JPH0626456A - オイルフリーリニアモータ圧縮機、及びオイルフリーリニア圧縮機を用いてガスを圧縮する方法 - Google Patents
オイルフリーリニアモータ圧縮機、及びオイルフリーリニア圧縮機を用いてガスを圧縮する方法Info
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- JPH0626456A JPH0626456A JP5074907A JP7490793A JPH0626456A JP H0626456 A JPH0626456 A JP H0626456A JP 5074907 A JP5074907 A JP 5074907A JP 7490793 A JP7490793 A JP 7490793A JP H0626456 A JPH0626456 A JP H0626456A
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- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston 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
- F04B35/04—Piston 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
- F04B35/045—Piston 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
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 油及び外部同調の共振釣合装置を用いずに高
信頼性で動作可能であり、長期間にわたって保守なしに
無人の連続運転ができるオイルフリーリニアモータ圧縮
機を提供する。 【構成】 本発明に係るオイルフリーリニアモータ圧縮
機２は、固定子手段４と、固定子手段内に実質的に配置
されている内側鉄心手段４２と、互いにほぼ１８０°位
相をずらして往復動する少なくとも２つの駆動コイル３
４ａ及び３４ｂを含むように固定子手段と内側鉄心手段
との間に実質的に配置されており、軸方向に向かい合っ
て往復動する駆動コイル手段と、内側鉄心手段に隣接し
て配置されていると共に駆動コイル手段に取り付けられ
ている圧縮機駆動手段１００と、圧縮機駆動手段に実質
的に接続されているガス入口及び排出手段５０とを備え
ている。
信頼性で動作可能であり、長期間にわたって保守なしに
無人の連続運転ができるオイルフリーリニアモータ圧縮
機を提供する。 【構成】 本発明に係るオイルフリーリニアモータ圧縮
機２は、固定子手段４と、固定子手段内に実質的に配置
されている内側鉄心手段４２と、互いにほぼ１８０°位
相をずらして往復動する少なくとも２つの駆動コイル３
４ａ及び３４ｂを含むように固定子手段と内側鉄心手段
との間に実質的に配置されており、軸方向に向かい合っ
て往復動する駆動コイル手段と、内側鉄心手段に隣接し
て配置されていると共に駆動コイル手段に取り付けられ
ている圧縮機駆動手段１００と、圧縮機駆動手段に実質
的に接続されているガス入口及び排出手段５０とを備え
ている。
Description
【０００１】
【関連出願との関係】本願は、それぞれ発明者がＲ．
Ａ．アッカーマン等、Ｅ．Ｔ．ラスカリス等、及びＥ．
Ｔ．ラスカリスであって、発明の名称が「リニア圧縮機
の動的釣合装置」、「油なしの（オイルフリー）リニア
モータ圧縮機」、及び「油なしの（オイルフリー）リニ
アモータ圧縮機に対する可撓性サスペンション」という
本出願人に譲渡された係属中の米国特許出願番号０７／
８６２６９３号、同０７／８６３６０３号、及び同０７
／８６２６８８号に関連する。
Ａ．アッカーマン等、Ｅ．Ｔ．ラスカリス等、及びＥ．
Ｔ．ラスカリスであって、発明の名称が「リニア圧縮機
の動的釣合装置」、「油なしの（オイルフリー）リニア
モータ圧縮機」、及び「油なしの（オイルフリー）リニ
アモータ圧縮機に対する可撓性サスペンション」という
本出願人に譲渡された係属中の米国特許出願番号０７／
８６２６９３号、同０７／８６３６０３号、及び同０７
／８６２６８８号に関連する。
【０００２】
【０００３】
【発明の分野】本発明は、油を用いずに、そして外部同
調の共振釣合装置を用いずに動作する平衡形リニアモー
タ圧縮機に関する。一般的にこの種の構造は、信頼性の
高いオイルフリー圧縮機となり、この圧縮器は、極低温
冷却装置に用いるように内部平衡しており、長期間にわ
たって保守をせずに、無人で連続運転ができるようにな
っている。
調の共振釣合装置を用いずに動作する平衡形リニアモー
タ圧縮機に関する。一般的にこの種の構造は、信頼性の
高いオイルフリー圧縮機となり、この圧縮器は、極低温
冷却装置に用いるように内部平衡しており、長期間にわ
たって保守をせずに、無人で連続運転ができるようにな
っている。
【０００４】
【関連技術の説明】極低温冷却装置の圧縮機では、潤滑
剤として石油を基本とした油を用いることが知られてい
る。典型的には、石油を基本とした油は空気及び炭化水
素のようなガスを溶解し、それらは時間と共に冷却ガス
と接触する。圧縮機内の油が圧縮機から低温ヘッドに圧
送される冷却ガスと相互作用すると、油は冷却ガスの中
に空気を放出する。このため、油に溶解した空気の一部
は冷却ガスによって低温ヘッドに運ばれる。冷却ガスが
低温ヘッドと接触すると、この低温ヘッドは典型的には
７７°Ｋ未満の温度に保たれているが、空気は凝縮し、
低温ヘッドの低温面上で凝固する。空気の凝固は、再生
器を詰まらせ、ピストンの隙間を減らし、ピストン封じ
（シール）を摩耗させるので、低温ヘッドの運転に悪影
響を及ぼすことがある。低温ヘッドの能力が低下するこ
とは、最終的には、極低温冷却装置の全体的な性能に影
響を及ぼすことがある。従って、油をなくすことができ
れば、更に有利な圧縮機が得られる。
剤として石油を基本とした油を用いることが知られてい
る。典型的には、石油を基本とした油は空気及び炭化水
素のようなガスを溶解し、それらは時間と共に冷却ガス
と接触する。圧縮機内の油が圧縮機から低温ヘッドに圧
送される冷却ガスと相互作用すると、油は冷却ガスの中
に空気を放出する。このため、油に溶解した空気の一部
は冷却ガスによって低温ヘッドに運ばれる。冷却ガスが
低温ヘッドと接触すると、この低温ヘッドは典型的には
７７°Ｋ未満の温度に保たれているが、空気は凝縮し、
低温ヘッドの低温面上で凝固する。空気の凝固は、再生
器を詰まらせ、ピストンの隙間を減らし、ピストン封じ
（シール）を摩耗させるので、低温ヘッドの運転に悪影
響を及ぼすことがある。低温ヘッドの能力が低下するこ
とは、最終的には、極低温冷却装置の全体的な性能に影
響を及ぼすことがある。従って、油をなくすことができ
れば、更に有利な圧縮機が得られる。
【０００５】更に、内部平衡していないリニア圧縮機
は、外部同調の共振釣合装置を必要とする。リニア圧縮
機によって生ずる振動を減衰させる点では僅かな成功し
か収めないのにこれらの外部の釣合装置を用いること
は、極低温冷却装置を本質的に複雑なものにすると共
に、そのコストを高くする。従って、油及び外部釣合装
置をなくすことができれば、更に有利な圧縮機が得られ
る。
は、外部同調の共振釣合装置を必要とする。リニア圧縮
機によって生ずる振動を減衰させる点では僅かな成功し
か収めないのにこれらの外部の釣合装置を用いること
は、極低温冷却装置を本質的に複雑なものにすると共
に、そのコストを高くする。従って、油及び外部釣合装
置をなくすことができれば、更に有利な圧縮機が得られ
る。
【０００６】内部平衡しており、公知の極低温冷却装置
の圧縮機の冷却特性と少なくとも同等であるが、それと
同時に油なし（オイルフリー）であって、油潤滑剤を用
いる低温ヘッドに伴う汚染及び信頼性の欠如が少なくな
るような圧縮機に対する要望が業界にあることは、以上
の説明から明らかである。本発明の目的は、以下の説明
を読めば当業者に更に明らかになるような態様で、上述
及びその他の要望に応えることである。
の圧縮機の冷却特性と少なくとも同等であるが、それと
同時に油なし（オイルフリー）であって、油潤滑剤を用
いる低温ヘッドに伴う汚染及び信頼性の欠如が少なくな
るような圧縮機に対する要望が業界にあることは、以上
の説明から明らかである。本発明の目的は、以下の説明
を読めば当業者に更に明らかになるような態様で、上述
及びその他の要望に応えることである。
【０００７】
【発明の要約】全般的に言うと、本発明はオイルフリー
リニアモータ圧縮機を提供することにより、これらの要
望に応える。この圧縮機は、固定子手段と、固定子手段
内に実質的に配置されている内側鉄心手段と、互いにほ
ぼ１８０°位相をずらして往復動する少なくとも２つの
駆動コイルを含むように固定子手段と内側鉄心手段との
間に実質的に配置されており、軸方向に向かい合って往
復動する駆動コイル手段と、内側鉄心手段に隣接して配
置されていると共に駆動コイル手段に取り付けられてい
る圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段に実質的に接続さ
れているガス取り込み及び排出手段とを備えている。
リニアモータ圧縮機を提供することにより、これらの要
望に応える。この圧縮機は、固定子手段と、固定子手段
内に実質的に配置されている内側鉄心手段と、互いにほ
ぼ１８０°位相をずらして往復動する少なくとも２つの
駆動コイルを含むように固定子手段と内側鉄心手段との
間に実質的に配置されており、軸方向に向かい合って往
復動する駆動コイル手段と、内側鉄心手段に隣接して配
置されていると共に駆動コイル手段に取り付けられてい
る圧縮機駆動手段と、圧縮機駆動手段に実質的に接続さ
れているガス取り込み及び排出手段とを備えている。
【０００８】ある好ましい実施例では、固定子手段は、
ステンレス鋼のコイル巻型に巻装されている不動のエポ
キシ含浸直流界磁コイル及び往復動する交流駆動コイル
を収容している。駆動コイルは互いに独立に作動される
と共に、同じ極性の直流磁界からエネルギを受け、この
ため、この電流と直流界磁コイルによって発生された反
転する半径方向磁界との相互作用が、軸方向に反対向き
の駆動力を発生する。
ステンレス鋼のコイル巻型に巻装されている不動のエポ
キシ含浸直流界磁コイル及び往復動する交流駆動コイル
を収容している。駆動コイルは互いに独立に作動される
と共に、同じ極性の直流磁界からエネルギを受け、この
ため、この電流と直流界磁コイルによって発生された反
転する半径方向磁界との相互作用が、軸方向に反対向き
の駆動力を発生する。
【０００９】他の更に好ましい実施例では、極低温冷却
装置の低温ヘッドの汚染及び振動を減らすと共に、低温
ヘッドの信頼性を高めながら、長期間にわたって、圧縮
機の無人の連続運転を達成することができる。本発明に
よる好ましい圧縮機は、次に述べるような利点を有す
る。組み立て及び修理が容易であること、圧縮機の優れ
た特性を有すること、安定性がよいこと、耐久力が改善
されていること、経済性がよいこと、振動が少なくなる
こと、及び安全強度が高いことである。事実、好ましい
多くの実施例では、圧縮機の特性、耐久力及び振動の減
少というこれらの因子は、従来公知の圧縮機でこれまで
に達成されたよりもはるかに高度に最適化される。
装置の低温ヘッドの汚染及び振動を減らすと共に、低温
ヘッドの信頼性を高めながら、長期間にわたって、圧縮
機の無人の連続運転を達成することができる。本発明に
よる好ましい圧縮機は、次に述べるような利点を有す
る。組み立て及び修理が容易であること、圧縮機の優れ
た特性を有すること、安定性がよいこと、耐久力が改善
されていること、経済性がよいこと、振動が少なくなる
こと、及び安全強度が高いことである。事実、好ましい
多くの実施例では、圧縮機の特性、耐久力及び振動の減
少というこれらの因子は、従来公知の圧縮機でこれまで
に達成されたよりもはるかに高度に最適化される。
【００１０】本発明の上述及びその他の特徴は、以下図
面について詳しく説明するところから最もよく理解され
よう。
面について詳しく説明するところから最もよく理解され
よう。
【００１１】
【実施例】図面全体にわたり、同様な構成要素には同じ
参照番号を用いている。最初に図１について説明する
と、オイルフリーリニアモータ圧縮機２が示されてい
る。圧縮機２は全体として、固定子アセンブリ４と、ガ
ス供給アセンブリ５０と、駆動アセンブリ１００とを含
んでいる。
参照番号を用いている。最初に図１について説明する
と、オイルフリーリニアモータ圧縮機２が示されてい
る。圧縮機２は全体として、固定子アセンブリ４と、ガ
ス供給アセンブリ５０と、駆動アセンブリ１００とを含
んでいる。
【００１２】図２に更に詳しく示すように、固定子アセ
ンブリ４は普通の水冷の熱交換コイル６を含んでおり、
熱交換コイル６は、固定子１２の周囲に配置されている
バンド８によって固定子１２に固定されている。バンド
８及び固定子１２は、ステンレス鋼で構成されているこ
とが好ましい。普通の高温グリスが熱交換器６の接触面
と、固定子１２の接触面との間に配置されており、固定
子１２と熱交換器６との間の適切な熱交換が確実にでき
るようにしている。固定子１２は両半分１２ａ及び１２
ｂで構成されていることが好ましい。普通のねじ付き締
め付け部材１４が、両半分１２ａ及び１２ｂを一緒に保
持するために用いられている。直流界磁コイル１８が固
定子１２内に配置されている。コイル１８は好ましく
は、ステンレス鋼のコイル巻型（図面に示してない）に
普通の巻装方法により巻装されているエポキシ含浸銅線
を含んでいる。コイル１８は普通の締め付け部材１４に
よって、固定子１２内にしっかりと（堅固に）保持され
ている。普通の直流導線接続部２０が界磁コイル１８に
電気接続されている。
ンブリ４は普通の水冷の熱交換コイル６を含んでおり、
熱交換コイル６は、固定子１２の周囲に配置されている
バンド８によって固定子１２に固定されている。バンド
８及び固定子１２は、ステンレス鋼で構成されているこ
とが好ましい。普通の高温グリスが熱交換器６の接触面
と、固定子１２の接触面との間に配置されており、固定
子１２と熱交換器６との間の適切な熱交換が確実にでき
るようにしている。固定子１２は両半分１２ａ及び１２
ｂで構成されていることが好ましい。普通のねじ付き締
め付け部材１４が、両半分１２ａ及び１２ｂを一緒に保
持するために用いられている。直流界磁コイル１８が固
定子１２内に配置されている。コイル１８は好ましく
は、ステンレス鋼のコイル巻型（図面に示してない）に
普通の巻装方法により巻装されているエポキシ含浸銅線
を含んでいる。コイル１８は普通の締め付け部材１４に
よって、固定子１２内にしっかりと（堅固に）保持され
ている。普通の直流導線接続部２０が界磁コイル１８に
電気接続されている。
【００１３】固定子１２は普通の締め付け部材２４によ
って、ブラケット２２にしっかりと取り付けられてい
る。ブラケット２２は好ましくは、ステンレス鋼で構成
されている。ブラケット２２は窓２３を含んでいてもよ
いことに注意されたい。窓２３は任意の適当な透明材料
で構成されていることが好ましく、普通の締め付け部材
（図面に示してない）によってブラケット２２に締め付
けられている。固定子１２の内部でのガスの漏れを実質
的に防止するために、普通の弾性体Ｏ（オー）リング２
６がブラケット２２と固定子１２との間に配置されてい
る。鋸引き部２８が普通の切削方法により、固定子１２
に切り込まれている。鋸引き部２８は、固定子アセンブ
リ４の動作中に、交流駆動コイル３４ａ及び３４ｂによ
って発生される渦電流の流れる通路を分断するために用
いられている。典型的には、これらの通路を中断するこ
とができないと、渦電流によって不利な電気損失が生ず
る。
って、ブラケット２２にしっかりと取り付けられてい
る。ブラケット２２は好ましくは、ステンレス鋼で構成
されている。ブラケット２２は窓２３を含んでいてもよ
いことに注意されたい。窓２３は任意の適当な透明材料
で構成されていることが好ましく、普通の締め付け部材
（図面に示してない）によってブラケット２２に締め付
けられている。固定子１２の内部でのガスの漏れを実質
的に防止するために、普通の弾性体Ｏ（オー）リング２
６がブラケット２２と固定子１２との間に配置されてい
る。鋸引き部２８が普通の切削方法により、固定子１２
に切り込まれている。鋸引き部２８は、固定子アセンブ
リ４の動作中に、交流駆動コイル３４ａ及び３４ｂによ
って発生される渦電流の流れる通路を分断するために用
いられている。典型的には、これらの通路を中断するこ
とができないと、渦電流によって不利な電気損失が生ず
る。
【００１４】交流駆動コイル３４ａ及び３４ｂは、固定
子アセンブリ４の内側に配置されている。コイル３４ａ
及び３４ｂは、普通の巻装方法によりステンレス鋼のコ
イル巻型３１に巻装されているアルミニウム線を含んで
いることが好ましい。コイル３４ａ及び３４ｂは、互い
にほぼ１８０°位相をずらして往復動する。コイル３４
ａは矢印Ｘの方向に沿って往復し、コイル３４ｂは矢印
Ｘ′の方向に沿って往復動する。電気的な空隙３３は、
固定子の両半分１２ａ及び１２ｂと、鉄心４２との間の
環状隙間であって、この隙間内で駆動コイル３４は往復
動する。
子アセンブリ４の内側に配置されている。コイル３４ａ
及び３４ｂは、普通の巻装方法によりステンレス鋼のコ
イル巻型３１に巻装されているアルミニウム線を含んで
いることが好ましい。コイル３４ａ及び３４ｂは、互い
にほぼ１８０°位相をずらして往復動する。コイル３４
ａは矢印Ｘの方向に沿って往復し、コイル３４ｂは矢印
Ｘ′の方向に沿って往復動する。電気的な空隙３３は、
固定子の両半分１２ａ及び１２ｂと、鉄心４２との間の
環状隙間であって、この隙間内で駆動コイル３４は往復
動する。
【００１５】延長部４０はコイル巻型３１の一部であ
る。普通の電気導線３８がコイル３４及びばね導線に電
気的に取り付けられている。内側鉄心４２がコイル３４
の内側に配置されている。鉄心４２は好ましくは、鉄で
構成されており、軸７６によって固定子１２内にしっか
りと（堅固に）保持されている。鋸引き部４４が普通の
加工方法により、鉄心４２内に機械加工されている。鋸
引き部４４は、コイル３４ａ及び３４ｂが固定子アセン
ブリ４の内側で往復運動する際にコイル３４ａ及び３４
ｂによって発生される渦電流の流れる通路を分断すると
いう点で、鋸引き部２８とほぼ同じ作用をする。
る。普通の電気導線３８がコイル３４及びばね導線に電
気的に取り付けられている。内側鉄心４２がコイル３４
の内側に配置されている。鉄心４２は好ましくは、鉄で
構成されており、軸７６によって固定子１２内にしっか
りと（堅固に）保持されている。鋸引き部４４が普通の
加工方法により、鉄心４２内に機械加工されている。鋸
引き部４４は、コイル３４ａ及び３４ｂが固定子アセン
ブリ４の内側で往復運動する際にコイル３４ａ及び３４
ｂによって発生される渦電流の流れる通路を分断すると
いう点で、鋸引き部２８とほぼ同じ作用をする。
【００１６】図３はガス供給及び駆動アセンブリ５０を
示している。アセンブリ５０は、普通のガス取り込み弁
５２と、普通のガス排出弁５４と、普通のガス支承部８
６とを一部に含んでいる。アセンブリ５０内及び圧縮機
２の全体にわたって用いられるガスは、ヘリウムである
ことが好ましい。取り込み弁５２は普通の締め付け部材
７０によって、シリンダヘッド５８にしっかりと取り付
けられている。シリンダヘッド５８はステンレス鋼で構
成されていることが好ましい。シリンダヘッド５８は普
通の締め付け部材５６によって、ブラケット２２にしっ
かりと取り付けられている。普通の弾性体Ｏ（オー）リ
ング５７がブラケット２２とシリンダヘッド５８との間
に配置されている。Ｏリング５７は、ガス供給アセンブ
リ５０からのガス漏れを防止するために用いられてい
る。
示している。アセンブリ５０は、普通のガス取り込み弁
５２と、普通のガス排出弁５４と、普通のガス支承部８
６とを一部に含んでいる。アセンブリ５０内及び圧縮機
２の全体にわたって用いられるガスは、ヘリウムである
ことが好ましい。取り込み弁５２は普通の締め付け部材
７０によって、シリンダヘッド５８にしっかりと取り付
けられている。シリンダヘッド５８はステンレス鋼で構
成されていることが好ましい。シリンダヘッド５８は普
通の締め付け部材５６によって、ブラケット２２にしっ
かりと取り付けられている。普通の弾性体Ｏ（オー）リ
ング５７がブラケット２２とシリンダヘッド５８との間
に配置されている。Ｏリング５７は、ガス供給アセンブ
リ５０からのガス漏れを防止するために用いられてい
る。
【００１７】シリンダヘッド５８に隣接してブラケット
６０が配置されており、ブラケット６０は普通の締め付
け部材（図面に示してない）によって、普通の水冷機構
６１をシリンダヘッド５８にしっかりと取り付けてい
る。普通の弾性体Ｏ（オー）リング６２がブラケット６
０とシリンダヘッド５８との間に配置されている。Ｏリ
ング６２は、水冷機構６１からの冷却流体の漏れを防止
するために用いられている。板６４が普通の締め付け部
材６６によって、シリンダヘッド５８にしっかりと取り
付けられている。板６４はステンレス鋼で構成されてい
ることが好ましい。普通の弾性体Ｏ（オー）リング６８
が、シリンダヘッド５８からのガス漏れを防止するため
に、板６４とシリンダヘッド５８との間に配置されてい
る。普通の締め付け部材７０が、ガス取り込み弁５２及
びガス排出弁５４をシリンダヘッド５８にしっかりと取
り付けるために用いられている。普通の圧力変換器（図
面に示してない）を普通の締め付け部材（図面に示して
ない）によって、板６４にしっかりと取り付けることが
できる。この変換器は、圧縮室８５内の圧縮圧力を測定
するために用いられる。
６０が配置されており、ブラケット６０は普通の締め付
け部材（図面に示してない）によって、普通の水冷機構
６１をシリンダヘッド５８にしっかりと取り付けてい
る。普通の弾性体Ｏ（オー）リング６２がブラケット６
０とシリンダヘッド５８との間に配置されている。Ｏリ
ング６２は、水冷機構６１からの冷却流体の漏れを防止
するために用いられている。板６４が普通の締め付け部
材６６によって、シリンダヘッド５８にしっかりと取り
付けられている。板６４はステンレス鋼で構成されてい
ることが好ましい。普通の弾性体Ｏ（オー）リング６８
が、シリンダヘッド５８からのガス漏れを防止するため
に、板６４とシリンダヘッド５８との間に配置されてい
る。普通の締め付け部材７０が、ガス取り込み弁５２及
びガス排出弁５４をシリンダヘッド５８にしっかりと取
り付けるために用いられている。普通の圧力変換器（図
面に示してない）を普通の締め付け部材（図面に示して
ない）によって、板６４にしっかりと取り付けることが
できる。この変換器は、圧縮室８５内の圧縮圧力を測定
するために用いられる。
【００１８】シリンダヘッド５８は普通の締め付け部材
７８によって、中心軸７６にしっかりと取り付けられて
いる。シリンダヘッド５８及び軸７６は、ステンレス鋼
で構成されていることが好ましい。軸７６は普通の締ま
りばめによって、鉄心４２内にしっかりと保持されてい
る。軸７６は圧縮機２の軸方向の長さ全体にわたって伸
びている。普通の弾性体Ｏ（オー）リング７４が、弁５
２及び５４からのガス漏れを防止するために、シリンダ
ヘッド５８と板６４との間に配置されている。
７８によって、中心軸７６にしっかりと取り付けられて
いる。シリンダヘッド５８及び軸７６は、ステンレス鋼
で構成されていることが好ましい。軸７６は普通の締ま
りばめによって、鉄心４２内にしっかりと保持されてい
る。軸７６は圧縮機２の軸方向の長さ全体にわたって伸
びている。普通の弾性体Ｏ（オー）リング７４が、弁５
２及び５４からのガス漏れを防止するために、シリンダ
ヘッド５８と板６４との間に配置されている。
【００１９】中空ピストン８０が軸７６に沿って配置さ
れている。ピストン８０は、肉厚の薄いピストンであっ
て、ステンレス鋼で構成されていることが好ましい。ピ
ストン８０ａが軸７６上で、矢印Ｘの方向に沿って約１
インチ往復動する。ピストン８０ｂが軸７６上で、矢印
Ｘ′の方向に沿ってやはり約１インチ往復動する。軸７
６の周囲には被覆８２が配置されている。被覆８２は好
ましくは、テフロンの非接着性被覆であり、普通の被覆
方法により軸７６の周囲に配設されている。被覆８２の
目的は、ピストン８０が往復動して、偶発的に軸７６と
接触するときのピストン８０と軸７６との間の不利な疲
労を実質的に防止することである。普通のガス支承部８
６がピストン８０に配設されている。支承部８６は、ピ
ストン８０が軸７６に沿って往復動するときに、ピスト
ン８０と軸７６との間にガス、好ましくはヘリウムガス
を導入して、ピストン８０が軸７６に沿って自由に往復
動することができるようにするために油を基本とした潤
滑剤を必要としないようにする。ピストン８０に隣接し
てガスばね８９が配置されている。
れている。ピストン８０は、肉厚の薄いピストンであっ
て、ステンレス鋼で構成されていることが好ましい。ピ
ストン８０ａが軸７６上で、矢印Ｘの方向に沿って約１
インチ往復動する。ピストン８０ｂが軸７６上で、矢印
Ｘ′の方向に沿ってやはり約１インチ往復動する。軸７
６の周囲には被覆８２が配置されている。被覆８２は好
ましくは、テフロンの非接着性被覆であり、普通の被覆
方法により軸７６の周囲に配設されている。被覆８２の
目的は、ピストン８０が往復動して、偶発的に軸７６と
接触するときのピストン８０と軸７６との間の不利な疲
労を実質的に防止することである。普通のガス支承部８
６がピストン８０に配設されている。支承部８６は、ピ
ストン８０が軸７６に沿って往復動するときに、ピスト
ン８０と軸７６との間にガス、好ましくはヘリウムガス
を導入して、ピストン８０が軸７６に沿って自由に往復
動することができるようにするために油を基本とした潤
滑剤を必要としないようにする。ピストン８０に隣接し
てガスばね８９が配置されている。
【００２０】ばね導線８８が普通の締め付け部材９０に
よって、ピストン８０の脚８４にしっかりと取り付けら
れている。締め付け部材９０は普通の交流コネクタ９１
を含んでおり、交流コネクタ９１は、導線８８に電気接
続されている。導線８８は、高いサイクル疲労に耐える
ことができる任意の適当な高強度炭素鋼で構成されてい
ることが好ましい。導線８８は約１インチにわたって撓
むことが認められる。導線８８の他端は、普通の交流コ
ネクタ９２にしっかりと取り付けられている。普通の変
位センサ９４が普通の締め付け部材（図面に示してな
い）によって、脚８４にしっかりと取り付けられてい
る。
よって、ピストン８０の脚８４にしっかりと取り付けら
れている。締め付け部材９０は普通の交流コネクタ９１
を含んでおり、交流コネクタ９１は、導線８８に電気接
続されている。導線８８は、高いサイクル疲労に耐える
ことができる任意の適当な高強度炭素鋼で構成されてい
ることが好ましい。導線８８は約１インチにわたって撓
むことが認められる。導線８８の他端は、普通の交流コ
ネクタ９２にしっかりと取り付けられている。普通の変
位センサ９４が普通の締め付け部材（図面に示してな
い）によって、脚８４にしっかりと取り付けられてい
る。
【００２１】圧縮機２の動作について説明すると、普通
の供給源（図面に示してない）から取り込み弁５２（図
３）にガスが供給され、入口圧力が約７５ｐｓｉになる
ようにする。判り易くするため、圧縮機２の動作につい
て、ピストン８０ｂ及びそれに関連した部分のみを用い
て説明する。直流界磁コイル１８は空隙３３に半径方向
の磁界を発生する。この半径方向の磁界は同じ極性で交
流駆動コイル３４にエネルギを供給し、このため、駆動
コイル３４の電流と界磁コイル１８とによって発生され
た反転する半径方向磁界との相互作用により、軸方向に
反対向きの駆動力が発生される。矢印Ｘの方向に沿った
コイル３４の軸方向に反対向きの往復動が、コイル３４
ｂからばね導線８８（図３）及びピストン８０ｂに伝達
される。コイル３４は約６０Ｈｚの速度で往復動するこ
とが好ましいことに注意されたい。
の供給源（図面に示してない）から取り込み弁５２（図
３）にガスが供給され、入口圧力が約７５ｐｓｉになる
ようにする。判り易くするため、圧縮機２の動作につい
て、ピストン８０ｂ及びそれに関連した部分のみを用い
て説明する。直流界磁コイル１８は空隙３３に半径方向
の磁界を発生する。この半径方向の磁界は同じ極性で交
流駆動コイル３４にエネルギを供給し、このため、駆動
コイル３４の電流と界磁コイル１８とによって発生され
た反転する半径方向磁界との相互作用により、軸方向に
反対向きの駆動力が発生される。矢印Ｘの方向に沿った
コイル３４の軸方向に反対向きの往復動が、コイル３４
ｂからばね導線８８（図３）及びピストン８０ｂに伝達
される。コイル３４は約６０Ｈｚの速度で往復動するこ
とが好ましいことに注意されたい。
【００２２】ピストン８０ｂが矢印Ｘ′の一方の方向に
沿って往復動するとき、ガスは取り込み弁５２を介して
圧縮室８５に入る。ピストン８０ｂが矢印Ｘ′の反対方
向に沿って排気弁５４に向かって往復動するとき、ガス
の圧力は３００ｐｓｉまで上昇することがあると共に、
５００°Ｋを越える温度に達することがある。この後、
この高圧で高温のガスは排気弁５４によって、圧縮室８
５から排出される。ピストン８０ｂがシリンダヘッド５
８の内部の吸い込み行程の終わりに達すると、ガスばね
８９がピストン８０ｂの戻りを助ける。ピストン８０ｂ
が往復動する間に、ガス支承部８６は、ピストン８０ｂ
と軸７６との間にガスを供給して、ピストン８０ｂが軸
７６に対して擦れないようにするためにピストン８０ｂ
を支持している。
沿って往復動するとき、ガスは取り込み弁５２を介して
圧縮室８５に入る。ピストン８０ｂが矢印Ｘ′の反対方
向に沿って排気弁５４に向かって往復動するとき、ガス
の圧力は３００ｐｓｉまで上昇することがあると共に、
５００°Ｋを越える温度に達することがある。この後、
この高圧で高温のガスは排気弁５４によって、圧縮室８
５から排出される。ピストン８０ｂがシリンダヘッド５
８の内部の吸い込み行程の終わりに達すると、ガスばね
８９がピストン８０ｂの戻りを助ける。ピストン８０ｂ
が往復動する間に、ガス支承部８６は、ピストン８０ｂ
と軸７６との間にガスを供給して、ピストン８０ｂが軸
７６に対して擦れないようにするためにピストン８０ｂ
を支持している。
【００２３】コイル３４、ピストン８０及びばね８８の
正しい運動を検出するために、窓２３及び変位センサ９
４が用いられている。オペレータは窓２３から覗き込む
だけのことにより、種々の要素が往復動しているか又は
撓んでいるかを判定することができる。更にオペレータ
は、ストローブ光のような普通の計時装置を光らせて、
往復動の速度を正確に測定することができる。最後に、
オペレータはピストン８０の往復動速度を決定するため
に、センサ９４からの測定値を普通の表示装置（図面に
示してない）で観察することができる。この手順は、約
１０10サイクルにわたって、又は６０Ｈｚでの約５年間
の動作にわたって連続的になるように設計されている。
正しい運動を検出するために、窓２３及び変位センサ９
４が用いられている。オペレータは窓２３から覗き込む
だけのことにより、種々の要素が往復動しているか又は
撓んでいるかを判定することができる。更にオペレータ
は、ストローブ光のような普通の計時装置を光らせて、
往復動の速度を正確に測定することができる。最後に、
オペレータはピストン８０の往復動速度を決定するため
に、センサ９４からの測定値を普通の表示装置（図面に
示してない）で観察することができる。この手順は、約
１０10サイクルにわたって、又は６０Ｈｚでの約５年間
の動作にわたって連続的になるように設計されている。
【００２４】以上の説明から、当業者にはこの他の特
徴、変更及び改良が容易に考えられよう。従って、この
ような特徴、変更及び改良も、本発明の一部と考えられ
るべきであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみに
より限定されることを承知されたい。
徴、変更及び改良が容易に考えられよう。従って、この
ような特徴、変更及び改良も、本発明の一部と考えられ
るべきであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみに
より限定されることを承知されたい。
【図１】本発明による平衡形リニアモータ圧縮機の側面
図である。
図である。
【図２】本発明による固定子アセンブリの詳しい側面図
である。
である。
【図３】本発明によるガス供給及び駆動アセンブリの詳
しい側面図である。
しい側面図である。
２ オイルフリーリニアモータ圧縮機 ４ 固定子アセンブリ １８ 直流界磁コイル ３４ａ、３４ｂ 交流駆動コイル ４０ コイル巻型の延長部 ４２ 鉄心 ５２ ガス取り込み弁 ５４ 排気弁 ５８ シリンダヘッド ７６ 中心軸 ８０ 中空ピストン ８５ 圧縮室
Claims (17)
- 【請求項１】 固定子手段と、 該固定子手段内に実質的に配置されている内側鉄心手段
と、 互いにほぼ１８０°位相をずらして往復動する少なくと
も２つの駆動コイルを含むように前記固定子手段と前記
内側鉄心手段との間に実質的に配置されており、軸方向
に向かい合って往復動する駆動コイル手段と、 前記内側鉄心手段に隣接して配置されていると共に前記
駆動コイル手段に取り付けられている圧縮機駆動手段
と、 該圧縮機駆動手段に実質的に接続されているガス取り込
み及び排出手段とを備えたオイルフリーリニアモータ圧
縮機。 - 【請求項２】 前記固定子手段は、直流界磁コイルを含
んでいる請求項１に記載のオイルフリーリニアモータ圧
縮機。 - 【請求項３】 前記往復動する駆動手段は、少なくとも
２つの交流駆動コイルを含んでいる請求項１に記載のオ
イルフリーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項４】 前記圧縮機駆動手段は、前記内側鉄心手
段に堅固に取り付けられている軸手段と、往復動ピスト
ン手段とを含んでいる請求項１に記載のオイルフリーリ
ニアモータ圧縮機。 - 【請求項５】 前記ピストン手段は、肉厚の薄い中空ピ
ストンを含んでいる請求項４に記載のオイルフリーリニ
アモータ圧縮機。 - 【請求項６】 前記ガス取り込み及び排出手段は、ガス
供給入口と、該ガス供給入口から離れて配置されている
ガス供給排出部と、前記圧縮機駆動手段に隣接して配置
されているガス支承手段とを含んでいる請求項１に記載
のオイルフリーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項７】 前記圧縮機駆動手段に隣接して配置され
ている往復動及び撓み検出手段と、前記圧縮機駆動手段
に隣接して配置されている圧力検出手段とを更に含んで
いる請求項１に記載のオイルフリーリニアモータ圧縮
機。 - 【請求項８】 前記往復動及び撓み検出手段は、窓手段
と、変位センサ手段とを含んでいる請求項７に記載のオ
イルフリーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項９】 前記圧縮機駆動手段及び前記固定子手段
に隣接して配置されている冷却手段を更に含んでいる請
求項１に記載のオイルフリーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項１０】 前記固定子手段と前記内側鉄心手段と
は、鋸引き部を含んでいる請求項１に記載のオイルフリ
ーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項１１】 前記圧縮機駆動手段に隣接して配置さ
れているガスばね手段を更に含んでいる請求項１に記載
のオイルフリーリニアモータ圧縮機。 - 【請求項１２】 固定子手段と、少なくとも２つの駆動
コイルを含んでいる軸方向に向かい合った駆動コイル手
段と、圧縮機駆動手段と、ガス取り込み及び排出手段と
を有しているオイルフリーリニア圧縮機を用いてガスを
圧縮する方法であって、 前記固定子手段及び前記駆動コイル手段を作動し、 前記駆動コイルが互いにほぼ１８０°位相をずらして往
復動するように前記駆動コイル手段を往復動させ、 前記ガス取り込み手段により前記圧縮機駆動手段にガス
を導入し、 前記圧縮機駆動手段を往復動させ、 前記ガス取り込み及び排出手段により前記圧縮機駆動手
段を所定の軸方向の往復動方向に保ち、 前記ガスを圧縮し、 前記ガス排出手段を介して前記圧縮されたガスを排出
し、 前記駆動コイル手段及び前記圧縮機駆動手段の往復動を
検出する工程を含んでいる、オイルフリーリニア圧縮機
を用いてガスを圧縮する方法。 - 【請求項１３】 前記圧縮機駆動手段にガスを導入する
前記工程は、約７５ｐｓｉでガスを導入する工程を含ん
でいる請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記駆動コイル手段を往復動させる前
記工程は、約６０Ｈｚで往復動させる工程を含んでいる
請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記ガスを圧縮する前記工程は、前記
ガスを約３００ｐｓｉ及び少なくとも５００°Ｋの温度
に圧縮する工程を含んでいる請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記ガスは、ヘリウムを含んでいる請
求項１２に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記圧縮機駆動手段は、外周がテフロ
ンの非接着性被覆で被覆されている軸手段を含んでいる
請求項１２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/862,923 US5261799A (en) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Balanced linear motor compressor |
| US862923 | 2001-05-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626456A true JPH0626456A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=25339749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5074907A Withdrawn JPH0626456A (ja) | 1992-04-03 | 1993-04-01 | オイルフリーリニアモータ圧縮機、及びオイルフリーリニア圧縮機を用いてガスを圧縮する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5261799A (ja) |
| JP (1) | JPH0626456A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6129527A (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-10 | Litton Systems, Inc. | Electrically operated linear motor with integrated flexure spring and circuit for use in reciprocating compressor |
| JP2001091069A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-04-06 | Hitachi Ltd | アンモニア冷凍装置 |
| US6634182B2 (en) | 1999-09-17 | 2003-10-21 | Hitachi, Ltd. | Ammonia refrigerator |
| AU3615301A (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-27 | Lg Electronics Inc. | Structure for stator of reciprocating motor |
| US7290975B2 (en) | 2001-03-17 | 2007-11-06 | Mechanical Tech & Engineering Co. | Two-speed passenger lift and pump assembly therefor |
| DE10153870A1 (de) * | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Leybold Vakuum Gmbh | Antrieb für den Kolben eines Linearkühlers |
| US20050169786A1 (en) * | 2002-07-04 | 2005-08-04 | Nabtesco Corporation | Liquid pump |
| US6914351B2 (en) | 2003-07-02 | 2005-07-05 | Tiax Llc | Linear electrical machine for electric power generation or motive drive |
| US7032400B2 (en) | 2004-03-29 | 2006-04-25 | Hussmann Corporation | Refrigeration unit having a linear compressor |
| US20060127252A1 (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Reciprocating pump system |
| KR100565264B1 (ko) * | 2005-01-13 | 2006-03-30 | 엘지전자 주식회사 | 왕복동식 압축기의 외측고정자 고정장치 |
| KR100680227B1 (ko) | 2005-10-06 | 2007-02-08 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 모터의 고정자 |
| WO2007061920A2 (en) * | 2005-11-17 | 2007-05-31 | Tiax Llc | Linear electrical machine for electric power generation or motive drive |
| EP2456982A4 (en) * | 2009-07-22 | 2017-06-14 | Vbox Incorporated | Gaseous fluid pump |
| CN102042194B (zh) * | 2009-10-26 | 2012-09-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 由直线电机驱动的热压缩机 |
| BRPI1005184B1 (pt) * | 2010-12-27 | 2020-09-24 | Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda. | Mecanismo ressonante para compressores lineares |
| BRPI1103496A2 (pt) | 2011-07-20 | 2013-10-01 | Whirlpool Sa | motor linear para compressor e compressor provido de motor linear |
| US11466678B2 (en) | 2013-11-07 | 2022-10-11 | Gas Technology Institute | Free piston linear motor compressor and associated systems of operation |
| US10323628B2 (en) * | 2013-11-07 | 2019-06-18 | Gas Technology Institute | Free piston linear motor compressor and associated systems of operation |
| US9841012B2 (en) * | 2014-02-10 | 2017-12-12 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Linear compressor |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US581204A (en) * | 1897-04-20 | heftye | ||
| US451320A (en) * | 1891-04-28 | Electric motor | ||
| US3149254A (en) * | 1961-08-07 | 1964-09-15 | Thomas A Carter | Linear motor or generator |
| FR1582781A (ja) * | 1968-01-12 | 1969-10-10 | ||
| US4697113A (en) * | 1985-08-01 | 1987-09-29 | Helix Technology Corporation | Magnetically balanced and centered electromagnetic machine and cryogenic refrigerator employing same |
| US4894996A (en) * | 1988-03-28 | 1990-01-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Gas refrigerator |
| JPH0788985B2 (ja) * | 1990-01-17 | 1995-09-27 | 三菱電機株式会社 | 冷凍機 |
-
1992
- 1992-04-03 US US07/862,923 patent/US5261799A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-04-01 JP JP5074907A patent/JPH0626456A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5261799A (en) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |