JPH04301188A - 気体軸受をもつ流体圧縮装置 - Google Patents
気体軸受をもつ流体圧縮装置Info
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- JPH04301188A JPH04301188A JP6593591A JP6593591A JPH04301188A JP H04301188 A JPH04301188 A JP H04301188A JP 6593591 A JP6593591 A JP 6593591A JP 6593591 A JP6593591 A JP 6593591A JP H04301188 A JPH04301188 A JP H04301188A
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Landscapes
- Compressor (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気体軸受をもつ流体圧縮
装置に関する。この流体圧縮装置は極低温冷凍サイクル
、冷凍サイクル、冷房サイクルに用いることができる。
装置に関する。この流体圧縮装置は極低温冷凍サイクル
、冷凍サイクル、冷房サイクルに用いることができる。
【0002】
【従来の技術】従来より、流体圧縮装置例えば極低温冷
凍サイクルで使用される流体圧縮装置として、ヘリウム
ガスからなる作動流体を高圧とする高圧発生手段と、高
圧発生手段で高圧とされた作動流体により極低温を発生
する逆スターリング冷凍機とからなるものが知られてい
る。この高圧発生手段は、作動流体が装入される圧縮室
と、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とするピストンと
、ピストンを駆動させる駆動軸とをもつ。
凍サイクルで使用される流体圧縮装置として、ヘリウム
ガスからなる作動流体を高圧とする高圧発生手段と、高
圧発生手段で高圧とされた作動流体により極低温を発生
する逆スターリング冷凍機とからなるものが知られてい
る。この高圧発生手段は、作動流体が装入される圧縮室
と、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とするピストンと
、ピストンを駆動させる駆動軸とをもつ。
【0003】ここで、従来では、静圧型気体軸受で駆動
軸を支持するとともに、静圧型気体軸受に空気などの圧
縮流体を供給する圧縮機をハウジングの外部に設け、軸
受用の空気などの圧縮流体を圧縮機から静圧型気体軸受
に供給し、これにより駆動軸を円滑に駆動する様にして
いる。このように静圧型気体軸受で駆動軸を支持すれば
、低摩擦、非接触のため実質的に磨耗がない、作動油を
使用しないので低温に強い、作動油による汚染がないな
どの長所が得られる。
軸を支持するとともに、静圧型気体軸受に空気などの圧
縮流体を供給する圧縮機をハウジングの外部に設け、軸
受用の空気などの圧縮流体を圧縮機から静圧型気体軸受
に供給し、これにより駆動軸を円滑に駆動する様にして
いる。このように静圧型気体軸受で駆動軸を支持すれば
、低摩擦、非接触のため実質的に磨耗がない、作動油を
使用しないので低温に強い、作動油による汚染がないな
どの長所が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来では、静圧
型気体軸受に供給され軸受機能を果たす空気などの圧縮
流体が、極低温を発生する作動流体に混入するなどの問
題が生じる。このように空気などの圧縮流体が逆スター
リング冷凍機の作動流体に混入すると、逆スターリング
冷凍機の所要の冷凍機能を達成できない。また、静圧型
気体軸受に圧縮流体を供給する圧縮機を別途設けねばな
らず、機器の複雑化を招く。
型気体軸受に供給され軸受機能を果たす空気などの圧縮
流体が、極低温を発生する作動流体に混入するなどの問
題が生じる。このように空気などの圧縮流体が逆スター
リング冷凍機の作動流体に混入すると、逆スターリング
冷凍機の所要の冷凍機能を達成できない。また、静圧型
気体軸受に圧縮流体を供給する圧縮機を別途設けねばな
らず、機器の複雑化を招く。
【0005】本発明はかかる実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、空気などの圧縮流体が作動流体に混
入する問題、機器が複雑化する問題を回避できるという
効果を奏する気体軸受をもつ流体圧縮装置を提供するに
ある。
あり、その目的は、空気などの圧縮流体が作動流体に混
入する問題、機器が複雑化する問題を回避できるという
効果を奏する気体軸受をもつ流体圧縮装置を提供するに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる気体軸受
をもつ流体圧縮装置は、作動流体が装入される圧縮室と
、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とする駆動子と、駆
動子を駆動させる駆動軸とをもつ高圧発生手段と、高圧
発生手段の駆動軸を駆動可能に支持する気体軸受と、高
圧発生手段の圧縮室で高圧とされた作動流体により作動
する作動手段と、高圧発生手段の圧縮室に接続され圧縮
室で高圧とされた作動流体の一部を貯めるバッハァタン
クと、バッハァタンクと圧縮室との間の介在し圧縮室内
の作動流体をバッハァタンクに送りかつバッハァタンク
内の作動流体を圧縮室へ逃がさない制御弁と、バッハァ
タンクと気体軸受とをつなぎバッハァタンク内の作動流
体を気体軸受に送る流体通路とで構成され、バッハァタ
ンクを経て気体軸受に送られた作動流体で軸受機能を果
たす構成としたことを特徴とするものである。
をもつ流体圧縮装置は、作動流体が装入される圧縮室と
、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とする駆動子と、駆
動子を駆動させる駆動軸とをもつ高圧発生手段と、高圧
発生手段の駆動軸を駆動可能に支持する気体軸受と、高
圧発生手段の圧縮室で高圧とされた作動流体により作動
する作動手段と、高圧発生手段の圧縮室に接続され圧縮
室で高圧とされた作動流体の一部を貯めるバッハァタン
クと、バッハァタンクと圧縮室との間の介在し圧縮室内
の作動流体をバッハァタンクに送りかつバッハァタンク
内の作動流体を圧縮室へ逃がさない制御弁と、バッハァ
タンクと気体軸受とをつなぎバッハァタンク内の作動流
体を気体軸受に送る流体通路とで構成され、バッハァタ
ンクを経て気体軸受に送られた作動流体で軸受機能を果
たす構成としたことを特徴とするものである。
【0007】高圧発生手段は、作動流体が装入される圧
縮室と、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とする駆動子
と、駆動子を駆動させる駆動軸とをもつ。駆動子は往復
移動するピストン式、回転するロータ式を採用できる。 従って高圧発生手段の駆動軸は往復移動する方式でも、
回転する方式でもよい。ロータ式の高圧発生手段として
は、例えばターボ圧縮機、遠心圧縮機、ねじ圧縮機を採
用できる。作動流体は流体圧縮装置の種類に応じて適宜
選択でき、例えば冷凍サイクル、冷房サイクルに用いる
場合にはヘリウム、窒素、フロン系などの冷媒を採用で
きる。
縮室と、圧縮室で駆動して圧縮室内を高圧とする駆動子
と、駆動子を駆動させる駆動軸とをもつ。駆動子は往復
移動するピストン式、回転するロータ式を採用できる。 従って高圧発生手段の駆動軸は往復移動する方式でも、
回転する方式でもよい。ロータ式の高圧発生手段として
は、例えばターボ圧縮機、遠心圧縮機、ねじ圧縮機を採
用できる。作動流体は流体圧縮装置の種類に応じて適宜
選択でき、例えば冷凍サイクル、冷房サイクルに用いる
場合にはヘリウム、窒素、フロン系などの冷媒を採用で
きる。
【0008】気体軸受は気体で軸を支持するものであり
、通常、流体絞り、ポケット、ランドをもち、ポケット
圧で駆動軸をフローティング状態に支持する。気体軸受
の静剛性は適宜選択できる。本発明で用いる気体軸受は
静圧型気体軸受が代表的なものであるが、場合によって
は静圧型と動圧型とを兼ね備えたハイブリツド方式のも
のでもよい。静圧型気体軸受は多孔質絞り方式、多数オ
リフィス絞り方式、スロット絞り方式、表面絞り方式な
どの公知のものを採用できる。このような静圧型気体軸
受では、軸の始動摩擦及び回転摩擦を小さくできる。
、通常、流体絞り、ポケット、ランドをもち、ポケット
圧で駆動軸をフローティング状態に支持する。気体軸受
の静剛性は適宜選択できる。本発明で用いる気体軸受は
静圧型気体軸受が代表的なものであるが、場合によって
は静圧型と動圧型とを兼ね備えたハイブリツド方式のも
のでもよい。静圧型気体軸受は多孔質絞り方式、多数オ
リフィス絞り方式、スロット絞り方式、表面絞り方式な
どの公知のものを採用できる。このような静圧型気体軸
受では、軸の始動摩擦及び回転摩擦を小さくできる。
【0009】作動手段は、高圧発生手段で高圧とされた
作動流体により何らかの作動をするものであり、例えば
、逆スターリングサイクル冷凍機、パルスチューブ冷凍
機、車両用冷房装置、気体圧で作動する各種アクチュエ
ータを採用できる。バッハァタンクは蓄圧機能をもつも
のである。バッハァタンクの容積は適宜選択できる。 バッハァタンクの数も適宜選択できる。気体軸受につな
がる流体通路およびバッハァタンクの少なくとも一方に
は絞り部を設けることができる。絞り部を設ければ、そ
の絞り効果によりバッハァタンク内を高圧に維持するの
に有利である。
作動流体により何らかの作動をするものであり、例えば
、逆スターリングサイクル冷凍機、パルスチューブ冷凍
機、車両用冷房装置、気体圧で作動する各種アクチュエ
ータを採用できる。バッハァタンクは蓄圧機能をもつも
のである。バッハァタンクの容積は適宜選択できる。 バッハァタンクの数も適宜選択できる。気体軸受につな
がる流体通路およびバッハァタンクの少なくとも一方に
は絞り部を設けることができる。絞り部を設ければ、そ
の絞り効果によりバッハァタンク内を高圧に維持するの
に有利である。
【0010】制御弁は、バッハァタンクと圧縮室との間
の介在しており、圧縮室内の作動流体をバッハァタンク
に送りかつバッハァタンク内の作動流体を圧縮室へ逃が
さないものである。制御弁は、一般的には、一方向のみ
開放する一方向弁を採用できる。
の介在しており、圧縮室内の作動流体をバッハァタンク
に送りかつバッハァタンク内の作動流体を圧縮室へ逃が
さないものである。制御弁は、一般的には、一方向のみ
開放する一方向弁を採用できる。
【0011】
【作用】高圧発生手段の圧縮室で駆動子が駆動し、圧縮
室内の作動流体が高圧とされる。これに伴い作動手段が
作動する。このとき、高圧発生手段で高圧とされた作動
流体の一部は、制御弁を介してバッハァタンクに供給さ
れる。制御弁により、バッハァタンク内の作動流体は圧
縮室へは戻らない。バッハァタンク内の高圧の作動流体
は気体軸受に送られ、作動流体は軸受機能を果たす。
室内の作動流体が高圧とされる。これに伴い作動手段が
作動する。このとき、高圧発生手段で高圧とされた作動
流体の一部は、制御弁を介してバッハァタンクに供給さ
れる。制御弁により、バッハァタンク内の作動流体は圧
縮室へは戻らない。バッハァタンク内の高圧の作動流体
は気体軸受に送られ、作動流体は軸受機能を果たす。
【0012】
【実施例】(第1実施例)以下、本発明を第1実施例に
基づき図1、図2を参照しつつ説明する。本実施例にか
かる流体圧縮装置は、高圧発生手段1と、気体軸受3と
、作動手段としての逆スターリング冷凍機4と、バッハ
ァタンク5と、制御弁としての一方向弁6と、流体通路
7とで構成されている。
基づき図1、図2を参照しつつ説明する。本実施例にか
かる流体圧縮装置は、高圧発生手段1と、気体軸受3と
、作動手段としての逆スターリング冷凍機4と、バッハ
ァタンク5と、制御弁としての一方向弁6と、流体通路
7とで構成されている。
【0013】高圧発生手段1は、密閉室10を形成する
基体8に配設されている。高圧発生手段1は、圧縮室1
1と、駆動子としてのピストン12と、駆動軸13と、
ヨーク14と、コイルホルダー15と、コイル16と、
共振スプリング17とをもつ。圧縮室11は密閉室10
の先端部に一体的に形成されている。圧縮室11にはヘ
リウムからなる作動流体が装入されている。圧縮室11
と密閉室10とは戻し用の流体通路18で連通されてい
る。流体通路18には第1流量制御弁19が設けられて
いる。ピストン12は、圧縮室11で往復駆動して圧縮
室11内を高圧とする。ピストン12の外周部にはリン
グ状のシール12aが設けられている。シール12aは
圧縮室11の壁面11aとピストン12との間をシール
している。駆動軸13は、SUS304製であり、ピス
トン12に接続されており、ピストン12を往復駆動さ
せる。駆動軸13は、気体軸受3で支持される部分の真
円度は高くなるように形成されている。真円度は気体軸
受3と駆動軸13の外周面の間のクリアランスに影響し
、ひいては気体軸受3の軸支持能力に影響を与えるから
である。
基体8に配設されている。高圧発生手段1は、圧縮室1
1と、駆動子としてのピストン12と、駆動軸13と、
ヨーク14と、コイルホルダー15と、コイル16と、
共振スプリング17とをもつ。圧縮室11は密閉室10
の先端部に一体的に形成されている。圧縮室11にはヘ
リウムからなる作動流体が装入されている。圧縮室11
と密閉室10とは戻し用の流体通路18で連通されてい
る。流体通路18には第1流量制御弁19が設けられて
いる。ピストン12は、圧縮室11で往復駆動して圧縮
室11内を高圧とする。ピストン12の外周部にはリン
グ状のシール12aが設けられている。シール12aは
圧縮室11の壁面11aとピストン12との間をシール
している。駆動軸13は、SUS304製であり、ピス
トン12に接続されており、ピストン12を往復駆動さ
せる。駆動軸13は、気体軸受3で支持される部分の真
円度は高くなるように形成されている。真円度は気体軸
受3と駆動軸13の外周面の間のクリアランスに影響し
、ひいては気体軸受3の軸支持能力に影響を与えるから
である。
【0014】気体軸受3は駆動軸13の端部13aとほ
ぼ中間部13bを支持する様に2か所配置されている。 各気体軸受3は図略の基体8により密閉室10内に保持
されている。気体軸受3は静圧型気体軸受であり、流体
絞り、ポケット、ランドをもつ。負荷は主としてポケッ
ト圧力で支えられる。ヨーク14は密閉室10に固定さ
れており、軟鋼製で円盤状をなし、駆動軸13が挿通さ
れた軸孔14aおよびリング状の空間14b、リング状
のマグネット14cをもつ。コイルホルダー15はアル
ミ系製で駆動軸13に設けられており、円錐部15aと
筒部15bとをもつ。コイル16はコイルホルダー15
の筒部15bにリング状に多重に巻回されている。共振
スプリング17は駆動軸13の端部13aと基体8の壁
面8aとの間に介在している。
ぼ中間部13bを支持する様に2か所配置されている。 各気体軸受3は図略の基体8により密閉室10内に保持
されている。気体軸受3は静圧型気体軸受であり、流体
絞り、ポケット、ランドをもつ。負荷は主としてポケッ
ト圧力で支えられる。ヨーク14は密閉室10に固定さ
れており、軟鋼製で円盤状をなし、駆動軸13が挿通さ
れた軸孔14aおよびリング状の空間14b、リング状
のマグネット14cをもつ。コイルホルダー15はアル
ミ系製で駆動軸13に設けられており、円錐部15aと
筒部15bとをもつ。コイル16はコイルホルダー15
の筒部15bにリング状に多重に巻回されている。共振
スプリング17は駆動軸13の端部13aと基体8の壁
面8aとの間に介在している。
【0015】逆スターリング冷凍機4は、シリンダ室4
0およびコールドヘッド41をもつシリンダ部42と、
シリンダ部42に配置されシリンダ室40を室40aと
室40bとに区画するピストン43と、ピストン43の
外周部に装備されたシール44と、ピストン43を弾性
支持する共振スプリング45と、ピストン43内に設け
られた蓄冷体46と、ピストン43内に設けられ作動流
体が通過する通路47、48とをもつ。シリンダ室40
と圧縮室11とは流体通路49で接続されている。共振
スプリング45はピストン12とピストン43の位相差
を制御するためのものである。
0およびコールドヘッド41をもつシリンダ部42と、
シリンダ部42に配置されシリンダ室40を室40aと
室40bとに区画するピストン43と、ピストン43の
外周部に装備されたシール44と、ピストン43を弾性
支持する共振スプリング45と、ピストン43内に設け
られた蓄冷体46と、ピストン43内に設けられ作動流
体が通過する通路47、48とをもつ。シリンダ室40
と圧縮室11とは流体通路49で接続されている。共振
スプリング45はピストン12とピストン43の位相差
を制御するためのものである。
【0016】一方向弁6はバッハァタンク5と圧縮室1
1との間の流体通路7cに介在している。一方向弁6は
、一方向のみ開放するものであり、即ち、圧縮室11内
の作動流体をバッハァタンク5に送り、かつ、バッハァ
タンク5内の作動流体を圧縮室11へは逃がさないもの
である。流体通路7は、バッハァタンク5の給気孔5a
と各気体軸受3とをつなぎ、バッハァタンク5内の作動
流体を各気体軸受3に送るものであり、通路7a、7b
をもつ。流体通路7には第2流量制御弁70が設けられ
ている。
1との間の流体通路7cに介在している。一方向弁6は
、一方向のみ開放するものであり、即ち、圧縮室11内
の作動流体をバッハァタンク5に送り、かつ、バッハァ
タンク5内の作動流体を圧縮室11へは逃がさないもの
である。流体通路7は、バッハァタンク5の給気孔5a
と各気体軸受3とをつなぎ、バッハァタンク5内の作動
流体を各気体軸受3に送るものであり、通路7a、7b
をもつ。流体通路7には第2流量制御弁70が設けられ
ている。
【0017】さて本実施例装置の作用についてその使用
方法とともに説明する。まず、コイル16に交流を通電
すると磁極が発生し、マグネット14cの磁極と吸引・
反発を交互に繰り返し、駆動軸13が矢印A1の方向と
矢印A2との方向に移動し、圧縮室11の作動流体の高
圧となった圧力を介して駆動軸13が矢印A2方向に戻
される。従ってコイル16に交流を通電すると、圧縮室
11でピストン12が往復駆動する。
方法とともに説明する。まず、コイル16に交流を通電
すると磁極が発生し、マグネット14cの磁極と吸引・
反発を交互に繰り返し、駆動軸13が矢印A1の方向と
矢印A2との方向に移動し、圧縮室11の作動流体の高
圧となった圧力を介して駆動軸13が矢印A2方向に戻
される。従ってコイル16に交流を通電すると、圧縮室
11でピストン12が往復駆動する。
【0018】ここで、前述した様に圧縮室11でピスト
ン12が矢印A1方向に移動すると、圧縮室11内の作
動流体が高圧とされる。またピストン12が矢印A2方
向に移動すると、圧縮室11内の作動流体は低圧となる
。このように圧縮室11内の作動流体は圧力変動を繰り
返す。この圧力変動は流体通路49を介して逆スターリ
ング冷凍機4のシリンダ室40の室40aに伝達される
。これにより逆スターリング冷凍機4のピストン43が
矢印B1、B2方向に往復移動を繰り返すとともに、シ
リンダ室40の作動流体が通路47、48、蓄冷体46
が通過することを繰り返す。即ち、ピストン12が前進
して圧縮室11が高圧工程になる際には、作動流体が流
体通路49を介して室40bに流入し、このとき作動流
体の熱はシリンダ部42、蓄冷体46等に放熱される。 一方、ピストン12が後退して圧縮室11が低圧工程に
なる際には、ピストン43は矢印B2方向へ移動し、室
40bの容積が増し、室40bの作動流体が断熱膨張す
る。このように逆スターリング冷凍機4では室40bに
おいて作動流体が断熱膨張を繰り返し、これによりコー
ルドヘッド41から60〜80K(例えば、作動流体と
してヘリウムガスを用い、蓄冷体46として銅メッシュ
を用いた場合)程度の極低温が取り出される。
ン12が矢印A1方向に移動すると、圧縮室11内の作
動流体が高圧とされる。またピストン12が矢印A2方
向に移動すると、圧縮室11内の作動流体は低圧となる
。このように圧縮室11内の作動流体は圧力変動を繰り
返す。この圧力変動は流体通路49を介して逆スターリ
ング冷凍機4のシリンダ室40の室40aに伝達される
。これにより逆スターリング冷凍機4のピストン43が
矢印B1、B2方向に往復移動を繰り返すとともに、シ
リンダ室40の作動流体が通路47、48、蓄冷体46
が通過することを繰り返す。即ち、ピストン12が前進
して圧縮室11が高圧工程になる際には、作動流体が流
体通路49を介して室40bに流入し、このとき作動流
体の熱はシリンダ部42、蓄冷体46等に放熱される。 一方、ピストン12が後退して圧縮室11が低圧工程に
なる際には、ピストン43は矢印B2方向へ移動し、室
40bの容積が増し、室40bの作動流体が断熱膨張す
る。このように逆スターリング冷凍機4では室40bに
おいて作動流体が断熱膨張を繰り返し、これによりコー
ルドヘッド41から60〜80K(例えば、作動流体と
してヘリウムガスを用い、蓄冷体46として銅メッシュ
を用いた場合)程度の極低温が取り出される。
【0019】本実施例では、極低温を発生するために圧
縮室11で高圧とされた作動流体の一部は、一方向弁6
を介してバッハァタンク5に供給される。バッハァタン
ク5内の作動流体は一方向弁6により圧縮室11へは戻
らない。従ってバッハァタンク5内の圧力は本装置の最
高圧力とされる。そして、バッハァタンク5内の高圧の
作動流体は流体通路7を通り、即ち、第2流量制御弁7
0、通路7a、7bをを通り気体軸受3に送られ、そし
て、気体軸受3に送られた作動流体は駆動軸13を円滑
に支持する軸受機能を果たす。
縮室11で高圧とされた作動流体の一部は、一方向弁6
を介してバッハァタンク5に供給される。バッハァタン
ク5内の作動流体は一方向弁6により圧縮室11へは戻
らない。従ってバッハァタンク5内の圧力は本装置の最
高圧力とされる。そして、バッハァタンク5内の高圧の
作動流体は流体通路7を通り、即ち、第2流量制御弁7
0、通路7a、7bをを通り気体軸受3に送られ、そし
て、気体軸受3に送られた作動流体は駆動軸13を円滑
に支持する軸受機能を果たす。
【0020】本実施例装置の圧力特性を模式的に図2に
示す。図2において縦軸は圧力値、横軸は時間を示す。 図2の特性線Rは圧縮室11の圧力変化、つまり冷凍機
4の室40aの圧力変化を示し、特性線Tはバッハァタ
ンク5内の圧力を示し、特性線K1は密閉室10の圧力
を示す。本実施例ではバッハァタンク5は大容積であり
、また気体軸受3は絞り効果を発揮するため、特性線T
に示す様に、バッハァタンク5内の圧力はほぼ一定に維
持される。また本実施例では基本的には、バッハァタン
ク5内の圧力と密閉室10の圧力との差圧P1が(図2
参照)気体軸受3への給気圧力として作用する。
示す。図2において縦軸は圧力値、横軸は時間を示す。 図2の特性線Rは圧縮室11の圧力変化、つまり冷凍機
4の室40aの圧力変化を示し、特性線Tはバッハァタ
ンク5内の圧力を示し、特性線K1は密閉室10の圧力
を示す。本実施例ではバッハァタンク5は大容積であり
、また気体軸受3は絞り効果を発揮するため、特性線T
に示す様に、バッハァタンク5内の圧力はほぼ一定に維
持される。また本実施例では基本的には、バッハァタン
ク5内の圧力と密閉室10の圧力との差圧P1が(図2
参照)気体軸受3への給気圧力として作用する。
【0021】以上説明したように本実施例では、逆スタ
ーリング冷凍機4で極低温を発生させるために使用され
る作動流体を気体軸受3に送り、駆動軸13の軸受とし
て用いるものである。そのため圧縮機を別途必要とする
従来装置とは異なり、気体軸受3に送られる圧縮気体が
逆スターリング冷凍機4用の作動流体(ヘリウム)に混
入する問題を解決できる。また別の圧縮機を設けずとも
よく、構造の複雑化を回避するのに有利である。 (試験例)上記した第1実施例にかかる装置において実
機試験をした。この場合、圧縮室11における最高圧が
約20kg/cm 2、最低圧が約10kg/cm 2
とし、駆動軸13の重量が500gとし、駆動軸13の
真円度を0.001に円筒度を0.001とし、更に、
気体軸受3として球形粒子の圧粉体を用い、気体軸受3
と駆動軸13とのクリアランスを半径で25μmとし、
気体軸受3の給気圧(MAX)を約20kg/cm 2
、気体軸受3への設計流量を例えば3.38m3 /h
r程度として試験した。その結果、良好な軸受特性が得
られた。 (第2実施例)本発明の第2実施例の要部を図3に示す
。図3は示す実施例の構成は基本的には前記実施例と同
様であり、基本的に同じ作用効果を奏する。ただし、戻
し用の流体通路18には流量制御弁に代えて、一方向弁
20が設けられている。一方向弁20は、密閉室10内
の作動流体を圧縮室11に戻し、かつ、圧縮室11の作
動流体を密閉室10に逃がさないものである。第2実施
例では戻し用の流体通路18に一方向弁20が設けられ
ているので、ピストン12により圧縮室11内で高圧と
された作動流体は流体通路18を介して密閉室10に直
接流入しない。従って密閉室10の圧力は図2の特性線
K2で模式的に示される様に低圧とされる。この第2実
施例では、基本的には、バッハァタンク5内の圧力と密
閉室10の圧力との差圧P2(P2>P1)が気体軸受
3への給気圧力として作用する。このように第2実施例
では差圧P2が大きいため(P2>P1)、第1実施例
に比較して大きな給気圧力が気体軸受3に作用し、駆動
軸13を支持する負荷能力を高め得る。
ーリング冷凍機4で極低温を発生させるために使用され
る作動流体を気体軸受3に送り、駆動軸13の軸受とし
て用いるものである。そのため圧縮機を別途必要とする
従来装置とは異なり、気体軸受3に送られる圧縮気体が
逆スターリング冷凍機4用の作動流体(ヘリウム)に混
入する問題を解決できる。また別の圧縮機を設けずとも
よく、構造の複雑化を回避するのに有利である。 (試験例)上記した第1実施例にかかる装置において実
機試験をした。この場合、圧縮室11における最高圧が
約20kg/cm 2、最低圧が約10kg/cm 2
とし、駆動軸13の重量が500gとし、駆動軸13の
真円度を0.001に円筒度を0.001とし、更に、
気体軸受3として球形粒子の圧粉体を用い、気体軸受3
と駆動軸13とのクリアランスを半径で25μmとし、
気体軸受3の給気圧(MAX)を約20kg/cm 2
、気体軸受3への設計流量を例えば3.38m3 /h
r程度として試験した。その結果、良好な軸受特性が得
られた。 (第2実施例)本発明の第2実施例の要部を図3に示す
。図3は示す実施例の構成は基本的には前記実施例と同
様であり、基本的に同じ作用効果を奏する。ただし、戻
し用の流体通路18には流量制御弁に代えて、一方向弁
20が設けられている。一方向弁20は、密閉室10内
の作動流体を圧縮室11に戻し、かつ、圧縮室11の作
動流体を密閉室10に逃がさないものである。第2実施
例では戻し用の流体通路18に一方向弁20が設けられ
ているので、ピストン12により圧縮室11内で高圧と
された作動流体は流体通路18を介して密閉室10に直
接流入しない。従って密閉室10の圧力は図2の特性線
K2で模式的に示される様に低圧とされる。この第2実
施例では、基本的には、バッハァタンク5内の圧力と密
閉室10の圧力との差圧P2(P2>P1)が気体軸受
3への給気圧力として作用する。このように第2実施例
では差圧P2が大きいため(P2>P1)、第1実施例
に比較して大きな給気圧力が気体軸受3に作用し、駆動
軸13を支持する負荷能力を高め得る。
【0022】
【発明の効果】本発明にかかる気体軸受をもつ流体圧縮
装置によれば、作動装置を作動させるために使用される
作動流体を気体軸受に送り、作動装置を作動させるため
の作動流体で駆動軸の軸受機能を果たすものである。そ
のため圧縮機を別途必要とする従来装置とは異なり、気
体軸受に送られる圧縮気体が作動装置の作動流体(ヘリ
ウム)に混入する問題を解決できる。
装置によれば、作動装置を作動させるために使用される
作動流体を気体軸受に送り、作動装置を作動させるため
の作動流体で駆動軸の軸受機能を果たすものである。そ
のため圧縮機を別途必要とする従来装置とは異なり、気
体軸受に送られる圧縮気体が作動装置の作動流体(ヘリ
ウム)に混入する問題を解決できる。
【0023】また本発明にかかる流体圧縮装置によれば
、別の圧縮機を設けずともよく、構造の複雑化を回避す
るのに有利である。
、別の圧縮機を設けずともよく、構造の複雑化を回避す
るのに有利である。
【図1】第1実施例の流体圧縮装置を模式的に示す構成
図である。
図である。
【図2】圧力特性を模式的に示すグラフである。
【図3】第2実施例の流体圧縮装置を模式的に示す構成
図である。
図である。
1は高圧発生手段、11は圧縮室、12はピストン(駆
動子)、3は気体軸受、4は逆スターリング冷凍機(作
動手段)、6は一方向弁(制御弁)、7は流体通路を示
す。
動子)、3は気体軸受、4は逆スターリング冷凍機(作
動手段)、6は一方向弁(制御弁)、7は流体通路を示
す。
Claims (1)
- 【請求項1】 作動流体が装入される圧縮室と、該圧
縮室で駆動して該圧縮室内を高圧とする駆動子と、該駆
動子を駆動させる駆動軸とをもつ高圧発生手段と、該高
圧発生手段の該駆動軸を駆動可能に支持する気体軸受と
、該高圧発生手段で高圧とされた作動流体により作動す
る作動手段と、該高圧発生手段の該圧縮室に接続され該
圧縮室で高圧とされた作動流体の一部を貯めるバッハァ
タンクと、該バッハァタンクと該圧縮室との間の介在し
該圧縮室内の作動流体を該バッハァタンクに送りかつ該
バッハァタンク内の作動流体を該圧縮室へ逃がさない制
御弁と、該バッハァタンクと該気体軸受とをつなぎ該バ
ッハァタンク内の作動流体を該気体軸受に送る流体通路
とで構成され、該バッハァタンクを経て該気体軸受に送
られた作動流体で軸受機能を果たす構成としたことを特
徴とする流体圧縮装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6593591A JPH04301188A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 気体軸受をもつ流体圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6593591A JPH04301188A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 気体軸受をもつ流体圧縮装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04301188A true JPH04301188A (ja) | 1992-10-23 |
Family
ID=13301317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6593591A Pending JPH04301188A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 気体軸受をもつ流体圧縮装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04301188A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230025483A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Shimadzu Corporation | Material testing machine |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6593591A patent/JPH04301188A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230025483A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Shimadzu Corporation | Material testing machine |
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