(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１０）と、
軸心が前記回転軸（１０）の軸心と偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定されるシリンダー（２０）と、
可変容積チャンバ（３１）を有し、前記シリンダー（２０）内に回転可能に設けられるとともに、前記可変容積チャンバ（３１）の容積を変化させるように前記回転軸（１０）に駆動連結されているピストンアセンブリ（３０）と、
上フランジ（５０）と、
下フランジ（６０）と
を含み、
前記シリンダー（２０）は前記上フランジ（５０）と前記下フランジ（６０）との間に挟まれて設けられ、
前記ピストンアセンブリ（３０）は、
前記シリンダー（２０）内に回転可能に設けられたピストンスリーブ（３３）と、
前記可変容積チャンバ（３１）を形成するように前記ピストンスリーブ（３３）内に摺動自在に設けられ、且つ摺動方向には前記可変容積チャンバ（３１）があるピストン（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設けられた滑り穴（３２１）を有し、前記回転軸（１０）は前記滑り穴（３２１）を通りぬけ、前記ピストン（３２）は、前記回転軸（１０）の駆動により前記回転軸（１０）とともに回転すると同時に、前記回転軸（１０）の軸線に垂直な方向に沿って前記ピストンスリーブ（３３）内を往復摺動し、前記回転軸（１０）の下端が前記下フランジ（６０）内を貫通し、
前記滑り穴（３２１）は長穴であり、
前記回転軸（１０）は、前記ピストンアセンブリ（３０）に摺動自在に嵌合される滑りセグメント（１１）を有し、前記滑りセグメント（１１）は前記回転軸（１０）の両端間に位置し、且つ前記滑りセグメント（１１）は滑り嵌合面（１１１）を有し、
前記滑り嵌合面（１１１）は、前記滑りセグメント（１１）の両側に対称に設けられており、前記滑り嵌合面（１１１）と前記回転軸（１０）の軸方向平面とが平行であり、前記滑り嵌合面（１１１）と前記ピストン（３２）の前記滑り穴（３２１）の内壁面とは、前記回転軸（１０）の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する、
ことを特徴とする流体機械。
【請求項２】
前記ピストンスリーブ（３３）には、前記ピストンスリーブ（３３）の径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴（３１１）を有し、前記ピストン（３２）は、往復直線運動するように前記ガイド穴（３１１）内に摺動自在に設けられている、
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）の垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、前記円弧形表面が前記シリンダー（２０）の内表面に適応的に嵌合され、且つ前記円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍が前記シリンダー（２０）の内径と等しい、
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）は柱状である、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項５】
前記ガイド穴（３１１）が前記下フランジ（６０）に正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、前記一対の平行した直線的セグメントは、前記ピストンスリーブ（３３）の一対の平行した内壁面が投影してなり、前記ピストン（３２）は、前記ガイド穴（３１１）の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
【請求項６】
前記流体機械は支持板（６１）をさらに含み、前記支持板（６１）は前記下フランジ（６０）の前記シリンダー（２０）側から離れた端面に設けられているとともに、前記支持板（６１）は前記下フランジ（６０）と同軸心となるように設けられ、前記回転軸（１０）は前記下フランジ（６０）における貫通孔を通りぬけて前記支持板（６１）に支持され、前記支持板（６１）は、前記回転軸（１０）を支持するための第２のスラスト面（６１１）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７】
前記流体機械はストッパプレート（２６）をさらに含み、前記ストッパプレート（２６）は、前記回転軸（１０）を逃がすための逃がし穴を有し、前記ストッパプレート（２６）は前記下フランジ（６０）と前記ピストンスリーブ（３３）との間に挟まれて設けられるとともに、前記ピストンスリーブ（３３）と同軸に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項８】
前記ピストンスリーブ（３３）は、前記下フランジ（６０）側に向かって突出する連結リップリング（３３４）を有し、前記連結リップリング（３３４）は前記逃がし穴内に入れ子式に設置されている、
ことを特徴とする請求項７に記載の流体機械。
【請求項９】
前記上フランジ（５０）及び前記下フランジ（６０）は、前記回転軸（１０）と同軸心となるように設けられ、且つ前記上フランジ（５０）の軸心及び前記下フランジ（６０）の軸心は前記シリンダー（２０）の軸心と偏心して設けられる、
ことを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項１０】
前記ピストンスリーブ（３３）の前記下フランジ（６０）側に向かう第１のスラスト面（３３２）は前記下フランジ（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１１】
前記回転軸（１０）は潤滑油通路（１３）を有し、前記潤滑油通路（１３）は、前記回転軸（１０）の内部に設けられた内部油路、前記回転軸（１０）の外部に設けられた外部油路、及び前記内部油路と前記外部油路とを連通する通油穴（１４）を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１２】
前記滑り嵌合面（１１１）には、前記回転軸（１０）の軸方向に沿って延びる前記外部油路を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の流体機械。
【請求項１３】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁には圧縮吸気口（２１）及び第１の圧縮排気口（２２）を有し、
前記ピストンアセンブリ（３０）が吸気位置にある時、前記圧縮吸気口（２１）が前記可変容積チャンバ（３１）に接続され、
前記ピストンアセンブリ（３０）が排気位置にある時、前記可変容積チャンバ（３１）が前記第１の圧縮排気口（２２）に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項１４】
前記シリンダー壁の内壁面には、前記圧縮吸気口（２１）に連通する圧縮吸気サージタンク（２３）を有する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の流体機械。
【請求項１５】
前記圧縮吸気サージタンク（２３）は前記シリンダー（２０）の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、前記圧縮吸気サージタンク（２３）は、前記圧縮吸気口（２１）から前記第１の圧縮排気口（２２）のある側へ延伸する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の流体機械。
【請求項１６】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁には第２の圧縮排気口（２４）を有し、前記第２の圧縮排気口（２４）は前記圧縮吸気口（２１）と前記第１の圧縮排気口（２２）との間に位置し、且つ前記ピストンアセンブリ（３０）の回動中、前記ピストンアセンブリ（３０）内の気体は一部が前記第２の圧縮排気口（２４）によって圧力をリリーフされてから、前記第１の圧縮排気口（２２）からすべて排出される、
ことを特徴とする請求項１５に記載の流体機械。
【請求項１７】
前記第２の圧縮排気口（２４）に設けられた排気弁アセンブリ（４０）をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の流体機械。
【請求項１８】
前記シリンダー壁の外壁には収容溝（２５）が開いており、前記第２の圧縮排気口（２４）が前記収容溝（２５）の溝底まで貫通し、前記排気弁アセンブリ（４０）が前記収容溝（２５）内に設けられている、
ことを特徴とする請求項１７に記載の流体機械。
【請求項１９】
前記排気弁アセンブリ（４０）は、
前記収容溝（２５）内に設けられ、前記第２の圧縮排気口（２４）を遮蔽する排気弁シート（４１）と、
前記排気弁シート（４１）に重畳される弁シートリテーナ（４２）と、を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の流体機械。
【請求項２０】
圧縮機である、
ことを特徴とする請求項１３乃至１９のうちいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項２１】
前記シリンダー（２０）のシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、
前記ピストンアセンブリ（３０）が吸気位置にある時、前記膨張排気口が前記可変容積チャンバ（３１）に接続され、
前記ピストンアセンブリ（３０）が排気位置にある時、前記可変容積チャンバ（３１）が前記第１の膨張吸気口に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体機械。
【請求項２２】
前記シリンダー壁の内壁面には、前記膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の流体機械。
【請求項２３】
前記膨張排気サージタンクは前記シリンダー（２０）の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、前記膨張排気サージタンクは、前記膨張排気口から前記第１の膨張吸気口のある側へ延伸し、且つ前記膨張排気サージタンクの延伸方向は前記ピストンアセンブリ（３０）の回動方向と同方向である、
ことを特徴とする請求項２２に記載の流体機械。
【請求項２４】
膨張機である、
ことを特徴とする請求項２１乃至２３のうちいずれか一項に記載の流体機械。
【請求項２５】
前記ガイド穴（３１１）が少なくとも２つであり、２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置いて設けられ、前記ピストン（３２）が少なくとも２つであり、それぞれの前記ガイド穴（３１１）ごとに１つの前記ピストン（３２）が設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の流体機械。
【請求項２６】
流体機械を備える熱交換装置であって、
前記流体機械は、請求項１乃至２５のうちいずれか一項に記載の流体機械である、ことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２７】
請求項１乃至２５のうちいずれか一項に記載の流体機械の運転方法であって、
回転軸（１０）は前記回転軸（１０）の軸心Ｏ1回りに回動することと、
ピストンスリーブ（３３）は前記シリンダー（２０）の軸心Ｏ2回りに回動し、前記回転軸（１０）の軸心と前記シリンダー（２０）の軸心とが偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定されることと、
ピストンアセンブリ（３０）のピストン（３２）は、前記回転軸（１０）の駆動により前記回転軸（１０）とともに回転すると同時に、前記回転軸（１０）の軸線に垂直な方向に沿って前記ピストンアセンブリ（３０）のピストンスリーブ（３３）内を往復摺動することと、
を含むことを特徴とする流体機械の運転方法。
【請求項２８】
前記運転方法はクロススライダ機構原理を採用し、ただし、前記ピストン（３２）をスライダとし、前記回転軸（１０）の滑り嵌合面（１１１）を第１のリンクｌ1とし、前記ピストンスリーブ（３３）のガイド穴（３１１）を第２のリンクｌ2とする、
ことを特徴とする請求項２７に記載の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換システムの技術分野に関し、具体的には、流体機械、熱交換装置及び流体機械の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における流体機械は圧縮機及び膨張機等がある。圧縮機を例として説明する。
【０００３】
従来技術におけるピストン式圧縮機の回転軸及びシリンダーが運動する中、両者の質量中心の位置が変化している。モータはクランクシャフトを動力を出力させるように駆動し、クランクシャフトはピストンをシリンダー内を往復運動するように駆動することで、気体又は液体を仕事するように圧縮し、これにより、気体又は液体を圧縮する目的を達成する。
【０００４】
従来のピストン式圧縮機には様々な欠点があり、具体的には、吸気弁シート及び排気弁シートの存在により、吸、排気抵抗が大きくなるとともに、吸排気による雑音が増加する。また、圧縮機のシリンダーに加わる横力が大きく、横力が無駄に仕事し、圧縮機の効率が低下する。さらに、クランクシャフトはピストンを往復運動するように動かし、偏心質量が大きいので、圧縮機にひどい振動が発生する。圧縮機はクランクトレインによって１つ又は複数のピストンを動作するように動かし、構造が複雑である。そして、クランクシャフト及びピストンに加わる横力が大きく、ピストンが磨耗しやすいため、ピストンの密封性が低下する。且つ従来の圧縮機は隙間容積があり、漏洩がひどい等の原因によって、容積効率が低く、さらなる向上が困難である。
【０００５】
それだけでなく、ピストン式圧縮機における偏心部の質量中心は、円運動によって、大きさが固定されるが方向が変わっている遠心力が発生し、該遠心力によって圧縮機の振動が悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、従来技術におけるシリンダーと回転軸との偏心距離が固定されていないことによって、圧縮機の運転が不安定である問題を解決するように、流体機械、熱交換装置及び流体機械の運転方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、回転軸と、軸心が回転軸の軸心と偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定されるシリンダーと、可変容積チャンバを有し、シリンダー内に回転可能に設けられるとともに、可変容積チャンバの容積を変化させるように回転軸に駆動連結されているピストンアセンブリと、を含む流体機械が提供される。
【０００８】
さらに、流体機械は上フランジ、下フランジをさらに含み、シリンダーは上フランジと下フランジとの間に挟まれて設けられ、ピストンアセンブリは、シリンダー内に回転可能に設けられたピストンスリーブと、可変容積チャンバを形成するようにピストンスリーブ内に摺動自在に設けられ、且つ摺動方向には可変容積チャンバがあるピストンと、を含む。
【０００９】
さらに、ピストンは滑り溝を有し、回転軸は滑り溝内を摺動し、ピストンは、回転軸の駆動により回転軸とともに回転すると同時に、回転軸の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ内を往復摺動する。
【００１０】
さらに、ピストンは回転軸の軸方向に沿って貫通して設けられた滑り穴を有し、回転軸は滑り穴を通りぬけ、ピストンは、回転軸の駆動により回転軸とともに回転すると同時に、回転軸の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ内を往復摺動する。
【００１１】
さらに、流体機械はピストンスリーブ軸をさらに含み、ピストンスリーブ軸は上フランジを通りぬけてピストンスリーブに固定連結され、回転軸は下フランジ及びシリンダーを順に通りぬけてピストンに摺動自在に嵌合され、ピストンスリーブ軸の駆動により、ピストンスリーブはピストンスリーブ軸に同期して回動し、ピストンをピストンスリーブ内を摺動するように駆動することにより可変容積チャンバの容積を変化させ、同時に、回転軸はピストンの駆動により回動する。
【００１２】
さらに、滑り穴は長穴である。
【００１３】
さらに、ピストンは回転軸の軸方向に沿って貫通して設けられる滑り穴を有し、回転軸は滑り穴を通りぬけ、回転軸は、ピストンの駆動によりピストンスリーブ及びピストンとともに回転すると同時に、ピストンは回転軸の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ内を往復摺動する。
【００１４】
さらに、ピストンスリーブには、ピストンスリーブの径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴を有し、ピストンは、往復直線運動するようにガイド穴内に摺動自在に設けられている。
【００１５】
さらに、ピストンは、ピストンの垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、円弧形表面がシリンダーの内表面に適応的に嵌合され、且つ円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍がシリンダーの内径と等しい。
【００１６】
さらに、ピストンは柱状である。
【００１７】
さらに、ガイド穴が下フランジに正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、一対の平行した直線的セグメントは、ピストンスリーブの一対の平行した内壁面が投影してなり、ピストンは、ガイド穴の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する。
【００１８】
さらに、ピストンスリーブは、下フランジ側に向かって突出する連結軸を有し、連結軸は下フランジの連結穴内に入れ子式に設置されている。
【００１９】
さらに、上フランジは回転軸と同軸心となるように設けられ、且つ上フランジの軸心はシリンダーの軸心と偏心して設けられ、下フランジはシリンダーと同軸心となるように設けられる。
【００２０】
さらに、流体機械は支持板をさらに含み、支持板は下フランジのシリンダー側から離れた端面に設けられているとともに、支持板は下フランジと同軸心となるように設けられ、回転軸は下フランジにおける貫通孔を通りぬけて支持板に支持され、支持板は、回転軸を支持するための第２のスラスト面を有する。
【００２１】
さらに、流体機械はストッパプレートをさらに含み、ストッパプレートは、回転軸を逃がすための逃がし穴を有し、ストッパプレートは下フランジとピストンスリーブとの間に挟まれて設けられるとともに、ピストンスリーブと同軸に設けられる。
【００２２】
さらに、ピストンスリーブは、下フランジ側に向かって突出する連結リップリングを有し、連結リップリングは逃がし穴内に入れ子式に設置されている。
【００２３】
さらに、上フランジ及び下フランジは、回転軸と同軸心となるように設けられ、且つ上フランジの軸心及び下フランジの軸心はシリンダーの軸心と偏心して設けられることを特徴とする。
【００２４】
さらに、ピストンスリーブの下フランジ側に向かう第１のスラスト面は下フランジの表面に接触する。
【００２５】
さらに、ピストンは、回転軸を支持するための第４のスラスト面を有し、回転軸の下フランジ側に向かう端面は第４のスラスト面に支持されている。
【００２６】
さらに、ピストンスリーブは、回転軸を支持するための第３のスラスト面を有し、回転軸の下フランジ側に向かう端面は第３のスラスト面に支持されている。
【００２７】
さらに、回転軸は、軸体と、軸体の第１端に設けられるとともに、ピストンアセンブリに連結されるコネクタと、を含む。
【００２８】
さらに、コネクタは軸体の軸線に垂直な平面において四角形をなしている。
【００２９】
さらに、コネクタは２つの対称に設けられた滑り嵌合面を有する。
【００３０】
さらに、滑り嵌合面と回転軸の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面とピストンの滑り穴の内壁面とは、回転軸の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【００３１】
さらに、回転軸は、軸体と、軸体の第１端に設けられるとともに、ピストンアセンブリに連結されるコネクタと、を含む。
【００３２】
さらに、コネクタは軸体の軸線に垂直な平面において四角形をなしている。
【００３３】
さらに、コネクタは２つの対称に設けられた滑り嵌合面を有する。
【００３４】
さらに、滑り嵌合面と回転軸の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面とピストンの滑り穴の内壁面とは、回転軸の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【００３５】
さらに、回転軸は、ピストンアセンブリに摺動自在に嵌合される滑りセグメントを有し、滑りセグメントは回転軸の両端間に位置し、且つ滑りセグメントは滑り嵌合面を有する。
【００３６】
さらに、滑り嵌合面は、滑りセグメントの両側に対称に設けられている。
【００３７】
さらに、滑り嵌合面と回転軸の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面とピストンの滑り穴の内壁面とは、回転軸の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【００３８】
さらに、回転軸は、ピストンアセンブリに摺動自在に嵌合される滑りセグメントを有し、滑りセグメントは回転軸の両端間に位置し、且つ滑りセグメントは滑り嵌合面を有する。
【００３９】
さらに、回転軸は潤滑油通路を有し、潤滑油通路は、回転軸の内部に設けられた内部油路、回転軸の外部に設けられた外部油路、及び内部油路と外部油路とを連通する通油穴を含む。
【００４０】
さらに、滑り嵌合面には、回転軸の軸方向に沿って延びる外部油路を有する。
【００４１】
さらに、ピストンスリーブ軸は、ピストンスリーブ軸の軸方向に沿って貫通して設けられた第１の潤滑油通路を有し、回転軸は第１の潤滑油通路に連通する第２の潤滑油通路を有し、第２の潤滑油通路の少なくとも一部が回転軸の内部油路となり、滑り嵌合面における第２の潤滑油通路が外部油路となり、回転軸は通油穴を有し、内部油路は通油穴を経由して外部油路に連通する。
【００４２】
さらに、シリンダーのシリンダー壁には圧縮吸気口及び第１の圧縮排気口を有し、ピストンアセンブリが吸気位置にある時、圧縮吸気口が可変容積チャンバに接続され、ピストンアセンブリが排気位置にある時、可変容積チャンバが第１の圧縮排気口に接続される。
【００４３】
さらに、シリンダー壁の内壁面には、圧縮吸気口に連通する圧縮吸気サージタンクを有する。
【００４４】
さらに、圧縮吸気サージタンクはシリンダーの径方向平面において円弧形のセグメントとなり、圧縮吸気サージタンクは、圧縮吸気口から第１の圧縮排気口のある側へ延伸する。
【００４５】
さらに、シリンダーのシリンダー壁には第２の圧縮排気口を有し、第２の圧縮排気口は圧縮吸気口と第１の圧縮排気口との間に位置し、且つピストンアセンブリの回動中、ピストンアセンブリ内の気体は一部が第２の圧縮排気口によって圧力をリリーフされてから、第１の圧縮排気口からすべて排出される。
【００４６】
さらに、流体機械は、第２の圧縮排気口に設けられた排気弁アセンブリをさらに含む。
【００４７】
さらに、シリンダー壁の外壁には収容溝が開いており、第２の圧縮排気口が収容溝の溝底まで貫通し、排気弁アセンブリが収容溝内に設けられている。
【００４８】
さらに、排気弁アセンブリは、収容溝内に設けられ、第２の圧縮排気口を遮蔽する排気弁シートと、排気弁シートに重畳される弁シートリテーナと、を含む。
【００４９】
さらに、流体機械は圧縮機である。
【００５０】
さらに、シリンダーのシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、ピストンアセンブリが吸気位置にある時、膨張排気口が可変容積チャンバに接続され、ピストンアセンブリが排気位置にある時、可変容積チャンバが第１の膨張吸気口に接続される。
【００５１】
さらに、シリンダー壁の内壁面には、膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有する。
【００５２】
さらに、膨張排気サージタンクはシリンダーの径方向平面において円弧形のセグメントとなり、膨張排気サージタンクは、膨張排気口から第１の膨張吸気口のある側へ延伸し、且つ膨張排気サージタンクの延伸方向はピストンアセンブリの回動方向と同方向である。
【００５３】
さらに、流体機械は膨張機である。
【００５４】
さらに、ガイド穴が少なくとも２つであり、２つのガイド穴が回転軸の軸方向に沿って間隔を置いて設けられ、ピストンが少なくとも２つであり、それぞれのガイド穴ごとに１つのピストンが設けられている。
【００５５】
本発明の他の一態様によれば、流体機械を備える熱交換装置であって、流体機械は、上述した流体機械である熱交換装置が提供される。
【００５６】
【数１】
0006682616.tif 000002
【発明の効果】
【００５７】
本発明の技術案によれば、回転軸の軸心とシリンダーの軸心とが偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定され、ピストンアセンブリは可変容積チャンバを有し、ピストンアセンブリはシリンダー内に回転可能に設けられ、且つ回転軸は、可変容積チャンバの容積を変化させるようにピストンアセンブリに駆動連結されている。回転軸とシリンダーとの偏心距離を固定しているので、回転軸及びシリンダーは運動中それぞれの軸心回りに回転し、且つ質量中心の位置が変わらないため、ピストンアセンブリがシリンダー内を運動する際に、安定した連続回動を実現でき、流体機械の振動を効果的に緩和するとともに、可変容積チャンバの規律的な容積変化や隙間容積の減少を保証し、これにより、流体機械の運転安定性を向上させたうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
本願の一部を構成する明細書用図面は、本発明をさらに理解させるためのものであり、また、本発明における模式的実施例及びその説明は本発明を説明するものであり、本発明を不当に限定するものではない。図面において、
【図１】本発明における圧縮機の工作原理図。
【図２】第１の好適な実施形態における圧縮機の構造を示す図。
【図３】図１におけるポンプアセンブリの分解図。
【図４】図２における回転軸、上フランジ、シリンダー及び下フランジの装着関係を示す図。
【図５】図４における部材の内部構造を示す図。
【図６】図２における排気弁アセンブリとシリンダーの装着関係を示す図。
【図７】図２における回転軸の構造を示す図。
【図８】図７における回転軸の内部構造を示す図。
【図９】図２におけるピストンが吸気を開始しようとする場合の動作状態を示す図。
【図１０】図２におけるピストンが吸気中である動作状態を示す図。
【図１１】図２におけるピストンが吸気を完成した時の動作状態を示す図。
【図１２】図２におけるピストンが気体圧縮を行う時の動作状態を示す図。
【図１３】図２におけるピストンが排気中である動作状態を示す図。
【図１４】図２におけるピストンが排気を完成しようとする場合の動作状態を示す図。
【図１５】図２におけるピストン、回転軸及びピストンスリーブの装着関係を示す図。
【図１６】図１４の平面図。
【図１７】図２におけるピストンスリーブの構造を示す図。
【図１８】図２における上フランジの構造を示す図。
【図１９】図２における回転軸の軸心とピストンスリーブの軸心との関係を示す図。
【図２０】第２の好適な実施形態における圧縮機の構造を示す図。
【図２１】図２０におけるポンプアセンブリの分解図。
【図２２】図２１における回転軸、上フランジ、シリンダー及び下フランジの装着関係を示す図。
【図２３】図２２における部材の内部構造を示す図。
【図２４】図２１におけるシリンダーの構造を示す図。
【図２５】図２１における回転軸の構造を示す図。
【図２６】図２５における回転軸の内部構造を示す図。
【図２７】図２１におけるピストンが吸気を開始しようとする場合の動作状態を示す図。
【図２８】図２１におけるピストンが吸気中である動作状態を示す図。
【図２９】図２１におけるピストンが吸気を完成した時の動作状態を示す図。
【図３０】図２１におけるピストンが気体圧縮を行う時の動作状態を示す図。
【図３１】図２１におけるピストンが排気中である動作状態を示す図。
【図３２】図２１におけるピストンが排気を完成しようとする場合の動作状態を示す図。
【図３３】図２１におけるピストンスリーブ、ピストン及び回転軸の連結関係を示す図。
【図３４】図２０におけるピストン及びピストンスリーブの運動関係を示す図。
【図３５】図２１における上フランジの構造を示す図。
【図３６】図２１におけるピストンスリーブの断面図。
【図３７】図２１におけるピストンの構造を示す図。
【図３８】図３７におけるピストンの他の角度の構造を示す図
【図３９】第３の好適な実施形態における圧縮機の構造を示す図。
【図４０】図３９におけるポンプアセンブリの分解図。
【図４１】図４０における回転軸、上フランジ、シリンダー及び下フランジの装着関係を示す図。
【図４２】図４１における部材の内部構造を示す図。
【図４３】図４０における排気弁アセンブリとシリンダーの装着関係を示す図。
【図４４】図４０における回転軸の構造を示す図。
【図４５】図４４における回転軸の内部構造を示す図。
【図４６】図４０におけるピストンが吸気を開始しようとする場合の動作状態を示す図。
【図４７】図４０におけるピストンが吸気中である動作状態を示す図。
【図４８】図４０におけるピストンが吸気を完成した時の動作状態を示す図。
【図４９】図４０におけるピストンが気体圧縮及び排気を行う時の動作状態を示す図。
【図５０】図４０におけるピストンが排気中である動作状態を示す図。
【図５１】図４０におけるピストンが排気を完成しようとする場合の動作状態を示す図。
【図５２】図４０におけるピストンスリーブと回転軸との偏心関係を示す図。
【図５３】図４０における上フランジの構造を示す図。
【図５４】図４０におけるピストンの構造を示す図。
【図５５】図５４におけるピストンの他の角度の構造を示す図。
【図５６】図４０におけるピストンスリーブの断面図。
【図５７】図４０におけるストッパプレートとシリンダーの連結関係を示す図。
【図５８】図４０における支持板と下フランジの連結関係を示す図。
【図５９】図４０におけるシリンダー、ストッパプレート、下フランジ及び支持板の連結関係を示す図。
【図６０】第４の好適な実施形態における圧縮機の構造を示す図。
【図６１】図６０におけるポンプアセンブリの分解図。
【図６２】図６１におけるピストンスリーブ軸、上フランジ、シリンダー及び下フランジの装着関係を示す図。
【図６３】図６２における部材の内部構造を示す図。
【図６４】図６０における下フランジの構造を示す図。
【図６５】図６４の下フランジにおける、本発明における回転軸の軸心とピストンスリーブの軸心との位置関係を示す図。
【図６６】図６０における回転軸、ピストン、ピストンスリーブ、ピストンスリーブ軸の装着関係を示す図。
【図６７】図６０におけるピストンスリーブとピストンスリーブ軸の連結関係を示す図。
【図６８】図６７の内部構造を示す図。
【図６９】図６０における回転軸とピストンの組み立て関係を示す図。
【図７０】図６０におけるピストンの構造を示す図。
【図７１】図６０におけるシリンダーの構造を示す図。
【図７２】図７１の平面図。
【図７３】図６０における上フランジの構造を示す図。
【図７４】図６０におけるシリンダー、ピストンスリーブ、ピストン、回転軸の運動関係を示す図。
【図７５】図６０におけるピストンが吸気を開始しようとする場合の動作状態を示す図。
【図７６】図６０におけるピストンが吸気中である動作状態を示す図。
【図７７】図６０におけるピストンが気体圧縮を行う時の動作状態を示す図。
【図７８】図６０におけるピストンが排気を開始する前の動作状態を示す図。
【図７９】図６０におけるピストンが排気中である動作状態を示す図。
【図８０】図６０におけるピストンが排気を終了する時の動作状態を示す図。
【００５９】
上記図面には以下の符号がある。
１０…回転軸、１６…軸体、１７…コネクタ、１１…滑りセグメント、１１１…滑り嵌合面、１３…潤滑油通路、１３１…第２の潤滑油通路、１４…通油穴、１５…回転軸の軸心、２０…シリンダー、２１…圧縮吸気口、２２…第１の圧縮排気口、２３…圧縮吸気サージタンク、２４…第２の圧縮排気口、２５…収容溝、２６…ストッパプレート、３０…ピストンアセンブリ、３１…可変容積チャンバ、３１１…ガイド穴、３２…ピストン、３２１…滑り穴、３２２…ピストン質量中心軌跡、３２３…滑り溝、３３…ピストンスリーブ、３３１…連結軸、３３２…第１のスラスト面、３３３…ピストンスリーブ軸心、３３４…連結リップリング、３３５…第３のスラスト面、３３６…第４のスラスト面、３４…ピストンスリーブ軸、３４１…第１の潤滑油通路、４０…排気弁アセンブリ、４１…排気弁シート、４２…弁シートリテーナ、４３…第１の締結具、５０…上フランジ、６０…下フランジ、６１…支持板、６１１…第２のスラスト面、７０…第２の締結具、８０…第３の締結具、８１…第４の締結具、８２…第５の締結具、９０…ディスペンサー部材、９１…ハウジングアセンブリ、９２…モータアセンブリ、９３…ポンプアセンブリ、９４…上蓋アセンブリ、９５…下蓋及び取付板。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
なお、衝突しない限り、本願の実施例及び実施例における構成要件を互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照しつつ実施例を結合して本発明を詳しく説明する。
【００６１】
以下の詳細な説明は例示的なものであり、本願をさらに説明することがその意図であることは指摘されるべきである。特に明記しない限り、本文に使用される技術及び科学用語はすべて当業者による通常の理解と同様な意味を有する。
【００６２】
本発明において、逆な説明がない場合、使用される方位詞、例えば「左、右」は、通常図面に対して示された左、右であり、「内、外」は各部材そのものの輪郭に対する内、外であるが、しかし、上記方位詞は本発明を制限していない。
【００６３】
従来技術における、流体機械は運動が不安定であり、振動がひどく、隙間容積がある問題を解決するために、本発明は、流体機械、熱交換装置及び流体機械の運転方法を提供し、熱交換装置は下記の流体機械を備え、流体機械は下記の運転方法で運転する。
【００６４】
本発明における流体機械は、回転軸１０、シリンダー２０及びピストンアセンブリ３０を含み、回転軸１０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定され、ピストンアセンブリ３０は可変容積チャンバ３１を有し、ピストンアセンブリ３０はシリンダー２０内に回転可能に設けられ、且つ、回転軸１０とピストンアセンブリ３０とは、可変容積チャンバ３１の容積を変化させるように駆動連結されている。
【００６５】
回転軸１０とシリンダー２０との偏心距離を固定しているので、回転軸１０及びシリンダー２０は運動中それぞれの軸心回りに回転し、且つ質量中心位置が変わらないため、ピストンアセンブリ３０がシリンダー２０内を運動する際に、安定した連続回動を実現でき、流体機械の振動を効果的に緩和するとともに、可変容積チャンバの規律的な容積変化や隙間容積の減少を保証し、これにより、流体機械の運転安定性を向上させたうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【００６６】
【数２】
0006682616.tif 000003
【００６７】
【数３】
0006682616.tif 000004
【００６８】
以下、構造特徴によって流体機械の運転方法をよりよく説明できるように、４つの代替的な実施形態を提供して流体機械の構造を詳しく紹介する。
【００６９】
第１の実施形態は以下の通りである。
【００７０】
図２乃至図１９に示すように、流体機械は上フランジ５０、下フランジ６０、回転軸１０、シリンダー２０及びピストンアセンブリ３０を含み、シリンダー２０は上フランジ５０と下フランジ６０との間に挟まれて設けられ、回転軸１０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定され、回転軸１０は上フランジ５０及びシリンダー２０を順に通りぬけ、ピストンアセンブリ３０は可変容積チャンバ３１を有し、ピストンアセンブリ３０はシリンダー２０内に回転可能に設けられるとともに、回転軸１０とピストンアセンブリ３０とは、可変容積チャンバ３１の容積を変化させるように駆動連結されている。
【００７１】
上フランジ５０は第２の締結具７０を介してシリンダー２０に固定され、下フランジ６０は第３の締結具８０を介してシリンダー２０に固定される（図３を参照）。
【００７２】
オプションとして、第２の締結具７０及び／又は第３の締結具８０はネジ又はボルトであってもよい。なお、上フランジ５０と回転軸１０とが同軸心となるように設けられ、且つ上フランジ５０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられる。
【００７３】
オプションとして、下フランジ６０とシリンダー２０とが同軸心となるように設けられてもよい。シリンダー２０が上述のように装着されると、シリンダー２０と回転軸１０又は上フランジ５０との偏心距離が固定されることを保証することができ、これにより、ピストンアセンブリ３０は運動安定性が良好である特徴を有する。
【００７４】
該実施形態において、回転軸１０とピストンアセンブリ３０とが摺動自在に連結され、且つ可変容積チャンバ３１の容積が回転軸１０の回動に伴って変化する。本発明における回転軸１０とピストンアセンブリ３０とが摺動自在に連結されているため、ピストンアセンブリ３０の運動信頼性を確保し、ピストンアセンブリ３０が運動不能になる問題を効果的に回避し、これにより、可変容積チャンバ３１の容積が規律的に変化する。
【００７５】
図３、図９乃至図１６に示すように、ピストンアセンブリ３０はピストンスリーブ３３及びピストン３２を含み、ピストンスリーブ３３はシリンダー２０内に回転可能に設けられ、ピストン３２は、可変容積チャンバ３１を形成するようにピストンスリーブ３３内に摺動自在に設けられ、且つ可変容積チャンバ３１がピストン３２の摺動方向にある。
【００７６】
該具体的な実施例において、ピストンアセンブリ３０と回転軸１０とが摺動自在に嵌合され、且つ回転軸１０の回動に伴って、ピストンアセンブリ３０は回転軸１０に対して直線運動する傾向があり、これにより、その回動が局所直線運動に変わる。ピストン３２とピストンスリーブ３３とが摺動自在に連結されているため、回転軸１０の駆動により、ピストン３２が運動不能になることを効果的に回避し、これにより、ピストン３２、回転軸１０及びピストンスリーブ３３の運動信頼性を確保したうえで、流体機械の運転安定性を向上させる。
【００７７】
なお、本発明における回転軸１０は偏心構造を備えないので、流体機械の振動低減に寄与する。
【００７８】
具体的には、ピストン３２は、回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を摺動する（図１９を参照）。ピストンアセンブリ３０、シリンダー２０及び回転軸１０でクロススライダ機構が形成されているため、ピストンアセンブリ３０及びシリンダー２０の安定した連続運動を実現するとともに、可変容積チャンバ３１の規律的な容積変化を保証することにより、流体機械の運転安定性を確保したうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【００７９】
図３、図９乃至図１６に示すように、ピストン３２は滑り溝３２３を有し、回転軸１０が滑り溝３２３内を摺動し、ピストン３２は、回転軸１０の駆動により回転軸１０とともに回転すると同時に、回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を往復摺動する。ピストン３２を回転軸１０に対して回転往復運動させるのではなく、直線運動させるため、偏心質量を効果的に低下させ、回転軸１０及びピストン３２に加わる横力を小さくすることにより、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、ポンプアセンブリ９３の運転安定性及び信頼性を確保し、流体機械が振動するおそれを低減し、流体機械の構造の簡素化を図る。
【００８０】
該滑り溝３２３は直線スロットであり、且つ該滑り溝の延伸方向が回転軸１０の軸線に垂直になる。
【００８１】
オプションとして、ピストン３２は柱状であってもよい。オプションとして、ピストン３２は円柱状又は非円柱状であってもよい。
【００８２】
図９に示すように、ピストン３２は、ピストン３２の垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、円弧形表面がシリンダー２０の内表面に適応的に嵌合され、且つ円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍がシリンダー２０の内径と等しい。このように、排気中に隙間容積が０となることを実現できる。なお、ピストン３２がピストンスリーブ３３内に置かれる場合、ピストン３２の垂直二等分面がピストンスリーブ３３の軸方向平面である。
【００８３】
図３に示すように、ピストンスリーブ３３には、ピストンスリーブ３３の径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴３１１を有し、ピストン３２は、往復直線運動するようにガイド穴３１１内に摺動自在に設けられている。ピストン３２がガイド穴３１１内に摺動自在に設けられているため、ピストン３２がガイド穴３１１内を左右運動するときに、可変容積チャンバ３１の容積を絶えず変化させることができ、これにより、圧縮機の吸気、排気安定性を確保する。
【００８４】
ピストン３２がピストンスリーブ３３内を回転することを防止するために、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、一対の平行した直線的セグメントは、ピストンスリーブ３３の一対の平行した内壁面が投影してなり、ピストン３２は、ガイド穴３１１の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する。上述のような構造で嵌合されているピストン３２及びピストンスリーブ３３によれば、ピストン３２は密封効果を保ちつつ、ピストンスリーブ３３内を安定して摺動することができる。
【００８５】
オプションとして、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の円弧形のセグメントを有してもよく、該一対の円弧形のセグメントと一対の平行した直線的セグメントとは、不規則な断面形状を形成するように接続されている。
【００８６】
ピストンスリーブ３３の外周面はシリンダー２０の内壁面に共形になるように形状設定されている。これにより、ピストンスリーブ３３とシリンダー２０との間、及びガイド穴３１１とピストン３２との間は大面積にわたって密封されているとともに、機械全体もそれぞれ大面積にわたって密封されており、漏洩低減に寄与する。
【００８７】
図１７に示すように、ピストンスリーブ３３は、下フランジ６０側に向かって突出する連結軸３３１を有し、連結軸３３１は下フランジ６０の連結穴内に入れ子式に設置されている。ピストンスリーブ３３は連結軸３３１を介して下フランジ６０に同軸に入れ子式に設置されているため、両者の連結信頼性を確保したうえで、ピストンスリーブ３３の運動安定性を向上させる。
【００８８】
図１７に示す好適な実施形態において、ピストンスリーブ３３の下フランジ６０側に向かう第１のスラスト面３３２は下フランジ６０の表面に接触する。これにより、ピストンスリーブ３３及び下フランジ６０の位置決めを確実に行う。
【００８９】
具体的には、本発明におけるピストンスリーブ３３は、同軸であるが直径が異なる２つのセグメントの円柱体を含み、上半部の外径がシリンダー２０の内径と等しく、ガイド穴３１１の軸心はシリンダー２０の軸に垂直になるとともに、ピストン３２に嵌合されており、ガイド穴３１１の外形はピストン３２の外形と一致し、往復運動中、気体圧縮を実現する。上半部の下端面には、第１のスラスト面である同心状の連結軸３３１を有し、下フランジ６０の端面に嵌合され、構造の摩擦面積を小さくする。下半部は中空柱体であり、つまり短軸であり、短軸の軸線は下フランジ６０の軸線と同軸であり、運動中、同軸に回動する。
【００９０】
図３に示すように、ピストン３２は、回転軸１０を支持するための第４のスラスト面３３６を有し、回転軸１０の下フランジ６０側に向かう端面は第４のスラスト面３３６に支持されている。これにより、回転軸１０はピストン３２内に支持される。
【００９１】
本発明における回転軸１０は軸体１６及びコネクタ１７を含み、コネクタ１７は軸体１６の第１端に設けられるとともに、ピストンアセンブリ３０に連結される。コネクタ１７が備えられるため、コネクタ１７とピストンアセンブリ３０のピストン３２の組み立て及び運動信頼性を確保する。
【００９２】
オプションとして、軸体１６は、モータアセンブリ９２に連結される堅牢性を向上させるように、一定の粗さを有してもよい。
【００９３】
図７に示すように、コネクタ１７は２つの対称に設けられた滑り嵌合面１１１を有する。滑り嵌合面１１１は対称に設けられているため、２つの滑り嵌合面１１１に加わる力がより均一になり、回転軸１０とピストン３２の運動信頼性を確保する。
【００９４】
図７及び図８に示すように、滑り嵌合面１１１と回転軸１０の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り溝３２３の内壁面とは、回転軸１０の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【００９５】
オプションとして、コネクタ１７は軸体１６の軸線に垂直な平面において四角形をなしてもよい。コネクタ１７は軸体１６の軸線に垂直な平面において四角形をなしているため、ピストン３２の滑り溝３２３に嵌合される場合、回転軸１０とピストン３２とが相対的に回動する問題を防止でき、両者の相対運動の信頼性を確保する。
【００９６】
回転軸１０とピストンアセンブリ３０との潤滑信頼性を確保するために、回転軸１０は潤滑油通路１３を有し、潤滑油通路１３は軸体１６及びコネクタ１７を貫通する。
【００９７】
オプションとして、潤滑油通路１３の少なくとも一部が回転軸１０の内部油路となってもよい。潤滑油通路１３の少なくとも一部が内部油路となるため、潤滑油が大量に漏れ出すことを効果的に回避し、潤滑油の流動信頼性を向上させる。
【００９８】
図７及び図８に示すように、コネクタ１７における潤滑油通路１３が外部油路となる。もちろん、潤滑油をピストン３２に円滑に到達させるために、コネクタ１７における潤滑油通路１３を外部油路となるように設けることで、潤滑油をピストン３２の滑り溝３２３の表面に粘着させることができ、回転軸１０とピストン３２との潤滑信頼性を確保する。
【００９９】
図７及び図８に示すように、コネクタ１７には、潤滑油通路１３に連通する通油穴１４を有する。通油穴１４が備えられるため、通油穴１４を経由する内部油路への注油を便利に行うことができ、これにより、回転軸１０とピストンアセンブリ３０との間の潤滑、運動信頼性を確保する。もちろん、通油穴１４は軸体１６に設けられてもよい。
【０１００】
該実施形態に示される流体機械は圧縮機であり、該圧縮機はディスペンサー部材９０、ハウジングアセンブリ９１、モータアセンブリ９２、ポンプアセンブリ９３、上蓋アセンブリ９４、下蓋及び取付板９５を含み、ディスペンサー部材９０はハウジングアセンブリ９１の外部に設けられ、上蓋アセンブリ９４はハウジングアセンブリ９１の上端に組み立てられ、下蓋及び取付板９５はハウジングアセンブリ９１の下端に組み立てられ、モータアセンブリ９２及びポンプアセンブリ９３は、それぞれハウジングアセンブリ９１の内部に位置し、且つモータアセンブリ９２はポンプアセンブリ９３の上方に設けられている。圧縮機のポンプアセンブリ９３は、上述した上フランジ５０、下フランジ６０、シリンダー２０、回転軸１０及びピストンアセンブリ３０を含む。
【０１０１】
オプションとして、上述した各部材は溶接、焼き嵌め、又は冷間プレスによって連結されてもよい。
【０１０２】
ポンプアセンブリ９３の組み立て工程全体は以下のようである。ピストン３２がガイド穴３１１に取り付けられ、連結軸３３１が下フランジ６０に取り付けられるとともに、シリンダー２０とピストンスリーブ３３とが同軸に取り付けられ、下フランジ６０がシリンダー２０に固定され、回転軸１０の滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り溝３２３の一対の平行した表面とが嵌合するように取り付けられ、上フランジ５０が回転軸１０の上半部に固定されるとともに、上フランジ５０がネジによってシリンダー２０に固定される。これにより、ポンプアセンブリ９３の組み立てが終了し、図５に示すようである。
【０１０３】
オプションとして、ガイド穴３１１が少なくとも２つであり、２つのガイド穴３１１が回転軸１０の軸方向に沿って間隔を置いて設けられ、ピストン３２が少なくとも２つであり、それぞれのガイド穴３１１ごとに１つのピストン３２が設けられるようにしてもよい。この場合、該圧縮機は１気筒複数の圧縮室式圧縮機であり、吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、トルク変動が相対的に小さい。
【０１０４】
オプションとして、本発明における圧縮機に吸気弁シートが備えられなくてもよく、これにより、吸気抵抗を効果的に小さくし、吸気雑音を低減し、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
【０１０５】
なお、該具体的な実施形態において、ピストン３２が１周した後、吸気、排気を２回行うことから、圧縮機は圧縮効率が高い特徴を持っている。吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、圧縮が元々１回であるが、２回に分けられているため、本発明における圧縮機のトルク変動が相対的に小さく、運転時に、排気抵抗が小さく、排気雑音を効果的に除去する。
【０１０６】
具体的には、図６、図９乃至図１４に示すように、本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁には圧縮吸気口２１及び第１の圧縮排気口２２を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、圧縮吸気口２１が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に接続される。
【０１０７】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、圧縮吸気口２１に連通する圧縮吸気サージタンク２３を有してもよい（図９乃至図１４を参照）。圧縮吸気サージタンク２３が備えられるため、ここには可変容積チャンバ３１を充分に吸気させることができるような大量の気体が蓄積し、これにより、圧縮機を充分に吸気させることができるとともに、吸気不足の場合、蓄積した気体を可変容積チャンバ３１にタイムリーに供給することができ、圧縮機の圧縮効率を確保する。
【０１０８】
具体的には、圧縮吸気サージタンク２３はシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、圧縮吸気サージタンク２３は、圧縮吸気口２１から第１の圧縮排気口２２のある側へ延伸し、且つ圧縮吸気サージタンク２３の延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と逆方向である。
【０１０９】
以下、圧縮機の運転を具体的に紹介する。
【０１１０】
【数４】
0006682616.tif 000005
【０１１１】
図１６、図１８、図１９に示すように、回転軸の軸心１５とピストンスリーブ軸心３３３とは偏心距離ｅだけずれており、ピストン質量中心軌跡３２２は円形である。
【０１１２】
具体的には、モータアセンブリ９２は回転軸１０を回動するように動かし、回転軸１０の滑り嵌合面１１１はピストン３２を運動するように駆動し、ピストン３２はピストンスリーブ３３を回動するように動かす。運動部材全体において、ピストンスリーブ３３は円運動しか行わず、ピストン３２は回転軸１０に対して往復運動する一方、ピストンスリーブ３３のガイド穴３１１に対して往復運動し、２つの往復運動は互いに垂直になりながら同時に行い、これにより、２つの方向における往復運動がクロススライダ機構運動方式となる。このようなクロススライダ機構に類似した複合運動によって、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して往復運動させ、該往復運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成されたキャビティを周期的に拡大させたり、縮小させたりする。一方、ピストン３２がシリンダー２０に対して円運動し、この円運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成された可変容積チャンバ３１を周期的に圧縮吸気口２１、排気口に連通する。以上の２つの相対運動の共同作用により、圧縮機は、吸気、圧縮、排気といった工程を完成することができる。
【０１１３】
また、本発明における圧縮機は、さらに、隙間容積が０であり、容積効率が高いメリットを有する。
【０１１４】
他の使用場面：該圧縮機は、吸気口と排気口の位置を逆にすることにより、膨張機として使用されることができる。即ち、圧縮機の排気口を膨張機の吸気口として、高圧気体を導入すると、他のプッシュ機構が回動し、膨張後、圧縮機の吸気口（膨張機の排気口）を介して気体を排出する。
【０１１５】
流体機械が膨張機となる場合、シリンダー２０のシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、膨張排気口が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の膨張吸気口に接続される。高圧気体が第１の膨張吸気口を介して可変容積チャンバ３１内に入った後、高圧気体はピストンアセンブリ３０を回転するようにプッシュし、ピストンスリーブ３３の回転により、ピストン３２を回転するように動かすと同時に、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して直線摺動させ、さらに、ピストン３２は回転軸１０を回転運動するように動かす。該回転軸１０を他の電力消費装置に連結することで、回転軸１０に仕事を出力させることができる。
【０１１６】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有してもよい。
【０１１７】
さらに、膨張排気サージタンクはシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、膨張排気サージタンクは膨張排気口から第１の膨張吸気口のある側へ延伸し、且つ膨張排気サージタンクの延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と逆方向である。
【０１１８】
第２の実施形態は以下の通りである。
【０１１９】
第１の実施形態に比べ、該実施形態では、滑り溝３２３付きのピストン３２を滑り穴３２１付きのピストン３２に置き換える。
【０１２０】
第２の実施形態の図面は図２０乃至図３８である。
【０１２１】
図２１、図３７、図３８に示すように、ピストン３２は回転軸１０の軸方向に沿って貫通して設けられた滑り穴３２１を有し、回転軸１０は滑り穴３２１を通りぬけ、ピストン３２は回転軸１０の駆動により回転軸１０とともに回転すると同時に、回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を往復摺動する。
【０１２２】
オプションとして、滑り穴３２１は長穴であってもよい。
【０１２３】
オプションとして、ピストン３２は柱状であってもよい。
【０１２４】
さらに、オプションとして、ピストン３２は円柱状又は非円柱状であってもよい。
【０１２５】
図２１、図３７、図３８に示すように、ピストン３２は、ピストン３２の垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、円弧形表面がシリンダー２０の内表面に適応的に嵌合され、且つ円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍がシリンダー２０の内径と等しい。このように、排気中に隙間容積が０となることを実現できる。なお、ピストン３２がピストンスリーブ３３内に置かれる場合、ピストン３２の垂直二等分面がピストンスリーブ３３の軸方向平面である。
【０１２６】
図２１、図３３、図３６に示す好適な実施形態において、ピストンスリーブ３３には、ピストンスリーブ３３の径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴３１１を有し、ピストン３２は、往復直線運動するようにガイド穴３１１内に摺動自在に設けられている。ピストン３２がガイド穴３１１内に摺動自在に設けられているため、ピストン３２がガイド穴３１１内を左右運動するときに、可変容積チャンバ３１の容積を絶えず変化させることができ、これにより、圧縮機の吸気、排気安定性を確保する。
【０１２７】
ピストン３２がピストンスリーブ３３内を回転することを防止するために、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、一対の平行した直線的セグメントは、ピストンスリーブ３３の一対の平行した内壁面が投影してなり、ピストン３２は、ガイド穴３１１の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する。上述のような構造で嵌合されているピストン３２及びピストンスリーブ３３によれば、ピストン３２は密封効果を保ちつつ、ピストンスリーブ３３内を安定して摺動することができる。
【０１２８】
オプションとして、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の円弧形のセグメントを有してもよく、該一対の円弧形のセグメントと一対の平行した直線的セグメントとは、不規則な断面形状を形成するように接続されている。
【０１２９】
ピストンスリーブ３３の外周面はシリンダー２０の内壁面に共形になるように形状設定されている。これにより、ピストンスリーブ３３とシリンダー２０との間、及びガイド穴３１１とピストン３２との間は大面積にわたって密封されているとともに、機械全体もそれぞれ大面積にわたって密封されており、漏洩低減に寄与する。
【０１３０】
図３６に示すように、ピストンスリーブ３３は、回転軸１０を支持するための第３のスラスト面３３５を有し、回転軸１０の下フランジ６０側に向かう端面は第３のスラスト面３３５に支持されている。これにより、回転軸１０はピストンスリーブ３３内に支持される。
【０１３１】
図２５に示すように、該実施形態における回転軸１０は軸体１６及びコネクタ１７を含み、コネクタ１７は軸体１６の第１端に設けられるとともに、ピストンアセンブリ３０に連結される。コネクタ１７が備えられるため、コネクタ１７とピストンアセンブリ３０のピストン３２の組み立て及び運動信頼性を確保する。
【０１３２】
オプションとして、軸体１６は、モータアセンブリ９２に連結される堅牢性を向上させるように、一定の粗さを有してもよい。
【０１３３】
図１５に示すように、コネクタ１７は２つの対称に設けられた滑り嵌合面１１１を有する。滑り嵌合面１１１は対称に設けられているため、２つの滑り嵌合面１１１に加わる力がより均一になり、回転軸１０とピストン３２の運動信頼性を確保する。
【０１３４】
図１５に示すように、滑り嵌合面１１１と回転軸１０の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り穴３２１の内壁面とは、回転軸１０の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【０１３５】
もちろん、コネクタ１７は軸体１６の軸線に垂直な平面において四角形をなすように構成されてもよい。コネクタ１７は軸体１６の軸線に垂直な平面において四角形をなしているため、ピストン３２の滑り穴３２１に嵌合される場合、回転軸１０とピストン３２とが相対的に回動する問題を防止でき、両者の相対運動の信頼性を確保する。
【０１３６】
回転軸１０とピストンアセンブリ３０との潤滑信頼性を確保するために、回転軸１０は潤滑油通路１３を有し、潤滑油通路１３は軸体１６及びコネクタ１７を貫通する。
【０１３７】
図２５及び図２６に示すように、潤滑油通路１３の少なくとも一部が回転軸１０の内部油路となってもよい。潤滑油通路１３の少なくとも一部が内部油路となるため、潤滑油が大量に漏れ出すことを効果的に回避し、潤滑油の流動信頼性を向上させる。コネクタ１７における潤滑油通路１３が外部油路となる。もちろん、潤滑油をピストン３２に円滑に到達させるために、コネクタ１７における潤滑油通路１３を外部油路となるように設けることで、潤滑油をピストン３２の滑り穴３２１の表面に粘着させることができ、回転軸１０とピストン３２との潤滑信頼性を確保する。そして、外部油路と内部油路とは通油穴１４を経由して連通する。通油穴１４が備えられるため、通油穴１４を経由する内部油路への注油を便利に行うことができ、回転軸１０とピストンアセンブリ３０との間の潤滑、運動信頼性を確保する。
【０１３８】
ポンプアセンブリ９３の組み立て工程全体は以下のようである。ピストン３２がガイド穴３１１に取り付けられ、連結軸３３１が下フランジ６０に取り付けられるとともに、シリンダー２０とピストンスリーブ３３とが同軸に取り付けられ、下フランジ６０がシリンダー２０に固定され、回転軸１０の滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り穴３２１の一対の平行した表面とが嵌合するように取り付けられ、上フランジ５０が回転軸１０の上半部に固定されるとともに、上フランジ５０がネジによってシリンダー２０に固定され、回転軸１０が第３のスラスト面３３５に接触する。これにより、ポンプアセンブリ９３の組み立てが終了し、図２３に示すようである。
【０１３９】
なお、該具体的な実施形態において、ピストン３２が１周した後、吸気、排気を２回行うことから、圧縮機は圧縮効率が高い特徴を持っている。吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、圧縮が元々１回であるが、２回に分けられているため、本発明における圧縮機のトルク変動が相対的に小さく、運転時に、排気抵抗が小さく、排気雑音を効果的に除去する。
【０１４０】
具体的には、図２７乃至図３２に示すように、本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁には圧縮吸気口２１及び第１の圧縮排気口２２を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、圧縮吸気口２１が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に接続される。
【０１４１】
シリンダー壁の内壁面には、圧縮吸気サージタンク２３を有し、圧縮吸気サージタンク２３は圧縮吸気口２１に連通する（図２７乃至図３２を参照）。圧縮吸気サージタンク２３が備えられるため、ここには可変容積チャンバ３１を充分に吸気させることができるような大量の気体が蓄積し、これにより、圧縮機を充分に吸気させることができるとともに、吸気不足の場合、蓄積した気体を可変容積チャンバ３１にタイムリーに供給することができ、圧縮機の圧縮効率を確保する。
【０１４２】
具体的には、圧縮吸気サージタンク２３はシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、圧縮吸気サージタンク２３は、圧縮吸気口２１から第１の圧縮排気口２２のある側へ延伸し、且つ圧縮吸気サージタンク２３の延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と逆方向である。
【０１４３】
以下、圧縮機の運転を具体的に紹介する。
【０１４４】
【数５】
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【０１４５】
なお、回転軸１０は上フランジ５０及びピストンスリーブ３３によって支持されているため、片持ちアーム支持構造が構成される。
【０１４６】
図３４及び図３５に示すように、回転軸の軸心１５とピストンスリーブ軸心３３３とは偏心距離ｅだけずれており、ピストン質量中心軌跡３２２は円形である。
【０１４７】
具体的には、モータアセンブリ９２は回転軸１０を回動するように動かし、回転軸１０の滑り嵌合面１１１はピストン３２を運動するように駆動し、ピストン３２はピストンスリーブ３３を回動するように動かす。運動部材全体において、ピストンスリーブ３３は円運動しか行わず、ピストン３２は回転軸１０に対して往復運動する一方、ピストンスリーブ３３のガイド穴３１１に対して往復運動し、２つの往復運動は互いに垂直になりながら同時に行い、これにより、２つの方向における往復運動がクロススライダ機構運動方式となる。このようなクロススライダ機構に類似した複合運動によって、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して往復運動させ、該往復運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成されたキャビティを周期的に拡大させたり、縮小させたりする。一方、ピストン３２がシリンダー２０に対して円運動し、この円運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成された可変容積チャンバ３１を周期的に圧縮吸気口２１、排気口に連通する。以上の２つの相対運動の共同作用により、圧縮機は、吸気、圧縮、排気といった工程を完成することができる。
【０１４８】
また、該実施形態における圧縮機は、さらに、隙間容積が０であり、容積効率が高いメリットを有する。
【０１４９】
他の使用場面：該圧縮機は、吸気口と排気口の位置を逆にすることにより、膨張機として使用されることができる。即ち、圧縮機の排気口を膨張機の吸気口として、高圧気体を導入すると、他のプッシュ機構が回動し、膨張後、圧縮機の吸気口（膨張機の排気口）を介して気体を排出する。
【０１５０】
流体機械が膨張機となる場合、シリンダー２０のシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、膨張排気口が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の膨張吸気口に接続される。高圧気体が第１の膨張吸気口を介して可変容積チャンバ３１内に入った後、高圧気体はピストンアセンブリ３０を回転するようにプッシュし、ピストンスリーブ３３の回転により、ピストン３２を回転するように動かすと同時に、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して直線摺動させ、さらに、ピストン３２は回転軸１０を回転運動するように動かす。該回転軸１０を他の電力消費装置に連結することで、回転軸１０に仕事を出力させることができる。
【０１５１】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有してもよい。
【０１５２】
さらに、膨張排気サージタンクはシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、膨張排気サージタンクは膨張排気口から第１の膨張吸気口のある側へ延伸し、且つ膨張排気サージタンクの延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と逆方向である。
【０１５３】
第３の実施形態は以下の通りである。
【０１５４】
第１の実施形態に比べ、該実施形態では、滑り溝３２３付きのピストン３２を滑り穴３２１付きのピストン３２に置き換える。さらに、排気弁アセンブリ４０、第２の圧縮排気口２４、支持板６１及びストッパプレート２６等の部材が増設されている。
【０１５５】
図３９乃至図５９に示すように、流体機械は上フランジ５０、下フランジ６０、シリンダー２０、回転軸１０及びピストンアセンブリ３０を含み、シリンダー２０は上フランジ５０と下フランジ６０との間に挟まれて設けられ、回転軸１０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定され、回転軸１０は上フランジ５０、シリンダー２０及び下フランジ６０を順に通りぬけ、ピストンアセンブリ３０は可変容積チャンバ３１を有し、ピストンアセンブリ３０はシリンダー２０内に回転可能に設けられるとともに、回転軸１０とピストンアセンブリ３０とは、可変容積チャンバ３１の容積を変化させるように駆動連結されている。上フランジ５０は第２の締結具７０を介してシリンダー２０に固定され、下フランジ６０は第３の締結具８０を介してシリンダー２０に固定される。
【０１５６】
オプションとして、第２の締結具７０及び／又は第３の締結具８０はネジ又はボルトであってもよい。
【０１５７】
なお、上フランジ５０の軸心及び下フランジ６０の軸心と回転軸１０の軸心とが同心となるように設けられるとともに、上フランジ５０の軸心及び下フランジ６０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられる。シリンダー２０が上述のように装着されるとは、シリンダー２０と回転軸１０又は上フランジ５０との偏心距離が固定されることを保証することができ、これにより、ピストンアセンブリ３０は運動安定性が良好である特徴を有する。
【０１５８】
本発明における回転軸１０とピストンアセンブリ３０とが摺動自在に連結され、且つ可変容積チャンバ３１の容積が回転軸１０の回動に伴って変化する。本発明における回転軸１０とピストンアセンブリ３０とが摺動自在に連結されているため、ピストンアセンブリ３０の運動信頼性を確保し、ピストンアセンブリ３０が運動不能になる問題を効果的に回避し、これにより、可変容積チャンバ３１の容積が規律的に変化する。
【０１５９】
図４０、図４６乃至図５２に示すように、ピストンアセンブリ３０はピストンスリーブ３３及びピストン３２を含み、ピストンスリーブ３３はシリンダー２０内に回転可能に設けられ、ピストン３２は、可変容積チャンバ３１を形成するようにピストンスリーブ３３内に摺動自在に設けられ、且つ可変容積チャンバ３１がピストン３２の摺動方向にある。
【０１６０】
該具体的な実施例において、ピストンアセンブリ３０と回転軸１０とが摺動自在に嵌合され、且つ回転軸１０の回動に伴って、ピストンアセンブリ３０は回転軸１０に対して直線運動する傾向があり、これにより、その回動が局所直線運動に変わる。ピストン３２とピストンスリーブ３３とが摺動自在に連結されているため、回転軸１０の駆動により、ピストン３２が運動不能になることを効果的に回避し、これにより、ピストン３２、回転軸１０及びピストンスリーブ３３の運動信頼性を確保したうえで、流体機械の運転安定性を向上させる。
【０１６１】
なお、本発明における回転軸１０は偏心構造を備えないので、流体機械の振動低減に寄与する。
【０１６２】
具体的には、ピストン３２は、回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を摺動する（図４６乃至図５２を参照）。ピストンアセンブリ３０、シリンダー２０及び回転軸１０でクロススライダ機構が形成されているため、ピストンアセンブリ３０及びシリンダー２０の安定した連続運動を実現するとともに、可変容積チャンバ３１の規律的な容積変化を保証することにより、流体機械の運転安定性を確保したうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【０１６３】
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して設けられた滑り穴３２１を有し、回転軸１０は滑り穴３２１を通りぬけ、ピストン３２は、回転軸１０の駆動により回転軸１０とともに回転すると同時に、回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を往復摺動する（図４６乃至図５２を参照）。ピストン３２を回転軸１０に対して回転往復運動させるのではなく、直線運動させるため、偏心質量を効果的に低下させ、回転軸１０及びピストン３２に加わる横力を小さくすることにより、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、ポンプアセンブリ９３の運転安定性及び信頼性を確保し、流体機械が振動するおそれを低減し、流体機械の構造の簡素化を図る。
【０１６４】
オプションとして、滑り穴３２１は長穴であってもよい。
【０１６５】
本発明におけるピストン３２は柱状である。オプションとして、ピストン３２は円柱状又は非円柱状であってもよい。
【０１６６】
図５４及び図５５に示すように、ピストン３２は、ピストン３２の垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、円弧形表面がシリンダー２０の内表面に適応的に嵌合され、且つ円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍がシリンダー２０の内径と等しい。このように、排気中に隙間容積が０となることを実現できる。なお、ピストン３２がピストンスリーブ３３内に置かれる場合、ピストン３２の垂直二等分面がピストンスリーブ３３の軸方向平面である。
【０１６７】
図４０及び図５６に示す好適な実施形態において、ピストンスリーブ３３には、ピストンスリーブ３３の径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴３１１を有し、ピストン３２は、往復直線運動するようにガイド穴３１１内に摺動自在に設けられている。ピストン３２がガイド穴３１１内に摺動自在に設けられているため、ピストン３２がガイド穴３１１内を左右運動するときに、可変容積チャンバ３１の容積を絶えず変化させることができ、これにより、流体機械の吸気、排気安定性を確保する。
【０１６８】
ピストン３２がピストンスリーブ３３内を回転することを防止するために、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、一対の平行した直線的セグメントは、ピストンスリーブ３３の一対の平行した内壁面が投影してなり、ピストン３２は、ガイド穴３１１の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する。上述のような構造で嵌合されているピストン３２及びピストンスリーブ３３によれば、ピストン３２は密封効果を保ちつつ、ピストンスリーブ３３内を安定して摺動することができる。
【０１６９】
オプションとして、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の円弧形のセグメントを有してもよく、該一対の円弧形のセグメントと一対の平行した直線的セグメントとは、不規則な断面形状を形成するように接続されている。
【０１７０】
ピストンスリーブ３３の外周面はシリンダー２０の内壁面に共形になるように形状設定されている。これにより、ピストンスリーブ３３とシリンダー２０との間、及びガイド穴３１１とピストン３２との間は大面積にわたって密封されているとともに、機械全体もそれぞれ大面積にわたって密封されており、漏洩低減に寄与する。
【０１７１】
図５６に示すように、ピストンスリーブ３３の下フランジ６０側に向かう第１のスラスト面３３２は下フランジ６０の表面に接触する。これにより、ピストンスリーブ３３及び下フランジ６０の位置決めを確実に行う。
【０１７２】
図４４に示すように、回転軸１０は、ピストンアセンブリ３０に摺動自在に嵌合された滑りセグメント１１を有し、滑りセグメント１１は回転軸１０の両端間に位置し、且つ滑りセグメント１１は滑り嵌合面１１１を有する。回転軸１０は滑り嵌合面１１１を介してピストン３２に摺動自在に嵌合されているため、両者の運動信頼性を確保し、両者が運動不能になることを効果的に回避する。
【０１７３】
オプションとして、滑りセグメント１１は２つの対称に設けられた滑り嵌合面１１１を有してもよい。滑り嵌合面１１１が対称に設けられているため、２つの滑り嵌合面１１１に加わる力がより均一になり、回転軸１０及びピストン３２の運動信頼性を確保する。
【０１７４】
図４６乃至図５２に示すように、滑り嵌合面１１１と回転軸１０の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り穴３２１の内壁面とは、回転軸１０の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【０１７５】
本発明における回転軸１０は潤滑油通路１３を有し、潤滑油通路１３は、回転軸１０の内部に設けられた内部油路、回転軸１０の外部に設けられた外部油路、及び内部油路と外部油路とを連通する通油穴１４を含む。潤滑油通路１３の少なくとも一部が内部油路となるため、潤滑油が大量に漏れ出すことを効果的に回避し、潤滑油の流動信頼性を向上させる。また、通油穴１４が備えられるため、内外油路を円滑に連通することができるとともに、通油穴１４を経由する潤滑油通路１３への注油を行うことも可能であり、これにより、潤滑油通路１３への注油便利性を確保する。
【０１７６】
図４４に示す好適な実施形態において、滑り嵌合面１１１には、回転軸１０の軸方向に沿って延びる外部油路を有する。滑り嵌合面１１１における潤滑油通路１３が外部油路とるため、潤滑油を滑り嵌合面１１１及びピストン３２に直接供給することができ、両者間で摩擦力が大きすぎて磨耗してしまうことを効果的に回避し、両者の運動円滑性を向上させる。
【０１７７】
本発明における圧縮機は支持板６１をさらに含み、支持板６１は下フランジ６０のシリンダー２０側から離れた端面に設けられているとともに、支持板６１は下フランジ６０と同軸心となるように設けられ、回転軸１０は下フランジ６０における貫通孔を通りぬけて支持板６１に支持され、支持板６１は、回転軸１０を支持するための第２のスラスト面６１１を有する。回転軸１０を支持するための支持板６１が備えられるため、各部材間の連結信頼性を向上させる。
【０１７８】
図４０及び図４１に示すように、ストッパプレート２６は第５の締結具８２を介してシリンダー２０に連結される。
【０１７９】
オプションとして、第５の締結具８２はボルト又はネジであってもよい。
【０１８０】
図４０及び図４１に示すように、本発明における圧縮機はストッパプレート２６をさらに含み、ストッパプレート２６は、回転軸１０を逃がすための逃がし穴を有し、ストッパプレート２６は下フランジ６０とピストンスリーブ３３との間に挟まれて設けられるとともに、ピストンスリーブ３３と同軸に設けられる。ストッパプレート２６が備えられるため、各部材のストッパ信頼性を確保する。
【０１８１】
図４０及び図４１に示すように、ストッパプレート２６は第４の締結具８１を介してシリンダー２０に連結される。
【０１８２】
オプションとして、第４の締結具８１はボルト又はネジであってもよい。
【０１８３】
具体的には、ピストンスリーブ３３は、下フランジ６０側に向かって突出する連結リップリング３３４を有し、連結リップリング３３４は逃がし穴内に入れ子式に設置されている。ピストンスリーブ３３とストッパプレート２６とが嵌合されているため、ピストンスリーブ３３の運動信頼性を確保する。
【０１８４】
具体的には、本発明におけるピストンスリーブ３３は、同軸であるが直径が異なる２つのセグメントの円柱体を含み、上半部の外径がシリンダー２０の内径と等しく、ガイド穴３１１の軸心はシリンダー２０の軸に垂直になるとともに、ピストン３２に嵌合されておい、ガイド穴３１１の外形はピストン３２の外形と一致し、往復運動中、気体圧縮を実現する。上半部の下端面には、第１のスラスト面である同心状の連結リップリング３３４を有し、下フランジ６０の端面に嵌合され、構造の摩擦面積を小さくする。下半部は中空柱体であり、つまり短軸であり、短軸の軸線は下フランジ６０の軸線と同軸であり、運動中、同軸に回動する。
【０１８５】
図３９に示すように、同図に示される流体機械は圧縮機であり、該圧縮機はディスペンサー部材９０、ハウジングアセンブリ９１、モータアセンブリ９２、ポンプアセンブリ９３、上蓋アセンブリ９４、下蓋及び取付板９５を含み、ディスペンサー部材９０はハウジングアセンブリ９１の外部に設けられ、上蓋アセンブリ９４はハウジングアセンブリ９１の上端に組み立てられ、下蓋及び取付板９５はハウジングアセンブリ９１の下端に組み立てられ、モータアセンブリ９２及びポンプアセンブリ９３は、それぞれハウジングアセンブリ９１の内部に位置し、且つモータアセンブリ９２はポンプアセンブリ９３の上方に設けられている。圧縮機のポンプアセンブリ９３は、上述した上フランジ５０、下フランジ６０、シリンダー２０、回転軸１０及びピストンアセンブリ３０を含む。
【０１８６】
オプションとして、上述した各部材は、溶接、焼き嵌め、又は冷間プレスによって連結されてもよい。
【０１８７】
ポンプアセンブリ９３の組み立て工程全体は以下のようである。ピストン３２がガイド穴３１１に取り付けられ、連結リップリング３３４がストッパプレート２６に取り付けられ、ストッパプレート２６が下フランジ６０に固定連結され、シリンダー２０とピストンスリーブ３３とが同軸に取り付けられ、下フランジ６０がシリンダー２０に固定され、回転軸１０の滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り穴３２１の一対の平行した表面とが嵌合するように取り付けられ、上フランジ５０が回転軸１０の上半部に固定されるとともに、上フランジ５０がネジによってシリンダー２０に固定される。これにより、ポンプアセンブリ９３の組み立てが終了し、図４２に示すようである。
【０１８８】
オプションとして、ガイド穴３１１が少なくとも２つであり、２つのガイド穴３１１が回転軸１０の軸方向に沿って間隔を置いて設けられ、ピストン３２が少なくとも２つであり、それぞれのガイド穴３１１ごとに１つのピストン３２が設けられるようにしてもよい。この場合、該圧縮機は１気筒複数の圧縮室式圧縮機であり、吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、トルク変動が相対的に小さい。
【０１８９】
オプションとして、本発明における圧縮機に吸気弁シートが備えられなくてもよく、これにより、吸気抵抗を効果的に小さくし、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
【０１９０】
なお、該具体的な実施形態において、ピストン３２が１周した後、吸気、排気を２回行うことから、圧縮機は圧縮効率が高い特徴を持っている。吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、圧縮が元々１回であるが、２回に分けられているため、本発明における圧縮機のトルク変動が相対的に小さく、運転時に、排気抵抗が小さく、排気雑音を効果的に除去する。
【０１９１】
具体的には、図４６乃至図５２に示すように、本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁には圧縮吸気口２１及び第１の圧縮排気口２２を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、圧縮吸気口２１が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に接続される。
【０１９２】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、圧縮吸気口２１に連通する圧縮吸気サージタンク２３を有してもよい（図４６乃至図５２を参照）。圧縮吸気サージタンク２３が備えられるため、ここには可変容積チャンバ３１を充分に吸気させることができるような大量の気体が蓄積し、これにより、圧縮機を充分に吸気させることができるとともに、吸気不足の場合、蓄積した気体を可変容積チャンバ３１にタイムリーに供給することができ、圧縮機の圧縮効率を確保する。
【０１９３】
具体的には、圧縮吸気サージタンク２３はシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、圧縮吸気サージタンク２３は、圧縮吸気口２１から第１の圧縮排気口２２のある側へ延伸し、且つ圧縮吸気サージタンク２３の延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と同方向である。
【０１９４】
本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁には第２の圧縮排気口２４を有し、第２の圧縮排気口２４は圧縮吸気口２１と第１の圧縮排気口２２との間に位置し、且つピストンアセンブリ３０の回動中、ピストンアセンブリ３０内の気体は一部が第２の圧縮排気口２４によって圧力をリリーフされてから、第１の圧縮排気口２２からすべて排出される。排気通路として第１の圧縮排気口２２を介して排気するものと第２の圧縮排気口２４を介して排気するものとの２つのみが設けられているため、気体の漏れ出しを低減し、シリンダー２０の密封面積を大きくする。
【０１９５】
オプションとして、圧縮機（つまり流体機械）は、第２の圧縮排気口２４に設けられた排気弁アセンブリ４０をさらに含んでもよい。第２の圧縮排気口２４に排気弁アセンブリ４０が設けられているため、可変容積チャンバ３１内の気体が大量に漏れ出すことを効果的に回避し、可変容積チャンバ３１の圧縮効率を確保する。
【０１９６】
図４３に示す好適な実施形態において、シリンダー壁の外壁には収容溝２５が開いており、第２の圧縮排気口２４が収容溝２５の溝底まで貫通し、排気弁アセンブリ４０が収容溝２５内に設けられている。排気弁アセンブリ４０を収容するための収容溝２５が設けられているため、排気弁アセンブリ４０が占める空間を小さくし、部材を適切に配設し、シリンダー２０の空間利用率を向上させる。
【０１９７】
具体的には、排気弁アセンブリ４０は排気弁シート４１及び弁シートリテーナ４２を含み、排気弁シート４１は収容溝２５内に設けられ、第２の圧縮排気口２４を遮蔽し、弁シートリテーナ４２は排気弁シート４１に重畳される。弁シートリテーナ４２が備えられるため、排気弁シート４１が必要以上に開かれることを効果的に回避し、シリンダー２０の排気性能を保証する。
【０１９８】
オプションとして、排気弁シート４１と弁シートリテーナ４２とは第１の締結具４３を介して連結されてもよい。さらに、第１の締結具４３はネジである。
【０１９９】
なお、本発明における排気弁アセンブリ４０は、可変容積チャンバ３１とポンプアセンブリ９３の外部空間を隔てることができ、背圧排気とされる。即ち、可変容積チャンバ３１が第２の圧縮排気口２４に連通した後、可変容積チャンバ３１の圧力が外部空間の圧力（排気圧力）よりも大きい場合、排気弁シート４１が開かれ、排気を開始する。連通後においても可変容積チャンバ３１の圧力が排気圧力よりも低い場合、排気弁シート４１が動作しない。この場合、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に連通するまで、圧縮機が運転、圧縮を継続し、可変容積チャンバ３１内の気体を外部空間に押し込み、排気工程を終了させる。第１の圧縮排気口２２の排気方式は強制排気方式である。
【０２００】
以下、圧縮機の運転を具体的に紹介する。
【０２０１】
【数６】
0006682616.tif 000007
【０２０２】
図５２に示すように、回転軸の軸心１５とピストンスリーブ軸心３３３とは偏心距離ｅだけずれており、ピストン質量中心軌跡は円形である。
【０２０３】
具体的には、モータアセンブリ９２は回転軸１０を回動するように動かし、回転軸１０の滑り嵌合面１１１はピストン３２を運動するように駆動し、ピストン３２はピストンスリーブ３３を回動するように動かす。運動部材全体において、ピストンスリーブ３３は円運動しか行わず、ピストン３２は回転軸１０に対して往復運動する一方、ピストンスリーブ３３のガイド穴３１１に対して往復運動し、２つの往復運動は互いに垂直になりながら同時に行い、これにより、２つの方向における往復運動がクロススライダ機構運動方式となる。このようなクロススライダ機構に類似した複合運動によって、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して往復運動させ、該往復運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成されたキャビティを周期的に拡大させたり、縮小させたりする。一方、ピストン３２がシリンダー２０に対して円運動し、この円運動により、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及びピストン３２で形成された可変容積チャンバ３１を周期的に圧縮吸気口２１、排気口に連通する。以上の２つの相対運動の共同作用により、圧縮機は、吸気、圧縮、排気といった工程を完成することができる。
【０２０４】
また、本発明における圧縮機は、さらに、隙間容積が０であり、容積効率が高いメリットを有する。
【０２０５】
本発明における圧縮機は可変圧力比圧縮機であり、圧縮機の運転状態に応じて、第１の圧縮排気口２２及び第２の圧縮排気口２４の位置を調整して圧縮機の排気圧力比を変化させることにより、圧縮機の排気性能を最適化することができる。第２の圧縮排気口２４が圧縮吸気口２１に近づくにつれ（時計回りに近づく）、圧縮機の排気圧力比が小さくなり、第２の圧縮排気口２４の位置が圧縮吸気口２１に近づくにつれ（反時計回りに近づく）、圧縮機の排気圧力が大きくなる。
【０２０６】
また、本発明における圧縮機は、さらに、隙間容積が０であり、容積効率が高いメリットを有する。
【０２０７】
他の使用場面：該圧縮機は、吸気口と排気口の位置を逆にすることにより、膨張機として使用されることができる。即ち、圧縮機の排気口を膨張機の吸気口として、高圧気体を導入すると、他のプッシュ機構が回動し、膨張後、圧縮機の吸気口（膨張機の排気口）を介して気体を排出する。
【０２０８】
流体機械が膨張機となる場合、シリンダー２０のシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、ピストンアセンブリ３０が吸気位置にある時、膨張排気口が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンアセンブリ３０が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の膨張吸気口に接続される。高圧気体が第１の膨張吸気口を介して可変容積チャンバ３１内に入った後、高圧気体はピストンアセンブリ３０を回転するようにプッシュし、ピストンスリーブ３３の回転により、ピストン３２を回転するように動かすと同時に、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して直線摺動させ、さらに、ピストン３２は回転軸１０を回転運動するように動かす。該回転軸１０を他の電力消費装置に連結することで、回転軸１０に仕事を出力させることができる。
【０２０９】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有してもよい。
【０２１０】
さらに、膨張排気サージタンクはシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、膨張排気サージタンクは膨張排気口から第１の膨張吸気口のある側へ延伸し、且つ膨張排気サージタンクの延伸方向はピストンアセンブリ３０の回動方向と同方向である。
【０２１１】
第４の実施形態は以下の通りである。
【０２１２】
第１の実施形態に比べ、該実施形態では、滑り溝３２３付きのピストン３２を滑り穴３２１付きのピストン３２に置き換える。さらに、排気弁アセンブリ４０、第２の圧縮排気口２４、支持板６１等の部材が増設されている。
【０２１３】
図６０乃至図８０に示すように、流体機械は上フランジ５０、下フランジ６０、シリンダー２０、回転軸１０、ピストンスリーブ３３、ピストンスリーブ軸３４及びピストン３２を含み、ピストンスリーブ３３はシリンダー２０内に回転可能に設けられ、ピストンスリーブ軸３４は上フランジ５０を通りぬけてピストンスリーブ３３に固定連結され、ピストン３２は可変容積チャンバ３１を形成するようにピストンスリーブ３３内に摺動自在に設けられ、、且つ可変容積チャンバ３１がピストン３２の摺動方向にある。回転軸１０の軸心とシリンダー２０の軸心が偏心して設けられ、且つ偏心距離が固定され、回転軸１０は下フランジ６０及びシリンダー２０を順に通りぬけてピストン３２に摺動自在に嵌合され、ピストンスリーブ軸３４の駆動により、ピストンスリーブ３３はピストンスリーブ軸３４に同期して回動し、ピストン３２をピストンスリーブ３３内を摺動するように駆動することにより可変容積チャンバ３１の容積を変化させ、同時に、回転軸１０はピストン３２の駆動により回動する。上フランジ５０は第２の締結具７０を介してシリンダー２０に固定され、下フランジ６０は第３の締結具８０を介してシリンダー２０に固定される。
【０２１４】
オプションとして、第２の締結具７０及び／又は第３の締結具８０はネジ又はボルトであってもよい。
【０２１５】
回転軸１０とシリンダー２０との偏心距離を固定しているので、回転軸１０及びシリンダー２０は運動中それぞれの軸心回りに回転し、且つ質量中心位置が変わらないため、ピストン３２及びピストンスリーブ３３がシリンダー２０内を運動する際に、安定した連続回動を実現でき、流体機械の振動を効果的に緩和するとともに、可変容積チャンバの規律的な容積変化や隙間容積の減少を保証し、これにより、流体機械の運転安定性を向上させたうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【０２１６】
本発明における流体機械は、ピストンスリーブ軸３４によってピストンスリーブ３３を回動するように駆動しながら、ピストン３２を回動するように動かし、これにより、可変容積チャンバ３１の容積を変化させるようにピストン３２をピストンスリーブ３３内を摺動させ、一方、回転軸１０はピストン３２の駆動により回動し、これにより、ピストンスリーブ３３及び回転軸１０にそれぞれ曲げ変形及びねじり変形が加わり、単一部材の全体的な変形を低減し、回転軸１０の構造強度への要求を低下させ、ピストンスリーブ３３の端面と上フランジ５０の端面との間の漏洩を効果的に低減することができる。
【０２１７】
なお、上フランジ５０とシリンダー２０とが同軸心となるように設けられるとともに、下フランジ６０の軸心とシリンダー２０の軸心とが偏心して設けられる。シリンダー２０が上述のように装着されると、シリンダー２０と回転軸１０又は上フランジ５０との偏心距離が固定されることを保証することができ、これにより、ピストンスリーブ３３は運動安定性が良好である特徴を有する。
【０２１８】
図７４乃至図８０に示す好適な実施形態において、ピストン３２と回転軸１０とが摺動自在に嵌合され、且つピストン３２はピストンスリーブ３３の駆動により、回転軸１０を回動させ、ピストン３２は回転軸１０に対して直線運動する傾向がある。ピストン３２とピストンスリーブ３３とが摺動自在に連結されているため、ピストン３２が運動不能になることを効果的に回避し、これにより、ピストン３２、回転軸１０及びピストンスリーブ３３の運動信頼性を確保したうえで、流体機械の運転安定性を向上させる。
【０２１９】
ピストン３２、ピストンスリーブ３３、シリンダー２０及び回転軸１０でクロススライダ機構が形成されているため、ピストン３２、ピストンスリーブ３３及びシリンダー２０の安定した連続運動を実現するとともに、可変容積チャンバ３１の規律的な容積変化を保証することにより、流体機械の運転安定性を確保したうえで、熱交換装置の動作信頼性を向上させる。
【０２２０】
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して設けられた滑り穴３２１を有し、回転軸１０は滑り穴３２１を通りぬけ、回転軸１０はピストン３２の駆動によりピストンスリーブ３３及びピストン３２とともに回転すると同時に、ピストン３２は回転軸１０の軸線に垂直な方向に沿ってピストンスリーブ３３内を往復摺動する（図７４乃至図８０を参照）。ピストン３２を回転軸１０に対して回転往復運動させるのではなく、直線運動させるため、偏心質量を効果的に低下させ、回転軸１０及びピストン３２に加わる横力を小さくすることにより、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、ポンプアセンブリ９３の運転安定性及び信頼性を確保し、流体機械が振動するおそれを低減し、流体機械の構造の簡素化を図る。
【０２２１】
オプションとして、滑り穴３２１は長穴であってもよい。
【０２２２】
本発明におけるピストン３２は柱状である。オプションとして、ピストン３２は円柱状又は非円柱状であってもよい。
【０２２３】
図７４乃至図８０に示すように、ピストン３２は、ピストン３２の垂直二等分面に沿って対称に設けられた一対の円弧形表面を有し、円弧形表面がシリンダー２０の内表面に適応的に嵌合され、且つ円弧形表面の円弧面の曲率半径の２倍がシリンダー２０の内径と等しい。このように、排気中に隙間容積が０となることを実現できる。なお、ピストン３２がピストンスリーブ３３内に置かれる場合、ピストン３２の垂直二等分面がピストンスリーブ３３の軸方向平面である。
【０２２４】
図６７及び図６８に示すように、ピストンスリーブ３３には、ピストンスリーブ３３の径方向に沿って貫通して設けられたガイド穴３１１を有し、ピストン３２は、往復直線運動するようにガイド穴３１１内に摺動自在に設けられている。ピストン３２がガイド穴３１１内に摺動自在に設けられているため、ピストン３２がガイド穴３１１内を左右運動するときに、可変容積チャンバ３１の容積を絶えず変化させることができ、これにより、流体機械の吸気、排気安定性を確保する。
【０２２５】
ピストン３２がピストンスリーブ３３内を回転することを防止するために、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の平行した直線的セグメントを有し、一対の平行した直線的セグメントは、ピストンスリーブ３３の一対の平行した内壁面が投影してなり、ピストン３２は、ガイド穴３１１の一対の平行した内壁面に共形になるように形状設定されながら滑り嵌合される外形輪郭を有する。上述のような構造で嵌合されているピストン３２及びピストンスリーブ３３によれば、ピストン３２は密封効果を保ちつつ、ピストンスリーブ３３内を安定して摺動することができる。
【０２２６】
オプションとして、ガイド穴３１１が下フランジ６０に正投影したものは、一対の円弧形のセグメントを有してもよく、該一対の円弧形のセグメントと一対の平行した直線的セグメントとは、不規則な断面形状を形成するように接続されている。
【０２２７】
ピストンスリーブ３３の外周面はシリンダー２０の内壁面に共形になるように形状設定されている。これにより、ピストンスリーブ３３とシリンダー２０との間、及びガイド穴３１１とピストン３２との間は大面積にわたって密封されているとともに、機械全体もそれぞれ大面積にわたって密封されており、漏洩低減に寄与する。
【０２２８】
図６８に示すように、ピストンスリーブ３３の下フランジ６０側に向かう第１のスラスト面３３２は下フランジ６０の表面に接触する。これにより、ピストンスリーブ３３及び下フランジ６０の位置決めを確実に行う。
【０２２９】
図６１に示すように、回転軸１０は、ピストン３２に摺動自在に嵌合された滑りセグメント１１を有し、滑りセグメント１１は回転軸１０の下フランジ６０から離れた一端に位置し、且つ滑りセグメント１１は滑り嵌合面１１１を有する。回転軸１０は滑り嵌合面１１１を介してピストン３２に摺動自在に嵌合されているため、両者の運動信頼性を確保し、両者が運動不能になることを効果的に回避する。
【０２３０】
オプションとして、滑りセグメント１１は２つの対称に設けられた滑り嵌合面１１１を有してもよい。滑り嵌合面１１１が対称に設けられているため、２つの滑り嵌合面１１１に加わる力がより均一になり、回転軸１０及びピストン３２の運動信頼性を確保する。
【０２３１】
図６１に示すように、滑り嵌合面１１１と回転軸１０の軸方向平面とが平行であり、滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り溝３２３の内壁面とは、回転軸１０の軸線に垂直な方向において摺動自在に嵌合する。
【０２３２】
本発明におけるピストンスリーブ軸３４はピストンスリーブ軸３４の軸方向に沿って貫通して設けられた第１の潤滑油通路３４１を有し、回転軸１０は第１の潤滑油通路３４１に連通する第２の潤滑油通路１３１を有し、第２の潤滑油通路１３１の少なくとも一部が回転軸１０の内部油路となる。第２の潤滑油通路１３１の少なくとも一部が内部油路となるため、潤滑油が大量に漏れ出すことを効果的に回避し、潤滑油の流動信頼性を向上させる。
【０２３３】
図６１及び図６３に示すように、滑り嵌合面１１１における第２の潤滑油通路１３１が外部油路となる。滑り嵌合面１１１における第２の潤滑油通路１３１が外部油路となるため、潤滑油を滑り嵌合面１１１及びピストン３２に直接供給することができ、両者間の摩擦力が大きすぎて磨耗してしまうことを効果的に回避し、これにより、両者の運動円滑性を向上させる。
【０２３４】
図６１及び図６３に示すように、回転軸１０は通油穴１４を有し、内部油路は通油穴１４を経由して外部油路に連通する。通油穴１４が備えられるため、内外油路を円滑に連通することができ、且つ通油穴１４を経由する第２の潤滑油通路１３１への注油行うことも可能であり、これにより、第２の潤滑油通路１３１への注油便利性を確保する。
【０２３５】
図６１乃至図６３に示すように、本発明における流体機械は支持板６１をさらに含み、支持板６１は下フランジ６０のシリンダー２０側から離れた端面に設けられているとともに、支持板６１は下フランジ６０と同軸心となるように設けられて回転軸１０を支持し、回転軸１０は下フランジ６０における貫通孔を通りぬけて支持板６１に支持され、支持板６１は回転軸１０を支持するための第２のスラスト面６１１を有する。回転軸１０を支持するための支持板６１が備えられるため、各部材間の連結信頼性を向上させる。
【０２３６】
図６１に示すように、支持板６１は第５の締結具８２を介して下フランジ６０に連結される。
【０２３７】
オプションとして、第５の締結具８２はボルト又はネジであってもよい。
【０２３８】
図６１に示すように、下フランジ６０には、第３の締結具８０が通りぬけるための４つのポンプネジ穴、及び第５の締結具８２が通りぬけるための３つの支持ディスクネジ穴が分布し、４つのポンプネジ穴の中心で形成された円と軸受けの中心とが偏心し、その偏心量の大きさをｅとし、その大きさによってポンプが組み立てられる偏心量が決められ、ピストンスリーブ３３が１回転した後、気体容積がＶ＝２＊２ｅ＊Ｓになり、ただし、Ｓはピストン３２の本体構造の横断面積である。支持ディスクネジ穴の中心が下フランジ６０の軸心と重合し、第５の締結具８２に嵌合されて支持板６１を固定する。
【０２３９】
図６１に示すように、支持板６１は円柱体構造であり、３つの第５の締結具８２が通りぬけるためのネジ穴が分布し、支持板６１の回転軸１０側に向かう表面は、回転軸１０の底面に嵌合されるように一定の粗さを有する。
【０２４０】
図６０に示すように、同図に示される流体機械は圧縮機であり、該圧縮機はディスペンサー部材９０、ハウジングアセンブリ９１、モータアセンブリ９２、ポンプアセンブリ９３、上蓋アセンブリ９４、下蓋及び取付板９５を含み、ディスペンサー部材９０はハウジングアセンブリ９１の外部に設けられ、上蓋アセンブリ９４はハウジングアセンブリ９１の上端に組み立てられ、下蓋及び取付板９５はハウジングアセンブリ９１の下端に組み立てられ、モータアセンブリ９２及びポンプアセンブリ９３はそれぞれハウジングアセンブリ９１の内部に位置し、且つモータアセンブリ９２はポンプアセンブリ９３の上方に設けられている。圧縮機のポンプアセンブリ９３は上述した上フランジ５０、下フランジ６０、シリンダー２０、回転軸１０、ピストン３２、ピストンスリーブ３３、ピストンスリーブ軸３４等を含む。
【０２４１】
オプションとして、上述した各部材は溶接、焼き嵌め、或冷間プレスによって連結されてもよい。
【０２４２】
ポンプアセンブリ９３の組み立て工程全体は以下のようである。ピストン３２がガイド穴３１１に取り付けられ、シリンダー２０がピストンスリーブ３３に同軸に取り付けられ、下フランジ６０がシリンダー２０に固定され、回転軸１０の滑り嵌合面１１１とピストン３２の滑り穴３２１の一対の平行した表面とが嵌合するように取り付けられ、上フランジ５０がピストンスリーブ軸３４に固定されるとともに、上フランジ５０がネジによってシリンダー２０に固定される。これにより、ポンプアセンブリ９３の組み立てが終了し、図６３に示すようである。
【０２４３】
オプションとして、ガイド穴３１１が少なくとも２つであり、２つのガイド穴３１１が回転軸１０の軸方向に沿って間隔を置いて設けられ、ピストン３２が少なくとも２つであり、それぞれのガイド穴３１１ごとに１つのピストン３２が設けられるようにしてもよい。この場合、該圧縮機は１気筒複数の圧縮室式圧縮機であり、吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、トルク変動が相対的に小さい。
【０２４４】
オプションとして、本発明における圧縮機に吸気弁シートが備えられなくてもよく、これにより、吸気抵抗を効果的に小さくし、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。
【０２４５】
なお、該具体的な実施形態において、ピストン３２が１周した後、吸気、排気を２回行うことから、圧縮機は圧縮効率が高い特徴を持っている。吐出容量が同じである１気筒ローラー圧縮機に比べ、圧縮が元々１回であるが、２回に分けられているため、本発明における圧縮機のトルク変動が相対的に小さく、運転時に、排気抵抗が小さく、排気雑音を効果的に除去する。
【０２４６】
具体的には、図７４乃至図８０に示すように、本発明におけるシリンダー２０のシリンダー壁には圧縮吸気口２１及び第１の圧縮排気口２２を有し、ピストンスリーブ３３が吸気位置にある時、圧縮吸気口２１が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンスリーブ３３が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に接続される。
【０２４７】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、圧縮吸気口２１に連通する圧縮吸気サージタンク２３を有してもよい（図７４乃至図８０を参照）。圧縮吸気サージタンク２３が備えられるため、ここには可変容積チャンバ３１を充分に吸気させることができるような大量の気体が蓄積し、これにより、圧縮機を充分に吸気させることができるとともに、吸気不足の場合、蓄積した気体を可変容積チャンバ３１にタイムリーに供給することができ、圧縮機の圧縮効率を確保する。
【０２４８】
具体的には、圧縮吸気サージタンク２３はシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、圧縮吸気サージタンク２３の両端は、それぞれ圧縮吸気口２１から第１の圧縮排気口２２のある位置へ延伸する。
【０２４９】
オプションとして、圧縮吸気口２１に対して、圧縮吸気サージタンク２３は、ピストンスリーブ３３の回動方向と同方向における延伸セグメントのアーク長がその逆方向における延伸セグメントのアーク長よりも大きく形成されてもよい。
【０２５０】
以下、圧縮機の運転を具体的に紹介する。
【０２５１】
【数７】
0006682616.tif 000008
【０２５２】
図６５及び図７４に示すように、回転軸の軸心１５とピストンスリーブ軸心３３３とは偏心距離ｅだけずれており、ピストン質量中心軌跡３２２は円形である。
【０２５３】
ピストンスリーブ３３と回転軸１０とが偏心して取り付けられ、ピストンスリーブ軸３４がモータアセンブリ９２に連結され、モータアセンブリ９２はピストンスリーブ３３を回動するように直接駆動し、ピストンスリーブ駆動構造である。ピストンスリーブ３３の回動により、ピストン３２を回転するように動かし、ピストン３２が回転軸支持面によって回転軸１０を回転するように動かし、ピストン３２、ピストンスリーブ３３、回転軸１０は回転中、他のポンプ部材に嵌合されて吸気、圧縮及び排気工程を完成し、１循環周期は２πである。回転軸１０が時計回りに回動する。
【０２５４】
具体的には、モータアセンブリ９２はピストンスリーブ軸３４を回転運動するように駆動し、ガイド穴３１１はピストン３２を回転運動するように駆動するが、ピストン３２はピストンスリーブ３３に対して往復運動しか行わない。ピストン３２はさらに回転軸１０を回転運動するように動かすが、ピストン３２は回転軸１０に対して同様に往復運動しか行わず、この往復運動とピストンスリーブ３３-ピストン３２の往復運動とが互いに垂直になる。往復運動中、ポンプアセンブリが全体として吸気、圧縮、排気工程を完成する。ピストンの運動中、ピストン３２-ピストンスリーブ３３、ピストン３２-回転軸１０という２つの互いに垂直になる往復運動によって、ピストン３２の質量中心軌跡が円形になり、円直径が偏心量ｅと等しく、円心が回転軸１０の中心とピストンスリーブ３３の中心との接続線の中点にあり、回転周期がπである。
【０２５５】
ピストンはピストンスリーブ３３のガイド穴３１１及びシリンダー２０の内周面において２つのキャビティを形成し、ピストンスリーブ３３が１回転すると、２つのキャビティはそれぞれ吸気、圧縮、排気工程を完成するが、２つのキャビティの吸気・排気・圧縮は１８０°位相がずれている点で相違する。そのうち一方のキャビティを例として、ポンプアセンブリ９３の吸気、排気、圧縮工程を以下のように説明する。キャビティが圧縮吸気口２１に連通する時に、吸気を開始する（図７５及び図７６を参照）。ピストンスリーブ３３は、引き続きピストン３２、回転軸１０を時計回りに回転するように動かし、可変容積チャンバ３１が圧縮吸気口２１から分離されると、吸気全体が終了し、この場合、キャビティが完全に密封され、圧縮を開始する(を参照図７７)。回転し続け、気体を絶え間なく圧縮し、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２に連通する時に、排気を開始する（図７８を参照）。回転し続け、可変容積チャンバ３１が第１の圧縮排気口２２から完全に分離されるまで、絶え間なく圧縮すると同時に絶え間なく排気し、吸気、圧縮、排気工程全体が終了する（図７９及び８０を参照）。その後、可変容積チャンバ３１が一定の角度だけ回転した後、再び圧縮吸気口２１に連結され、次の循環に入る。
【０２５６】
本発明におけるポンプアセンブリ９３は固定圧力比ポンプ構造であり、２つの可変容積チャンバ３１はＶ＝２＊２ｅ＊Ｓであり、Ｓはピストンの横断面積である。
【０２５７】
また、本発明における圧縮機は、さらに、隙間容積が０であり、容積効率が高いメリットを有する。
【０２５８】
注目すべき点として、回転軸が上フランジ５０、シリンダー２０及び下フランジ６０を順に通りぬける構成に対して、本発明における圧縮機では、ピストンスリーブ３３がピストン３２を回転するように動かし、ピストン３２が回転軸１０を回転するように動かし、ピストンスリーブ３３及び回転軸１０にそれぞれ曲げ変形及びねじり変形が加わる構成となっており、変形や磨耗を効果的に低減することができ、ピストンスリーブ３３の端面と上フランジ５０の端面との間の漏洩を低減することができる。該構成にとって、ピストンスリーブ軸３４とピストンスリーブ３３とが一体成形されることが大切である。且つ、回転軸１０とピストンスリーブ軸３４とを偏心させるように、上、下フランジの軸心が偏心して設けられる。
【０２５９】
他の使用場面：該圧縮機は、吸気口と排気口の位置を逆にすることにより、膨張機として使用されることができる。即ち、圧縮機の排気口を膨張機の吸気口として、高圧気体を導入すると、他のプッシュ機構が回動し、膨張後、圧縮機の吸気口（膨張機の排気口）を介して気体を排出する。
【０２６０】
流体機械が膨張機となる場合、シリンダー２０のシリンダー壁には膨張排気口及び第１の膨張吸気口を有し、ピストンスリーブ３３が吸気位置にある時、膨張排気口が可変容積チャンバ３１に接続され、ピストンスリーブ３３が排気位置にある時、可変容積チャンバ３１が第１の膨張吸気口に接続される。高圧気体が第１の膨張吸気口を介して可変容積チャンバ３１内に入った後、高圧気体はピストンスリーブ３３を回転するようにプッシュし、ピストンスリーブ３３の回転により、ピストン３２を回転するように動かすと同時に、ピストン３２をピストンスリーブ３３に対して直線摺動させ、さらに、ピストン３２は回転軸１０を回転運動するように動かす。該回転軸１０を他の電力消費装置に連結することで、回転軸１０に仕事を出力させることができる。
【０２６１】
オプションとして、シリンダー壁の内壁面には、膨張排気口に連通する膨張排気サージタンクを有してもよい。
【０２６２】
さらに、膨張排気サージタンクはシリンダー２０の径方向平面において円弧形のセグメントとなり、膨張排気サージタンクの両端はそれぞれ膨張排気口から第１の膨張吸気口のある位置へ延伸する。
【０２６３】
オプションとして、膨張排気サージタンクのピストンスリーブ３３の回動方向と同方向における延伸セグメントのアーク長は、その逆方向における延伸セグメントのアーク長よりも小さく形成されてもよい。
【０２６４】
なお、ここに使用される用語は、あくまでも具体的な実施形態を説明するためのものであり、本願による例示的な実施形態を限定することを意図していない。ここに使用されるように、文脈上、そうでないとする明確な指示がない限り、単数形が使用されていても、複数形を含むものとする。また、本明細書に「含む」及び／又は「有する」といった用語が使用される場合、特徴、ステップ、操作、デバイス、アセンブリー及び／又はそれらの組み合わせがあることを示す。
【０２６５】
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲並びに上記図面に言及された「第１」、「第２」等の用語は、類似した対象を区別するためのものであり、特定の順番又は前後順序を説明するためのものではない。ここで説明した本発明の実施例をここで示した又は説明した順番以外の順番で実施可能なものにするために、このように使用されたデータは適した場合であれば互いに取り替え可能なことは、理解されるべきである。
【０２６６】
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定することは意図していない。当業者であれば、本発明に様々な変更や変形が可能である。本発明の思想や原則内の如何なる修正、均等の置き換え、改良なども、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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