JPS6196189A - 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機 - Google Patents
自由ピストン型エンジン駆動圧縮機Info
- Publication number
- JPS6196189A JPS6196189A JP21666984A JP21666984A JPS6196189A JP S6196189 A JPS6196189 A JP S6196189A JP 21666984 A JP21666984 A JP 21666984A JP 21666984 A JP21666984 A JP 21666984A JP S6196189 A JPS6196189 A JP S6196189A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- compression
- engine
- free
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は自由ピスト／型工／ジン駆動圧縮機に関するも
のである。
のである。
従来例の構成とその問題点
第１図に自由ピストン型スターリングエンジン駆動圧縮
機の従来例の一つを示した。自由ピストン型スターリン
グエンジンにおいて、その内部に封じ込まれた作動流体
はディスプレーサ−１の往復運動によシ膨張空間２と圧
縮空間３との間を加熱器４、再生器６、冷却器６を介し
て往復する。
機の従来例の一つを示した。自由ピストン型スターリン
グエンジンにおいて、その内部に封じ込まれた作動流体
はディスプレーサ−１の往復運動によシ膨張空間２と圧
縮空間３との間を加熱器４、再生器６、冷却器６を介し
て往復する。
ここでディスプレーサ−１が図に示したその下死点から
上昇して行く場合、膨張空間２から圧縮空間３へと移動
する作動流体は再生器５および冷却器６で冷却されるた
め、動カピストン７上部の作動流体平均圧力は減少する
。逆にディスプレーサ−１がその上死点から下降する場
合には、圧縮空間３から膨張空間２へと移動する作動流
体が再生器６および加熱器４で加熱されるため、動カピ
ストン７上部の作動流体平均圧力は上昇する。ゆえに、
動力ピストン７はこのディスプレーサ−１の往復運動に
よって生じる圧力変動により往復運動をする。運転中に
おいてディスプレーサ−１の往復運動は動カピストン７
内部に設けられたディスプレーサ−ロッド８との結合部
のガススプリング９および動力ピストン自身の往復運動
をその駆動源とし、また動力ピストン７はその上部作動
流体の圧力変動およびその下部に設けられたガススプリ
ング１ｏを駆動源としておシ、動力ピストン７はディス
プレーサ−１の往復運動に対して約９０度の位相遅れで
往復運動するように構成されている。次にこのスターリ
ングエンジンと一体構造である圧縮機は、その圧縮ピス
トン１１が動力ピストン７と作動流体シール１２を介し
てロッド１３によって直結されており、動力ピストン７
の往復運動によって圧縮ピストン１１も連動する。この
時、圧縮ピストン１１は自動弁である吸入弁１４がら空
気、冷媒蒸気、オイルなどの媒体を吸入し、圧縮した後
、同様の自動弁である吐出弁１５から吐出を行ない、エ
ンジン出力を消費する。
上昇して行く場合、膨張空間２から圧縮空間３へと移動
する作動流体は再生器５および冷却器６で冷却されるた
め、動カピストン７上部の作動流体平均圧力は減少する
。逆にディスプレーサ−１がその上死点から下降する場
合には、圧縮空間３から膨張空間２へと移動する作動流
体が再生器６および加熱器４で加熱されるため、動カピ
ストン７上部の作動流体平均圧力は上昇する。ゆえに、
動力ピストン７はこのディスプレーサ−１の往復運動に
よって生じる圧力変動により往復運動をする。運転中に
おいてディスプレーサ−１の往復運動は動カピストン７
内部に設けられたディスプレーサ−ロッド８との結合部
のガススプリング９および動力ピストン自身の往復運動
をその駆動源とし、また動力ピストン７はその上部作動
流体の圧力変動およびその下部に設けられたガススプリ
ング１ｏを駆動源としておシ、動力ピストン７はディス
プレーサ−１の往復運動に対して約９０度の位相遅れで
往復運動するように構成されている。次にこのスターリ
ングエンジンと一体構造である圧縮機は、その圧縮ピス
トン１１が動力ピストン７と作動流体シール１２を介し
てロッド１３によって直結されており、動力ピストン７
の往復運動によって圧縮ピストン１１も連動する。この
時、圧縮ピストン１１は自動弁である吸入弁１４がら空
気、冷媒蒸気、オイルなどの媒体を吸入し、圧縮した後
、同様の自動弁である吐出弁１５から吐出を行ない、エ
ンジン出力を消費する。
コノヨうな構造を有する自由ピストン型エンジン駆動圧
縮機において、動力ピストン７はクラ／り機構などその
往復運動の振幅を正確に規制する手段を用いないため、
エンジンの運転状態および圧縮機側の負荷条件によって
その振幅は常に大きく変動する。ゆえにそれと直結され
た圧縮ピストン１１の振幅も同様に定まらないことにな
る。つまり、圧縮ピストン１１はその上死点および下死
点を正確に規制されることが非常に困難であるため、特
にその性能に大きく影響を与える圧縮吐出行程を終了す
る上死点でのすきま容積が一定でなかった。ゆえに、そ
の振幅が小さく、すきま容積が大きい時には媒体吸入行
程での吸入量が減少するとともに、吐出量も減少し、場
合によっては十分な圧縮さえもできなくなる危険性があ
り、その圧縮機の性能は非常に悪くなっていた。逆にそ
の振幅が大きくなり過ぎると吸入弁１４および吐出弁１
６を有するシリンダヘッドと圧縮ピストン１１が衝突す
る場合もありた。
縮機において、動力ピストン７はクラ／り機構などその
往復運動の振幅を正確に規制する手段を用いないため、
エンジンの運転状態および圧縮機側の負荷条件によって
その振幅は常に大きく変動する。ゆえにそれと直結され
た圧縮ピストン１１の振幅も同様に定まらないことにな
る。つまり、圧縮ピストン１１はその上死点および下死
点を正確に規制されることが非常に困難であるため、特
にその性能に大きく影響を与える圧縮吐出行程を終了す
る上死点でのすきま容積が一定でなかった。ゆえに、そ
の振幅が小さく、すきま容積が大きい時には媒体吸入行
程での吸入量が減少するとともに、吐出量も減少し、場
合によっては十分な圧縮さえもできなくなる危険性があ
り、その圧縮機の性能は非常に悪くなっていた。逆にそ
の振幅が大きくなり過ぎると吸入弁１４および吐出弁１
６を有するシリンダヘッドと圧縮ピストン１１が衝突す
る場合もありた。
以上より、従来の自由ピストン型エンジン駆動圧縮機は
、ある非常に限定された運転条件以外では非常にその性
能が劣化し、十分な性能が得られないものでありた。
、ある非常に限定された運転条件以外では非常にその性
能が劣化し、十分な性能が得られないものでありた。
発明の目的
本発明は自由ピストン型エンジン駆動圧縮機の性能向上
を目的とするものである。
を目的とするものである。
発明の構成
上記目的を達するため、本発明の自由ピストン型エンジ
ン駆動圧縮機は自由ピストン型エンジンの動力ピストン
の振幅を特に規制することなく、その往復運動をその方
向と直角方向に往復運動する圧縮ピストンの運動に変換
する機構を有し、かつ圧縮ピストンが、動力ピストン往
復行程の中間位置近傍で上死点となるように構成し、圧
縮ピストンの上死点位置を規制するものである。
ン駆動圧縮機は自由ピストン型エンジンの動力ピストン
の振幅を特に規制することなく、その往復運動をその方
向と直角方向に往復運動する圧縮ピストンの運動に変換
する機構を有し、かつ圧縮ピストンが、動力ピストン往
復行程の中間位置近傍で上死点となるように構成し、圧
縮ピストンの上死点位置を規制するものである。
実施例の説明
第２図に本発明の一実施例を示した。なお、第２図にお
いて第１図と同一の構成物に対し同一番号を付しである
。ここで、ディスプレーサ−１、動力ピストン７、ガス
スプリング９，１ｏおよび膨張空間２、加熱器４、再生
器５、冷却器６によって構成されるフリーピストン型ス
ターリノグエンジンの出力は動力ピストン７から作動流
体シール１２を介してロッド１３によりて、エンジンと
一体構造となった圧縮機へと伝達されている。この時、
口、ド１３の往復運動は回転可能な支点１６により、ス
ライド軸受１７によって対称方向に支持された１組の圧
縮ピストンロッド１８および圧縮ピスト／１１の往復運
動に変換される。次に、この動力ピストンｃ１ッド１３
と圧縮ピストン１１の動きを第３図に示した。ここで、
第３図体）において、エンジンの動力ピストンはその振
幅の下死点にあり、吸入弁１４からシリンダ内１９への
媒体の吸入を終了し、この時、吸入弁１４および吐出弁
１６は閉じた状態となっている。悼）からＣＢ）では、
口・７ド１３は上昇しており、７リンダ１９内の媒体を
圧縮する圧縮過程を経た後、圧縮ピストン１１が上死点
となる（Ｂ）まで、吐出弁１５を開いて昇圧した媒体を
吐出する吐出過程を続ける。この時、エンジンの動力ピ
ストンはその振幅の中間位置にある。（Ｂ）からＩＣ）
では、ロッド１３はさらに上昇するが、圧縮ピストン１
１は（Ｂ）の上死点から下降し始めるとともに、吸入弁
１４が開き媒体を吸入し始め、動力ピストンが上死点と
なる（ｃ）においてその吸入過程を終了する。これより
、エンジンの動力ピストンに直結したロッド１３の１往
復により、圧縮機は図において（ム）→ω）→（Ｃ）→
（Ｂ）→（ム）の２サイクルを行なうことになシ、その
周波数はニンジンの２倍となる。さらに、ロッド１３は
その振幅の中間位置である馨）を必ず通過するために圧
縮ピストン１１の上死点位置は正確に決定される。また
、特にその振幅を規制されない動力ピストン１１の振幅
の変動は、図の機構により圧縮ピストン１１の上死点か
らの変位、つまシ圧縮機に吸入および圧縮される媒体の
容積の変化によりて吸収されることになシ、エンジン出
力が増加し動力ピストン１１の振幅が大きくなれば吸入
量が増してその負荷は増加し、逆にエンジン出力が減少
して振幅が小さくなると吸入量が減少して負荷も減少し
、工／ジ／の出力と対応することになる。
いて第１図と同一の構成物に対し同一番号を付しである
。ここで、ディスプレーサ−１、動力ピストン７、ガス
スプリング９，１ｏおよび膨張空間２、加熱器４、再生
器５、冷却器６によって構成されるフリーピストン型ス
ターリノグエンジンの出力は動力ピストン７から作動流
体シール１２を介してロッド１３によりて、エンジンと
一体構造となった圧縮機へと伝達されている。この時、
口、ド１３の往復運動は回転可能な支点１６により、ス
ライド軸受１７によって対称方向に支持された１組の圧
縮ピストンロッド１８および圧縮ピスト／１１の往復運
動に変換される。次に、この動力ピストンｃ１ッド１３
と圧縮ピストン１１の動きを第３図に示した。ここで、
第３図体）において、エンジンの動力ピストンはその振
幅の下死点にあり、吸入弁１４からシリンダ内１９への
媒体の吸入を終了し、この時、吸入弁１４および吐出弁
１６は閉じた状態となっている。悼）からＣＢ）では、
口・７ド１３は上昇しており、７リンダ１９内の媒体を
圧縮する圧縮過程を経た後、圧縮ピストン１１が上死点
となる（Ｂ）まで、吐出弁１５を開いて昇圧した媒体を
吐出する吐出過程を続ける。この時、エンジンの動力ピ
ストンはその振幅の中間位置にある。（Ｂ）からＩＣ）
では、ロッド１３はさらに上昇するが、圧縮ピストン１
１は（Ｂ）の上死点から下降し始めるとともに、吸入弁
１４が開き媒体を吸入し始め、動力ピストンが上死点と
なる（ｃ）においてその吸入過程を終了する。これより
、エンジンの動力ピストンに直結したロッド１３の１往
復により、圧縮機は図において（ム）→ω）→（Ｃ）→
（Ｂ）→（ム）の２サイクルを行なうことになシ、その
周波数はニンジンの２倍となる。さらに、ロッド１３は
その振幅の中間位置である馨）を必ず通過するために圧
縮ピストン１１の上死点位置は正確に決定される。また
、特にその振幅を規制されない動力ピストン１１の振幅
の変動は、図の機構により圧縮ピストン１１の上死点か
らの変位、つまシ圧縮機に吸入および圧縮される媒体の
容積の変化によりて吸収されることになシ、エンジン出
力が増加し動力ピストン１１の振幅が大きくなれば吸入
量が増してその負荷は増加し、逆にエンジン出力が減少
して振幅が小さくなると吸入量が減少して負荷も減少し
、工／ジ／の出力と対応することになる。
なお、本笑施例は本発明の一実施例にすぎず、自由ピス
トン型エンジンはスターリングエンジンの池、内燃機関
でも適応可能でらる。また、ニンジンの動力ピストンの
往復運動をそれと垂直方向の圧縮ピストンの往復運動に
変換する機構についても、本実施例以外にレールを用い
て圧縮ピストンの往復運動軌跡を制御する方式など適用
可能であり、加えて圧縮ピストンの数についても特に制
限するものではない。
トン型エンジンはスターリングエンジンの池、内燃機関
でも適応可能でらる。また、ニンジンの動力ピストンの
往復運動をそれと垂直方向の圧縮ピストンの往復運動に
変換する機構についても、本実施例以外にレールを用い
て圧縮ピストンの往復運動軌跡を制御する方式など適用
可能であり、加えて圧縮ピストンの数についても特に制
限するものではない。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明によれば以下の効
果が萎せられる。
果が萎せられる。
（１） 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機の圧縮ピ
ストンの上死点位置を常時正確に固定することができる
ために、そこでのすきま容積を小さくして吐出および吸
入を十分に行なえ、圧縮機の効率および性能を向上しう
る。
ストンの上死点位置を常時正確に固定することができる
ために、そこでのすきま容積を小さくして吐出および吸
入を十分に行なえ、圧縮機の効率および性能を向上しう
る。
（躊 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機の圧縮ピスト
ンの上死点位置を正確に固定できるた
１め、圧縮ピストンとそのシリンダヘッドとの
衝突を防止できる。
ンの上死点位置を正確に固定できるた
１め、圧縮ピストンとそのシリンダヘッドとの
衝突を防止できる。
（４自由ピストン型エンジン駆動圧縮機の圧縮ピストン
の上死点位置を正確に固定できるため、エンジンの出力
変動による動力ピストンの振幅変化に対して、圧縮機の
吸入容積の変化で対応し、エンジンの出力変動に適応し
た圧縮機負荷となり、自由ピストン型エンジン駆動圧縮
機の運転性能向上および効率向上を実現しうる。
の上死点位置を正確に固定できるため、エンジンの出力
変動による動力ピストンの振幅変化に対して、圧縮機の
吸入容積の変化で対応し、エンジンの出力変動に適応し
た圧縮機負荷となり、自由ピストン型エンジン駆動圧縮
機の運転性能向上および効率向上を実現しうる。
（４）複数個の圧縮ピストンを、エンジンの動力ピスト
ンの往復運動方向に対して直角方向に動くそれぞれの圧
縮ピストンからの力を互いに打ち消し合うように配置す
ることにより、フリーピストン型エンジンの動力ピスト
ンへの側力をなくし、エンジン内における動力損失を低
減し、その効率を向上しうる。
ンの往復運動方向に対して直角方向に動くそれぞれの圧
縮ピストンからの力を互いに打ち消し合うように配置す
ることにより、フリーピストン型エンジンの動力ピスト
ンへの側力をなくし、エンジン内における動力損失を低
減し、その効率を向上しうる。
第１図は従来のフリーピストン型スターリングエンジン
駆動圧縮機の断面図、第２図は本発明の一実施例を示す
フリーピストン型スターリングエンジン駆動圧縮機の断
面図、第３図Ｃ＆）、β） 、 （Ｃ）は同実施例にお
ける圧縮ピストンの吸入・圧縮過程を示す要部断面図で
ある。 １・・・・・・ディスプレーサ−１４・・・・・加熱器
、６・・・・再生器、６・・・・・冷却器、７・・・・
・動力ピストン、９・・・・・・ガススプリング、１１
・・・・・・圧縮ピストン、１４・・・・・吸入弁、１
６・・・・・・吐出弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図
駆動圧縮機の断面図、第２図は本発明の一実施例を示す
フリーピストン型スターリングエンジン駆動圧縮機の断
面図、第３図Ｃ＆）、β） 、 （Ｃ）は同実施例にお
ける圧縮ピストンの吸入・圧縮過程を示す要部断面図で
ある。 １・・・・・・ディスプレーサ−１４・・・・・加熱器
、６・・・・再生器、６・・・・・冷却器、７・・・・
・動力ピストン、９・・・・・・ガススプリング、１１
・・・・・・圧縮ピストン、１４・・・・・吸入弁、１
６・・・・・・吐出弁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図
Claims (2)
- （１）自由ピストン型エンジンの動力ピストンの往復運
動を、上記ピストンの運動方向に対して直角方向に往復
運動する圧縮機のピストンの運動に変換する機構を有し
、かつエンジンの動力ピストンがその往復運動行程の中
間位置またはその近傍の位置で、圧縮機のピストンが圧
縮および吐出を終了するその上死点の位置となることを
特徴とする自由ピストン型エンジン駆動圧縮機。 - （２）複数個の圧縮機ピストンが、エンジンの動力ピス
トンの往復運動方向に対して直角方向に働く個々の圧縮
機ピストンからの力を、互いに打ち消し合うように配置
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自
由ピストン型エンジン駆動圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21666984A JPS6196189A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21666984A JPS6196189A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6196189A true JPS6196189A (ja) | 1986-05-14 |
Family
ID=16692064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21666984A Pending JPS6196189A (ja) | 1984-10-16 | 1984-10-16 | 自由ピストン型エンジン駆動圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6196189A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007054700A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 除湿装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024620A (ja) * | 1973-02-16 | 1975-03-15 |
-
1984
- 1984-10-16 JP JP21666984A patent/JPS6196189A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5024620A (ja) * | 1973-02-16 | 1975-03-15 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007054700A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 除湿装置 |
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