往返式压缩膨胀机制造技术

本发明专利技术提供一种往返式压缩膨胀机，其无论用于压缩或膨胀均效率极高，而且旋转方向相同，容量大，也适合用于大容量的蓄电设备等，且容量调整极为容易，用于蓄电设备时，电力系统也不需要换流器等转换器，价格低廉。本发明专利技术的压缩膨胀机具备：第1阀(7)及第2阀(8)，所述第1阀(7)开阀后将低压的压缩性流体吸入气缸内，通过活塞的动作将从第1阀吸入的低压的压缩性流体压缩，使其变为高压，所述第2阀(8)开阀后将该高压的压缩性流体向气缸外喷出，或者，所述第2阀(8)开阀后使高压的压缩性流体流入气缸内，通过活塞的动作使从第2阀流入的高压的压缩性流体膨胀，变为低压，所述第1阀(7)开阀后将该低压的压缩性流体向气缸外喷出；以及油压驱动或电动的阀驱动机构(12、13、20、25)，连结在第1阀的阀轴及第2阀的阀轴，使第1阀及第2阀进行动作。

【技术实现步骤摘要】
往返式压缩膨胀机
本专利技术例如涉及一种适合用于使压缩性流体压缩或膨胀的往返式压缩膨胀机。
技术介绍
作为可再生能源，太阳光发电装置及风力发电装置等从以往起便已经获得广泛利用。然而，利用这些自然能源的发电装置因其发电量变动较大，存在难以根据电力需求有效利用的情况。其原因在于：利用无法人为控制的自然能源进行发电时，有时发电量会大幅超过需求电力而产生过大的剩余电力，因此，在最坏的情况下，可能会发生电力中断现象。所以，为了不产生这种过大的剩余电力，利用自然能源进行发电装置有时要将其一部分电力阻断。并且，作为应对该过大的剩余电力的对策，考虑用蓄电池暂时储蓄剩余电力，当电力需求增加时放出，向输电网供电，由此实现电力均衡化。该利用蓄电池的蓄电方法直接储蓄电能，因此对利用等方面而言较为理想，但蓄电池需要使用特殊金属等，是极其高价的储能装置。作为另一种基于自然能源的保存剩余电力的解决方法，考虑将电能转换为压缩空气能来加以储蓄。关于该蓄电方法，已经建设了转换为压缩空气能的储能装置的试验工厂，验证实验也已经结束。该方法是使用剩余电力使电动机进行动作，利用该电动机旋转驱动压缩机，形成压缩空气并储存在临时储罐中，当电力不足时，用该压缩空气驱动膨胀机从而旋转驱动发电机，由此进行发电，再次转换为电力。根据验证实验，确认其综合效率达到60～70％。该储能装置中，使用螺旋式压缩机作为压缩膨胀机。另一方面，也存在其它利用活塞的往返式压缩机。该利用活塞的以往的往返式压缩机仅靠利用板弹簧等产生的单纯的弹力来进行吸入阀及喷出阀的动作(参照专利文献1)。[
技术介绍
文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开平2-130278号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]然而，所述以往的螺旋式压缩机存在以下令人担忧的问题。即，螺旋式压缩机的公母转子彼此间以及转子与外壳之间在构造上必定会产生一定的间隙，在压缩时，被压缩物通过该间隙泄漏，导致压缩效率及膨胀效率降低。另外，在利用一个压缩膨胀机进行压缩冲程与膨胀冲程两者的情况下，在各冲程中压缩膨胀机的旋转方向相反。因此，要使用于压缩的电动机与用于发电的发电机向同一方向旋转而实现电力装置的简化，就需要某种切换装置等。另外，螺旋式压缩机的容量相对较小，不适合用于大容量的储能装置。另外，螺旋式压缩机无法靠压缩膨胀机单独进行容量调整，需要压缩空气的调压装置等。进而，为了解决这种问题，电力系统还需要换流器等转换器，在该情况下，存在装置本身价格变高的问题。另一方面，在以往的往返式压缩机中，如上所述，利用板弹簧等弹簧使吸入阀及喷出阀进行动作，在该情况下，仅靠根据与内压的差压而预先设定的弹力来进行吸入阀及喷出阀的动作，必然存在难以任意且适当调整吸气流量及喷出流量的问题。另外，存在无法兼用作膨胀机的问题。本专利技术是为了解决这种问题而完成的，课题在于提供一种往返式压缩膨胀机，其无论用于压缩或膨胀均效率极高，而且旋转方向相同，容量大，适合用于大容量的蓄电设备等，且容量调整极为简单，用于蓄电设备时，电力系统也不需要换流器等转换器。[解决问题的技术手段]为了解决所述问题，本专利技术的往返式压缩膨胀机具备：活塞，在气缸内紧密地滑动；曲轴，连结在活塞而旋转；第1阀，开阀后将低压的压缩性流体吸入气缸内；第2阀，开阀后将压缩性流体喷出，所述压缩性流体喷出从第1阀被吸入，通过活塞的动作被压缩而变为高压；及油压驱动或电动的阀驱动机构，连结在第1阀的阀轴及第2阀的阀轴，使第1阀及第2阀进行动作。或，本专利技术的往返式压缩膨胀机具备：活塞，在气缸内紧密地滑动；曲轴，连结在活塞而旋转；第2阀，开阀后使高压的压缩性流体流入气缸内；第1阀，开阀后将压缩性流体排出，所述压缩性流体从第2阀流入，通过活塞的动作膨胀而变为低压；及油压驱动或电动的阀驱动机构，连结在第1阀的阀轴及第2阀的阀轴，使第1阀及第2阀相互独立地进行动作。这里，所述紧密例如是指液密或气密等(以下同)。这样一来，油压驱动或电动的阀驱动机构在压缩时或膨胀时连结在第1阀的阀轴及第2阀的阀轴，使第1阀及第2阀进行动作，以往的往返式压缩机中，仅靠根据与内压的关系而预先设定的弹力来进行吸入阀及喷出阀的动作，与此相对，通过具备所述油压驱动或电动的阀驱动机构，本专利技术的往返式压缩膨胀机能够用于压缩及膨胀两者，并且能够任意且适当地控制第1阀及第2阀的开关动作。另外，利用在气缸内紧密地滑动的活塞，使效率变得极高，无论用于压缩或膨胀冲程，曲轴的旋转方向均相同，容量没有特别限制，也适合用于大容量的蓄电设备等，且用于蓄电设备时，电力系统也不需要换流器等转换器，价格低廉。理想的是所述往返式压缩膨胀机中，阀驱动机构具备：油压活塞，为油压驱动，并且连结在第1阀的阀轴及第2阀的阀轴，使第1阀及第2阀进行动作；及油压控制部，控制油压活塞的动作。通过设为这种构成，能够利用油压适当且确实地进行第1阀及第2阀的开关动作，并且能使阀驱动机构的构成变得简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机还具备将第1阀及第2阀向关阀侧弹压的弹簧机构，阀驱动机构反抗弹簧机构的弹压力使第1阀及第2阀开阀。通过设为这种构成，能够使阀驱动机构的构成变得更加简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机还具备旋转动力体，所述旋转动力体连结在曲轴，使曲轴旋转；阀驱动机构通过在利用活塞进行压缩时调整第1阀的开阀时间来控制旋转动力体的旋转动力。通过设为这种构成，能够利用阀驱动机构来调整旋转动力体的旋转动力，例如调整电动机等的旋转动力，从而能够使旋转动力体的构成变得简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机还具备旋转动力体，所述旋转动力体连结在曲轴，使曲轴旋转，阀驱动机构以利用活塞进行压缩时使旋转动力体的旋转速度大致固定的方式调整第1阀的开阀期间。通过设为这种构成，能够利用阀驱动机构来调整旋转动力体的旋转动力，例如调整电动机等的旋转动力，从而能够使旋转动力体的构成变得简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机中，阀驱动机构通过改变第1阀从开阀向关阀移行的时间来调整第1阀的开阀期间。通过设为这种构成，使利用阀驱动机构调整第1阀的开阀期间更为简便，更容易调整旋转动力体的旋转动力。理想的是所述往返式压缩膨胀机还具备旋转驱动体，所述旋转驱动体连结在曲轴，受曲轴旋转驱动；阀驱动机构通过在利用活塞进行膨胀时调整第2阀的开阀期间来控制旋转驱动体的旋转动力。通过设为这种构成，能够利用阀驱动机构来调整旋转驱动体的旋转动力，例如调整发电机等的旋转动力，从而能够使旋转驱动体的构成变得简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机还具备旋转驱动体，所述旋转驱动体连结在曲轴，通过曲轴旋转；阀驱动机构以利用活塞进行膨胀时使旋转驱动体的旋转速度大致固定的方式调整第2阀的开阀期间。通过设为这种构成，能够利用阀驱动机构来调整旋转驱动体的旋转动力，例如调整发电机等的旋转动力，从而能够使旋转驱动体的构成变得简单。理想的是所述往返式压缩膨胀机中，阀驱动机构通过改变第2阀从开阀向关阀移行的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种往返式压缩膨胀机，其特征在于具备：1个气缸(2)；活塞(3)，在所述气缸内紧密地滑动；曲轴(5)，连结在所述活塞而旋转；第1阀(7)，开阀后将低压的压缩性流体吸入所述气缸内；第2阀(8)，开阀后将所述压缩性流体向所述气缸外喷出，所述压缩性流体从所述第1阀被吸入，通过所述活塞的动作被压缩而变为高压；油压驱动或电动的阀驱动机构(12、13、20、25)，连结在所述第1阀的阀轴(7a)及所述第2阀的阀轴(8a)，使所述第1阀及所述第2阀进行动作；以及电动机(31)及发电机(31)，所述电动机(31)经由所述曲轴驱动所述活塞，所述发电机(31)经由所述曲轴受所述活塞驱动；且所述第2阀开阀后使高压的压缩性流体流入所述气缸内，所述第1阀开阀后将所述压缩性流体向所述气缸外排出，所述压缩性流体从所述第2阀流入，通过所述活塞的动作膨胀而变为低压，所述阀驱动机构具有控制所述第1阀及所述第2阀的动作的控制器(20)，所述控制器控制所述第1阀及所述第2阀的动作，调整所述电动机的功率量及所述发电机的发电量。/n

【技术特征摘要】
20191217 JP 2019-2275161.一种往返式压缩膨胀机，其特征在于具备：1个气缸(2)；活塞(3)，在所述气缸内紧密地滑动；曲轴(5)，连结在所述活塞而旋转；第1阀(7)，开阀后将低压的压缩性流体吸入所述气缸内；第2阀(8)，开阀后将所述压缩性流体向所述气缸外喷出，所述压缩性流体从所述第1阀被吸入，通过所述活塞的动作被压缩而变为高压；油压驱动或电动的阀驱动机构(12、13、20、25)，连结在所述第1阀的阀轴(7a)及所述第2阀的阀轴(8a)，使所述第1阀及所述第2阀进行动作；以及电动机(31)及发电机(31)，所述电动机(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥元幸，
申请(专利权)人：三井易艾斯机械有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP