JP2003328932A - 往復動式圧縮機の二重シリンダ装置 - Google Patents
往復動式圧縮機の二重シリンダ装置Info
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Abstract
回なされるよう構造が改善された往復動式圧縮機のシリ
ンダ装置を提供する。 【解決手段】 両端が開放されたシリンダ本体と、シリ
ンダ本体の両端にそれぞれ設けられ、それぞれ冷媒吐出
孔が形成された一対のバルブプレートユニットと、シリ
ンダ本体内に往復動自在に設けられる一対のピストン
と、一端が連接棒に連結されピストンを支持したまま往
復動するよう各バルブプレートユニットに摺動自在に支
持され、外部とピストンの間から外部に冷媒を吐出させ
る冷媒吐出孔を有するピストンバーと、各ピストンの間
に移動自在に設けられ、ピストンの前後進位置に応じて
一対のピストンのうちいずれか一つとシリンダ本体を開
放させ、残りは閉鎖させる吐出バルブとを備える。
Description
り、さらに詳しくは往復動式圧縮機の二重シリンダ装置
に関する。
た通り、ステータ2とそのステータ2の周りに回転自在
に設けられるロータ4を有するモータ部1と、クランク
軸6と、連接棒8と、シリンダ装置10とを備えて構成
される。
回転され、下部には偏心部6aを有する。偏心部6aに
は連接棒8の一端に設けられた大径部8aが連結され
る。連接棒8の他側に設けられた小径部8bにはピスト
ン9が連結される。
ピストン9が往復動自在に挿入されるシリンダ本体11
と、シリンダ本体11の一側に設けられるシリンダヘッ
ド13及びシリンダ本体11とシリンダヘッド13との
間に設けられるバルブプレート15を備える。バルブプ
レート15には吐出バルブ16により開閉される冷媒吐
出孔15aと、吸込バルブ17により開閉される冷媒吸
込孔15bそれぞれが形成される。
に連動され往復動しつつシリンダ室11a内の冷媒を圧
縮/膨張させる。すなわち、ピストン9の後進時吸込バ
ルブ17が開き、吐出バルブ16が閉りながらシリンダ
室11aに冷媒が吸込まれる。逆に、ピストン9が前進
時吸込バルブ17が閉り、吐出バルブ16が開きながら
シリンダ室11aの冷媒が圧縮及び吐出される。
あって、クランク軸6の1回転当り1行程の吸込及び吐
出がなされる。従って、効率が低く振動及び吸込/吐出
によるアンバランシングによる騒音が増加する要因にな
る問題点がある。
点を解決するために案出されたもので、その目的はクラ
ンク軸の1回転時吐出と吸込が同時に2回なされるよう
構造が改善された往復動式圧縮機のシリンダ装置を提供
するところにある。
ための本発明に係る往復動式圧縮機のシリンダ装置は、
両端が開放されたシリンダ本体と、該シリンダ本体の両
端にそれぞれ設けられ、それぞれ冷媒吸込孔が形成され
た一対のバルブプレートユニットと、前記シリンダ本体
内に往復動自在に設けられる一対のピストンと、一端が
連接棒に連結され前記ピストンを支持したまま往復動さ
れるよう前記各バルブプレートユニットに摺動自在に支
持され、外部と前記ピストンの間から外部に冷媒を吐出
させる冷媒吐出孔を有するピストンバーと、前記各ピス
トンの間に移動自在に設けられ、前記ピストンの前後進
位置に応じて前記一対のピストンのうちいずれか一つと
前記シリンダ本体との間を開放させ、残りは閉鎖させる
吐出バルブとを備えることを特徴とする。
ンバーに所定間隔離隔されるよう結合され、前記シリン
ダ本体の内径より小直径を有することが望ましい。
記シリンダ本体の両端それぞれを閉鎖させるよう結合さ
れ、冷媒吐出孔を有するバルブプレートと、前記ピスト
ンの前後進運動に従って前記冷媒吐出孔を選択的に開閉
させるよう前記バルブプレートの前記シリンダ本体のシ
リンダ室に向かい合う内側に設けられる吸込バルブを備
えることが望ましい。
トン間に移動自在に設けられ、前記シリンダ本体の内周
に密着され移動自在な一対のリング状バルブと、該リン
グ状バルブが外部の圧力により互いに接近及び離隔され
るよう連結するばねを含んで、前記ピストンの前後進時
前記リング状バルブが圧縮されながら前記ピストンとシ
リンダ内周の間のうちいずれか一方は開放させ、もう一
方は閉鎖させることが望ましい。
も前記ピストンと前記シリンダの内周間の間隔より大き
いことが望ましい。
の実施例による往復動式二重シリンダ装置を詳述する。
往復動式二重シリンダ装置は、クランク軸20の1回転
時圧縮及び膨張が同時に2回起る。このようなシリンダ
装置は、両端が開放されたシリンダ本体30と、シリン
ダ本体30の両端にそれぞれ設けられる一対のバルブプ
レートユニット40、50と、シリンダ本体30内に設
けられる一対のピストン61、62と、ピストン61、
62を所定間隔離隔されるよう支持し往復動させるピス
トンバー70及びピストン61、62の間に設けられる
吐出バルブ80とを備える。
は、シリンダ本体30の両端それぞれに結合されるバル
ブプレート41、51と、吸込バルブ43、53を備え
る。バルブプレート41、51にはシリンダ本体30の
内部に冷媒が吸込まれる冷媒吸込孔41a、51aを備
える。吸込バルブ43、53それぞれは冷媒吸込孔41
a、51aを選択的に開閉させるようバルブプレート4
0、50の内側、すなわちシリンダ本体30の内部に向
かい合うバルブプレート40、50の内側にそれぞれ設
けられる。各吸込バルブ43、53はピストン61、6
2の前進または後進時にいずれか一方冷媒吸込孔41
a、51aを開放させ、残り一方は閉鎖させるよう個別
的に動作される。また、バルブプレート41、51それ
ぞれにはピストンバー70が摺動自在に嵌合されるガイ
ド孔41b、51bがそれぞれ形成される。
て、シリンダ本体30の内径より小直径を有する。従っ
て、ピストン61、62とシリンダ本体30の内周、す
なわちシリンダ室の内壁の間には所定のギャップが発生
する。このギャップを通して冷媒が移動自在になる。ま
た、ピストン61、62は図4に示した通り、所定間隔
離隔されるよう並んで配され、ピストンバー70に支持
される。
0の回転運動を直線運動に変換する連接棒21に連結さ
れる。このピストンバー70はピストン本体30を通過
するよう各バルブプレート41、51に摺動自在に支持
される。このピストンバー70に一対のピストン61、
62が所定間隔離隔設置される。そして、ピストンバー
70にはシリンダ本体30の外部と内部を連結する冷媒
吐出孔71が形成される。この冷媒吐出孔71はピスト
ンバー70の端部から中心部まで形成された冷媒経路で
あって、各ピストン61、62間の空間と連結される。
従って、ピストン61、62間の冷媒を冷媒吐出孔71
を通して外部に吐出することができる。
62の間に移動自在に設けられる一対の第1及び第2リ
ング状バルブ81、82と、第1及び第2リング状バル
ブ81、82を外部の圧力により接近及び復元されるよ
う連結する複数のばね83とを備える。
本体30の内周に密着移動されるようそのシリンダ本体
30の内径に対応する外径を有する。また、リング状バ
ルブ81、82の幅はピストン61、62とシリンダ本
体30の内周間のギャップより大きく形成されることに
より、冷媒の流れを選択的に遮断できる。ばね83はリ
ング状バルブ81、82が弾力的に接近及び位置復元自
在に各リング状バルブ81、82を連結支持する。
る往復動式二重シリンダ装置の動作を説明する。まず、
説明の便宜のため、図3においてシリンダ本体30の内
部、すなわちシリンダ室をピストン61、62を基準に
左側を第1シリンダ室31と称し、右側を第2シリンダ
室32と称する。また、各ピストン61、62間を冷媒
吐出室33と称する。図3のように、クランク軸20が
Aの位置からBの位置に約180°回転する場合、クラ
ンク軸20に連結された連接棒21がクランク軸20の
回転運動をピストンバー70の直線往復運動に変換す
る。この際、ピストンバー70が左側に移動してピスト
ン61、62が前進する。すると、第1シリンダ室31
の体積が減少されながら圧力が増加する。その圧力によ
り第1リング状バルブ81が後ろに押されながらばね8
3が圧縮される。従って、ピストン61とシリンダ本体
30の内周間が開放され第1シリンダ室31の圧縮冷媒
が吐出室33に移動し、吐出室33に移動された冷媒は
吐出孔71を通して外部に吐出される。かつ第2シリン
ダ室32の体積が増加しつつ圧力が落ちる。従って、吸
込バルブ43は第2シリンダ室32と外部との圧力差に
より開放されながら第2シリンダ32に冷媒が吸込まれ
る。勿論、この際第2リング状バルブ82は第1シリン
ダ室31から吐出室33に流れ込まれる冷媒の圧力によ
りピストン62に密着された状態なので、ピストン62
とシリンダ本体30内周との間は密閉され、よって第2
シリンダ室32に流入される低圧の冷媒が吐出室33に
流入されない。以上説明した通り、クランク軸20が1
/2回転する間シリンダ本体30内では冷媒の圧縮及び
膨張行程が同時に起る。
位置にさらに180°回転すれば、ピストンバー70が
右側に移動しつつピストン61、62を右側に移動させ
る。すると、図3とは逆に、第1シリンダ室31が膨張
しながら吸込バルブ53が開放され冷媒吸込孔51aを
通して冷媒が第1シリンダ室31に流入される。かつ、
第2シリンダ室32の体積が減少しながら冷媒が圧縮さ
れ圧力が高まる。高圧の冷媒により第2リング状バルブ
82がばね83を圧縮させながら移動することにより、
第2シリンダ室32の圧縮冷媒が吐出室33に移動され
る。すると、吐出室33に移動される圧縮冷媒は 吐出
孔71を介して外部に吐出される。
から再びA位置に復帰する間にもシリンダ本体30内で
は冷媒の圧縮及び膨張行程が同時に起る。すなわち図3
及び図4を通して分かる通り、クランク軸20の1回転
時冷媒の圧縮及び膨張行程が2回発生する。従って、従
来のように1回転時1回の圧縮及び膨張行程が発生する
シリンダ装置に比べて二倍の効率が得られる。
装置を圧縮機に適用する際圧縮機の排気量増加により効
率を改善することができる。
側に同時に圧縮及び膨張が起るので、シリンダ動作のア
ンバランスを改善して騒音及び振動が軽減できる利点が
ある。
二重シリンダ装置によれば、クランク軸の1回転時圧縮
及び膨張行程を2回繰り返せるので効率を高められる。
吐出がシリンダ本体の左右で反復して発生するので、ア
ンバランスを改善して振動及び騒音を減らせる利点があ
る。
の望ましい実施例と関連して説明しかつ示したが、本発
明はそのように示しかつ説明されたそのままの構成及び
作用に限定されない。かえって、特許請求の範囲の思想
及び範疇を逸脱せず多様な変形及び修正が可能なことを
当業者は良く理解できるだろう。従って、そのような全
ての適切な変形及び修正と均等物も本発明の範囲に属す
る。
部分断面図である。
置を示した断面図である。
置の動作を説明するための図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 両端が開放されたシリンダ本体と、 該シリンダ本体の両端にそれぞれ設けられ、それぞれ冷
媒吐出孔が形成された一対のバルブプレートユニット
と、 前記シリンダ本体内に往復動自在に設けられる一対のピ
ストンと、 一端が連接棒に連結され前記ピストンを支持したまま往
復動されるよう前記各バルブプレートユニットに摺動自
在に支持され、外部と前記ピストンの間から外部に冷媒
を吐出させる冷媒吐出孔を有するピストンバーと、 前記各ピストンの間に移動自在に設けられ、前記ピスト
ンの前後進位置に応じて前記一対のピストンのうちいず
れか一つと前記シリンダ本体との間を開放させ、残りは
閉鎖させる吐出バルブとを備えることを特徴とする往復
動式二重シリンダ装置。 - 【請求項2】 前記一対のピストンは、前記ピストンバ
ーに所定間隔離隔されるよう結合され、前記シリンダ本
体の内径より小直径を有することを特徴とする請求項1
に記載の往復動式二重シリンダ装置。 - 【請求項3】 前記バルブプレートユニットは、前記シ
リンダ本体の両端それぞれを閉鎖させるよう結合され冷
媒吐出孔を有するバルブプレートと、前記ピストンの前
後進運動に従って前記冷媒吐出孔を選択的に開閉させる
よう前記バルブプレートの前記シリンダ本体のシリンダ
室に向かい合う内側に設けられる吸入バルブとを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の往復動式二重シリン
ダ装置。 - 【請求項4】 前記吐出バルブは、前記一対のピストン
の間に移動自在に設けられ、前記シリンダ本体の内周に
密着され移動自在な一対のリング状バルブと、該リング
状バルブが外部の圧力により互いに接近及び離隔される
よう連結するばねとを備え、前記ピストンの前後進時前
記リング状バルブが圧縮されながら前記ピストンとシリ
ンダ内周間のうちいずれか一方は開放させ、他の一方は
閉鎖させるようになることを特徴とする請求項1に記載
の往復動式二重シリンダ装置。 - 【請求項5】 前記リング状バルブの幅は少なくとも前
記ピストンと前記シリンダの内周間の間隔より大きいこ
とを特徴とする請求項4に記載の往復動式二重シリンダ
装置。
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