JPS6246708B2 - - Google Patents

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が一般的
であつた。ところが、最近石油代替エネルギを推
進し、かつ一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
凍圧縮機側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
常停止したり、焼き付き気味になつたりする問題
点があつた。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
り変動があり、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つては、冷凍圧縮機
が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つたりした。又、
従来エンジンの冷凍圧縮機駆動方式としてベルト
やクラツ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、エンジン出力が冷
凍圧縮機より充分大きい場合は問題がないが、エ
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
に負けて強制停止したり、又瞬時的に駆動軸に過
大な応力がかゝつたりする問題点があつた。

第１図によつてこの問題点を説明する。第１図
は１気筒レシプロエンジン単体の出力トルクを示
しているが、上死点で爆発トルクを発生してもフ
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200゜近辺に最大負荷トルクを発生してい
る。また第３図は１気筒レシプロエンジンの上死
点位置と冷凍圧縮機の最高負荷トルク発生回転角
度を合せて直結したり、又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
ク値はＴ_n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
クを要求するために最大トルク値T′_naxが大きく
なり、上述のようにエンジンが冷凍圧縮機の負荷
に負けてトルクダウンしたり、主軸に過大な応力
がかゝつたりしていた。

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に、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に合せるもので
ある。

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５
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気筒レシプロエンジン
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
た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がカツプリング９を介して１
気筒レシプロエンジン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７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１０
の位置で圧縮始めから約200゜程度）と、１気筒
レシプロエンジン１のピストン４の位置がほゞ下
死点になるように冷凍圧縮機７の主軸８とレシプ
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
によつてピストン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、カツプリング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
角度はほゞ０゜付近であり、負荷トルクも少な
い。従つてフライホイール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つており、同時に冷凍圧縮機
７はほゞ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。従つて常に冷凍
圧縮機７の負荷に見合つ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気筒レシプロエ
ンジン１と冷凍圧縮機７との結合方式の場合を示
す第３図と比較すると、平均トルクＴ_nは同一で
あるが、最高負荷トルクＴ_naxがT′_nax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が可能となるだけでなく、
主軸８にかゝる応力も小さくなり強度設計上大変
有利となる。

発明の効果 上記説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。従つて冷凍圧縮機、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
にかゝる応力も小さくて済むから強度設計上大変
有利とな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
軸トルク変動図、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気筒レシプロエンジン、２……フライ
ホイール、３，８……主軸、９……カツプリン
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ フライホイールを主軸に連結した１気筒レシ
   プロエンジンとカツ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ほゞ下死点位
   置になるように前記カツ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。