JPS631777A - フリ−ピストン型圧縮機 - Google Patents
フリ−ピストン型圧縮機Info
- Publication number
- JPS631777A JPS631777A JP61145138A JP14513886A JPS631777A JP S631777 A JPS631777 A JP S631777A JP 61145138 A JP61145138 A JP 61145138A JP 14513886 A JP14513886 A JP 14513886A JP S631777 A JPS631777 A JP S631777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- space
- valve
- free piston
- cylinder
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/0435—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines the engine being of the free piston type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- 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、その中でもピストンがピストン・クランク機
構等でその運動範囲が限定されていないフリーピストン
型圧縮機に関する。
構等でその運動範囲が限定されていないフリーピストン
型圧縮機に関する。
従来の技術
従来のこの種圧縮機は次のようになっていた。
第２図は従来の圧ｍ機の縦断面図である。１は容器でシ
ール２から上部にはスターリング機関の作動流体が封入
されておシ、シール２から下部には圧縮される流体（本
実施例では冷媒）が封入されている。
ール２から上部にはスターリング機関の作動流体が封入
されておシ、シール２から下部には圧縮される流体（本
実施例では冷媒）が封入されている。
３は作動流体を加熱する加熱器、４は作動流体を冷却す
る冷却器、５は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動す
るディスプレーサ、６は容器１の内壁に摺動自在に運動
しながら作動流体から仕事をされ、−方空間７内で圧縮
される流体を吸入。
る冷却器、５は容器１の内壁に摺動自在に上下に運動す
るディスプレーサ、６は容器１の内壁に摺動自在に運動
しながら作動流体から仕事をされ、−方空間７内で圧縮
される流体を吸入。
圧縮し、圧縮される流体に対して仕事をするピストン、
８はピストン６が停止時に下降して容器１の内壁に衝突
するのを防止する為に設けられているばね、９は吐出弁
、１０は吸入弁、１１は蒸発器、１２は凝縮器、１３は
膨張弁である。
８はピストン６が停止時に下降して容器１の内壁に衝突
するのを防止する為に設けられているばね、９は吐出弁
、１０は吸入弁、１１は蒸発器、１２は凝縮器、１３は
膨張弁である。
ディスプレーサ６およびピストン６は容器１の内壁に摺
動自在に上下に運動している。この為、加熱器３から作
動流体に入った熱の一部はピストン６上部の作動流体が
ピストンにする仕事に変わり、−部は冷却器３に捨てら
れる。
動自在に上下に運動している。この為、加熱器３から作
動流体に入った熱の一部はピストン６上部の作動流体が
ピストンにする仕事に変わり、−部は冷却器３に捨てら
れる。
−方ピストン６の上下運動に伴い空間７の体積が増減す
る。したがって、吸入室１４の低圧の冷媒は吸入弁９が
開くと空間７に吸入され、空間７の冷媒は圧縮され吐出
弁９が開くと、吐出室１６へ排出される。吐出室１６に
排出された冷媒は凝縮器１２で冷却されて凝縮して高圧
の液相とな９、膨張弁１３で膨張して低圧の気液二相と
なり蒸発器で加熱され蒸発して低圧の気相となシ再び吸
入室１４へ吸入される。
る。したがって、吸入室１４の低圧の冷媒は吸入弁９が
開くと空間７に吸入され、空間７の冷媒は圧縮され吐出
弁９が開くと、吐出室１６へ排出される。吐出室１６に
排出された冷媒は凝縮器１２で冷却されて凝縮して高圧
の液相とな９、膨張弁１３で膨張して低圧の気液二相と
なり蒸発器で加熱され蒸発して低圧の気相となシ再び吸
入室１４へ吸入される。
一方、ピストン６と容器１との摺動面を潤滑する為、冷
媒と共に冷凍機油が冷媒回路内を循環している。
媒と共に冷凍機油が冷媒回路内を循環している。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような構造のものでは以下のような問題点
があった。
があった。
即ち、ピストン６が上下運動するが、空間１７と空間１
８との間で、すきま１９を通って作動流体が往復する。
８との間で、すきま１９を通って作動流体が往復する。
ところがピストン６が一往復する間に空間１７から空間
１８へもれる作動流体の質量と空間１８から空間１７へ
もれる作動流体の質量は異なる。このため、空間１７の
平均圧力は空間１８の平均圧力より高くなりこの結果ピ
ストン６の平均位置は運転時間の経過と共に下がってゆ
き、ついにはピストン６の底面と吸入弁１０とが衝突し
、破壊したり、逆に空間１７の平均圧力が空間１８の平
均圧力よシ低くなりこの結果ピストン６の平均位置は運
転時間の経過と共に上がってゆき、ついにはピストン６
の上面と容器１とが衝突し、破壊するという問題点があ
った。
１８へもれる作動流体の質量と空間１８から空間１７へ
もれる作動流体の質量は異なる。このため、空間１７の
平均圧力は空間１８の平均圧力より高くなりこの結果ピ
ストン６の平均位置は運転時間の経過と共に下がってゆ
き、ついにはピストン６の底面と吸入弁１０とが衝突し
、破壊したり、逆に空間１７の平均圧力が空間１８の平
均圧力よシ低くなりこの結果ピストン６の平均位置は運
転時間の経過と共に上がってゆき、ついにはピストン６
の上面と容器１とが衝突し、破壊するという問題点があ
った。
問題点を解決するための手段
本発明はシリンダと、前記シリンダ内をシリンダ内壁に
摺動自在に往復運動可能なように配設されたピストンと
、前記ピストンに固定され駆動源によって駆動される軸
と、前記シリンダと前記ピストンとで囲まれ、その中で
圧縮する流体を吸入圧縮する空間Ａと、前記シリンダと
前記ピストンと前記軸とで囲まれた空間Ｂの圧力を調節
する手段を有するフリーピストン型圧縮機である。
摺動自在に往復運動可能なように配設されたピストンと
、前記ピストンに固定され駆動源によって駆動される軸
と、前記シリンダと前記ピストンとで囲まれ、その中で
圧縮する流体を吸入圧縮する空間Ａと、前記シリンダと
前記ピストンと前記軸とで囲まれた空間Ｂの圧力を調節
する手段を有するフリーピストン型圧縮機である。
作 用
シリンダ内を移動するピストンの移動中心がずれても、
移動空間の圧力を調整することによって、ピストンの移
動中心位置を所定の位置に保持でき、ピストンがシリン
ダ壁と衝突できるのを防止できる。
移動空間の圧力を調整することによって、ピストンの移
動中心位置を所定の位置に保持でき、ピストンがシリン
ダ壁と衝突できるのを防止できる。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。２０は容器でシール２１から上部にはスターリング
機関の作動流体が封入されておジ、シール２１から下部
には圧縮される流体（本実施例では冷媒）が封入されて
いる。
る。２０は容器でシール２１から上部にはスターリング
機関の作動流体が封入されておジ、シール２１から下部
には圧縮される流体（本実施例では冷媒）が封入されて
いる。
２２は作動流体を加熱する加熱器、２３は作動流体を冷
却する冷却器、２４は容器２ｏの内壁に摺動自在に上下
に運動するディスプレーサ、２５は容器２０の内壁に摺
動自在に運動しながら作動流体から仕事をされ、−力受
間２６内で圧縮される流体を吸入、圧縮し、圧縮される
流体に対して仕事をするピストン、２７はピストン２５
が停止時に下降して容器２０の内壁に衝突するのを防止
する為に設けられているばね、２８は吐出弁、２９は吸
入弁、３ｏは蒸発器、３１は凝縮器、３２は膨張弁であ
る。
却する冷却器、２４は容器２ｏの内壁に摺動自在に上下
に運動するディスプレーサ、２５は容器２０の内壁に摺
動自在に運動しながら作動流体から仕事をされ、−力受
間２６内で圧縮される流体を吸入、圧縮し、圧縮される
流体に対して仕事をするピストン、２７はピストン２５
が停止時に下降して容器２０の内壁に衝突するのを防止
する為に設けられているばね、２８は吐出弁、２９は吸
入弁、３ｏは蒸発器、３１は凝縮器、３２は膨張弁であ
る。
３３．３４は弁、３５はピストン２５の位置を検出する
ための位置検出器、３６はピストン２５の平均位置を一
定に保ち容器２０や吸入弁２９に衝突するのを防止する
為に弁３３．３４の開度を制御するだめの制御装置であ
る。
ための位置検出器、３６はピストン２５の平均位置を一
定に保ち容器２０や吸入弁２９に衝突するのを防止する
為に弁３３．３４の開度を制御するだめの制御装置であ
る。
ディスプレーサ２４およびピストン２６は容器２ｏの内
壁に摺動自在に上下に運動している。この為、加熱器２
２から作動流体に入った熱の一部はピストン２６上部の
作動流体がピストン２６にする仕事に変わシ、−部は冷
却器２３に捨てられる。
壁に摺動自在に上下に運動している。この為、加熱器２
２から作動流体に入った熱の一部はピストン２６上部の
作動流体がピストン２６にする仕事に変わシ、−部は冷
却器２３に捨てられる。
一方ピストン２５の上下運動に伴い空間２６の体積が増
減する。したがって、吸入室３７の低圧の冷媒は吸入弁
２９が開くと空間２６に吸入され、空間２６の冷媒は圧
縮され吐出弁２８が開くと、吐出室３８へ排出される。
減する。したがって、吸入室３７の低圧の冷媒は吸入弁
２９が開くと空間２６に吸入され、空間２６の冷媒は圧
縮され吐出弁２８が開くと、吐出室３８へ排出される。
吐出室３８に排出された冷媒は凝縮器３１で冷却されて
凝縮して高圧の液相となシ、膨張弁３２で膨張して低圧
の気液二相となり蒸発器３ｏで加熱され蒸発して低圧の
気相となり再び吸入室３７へ吸入される。
凝縮して高圧の液相となシ、膨張弁３２で膨張して低圧
の気液二相となり蒸発器３ｏで加熱され蒸発して低圧の
気相となり再び吸入室３７へ吸入される。
−方、位置検出器３６から制御装置３６に入るピストン
２５の位置の信号より、制御装置３６はピストン２５の
平均位置を検出している。そして設定された平均位置に
対してピストン２６の平均位置が上方にずれているとき
は、空間３９の圧力を上げる為に弁３３をしめる、弁３
３を全閉しても、まだ上方にずれているときは弁３４を
開ける、そして設定された平均位置に来た所で弁３４を
開度を固定する。逆にピストン２６の平均位置が設定さ
れた平均位置に対して下方にずれているときは、空間３
９の圧力を下げる為に弁３４をしめる。
２５の位置の信号より、制御装置３６はピストン２５の
平均位置を検出している。そして設定された平均位置に
対してピストン２６の平均位置が上方にずれているとき
は、空間３９の圧力を上げる為に弁３３をしめる、弁３
３を全閉しても、まだ上方にずれているときは弁３４を
開ける、そして設定された平均位置に来た所で弁３４を
開度を固定する。逆にピストン２６の平均位置が設定さ
れた平均位置に対して下方にずれているときは、空間３
９の圧力を下げる為に弁３４をしめる。
弁３４を全閉しても、まだ下方にずれているときは、弁
３３を開ける、そして設定された平均位置に来た所で弁
３３を開けるのを止める。
３３を開ける、そして設定された平均位置に来た所で弁
３３を開けるのを止める。
このようにして、空間３９の圧力を弁３３ 、３４の開
度を制御することにより、ピストン２６の平均位置を常
に設定位置にもってくることができる。
度を制御することにより、ピストン２６の平均位置を常
に設定位置にもってくることができる。
このため、ピストン２６は容器２ｏや吸入弁２９に衝突
することがないという効果がある。
することがないという効果がある。
なお、ピストン２５の振幅は第１図に示してぃない別の
制御装置で、加熱器２２から作動流体に入る熱量を制御
して行なっている。また上記実施例においてはピストン
をスターリング機関で駆動したが、その他の駆動装置で
駆動してもよい。
制御装置で、加熱器２２から作動流体に入る熱量を制御
して行なっている。また上記実施例においてはピストン
をスターリング機関で駆動したが、その他の駆動装置で
駆動してもよい。
発明の効果
フリーピストンを用いて圧縮機を構成した場合、フリー
ピストンの動作中心点の移動を抑制できるので、フリー
ピストンとシリンダ壁との衝突を防止できる。
ピストンの動作中心点の移動を抑制できるので、フリー
ピストンとシリンダ壁との衝突を防止できる。
第１図は本発明の一実施例のフリーピストン型圧縮機の
縦断面図、第２図は従来例のフリーピストン型圧縮機の
縦断面図である。 ２ｏ・・・・・・容器、２２・・・・・・加熱器、２３
・・・・・・冷却器、２４・・・・・・ディスプレーサ
、２５・・・・・・ピストン、３１・・・・・・凝縮器
、３２・・・・・・膨張弁、３ｏ・・・・・・蒸発器、
３３ 、３４・・・・・・弁、３６・・・・・・位置検
出器、３６・・・・・・制御装置、１・・・・・・容器
、３・・・・・・加熱器、４・・・・・・冷却器、５・
・・・・・ディスプレーサ、６・・・・・・ピストン、
１２・・・・・・凝縮器、１３・川・・膨張弁、１１０
１０９．。 蒸発器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
１ 図
縦断面図、第２図は従来例のフリーピストン型圧縮機の
縦断面図である。 ２ｏ・・・・・・容器、２２・・・・・・加熱器、２３
・・・・・・冷却器、２４・・・・・・ディスプレーサ
、２５・・・・・・ピストン、３１・・・・・・凝縮器
、３２・・・・・・膨張弁、３ｏ・・・・・・蒸発器、
３３ 、３４・・・・・・弁、３６・・・・・・位置検
出器、３６・・・・・・制御装置、１・・・・・・容器
、３・・・・・・加熱器、４・・・・・・冷却器、５・
・・・・・ディスプレーサ、６・・・・・・ピストン、
１２・・・・・・凝縮器、１３・川・・膨張弁、１１０
１０９．。 蒸発器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓
１ 図
Claims (1)
- シリンダと、前記シリンダ内をシリンダ内壁に摺動自在
に往復運動可能なように配設されたフリーピストンと、
前記フリーピストンに固定され駆動源によって駆動され
る軸と、前記シリンダと前記フリーピストンとで囲まれ
、その中で圧縮する流体を吸入圧縮する空間と、前記シ
リンダと前記フリーピストンと前記軸とで囲まれた空間
の圧力を調節する手段を有するフリーピストン型圧縮機
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14513886A JPH0676795B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | フリ−ピストン型圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14513886A JPH0676795B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | フリ−ピストン型圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS631777A true JPS631777A (ja) | 1988-01-06 |
| JPH0676795B2 JPH0676795B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=15378289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14513886A Expired - Lifetime JPH0676795B2 (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | フリ−ピストン型圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676795B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056712A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Global Cooling Bv | フリーピストン・スターリング装置の低摩擦追従シール |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14513886A patent/JPH0676795B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003056712A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Global Cooling Bv | フリーピストン・スターリング装置の低摩擦追従シール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0676795B2 (ja) | 1994-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |