JPS6044573B2 - 低温膨張エンジンの始動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液化、冷凍装置に使われている低温膨張エンジ
ンの始動装置に関する。

ヘリウム液化装置などの液化、冷凍装置においてはヘリ
ウムなどの作動ガスを断熱膨張させる膨張エンジンを有
しており、この膨張エンジンが発生する膨張仕事を回収
するためにフライホイルなどで構成される動力吸収機構
を使用している。

この低温膨張エンジンではバルブタイミングを吸収工程
にしなければ高圧ガスが導入されないため、始動ができ
ない構造となつている。このため、従来の低温膨張エン
ジンにおいては、動力吸収軸に設けたフライホイルを手
動で回転させるか、或いはモータなどの始動装置で回転
を与えるなど、人力または外部電源に頼つて始動を行つ
ていた。

ところが、この人力或いは外部電源による始動は装置全
体の簡素化、省力化が難しいばかりでなく、メンテナン
スの面でも複雑となる欠点を有していた。そこで本発明
の目的は上記欠点を解消し、液化、冷凍システム内で使
用されている高圧ガスを利用して低温膨張エンジンを始
動させる装置を提供するにある。

以下、図によつて詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す系統図てあり、第２図
は本発明の他の実施例を示す系統図である。

先ず、第１図により本発明の一実施例について説明する
。

本発明による液化装置はヘリウムなどの作動ガスの圧縮
機１及びコールドボックス２からなり、該コールドボッ
クス２内には圧縮された作動ガス″の熱交換器３及び低
温膨張エンジン４が設けられている。

圧縮機１を出た高圧ガスは導管５を介し、熱交換器３を
通り低温膨張エンジン４へ到つている。低温膨張エンジ
ン４を出た膨張後の作動ガスは導管６を介して熱交換器
３を通り、圧縮機・１へ還流される。熱交換器３では圧
縮機１から出て常温高圧となつた作動ガスと膨張して低
温となつて圧縮機１へ戻される作動ガスとを熱交換して
冷却するものである。低温膨張エンジン４は通常往復動
ピストン型エンジンからなり、クランク７を介して動力
吸収軸８を回転駆動させている。この低温膨張エンジン
４では吸気弁９及び排気弁１０のバルブタイミングによ
つては始動できない場合がある。そこで始動可能なバル
ブタイミングまで動力吸収軸８を回転させる必要がある
。従来は始動用電動機を設けて回転させたり、或いは動
力吸収軸８に設けられたフライホイル１１を手動で回転
させたりしていたが、本発明では動力吸収軸８と同軸或
いは連動連結して流体圧駆動モータ、この実施例では空
圧ペンモータ１２を設け、該空圧ペンモータ１２を圧縮
機１を出て高圧となつた作動ガスを利用して回転駆動さ
せるものである。この空圧ペンモータ１２の回転駆動機
構には駆動出力のみを伝達する一方向クラッチが設けら
れており、高圧作動ガスの導管５から該高圧作動ガスを
バイパスさせて、オリフィス１３、制御弁１４を介して
サージタンク１５へ導入させ、次いで開閉弁１６を通つ
て空圧ペンモータ１２へ到り、回転させるものである。
該空圧ペンモータ１２で膨張仕事をした作動ガスは圧縮
機１へ戻る導管６へ排出される。制御弁１４は動力吸収
軸８が所定回転数を越えると閉止されるように調速機構
１７によつて制御される。以上の如く構成された本発明
の低温膨張エンジンの始動装置についてその作用を説明
する。

圧縮機１から出た高圧作動ガスは導管５を通り、一方で
は熱交換器３を通つて低温膨張エンジン４へ到るがバル
ブタイミングが合わないため始動できない。導管５の作
動ガスは他方ではオリフィス１３、制御弁１４を介して
サージタンク１５へ到る。この場合、制御弁１４は動力
吸収軸８が未だ回転していないので開状態となつている
。サージタンク１５の高圧作動ガスは、手動或いは自一
動吹出し機構によつて開閉される開閉弁１６を通つて空
圧ペンモータ１２へ導入され、動力吸収軸８を回転させ
る。このため低温膨張エンジン４のクランク７が回転さ
れ、バルブタイミングが始動可能のタイミングとなり、
低温膨張エンジンが自刃的に始動回転する。低温膨張エ
ンジン４の回転が始まると調速機構１７と連動した制御
弁１４が閉止され、サージタンク１５へのガス供給が停
止されて空圧ペンモータ１２の回転が止まる。空圧ペン
モータ１２内で膨張仕事をした作動ガスは導”管６へ戻
され、再び圧縮機１で圧縮されて使用される。本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、第２図に示され
ている如く、空圧ペンモータのかわりに往復動形空圧機
関１８を用いてもよく、さらには同じく第２図に示され
ている如く、制御弁１４の制御方式として動力吸収軸８
の回転を例えばベルト１９によつて油圧ポンプ２０へ伝
え、該油圧ポンプの発生油圧によりベロー装置２１を伸
縮させて開閉制御させる方式を採用してもよい。

以上説明したように、本発明によると液化、冷凍システ
ム内で使用している作動ガスを低温膨張エンジンの始動
に利用しているため、人力或いは外部動力などを必要と
せず、したがつて液化冷凍装置の簡素化、省力化が達成
できるものである。

さらに、本発明の始動用流体圧駆動モータ、即ちこの実
施例では空圧ペンモータをブレーキとして使用すること
により低温膨張エンジンの回転制御も可能となるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は本発
明の他の実施例を示す系統図である。 １・・・圧縮機、３・・・熱交換器、４・・・低温膨張
エンジン、１２・・・空圧ベーンモータ、１８・・・往
復動形空圧機関。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧縮機より送出される常温高圧ガスを吸気弁を介し
   て往復動ピストン型低温膨張エンジンに導入し、該エン
   ジンを作動させて動力吸収軸を駆動したのち、低温膨張
   ガスとなつて排気弁を介して前記圧縮機に還流される液
   化冷凍装置において、前記常温高圧ガスの導入流路と低
   温膨張ガスの還流流路との間にバイパス流路を設け、該
   バイパス流路中に前記動力吸収軸を始動させる常温高圧
   ガス作動の流体圧駆動モータと、前記動力吸収軸の回転
   により作動する速度調整機構と、この速度調整機構と連
   動して動力吸収軸が所定回転数を超えると閉止制御され
   る制御弁とを設けた低温膨張エンジンの始動装置。