測定センサ
95を設け、温度センサ94及び気圧測定センサ95に
基づいて配管21内の気圧を、所要の冷気が得られるよ
うに調整する構成としても良い。配管21内の気圧を調
整する構成は、例えば、配管21に減圧装置93を設
け、かつ、配管6又は21に例えばコンプレッサなどの
増圧装置(図示省略)より圧縮空気を供給する構成とし
ても良い。減圧装置は、配管21内の気圧が所定の圧力
以上である場合に空気を外部に排気することにより、膨
張シリンダ23に送る圧縮空気の圧力を調整するもので
も良い。また、増圧装置は、例えば、適時駆動するよう
にした増圧用のコンプレッサにより作成される圧縮空気
を配管92より配管6内に供給し、配管6内の空気の圧
力を増圧させるものでも良い。さらに、このコンプレッ
サは、上記冷却ユニットのクランク軸13に適時接離操
作することが可能なクラッチ機構を備えて駆動するも
の、または、別駆動のモータによって適時駆動するもの
として構成することができる。
As shown in FIG. 3, as a structure for adjusting the temperature of the cool air, for example, a temperature sensor 94 is provided in the cool air exhaust manifold 70, a pressure measuring sensor 95 is provided in the pipe 21, and the temperature sensor 94 The pressure in the pipe 21 may be adjusted based on the pressure measuring sensor 95 so that required cold air is obtained. The pressure in the pipe 21 may be adjusted by, for example, providing a pressure reducing device 93 in the pipe 21 and supplying compressed air to the pipe 6 or 21 from a pressure increasing device (not shown) such as a compressor. . The pressure reducing device may adjust the pressure of the compressed air sent to the expansion cylinder 23 by exhausting the air to the outside when the pressure in the pipe 21 is equal to or higher than a predetermined pressure. Further, the pressure intensifier may, for example, supply compressed air generated by a pressure intensifying compressor that is driven at appropriate times into the pipe 6 from the pipe 92 to increase the pressure of the air in the pipe 6. . Further, the compressor can be configured to be driven with a clutch mechanism capable of operating the crankshaft 13 of the cooling unit 13 in a timely manner or to be driven by a separately driven motor as needed.

【0045】なお、増圧用のコンプレッサを上述のよう
にクランク軸13にクラッチ機構を介して連結する場合
は、膨張機22の膨張エネルギを利用することができる
ので、別個独立したモータを駆動源とする場合に比べて
より経済的であり、かつ、膨張シリンダ23内の圧縮空
気からより多くの熱エネルギを奪うことができるので、
より温度の低いの冷気を作成することができるものとな
る。
When the pressure-increasing compressor is connected to the crankshaft 13 via the clutch mechanism as described above, the expansion energy of the expander 22 can be used, so that a separate and independent motor is used as the drive source. And more heat energy can be taken from the compressed air in the expansion cylinder 23.
Colder air with a lower temperature can be created.

【0046】また、この冷却装置は、膨張機22で圧縮
空気を断熱膨張する際に、膨張ピストン24が受ける力
は、コンプレッサ1の圧縮ピストン3の圧縮工程運動を
手助けする。すなわち、各冷却ユニットは、同一のクラ
ンク軸13で圧縮ピストン3と膨張ピストン24で動作
させているので、膨張ピストン24の受ける圧縮空気の
膨張エネルギーを圧縮ピストン3の圧縮エネルギーの一
部として利用することで、駆動エネルギーを供給する駆
動モータ10の負担を軽減している。
In this cooling device, when the compressed air is adiabatically expanded by the expander 22, the force received by the expansion piston 24 assists the compression step movement of the compression piston 3 of the compressor 1. That is, since each cooling unit is operated by the compression piston 3 and the expansion piston 24 on the same crankshaft 13, the expansion energy of the compressed air received by the expansion piston 24 is used as a part of the compression energy of the compression piston 3. This reduces the load on the drive motor 10 that supplies the drive energy.

【0047】また、この冷却ユニットは、圧縮シリンダ
2と膨張シリンダ23を同一のシリンダ軸線L上に配置
し、圧縮ピストン3のピストンロッド8と膨張ピストン
24のピストンロッド39とをこのシリンダ軸線L上で
連結することにより、膨張ピストン24が上死点から下
死点へ移動する際に、膨張ピストン24を押すように作
用する圧縮空気の膨張エネルギを、そのまま圧縮ピスト
ン3が外部空気を圧縮する際の圧縮エネルギに変換でき
るので、エネルギ効率が良くより経済的である。
In this cooling unit, the compression cylinder 2 and the expansion cylinder 23 are arranged on the same cylinder axis L, and the piston rod 8 of the compression piston 3 and the piston rod 39 of the expansion piston 24 are aligned on the cylinder axis L. When the expansion piston 24 moves from the top dead center to the bottom dead center, the expansion energy of the compressed air acting to press the expansion piston 24 is directly used when the compression piston 3 compresses the external air. , The energy efficiency is good and more economical.

【0048】また、この冷却ユニットは、膨張シリンダ
23内の圧縮空気がコンプレッサ1の圧縮エネルギの一
部として仕事をすることによって、膨張シリンダ23内
の空気は熱エネルギがその分多く奪われることになるの
で、より低い温度の冷気を作成することが可能になる。
In this cooling unit, the compressed air in the expansion cylinder 23 works as a part of the compression energy of the compressor 1, so that the air in the expansion cylinder 23 loses much heat energy. Therefore, it becomes possible to create cold air at a lower temperature.

【0049】なお、膨張シリンダ23内で断熱膨張した
冷気は、さらに、排気される冷気排気空間の圧力まで断
熱膨張することになるので、膨張シリンダ23に吸気す
る圧縮空気の圧力が高ければ高いほど、より温度の低い
冷気が得られるが、他方、膨張シリンダに吸気する圧縮
空気の圧力が高ければ高いほど、膨張機22からより大
きな膨張エネルギが得られるので、作成する冷気の温度
が低くなっても、モータ10の負担はあまり大きくなら
ない。
Since the cool air adiabatically expanded in the expansion cylinder 23 is further adiabatically expanded to the pressure of the cool air exhaust space to be exhausted, the higher the pressure of the compressed air sucked into the expansion cylinder 23, the higher the pressure. On the other hand, the cooler air having a lower temperature can be obtained. On the other hand, the higher the pressure of the compressed air sucked into the expansion cylinder, the larger the expansion energy can be obtained from the expander 22. However, the load on the motor 10 does not increase so much.

【0050】上述した冷却装置は、約マイナス70℃の
冷気を発生させることができ、例えば、冷凍倉庫内の空
調や、工作機械の切削部分の冷却に利用することが考え
られている。このうち、工作機械に利用する場合は、冷
却された空気を切削刃に送り切削時の摩擦熱を吸収する
用途に用いられる。この結果、切削油の使用量を潤滑に
必要な量に抑えることができるので、さらに切削油を例
えば分解され易い植物油で構成することにより、環境に
易しい工作機械を作成することができる。
The above-described cooling device can generate cool air of about minus 70 ° C., and is considered to be used for, for example, air conditioning in a freezer warehouse or cooling a cutting part of a machine tool. Among them, when used in machine tools, it is used for sending cooled air to a cutting blade to absorb frictional heat during cutting. As a result, the amount of cutting oil used can be reduced to the amount required for lubrication. Therefore, by making the cutting oil, for example, a vegetable oil that is easily decomposed, a machine tool that is easy on the environment can be produced.

【0051】次に、本発明に係る他の実施形態について
説明する。
Next, another embodiment according to the present invention will be described.

【0052】図8に本発明に係る第二実施形態に係る冷
却装置を示す。この冷却装置は、全体構成において上述
の図1及び図2に示す冷却装置と同様のものであるが、
外部圧縮空気を利用して冷却ユニットを駆動するように
したものである。
FIG. 8 shows a cooling device according to a second embodiment of the present invention. This cooling device is similar in overall configuration to the cooling device shown in FIGS. 1 and 2 described above.
The cooling unit is driven using external compressed air.

【0053】第二実施形態の冷却ユニットは、配管21
の途中に外部の圧縮空気供給手段(例えば、別駆動で動
くコンプレッサ(図示省略)など)から外部圧縮空気を
導入する導入管41を接続するとともに、クランク装置
9のクランク軸13を始動用駆動装置としてのセルモー
タ42に連結したものであり、その他の構成は図3およ
び図4に示した実施形態と同様である。
The cooling unit according to the second embodiment includes a pipe 21
Is connected to an introduction pipe 41 for introducing external compressed air from an external compressed air supply means (for example, a compressor (not shown) that is driven by another drive), and connects the crankshaft 13 of the crank device 9 to a starting drive device. The other configuration is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4.

【0054】第二実施形態の冷却ユニットは、始動時に
セルモータ42を作動するとともに、外部圧縮空気を導
入管41から配管21に導入することにより、セルモー
タ42の作動に伴いクランク装置9を介してコンプレッ
サ1の圧縮ピストン3を上死点と下死点の間で往復運動
させるとともに、このコンプレッサ1の圧縮ピストン3
の往復運動および配管21を通して膨張機22の膨張シ
リンダ23内に導入される外部圧縮空気を利用して膨張
ピストン24が上死点と下死点の間で往復運動されるよ
うになっており、これによって第一実施形態と同様に外
気をマイナス数十度に冷却させた冷気を冷凍室に送るよ
うになっている。このような動作において、システムが
いったん作動開始した後は、セルモータ42を停止して
も、既に膨張機22の膨張ピストン24が外部圧縮空気
により高速で往復運動して圧縮空気を断熱膨張するよう
になっているから、この膨張機22の断熱膨張のエネル
ギーを利用してコンプレッサ1の圧縮ピストン3が連続
的に往復運動するようになっており、従って、外部圧縮
空気のみによる駆動が可能となる。
The cooling unit of the second embodiment operates the starter motor 42 at the time of starting and introduces external compressed air from the introduction pipe 41 into the pipe 21, so that the compressor operates via the crank device 9 with the operation of the starter motor 42. The compression piston 3 of the compressor 1 is reciprocated between top dead center and bottom dead center.
The expansion piston 24 is reciprocated between a top dead center and a bottom dead center using external compressed air introduced into the expansion cylinder 23 of the expander 22 through the pipe 21 and the pipe 21. Thereby, similarly to the first embodiment, the cool air in which the outside air is cooled to minus several tens degrees is sent to the freezing room. In such an operation, once the system starts operating, even if the starter 42 is stopped, the expansion piston 24 of the expander 22 is already reciprocated at high speed by the external compressed air to adiabatically expand the compressed air. Therefore, the compression piston 3 of the compressor 1 reciprocates continuously by utilizing the energy of the adiabatic expansion of the expander 22, so that it can be driven only by the external compressed air.

【0055】上記実施形態では、外部圧縮空気を導入管
41により配管21へ供給しているが、外部圧縮空気は
第一熱交換器5に圧縮空気を送る配管6に供給しても良
い。
In the above embodiment, the external compressed air is supplied to the pipe 21 through the introduction pipe 41, but the external compressed air may be supplied to the pipe 6 that sends the compressed air to the first heat exchanger 5.

【0056】この実施形態によれば、例えば、外部コン
プレッサ(図示省略)による外部圧縮空気という1つの
動力源でコンプレッサ1と膨張機22を連動して駆動さ
せることができるとともに、膨張機22の断熱膨張エネ
ルギーをコンプレッサ1の圧縮エネルギーとして有効に
利用しており、経済的に作動させることができる。
According to this embodiment, for example, the compressor 1 and the expander 22 can be driven in conjunction with one power source of external compressed air by an external compressor (not shown), and the heat insulation of the expander 22 can be achieved. The expansion energy is effectively used as the compression energy of the compressor 1 and can be operated economically.

【0057】なお、図8では第一熱交換器5の下流側の
配管21に導入管41を接続しているが、第一熱交換器
5の上流側の配管6に導入管41を接続した場合でも、
図3の場合と同様の作用効果が得られる。
Although the introduction pipe 41 is connected to the pipe 21 on the downstream side of the first heat exchanger 5 in FIG. 8, the introduction pipe 41 is connected to the pipe 6 on the upstream side of the first heat exchanger 5. Even if
The same operation and effect as in FIG. 3 can be obtained.

【0058】次に、図9に示す本発明に係る第三実施形
態の冷却装置について説明する。
Next, a cooling device according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. 9 will be described.

【0059】この冷却装置は、上記に示す第一実施形態
の冷却装置に、冷却ユニットの配管21の第一冷却器5
と膨張機22との間に空気乾燥装置としてのエアドライ
ヤ61と、第二熱交換器62とを設けたものである。
This cooling device is different from the cooling device of the first embodiment described above in that the first cooling device 5 of the piping 21 of the cooling unit is provided.
An air dryer 61 as an air drying device and a second heat exchanger 62 are provided between the heat exchanger and the expander 22.

【0060】エアドライヤ61は、例えば、シリカゲル
や活性アルミナなどを吸着材とするフィルタを備え、空
気中の水蒸気をフィルタ内で化学反応させ吸着除去する
ことにより、空気を乾燥させるものである。
The air dryer 61 is provided with a filter using, for example, silica gel, activated alumina, or the like as an adsorbent, and the air in the filter is chemically reacted in the filter to be adsorbed and removed, thereby drying the air.

【0061】かかるエアドライヤ61では吸着反応の際
には吸着熱が発生する。第二熱交換器62は、かかる吸
着熱を放熱するために、エアドライヤ61と膨張機22
との間の配管21に設ける。この第二熱交換器62は、
第一熱交換器5と同様の構成であり、冷却水と空気配管
との間で熱交換を行ない、エアドライヤ61の吸着熱を
放熱し、膨張シリンダ23に吸気する圧縮空気の温度を
より低くするものである。
In the air dryer 61, heat of adsorption is generated during the adsorption reaction. The second heat exchanger 62 includes an air dryer 61 and an expander 22 to radiate the heat of adsorption.
Is provided in the pipe 21 between them. This second heat exchanger 62
It has the same configuration as the first heat exchanger 5, performs heat exchange between the cooling water and the air pipe, radiates the heat of adsorption of the air dryer 61, and lowers the temperature of the compressed air taken into the expansion cylinder 23. Things.

【0062】この場合、空気を膨張シリンダ23に送る
前に、空気中に含まれる水分を除去することができるの
で、冷却装置の作動の妨げとなる膨張シリンダ23内或
は冷気排気用マニホールド70内などでの結露や氷結を
無くすことができる。
In this case, before the air is sent to the expansion cylinder 23, the moisture contained in the air can be removed, so that the inside of the expansion cylinder 23 or the cold air exhaust manifold 70 that hinders the operation of the cooling device is provided. The dew condensation and icing in such as can be eliminated.

【0063】なお、エアドライヤ61は、コンプレッサ
1に空気を導入する導入配管43又はコンプレッサ1と
第一熱交換器5との間の配管6に設けても良く、この場
合、第一熱交換器5にて空気を冷却することができるの
で、第二熱交換器62は不要である。
The air dryer 61 may be provided in the inlet pipe 43 for introducing air into the compressor 1 or in the pipe 6 between the compressor 1 and the first heat exchanger 5. The second heat exchanger 62 is unnecessary because the air can be cooled by the heat exchanger.

【0064】次に、図10に示す本発明に係る第四実施
形態に係る冷却装置について説明する。
Next, a cooling device according to a fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described.

【0065】この冷却装置は、上記に示す第三実施形態
の冷却装置の冷気排気用マニホールド70が開口する冷
気排気空間71から導入配管43に連通して、圧縮シリ
ンダ2に空気を導入する第一導入配管72と、冷却排気
用マニホールド70から冷気を一部取出して圧縮シリン
ダ2に導入する第二導入配管73とを備える。
This cooling device communicates with the introduction pipe 43 from the cool air exhaust space 71 in which the cool air exhaust manifold 70 of the cooling device of the third embodiment described above opens, and introduces air into the compression cylinder 2. An inlet pipe 72 and a second inlet pipe 73 for partially extracting cool air from the cooling exhaust manifold 70 and introducing the cool air to the compression cylinder 2 are provided.

【0066】第一導入配管72は、例えば、冷気排気空
間71としての冷却装置が取付けられる冷凍倉庫などの
閉鎖空間、若しくは、工具切削部に向け開口した冷気排
気孔の近傍などに導入口72aを設けたものである。か
かる導入口から導入する空気は、エアドライヤ61の作
用により、外気に比べ乾燥した空気であるから、再度冷
却装置に導入することにより、エアドライヤ61が除去
する空気中の水分が少なくて済み、エアドライヤ61の
負担が軽減されると共に、エアドライヤ61で発生する
吸着熱も減少するので、第二熱交換器62或は第一熱交
換器5の負担を軽減できる。
The first inlet pipe 72 is provided with an inlet 72a in a closed space such as a freezing warehouse where a cooling device is mounted as the cool air exhaust space 71, or in the vicinity of a cool air exhaust hole opened toward a tool cutting portion. It is provided. The air introduced through the inlet is air that is dryer than the outside air due to the action of the air dryer 61. Therefore, by introducing the air into the cooling device again, the moisture in the air removed by the air dryer 61 can be reduced. Is reduced, and the heat of adsorption generated in the air dryer 61 is also reduced, so that the load on the second heat exchanger 62 or the first heat exchanger 5 can be reduced.

【0067】第二導入配管73は、冷却排気用マニホー
ルド70と圧縮シリンダ2の導入配管43とを連結する
配管である。冷却排気用マニホールド70との連結部に
は、例えば、三方向バルブ74が取付けられており、例
えば、冷気排気用マニホールド70内の圧力が所定の圧
力より高い場合や、冷却倉庫等の冷気排気空間の温度が
所定の温度以下になった場合など、冷却装置において冷
気が必要以上に作られた場合に、その余分な冷気を再び
圧縮シリンダ2に導入するものである。かかる導入口か
ら導入する空気は、乾燥した冷気であるから、圧縮シリ
ンダ2に導入される空気の温度が低く、かつ、より乾燥
したものとすることができる。これにより、第一熱交換
器5やエアドライヤ61等の負担を軽減できる。また、
図10中の破線74aで示すように、この三方向バルブ
を常時半開き状態として、第一熱交換器5や、第二熱交
換器62の冷却水内に第二導入配管73を通してから導
入配管43に連通して、作成した冷気の一部をかかる冷
却水の冷却に用いた後、圧縮シリンダに導入するものと
しても良い。
The second introduction pipe 73 is a pipe connecting the cooling exhaust manifold 70 and the introduction pipe 43 of the compression cylinder 2. For example, a three-way valve 74 is attached to the connection portion with the cooling / exhausting manifold 70. For example, when the pressure in the cooling / exhausting manifold 70 is higher than a predetermined pressure, or in a cold air exhaust space such as a cooling warehouse. When the temperature of the cooling air becomes lower than a predetermined temperature, for example, when the cooling air is generated more than necessary in the cooling device, the excessive cold air is introduced into the compression cylinder 2 again. Since the air introduced from the introduction port is dry and cool, the temperature of the air introduced into the compression cylinder 2 can be low and the air can be dried. Thereby, the burden on the first heat exchanger 5, the air dryer 61, and the like can be reduced. Also,
As shown by the broken line 74a in FIG. And a part of the created cold air may be used for cooling the cooling water and then introduced into the compression cylinder.

【0068】上述した実施形態はいずれも、あくまでも
本発明の好適な具体例を示すものであって本発明はこれ
ら実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範
囲内で種々の設計変更が可能である。
The above-described embodiments merely show preferred specific examples of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments, and various design changes may be made within the scope of the technical idea. Is possible.

【0069】また、上述した実施形態は、いずれも遊星
歯車機構を備えたクランク装置を用いたものを示した
が、本発明は係るクランク装置に限定されず、例えば、
圧縮シリンダに備えるクランク装置のクランク軸と、膨
張シリンダに備えるクランク装置のクランク軸とを別体
で構成した場合であっても、例えば、ベルトやカップリ
ングなどの動力伝達手段で各クランク軸を連動させたも
のであれば、膨張機における膨張エネルギをコンプレッ
サにおける圧縮エネルギとして有効に利用することがで
きる。
In each of the above-described embodiments, a crank device provided with a planetary gear mechanism is used. However, the present invention is not limited to such a crank device.
Even when the crankshaft of the crank device provided in the compression cylinder and the crankshaft of the crank device provided in the expansion cylinder are configured separately, for example, each crankshaft is interlocked by power transmission means such as a belt or a coupling. With this configuration, the expansion energy in the expander can be effectively used as the compression energy in the compressor.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明に係る冷却装置は、所定の位相差
で作動する複数の冷却ユニットにより発生する冷気を一
つにまとめて排気するので、各冷却ユニットの発生冷気
に生じた脈動が合成され、排気冷気において脈動を無す
ことができる。
The cooling device according to the present invention collectively exhausts the cool air generated by a plurality of cooling units operating with a predetermined phase difference, so that the pulsation generated in the cool air generated by each cooling unit is synthesized. Thus, pulsation can be eliminated in the exhaust cool air.

【0071】また、冷却装置の駆動を、冷却ユニットの
クランク軸に設けた始動用の駆動装置と、圧縮空気供給
通路に駆動用圧縮空気を供給するものとしたものでは、
駆動用の圧縮空気のみで駆動させることができる。冷却
ユニットの駆動を効率の良いものとすることができる。
Further, the driving of the cooling device is such that the starting driving device provided on the crankshaft of the cooling unit and the driving compressed air are supplied to the compressed air supply passage.
It can be driven only by the driving compressed air. The driving of the cooling unit can be made efficient.

【0072】また、圧縮シリンダに空気を導入する導入
通路や、圧縮シリンダの排気孔と膨張シリンダの吸気孔
とを連通する圧縮空気供給通路に空気乾燥装置を設けた
から、圧縮空気の膨張行程前に空気中の水分を除去し
て、膨張シリンダ内等における結露・氷結を防止するこ
とができる。
Further, since the air drying device is provided in the introduction passage for introducing air into the compression cylinder and the compressed air supply passage communicating the exhaust hole of the compression cylinder with the intake hole of the expansion cylinder, the air drying device is provided before the expansion stroke of the compressed air. By removing moisture in the air, dew condensation and icing in the expansion cylinder and the like can be prevented.

【0073】また、冷気排気用マニホールドや冷気排気
空間から圧縮シリンダに空気を導入する導入配管を設け
て、これらの場所から圧縮シリンダに導入する空気の一
部を得ることにより、空気乾燥装置や熱交換器の負担を
軽減することができる。
Further, by providing a cool air exhaust manifold and an inlet pipe for introducing air from the cool air exhaust space to the compression cylinder, and obtaining a part of the air to be introduced into the compression cylinder from these places, an air drying device or a heat The load on the exchanger can be reduced.

【0074】圧縮空気供給通路内に気圧測定用センサと
気圧調整機構とを設け、冷気排気用マニホ−ルド内に温
度測定センサを設けることにより、温度測定センサ及び
気圧測定用センサに基づいて膨張シリンダに吸気する圧
縮空気の気圧を調整して所要の温度の冷気を得ることが
できる。
By providing a pressure measurement sensor and a pressure adjustment mechanism in the compressed air supply passage and a temperature measurement sensor in the cold air exhaust manifold, the expansion cylinder is provided based on the temperature measurement sensor and the pressure measurement sensor. By adjusting the pressure of the compressed air to be taken into the air, it is possible to obtain cold air at a required temperature.

【0075】また、各冷却ユニットが、各冷却ユニット
のクランク装置を連動させる連動手段で連動し、その内
の一つのクランク装置に大きなフライホイールを設ける
ことによって、他のクランク装置の動作は、大きなフラ
イホイールの設けられたクランク装置の動作に主導さ
れ、同期に所定の位相差をもって従動するので、各クラ
ンク装置にフライホイールを設ける場合よりも低コスト
化が図られる。
Each cooling unit is linked by linking means for linking the crank units of each cooling unit, and one of the cooling units is provided with a large flywheel, so that the operation of the other crank units is large. Since the operation is led by the operation of the crank device provided with the flywheel and driven synchronously with a predetermined phase difference, the cost can be reduced as compared with the case where the flywheel is provided in each crank device.

【0076】また、冷却ユニットにおける膨張機の膨張
シリンダを断熱性の良い断熱シリンダで構成することに
よって、膨張機における断熱膨張が効率よく行われるの
で、経済的に有利である。
Further, since the expansion cylinder of the expander in the cooling unit is constituted by an adiabatic cylinder having good heat insulation, the adiabatic expansion in the expander is efficiently performed, which is economically advantageous.

【0077】また、クランク装置に遊星歯車機構を備
え、各2つのシリンダのピストンロッドを直線的に連結
したものでは、ピストンスラップが生じ難くて振動・騒
音・キャビテーション・摩耗損失などが大幅に低減され
る。また、膨張機の断熱膨張エネルギーをコンプレッサ
の圧縮エネルギーとしてより有効に利用することができ
る。
Further, when the crank device is provided with a planetary gear mechanism and the piston rods of the two cylinders are connected linearly, piston slap hardly occurs and vibration, noise, cavitation, wear loss and the like are greatly reduced. You. Further, the adiabatic expansion energy of the expander can be more effectively used as the compression energy of the compressor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第一実施形態に係る冷却装置の全体
構造を示す図面。
FIG. 1 is a drawing showing an overall structure of a cooling device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第一実施形態に係る冷却装置の全体
構造を示す図面。
FIG. 2 is a drawing showing the overall structure of the cooling device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第一実施形態に係る単一の冷却ユニ
ットの構造を示す要部縦断面図。
FIG. 3 is an essential part longitudinal cross sectional view showing the structure of a single cooling unit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 図3の要部横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of FIG.

【図5】 本発明の第一実施形態に係る膨張シリンダの
縦断面図。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the expansion cylinder according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第一実施形態におけるクランク装置
の概略図。
FIG. 6 is a schematic diagram of a crank device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第一実施形態におけるクランク装置
の概略図。
FIG. 7 is a schematic diagram of a crank device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第二実施形態に係る単一の冷却ユニ
ットの要部縦断面図。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a main part of a single cooling unit according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の第三実施形態に係る単一の冷却ユニ
ットの要部縦断面図。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a main part of a single cooling unit according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の第三実施形態に係る単一の冷却ユ
ニットの要部縦断面図。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a main part of a single cooling unit according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンプレッサ 2 圧縮シリンダ 3 圧縮ピストン 4 吸気弁 5 第一熱交換器 6 配管 7 排気弁 8 ピストンロッド 9 クランク装置 10 駆動モータ 13 クランク軸 13a 腕部 14 自転軸 15 遊星歯車機構 16 内周太陽歯車 17 遊星歯車 20 連結ピン 22 膨張機 23 膨張シリンダ 24 膨張ピストン 25 吸気弁 26 排気管 27 排気弁 28 動弁機構 31,33,34 タイミングプーリ 32 タイミングベルト 37,38 カム 39 ピストンロッド 42 セルモータ 43 導入配管 50 タイミングプーリ 52 タイミングベルト 54,56 アイドラプーリ 60 システム基台 61 エアドライヤ 62 第二熱交換器 70 冷気排気用マニホールド 71 冷気排気空間 72 第一導入配管 73 第二導入配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Compression cylinder 3 Compression piston 4 Intake valve 5 First heat exchanger 6 Piping 7 Exhaust valve 8 Piston rod 9 Crank device 10 Drive motor 13 Crankshaft 13a Arm part 14 Rotation axis 15 Planetary gear mechanism 16 Inner peripheral sun gear 17 Planetary gear 20 Connecting pin 22 Expander 23 Expansion cylinder 24 Expansion piston 25 Intake valve 26 Exhaust pipe 27 Exhaust valve 28 Valve mechanism 31, 33, 34 Timing pulley 32 Timing belt 37, 38 Cam 39 Piston rod 42 Cell motor 43 Introducing pipe 50 Timing pulley 52 Timing belt 54, 56 Idler pulley 60 System base 61 Air dryer 62 Second heat exchanger 70 Cold air exhaust manifold 71 Cold air exhaust space 72 First introduction pipe 73 Second introduction pipe

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮ピストンを往復動可能に収納した一又
は複数の圧縮シリンダと、 膨張ピストンを往復動可能に収納した複数の膨張シリン
ダと、 一又は相互に連動し同周期で回転する複数のクランク軸
と、 前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各圧縮ピ
ストンを往復運動可能に連結する第一クランク機構と、 前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各膨張ピ
ストンを各々所定の位相差で往復運動可能に連結する第
二クランク機構と、 前記各クランク軸を回転駆動する駆動装置と、 前記圧縮シリンダの吸気口から導入されて前記各圧縮シ
リンダの内部で圧縮された圧縮空気を排気する排気口
と、前記各膨張シリンダの吸気口とをそれぞれ連通する
圧縮空気供給通路と、 前記圧縮空気供給通路に配設された一次冷却器と、 前記各膨張シリンダ内での断熱的膨張により低温となっ
た空気を外部へ排気する複数の排気口を連通する冷気排
気用マニホールドとを有することを特徴とする冷却装
置。
A plurality of compression cylinders accommodating a compression piston reciprocally; a plurality of expansion cylinders accommodating an expansion piston reciprocally; A first crank mechanism that reciprocally connects the compression pistons via a crankpin from the crankshaft via a crankpin; and a predetermined phase difference between the respective expansion pistons via the crankpin from the crankshaft. A second crank mechanism connected so as to be able to reciprocate; a drive device for rotating each of the crankshafts; and an exhaust for exhausting compressed air introduced from an intake port of the compression cylinder and compressed inside each of the compression cylinders. A primary air cooler disposed in the compressed air supply passage; Cooling device, characterized in that it comprises a cold air exhaust manifold that communicates a plurality of exhaust ports for exhausting air that has become a low temperature to the outside by adiabatic expansion within the respective expansion cylinders.
【請求項2】前記駆動装置に換えて、 前記クランク軸を始動時において回転駆動する始動用駆
動装置と、前記圧縮空気供給通路に所定圧の駆動用圧縮
空気を供給する圧縮空気供給源とを有することを特徴と
する請求項1記載の冷却装置。
2. A driving device for starting which rotates the crankshaft at the time of starting and a compressed air supply source which supplies driving compressed air of a predetermined pressure to the compressed air supply passage, instead of the driving device. The cooling device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】圧縮ピストンを往復動可能に収納した一又
は複数の圧縮シリンダと、 膨張ピストンを往復動可能に収納した一又は複数の膨張
シリンダと、 一又は相互に連動する複数のクランク軸と、 前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各圧縮ピ
ストンを往復運動可能に連結する第一クランク機構と、 前記クランク軸よりクランクピンを介して前記各膨張ピ
ストンを往復運動可能に連結する第二クランク機構と、 前記クランク軸を回転駆動する駆動装置と、 前記圧縮シリンダの吸気口から導入されて前記各圧縮シ
リンダの内部で圧縮された圧縮空気を排気する排気口
と、前記各膨張シリンダの吸気口とをそれぞれ連通する
圧縮空気供給通路と、 前記圧縮空気供給通路に配設された一次冷却器と、 前記圧縮シリンダの吸気口に空気を導入する吸気通路又
は前記圧縮空気供給通路に配設される空気乾燥装置と、 前記各膨張シリンダ内での断熱的膨張により低温となっ
た空気を外部へ排気する複数の排気口を連通する冷気排
気用マニホールドとを有することを特徴とする冷却装
置。
3. One or a plurality of compression cylinders accommodating a compression piston reciprocally, one or a plurality of expansion cylinders accommodating an expansion piston reciprocally, and one or a plurality of interlocking crankshafts. A first crank mechanism that reciprocates the compression pistons from the crankshaft via a crankpin; and a second crank that reciprocates the expansion pistons from the crankshaft via a crankpin. A mechanism for driving the crankshaft to rotate; an exhaust port for exhausting compressed air introduced from the intake port of the compression cylinder and compressed inside each of the compression cylinders; and an intake port for each of the expansion cylinders. And a primary cooler disposed in the compressed air supply passage, and air is supplied to an intake port of the compression cylinder. An air drying device disposed in the intake passage or the compressed air supply passage to be introduced; and a cool air exhaust communicating with a plurality of exhaust ports for exhausting air cooled to low temperature by adiabatic expansion in each of the expansion cylinders. A cooling device, comprising: a cooling manifold.
【請求項4】前記請求項3において空気乾燥装置が圧縮
空気供給通路の一次冷却器よりも圧縮シリンダ側に配設
された場合に、空気乾燥装置と圧縮シリンダとの間に二
次冷却器を備えたことを特徴とする冷却装置。
4. The air cooler according to claim 3, wherein the air cooler is disposed closer to the compression cylinder than the primary cooler of the compressed air supply passage. A cooling device, comprising:
【請求項5】前記圧縮シリンダの吸気口に空気を導入す
る導入配管が、前記冷気排気用マニホールドの冷気排気
空間に開口し、冷気排気用マニホールドから排気された
空気を圧縮シリンダ内に導入することを特徴とする請求
項3又は4記載の冷却装置。
5. An intake pipe for introducing air into an intake port of the compression cylinder opens into a cool air exhaust space of the cool air exhaust manifold, and introduces air exhausted from the cool air exhaust manifold into the compression cylinder. The cooling device according to claim 3 or 4, wherein:
【請求項6】前記圧縮シリンダの吸気口に空気を導入す
る導入配管が、前記冷気排気用マニホールドに連通し、
冷気排気用マニホールド内の空気の一部を圧縮シリンダ
内に導入することを特徴とする請求項1乃至5記載の冷
却装置。
6. An introduction pipe for introducing air into an intake port of the compression cylinder communicates with the cool air exhaust manifold,
6. The cooling device according to claim 1, wherein a part of the air in the cold air exhaust manifold is introduced into the compression cylinder.
【請求項7】前記圧縮空気供給通路に気圧測定センサと
気圧調整機構とを設け、前記冷気排気用マニホールド内
に温度測定センサを設け、所要の温度の冷気が得られる
ように、前記温度センサ及び気圧測定用センサに基づい
て膨張シリンダに吸気する圧縮空気の気圧を調整するよ
うに構成したことを特徴とする請求項1乃至6記載の冷
却装置。
7. A pressure measurement sensor and a pressure adjustment mechanism are provided in the compressed air supply passage, and a temperature measurement sensor is provided in the cold air exhaust manifold, and the temperature sensor and the pressure sensor are provided so as to obtain cold air at a required temperature. 7. The cooling device according to claim 1, wherein the pressure of compressed air taken into the expansion cylinder is adjusted based on a sensor for measuring pressure.
【請求項8】前記クランク軸のうち一つのクランク軸
に、冷却装置の安定動作を担保するためのフライホイー
ルが設けたことを特徴とする請求項1乃至7記載の冷却
装置。
8. The cooling device according to claim 1, wherein a flywheel for securing a stable operation of the cooling device is provided on one of the crankshafts.
【請求項9】前記断熱シリンダが、内外に重ねられた筒
体で構成され、その内筒がステンレスで構成されること
を特徴する請求項1乃至8記載の冷却装置。
9. The cooling device according to claim 1, wherein said heat insulating cylinder is constituted by a cylindrical body which is overlapped inside and outside, and said inner cylinder is constituted by stainless steel.
【請求項10】前記各シリンダを2つずつ、シリンダヘ
ッドを互いに外側に向けて同一のシリンダ軸線に沿って
対向配置し、該両シリンダのピストンを連結すると共
に、前記シリンダ軸線に沿って直線往復動するピストン
ロッドと、 前記2つのシリンダ間でシリンダ軸線に、そのピッチ円
の中心軸を直交すると共に、シリンダ軸線と平行に固定
的に配設した内周太陽歯車と、前記内周太陽歯車のピッ
チ円直径に対し二分の一のピッチ円直径を有し、噛合し
て自転及び公転可能に配設した遊星歯車と、前記内周太
陽歯車のピッチ円の中心軸回りに回転自在に配設したク
ランク軸と、前記クランク軸の半径方向に突設し前記遊
星歯車の自転軸を回転自在に支持する腕部とを有し、前
記遊星歯車のピッチ円の円周上において前記ピストンロ
ッドの中間部をピン係合するクランク機構とを有するこ
とを特徴とする請求項1乃至9記載の冷却装置。
10. The two cylinders each having two cylinder heads facing each other facing the outside along the same cylinder axis, connecting the pistons of both cylinders, and linearly reciprocating along the cylinder axis. A piston rod that moves, an inner sun gear fixedly disposed parallel to the cylinder axis and a center axis of the pitch circle orthogonal to the cylinder axis between the two cylinders; A planetary gear having a half pitch circle diameter with respect to the pitch circle diameter, meshing and being arranged to be able to rotate and revolve, and is arranged rotatably around the central axis of the pitch circle of the inner peripheral sun gear. A crankshaft; and an arm protruding in a radial direction of the crankshaft to rotatably support a rotation shaft of the planetary gear, wherein the piston rod is provided on a circumference of a pitch circle of the planetary gear. The cooling device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a crank mechanism for pin-engaging the intermediate portion.
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