(57)【要約】  圧縮行程時に流体を圧縮して該流体を加圧する圧縮機は、入口圧力で流体を取入れるようになった入口を含む。入口弁は、入口に結合されかつ圧縮行程時に弁閉鎖時期を採用するようになっている。本圧縮機はさらに、圧縮行程後に流体を吐出するようになった出口を含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機であって、
入口圧力で流体を取入れるようになった入口と、
前記入口に結合されかつ該入口を通しての前記入口圧力での流体の取入れを制御するようになった入口弁と、
該圧縮機の圧縮行程時に前記入口弁の弁閉鎖時期を制御して流体を加圧するようになったカムと、
前記圧縮行程後に加圧流体を吐出するようになった出口と、を含む、
圧縮機。
【請求項２】
前記カムを駆動するようになった電気モータをさらに含む、請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記カムを駆動するようになった回転ソレノイドをさらに含む、請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
前記回転ソレノイドが、反時計方向に９０°回転して前記入口弁を閉鎖位置に保持する、請求項３記載の圧縮機。
【請求項５】
前記回転ソレノイドが、時計方向に９０°回転して前記入口弁を閉鎖位置に保持する、請求項３記載の圧縮機。
【請求項６】
前記カムによって駆動されて、該圧縮機の圧縮行程時における所定の期間にわたって前記入口弁の弁閉鎖時期を制御するようになったアンローダをさらに含む、請求項１記載の圧縮機。
【請求項７】
圧縮機であって、
入口圧力で流体を取入れるようになった入口と、
前記入口に結合されかつ該入口を通しての前記入口圧力での流体の取入れを制御するようになった入口弁と、
該圧縮機の圧縮行程時に前記入口弁の弁閉鎖時期を制御するようになった少なくとも1つの遮断ソレノイドと、を含み、
前記少なくとも1つの遮断ソレノイドが、該圧縮機の圧縮行程時に前記入口弁を少なくとも１つの停止点に維持するようにさらになっている、
圧縮機。
【請求項８】
プッシャソレノイドによって駆動されるようになったアンローダをさらに含む、請求項７記載の圧縮機。
【請求項９】
該圧縮機の圧縮行程時に前記アンローダを少なくとも１つの停止点に保持するようになった少なくとも１つの遮断ロッドをさらに含む、請求項８記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記遮断ロッドが、前記遮断ソレノイドによって作動させられる、請求項９記載の圧縮機。
【請求項１１】
圧縮機を作動させる方法であって、
入口を通して入口圧力で流体を供給するステップと、
前記圧縮機の圧縮行程時に前記入口に結合された入口弁の弁閉鎖時期を制御するようにカムを作動させるステップと、を含む、
方法。
【請求項１２】
前記カムを駆動するための電気モータを作動させるステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記カムを駆動するための回転ソレノイドを作動させるステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記ソレノイドを反時計方向に沿って９０°回転させて前記入口弁を閉鎖位置において保持するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記ソレノイド（９０）を時計方向に沿って９０°回転させて前記入口弁を閉鎖位置に保持するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記カムを駆動することによってアンローダを作動させるステップをさらに含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
圧縮機を作動させる方法であって、
入口を通して入口圧力で流体を供給するステップと、
前記圧縮機の圧縮行程時に前記入口に結合された入口弁の弁閉鎖時期を制御するように少なくとも１つの遮断ソレノイドを作動させるステップと、を含む、
方法。
【請求項１８】
前記圧縮機の圧縮行程時に前記遮断ソレノイドを作動させて前記入口弁を少なくとも１つの停止点に保持するステップを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記入口弁の弁閉鎖時期を制御するためのアンローダを作動させるステップを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記アンローダを駆動するためのプッシャソレノイドを作動させるステップをさらに含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記圧縮機の圧縮行程時に前記遮断ソレノイドによって少なくとも１つの遮断ロッドを作動させて前記アンローダを少なくとも１つの停止点に保持するステップを含む、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には往復圧縮機に関し、より具体的には、圧縮機入口弁の弁閉鎖時期を制御するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は一般的に、電気機械又はタービンから動力を受けかつ作動流体に圧縮力を加えることによって作動流体の圧力を増大させるために使用される。作動流体は、空気、冷媒又は同様なものとすることができる。圧縮機は一般的に、それらが圧縮のために採用した方法に応じて、容積式圧縮機、動圧縮機又はターボ圧縮機に分類される。
【０００３】
容積式圧縮機は一般的に、容積の減少によって作動流体の圧力を増大させるために使用され、さらに往復圧縮機及び回転圧縮機の部類に分類することができる。往復圧縮機は一般的に、シリンダ内で往復運動するピストンによって作動流体を圧縮する。回転圧縮機は一般的に、偏心率を有するシリンダ内で回転するローラによって作動流体を圧縮する。
【０００４】
大型の産業用往復圧縮機は、一定速度で作動されることが多い。そのような圧縮機は、圧縮機入口弁の開放及び閉鎖を制御することによって部分負荷で作動させることができる。圧縮機弁の開放及び閉鎖のタイミングを変化させることによって、圧縮機を通る流体の質量流量が減少する。従って、広汎に変動する速度及び負荷範囲にわたって圧縮機の全体性能を向上させることができる。クランクシャフトとカムシャフトとの間の位相角は、弁タイミング事象を調整するために変更することができることは、当業者には分かるであろう。このようにして、固定の弁タイミングを採用している場合よりも、一層広範囲のエンジン運転特性及び条件において性能の向上を得ることができる。
【０００５】
１つの実施例では、圧縮機は、部分負荷状態時に、油圧作動機構を使用して入口弁の開放及び閉鎖を制御する。油圧作動機構の圧力制御は、電磁弁によって制御される。それによって、圧縮機を通る流体の質量流量が減少し、圧縮機の性能が高められる。そのような油圧作動機構は、各入口弁への高圧パイプとさらに電気接続線とを使用することになる。さらに、そのような油圧システムは、部分負荷状態時における入口弁の開放及び閉鎖の制御の適応性を可能にしない。
【特許文献１】英国特許第１９０９２９０１６  Ａ号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／１４１８６２  Ａ１号公報
【特許文献３】欧州特許出願第０９９４２８３  Ａ号公報
【特許文献４】欧州特許出願第１３６５１４２  Ａ号公報
【特許文献５】米国特許第５，８４２，３５４  Ａ号公報
【発明の開示】
【０００６】
圧縮機の部分負荷作動における適応性を達成するように圧縮機入口弁の弁タイミングを制御するための改良型のシステム及び方法が望まれている。
【０００７】
本実施形態の１つの態様によると、圧縮機は、入口圧力で流体を取入れるようになった入口と、入口に結合された入口弁とを含む。入口弁は、入口を通しての入口圧力での流体の取入れを制御するようになっている。本圧縮機はさらに、該圧縮機の圧縮行程時に入口弁の弁閉鎖時期を制御して流体を加圧するようになったカムを含む。さらに含まれるのは、圧縮行程後に加圧流体を吐出するようになった出口である。
【０００８】
本実施形態の別の態様によると、圧縮機は、入口圧力で流体を取入れるようになった入口と、入口に結合され入口弁とを含む。入口弁は、入口を通しての入口圧力での流体の取入れを制御するようになっている。本圧縮機はさらに、該圧縮機の圧縮行程時に入口弁の弁閉鎖時期を制御するようになった少なくとも1つの遮断ソレノイドを含み、この少なくとも1つの遮断ソレノイドはさらに、圧縮機の圧縮行程時に入口弁を少なくとも１つの停止点に維持するようになっている。
【０００９】
本実施形態のさらに別の態様によると、圧縮機を作動させる方法は、入口を通して入口圧力で流体を供給するステップを含む。本方法はさらに、圧縮機の圧縮行程時に入口に結合された入口弁の弁閉鎖時期を制御するようにカムを作動させるステップを含む。
【００１０】
本実施形態のさらに別の態様によると、圧縮機を作動させる方法は、入口を通して入口圧力で流体を供給するステップと、圧縮機の圧縮行程時に入口に結合された入口弁の弁閉鎖時期を制御するように少なくとも１つの遮断ソレノイドを作動させるステップとを含む。
【００１１】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様な部分を表している添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読む時、一層よく理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を全体的に参照して、本実施形態の幾つかの態様によると、圧縮機１０は、シリンダ４２内に摺動可能に挿入されたピストン３８を含む。ピストン３８の前方側に取付けられた吸込孔１１を開放及び閉鎖するために、吸込弁組立体４６が設けられる。吸込弁組立体は、吸込孔１１を通る流体の取入れを制御するようになっている。圧縮機１０はさらに、該圧縮機１０の圧縮行程時に入口弁（図示せず）の弁閉鎖時期を制御して流体を加圧するようになった電気機械的弁機構５２を含む。制御ユニット５４は、電気機械的弁作動機構５２に結合し、かつ弁作動機構５２の作動を制御するように構成することができる。
【００１３】
次に図２を参照すると、この図はさらに、一層詳しく説明する圧縮機１０の別の任意選択的な例示的態様も示している。往復圧縮機１０は、家庭用としてまた産業用として使用することができる。圧縮機１０は一般的に、電気モータ、蒸気又はガスタービン、燃焼エンジン或いは同様なものによって駆動される。当業者には分かるように、圧縮機１０は、空気、水素、メタン、ブタン、或いはその他の液体又は気体を圧縮するために使用することができる。往復圧縮機１０は、ケーシング１６に結合された吸込パイプつまり入口１２及び吐出パイプつまり出口１４を含む。吸込パイプ１２は、入口圧力で流体を受けるように構成され、また吐出パイプ１４は、圧縮流体を吐出するように構成される。流体の入口圧力は、当業者には公知なように周囲圧力又はあらゆるその他の適当な圧力とすることができる。往復運動力を発生させるために、往復動モータ１８が、ケーシング１６の内部に配置される。圧縮装置２０もまた、ケーシング１６の内部に配置され、かつ往復動モータ１８により発生した往復運動力を受けることによって流体を圧縮するように構成される。往復動モータ１８及び圧縮装置２０を支持するために、複数のフレーム２２、２４及び２６が設けられる。
【００１４】
往復動モータ１８は、円筒形状を有する外側ステータ２８と、外側ステータ２８の内周表面に沿って配置された内側ステータ３０とを含む。コイル３２が、外側ステータ２８内に巻かれる。磁石３４が、外側ステータ２８と内側ステータ３０との間のエアギャップ内に往復動可能に配置される。磁石３４は、磁石ホルダ３６の外周表面に固定される。磁石ホルダ３６は、往復圧縮機１０のピストン３８に結合される。
【００１５】
磁石ホルダ３６の一側表面とフレーム２２との間に第１の共振スプリング３９を配置しかつ磁石ホルダ３６の他側表面とフレーム２４との間に第２の共振スプリング４０を配置して、ピストン３８の共振運動を誘起させる。ピストン３８は、シリンダ４２内部に摺動可能に挿入されて圧縮チャンバ４４を形成する。吸込弁組立体４６は、ピストン３８の前方側に取付けられた吸込孔を開放及び閉鎖するために設けられる。吐出弁組立体４８が、圧縮チャンバ４４内の圧力が設定圧力よりも大きい時に加圧流体を吐出するために、シリンダ４２の前方側に取付けられる。流体吸込通路５０が、ピストン３８内に長手方向に沿って形成される。
【００１６】
往復動モータ１８が作動すると、磁石３４が直線的に往復運動し、それによって磁石に結合されたピストン３８が直線的に往復運動して流体を圧縮する。ピストン３８が後退すると、ピストン３８の吸込通路５０内に導入された流体とシリンダ４２の圧縮チャンバ４４との間の差圧によって、吸込弁組立体４６の入口弁が開放される。ピストン３８が前進すると、入口弁が閉鎖され、それによって圧縮チャンバ４４内の流体が圧縮される。また、圧縮チャンバ４４内の圧力が所定の圧力よりも大きい時には、吐出弁組立体４８の吐出弁（図示せず）が開放され、それによって圧縮流体が吐出パイプ１４を通して吐出される。
【００１７】
上述したように、圧縮行程時に、ピストン３８の吸込通路５０内に導入された流体とシリンダ４２の圧縮チャンバ４４との間の差圧により、入口弁が閉鎖される。この図示した実施形態では、無負荷又は部分負荷状態における圧縮機１０の圧縮行程時に入口弁の閉鎖を制御するために、電気機械的弁作動機構５２が使用される。圧縮機１０の無負荷又は部分負荷作動時の適応性を達成するために、電気機械的弁作動機構５２は、圧縮機１０のクランク運動とは独立して、圧縮行程時における入口弁の閉鎖時期を制御するのを可能にする。後続の図に関して、電気機械的弁作動機構５２の様々な例示的な実施形態を一層詳しく説明する。制御ユニット５４は、電気機械的弁作動機構５２に結合し、かつ弁作動機構５２の作動を制御するように構成することができる。１つの実施形態では、制御ユニット５４は、ユーザによってプログラム可能な電子的論理コントローラを含む。制御ユニット５４は、圧縮機の負荷状態に基づいて弁作動機構５２を制御することができる。あらゆる数の圧縮機構造が想定されることが、本明細書の議論に照らして当業者には分かるであろう。
【００１８】
図３を全体的に参照すると、電気機械的弁作動機構５２の１つの実施形態を示している。電気機械的弁作動機構５２は、電気モータ又は回転ソレノイドのような回転駆動ユニット７０によって電気的に駆動されるようになったカム６８を含む。カム６８は、圧縮行程時に入口弁５５の閉鎖を制御するために、所定の限界範囲内のあらゆる任意位置において停止させかつ保持することができる。図３はさらに、以下において一層詳しく説明する電気機械的弁作動機構５２の別の任意選択的な例示的態様も示している。
【００１９】
吸込弁組立体４６の入口弁５５は、ピストンの前方側に取付けられた吸込孔を開放及び閉鎖するために設けられる。入口弁５５は、弁板５６と、複数のスプリング６２を介して互いに結合された２つのプレート５８、６０とを含む。複数のスプリング６２は、プレート５８を弁板５６に対して付勢するために設けられる。弁板５６は、複数の孔６４と入口開口６６とを含む。この図示した実施形態では、電気機械的弁作動機構５２は、電気モータ又は回転ソレノイドのような回転駆動ユニット７０によって電気的に駆動されるようになったカム６８を含む。駆動ユニット７０は、一定速度又は可変速度で作動可能である。回転駆動ユニット７０は、反時計方向に９０°回転して入口弁５５を閉鎖することができる。その他の特定の実施形態では、回転駆動ユニット７０は、時計方向に９０°回転して入口弁５５を閉鎖することができる。カム６８は、入口弁５５の動きに追従するようになったプッシングロッド（アンローダ）７２を駆動し、かつ入口弁５５を開放位置に保持する。プッシングロッド７２は、２つのプレート部分７６、７９と、これらのプレート部分７６、７９間で延びるロッド部分７４と、プレート部分７６から延びる複数の突起７８とを含む。プッシングロッド７２がカム６８によって駆動されると、突起７８は、弁板５６内に形成された孔６４に貫入して、プレート５８を弁板５６から離脱させる。次に流体が、弁板５６の入口開口を通して吸込まれる。
【００２０】
この図示した実施形態には１つの入口弁５５を示しているが、圧縮機１０は、該圧縮機１０内への流体の取入れを制御するようになった複数の入口弁５５を含むことができる。電気機械的弁作動機構５２は、各弁を別個に作動させて適応性を保証するために、弁毎に１つのカム及び１つの駆動ユニットを含むことができる。例えば、圧縮機の負荷状態に応じて、圧縮機の圧縮行程時に１つの弁の組の閉鎖時期を他の弁の組の閉鎖時期とは変化させることが必要となる可能性がある。カム６８は、あらゆる外的な力又はエネルギーも必要とせずに弁５５を開放位置に保持するようになっている。カム６８は、圧縮行程時に入口弁５５の閉鎖を制御するために、所定の限界範囲内のあらゆる任意位置に停止させかつ保持することができる。
【００２１】
この図示した実施形態では、入口弁５５は、２つのモードで作動可能である。無負荷状態又は部分負荷状態時には、カム６８の先端部分８０がプッシングロッド７２に接触し、入口弁５５が完全に開放される。全負荷状態時には、カム６８がプッシングロッド７２から離脱し、入口弁５５は、自由な浮遊状態になって、差圧により入口弁５５を開放及び閉鎖することが可能になる。
【００２２】
この図示した実施形態では、制御ユニット５４はさらに、データベース８２、アルゴリズム８４及びデータ解析ブロック８６を含むことができる。データベース８２は、圧縮機１０についての所定の情報を記憶するように構成することができる。例えば、データベース８２は、クランク角、圧縮機速度、圧縮機負荷、取入れ流体圧力、圧縮流体圧力、流体のタイプ又は同様なものに関連する情報を記憶することができる。データベース８２はまた、命令セット、マップ、参照用テーブル、変数又は同様なものを含むことができる。そのようなマップ、参照用テーブル及び命令セットは、圧縮機速度、クランク角、圧縮機圧力、圧縮機負荷、流体のタイプ又は同様なもののような特定の圧縮機作動パラメータに対して弁閉鎖時期の特性を相関させるように作用する。さらに、データベース８２は、圧縮機１０に関する実検知／検出情報を記憶するように構成することができる。アルゴリズム８４は、圧縮機１０に関する検知情報を処理するのを可能にすることができる。
【００２３】
データ解析ブロック８６は、マイクロプロセッサ、プログラム可能な論理コントローラ、論理モジュール又は同様なもののような多様な回路タイプを含むことができる。アルゴリズム８４と組合さったデータ解析ブロック８６は、入口弁５５の閉鎖時期、入口弁５５の閉鎖時期を制御するための所定の期間、回転駆動ユニット７０の回転度数、弁作動機構５２を駆動するために必要な電力、又はそれらの組合せの決定に関連する様々な計算演算を実行するために使用することができる。上述したパラメータのいずれも、時期に対して選択的かつ／又は動的に適応することができ或いは変更することができる。
【００２４】
図４を参照すると、図示するのは、往復圧縮機の全負荷作動時におけるシリンダ圧力対シリンダ容積の変化を表すグラフ図である。点線６１、６３は、それぞれピストンの上死点位置及び下死点位置を表している。作動点６５は、上死点に位置するピストン及び閉鎖位置に保持された吐出弁を表している。取入れ行程時に、ピストンは、下死点へと移動し、それは、曲線６７によって表される。取入れ行程時には、シリンダ内の圧力は低下し、容積は増大する。作動点６９は、ピストンの取入れ行程時における入口弁の開放及びシリンダ内への流体の供給を表している。入口弁は、ピストンの吸込通路内に導入された流体とシリンダの圧縮チャンバとの間の差圧によって開放される。ピストンが下死点位置に達すると、入口弁は、作動点７１によって表すように閉鎖される。
【００２５】
圧縮行程時に、ピストンは、下死点から上死点に移動し、それは、曲線７３によって表される。シリンダ内の流体は圧縮される。従って、圧縮行程時には、シリンダ内の圧力は増大し、容積は減少する。作動点７５は、ピストンの圧縮行程時における吐出弁の開放及び圧縮流体の吐出を表している。ピストンが上死点に達すると、吐出弁は閉鎖される。このサイクルが、繰り返される。この図示した実施形態では、入口弁は、全負荷作動時には自由な浮遊状態になる。その結果、圧縮機は、シリンダを通して１００％の質量流量を送給する。
【００２６】
図５を参照すると、図示するのは、往復圧縮機の部分負荷サイクル作動時におけるシリンダ圧力対シリンダ容積の変化を表すグラフ図である。上述したように、点線６１、６３は、それぞれピストンの上死点位置及び下死点位置を表している。作動点６５は、上死点に位置するピストン及び閉鎖位置に保持された吐出弁を表している。取入れ行程時に、ピストンは、下死点へと移動し、それは、曲線６７によって表される。取入れ行程時には、シリンダ内の圧力は低下し、容積は増大する。作動点６９は、ピストンの取入れ行程時における入口弁の開放及びシリンダ内への流体の供給を表している。入口弁は、取入れ行程時に自由な浮遊状態に維持される。
【００２７】
ピストンが下死点位置に達すると、入口弁はさらに、前述したように電気機械的弁作動機構を用いて開放位置に維持される。圧縮行程時に、ピストンは、下死点から上死点に移動し、それは、曲線７３によって表される。シリンダ内の流体は圧縮される。従って、圧縮行程時には、シリンダ内の圧力は増大し、容積は減少する。入口弁は、圧縮行程時に所定の期間にわたって開放状態に維持されるので、圧縮機の入口を通して逆流体流が発生する可能性がある。作動点７７は、ピストンの圧縮行程時における入口弁の閉鎖を表している。電気機械的弁作動機構が解除されて、入口弁を閉鎖する。この図示した実施形態では、入口弁の閉鎖は、電気機械的弁作動機構を用いて遅延される。作動点７５は、ピストンの圧縮行程時における吐出弁の開放及び圧縮流体の吐出を表している。ピストンが上死点に達すると、吐出弁は閉鎖される。この図示した実施形態では、圧縮機を通る質量流量は、部分負荷状態時には減少する。例えば、圧縮機の５０％負荷状態時には、５０％の質量流量がシリンダを通して送給される。電気機械的機構の使用はさらに、圧縮行程時に入口弁を開放状態に維持するための電力消費を減少させるのを可能にする。
【００２８】
図６を全体的に参照すると、電気機械的弁作動機構５２の別の実施形態を示している。この図示した実施形態では、電気機械的弁作動機構５２は、制御ユニット５４によって作動されるようになった複数の遮断ソレノイド８８、９０を含む。遮断ソレノイド８８は、圧縮行程時に所定の期間にわたって入口弁を開放位置にて維持する。図６はさらに、以下において一層詳しく説明する電気機械的弁作動機構５２の別の任意選択的な例示的態様も示している。
【００２９】
スプリング又はプッシャソレノイドのような駆動ユニット９２が、入口弁５５の動きに追従しかつ該入口弁５５を開放位置に保持するようになったプッシングロッド（アンローダ）７２を駆動する。図３に関して上述したように、プッシングロッド７２が駆動ユニット９２によって駆動されると、突起７８は、弁板５６内に形成された孔６４に貫入して、プレート５８を弁板５６から離脱させ、流体が、弁板５６の入口開口を通して吸込まれる。
【００３０】
取入れ行程時に、ピストン３８の吸込通路５０内に導入された流体とシリンダ４２の圧縮チャンバ４４との間の差圧により、入口弁が開放される。１つの実施例では、無負荷又は部分負荷状態時に、制御ユニット５４は、遮断ロッド９８を駆動して該遮断ロッド９８をプッシングロッド７２内に形成されたボア１００と係合させるようになった遮断ソレノイド８８を電気的に作動させる。遮断ソレノイド８８は、プッシングロッド７２を第１の停止点位置１０２に保持するように構成される。このようにして、遮断ソレノイド８８は、圧縮行程時に所定の期間にわたって入口弁を開放位置に維持する。遮断ロッド９８は、遮断ソレノイド８８に供給される電流を解除することによって、プッシングロッド７２のボア１００から離脱される。プッシングロッド７２及びプッシャソレノイド９２は、差圧によって取入れ行程とは反対方向に作動して、入口弁を閉鎖する。
【００３１】
別の実施例では、無負荷又は部分負荷状態時に、制御ユニット５４は、遮断ロッド１０４を駆動して該遮断ロッド１０４をプッシングロッド７２内に形成されたボア１０６と係合させるようになった遮断ソレノイド９０を電気的に作動させる。遮断ソレノイド９０は、プッシングロッド７２を第２の停止点位置１０８に保持するように構成される。このようにして、遮断ソレノイド９０は、圧縮行程時に所定の期間にわたって入口弁を開放位置に維持する。遮断ロッド１０４は、遮断ソレノイド９０に供給される電流を解除することによって、プッシングロッド７２のボア１０６から離脱される。プッシングロッド７２及びプッシャソレノイド９２は、差圧によって取入れ行程とは反対方向に作動して、入口弁を閉鎖する。この図示した実施形態では、２つの遮断ソレノイドを示しているが、弁作動機構５２は、圧縮行程時にプッシングロッド７２を複数の停止点に保持するように構成された多数の遮断ソレノイドを含むことができる。遮断ソレノイドの１つのタイプは、多様な圧縮機用途のために使用することができる。
【００３２】
図７は、本実施形態の例示的な実施形態による圧縮機１０を作動させる方法を示すフロー図である。本方法は、ステップ１１０で表すように、取入れ行程時に吸込パイプ１２を通して流体を吸込むステップを含む。圧縮機１０の無負荷又は部分負荷状態時に、電気機械的弁作動機構５２は、圧縮機１０のクランク運動とは独立して、圧縮行程時における入口弁５５の閉鎖時期を制御するのを可能にする。
【００３３】
電気モータ又は回転ソレノイドのような回転駆動ユニット７０の作動は、ステップ１１２で表すように、圧縮機の負荷状態に基づいて制御ユニット５４によって制御される。カム６８は、ステップ１１４で表すように、回転駆動ユニット７０によって駆動される。カム６８は、ステップ１１６で表すように、プッシングロッド７２を駆動して該プッシングロッド７２の複数の突起７８を弁板５６内に形成された孔６４に貫入させるようにする。流体は、弁板５６内に形成された入口開口６６を通して吸込まれる。入口弁５５は、ピストン３８の吸込通路内に入口圧力で導入された流体とシリンダ４２の圧縮チャンバ４４との間の差圧により開放される。カム６８は、ステップ１１８で表すように、圧縮機１０の圧縮行程時に弁５５の閉鎖時期を制御するための所定の位置に停止される。無負荷状態時に、カム６８の先端部分８０は、プッシングロッド７２と係合して、入口弁を完全開放位置に保持する。
【００３４】
圧縮行程時に、カム６８はさらに、駆動ユニット９２によって作動させられてカム６８をプッシングロッド７２から解除して、入口弁５５が取入れ行程とは逆に作用する差圧により閉鎖されるようにする。それによって、シリンダ４２の圧縮チャンバ４４内の流体が圧縮される。圧縮された流体は、ステップ１２０で表すように、吐出パイプ１４を通して吐出される。
【００３５】
図８を参照すると、この図は、本実施形態の例示的な実施形態による圧縮機１０を作動させる方法の別の実施形態を示している。本方法は、ステップ１２２で表すように、取入れ行程時に吸込パイプ１２を通して流体を吸込むステップを含む。前の実施形態で指摘したように、圧縮機１０の無負荷又は部分負荷作動時に、電気機械的弁作動機構５２は、圧縮機のクランク運動とは独立して、圧縮行程時に入口弁５５の閉鎖時期を制御するのを可能にする。
【００３６】
スプリング又はプッシャソレノイドのような駆動ユニット９２は、ステップ１２４で表すように、プッシングロッド（アンローダ）７２を駆動する。プッシングロッド７２は、入口弁５５の運動に追従し、かつ入口弁５５を開放位置に保持するのを可能にする。プッシングロッド７２の突起７８は、弁板５６内に形成された孔６４に貫入して、弁板５６内に形成された入口開口６６を通して流体を吸込むのを可能にする。無負荷又は部分負荷状態時に、制御ユニット５４は、ステップ１２６で表すように、遮断ソレノイドを作動させる。遮断ソレノイドは、ステップ１２８で表すように、遮断ロッドを作動させる。遮断ロッドは、ステップ１３０で表すように、プッシングロッド７２内に形成されたボアと停止点において係合する。遮断ソレノイドは、圧縮行程時に所定の期間にわたって入口弁５５を開放位置に保持するのを可能にし、それによってステップ１３２で表すように、圧縮行程時に入口弁５５の弁閉鎖時期を制御するのを可能にする。
【００３７】
上述したように、圧縮行程時に、遮断ソレノイドはさらに、駆動ユニット９２によって作動されて遮断ロッドをプッシングロッド７２から解除して、入口弁５５が取入れ行程とは逆に作用する差圧により閉鎖されるようにする。それによって、シリンダ４２の圧縮チャンバ４４内の流体が圧縮される。圧縮された流体は、ステップ１３４で表すように、吐出パイプ１４を通して吐出される。
【００３８】
本明細書では本発明の特定の特徴のみを図示しかつ説明してきたが、当業者には多くの修正及び変更が想起されるであろう。従って、特許請求の範囲は、全てのそのような修正及び変更を本発明の技術思想の範囲内に含まれるものとして保護することを意図していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態の例示的な態様による弁閉鎖制御機構を有する往復圧縮機の概略図。
【図２】本実施形態の例示的な態様による弁閉鎖制御機構を有する往復圧縮機の細部概略図。
【図３】本実施形態の例示的な態様による入口弁の弁閉鎖時期を制御するようになったカムを有する往復圧縮機の概略図。
【図４】本実施形態の例示的な態様による往復圧縮機の全負荷サイクル作動時における圧力対容積の変化を表したグラフ図。
【図５】本実施形態の例示的な態様による往復圧縮機の部分負荷サイクル作動時における圧力対容積の変化を表したグラフ図。
【図６】本実施形態の例示的な態様による入口弁の弁閉鎖時期を制御するようになった複数の遮断ソレノイドを有する往復圧縮機の概略図。
【図７】本実施形態の特定の例示的な態様による圧縮機を作動させる例示的なプロセスを示すフロー図。
【図８】本実施形態の特定の例示的な態様による圧縮機を作動させる例示的なプロセスを示すフロー図。
【符号の説明】
【００４０】
１０  圧縮機
１１  吸込孔
１２  吸込パイプ、入口
１４  吐出パイプ、出口
１６  ケーシング
１８  往復動モータ
２０  圧縮装置
２２、２４、２６  フレーム
２８  外側ステータ
３０  内側ステータ
３２  コイル
３４  磁石
３６  磁石ホルダ
３８  ピストン
３９  第１の共振スプリング
４０  第２の共振スプリング
４２  シリンダ
４４  圧縮チャンバ
４６  吸込弁組立体
４８  吐出弁組立体
５０  流体吸込通路
５２  電気機械的弁作動機構
５４  制御ユニット
５５  入口弁
５６  弁板
５８、６０  プレート
６１  ピストンの上死点位置
６２  スプリング
６３  ピストンの下死点位置
６４  孔
６５  作動点
６６  入口開口
６７  曲線
６８  カム
６９  作動点
７０  回転駆動ユニット
７１  作動点
７２  プッシングロッド、アンローダ
７３  曲線
７４  プッシングロッドのロッド部分
７５  作動点
７６  プッシングロッドのプレート部分
７８  突起
７９  プッシングロッドのプレート部分
８０  カムの先端部分
８２  データベース
８４  アルゴリズム
８６  データ解析ブロック
８８、９０  遮断ソレノイド
９２  駆動ユニット
１００  プッシングロッド内のボア
１０２  第１の停止点位置
１０４  遮断ロッド
１０６  プッシングロッド内のボア
１０８  第２の停止点位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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