JPH05106551A - ガス圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 円環状のシリンダの中で２個のピストンを循
環させて空気又はガスを圧縮して、往復運動部分が全く
なく、また従来のスクリユ形式の摩擦部分もないガス圧
縮機を提供する。 【構成】 非磁性の管状体からできた円環状のシリンダ
１０と、これに設けられた吸入口１２及び吐出口１３
と、吐出口１３に設けられた吐出弁１６と、シリンダ１
０に内嵌された磁性を有する２個のピストン２０と、シ
リンダ１０に沿つて一定速度で移動して、ピストン２０
を各々誘導できる２個の磁石３１、３２と、シリンダ１
０に沿つた第１の位置１４及び第２の位置１５に設け
て、ピストン２０を各々停止できるようにした２個の電
磁石４１、４２とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１個の円環状のシリン
ダと２個のピストンとを備えて、円環状のシリンダの中
に２個のピストンを循環させて空気又はガスを圧縮でき
るようにしたガス圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガス圧縮機としては、往復動形式
のもの又はスクリユ形式のものが使用されている。

【０００３】従来の往復動形式のものでは、ピストンロ
ツド、クロスヘツド、コネクチングロツド、クランクシ
ヤフト等の往復動式に必要な構成部品の数が多いこと、
従来のスクリユ形式のものでは、回転運動部分における
摩擦のために動力損失が大きいことなどの問題があり、
さらに、ピストンロツド、コネクチングロツド、スクリ
ユシヤフトなどの貫通部分の密封のために複雑な構造を
持つた軸封装置が必要なことは、両形式に共通した大き
な問題であつた。このため、上記ガス圧縮機では、多段
化するのに複雑な構造を必要とし、また、重量軽減と小
型化とには限度があつた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、構成部品の
数が少ない上に、動力損失が少なく、さらに、軸封装置
を全く必要としないガス圧縮機を提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のガス圧縮機は、一定の横断面を有する非
磁性の管状体からできた円環状のシリンダと、前記シリ
ンダに設けられて前記シリンダの環状の中心に関し所定
の鋭角を挟むように配置された吸入口及び吐出口と、前
記吐出口に設けられた吐出弁と、前記シリンダの中にそ
れぞれ移動可能に内嵌された磁性を有する２個のピスト
ンと、前記シリンダに沿い一定速度で移動すると共に前
記シリンダの環状の中心に関し前記所定の鋭角を挟むよ
うに配置された第１の磁石及び第２の磁石と、前記２個
の磁石の回転方向において前記吸入口に近い上流の第１
の位置及び前記吐出口に近い上流の第２の位置にそれぞ
れ配置された第１の電磁石及び第２の電磁石とからな
り、前記２個のピストンが、前記第１の磁石によつて、
それぞれ前記第１の位置から圧縮兼吸入行程を経て前記
第２の位置まで誘導され、前記第２の磁石によつて、そ
れぞれ前記第２の位置から前記鋭角を挟む復帰行程を経
て前記第１の位置まで誘導されて、前記２個のピストン
が前記円環状のシリンダの中で循環できるようにしたも
のである。

【０００６】また、本発明のガス圧縮機においては、前
記ピストンの一方が、励磁された前記第１の電磁石によ
つて、前記第１の位置に停止されている間に、前記ピス
トンの他方が、前記第１の磁石によつて、圧縮兼吸入行
程を経て前記第２の位置に向けて誘導されて、前記第２
の位置に到着した時に、前記第２の電磁石が励磁される
ことにより、前記ピストンの他方が、前記第１の磁石か
ら離されて、前記第２の位置に停止され、その後、前記
第１の磁石及び前記第２の磁石が、前記第１の位置及び
前記第２の位置にそれぞれ到着した時に、前記第１の電
磁石及び前記第２の電磁石が、それぞれ解磁されること
により、前記ピストンの一方及び前記ピストンの他方
が、前記第１の磁石及び前記第２の磁石によつて、それ
ぞれ誘導されるようにし、前記ピストンの一方が、前記
第１の磁石によつて、前記第１の位置から圧縮兼吸入行
程を経て前記第２の位置に向けて誘導されている間に、
前記ピストンの他方が、前記第２の磁石によつて、前記
第２の位置から前記鋭角を挟む復帰行程を経て前記第１
の位置に向けて誘導されて、前記第１の位置に到着した
時に、前記第１の電磁石が励磁されることにより、前記
ピストンの他方が、前記第２の磁石から離されて、前記
第１の位置に停止されるようにして、１サイクルを行
い、次のサイクルでは、前記ピストンの他方が、励磁さ
れた前記第１の電磁石によつて、前記第１の位置に停止
されている間に、前記ピストンの一方が、前記第１の磁
石によつて、前記第２の位置に向けて圧縮兼吸入行程を
誘導されるようにする。

【０００７】本発明のガス圧縮機においては、第１の磁
石及び第２の磁石として、永久磁石又は常時励磁されて
いる電磁石が使用されることができ、また、第１の電磁
石及び第２の電磁石としては、励磁された時に、第１の
磁石及び第２の磁石より強い磁力を持つようにした電磁
石が使用されるものである。なお、ピストンに永久磁石
を埋め込むか、ピストンを永久磁石で作ることによつ
て、第１の磁石、第２の磁石、第１の電磁石、及び第２
の電磁石のピストンを吸引する力を強めることができ
る。

【０００８】本発明のガス圧縮機においては、シリンダ
の断面形状は円形であることが好ましい。この場合のピ
ストンの形状は、球形、直円柱状、トーラス状等のもの
が適用されるが、トーラス状のものが、シリンダの中で
回転しないので好ましい。

【０００９】

【作用】上記のように構成されたガス圧縮機において
は、円環状のシリンダに内嵌された２個のピストンが、
第１及び第２の永久磁石によつて誘導されて円環状のシ
リンダの中を一定方向に移動し、往復運動をすることな
く、圧縮兼吸入行程及び復帰行程をを進行するように働
く。また、ピストンの一方が第１の位置に停止されてい
る間に、ピストンの他方が、圧縮兼吸入行程を経て第２
の位置まで誘導されることにより、ピストンの他方の下
流のシリンダの中の空気又はガスを圧縮して吐出口から
吐出弁を経て吐出すると共に、ピストンの他方の上流に
できるシリンダの中の空間に空気又はガス吸入するよう
に働く。吐出弁は、吐出された空気又はガスの逆流を防
止するように働く。さらに、シリンダの吸入口及び吐出
口がシリンダの環状の中心に関し鋭角を挟むように設け
られること、言い換えると、吸入口と吐出口とがなるべ
く接近して設けられることは、圧縮兼吸入行程を長くす
ると共に、シリンダの中に残る残留空気又はガスを少な
くするように働く。

【００１０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。先
ず、図１に示すように、本発明のガス圧縮機は、円環状
のシリンダ１０と、シリンダ１０に設けられた吸入口１
２及び吐出口１３と、吐出口１３に設けられた吐出弁１
６と、シリンダ１０に内嵌された２個のピストン２０、
２０と、シリンダ１０に沿い一定速度で移動する第１の
磁石３１及び第２の磁石３２と、シリンダ１０に接近し
た第１の位置１４及び第２の位置１５にそれぞれ配置さ
れた第１の電磁石４１及び第２の電磁石４２とからなつ
ている。

【００１１】シリンダ１０は、一定の横断面を有する非
磁性の金属又は合成樹脂の管状体からできて、環状の中
心１１を持つた環状の形状をしている。吸入口１２と吐
出口１３とは、環状の中心１１に関し所定の鋭角を挟む
ように配置され、吐出口１３には吐出弁１６が設けられ
ている。２個のピストン２０、２０は、シリンダ１０の
中にそれぞれ移動可能に内嵌する磁性金属部分（図示し
ない）を備えている。第１の磁石３１と第２の磁石３２
とは、永久磁石で作られて、環状の中心１１に関し前述
の所定の鋭角を挟むように配置されて、シリンダ１０に
沿つて一定速度で移動するようになつている。矢印３３
は、第１の磁石３１及び第２の磁石３２の移動方向を示
すもので、第１の磁石３１が先行して、第２の磁石３２
が第１の磁石３１の後に続いて移動する。第１の電磁石
４１及び第２の電磁石４２は、矢印３３の方向におい
て、吸引口１２に近い上流の第１の位置１４及び吐出口
１３に近い上流の第２の位置１５に、それぞれ設けられ
て、同時に、励磁又は解磁されるようになつている。

【００１２】図２乃至図５を参照して説明する。図２乃
至図５においては、分かり易く説明するために、２個の
ピストン２０、２０を、ピストンの一方２１及びピスト
ンの他方２２と呼ぶことにする。図２は、ピストンの一
方２１が、励磁された第１の電磁石４２によつて第２の
位置１５に停止されて、ピストンの他方２２が、既に吸
入口１２を通過したところを示す。すなわち、ピストン
の一方２１が、第１の電磁石４１によつて第１の位置１
４に停止されている間に、ピストンの他方２２が、第１
の磁石３１によつて、矢印３３の方向に圧縮兼吸入行程
を経て第２の位置１５まで誘導される。ピストンの他方
２２がシリンダ１０の中を誘導されることによつて、ピ
ストンの他方２２の上流のシリンダ１０の中の空気又は
ガスが圧縮されて、吐出口１３から吐出弁１６を経て吐
出される。同時に、ピストンの他方２２の下流のシリン
ダ１０の中にできる空間に、空気又はガスが吸入口１２
から吸入されることは言うまでもない。第２の磁石３２
は、第１の磁石３１の後に続いて進行する。図３に示す
ように、ピストンの他方２２が第２の位置１５に到着し
た時に、第２の電磁石４２が励磁されることによつて、
ピストンの他方２２が第１の磁石３１から離されて、第
２の位置１５に停止され、これで圧縮兼吸入行程が終わ
る。その後、図４に示すように、第１の磁石３１が第１
の位置１４に到着し、第２の磁石３２が第２の位置１５
に到着した時に、第１の電磁石４１及び第２の電磁石４
２が解磁されることにより、ピストンの一方２１がが第
１の電磁石によつて、ピストンの他方２２が第２の電磁
石４２によつて、それぞれ、誘導されるようになる。そ
の後、ピストンの一方２１が第１の磁石によつて誘導さ
れ、ピストンの他方２２が第２の磁石によつて誘導され
て、それぞれ進行して、同時に吸入口１２と吐出口１３
とを密封しながら通過する。図５に示すように、ピスト
ンの他方２２が、第２の磁石によつて誘導されて復帰行
程を経て第１の位置１４に到着した時に、第１の電磁石
４１が励磁され、ピストンの他方２２が、第２の磁石３
２から離されて第１の位置１４に停止される。ピストン
の一方２１は、第１の磁石３１によつて誘導されて、既
に吸入口１２を通過しているので、図２に示す状態に再
び戻ることになる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス圧縮
機は、円環状のシリンダの中に２個のピストンを循環可
能に設けて、ピストンの一方が停止されている時に、ピ
ストンの他方が移動されるようにして、移動されるピス
トンの下流のシリンダの空間の中の空気又はガスが、圧
縮されて吐出口から吐出されると共に、移動されるピス
トンの他方と停止されたピストンの一方との間にできる
シリンダの中の空間に、空気又はガスが吸入されるよう
にするので、往復運動部分が全くない上に、従来のスク
リユ形式のガス圧縮機におけるような摩擦が全くない。
従つて、動力損失が極めて少ない。さらに、ピストンロ
ツド、コネクチングロツド、スクリユシヤフトなどの貫
通穴部が全くないので、貫通穴部をみっぷするための軸
封装置を全く必要としない。また、従来のガス圧縮機と
比較して、構成部品点数が大幅に少ない。構成部品点数
が少ないことは、故障の確立が減少すると共に、製作並
びに組立、加工等の所要時間が少ないことを意味する。
さらに、シリンダを上下に積み重ねるだけで多段式にで
きるので、多段式が簡単に製作でき、ガス圧縮機の性能
向上が可能似なる。本発明のガス圧縮機は、上述のよう
に、構成部品点数が少なく、容易に多段化ができ、ま
た、フライホイールを必要としないので、製品重量と製
品要領とを小さくすることができ、電力の大幅な逓減を
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス圧縮機の構造を示す略図の説明図
である。

【図２】本発明の圧縮兼吸入行程の途中を示す略図の説
明図である。

【図３】本発明の圧縮兼吸入行程の終了を示す略図の説
明図である。

【図４】本発明の復帰行程の開始を示す略図の説明図で
ある。

【図５】本発明の次の圧縮兼吸入行程の開始を示す略図
の説明図である。

【符合の説明】

１０ シリンダ １１ 環状の中心 １２ 吸入口 １３ 吐出口 １４ 第１の位置 １５ 第２の位置 １６ 吐出弁 ２０ ピストン ２１ ピストンの一方 ２２ ピストンの他方 ３１ 第１の永久磁石 ３２ 第２の永久磁石 ４１ 第１の電磁石 ４２ 第２の電磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の横断面を有する非磁性の管状体か
   らできた円環状のシリンダと、前記シリンダに設けられ
   て前記シリンダの環状の中心に関し所定の鋭角を挟むよ
   うに配置された吸入口及び吐出口と、前記吐出口に設け
   られた吐出弁と、前記シリンダの中にそれぞれ移動可能
   に内嵌された磁性を有する２個のピストンと、前記シリ
   ンダに沿い一定速度で移動すると共に前記シリンダの環
   状の中心に関し前記所定の鋭角を挟むように配置された
   第１の磁石及び第２の磁石と、前記２個の磁石の回転方
   向において前記吸入口に近い上流の第１の位置及び前記
   吐出口に近い上流の第２の位置にそれぞれ配置された第
   １の電磁石及び第２の電磁石とからなり、前記２個のピ
   ストンが、前記第１の磁石によつて、それぞれ前記第１
   の位置から圧縮兼吸入行程を経て前記第２の位置まで誘
   導され、前記第２の磁石によつて、それぞれ前記第２の
   位置から前記鋭角を挟む復帰行程を経て前記第１の位置
   まで誘導されて、前記２個のピストンが前記円環状のシ
   リンダの中で循環できるようにしたことを特徴とするガ
   ス圧縮機。
2. 【請求項２】 前記ピストンの一方が、励磁された前記
   第１の電磁石によつて、前記第１の位置に停止されてい
   る間に、前記ピストンの他方が、前記第１の磁石によつ
   て、圧縮兼吸入行程を経て前記第２の位置に向けて誘導
   されて、前記第２の位置に到着した時に、前記第２の電
   磁石が励磁されることにより、前記ピストンの他方が、
   前記第１の磁石から離されて、前記第２の位置に停止さ
   れ、その後、前記第１の磁石及び前記第２の磁石が、前
   記第１の位置及び前記第２の位置にそれぞれ到着した時
   に、前記第１の電磁石及び前記第２の電磁石が、それぞ
   れ解磁されることにより、前記ピストンの一方及び前記
   ピストンの他方が、前記第１の磁石及び前記第２の磁石
   によつて、それぞれ誘導されるようにし、前記ピストン
   の一方が、前記第１の磁石によつて、前記第１の位置か
   ら圧縮兼吸入行程を経て前記第２の位置に向けて誘導さ
   れている間に、前記ピストンの他方が、前記第２の磁石
   によつて、前記第２の位置から前記鋭角を挟む復帰行程
   を経て前記第１の位置に向けて誘導されて、前記第１の
   位置に到着した時に、前記第１の電磁石が励磁されるこ
   とにより、前記ピストンの他方が、前記第２の磁石から
   離されて、前記第１の位置に停止されるようにして、１
   サイクルを行い、次のサイクルでは、前記ピストンの他
   方が、励磁された前記第１の電磁石によつて、前記第１
   の位置に停止されている間に、前記ピストンの一方が、
   前記第１の磁石によつて、前記第２の位置に向けて圧縮
   兼吸入行程を誘導されるようにした請求項１記載のガス
   圧縮機。