JPS6043185A - エンジン駆動冷凍圧縮機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエンジンで冷凍圧縮機を駆動させる場合のエン
ジンと冷凍圧縮機の直結構造に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、冷凍圧縮機を駆動して冷房又はヒートポンプ暖房
をする場合の熱源は電動モータか一般的であっブｅ。と
ころが、最近石油代替エネリレギを推進し、・かつ−次
エネルギ換算でトータル効率の良いエンジン駆動冷暖房
機が知られてきている。

しかし、一般にエンジン仕様と冷媒回路側の冷凍圧縮機
ｆｉｌ！１１の負荷とのマツチングは大変難しい。

冷凍圧縮機の負荷より過大なエンジンを選定すると常に
エンジン効率の低い所で使うことになり、逆に小さなエ
ンジンを選定すると冷凍圧縮機が異常停市したり、焼き
付き気味になったりする問題点があった。又、駆動源の
エンジンはたとえフライホイールを有していても出力ト
ルクに一回転当月変動があり、一方負荷側の冷凍圧縮機
も要求トルクに一回転当り変動があり、エンジンと冷凍
圧縮機の各主軸の直結方式によっては、冷凍圧縮機か大
きなトルクを要求しているのにエンジンはトルクを出力
していない場合もあったりした。又、従来エンジンの冷
凍圧縮機駆動方式としてベルトやクンノチで行なうもの
もあるが、この場合はエンジンの駆動軸と冷凍圧縮機の
負荷軸とがランダムに結合される可能性もあり、エン）
゛ン出力が冷凍圧縮機より充分大きい場合は問題がない
が、工ンジンの効率の高い所で使用するためにエンジン
出力を小さくするとエンジンが冷凍圧縮機の負荷に負け
て強制停市したり、名瞬時的に駆動軸に過大な応力がか
＼つたりする問題点があった。

第１図によってこの問題点を説明する。第１図ｆ４１気
筒レンプロ工ンジン単体の出力トルりを示しているが、
上死点で爆発トルりを発生してもフライホイールの回転
エネルギに貯える迄に時間も要することがわかる。又、
第２図はロータリ式の冷凍圧縮機の負荷トルク図を示し
たもので、回転角度２０００近辺に最大負荷トルクを発
生している。また第３図は１気筒レノプロエンジンの上
死点１〃置と冷凍圧縮機の最大負荷トルり発生回転角度
を合せて直結したり、又１はランダムに直結した場合の
主軸トルク変化を示したもので、平均トルり値は丁ｍ−
であるが、フライホイールにエネルギが貯えられる前に
冷凍圧縮機から大きな負荷トルりを要求するために最大
トルり値Ｔｍａｘが大きくがか＼ったりしていた。

発明の目的 本発明は、上記問題点を解消し、エンジンをトルク負け
の無い効率の高い作動点で使用し、かつエンジンと冷凍
圧縮機の主軸に過大な応力をかけないことを目的とする
。

発明の構成 この発明を達成するため、本発明はエンジン駆動冷凍圧
縮機の駆動構造において、冷凍圧縮機の最高負荷トルク
を発生する主軸の回転角度位置にエンジンの回転軸の下
死点位置を合せるものであるＯ 実施例の説明 以下本発明をその一実施例を示す第４図、第６図を参考
に説明する。

第４図は本発明のエンジン、駆動冷凍圧縮機の概略構成
図で、第５図は本発明のエンジン駆動冷凍圧縮機の主軸
トルクと主軸回転角度の関係を示している。なお、第１
図は１気筒レシプロ工ンジン単体の出力トルクと主軸回
転角度との関係を示す図、第２図は１例としてロータリ
式の冷凍圧縮機の負荷トルクと主軸回転角度との関係を
示す図、第３図は従来の、もしくはランダムにエンジン
と冷凍圧縮機を直結した場合の主軸トルクと主軸回転角
度との関係を示している。

第４図において、１は１気筒レシプロエンジン、２は主
軸３に連結されたフライホイール、４は主軸３のクラン
ク部５に連結されたピストン、６は１気筒レシプロエン
ジン１をスタートさせるだめのセルモータである。７は
冷凍圧縮機で、冷凍圧縮機７の主軸８がカップリンク９
を介して１気筒レンブロエンジン１の主軸３とを直結し
ている。

１０は冷凍圧縮機７のピストンである。そして、特に冷
凍圧縮機子の最高負荷トルク発生時のピストン１０の回
転角度（この場合ピストン１ｏの位置で圧縮始めから約
２０Ｑ０程度）と、１気筒レンプロエンジン１のピスト
ン４の位置がはソ下死点になるように冷凍圧縮機７の主
軸８とレンプロエンジン１の主軸３とを直結している。

上記構成において、１気筒レシプロエンジン１をセルモ
ータ６で始動させて起動させ、爆発燃焼によってピスト
ン４を押し下げ、クランク部５の回転により主軸３を駆
動し、フライホイール２に回転エネルギを与え、カンプ
リング９を介して冷凍圧縮機７の主軸８に動力伝達して
ピストン１０を回転させ冷媒（図示せず）を圧縮する。

第５図に上記構成時の冷凍圧縮機７の主軸８のトルク変
動を示しているが、１気筒レシプロエンジン１のピスト
ン４が上死点位置から爆発してトルクを発生する時は冷
凍圧縮機７の主軸８の回転角度ばはソＯ０付近であり、
負荷トルクも少ない。

従ってフライホイール２に回転エネルギ（慣性力）が貯
えられてゆく。ピストン４が次第に下降して下死点位置
に来ると充分フライホイール２に回転エネルギが貯って
おり、同時に冷凍圧縮機７はは＼゛最高負荷トルク発生
時に近づいており、フライホイール２の回転エネルギ（
慣性力）を出力して冷凍圧縮機７を駆動する。従って常
に冷凍圧縮機７の負荷に見合ったトルクをフライホイー
ル２側から出力でき、主軸８のトルク変動も第５図に示
すように小さく、従来の１気鋪レシプロエンジン１と冷
凍圧縮機７との結合方式の場合を宗す第３図と比較する
と、平均トルク−は同一であるが、最高負荷トルク丁□
ａｘがＴｍａ工より小さくて済む・その結果１気筒レシ
プロエンジン１の効率の良い所の使用状態か可能となる
だけでなく、主軸８にか＼る応力も小さくなり強度設計
」−犬変有第１」となるＯ 発明の効果 秋 上記発明から明らかなように、本発明によれば、冷凍圧
縮機の負荷トルクの増大に先行してエンジンの主軸トル
クが増加してフライホイールの回転慣性力を高めるので
冷凍圧縮機の主軸回転角速度の急激な減少が無く、又、
負荷変動トルクの減少行程ではエンジンのフライホイー
ル慣性力も減少してゆき、冷凍圧縮機の主軸も加速する
ことは無い。従って冷凍圧縮機、エンジンともトルク、
主軸の回転速度の変動が小さく騒音振動上大変効果があ
る。又、トルク変動が小さいために軸受やピストン摺動
面での機械ロスも少なく、効率の良い点でエンジンを使
用できると同時に、主軸にか＼る応力も小さ゛くて済む
から強度股引上大変有利と々る等の大きな効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は１気筒レシプロエンジンの出力トルク変動図、
第２図は冷凍圧縮機の負荷トルク変動図、第３図は従来
のエンジン駆動冷凍圧縮機の主軸！・ルク変動図、第４
図は本発明の一実施例を示すエンジン駆動冷凍圧縮機の
断面図、第５図は同エンジン駆動冷凍圧縮機の主軸トル
ク変動図である。 １・・・・１気筒レジゲロニンジン、２・・・・・・フ
ライホイ−ル、３，８・・・・・主軸、９・・・・・・
カップリンク。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 −ｆ軸回転角２席。 第２図 壬邊ｌ１１１図転角屋 第３図 壬卑督何軒角度 第４図 第５図 主軸何転角屋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一　フライホイールを主軸に連結した１気筒レンプロエ
   ンジンとカンプリングを介して連結され、冷凍圧縮機の
   最高負荷トルク発生主軸回転角度を、前記１気筒レシプ
   ロエンジンのはソ下死点位置になるように前記カップリ
   ングを介して前記１気筒レシプロエンジンの主軸と前記
   冷凍圧縮機の主軸とを直結したエンジン駆動冷凍圧縮機
   。