JPS6158672B2 - - Google Patents

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JPS6158672B2
JPS6158672B2 JP12022376A JP12022376A JPS6158672B2 JP S6158672 B2 JPS6158672 B2 JP S6158672B2 JP 12022376 A JP12022376 A JP 12022376A JP 12022376 A JP12022376 A JP 12022376A JP S6158672 B2 JPS6158672 B2 JP S6158672B2
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JP
Japan
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piston
diameter
pressure stage
compression
suction
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JP12022376A
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JPS5246509A (en
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Barutaron Moorisu
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • F04B25/005Multi-stage pumps with two cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • F04B25/02Multi-stage pumps of stepped piston type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 電磁往復動機で駆動されるフリーピストン圧縮
機、特に本発明者による特公昭45−8140号公報記
載の圧縮機では、所定の圧力比を得るために各種
のパラメータが決定されているが、この圧力比が
1よりも大であると、ピストンの上死点でピスト
ンヘツドがシリンダヘツドに衝撃を与える恐れが
ある。そこで、斯る衝撃が加わらないようにする
ための手段が従来から講じられて来たが、それ
は、たとえば、ピストンがシリンダヘツドに達す
る直前に、吐出口を閉じてシリンダ内に一定量の
流体を封じ込め、この残留流体を圧縮することに
よつて流体クツシヨン作用を起生し、ピストンの
運動エネルギーを吸収するものであつた。
しかし、ピストン自身で吐出口を閉じるような
構造は受圧面積の広い低圧用圧縮機には好ましい
結果が得られても、冷凍用流体圧縮機のように高
圧用に供すると、ピストンの横断面積が小さいの
で残留流体の量が少量かつ一定であり、そしてピ
ストンの圧縮位相の初めでは圧力比が1に近い。
この場合、流体圧縮部に蓄積されるエネルギーと
しては、不十分であるという欠点がある。この欠
点に対し、吐出バルブの閉鎖時期を変えることに
よつて、残留流体の量を変えることが従来行われ
た。しかしながら、この方法では圧力比が高くな
るにつれて流体クツシヨン性が高くなるので空気
圧縮機には適用できたが、フレオンガスを利用す
る冷凍用流体圧縮機のように、絶対量が一定の流
体を閉回路で使用する流体圧縮機には、吸入圧力
が変動するため適当でなかつた。
本発明の目的は、上記問題点を解決した高圧縮
比の圧縮機を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明によれば、 (a) 対設させた磁極間に所要の空隙を含む磁気回
路と、この空隙の軸心線上を同空隙の内外を往
復運動する磁性アーマチユアとを含む少なくと
も1機の電磁往復動機と、 (b) 上記磁性アーマチユアに接続されている大径
と小径の2個の圧縮ピストンと、該ピストンが
内部を往復動する大径と小径の2個のシリンダ
と、 (c) 大径シリンダの一端に位置し大径ピストンと
シリンダヘツドとの間のシリンダ内で大径圧縮
室を構成し、更に該大径圧縮室に連通する吸入
口と、ピストンの吸入、圧縮ストローク中吸入
口を開閉する吸入バルブと、大径圧縮室に連通
し、大径ピストンによりその上死点間近で閉じ
られる吐出口と、ピストンの吸入ストローク中
ばねの弾発力で付勢されて上記吐出口を閉じ、
ピストンの圧縮ストロークの一部の間開く吐出
バルブとを持つ低圧ステージと、 (d) 小径シリンダの一端に位置し小径ピストンと
シリンダヘツドとの間のシリンダ内に小径圧縮
室を構成し、更に、該小径圧縮室に連通する吸
入口と、ピストンの吸入、圧縮ストローク中吸
入口を開閉する吸入バルブと、小径圧縮室に連
通し、小径ピストンによりその上死点間近で閉
じられる吐出口と、ピストン吸入ストローク中
ばねの弾発力で付勢されて上記吐出口を閉じ、
ピストンの圧縮ストロークの一部の間開く吐出
バルブとを持つ高圧ステージと、 (e) 大径ピストンの圧縮ストローク中に前記大径
圧縮室で圧縮された流体を前記高圧ステージの
前記吸入口に差向けるために前記低圧ステージ
の前記吐出口と、前記高圧ステージの前記吸入
口との間を連通させている連通路とから成り、
前記大径ピストンが上昇して吐出口を塞いだ後
に大径圧縮室内に残る残留流体は高圧ステージ
のピストンの上端とシリンダヘツドとを接触さ
せることなく高圧ステージのピストンの上端を
シリンダヘツドのすぐ近くまで接近させること
ができるようにするための流体クツシヨン作用
をつくり、それによつて高圧ステージでの高い
圧縮比及び高い作動効率を達成する、ことを特
徴とする電磁往復動機で駆動される2ステージ
圧縮機を提供する。
以下に本発明の実施例を、添附図面を参照して
説明する。
第1図に示す本発明の2ステージ圧縮機は電磁
往復動機1と該電磁往復動機に直結された流体圧
縮部2とからなる。電磁往復動機1は、コイル1
aと、該コイル1aと共に磁気回路を構成する磁
気コア1bと、該磁気コアの対向する磁極1b′,
1b′相互間の空隙の内外を往復運動する磁性アー
マチユア3とを有する。この電磁往復動機1は磁
性アーマチユア3の第1図下方への移動によりス
プリング4に蓄積されたエネルギーが、該スプリ
ング4の復元時に磁性アーマチユア3とピストン
8,8aに伝えられ、当該アーマチユア3とピス
トン8,8aを同時に上昇させる。磁性アーマチ
ユア3に直結された大径ピストン8aと同ピスト
ンを収容するシリンダ5のヘツド5aとの間に設
けられている圧縮室6は、この圧縮機の低圧ステ
ージを構成する。また、大径ピストン8aに直結
された小径ピストン8と該ピストン8を収容する
シリンダ7のヘツド7aとの間に設けられている
圧縮室9は、シリンダヘツド7aの受圧面積が前
者6に比べて小さく、こゝに高圧ステージを構成
している。この実施例では小径ピストン8のヘツ
ド8′をシリンダヘツド7aに最接近させるため
にピストンヘツド8′には、後述する部材16の
下部フランジ16aの寸法形状よりも大きな寸法
形状の窪み10が形成されている。
本発明に係る圧縮機は密閉回路内を流れる圧力
変動の大きい冷媒の高圧縮に供するものであるた
め、低圧ステージ6と高圧ステージ9の吸入口が
重要で、吸入口11,12がシリンダヘツド5
a,7aにそれぞれ設けられ、該吸入口11,1
2は吸入バルブ13,14でそれぞれ閉じられ
る。この吸入バルブ13,14はピストン8a,
8の吸入ストロークの終了時に磁気アマチユア3
の下死点または中点からピストン8a,8が復動
に転ずる瞬間に吸入口11,12を確実に閉じる
もので、この吸入バルブ13,14には、通常使
用されているスプリングが設けられていない。
低圧ステージ6では、吸入バルブ13を環状を
成し、低圧ステージ6のシリンダ壁面に設けた溝
内に座着されたリング15によつてその走行が制
限されている。
高圧ステージ9では、小径の環状のバルブ14
が部材16によつて自由状態に支持されている。
部材16は、バルブ14を案内するのに役立つ中
央の小径棒状部分と、バルブ14の移動を制限す
る下部フランジ16aとを有している。
シリンダ5,7のシリンダ壁にそれぞれ形成さ
れた低圧ステージ6の吐出口17、高圧ステージ
9の吐出口18はそれぞれ、該ステージ6,9に
流体クツシヨン効果を与えるために、シリンダヘ
ツド5a,7aの近くに位置決めされており、吐
出バルブ19,20によつて閉じられる。第1図
を参照すると、低圧ステージ6において大径ピス
トン8aが上昇し、吐出口17が塞がれて大径圧
縮室6内に残留した流体により流体クツシヨン作
用が起り、当該ピストン8aが復動に転ずる瞬間
に開いて流体を大径圧縮室6から吐出する。本発
明では、大径圧縮室すなわち低圧ステージ6の出
力通路17aにバツフアチヤンバ21が設けられ
ており、低圧ステージ6と高圧ステージ9との間
で加圧流体を保持するようになつている。
第2図に示す実施例は、逆位相、すなわち商用
交流の正の半波と負の半波で個別に作動する2つ
の磁気回路1および1′を有し、また一体に往復
動する磁性アーマチユア3および3′に対して、
第1図に示した実施例と同じように磁性アーマチ
ユア3の一方の側に小径ピストン8と大径ピスト
ン8aを同じ向きに直結させて位置させ、吸入バ
ルブ13,14および吐出バルブ19,20とバ
ツフアチヤンバ21を第1実施例と同じように設
けたもので、磁気回路1が作動して、ピストン
8,8aが右方向に移動すると、圧力の異る流体
の加入が低圧ステージ6および高圧ステージ9で
同時に行なわれ、磁気回路1′が作動すると、ピ
ストン8,8aが逆方向に移動して、ステージ6
内の流体をステージ9に向けて吐出し、ステージ
9内の流体を消費源に向けて吐出する。
低圧ステージの大径ピストンと高圧ステージの
小径ピストンの両方が圧縮ストローク中同じ方向
に移動するような本発明の圧縮機では、大径ピス
トンが上死点近くの位置で低圧ステージの吐出口
を塞ぐことによつて生ずる流体クツシヨン作用は
低圧ステージの大径ピストンの大きな表面によつ
て高められる。かくして、低圧ステージの大きな
クツシヨン作用を利用して、高圧ステージの小径
ピストンの上端とシリンダヘツドとを接触させる
ことなく高圧ステージの小径ピストンの上端をシ
リンダヘツドの間近まで接近させることができ、
かくして高圧ステージでの高い圧縮比を達成する
とともに高い作動効率を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る圧縮機の第1実施例を
示す縦断側面図、第2図は、本発明の第2実施例
を示す略図である。 1……電磁往復動機、3……磁性アーマチユ
ア、6……低圧ステージ、8……小径ピストン、
8a……大径ピストン、9……高圧ステージ、1
3,14……吸入バルブ、17,18……吐出
口、19,20……吐出バルブ、21……バツフ
アチヤンバ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 対設させた磁極間に所要の空隙を含む磁
    気回路と、この空隙の軸心線上を同空隙の内外
    を往復運動する磁性アーマチユアとを含む少な
    くとも1機の電磁往復動機と、 (b) 上記磁性アーマチユアに接続されている大径
    と小径の2個の圧縮ピストンと、該ピストンが
    内部を往復動する大径と小径の2個のシリンダ
    と、 (c) 大径シリンダの一端に位置し大径ピストンと
    シリンダヘツドとの間のシリンダ内で大径圧縮
    室を構成し、更に該大径圧縮室に連通する吸入
    口と、ピストンの吸入、圧縮ストローク中吸入
    口を開閉する吸入バルブと、大径圧縮室に連通
    し、大径ピストンによりその上死点間近で閉じ
    られる吐出口と、ピストンの吸入ストローク中
    ばねの弾発力で付勢されて上記吐出口を閉じ、
    ピストンの圧縮ストロークの一部の間開く吐出
    バルブとを持つ低圧ステージと、 (d) 小径シリンダの一端に位置し小径ピストンと
    シリンダヘツドとの間のシリンダ内に小径圧縮
    室を構成し、更に、該小径圧縮室に連通する吸
    入口と、ピストンの吸入、圧縮ストローク中吸
    入口を開閉する吸入バルブと、小径圧縮室に連
    通し、小径ピストンによりその上死点間近で閉
    じられる吐出口と、ピストン吸入ストローク中
    ばねの弾発力で付勢されて上記吐出口を閉じ、
    ピストンの圧縮ストロークの一部の間開く吐出
    バルブとを持つ高圧ステージと、 (e) 大径ピストンの圧縮ストローク中に前記大径
    圧縮室で圧縮された流体を前記高圧ステージの
    前記吸入口に差向けるために前記低圧ステージ
    の前記吐出口と、前記高圧ステージの前記吸入
    口との間を連通させている連通路とから成り、
    前記大径ピストンが上昇して吐出口を塞いだ後
    に大径圧縮室内に残る残留流体は高圧ステージ
    のピストンの上端とシリンダヘツドとを接触さ
    せることなく高圧ステージのピストンの上端を
    シリンダヘツドのすぐ近くまで接近させること
    ができるようにするための流体クツシヨン作用
    をつくり、それによつて高圧ステージでの高い
    圧縮比及び高い作動効率を達成する、ことを特
    徴とする電磁往復動機で駆動される2ステージ
    圧縮機。 2 小径ピストンが、大径ピストンから延長し、
    低圧ステージを通過して高圧シリンダ内に延びて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項の2
    ステージ圧縮機。 3 1機の電磁往復動機を持つことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の2ステージ圧縮機。 4 2機の電磁往復動機を持つことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の2ステージ圧縮機。
JP12022376A 1975-10-06 1976-10-06 Twoostage compressors driven by linear electric motors Granted JPS5246509A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU73529A LU73529A1 (ja) 1975-10-06 1975-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5246509A JPS5246509A (en) 1977-04-13
JPS6158672B2 true JPS6158672B2 (ja) 1986-12-12

Family

ID=19728075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12022376A Granted JPS5246509A (en) 1975-10-06 1976-10-06 Twoostage compressors driven by linear electric motors

Country Status (4)

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JP (1) JPS5246509A (ja)
BR (1) BR7606693A (ja)
FR (1) FR2327423A1 (ja)
LU (1) LU73529A1 (ja)

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BR7606693A (pt) 1977-11-16
LU73529A1 (ja) 1977-07-15
FR2327423B1 (ja) 1982-03-12
JPS5246509A (en) 1977-04-13
FR2327423A1 (fr) 1977-05-06

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