(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方フランジ（５０）と、
下方フランジと（６０）、
前記上方フランジ（５０）と前記下方フランジ（６０）との間に設けられるシリンダー（２０）と、
軸心が前記シリンダー（２０）の軸心から一定のオフセット距離だけオフセットして設置され、順に前記上方フランジ（５０）、前記シリンダー（２０）、前記下方フランジ（６０）を通過する回転軸（１０）と、
容積変動室（３１）を有し、回動可能に前記シリンダー（２０）内に設置され、且つ前記回転軸（１０）と駆動接続されて前記容積変動室（３１）の容積を変動させるピストンモジュール（３０）と、を含み、
前記ピストンモジュール（３０）が、
回動可能に前記シリンダー（２０）内に設置されたピストンカバー（３３）と、
前記ピストンカバー（３３）内にスライド可能に設置されて前記容積変動室（３１）を形成し、且つスライド方向上に前記容積変動室（３１）が設けられたピストン（３２）と、を含み、
前記ピストン（３２）は前記回転軸（１０）の軸方向に沿って貫通して形成されたスライドホール（３２１）を有し、前記回転軸（１０）が前記スライドホール（３２１）を通過し、前記ピストン（３２）は前記回転軸（１０）の駆動によって前記回転軸（１０）とともに回転しながら、前記回転軸（１０）に垂直する軸線方向に沿って前記ピストンカバー（３３）内で往復スライドすることを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記スライドホール（３２１）が長孔又は腰状孔であることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項３】
前記ピストン（３２）は前記ピストン（３２）の垂直面に沿って対称して設置された一対の円弧状表面を有し、前記円弧状表面は前記シリンダー（２０）の内面と適応的に協同し、且つ前記円弧状表面の円弧曲率半径の二倍が前記シリンダー（２０）の内径に等しいことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項４】
前記ピストン（３２）が柱状であることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項５】
前記ピストンカバー（３３）に前記ピストンカバー（３３）の径方向に沿って貫通するガイド穴（３１１）が形成されていて、前記ピストン（３２）は前記ガイド穴（３１１）内にスライド可能に設置されて往復直線移動することを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項６】
前記ガイド穴（３１１）は前記下方フランジ（６０）での正投影で平行する一対の直線線分を有し、前記平行する一対の直線線分は前記ピストンカバー（３３）の平行する一対の内壁面の投影からなり、前記ピストン（３２）は前記ガイド穴（３１１）の前記平行する一対の内壁面の形状にマッチングし且つスライド結合する外面を有することを特徴とする請求項５に記載の流体機械。
【請求項７】
前記ピストンカバー（３３）の前記下方フランジ（６０）側へ向く第１押圧止め面（３３２）は前記下方フランジ（６０）の表面に接触することを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項８】
前記回転軸（１０）は前記ピストンモジュール（３０）とスライド協同するスライド区間（１１）を有し、前記スライド区間（１１）は前記回転軸（１０）の両端間に位置し、且つ前記スライド区間（１１）にスライド結合面（１１１）を有することを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項９】
前記スライド結合面（１１１）が前記スライド区間（１１）の両側に対称に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の流体機械。
【請求項１０】
前記スライド結合面（１１１）は前記回転軸（１０）の軸方向の平面に平行し、前記スライド結合面（１１１）は前記ピストン（３２）の前記スライドホール（３２１）の内壁面と前記回転軸（１０）に垂直する軸線方向でスライド結合することを特徴とする請求項８に記載の流体機械。
【請求項１１】
前記回転軸（１０）は潤滑油路（１３）を有し、前記潤滑油路（１３）は前記回転軸（１０）の内部に形成された内部油路と、前記回転軸（１０）の外部に形成された外部油路と、前記内部油路と前記外部油路とを連通するオイル通過孔（１４）と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の流体機械。
【請求項１２】
前記スライド結合面（１１１）に前記回転軸（１０）の軸方向に沿って延在する前記外部油路が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の流体機械。
【請求項１３】
前記上方フランジ（５０）及び前記下方フランジ（６０）は前記回転軸（１０）と同軸心に設置され、且つ前記上方フランジ（５０）の軸心及び前記下方フランジ（６０）の軸心は前記シリンダー（２０）の軸心からオフセットして設置されることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１４】
前記下方フランジ（６０）の前記シリンダー（２０）から離れる側の端面に設置されて、且つ前記下方フランジ（６０）と同軸心に設置され、前記下方フランジ（６０）上の貫通孔を通過した前記回転軸（１０）を支持するための第２押圧止め面（６１１）を有する支持プレート（６１）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１５】
前記回転軸（１０）を回避するための回避孔を有し、前記下方フランジ（６０）と前記ピストンカバー（３３）との間で前記ピストンカバー（３３）と同軸に設置された制限板（２６）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１６】
前記ピストンカバー（３３）が、前記下方フランジ（６０）側へ伸長して前記回避孔内に嵌合される接続突起リンク（３３１）を有することを特徴とする請求項１５に記載の流体機械。
【請求項１７】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁に圧縮給気口（２１）と第１圧縮排気口（２２）とを有し、
前記ピストンモジュール（３０）が給気位置にある時、前記圧縮給気口（２１）が前記容積変動室（３１）に連通され、
前記ピストンモジュール（３０）が排気位置にある時、前記容積変動室（３１）が前記第１圧縮排気口（２２）に連通されることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１８】
前記シリンダー壁の内壁面に前記圧縮給気口（２１）に連通される圧縮給気緩和溝（２３）を有することを特徴とする請求項１７に記載の流体機械。
【請求項１９】
前記圧縮給気緩和溝（２３）は前記シリンダー（２０）の径方向の平面内で円弧状をなし、且つ前記圧縮給気緩和溝（２３）は前記圧縮給気口（２１）から前記第１圧縮排気口（２２）が位置する側へ延長することを特徴とする請求項１８に記載の流体機械。
【請求項２０】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁に第２圧縮排気口（２４）を有し、前記第２圧縮排気口（２４）は前記圧縮給気口（２１）と前記第１圧縮排気口（２２）との間に位置し、且つ前記ピストンモジュール（３０）が回動する場合、前記ピストンモジュール（３０）内の気体の一部がまず前記第２圧縮排気口（２４）によって減圧されてから前記第１圧縮排気口（２２）から全部排出されることを特徴とする請求項１７に記載の流体機械。
【請求項２１】
前記第２圧縮排気口（２４）に設置された排気弁モジュール（４０）をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の流体機械。
【請求項２２】
前記シリンダー壁の外壁に収容溝（２５）が開口されていて、前記第２圧縮排気口（２４）が前記収容溝（２５）の溝底部を貫通し、前記排気弁モジュール（４０）が前記収容溝（２５）内に設置されることを特徴とする請求項２１に記載の流体機械。
【請求項２３】
前記排気弁モジュール（４０）が、
前記収容溝（２５）内に設置されて前記第２圧縮排気口（２４）を閉鎖する排気バルブプレート（４１）と、
前記排気バルブプレート（４１）上に積層されるバルブプレートフラッパ（４２）と、を含むことを特徴とする請求項２２に記載の流体機械。
【請求項２４】
圧縮機であることを特徴とする請求項１７乃至２３の中のいずれかに記載の流体機械。
【請求項２５】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁に膨張排気口と第１膨張給気口が形成されていて、
前記ピストンモジュール（３０）が給気位置にある場合、前記膨張排気口が前記容積変動室（３１）に連通され、
前記ピストンモジュール（３０）が排気位置にある場合、前記容積変動室（３１）が前記第１膨張給気口に連通されることを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項２６】
前記シリンダー壁の内壁面に前記膨張排気口に連通される膨張排気緩和溝が形成されていることを特徴とする請求項２５に記載の流体機械。
【請求項２７】
前記膨張排気緩和溝は、前記シリンダー（２０）の径方向の平面内で円弧状をなし、且つ前記膨張排気緩和溝は前記膨張排気口から前記第１膨張給気口が位置する側へ延長することを特徴とする請求項２６に記載の流体機械。
【請求項２８】
膨張機であることを特徴とする請求項２５乃至２７の中のいずれかに記載の流体機械。
【請求項２９】
前記ガイド穴（３１１）は少なくとも二つであって、二つの前記ガイド穴（３１１）が前記回転軸（１０）の軸方向に沿って間隔をもって設置され、前記ピストン（３２）は少なくとも二つであって、各前記ガイド穴（３１１）内に一つの前記ピストン（３２）が対応して設置されることを特徴とする請求項５に記載の流体機械。
【請求項３０】
流体機械を含む熱交換機器であって、
前記流体機械が請求項１乃至２９の中のいずれかに記載の流体機械であることを特徴とする熱交換機器。
【請求項３１】
0006496452.tif 000010
【請求項３２】
0006496452.tif 000011
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換システム技術分野に関し、具体的に、流体機械、熱交換機器と流体機械の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存技術における流体機械は、圧縮機と膨張機等を含む。圧縮機を例にする。
【０００３】
既存技術におけるピストン式圧縮機の回転軸とシリンダーは、移動中に、両方の重心位置が変化する。モータがクランク軸を駆動して動力を出力し、クランク軸によってピストンを駆動してシリンダー内で往復移動させることで、気体又は液体を圧縮して作動させて、気体又は液体を圧縮する目的を実現する。
【０００４】
伝統的なピストン式圧縮機には、吸気バルブプレートと排気バルブプレートが存在するので、吸気や排気の抵抗が大きくなり、同時に吸気や排気の雑音を増加する問題や、圧縮機のシリンダーが大きい無用な横方向の力を受けて、圧縮機の効率を低下させる問題や、クランク軸によってピストンが往復移動し、偏心な質量が大きく、圧縮機の振動が大きい問題や、圧縮機がクランクリンク機構によって一つ又は複数のピストンを動作させて構造が複雑である問題や、クランク軸及びピストンが大きい横方向の力を受けて、ピストンの摩耗が多く、ピストンの密封性を低下させる問題等が存在する。且つ、既存の圧縮機は、クリアランスボリュームが存在し、漏れが大きい等の原因で、容積効率が低く、更なる向上が難しい。
【０００５】
それだけでなく、ピストン式圧縮機中の偏心部の重心が円周移動することで大きさは一定であるものの方向は変える遠心力が発生し、該遠心力によって圧縮機の振動を増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、既存技術における流体機械が移動が不安定的で、振動が大きく、クリアランスボリュームが存在する問題を解決できる流体機械、熱交換機器と流体機械の作動方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を実現するため、本発明の一態様によると、上方フランジと、下方フランジと、上方フランジと下方フランジとの間に設けられるシリンダーと、軸心がシリンダーの軸心から一定のオフセット距離だけオフセットして設置され、順に上方フランジ、シリンダー、下方フランジを通過する回転軸と、容積変動室を有し、回動可能にシリンダー内に設置され、且つ回転軸と駆動接続されて容積変動室の容積を変動させるピストンモジュールと、を含む流体機械を提供する。
【０００８】
さらに、ピストンモジュールは、シリンダー内に回動可能に設置されたピストンカバーと、ピストンカバー内にスライド可能に設置されて容積変動室を形成し、且つスライド方向に容積変動室が設けられたピストンと、を含む。
【０００９】
さらに、ピストンは回転軸の軸方向に沿って貫通して形成されたスライドホールを有し、回転軸がスライドホールを通過し、ピストンは回転軸の駆動によって回転軸とともに回転しながら、回転軸に垂直する軸線方向に沿ってピストンカバー内で往復スライドする。
【００１０】
さらに、スライドホールは、長孔又は腰状孔である。
【００１１】
さらに、ピストンはピストンの垂直面に沿って対称して設置された一対の円弧状表面を有し、円弧状表面はシリンダーの内面と適応的に協同し、且つ円弧状表面の円弧曲率半径の二倍がシリンダーの内径に等しい。
【００１２】
さらに、ピストンは柱状である。
【００１３】
さらに、ピストンカバーにピストンカバーの径方向に沿って貫通するガイド穴が形成されていて、ピストンはスライド可能にガイド穴内に設けられて往復直線移動する。
【００１４】
さらに、ガイド穴は下方フランジでの正投影で平行する一対の直線線分を有し、平行する一対の直線線分はピストンカバーの平行する一対の内壁面の投影からなり、ピストンはガイド穴の平行する一対の内壁面形状にマッチングし且つスライド結合する外面を有する。
【００１５】
さらに、ピストンカバーの下方フランジ側に向く第１押圧止め面は下方フランジの表面に接触する。
【００１６】
さらに、回転軸はピストンモジュールとスライド協同するスライド区間を有し、スライド区間は回転軸の両端間に位置し、且つスライド区間はスライド結合面を有する。
【００１７】
さらに、スライド結合面は、スライド区間の両側に対称して形成されている。
【００１８】
さらに、スライド結合面は回転軸の軸方向の平面に平行し、スライド結合面はピストンのスライドホールの内壁面と回転軸に垂直する軸線方向でスライド結合する。
【００１９】
さらに、回転軸は潤滑油路を有し、潤滑油路は、回転軸の内部に形成された内部油路と、回転軸の外部に形成された外部油路と、内部油路と外部油路を連通するオイル通過孔と、を含む。
【００２０】
さらに、スライド結合面に回転軸の軸方向に沿って延在する外部油路が形成されている。
【００２１】
さらに、上方フランジ及び下方フランジは回転軸と同軸心に設置され、且つ上方フランジの軸心及び下方フランジの軸心はシリンダーの軸心からオフセットして設置される。
【００２２】
さらに、流体機械は、下方フランジのシリンダーから離れる側の端面に設置され、下方フランジと同軸心に設置され、下方フランジ上の貫通孔を通過した回転軸を支持するための第２押圧止め面を有する支持プレートを更に含む。
【００２３】
さらに、流体機械は、回転軸を回避するための回避孔を有し、下方フランジとピストンカバーとの間でピストンカバーと同軸に設置された制限板をさらに含む。
【００２４】
さらに、ピストンカバーは、下方フランジ側へ伸長して回避孔内に嵌合される接続突起リンクを有する。
【００２５】
さらに、シリンダーのシリンダー壁に圧縮給気口と第１圧縮排気口とを有し、ピストンモジュールが給気位置にある場合、圧縮給気口が容積変動室に連通され、ピストンモジュールが排気位置にある場合、容積変動室が第１圧縮排気口に連通される。
【００２６】
さらに、シリンダー壁の内壁面に圧縮給気口に連通される圧縮給気緩和溝を有する。
【００２７】
さらに、圧縮給気緩和溝はシリンダーの径方向の平面内で円弧状をなし、且つ圧縮給気緩和溝は圧縮給気口から第１圧縮排気口が位置する側へ延長する。
【００２８】
さらに、シリンダーのシリンダー壁に第２圧縮排気口を有し、第２圧縮排気口は圧縮給気口と第１圧縮排気口との間に位置し、且つピストンモジュールが回動する場合、ピストンモジュール内の気体の一部がまず第２圧縮排気口によって減圧されてから第１圧縮排気口から全部排出される。
【００２９】
さらに、流体機械は、第２圧縮排気口に設置された排気弁モジュールをさらに含む。
【００３０】
さらに、シリンダー壁の外壁に収容溝が形成されていて、第２圧縮排気口は収容溝の溝底部を貫通し、排気弁モジュールが収容溝内に収容される。
【００３１】
さらに、排気弁モジュールは、収容溝内に設置されて第２圧縮排気口を閉鎖する排気バルブプレートと、排気バルブプレート上に積層されるバルブプレートフラッパと、を含む。
【００３２】
さらに、流体機械は圧縮機である。
【００３３】
さらに、シリンダーのシリンダー壁に膨張排気口と第１膨張給気口が形成されていて、ピストンモジュールが給気位置にある場合、膨張排気口が容積変動室に連通され、ピストンモジュールが排気位置にある場合、容積変動室が第１膨張給気口に連通される。
【００３４】
さらに、シリンダー壁の内壁面に膨張排気口に連通される膨張排気緩和溝が形成されている。
【００３５】
さらに、膨張排気緩和溝は、シリンダーの径方向の平面内で円弧状をなし、且つ膨張排気緩和溝は膨張排気口から第１膨張給気口が位置する側へ延長する。
【００３６】
さらに、流体機械は膨張機である。
【００３７】
さらに、ガイド穴は少なくとも二つであって、二つのガイド穴は回転軸の軸方向に沿って間隔をもって設置され、ピストンは少なくとも二つで、各ガイド穴内に一つのピストンが対応して設置される。
【００３８】
本発明の他の一態様によると、上述した流体機械を含む熱交換機器を提供する。
【００３９】
0006496452.tif 000002
【００４０】
0006496452.tif 000003
【発明の効果】
【００４１】
本発明の技術によると、シリンダーを上方フランジと下方フランジとの間に設置し、回転軸の軸心をシリンダーの軸心から一定の距離だけオフセットして設置し、回転軸が順に上方フランジ、シリンダー、下方フランジを通過し、ピストンモジュールが容積変動室を有し、ピストンモジュールが回動可能にシリンダー内に設置され、且つ回転軸がピストンモジュールに駆動接続されて容積変動室の容積を変更させる。回転軸のシリンダーからのオフセット距離が一定であって、回転軸とシリンダーが移動中にそれぞれの軸心回りに回転し、且つ重心位置が変化しないので、ピストンモジュールがシリンダー内で移動する場合、安定的且つ連続して回動することができ、流体機械の振動を有効に緩和し、容積変動室の容積変化が規律的であって、クリアランスボリュームを減少し、流体機械の作動安定性を向上させ、熱交換機器の動作信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明における圧縮機の構造を示す図である。
【図２】本発明におけるポンプモジュールを示す分解図である。
【図３】本発明における回転軸、上方フランジ、シリンダー、下方フランジの装着関係を示す図である。
【図４】図３における部材の内部構造を示す図である。
【図５】本発明における排気弁モジュールとシリンダーの装着関係を示す図である。
【図６】本発明における回転軸の構造を示す図である。
【図７】図６中の回転軸の内部構造を示す図である。
【図８】本発明におけるピストンが吸気開始を準備する時の動作状態を示す図である。
【図９】本発明におけるピストンの吸気中の動作状態を示す図である。
【図１０】本発明におけるピストンの吸気完成時の動作状態を示す図である。
【図１１】本発明におけるピストンの気体圧縮と排気時の動作状態を示す図である。
【図１２】本発明におけるピストンの排気中の動作状態を示す図である。
【図１３】本発明におけるピストンのまもなく排気完成時の動作状態を示す図である。
【図１４】本発明におけるピストンカバーと回転軸のオフセット関係を示す図である。
【図１５】本発明における上方フランジの構造を示す図である。
【図１６】本発明におけるピストンの構造を示す図である。
【図１７】図１６中のピストンの他の角度からの構造を示す図である。
【図１８】本発明におけるピストンカバーの断面図である。
【図１９】本発明における制限板とシリンダーの接続関係を示す図である。
【図２０】本発明における支持プレートと下方フランジの接続関係を示す図である。
【図２１】本発明におけるシリンダー、制限板、下方フランジ、支持プレートの接続関係を示す図である。
【図２２】本発明における圧縮機の動作原理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
尚、矛盾しない限り、本願の実施例及び実施例中の特徴を互いに組み合せすることができる。以下、図面を参照しつつ実施例を結合して本発明を説明する。
【００４４】
ここで、以下で詳しく説明するものは例示なもので、本願をさらに説明するものである。特別な説明がないかぎり、本願で使用する全ての技術や科学用語は当業者が通常に理解しているものと同じ意味を持つ。
【００４５】
本発明において、相反する説明がない場合、例えば「左、右」のような使用された方位用語は通常、図面における左、右を指す。「内、外」は各部材自体の輪郭の内、外を指すもので、本願を限定するものではない。
【００４６】
既存技術における流体機械の移動が非安定的で、振動が大きく、クリアランスボリュームが存在する問題を解決するため、本発明は流体機械及び熱交換機器を提供し、ここで、熱交換機器は以下のような流体機械を含む。そして、流体機械の作動方法も提供する。
【００４７】
流体機械は主に、圧縮機と膨張機との２種類を含む。以下、それぞれ説明する。まず、流体機械の共通する特徴を説明する。
【００４８】
図２乃至図２１に示すように、流体機械は、上方フランジ５０と、下方フランジ６０と、シリンダー２０と、回転軸１０と、ピストンモジュール３０と、を含み、シリンダー２０は上方フランジ５０と下方フランジ６０との間に設置され、回転軸１０の軸心はシリンダー２０の軸心から一定の距離だけオフセットして設置され、回転軸１０は順に上方フランジ５０、シリンダー２０、下方フランジ６０を通過し、ピストンモジュール３０は容積変動室３１を有し、ピストンモジュール３０は回動可能にシリンダー２０内に設置され、且つ回転軸１０はピストンモジュール３０に駆動接続されて容積変動室３１の容積を変化させる。ここで、上方フランジ５０は第２ファスナ７０によってシリンダー２０に固定され、下方フランジ６０は第３ファスナ８０によってシリンダー２０に固定される。
【００４９】
第２ファスナ７０及び／又は第３ファスナ８０はねじ又はボルトであることが好ましい。
【００５０】
回転軸１０とシリンダー２０とのオフセット距離を固定したので、回転軸１０とシリンダー２０は移動中にそれぞれの軸心回りに回転し、且つ重心位置が変化しなく、これにより、ピストンモジュール３０がシリンダー２０内で移動する場合、安定的且つ連続して回動することができ、流体機械の振動を有効に緩和し、容積変動室の容積変化が規律的であるように保証し、クリアランスボリュームを減少し、流体機械の作動安定性を向上させ、熱交換機器の動作信頼性を向上させる。
【００５１】
尚、上方フランジ５０の軸心及び下方フランジ６０の軸心を回転軸１０の軸心と同軸心に設置し、且つ上方フランジ５０の軸心及び下方フランジ６０の軸心をシリンダー２０の軸心からオフセットして設置する。上述した方式で装着したシリンダー２０によると、シリンダー２０と回転軸１０又は上方フランジ５０とのオフセット距離が固定されたので、ピストンモジュール３０が移動安定性が優れている特徴を有する。
【００５２】
本発明における回転軸１０はピストンモジュール３０にスライド接続され、且つ容積変動室３１の容積は回転軸１０の回動によって変化する。本発明における回転軸１０がピストンモジュール３０にスライド接続されたので、ピストンモジュール３０の移動信頼性を保証し、ピストンモジュール３０の移動中の止まり問題を有効に回避し、容積変動室３１の容積変化が規律的である特徴を有する。
【００５３】
図２、図８乃至図１４、図１６、図１７に示すように、ピストンモジュール３０は、ピストンカバー３３と、ピストン３２と、を含み、ピストンカバー３３は回動可能にシリンダー２０内に設置され、ピストン３２はスライド可能にピストンカバー３３内に設置されて容積変動室３１を形成し、且つ容積変動室３１はピストン３２のスライド方向に位置する。
【００５４】
該具体的な実施例において、ピストンモジュール３０は回転軸１０とスライド協同し、且つ回転軸１０の回動によって、ピストンモジュール３０は回転軸１０に対して直線移動する傾向を現し、回動が一部の直線移動に変換される。ピストン３２がピストンカバー３３とスライド接続されるので、回転軸１０の駆動で、ピストン３２の移動中の止まりを有効に回避し、ピストン３２、回転軸１０、ピストンカバー３３の移動信頼性を保証し、流体機械の作動安定性を向上させる。
【００５５】
尚、本発明における回転軸１０はオフセット無し構造で、流体機械の振動を減少するに有利である。
【００５６】
具体的には、ピストン３２は回転軸１０に垂直する軸線方向に沿って、ピストンカバー３３内でスライドする（図２、図８乃至図１３、図２２を参照）。ピストンモジュール３０、シリンダー２０、回転軸１０によってクロススライダー機構を形成するので、ピストンモジュール３０とシリンダー２０の移動が安定的で連続し、容積変動室３１の容積変化が規律的であるように保証し、流体機械の作動安定性を保証して、熱交換機器の動作信頼性を向上させる。
【００５７】
本発明におけるピストン３２は、回転軸１０の軸方向に沿って貫通するスライドホール３２１を有し、回転軸１０がスライドホール３２１を通過し、ピストン３２は回転軸１０の駆動によって回転軸１０とともに回転しながら、回転軸１０に垂直する軸線方向に沿ってピストンカバー３３内で往復スライドする（図８乃至図１３、図１６、図１７を参照）。ピストン３２が回転軸１０に対して回転往復移動ではなく、直線移動するので、オフセット質量を有効に減少することができ、回転軸１０とピストン３２が受ける横方向の力を低減して、ピストン３２の磨耗を低減し、ピストン３２の密封性能を向上させる。同時に、ポンプモジュール９３の作動安定性や信頼性を向上させ、流体機械の振動リスクを低減し、流体機械の構造を簡略化する。
【００５８】
スライドホール３２１が長孔又は腰状孔であることが好ましい。
【００５９】
図示しない好適な実施形態において、ピストン３２は回転軸１０側へ向いて設置されたスライド溝を有する。スライド溝であれスライドホール３２１であれ、回転軸１０とピストン３２の相対スライドを保証できるものであればよい。該スライド溝は直線式スライド溝であって、且つ該スライド溝の延長方向は回転軸１０の軸線に垂直する。
【００６０】
本発明におけるピストン３２は柱状である。ピストン３２が円柱状又は非円柱状であることが好ましい。
【００６１】
図２、図１６と図１７に示すように、ピストン３２は、ピストン３２の垂直面に沿って対称して設置された一対の円弧状表面を有し、円弧状表面はシリンダー２０の内面に適応的に協同し、且つ円弧状表面の円弧曲率半径の二倍がシリンダー２０の内径に等しい。これにより、排気中にゼロクリアランスボリュームを実現することができる。尚、ピストン３２をピストンカバー３３内に置いた場合、ピストン３２の垂直面はピストンカバー３３の軸方向の平面である。
【００６２】
図２と図１８に示す好適な実施形態において、ピストンカバー３３にピストンカバー３３の径方向に沿って貫通するガイド穴３１１を有し、ピストン３２はスライド可能にガイド穴３１１内に設置されて往復直線移動する。ピストン３２がスライド可能にガイド穴３１１内に設置されたので、ピストン３２がガイド穴３１１内で左右移動する場合、容積変動室３１の容積が絶えずに変化し、流体機械の吸気、排気の安定性を保証する。
【００６３】
ピストン３２のピストンカバー３３内での回転を防止するため、ガイド穴３１１は下方フランジ６０での正投影で平行する一対の直線線分を有し、平行する一対の直線線分はピストンカバー３３の平行する一対の内壁面の投影からなり、ピストン３２はガイド穴３１１の平行する一対の内壁面の形状にマッチングし且つスライド結合する外面を有する。上記構造で結合されるピストン３２とピストンカバー３３によると、ピストン３２がピストンカバー３３内で安定してスライドし、密封効果を保持できる。
【００６４】
ガイド穴３１１が、下方フランジ６０での正投影で一対の円弧状の線分を有し、該一対の円弧状の線分と平行する一対の直線線分とが接続されて非規則的な断面形状を形成することが好ましい。
【００６５】
図２に示すように、ピストンカバー３３の外周面はシリンダー２０の内壁面の形状にマッチングする。従って、ピストンカバー３３とシリンダー２０との間、ガイド穴３１１とピストン３２との間の密封面積が大きく、且つ機器全体の密封がいずれも大面積密封であって、漏れの減少に有利である。
【００６６】
図１８に示すように、ピストンカバー３３の下方フランジ６０側へ向く第１押圧止め面３３２は下方フランジ６０の表面に接触する。従って、ピストンカバー３３と下方フランジ６０が安定して位置決めできる。
【００６７】
図６と図７に示すように、回転軸１０はピストンモジュール３０とスライド協同するスライド区間１１を有し、スライド区間１１は回転軸１０の両端間に位置し、且つスライド区間１１はスライド結合面１１１を有する。回転軸１０がスライド結合面１１１を介してピストン３２とスライド結合するので、両方の移動信頼性を保証し、両方の止まりを有効に回避できる。
【００６８】
スライド区間１１が対称して設置された二つのスライド結合面１１１を有することが好ましい。スライド結合面１１１が対称して設置されるので、二つのスライド結合面１１１が受ける力がより均一であって、回転軸１０とピストン３２の移動信頼性を保証できる。
【００６９】
図６と図７に示すように、スライド結合面１１１は回転軸１０の軸方向の平面に平行し、スライド結合面１１１はピストン３２のスライドホール３２１の内壁面と回転軸１０に垂直する軸線方向でスライド結合する。
【００７０】
本発明における回転軸１０は潤滑油路１３を有し、潤滑油路１３は、回転軸１０の内部に設置された内部油路と、回転軸１０の外部に設置された外部油路と、内部油路と外部油路とを連通するオイル通過孔１４と、を含む。潤滑油路１３の少なくとも一部が内部油路であるので、潤滑剤の大量漏れを有効に回避し、潤滑剤の流動信頼性を向上させる。オイル通過孔１４が設置されたので、内外油路がスムーズに連通され、且つオイル通過孔１４から潤滑油路１３へ潤滑剤を注入することもでき、潤滑油路１３の注入便宜性を保証できる。
【００７１】
図６と図７に示す好適な実施形態において、スライド結合面１１１に回転軸１０の軸方向に沿って延長する外部油路が形成されている。スライド結合面１１１での潤滑油路１３が外部油路であるので、潤滑剤をスライド結合面１１１とピストン３２に直接に供給でき、両方の摩擦力が大きくなって磨耗されることを有効に回避し、両方の移動滑らかさを向上させる。
【００７２】
本発明における圧縮機は支持プレート６１をさらに含み、支持プレート６１は下方フランジ６０のシリンダー２０から離れる側の端面に設置され、且つ支持プレート６１は下方フランジ６０と同軸心に設置され、回転軸１０は下方フランジ６０上の貫通孔を通過して支持プレート６１に支持され、支持プレート６１は回転軸１０を支持するための第２押圧止め面６１１を有する。支持プレート６１を設置して回転軸１０を支持したので、各部材間の接続信頼性を向上させる。
【００７３】
図４と図１９に示すように、制限板２６は第５ファスナ８２によってシリンダー２０に接続される。
【００７４】
第５ファスナ８２がボルト又はねじであることが好ましい。
【００７５】
図２、図１９と図２１に示すように、本発明における圧縮機は制限板２６をさらに含み、制限板２６は回転軸１０を回避するための回避孔を有し、制限板２６は下方フランジ６０とピストンカバー３３との間に設置され、またピストンカバー３３と同軸に設置される。制限板２６を設置したので、各部材の位置決め信頼性を保証できる。
【００７６】
図４と図１９に示すように、制限板２６は第４ファスナ８１によってシリンダー２０に接続される。
【００７７】
第４ファスナ８１がボルト又はねじであることが好ましい。
【００７８】
具体的には、ピストンカバー３３は下方フランジ６０側へ向いて伸長する接続突起リンク３３１を有し、接続突起リンク３３１は回避孔内に嵌合される。ピストンカバー３３が制限板２６と協同するので、ピストンカバー３３の移動信頼性を保証できる。
【００７９】
具体的には、本発明におけるピストンカバー３３は同軸であるが直径の異なる二段階の円柱体を含み、上半部分の外径はシリンダー２０の内径に等しく、ガイド穴３１１の軸心はシリンダー２０の軸に垂直し、ピストン３２と協同し、ここで、ガイド穴３１１の外形はピストン３２の外形に一致し、往復移動中において、気体を圧縮し、上半部分の下端面に同心に設置された接続突起リンク３３１を有して第１押圧止め面であって、下方フランジ６０の端面に結合し、構造の摩擦面積を減少する。下半部分は空心柱体で、つまり、短軸であって、短軸の軸線は下方フランジ６０の軸線と同軸で、移動中に同軸に回動する。
【００８０】
図１に示すように、図に示す流体機械は圧縮機で、該圧縮機はディスペンサー部材９０と、ケースモジュール９１と、モータモジュール９２と、ポンプモジュール９３と、上蓋モジュール９４と、下蓋及び装着板９５と、を含み、ここで、ディスペンサー部材９０はケースモジュール９１の外部に設置され、上蓋モジュール９４はケースモジュール９１の上端に装着され、下蓋及び装着板９５はケースモジュール９１の下端に装着され、モータモジュール９２とポンプモジュール９３はいずれもケースモジュール９１の内部に位置し、且つモータモジュール９２はポンプモジュール９３の上方に設置される。圧縮機のポンプモジュール９３は上述した上方フランジ５０と、下方フランジ６０と、シリンダー２０と、回転軸１０と、ピストンモジュール３０と、を含む。
【００８１】
上記各部材が、溶接、ホットプレス又は冷間圧縮の方式で接続されることが好ましい。
【００８２】
ポンプモジュール９３全体の組み立てプロセスは以下のとおりである：ピストン３２をガイド穴３１１に装着し、接続突起リンク３３１を制限板２６上に装着し、制限板２６を下方フランジ６０に固定して接続し、同時にシリンダー２０をピストンカバー３３と同軸に装着し、下方フランジ６０をシリンダー２０上に固定し、回転軸１０のスライド結合面１１１とピストン３２のスライドホール３２１の平行する一対の表面とを結合して装着し、上方フランジ５０を回転軸１０の上半部分に固定し、同時に、上方フランジ５０をねじによってシリンダー２０に固定する。これにより、図４に示すように、ポンプモジュール９３の組み立てを完成する。
【００８３】
ガイド穴３１１が少なくとも二つで、二つのガイド穴３１１が回転軸１０の軸方向に沿って間隔を持って設置され、ピストン３２が少なくとも二つで、各ガイド穴３１１内に一つのピストン３２が対応して設置されることが好ましい。この時、該圧縮機は単一シリンダーマルチ圧縮室の圧縮機で、同排出量の単一シリンダーローラー圧縮機に比べ、トルク変動が比較的に小さい。
【００８４】
本発明における圧縮機には吸気バルブプレートが設置されていないので、吸気抵抗を有効に減少し、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
【００８５】
尚、該具体的な実施形態において、ピストン３２が一回の移動を完成した時、吸気、排気を二回ずつ行うので、圧縮機が圧縮効率が高い特徴を有する。同排出量の単一シリンダーローラー圧縮機に比べ、元々の一回分の圧縮を二回に分けて圧縮するので、本発明における圧縮機のトルク変動が比較的に小さく、作動時、排気抵抗が小さく、排気ノイズを有効に除去できる。
【００８６】
具体的には、図８乃至図１３に示すように、本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁に圧縮給気口２１と第１圧縮排気口２２が形成されていて、ピストンモジュール３０が給気位置にある時、圧縮給気口２１が容積変動室３１に連通され、ピストンモジュール３０が排気位置にある時、容積変動室３１が第１圧縮排気口２２に連通される。
【００８７】
シリンダー壁の内壁面に圧縮給気緩和溝２３が形成され、圧縮給気緩和溝２３は圧縮給気口２１に連通される（図８乃至図１３を参照）。圧縮給気緩和溝２３が設置されたので、そこに大量の気体を保存して、容積変動室３１がいっぱい吸気することができ、圧縮機が充分に吸気することができ、吸気が不足である場合、保存していた気体を容積変動室３１に供給して圧縮機の圧縮効率を保証することができる。
【００８８】
具体的には、圧縮給気緩和溝２３はシリンダー２０の径方向の平面内で円弧状をなし、且つ圧縮給気緩和溝２３は圧縮給気口２１から第１圧縮排気口２２が位置する側へ延長し、且つ圧縮給気緩和溝２３の延長方向はピストンモジュール３０の回動方向に一致する。
【００８９】
本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁に第２圧縮排気口２４を有し、第２圧縮排気口２４は圧縮給気口２１と第１圧縮排気口２２との間に位置し、且つピストンモジュール３０の回動中に、ピストンモジュール３０内の気体の一部がまず第２圧縮排気口２４によって減圧されてから第１圧縮排気口２２から全部排出される。第１圧縮排気口２２を介して排気する排気通路と、第２圧縮排気口２４を介して排気する排気通路との二つの排気通路のみを形成したので、気体の漏れを減少し、シリンダー２０の密封面積を増加する。
【００９０】
圧縮機（つまり、流体機械）が、第２圧縮排気口２４に設置される排気弁モジュール４０をさらに含むことが好ましい。第２圧縮排気口２４に排気弁モジュール４０を設置したので、容積変動室３１内の気体の大量漏れを有効に回避し、容積変動室３１の圧縮効率を保証できる。
【００９１】
図５に示す好適な実施形態において、シリンダー壁の外壁に収容溝２５が形成されていて、第２圧縮排気口２４が収容溝２５の溝底部を貫通し、排気弁モジュール４０が収容溝２５内に設置される。排気弁モジュール４０を収容するための収容溝２５を設置したので、排気弁モジュール４０が占める空間を減少し、部材を合理的に設置して、シリンダー２０の空間利用率を向上させる。
【００９２】
具体的には、排気弁モジュール４０は排気バルブプレート４１とバルブプレートフラッパ４２とを含み、排気バルブプレート４１は収容溝２５内に設置されて第２圧縮排気口２４を閉鎖し、バルブプレートフラッパ４２は排気バルブプレート４１上に積層される。バルブプレートフラッパ４２を設置したので、排気バルブプレート４１が大幅に開かれることを有効に回避し、シリンダー２０の排気性能を保証する。
【００９３】
排気バルブプレート４１とバルブプレートフラッパ４２が第１ファスナ４３によって接続されることが好ましい。さらに、第１ファスナ４３はねじである。
【００９４】
尚、本発明における排気弁モジュール４０によると、容積変動室３１とポンプモジュール９３の外部空間を区画し、背圧排気である。即ち、容積変動室３１と第２圧縮排気口２４が連通して、容積変動室３１の圧力が外部空間圧力（排気圧力）より大きい場合、排気バルブプレート４１が開かれ、排気を開始し、連通した後も容積変動室３１の圧力が排気圧力未満であると、排気バルブプレート４１は動作しない。この時、圧縮機は継続して作動、圧縮して、容積変動室３１が第１圧縮排気口２２と連通すると、容積変動室３１内の気体を外部空間に押し込んで、排気プロセスを完成する。第１圧縮排気口２２の排気方式は強制排気方式である。
【００９５】
以下、圧縮機の作動を具体的に説明する：
【００９６】
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【００９７】
0006496452.tif 000005
【００９８】
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【００９９】
0006496452.tif 000007
【０１００】
0006496452.tif 000008
【０１０１】
0006496452.tif 000009
【０１０２】
具体的には、モータモジュール９２によって回転軸１０が回動し、回転軸１０のスライド結合面１１１によってピストン３２が駆動されて移動し、ピストン３２によってピストンカバー３３が回動する。移動部材全体において、ピストンカバー３３は円周移動のみを行い、一方、ピストン３２は回転軸１０に対して往復移動しながら、ピストンカバー３３のガイド穴３１１に対して往復移動し、二つの往復移動は互いに垂直して同時に行われて、この二つの方向の往復移動によってクロススライダー機構の移動方式を構成する。このようなクロススライダー機構の複合移動によって、ピストン３２がピストンカバー３３に対して往復移動し、該往復移動によって、ピストンカバー３３、シリンダー２０とピストン３２によって形成されるチャンバーが周期的に大きくなったり縮小される。一方、ピストン３２がシリンダー２０に対して円周移動し、該円周移動によって、ピストンカバー３３、シリンダー２０とピストン３２によって形成される容積変動室３１が周期的に圧縮給気口２１、排気口に連通される。上述した二つの相対移動の共通作用で、圧縮機が吸気、圧縮、排気のプロセスを完成することができる。
【０１０３】
そして、本発明における圧縮機は、ゼロクリアランスボリュームで、容積効率が高いメリットを有する。
【０１０４】
本発明における圧縮機は圧力比可変の圧縮機で、圧縮機の作動状況に応じて、第１圧縮排気口２２と第２圧縮排気口２４の位置を調整することで、圧縮機の排気圧力比を変更させて、圧縮機の排気性能を最適化する。第２圧縮排気口２４が圧縮給気口２１に接近するほど（時計回りに接近）、圧縮機の排気圧力比が小さく、第２圧縮排気口２４の位置が圧縮給気口２１に接近するほど（反時計回りに接近）、圧縮機の排気圧力比が大きい。
【０１０５】
そして、本発明における圧縮機はゼロクリアランスボリュームで、容積効率が高いメリットを有する。
【０１０６】
その他の使用状況：該圧縮機の吸気、排気口の位置を交換し、膨張機として使用することができる。即ち、圧縮機の排気口を膨張機の吸気口とし、高圧気体を通過させ、他の押し付け機構が回動し、膨張させてから圧縮機の吸気口（膨張機の排気口）から気体を排出する。
【０１０７】
流体機械が膨張機である場合、シリンダー２０のシリンダー壁に膨張排気口と第１膨張給気口を有し、ピストンモジュール３０が給気位置にある場合、膨張排気口が容積変動室３１に連通され、ピストンモジュール３０が排気位置にある場合、容積変動室３１が第１膨張給気口に連通される。高圧気体が第１膨張給気口を通過して容積変動室３１内に投入された後、高圧気体がピストンモジュール３０を押し付けて回転させ、ピストンカバー３３の回転によって、ピストン３２が回転し、同時に、ピストン３２がピストンカバー３３に対して直線状にスライドし、さらにピストン３２によって回転軸１０が回転移動する。該回転軸１０を他のパワーデバイスに接続して、回転軸１０に働かせることができる。
【０１０８】
シリンダー壁の内壁面に膨張排気口に連通される膨張排気緩和溝を有することが好ましい。
【０１０９】
さらに、膨張排気緩和溝は、シリンダー２０の径方向の平面内で円弧状をなし、且つ膨張排気緩和溝は膨張排気口から第１膨張給気口が位置する側へ延長し、且つ膨張排気緩和溝の延長方向がピストンモジュール３０の回動方向に一致する。
【０１１０】
尚、ここで使用した用語は具体的な実施形態を説明するもので、本願の例示的な実施形態を制限するものではない。文脈上で明確に説明していない限り、ここで使用した単数は複数形態を含み、また、本願で用語「含有」及び／又は「含む」を使用した場合、特徴、ステップ、動作、素子、モジュール及び／又はそれらの組合せが存在することを意味する。
【０１１１】
尚、本願の明細書と特許請求の範囲及び図面における用語「第１」、「第２」等は、特定の順序又は前後順を限定するものではなく、類似する対象を区別するためのものである。ここで説明した本願の実施形態を図面に示す又は説明した順以外の順でも実施できるように、このような数値を状況に応じて互いに交換できることは理解できることである。
【０１１２】
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者であれば本発明に様々な修正や変形が可能である。本発明の精神や原則内での全ての修正、置換、改良などは本発明の保護範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：回転軸；１１：スライド区間；１１１：スライド結合面；１３：潤滑油路；１４：オイル通過孔；１５：回転軸の軸心；２０：シリンダー；２１：圧縮給気口；２２：第１圧縮排気口；２３：圧縮給気緩和溝；２４：第２圧縮排気口；２５：収容溝；２６：制限板；３０：ピストンモジュール；３１：容積変動室；３１１：ガイド穴；３２：ピストン；３２１：スライドホール；３３、ピストンカバー；３３１：接続突起リンク；３３３：ピストンカバー軸心；３３２：第１押圧止め面；４０：排気弁モジュール；４１：排気バルブプレート；４２：バルブプレートフラッパ；４３：第１ファスナ；５０：上方フランジ；６０：下方フランジ；６１：支持プレート；６１１：第２押圧止め面；７０：第２ファスナ；８０：第３ファスナ；８１：第４ファスナ；８２：第５ファスナ；９０：ディスペンサー部材；９１：ケースモジュール；９２：モータモジュール；９３：ポンプモジュール；９４：上蓋モジュール；９５：下蓋及び装着板。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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