JPH0733825B2 - ガス圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸入口及び吐出口を設
けた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。

【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、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１０と、シリ
ンダ１０に設けられてシリンダ１０の環状の中心１１に
関し所定の鋭角を挟むように配置された吸入口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１０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２０、２０と、シリンダ１０に
沿い一定速度で移動すると共にシリンダ１０の環状の中
心１１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３１及び第２の磁石３２と、第１の磁石３１及
び第２の磁石３２の回転方向において、吐出口１３の下
流の第１の位置１４及び吸入口１２の下流の第２の位置
１５にシリンダ１０に沿つて設けられた第１の電磁石４
１及び第２の電磁石４２とからなり、２個のピストン２
０、２０が、第２の磁石３２によつて、第２の位置１５
から圧縮行程を経て第１の位置１４まで誘導され、第１
の位置１４に停止され、また、第１の磁石３１によつ
て、第１の位置１４から第２の位置１５まで誘導され、
第２の位置１５に停止されて、シリンダ１０の中を循環
して空気又はガスを圧縮するようにする。

【０００６】また、本発明のガス圧縮機においては、ピ
ストンの一方２１が、励磁された第１の電磁石４１によ
つて第１の位置１４に停止されている間に、ピストンの
他方２２が、第２の磁石３２によつて、第２の位置１５
から圧縮行程を経て第１の位置１４に向けて誘導され、
第１の磁石３１が第１の位置１４に到着した時に、第１
の電磁石４１が解磁されることにより、ピストンの一方
２１が、第１の位置１４から離れて第１の磁石３１によ
つて誘導されるようになり、その後、第１の磁石３１に
よつて誘導されたピストンの一方２１及び第２の磁石３
２によつて誘導されたピストンの他方２２が、第２の位
置１５及び第１の位置１４にそれぞれ到着した時に、第
２の電磁石４２及び第１の電磁石４１が励磁されること
により、ピストンの一方２１及びピストンの他方２２
が、第２の位置１５及び第２の位置１４に停止されて、
その後、第２の磁石３２が第２の位置１５に到着した時
に、第２の電磁石４２が解磁されることにより、ピスト
ンの一方２１が第２の磁石３２によつて、第２の位置１
５から第１の位置１４に向けて誘導されるようにするも
のである。

【０００７】本発明のガス圧縮機においては、第１の磁
石３１及び第２の磁石３２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４１及び第２の電磁石４２として、励磁され
た時に、第１の磁石３１及び第２の磁石３２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２０に永久磁石を埋め込むか、ピストン２
０を永久磁石で作ることによつて、第１の磁石３１、第
２の磁石３２、第１の電磁石４１及び第２の電磁石４２
のピストン２０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
１０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２０の形状は、球形、直円柱状、部分トーラ
ス状等のものが適用されるが、部分トーラス状のもの
が、シリンダ１０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２
０、２０が、第１の磁石３１及び第２の磁石３２によつ
て誘導されて、円環状のシリンダ１０の中を一定方向に
移動し、往復運動をすることなく、圧縮行程を進行する
ように働く。また、ピストンの一方２１が第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２
の位置１５から第１の位置１４まで誘導されることによ
り、ピストンの他方２２の下流では、ピストンの一方２
１との間の縮小されて行くシリンダ空間の中の空気又は
ガスが圧縮されて吐出口１３から吐出弁１６を経て吐出
すると共に、ピストンの他方２２の上流では、ピストン
の一方２１との間の拡大されて行くシリンダ空間の中に
空気又はガスが吸入されるように働く。吐出弁１６は、
空気又はガスを所定の圧力に圧縮して、吐出された空気
又はガスが逆流するのを防止するように働く。さらに、
吸入口１２及び吐出口１３がシリンダ１０の環状の中心
１１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１２と吐出口１３とがなるべく接近して設
けられることは、圧縮行程を長くすると共に、シリンダ
１０の中に残る残留空気又はガスが少なくなるように働
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
て第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及び
吐出口１３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及び第２の磁石３
２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
し、第１の磁石３１が先行して、第２の磁石３２が後に
続くようになつている。第１の電磁石４１及び第２の電
磁石４２は、第１の磁石３１及び第２の磁石３２の移動
の方向（矢印３３の方向）において、吐出口１３の下流
の第１の位置１４及び吸入口１２の下流の第２の位置１
５にそれぞれ設けられて、励磁又は解磁されるようにな
つている。

【００１２】実施例の作動を図面を参照して説明する。
図２乃至図５においては、説明を分かり易くするため
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として示す。先ず、図２は、ピ
ストンの一方２１が、励磁された第１の電磁石４１によ
つて第１の位置１４に停止され、また、ピストンの他方
２２が、励磁された第２の電磁石４２によつて第２の位
置１５に停止されている時に、第２の磁石３２が第２の
位置１５に到着した状態を示す。この時、第２の電磁石
４２が解磁されることによつて、ピストンの他方２２
が、第２の位置１５から離れ、第２の磁石３２によつて
誘導されるようになる。その後、ピストンの他方２２
は、第２の磁石３２に誘導されて、図１に示すよう、第
１の位置１４に向けて進行する。ピストンの他方２２の
下流では、ピストンの一方２１との間の縮小されて行く
シリンダ空間の中の空気又はガスが圧縮され、吐出口１
３から吐出弁１６を経て吐出されると共に、、ピストン
の他方２２の上流では、ピストンの一方２１との間の拡
大されて行くシリンダ空間に、空気又はガスが吸入口１
２から吸入される。

【００１３】図３は、第１の磁石３１が第１の位置１４
に到着した状態を示す。この時、励磁されていた第２の
電磁石４１が解磁されることによつて、ピストンの一方
２１が、第１の位置１４から離れ、第１の磁石３１によ
つて誘導されるようになる。図４は、第１の磁石３１に
よつて誘導されたピストンの一方２１が吸入口１２を覆
つて通過し、また、第２の磁石３２によつて誘導された
ピストンの他方２２が吐出口１３を覆つて通過する状態
を示す。図５は、第１の磁石３１によつて誘導されたピ
ストンの一方２１及び第２の磁石３２によつて誘導され
たピストンの他方２２が、第２の位置１５及び第１の位
置１４にそれぞれ到着した状態を示す。この時、第２の
電磁石４２及び第１の電磁石４１が励磁されることによ
つて、ピストンの一方２１及びピストンの他方２２が、
第２の位置１５及び第１０の位置１４にそれぞれ停止さ
れる。その後、第１の磁石３１及び第２の磁石３２が進
行して、ピストンの一方２１は、励磁された第２の電磁
石４２によつて第２の位置１５に保持され、また、ピス
トンの他方２２は、励磁された電磁石４１によつて第１
の位置１４に保持される。その後、第２の磁石３２が第
２の位置１５に到着した時に、第２の電磁石４２が解磁
されて、ピストンの一方２１が第２の磁石３２によつて
誘導されるようになり、図２の状態に対して、ピストン
の一方２１とピストンの他方２２とが入れ替わつたこと
になる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス圧縮
機は、吸入口及び吐出口を備えた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、ピストンの他方が移動されるよう
に構成するので、ピストンの他方の下流では、ピストン
の一方との間の縮小されて行くシリンダ空間の空気又は
ガスが圧縮されて吐出口から吐出され、また、ピストン
の他方の上流では、ピストンの一方との間の拡大されて
行くシリンダ空間に吸込口から空気又はガスが吸入され
ることができる。また、本発明のガス圧縮機は、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。動力損失が極めて少
ない上に、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
を密封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、故障の確率が減少す
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になる。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、製品の重量と体積とを小さくすることができ、電力
の大幅な低減を可能にする。

【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】実施例において、２個のピストンが第１の位置
及び第２の位置にあり、第２の磁石が第２の位置に到着
した状態を示す略図の説明図である。

【図３】実施例において、ピストンの一方が第１の位置
にあり、第１の磁石が第１の位置に到着した状態を示す
略図の説明図である。

【図４】実施例において、２個のピストンが吸入口及び
吐出口を覆つた状態を示す略図の説明図である。

【図５】実施例において、２個のピストンが第１の位置
及び第２に位置にあり、第１の磁石が第２の位置に到着
した状態を示す略図の説明図である。

【符号の説明】

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の磁石 ３２ 第２の磁石 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１０と、シリンダ１０に設け
   られてシリンダ１０の環状の中心１１に関し所定の鋭角
   を挟むように配置された吸入口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１０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２０、２０と、シリンダ１０に沿い一定速度で
   移動すると共にシリンダ１０の環状の中心１１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３１及
   び第２の磁石３２と、第１の磁石３１及び第２の磁石３
   ２の回転方向において、吐出口１３の下流の第１の位置
   １４及び吸入口１２の下流の第２の位置１５にシリンダ
   １０に沿つて設けられた第１の電磁石４１及び第２の電
   磁石４２とからなり、２個のピストン２０、２０が、第
   ２の磁石３２によつて、第２の位置１５から圧縮行程を
   経て第１の位置１４まで誘導され、第１の位置１４に停
   止され、また、第１の磁石３１によつて、第１の位置１
   ４から第２の位置１５まで誘導され、第２の位置１５に
   停止されて、シリンダ１０の中を循環して空気又はガス
   を圧縮するようにしたことを特徴とするガス圧縮機。
2. 【請求項２】 ピストンの一方２１が、励磁された第１
   の電磁石４１によつて第１の位置１４に停止されている
   間に、ピストンの他方２２が、第２の磁石３２によつ
   て、第２の位置１５から圧縮行程を経て第１の位置１４
   に向けて誘導され、第１の磁石３１が第１の位置１４に
   到着した時に、第１の電磁石４１が解磁されることによ
   り、ピストンの一方２１が第１の位置１４から離れて第
   １の磁石３１によつて誘導されるようになり、その後、
   第１の磁石３１によつて誘導されたピストンの一方２１
   及び第２の磁石３２によつて誘導されたピストンの他方
   ２２が、第２の位置１５及び第１の位置１４にそれぞれ
   到着した時に、第２の電磁石４２及び第１の電磁石４１
   が励磁されることにより、ピストンの一方２１及びピス
   トンの他方２２が、第２の位置１５及び第１の位置１４
   にそれぞれ停止されて、その後、第２の磁石３２が第２
   の位置１５に到着した時に、第２の電磁石４２が解磁さ
   れることにより、ピストンの一方２１が、第２の磁石３
   ２によつて、第２の位置１５から第１の位置１４に向け
   て誘導されるようにする請求項１記載のガス圧縮機。