JPH0759944B2

JPH0759944B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JPH0759944B2
Application number: JP1551687A
Authority: JP
Inventors: 憲一猪田; 照丸原田; 龍夫藤田; 欣一足立
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS63183281A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は圧縮機に関するものである。その中でも特に
フリーピストン型圧縮機に関するものである。

従来の技術従来のフリーピストン型圧縮機は例えば第３図のような
構成になっていた（米国特許第4067667号明細書）。

すなわち１は容器でその中に冷媒が封入されている、２
は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動するピストン、
３はピストン２に結合されているリニアモータの電機
子、４はリニアモータの界磁、５は端子、６は電源、７
は電機子３の位置を検出する為の位置検出器である。

８は圧縮室、９は吸入室、10は吸入ポート、11は吸入
弁、12は吐出ポート、13は吐出弁、14は吐出弁押え、15
は吐出室である。

16は凝縮器、17は膨張弁、18は蒸発器、19は吸入ガスの
温度を検出する感温筒である。

このような構成に於て、ピストン２はリニアモータ3,4
の駆動力によって上下に運動しており、その結果ピスト
ン２が上昇して圧縮室８の圧力が吸入室９の圧力より低
下すると吸入弁11が開いて吸入室９の低温低圧の冷媒は
圧縮室８へ流入する。そしてピストン２がさらに上がっ
て上死点をへて下降すると圧縮室８の冷媒は高温高圧に
なる、そして吐出室15の圧力より高くなると吐出弁13が
開いて吐出室15へ流出する。そしてピストン２がさらに
下降し、下死点をへて逆に上昇すると圧縮室８の圧力は
吐出室15の圧力より低くなり吐出弁13は閉じる。そして
ピストン２がさらに上昇して圧縮室８の圧力が吸入室９
の圧力より低下すると吸入弁11が開いて吸入室９の低温
低圧の冷媒は圧縮室８へ流入する。

以上のようにしてピストン２の上下運動によって吸入室
９の低温低圧の冷媒は圧縮室８へ流入し圧縮され、高温
高圧となって吐出室15へ流出する。吐出室15の高温高圧
の冷媒は凝縮器16に入り、ここで冷却されて液化し膨張
弁17に入る、膨張弁17で膨張した冷媒は低温低圧とな
る、そして蒸発器18に入る、ここで冷媒は加熱されて低
温低圧の気体となり吸入室９へ流入する。以上のように
して蒸発器18で吸収した熱と圧縮機によって冷媒に対し
てなされた仕事は凝縮器16で放熱され、冷凍機の作用を
行うのである。

一方ピストン２の下死点の位置は吸入弁11に衝突しない
範囲でできるだけ吸入弁11に近づくように制御されてい
る。それによってピストン２が下死点に来たときに、ピ
ストン２と容器１との間に残された冷媒が次にピストン
２が上昇するときに再膨張し体積効率減少させない為で
ある。

具体的に言うと、制御装置22は位置検出器７によって検
出されるピストン２の位置からピストン２の下死点の位
置を計算している。そして下死点の位置が設定値より低
いときは、弁20に信号を送って閉める、これによって空
間23と連通している空間24の圧力を下げてピストン２の
平均位置を上昇させ下死点を下げるのである。また弁20
が全閉になっても未だ下死点の位置が設定値より低いと
きは弁21を開ける。逆にピストンの下死点の位置が制定
値より高いときは、弁21に信号を送って弁21を閉める。
そして弁21を全閉にしてもまだ高いときは弁20を開け
る。このようにして制御装置22はピストン２の下死点の
位置を常に適当な位置になるようにし、ピストン２が吸
入弁11に衝突せず、しかも体積効率が高くなるようにし
ているのである。

発明が解決しようとする問題点しかし、このような構造のものでは通常の運転状態では
ピストン２の下死点は、吸入弁11に衝突することもなく
しかも体積効率が高くなるように制御されており問題は
ないが停電などの為に制御装置22が働かなくなるとピス
トン２はその下死点が適当な位置で運動しなくなり吸入
弁11に衝突し、その結果、吸入弁11あるいはピストン２
が破壊する、また衝突時に金属が衝突することにより騒
音が発生するという問題点があった。

問題点を解決するための手段そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
容器に対して運動可能なように配設された壁である。

作用この技術的手段による作用は次のようになる。すなわ
ち、圧縮機を運転中にピストンと壁が衝突するようなこ
とが起った場合、壁は容器に対して運動可能なように配
設されているので、衝突時に、ピストンあるいは壁が受
ける力は壁が容器に対して運動可能な場合より小さく、
その為にピストンあるいは壁が破壊することがない。

実施例以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図において、25はその中に冷媒が封入されてい
る容器、26は容器25の内壁に摺動自在に上下に運動する
ピストン、27はピストン26に結合されているリニアモー
タの電機子、28はリニアモータの界磁、29は端子、30は
電源、31は電機子27の位置を検出する為の位置検出器で
ある。

32は圧縮室、33は吸入室、34は吸入ポート、35は吸入
弁、36は吐出ポート、37は吐出弁、38は吐出弁押え、39
は吐出室である。

40は凝縮器、41は膨張弁、42は蒸発器、43は吸入ガスの
温度を検出する感温筒である。

また44は制御装置、45,46は弁である。

47は容器25の内壁に摺動自在に設けられた壁、48は壁47
を上方に押付ける為の圧縮コイルばねである。

また49はピストン26に設けられた突起、50は壁47に設け
られた環状の溝で、ピストン26と壁47とが所定の距離近
づくと、突起49とみぞ50とで一つの閉空間が形成され
る。

また壁47が下から上方に移動するとき、壁47の運動する
範囲を制限する為に、段部51,52が設けられている。そ
して、さらに壁47と容器25とがある距離以下に近づくと
段部51と段部52とで閉空間53が形成されるような構成に
なっている（第２図は要部の拡大図である）。

さらにまた壁47が上から下方に移動するとき、壁47の運
動する範囲を制限する為に、段部54,55が設けられてい
る。そして、さらに壁47と容器25とがある距離以上に近
づくと段部54と段部55とで閉空間が形成されるような構
成になっている。

次に、この実施例の構成における作用を説明する。ピス
トン26はリニアモータ27,28の駆動力によって上下に運
動しており、その結果ピストン26が上昇して圧縮室32の
圧力が吸入室33の圧力より低下すると吸入弁35が開いて
吸入室33の低温低圧の冷媒は圧縮室32へ流入する。そし
てピストン26がさらに上がって上死点をへて下降すると
圧縮室32の冷媒は高温高圧になる、そして吐出室39の圧
力より高くなると吐出弁37が開いて吐出室39へ流出す
る。そしてピストン26がさらに下降し、下死点をへて逆
に上昇すると圧縮室32の圧力は吐出室39の圧力より低く
なり吐出弁37は閉じる。そしてピストン26がさらに上昇
して圧縮室32の圧力が吸入室33の圧力より低下すると吸
入弁35が開いて吸入室33の低温低圧の冷媒は圧縮室32へ
流入する。

以上のようにしてピストン26の上下運動によって吸入室
33の低温低圧の冷媒は圧縮室32へ流入し圧縮され、高温
高圧となって吐出室39へ流出する。

吐出室39の高温高圧の冷媒は凝縮器40に入り、ここで冷
却されて液化し膨張弁41に入る、膨張弁41で膨張した冷
媒は低温低圧となる。そして蒸発器42に入る、ここで冷
媒は加熱されて低温低圧の気体となり吸入室33へ流入す
る。以上のようにして蒸発器42で吸収した熱と圧縮機に
よって冷媒に対してなされた仕事は凝縮器40で放熱さ
れ、冷凍機の作用を行うのである。

一方ピストン26の下死点の位置は壁47,37に衝突しない
範囲でできるだけ壁47に近づくように制御されている。
それによってピストン26が下死点に来たとき、ピストン
26と壁47との間に残された冷媒が次にピストン26が上昇
するときに再膨張し体積効率減少させない為である。

具体的に言うと、制御装置44は位置検出器31によって検
出されるピストン26の位置からピストン26の下死点の位
置を計算している。そして下死点の位置が制定値より低
いときは、弁45に信号を送って閉める、これによって空
間56と連通している空間57の圧力を下げてピストン26の
平均位置を上昇させ下死点を上げるのである。また弁45
が全閉になっても未だ下死点の位置が設定値より低いと
きは弁46を開ける。逆にピストン26の下死点の位置が設
定値より高いときは、弁46に信号を送って弁46を閉め
る。そして弁46を全閉にしてもまだ高いときは弁45を開
ける。このようにして制御装置44はピストン26の下死点
の位置を常に適当な位置になるようにし、ピストン26が
壁47に衝突せず、しかも体積効率が高くなるようにして
いるのである。

一方、本実施例に於ては壁47が容器25の内壁と摺動自在
に設けられている。したがって停電などの為に制御装置
44が働かなくなり、その為にピストン26が壁47に衝突し
た場合、壁47は衝突後下方へ移動するので、衝突時にピ
ストン26および壁47が受ける力は壁47が動かない時にく
らべ減少する。

また、ピストン26と壁47とが所定の距離に近づくと突起
49と溝50とで閉空間が形成される、溝50には冷媒と共に
冷媒回路内を循環している冷凍機油がたまっているの
で、この閉空間は、衝突時に働く力を弱める働きをし、
しかも金属同志が直接に衝突する時に発生する騒音を小
さくする。また衝突によって一たん下がった壁47がばね
48の力で再び上昇するときに壁47が容器25にある距離ま
で近づくと、壁47と容器25との間に閉空間が形成され、
これが壁47と容器25との衝突時の力を弱め、騒音を低下
させる。

また壁47が下がって容器25に衝突するときにも壁47と容
器25との間に閉空間が形成され、これが壁47と容器25と
の衝突時の力を弱め、騒音を低下させる。このようにし
てピストン26と壁47とが衝突してもピストン26,壁47が
破壊することがなくなり、しかもピストン26と壁47の衝
突により発生する騒音を低下させる。

発明の効果本発明は、容器に対して運動可能なように配設された壁
を所有するものであるので、ピストンが壁に激突した時
にも壁が動くのでピストンと壁との間に働く力が弱くな
る。そして、さらに衝突時に発生する騒音が低くなる。
したがってピストンや壁が破壊することがなくなって信
頼性が向上すると共に騒音が低くなるので快適性が増加
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の圧縮機の縦断面図、第２図は
同圧縮機の部分拡大図、第３図は従来の圧縮機を示す縦
断面図である。１……容器、２……ピストン、３……電機子、４……界
磁、11……吸入弁、13……吐出弁、16……凝縮器、17…
…膨張弁、18……蒸発器、20,21……弁、22……制御装
置、25……容器、26……ピストン、27……電機子、28…
…界磁、35……吸入弁、37……吐出弁、40……凝縮器、
41……膨張弁、42……蒸発器、44……制御装置、45,46
……弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者足立欣一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (56)参考文献特開昭60−103967（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−1777（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−137885（ＪＰ，Ｕ) 実開昭47−11407（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器と、前記容器の内壁に摺動自在に設け
られたピストンと、前記容器および前記ピストンと共に
吸入弁が開のときのみ低圧空間に連通し吐出弁が開のと
きのみ高圧空間に連通する圧縮室を形成するように設け
られた前記容器に対して運動可能なように配設された壁
を有する圧縮機。
【請求項２】ピストンと壁とがある所定の距離以下に近
づいたとき、ピストンと壁とで囲まれ、しかも圧縮室に
連通しない閉空間が形成されるよう構成された特許請求
の範囲第１項記載の圧縮機。
【請求項３】壁が容器に対し運動する範囲を限定する移
動防止部を設けると共に、壁が前記移動防止部に対しあ
る所定距離以下に近づいたとき壁と前記移動防止部とで
囲まれる閉空間が形成されるよう構成された特許請求の
範囲第１項記載の圧縮機。
【請求項４】壁に吐出弁を設けた特許請求の範囲第１項
記載の圧縮機。