JP2837895B2 - Reciprocating gas compressor - Google Patents

Reciprocating gas compressor

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JP2837895B2
JP2837895B2 JP1296943A JP29694389A JP2837895B2 JP 2837895 B2 JP2837895 B2 JP 2837895B2 JP 1296943 A JP1296943 A JP 1296943A JP 29694389 A JP29694389 A JP 29694389A JP 2837895 B2 JP2837895 B2 JP 2837895B2
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cylinder
magnetic bearing
rod
support
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寛昭 下村
幸丸 太田
博 篠藤
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MIKUNI JUKOGYO KK
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MIKUNI JUKOGYO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧縮機又はポンプに関し、より詳しくは、原
子力工業用各種ガス圧縮機または液体用ポンプ、食品工
業及び各種精密工業用の空気その他のガス圧縮機及び各
種液体用ポンプ、各種可燃性ガスまたは液体用圧縮機ま
たはポンプ、並びにこれら全ての分野における排気装置
または真空ポンプに関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to compressors or pumps, and more particularly to various gas compressors or liquid pumps for the nuclear industry, air for the food industry and various precision industries, etc. The present invention relates to gas compressors and pumps for various liquids, compressors or pumps for various combustible gases or liquids, and exhaust devices or vacuum pumps in all these fields.

(従来の技術) 上記産業分野においては被圧縮ガス(又は作動流体)
中に潤滑油が含まれることを避ける必要がある場合が多
い。
(Prior Art) In the above-mentioned industrial field, a gas to be compressed (or a working fluid)
It is often necessary to avoid the inclusion of lubricating oil.

このために、ピストンとシリンダとの摺動部に潤滑油
を使用することを避ける構造(いわゆる無給油式ピスト
ン)を設けたり、あるいは被圧縮ガス中の潤滑油を除去
するための複雑な設備(各種セパレータ及び活性炭フィ
ルタ等)を設けたりする必要があった。
For this purpose, a structure (so-called oilless piston) that avoids the use of lubricating oil in the sliding portion between the piston and the cylinder is provided, or a complicated facility for removing lubricating oil in the gas to be compressed ( Various types of separators and activated carbon filters).

第4図は現にガス圧縮機等に使用されている無給油ピ
ストンの例を示したものであり、ピストンリングに相当
する黒鉛等の充填材入りテフロンリングは金属リングに
密着させ、更に周囲にラビリンスを設ける場合が一般的
である。通常のピストンリングでは、その内面に流体の
圧力が作用してリングを拡張するため、ピストンリング
とシリンダとの間の接触圧を高め、気密作用を高める一
方、摩耗を促進するが、図に示す無給油ピストンの例で
は摩耗の促進を防止するため、テフロンリング及びリン
グは切欠きを設けずにピストン本体に密着させている。
このように、無給油式ピストンの場合、シリンダ内面を
高度に平滑にすると同時にピストン又はピストンリング
の材質に自己潤滑油性の高い高分子化合物(ポリイミド
樹脂、弗素樹脂等)に耐摩耗性を向上させる充填材を分
散させたもの等が使用された。更に、摩耗量を減少させ
るために、平均ピストン速度を極力低くする等の対策が
用いられた。平均ピストン速度の減少は圧縮機の大型化
を招くと共に往復部分の質量増加により振動の増加は避
けられなかった。
FIG. 4 shows an example of an oilless piston currently used in a gas compressor or the like. A Teflon ring containing a filler such as graphite, which corresponds to a piston ring, is brought into close contact with a metal ring, and is further surrounded by a labyrinth. Is generally provided. In a normal piston ring, fluid pressure acts on its inner surface to expand the ring, so the contact pressure between the piston ring and the cylinder is increased, increasing the airtightness and promoting wear. In the case of a non-lubricated piston, the Teflon ring and the ring are closely attached to the piston body without providing a notch, in order to prevent acceleration of wear.
As described above, in the case of a non-lubricated piston, the inner surface of the cylinder is made highly smooth, and at the same time, a high self-lubricating polymer compound (polyimide resin, fluorine resin, etc.) is used as the material of the piston or piston ring to improve wear resistance. A material in which a filler to be dispersed was used was used. Further, in order to reduce the amount of wear, measures such as lowering the average piston speed as much as possible have been used. A decrease in the average piston speed caused an increase in the size of the compressor, and an increase in vibration was inevitable due to an increase in the mass of the reciprocating portion.

他の従来技術として、ピストンをその下部のピストン
棒及びその上部に延長した支持ロッドによって機械的に
支持し、ピストンロッドとシリンダとの接触を避ける方
法がある。この方法によればピストンとシリンダとの接
触は避けることができるが、支持ロッド等の機械的支持
部に潤滑油を使用することは避けられない。また、機械
的支持部の半径方向支持精度は数十ないし数百ミクロン
程度であるのに対して、ピストンとシリンダとの間隙は
それ以上とすることが必要なため、間隙部でのガス漏洩
が比較的大きく、効率の増加は容易でない。
Another prior art method is to mechanically support the piston with a piston rod below and a support rod extending above the piston rod to avoid contact between the piston rod and the cylinder. According to this method, contact between the piston and the cylinder can be avoided, but it is unavoidable to use lubricating oil for a mechanical support such as a support rod. In addition, while the radial support accuracy of the mechanical support portion is about several tens to several hundreds of microns, the gap between the piston and the cylinder needs to be larger than that, so that gas leakage in the gap portion may occur. Relatively large, increasing efficiency is not easy.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、小型軽量
であり、内部漏洩が少なく、回転速度の大幅な上昇が可
能なガス圧縮機を抵抗することを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is intended to provide a gas compressor that is small and lightweight, has low internal leakage, and is capable of significantly increasing the rotation speed. Aim.

(課題を解決するための手段) 本発明においては、シリンダ内で往復運動するピスト
ンを能動式磁気ベアリングによってシリンダの中心に保
持し、両者間に極めて僅少な間隙(10μm若しくはそれ
以下)を保持することによって上記目的を達成してい
る。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, a piston reciprocating in a cylinder is held at the center of the cylinder by an active magnetic bearing, and a very small gap (10 μm or less) is held therebetween. This achieves the above object.

(作用) 本発明においては、シリンダの内部で往復運動するピ
ストンをシリンダの上部(又は側部)及び下部の一方若
しくは両方に設置した能動式磁気ベアリング(位置セン
サー、電磁石及びこれを制御する電子回路からなる装
置)によって、ピストンの半径方向位置を磁力(吸引
力)によって支持、制御し、ピストンの半径方向位置を
シリンダに接触しないように制御する。具体的には、ピ
ストン又はピストン棒等の半径方向位置をピストン軸に
垂直な面内において互いに90゜隔たった位置(x,y方
向)で電気磁気的、静電容量式又は光学的センサーで検
出し、設定位置(通常はシリンダ中心線)からの偏差を
電気的に増幅、演算してx,y方向に相対する電磁石の電
流をそれぞれ増減制御することによってピストンをシリ
ンダ中心線上に保持する。なお、ピストン位置の精度
は、演算増幅器の増幅度(ゲイン)によって広範囲に調
節できる。
(Operation) In the present invention, an active magnetic bearing (position sensor, electromagnet and electronic circuit for controlling the same) in which a piston reciprocating inside the cylinder is installed on one or both of the upper (or side) and lower portions of the cylinder. ), The radial position of the piston is supported and controlled by magnetic force (attraction force), and the radial position of the piston is controlled so as not to contact the cylinder. Specifically, the position of the piston or piston rod in the radial direction is detected by an electromagnetic sensor, an electrostatic sensor, or an optical sensor at a position (x, y directions) 90 ° apart from each other in a plane perpendicular to the piston axis. Then, a deviation from a set position (usually the cylinder center line) is electrically amplified and calculated, and the currents of the electromagnets facing each other in the x and y directions are controlled to increase or decrease, thereby holding the piston on the cylinder center line. The accuracy of the piston position can be adjusted in a wide range by the amplification (gain) of the operational amplifier.

(実施例) 実施例1 第1図は本発明の圧縮機のシリンダ部及びクランク軸
部の断面図を示す図である。
(Embodiment) Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing a sectional view of a cylinder portion and a crankshaft portion of a compressor of the present invention.

シリンダ(1)の内部にはピストン(2)が設けら
れ、通常の圧縮機と同様に、ピストン(2)の下部には
ピストンロッド(7)が固着され、更にクロスヘッド
(9)、コネクティングロッド(10)及びクランク軸
(11)が連結されている。また、ピストン(2)の上部
には支持ロッド(5)が固着されている。シリンダ
(1)内には2つの能動式磁気ベアリング(3),
(4)がピストン(2)の上下に設けられており、支持
ロッド(5)及びピストンロッド(7)が各々磁気ベア
リング(3),(4)に挿入されてピストン(2)が半
径方向において支持される。シリンダ(1)内には、更
に、磁気ベアリング(3),(4)の内側に隣接して仕
切り板(6),(8)が設けられている。支持ロッド
(5)及びピストンロッド(7)は、磁気ベアリングの
磁力を作用させるために磁性材料によって作製され且つ
磁気ベアリング(3),(4)に対して僅かの間隙をも
つような径に作られている。この結果、ピストンをシリ
ンダの中心線に対して高精度に位置させることができ、
ピストンとシリンダとの間の摩擦を完全に除くことがで
きる。このような構造により、ピストン(2)はクラン
ク軸(11)回転力を受けてシリンダ(1)との間に微妙
な間隙を保ちながら往復運動する。本図において、上部
に載置した時ベアリング(3)に作用する荷重は比較的
小であるが、下部磁気ベアリング(4)に作用する荷重
は、コネクティングロッド(10)からクロスヘッド
(9)を介して作用する水平分力(荷重)が付加される
ため、上部に比較してより大きな支持力を要する。
A piston (2) is provided inside the cylinder (1), and a piston rod (7) is fixed to a lower portion of the piston (2) as in a normal compressor, and a crosshead (9) and a connecting rod are provided. (10) and the crankshaft (11) are connected. A support rod (5) is fixed to the upper part of the piston (2). In the cylinder (1) are two active magnetic bearings (3),
(4) is provided above and below the piston (2), and the support rod (5) and the piston rod (7) are inserted into the magnetic bearings (3) and (4), respectively, so that the piston (2) is moved in the radial direction. Supported. In the cylinder (1), partition plates (6) and (8) are further provided adjacent to the inside of the magnetic bearings (3) and (4). The support rod (5) and the piston rod (7) are made of a magnetic material to exert the magnetic force of the magnetic bearing and are made to have a small gap with respect to the magnetic bearings (3) and (4). Have been. As a result, the piston can be positioned with high accuracy with respect to the center line of the cylinder,
Friction between the piston and the cylinder can be completely eliminated. With such a structure, the piston (2) reciprocates while receiving a rotational force of the crankshaft (11) while maintaining a fine gap with the cylinder (1). In this drawing, the load acting on the bearing (3) when placed on the upper part is relatively small, but the load acting on the lower magnetic bearing (4) is transmitted from the connecting rod (10) to the crosshead (9). Since a horizontal component force (load) acting through the contact is added, a larger supporting force is required as compared with the upper part.

ピストン(2)と仕切り板(6),(8)との間に形
成される空間の両方又はいずれか一方は、その端部に設
けらた吸入弁及び吐出弁(図示せず)を介して作動流体
のポンプ作用を行う。
Both or one of the spaces formed between the piston (2) and the partition plates (6) and (8) is connected via a suction valve and a discharge valve (not shown) provided at the ends thereof. Pumps the working fluid.

実施例2 第2図は本発明の別の実施例におけるシリンダ部の断
面を示す。本実施例においては、第1図におけるピスト
ン(2)の上部の磁気ベアリングが省略され、シリンダ
の外周又は内周の側部に磁気ベアリング(3)を配置し
ている。これによって能動式磁気ベアリングによってピ
ストンを直接的に支持するようになされている。従っ
て、ピストンを構成する材料の全てあるいはその一部は
鋼材等の磁性材料(強磁性体)を使用することが必要で
ある。また、同様の理由でシリンダ又は磁気ベアリング
とピストンとの間の隔壁材は非磁性体とし、その厚さは
極力薄くする必要がある。シリンダの厚みが薄い場合に
は強度保持が困難となり、これを解決するためには、磁
気ベアリング(3)とピストンの通路間の隔壁を非磁性
体とし、厚みを極力薄くして隔壁の強度を磁気ベアリン
グ自体に負担させる方法、若しくは磁気ベアリング外周
に強度部材を配置して強度を負担させる方法等が考えら
れる。なお、下部磁気ベアリング(4)に作用する荷重
については、第1図の場合と同様であり、機械的に支持
する方法も考えられる。
Embodiment 2 FIG. 2 shows a cross section of a cylinder portion in another embodiment of the present invention. In this embodiment, the magnetic bearing above the piston (2) in FIG. 1 is omitted, and the magnetic bearing (3) is disposed on the outer or inner side of the cylinder. Thus, the piston is directly supported by the active magnetic bearing. Therefore, it is necessary to use a magnetic material (ferromagnetic material) such as steel for all or a part of the material constituting the piston. For the same reason, the partition wall between the cylinder or the magnetic bearing and the piston is made of a non-magnetic material, and its thickness needs to be as thin as possible. When the thickness of the cylinder is small, it is difficult to maintain the strength. To solve this problem, the partition between the magnetic bearing (3) and the piston passage is made of a non-magnetic material, and the thickness is reduced as much as possible to reduce the strength of the partition. A method in which the magnetic bearing itself bears a load, a method in which a strength member is arranged on the outer periphery of the magnetic bearing to bear the strength, and the like can be considered. The load acting on the lower magnetic bearing (4) is the same as in the case of FIG.

第3図は本発明の更に別の実施例におけるシリンダ部
の断面を示す。本実施例は、第1図の実施例に対してピ
ストン下側の能動式磁気ベアリングを省略し、従来の機
械式クロスヘッド支持機構を使用して水平方向の比較的
大きな荷重を負担させたものである。このため、クロス
ヘッド(9)の外周にクロスヘッドガイド(12)が設け
られている。また、本実施例はポンプ作用をピストン下
部の空間のみで行う単動式であり、作動ガスの漏洩を防
止すべくピストン下部には二重に仕切り板を設けてい
る。また、図示していないが、作動ガスが外部に漏洩す
ることを完全に防止するため下側仕切り板のピストンロ
ッド貫通部には液封構造を採用し、更に二重仕切り板間
の作動ガス中の油蒸気を除去するためのチャコールフィ
ルタが設けられている。本実施例は、主として経済性の
向上を目的としたものであるが、クロスヘッドの質量増
加による回転数の制限、クロスヘッド及びクロスヘッド
ガイド間の潤滑油使用に伴う不利益を生じる。その他の
点については第1図の場合と同様である。
FIG. 3 shows a cross section of a cylinder portion in still another embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the active magnetic bearing below the piston is omitted and a relatively large load in the horizontal direction is borne by using a conventional mechanical crosshead support mechanism. It is. Therefore, a crosshead guide (12) is provided on the outer periphery of the crosshead (9). This embodiment is a single-acting type in which the pumping operation is performed only in the space below the piston, and a double partition plate is provided below the piston in order to prevent leakage of the working gas. In addition, although not shown, a liquid seal structure is adopted at the piston rod penetration portion of the lower partition plate to completely prevent the working gas from leaking to the outside. A charcoal filter for removing oil vapor is provided. Although the present embodiment is mainly aimed at improving the economy, it has disadvantages associated with the limitation of the number of revolutions due to the increase in the mass of the crosshead and the use of lubricating oil between the crosshead and the crosshead guide. Other points are the same as those in FIG.

上記の実施例は垂直配置の例であるが、単独シリンダ
水平配置、左右対称水平配置あるいはV型・星型シリン
ダ配置とすることも可能である。
The above embodiment is an example of a vertical arrangement, but it is also possible to arrange a single cylinder horizontally, a left-right symmetric horizontal arrangement, or a V-shaped / star-shaped cylinder arrangement.

それぞれの実施例において、シリンダの上下に設けた
仕切板の中心部のピストンロッド又は支持ロッド貫通部
の隙間を通過するガス又は液体を減少させる対策として
は、ラビリンス又はスタッフィングボックス(詰物箱)
方式が適当である。特に、前者は非接触であるため摩耗
防止の観点から好ましい。
In each embodiment, a labyrinth or a stuffing box (filling box) is used as a measure to reduce the gas or liquid passing through the gap between the piston rod or the support rod penetration portion at the center of the partition plate provided above and below the cylinder.
The method is appropriate. In particular, the former is preferable from the viewpoint of preventing abrasion because it is non-contact.

これらの実施例において、コネクティングロッド及び
クランク軸等は油潤滑が実際的であるため、微量ながら
潤滑油分がシリンダ内に浸入する可能性がある。従っ
て、潤滑油分を特に制限する必要がある場合には、下部
仕切り板を二重に設けて、この間のガス等をフィルタを
通して吸入側に戻すなどの対策が可能である。
In these embodiments, since the connecting rod, the crankshaft, and the like are practically oil-lubricated, there is a possibility that a small amount of lubricating oil may enter the cylinder. Therefore, when it is necessary to particularly limit the lubricating oil content, it is possible to take measures such as providing the lower partition plate twice and returning the gas and the like between the two to the suction side through the filter.

また、ピストンとシリンダとの間の隙間の漏洩量を減
少させるために、ピストンの周囲に多段の凹凸を設けた
いわゆるラビリンスピストンを採用することも効果的で
ある。
It is also effective to employ a so-called labyrinth piston in which multi-level irregularities are provided around the piston in order to reduce the amount of leakage in the gap between the piston and the cylinder.

性能評価 第3図に示す実施例に基づいたヘリウム用圧縮機を用
いて本発明の効果を以下の如く確認した。本実施例にお
いては、周囲に多段の凹凸を設けたラビリンスピストン
を採用し、作動ガスの流通により体積効率低下を防止し
ている。
Performance Evaluation Using a helium compressor based on the embodiment shown in FIG. 3, the effects of the present invention were confirmed as follows. In the present embodiment, a labyrinth piston having a multi-level unevenness around the periphery is employed to prevent a reduction in volumetric efficiency due to the flow of the working gas.

第5図は、ピストン上部の磁気ベアリング位置におい
て測定した回転数と半径方向振幅の関係を示すグラフで
ある。図中のX軸及びY軸はそれぞれ磁気ベアリング水
平断面内においてクランク軸方向と互いに45゜隔たった
方向である。図中で回転数約300rpm付近に認められるピ
ークは、磁気ベアリングの剛性とピストン等を含む支持
対象の質量によって生じる共振点である。また、回転数
の上昇と共に振幅が増大する理由は、磁気ベアリングの
剛性を回転数に応じて電子回路によって変化させている
こと及び加振力が回転数と共に増加することに起因して
いる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotational speed and the radial amplitude measured at the position of the magnetic bearing above the piston. The X-axis and the Y-axis in the drawing are respectively 45 ° apart from the crankshaft direction in the horizontal section of the magnetic bearing. In the figure, the peak observed near the rotational speed of about 300 rpm is a resonance point generated by the rigidity of the magnetic bearing and the mass of the supporting object including the piston and the like. Further, the reason why the amplitude increases as the rotation speed increases is that the rigidity of the magnetic bearing is changed by an electronic circuit according to the rotation speed and that the exciting force increases with the rotation speed.

第6a図及び第6b図は、圧力FMPaのヘリウムを作動流体
とする回転数1,200rpmにおけるピストンの振動状況を示
す。第6a図は、磁気ベアリング位置において測定したピ
ストンの水平面内での2次元的振動軌跡を示すリサジュ
ウ図形であり、X軸及びY軸はクランク軸方向と互いに
45゜隔たった方向であり、右下がり方向がクランクの回
転面方向、右上がり方向がクランク軸方向である。第6b
図は振動変位の時間変化を示す。これらから、ピストン
の水平面内での振幅はクランク回転面方向が大であり、
最大振幅は±20μm程度であることが判かる。
6a and 6b show the state of vibration of the piston at a rotational speed of 1,200 rpm using helium at a pressure of FMPa as a working fluid. FIG. 6a is a Lissajous figure showing the two-dimensional vibration trajectory of the piston in the horizontal plane measured at the position of the magnetic bearing, and the X axis and the Y axis are mutually different from the crankshaft direction.
The direction is 45 degrees apart, the downward right direction is the direction of the crank rotation surface, and the upward direction is the crankshaft direction. No. 6b
The figure shows the time change of the vibration displacement. From these, the amplitude of the piston in the horizontal plane is large in the direction of the crank rotation surface,
It can be seen that the maximum amplitude is about ± 20 μm.

第7図は、回転数1,000rpmにおける実流量(風量)及
び体積効率と昇圧値の関係を示す測定結果である。
FIG. 7 is a measurement result showing the relationship between the actual flow rate (air volume) at 1,000 rpm and the volumetric efficiency and the boosted value.

第5〜第7図から明らかなように、従来型の無給油式
ピストン式圧縮機の回転数が約300rpm程度であったのに
対して、本実施例の圧縮機は最高1200rpmの運転が可能
であった。往復動部分の軽量化によって更に高速運転が
可能である。また、ピストンの半径方向振幅(シリンダ
中心線に対して)は最大40μm p−p以下であった(第
5図及び第6図参照)。更に、圧縮機の体積効率(体積
とピストン押し除け量の比)は、ピストンとシリンダと
の間隙加工精度が比較的低い(150μm程度)場合で
も、定格設計点(吸入圧力:40kg/cm2,吐出圧力:45kg/cm
2)において70%程度であり、加工精度を高めることに
よって更に向上することができる。
As is apparent from FIGS. 5 to 7, the rotational speed of the conventional oilless piston type compressor was about 300 rpm, whereas the compressor of this embodiment can operate at a maximum of 1200 rpm. Met. Higher speed operation is possible by reducing the weight of the reciprocating part. Further, the radial amplitude (with respect to the cylinder center line) of the piston was 40 μm pp or less at the maximum (see FIGS. 5 and 6). Furthermore, the volumetric efficiency of the compressor (the ratio of the volume to the piston displacement) is the rated design point (suction pressure: 40 kg / cm 2 , even if the gap machining accuracy between the piston and cylinder is relatively low (about 150 μm). Discharge pressure: 45kg / cm
2 ) is about 70%, and can be further improved by increasing the processing accuracy.

(発明の効果) 以上のように、本発明においてはピストンのx,y方向
に関する半径方向位置センサー、演算増幅器及び電磁石
を用いた能動式磁気ベアリングでピストンを高精度にシ
リンダ中心線に位置させ、ピストンとシリンダとの間に
極めて僅少な間隙を保持しているので、ピストンとシリ
ンダの摩耗が完全に除去されエネルギ損失を極小にする
ことができる。このため、従来の無給油式ピストン式圧
縮機に比較して、回転速度の大幅な上昇が可能となり、
装置の小型化、軽量化が実現できるのみならず、保守作
業の大幅な軽減が実現できる。更に、ピストンとシリン
ダ間の隙間を極めて僅少にできるため、流体の内部漏洩
による体積効率低下を避けることができる。また、保守
を殆ど必要としないため、放射性物質を含むガスの使用
に際して発生する放射線被曝を大幅に減少できるなどの
効果がある。また、圧縮機(ポンプ)の密封化も可能で
あり、放射線ガス等の外部漏洩の防止もできる。なお、
保守を殆ど要しない本発明は、天然ガス輸送、LPG圧縮
用等の用途の場合の如き厳しい自然環境または狭い船内
環境等においても大きな利益をもたらすことが期待でき
る。
(Effect of the Invention) As described above, in the present invention, the piston is precisely positioned on the cylinder center line by the active magnetic bearing using the radial position sensor, the operational amplifier and the electromagnet in the x and y directions of the piston, Since a very small gap is maintained between the piston and the cylinder, wear of the piston and the cylinder is completely eliminated, and energy loss can be minimized. For this reason, compared with the conventional oilless piston type compressor, the rotation speed can be significantly increased,
Not only the size and weight of the device can be reduced, but also the maintenance work can be significantly reduced. Further, since the gap between the piston and the cylinder can be made extremely small, a decrease in volumetric efficiency due to internal leakage of the fluid can be avoided. Further, since almost no maintenance is required, there is an effect that radiation exposure generated when using a gas containing a radioactive substance can be greatly reduced. In addition, the compressor (pump) can be hermetically sealed, and external leakage of radiation gas and the like can be prevented. In addition,
The invention requiring little maintenance can be expected to bring great benefits even in harsh natural environments or narrow shipboard environments, such as in applications such as natural gas transport, LPG compression and the like.

【図面の簡単な説明】 第1図〜第3図は、本発明の圧縮機のシリンダ部の断面
図であり、 第4図は、従来の無給油ピストンの部分断面図であり、 第5図は、第3図に示す実施例におけるピストンの半径
方向振幅と回転数との関係を示すグラフであり、 第6a図及び第6b図は、第3図に示す実施例におけるピス
トンの回転数1,200rpmにおける振動状況を示すグラフで
あり、 第7図は、第3図に示す実施例における体積効率及び実
風量と昇圧値との関係を示すグラフである。 (主要部分の符号の説明) 1……シリンダ、2……ピストン 3,4……磁気ベアリング 5……支持ロッド 6,8……仕切り板 7……ピストンロッド 9……クロスヘッド 10……コネクティングロッド 11……クランク軸
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 to FIG. 3 are sectional views of a cylinder portion of a compressor of the present invention, FIG. 4 is a partial sectional view of a conventional oilless piston, FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the radial amplitude and the rotation speed of the piston in the embodiment shown in FIG. 3. FIGS. 6a and 6b show the rotation speed of the piston in the embodiment shown in FIG. 7 is a graph showing the relationship between the volumetric efficiency and the actual air flow and the boosted value in the embodiment shown in FIG. (Description of reference numerals of main parts) 1 ... Cylinder 2, 2 ... Piston 3,4 ... Magnetic bearing 5 ... Support rod 6,8 ... Partition plate 7 ... Piston rod 9 ... Cross head 10 ... Connecting Rod 11 …… Crankshaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−244178(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04B 39/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-244178 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F04B 39/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】シリンダに電気磁気的支持手段を設けてピ
ストンを径方向において支持する往復動式圧縮機におい
て、 シリンダ内部にピストンが設けられ、ピストンの下部に
ピストンロッドが設けられ、シリンダの上下部に2つの
磁気ベアリングが設けられ、ピストンロッドが下部磁気
ベアリングに挿入されて支持され、ピストンがシリンダ
上部の外周又は内周の側部に設けられた上部磁気ベアリ
ングにより支持されることを特徴とする往復動式圧縮
機。
1. A reciprocating compressor in which a cylinder is provided with electromagnetic support means to support a piston in a radial direction, wherein a piston is provided inside the cylinder, a piston rod is provided below the piston, and a vertical Two magnetic bearings are provided in the part, the piston rod is inserted into and supported by the lower magnetic bearing, and the piston is supported by an upper magnetic bearing provided on the outer or inner side of the upper part of the cylinder. Reciprocating compressor.
【請求項2】シリンダに電気磁気的支持手段を設けてピ
ストンを径方向において支持する往復動式圧縮機におい
て、 シリンダ内部にピストンが設けられ、ピストン上部にピ
ストン支持ロッドが設けられ、ピストン下部にピストン
ロッドが設けられ、ピストン支持ロッドが上部磁気ベア
リングに挿入されて支持され、ピストンロッドが下部仕
切板の軸受に挿入されて支持され、そのピストンロッド
に機械式クロスヘッド及びそれを囲むクロスヘッドガイ
ドが設けられることを特徴とする往復動式圧縮機。
2. A reciprocating compressor in which a cylinder is provided with electromagnetic support means to support a piston in a radial direction, wherein a piston is provided inside the cylinder, a piston support rod is provided above the piston, and a piston support rod is provided below the piston. A piston rod is provided, a piston support rod is inserted and supported in an upper magnetic bearing, and a piston rod is inserted and supported in a bearing of a lower partition plate, and the piston rod has a mechanical crosshead and a crosshead guide surrounding it A reciprocating compressor.
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