JP2017528644A5 - - Google Patents
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Description
図2cに示された第3の段階では、作動液体の流れが逆転し、ポンプ機器34は、今度は、作動液体14を第1の圧縮機段2−1の第1の液体容積12−1から第2の圧縮機段2−2における第2の液体容積12−2内へポンプ投入する。これによって、第2の金属ベローズ6−2は、圧縮され、その中の作動ガス10は、圧縮されて、第2の高圧作動ガス接続18−2、第2の熱交換器32−2、及び共通の高圧ガスライン24を通じて高圧貯蔵器25内へ圧入される。第1の金属ベローズ6−1は、低圧ガスライン26及び第1の低圧作動ガス接続20−1を通じて低圧作動ガス貯蔵器27から逆流する作動ガス10によって膨張する。
図2dに示された第4の段階では、第2の圧縮機段2−2における圧縮が完了し、ロータリバルブ28は、再び、共通の高圧ガスライン24を通じて高圧ガス貯蔵器25を冷却機器30に接続するので、第2の熱交換器32−2内で冷却された圧縮された作動ガス10が、冷却機器30に入る。
続いて、特に、2つの実施形態における相違点が説明される。バッファ貯蔵器42が、第1のガスライン40−1及び第1のロックバルブ44−1を通じて第2の圧縮機段2−2の第2の低圧作動ガス接続20−2に接続される。第1の高圧作動ガス接続18−1は、第1の熱交換器32−1及び第2のガスライン40−2を通じてバッファ貯蔵器42に接続される。低圧ガス貯蔵器27が、第3のガスライン40−3を通じて、第1の圧縮機段2−1におけるチェックバルブ22を伴う第1の低圧作動ガス接続20−1に接続される。第2の圧縮機段2−2の第2の高圧作動ガス接続18−2は、チェックバルブ22、第2の熱交換器32−2、及び第4のガスライン40−4を通じて高圧ガス貯蔵器25に接続される。圧縮されることになる作動ガス10であって低圧ガス貯蔵器27からの作動ガス10が、第1の低圧作動ガス接続20−1を通じて第1の圧縮機段2−1に供給される。
図4bに示された第2の段階では、作動液体14の流れ方向が逆転し、第1の圧縮機段2−1における作動ガス10が、圧縮され、チェックバルブ22を伴う第1の高圧作動ガス接続18−1、第1の熱交換器32−1、及び第2のガスライン40−2を通じてバッファ貯蔵器42内へ圧入される。第1の高圧作動ガス接続18−1上のチェックバルブ22は、中間圧力pmidに圧縮された作動ガス10が逆流するのを防ぐ。第1のロックバルブ44−1は、引き続き閉じられており、第2の圧縮機段2−2は、作動液体補償容器としてのみ機能する。
Claims (15)
- 圧縮機であって、
第1の圧縮機段(2−1)であって、
内部で第1の金属ベローズ(6−1)が第1の圧縮室(4−1)を、作動ガス(10)を伴う第1のガス容積(8−1)と、作動液体(14)を伴う第1の液体容積(12−1)とに細分する、画定された容積を有する第1の圧縮室(4−1)と、
前記第1のガス容積(8−1)に通じる第1の高圧作動ガス接続(18−1)及び第1の低圧作動ガス接続(20−1)と、
前記第1の液体容積(12−1)に通じる第1の作動液体接続(16−1)と、
を含む第1の圧縮機段(2−1)と、
前記第1の作動液体接続(16−1)を通じて前記作動液体(14)を定期的に液体容積(12−1、12−1)にポンプ投入し、それによって、前記ガス容積(8−1、8−2)内の前記作動ガス(10)を定期的に圧縮するポンプ機器(34)と、
備え、
第2の金属ベローズ(6−2)によって、作動ガス(10)を伴う第2のガス容積(8−2)と作動液体(14)を伴う第2の液体容積(12−2)とに細分される第2の圧縮室(4−2)を含む第2の圧縮機段(2−2)が設けられ、
前記第2の圧縮機段(2−2)は、前記第2のガス容積(8−2)に通じる第2の高圧作動ガス接続(18−2)及び第2の低圧作動ガス接続(20−2)を含み、
前記第2の圧縮機段(2−2)は、前記第2の液体容積(12−2)に通じる第2の作動液体接続(16−2)を含み、
前記ポンプ機器(34)は、共通のポンプ機器であり、
前記共通のポンプ機器(34)は、前記第2の作動液体接続(16−2)を通じて前記第2の圧縮機段(2−2)に接続される、
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1に記載の圧縮機であって、
前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)の前記高圧作動ガス接続(18−1、18−2)及び前記低圧作動ガス接続(20−1、20−2)には、それぞれ、チェックバルブ(22)が設けられ、
前記低圧作動ガス接続(20−1、20−2)上の前記チェックバルブ(22)は、それぞれ、前記圧縮機段(2−1、2−2)の方向に透過性であり、
前記高圧作動ガス接続(18−1、18−2)上の前記チェックバルブ(22)は、前記低圧作動ガス接続(20−1、20−2)上の前記チェックバルブ(22)とは対照的に、反対の方向に透過性である、
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1または請求項2のいずれか一項に記載の圧縮機であって、
前記圧縮された作動ガス(10)を冷却するために、前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)の前記高圧作動ガス接続(18−1、18−2)のそれぞれの下流に熱交換器(32−1、32−2)が接続される、ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の圧縮機であって、
前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)の前記高圧作動ガス接続(18−1、18−2)は、共通の高圧ガスライン(24)に接続され、
前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)の前記低圧作動ガス接続(20−1、20−2)は、共通の低圧ガスライン(26)に接続される、
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項4に記載の圧縮機であって、
前記共通の高圧ガスライン(24)は、高圧ガス貯蔵器(25)に通じ、前記低圧ガスライン(26)は、低圧ガス貯蔵器(27)に通じる、ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項4または5に記載の圧縮機であって、
前記共通の高圧ガスライン(24)及び前記共通の低圧ガスライン(26)は、前記共通の高圧ガスライン(24)若しくは前記共通の低圧ガスライン(26)のいずれかを外部機器(30)に接続するためにバルブ機器(28)を終端とする、又は前記高圧ガス貯蔵器(25)及び前記低圧ガス貯蔵器(27)は、前記高圧ガス貯蔵器(25)若しくは前記低圧ガス貯蔵器(27)のいずれかを前記外部機器(30)に接続するために前記バルブ機器(28)に接続される、ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1から6までのいずれか一項に記載の圧縮機と、
ギフォード・マクマホン冷却器又はパルス管冷凍器と、
を備える冷却機器であって、
前記圧縮機は、前記ギフォード・マクマホン冷却器又は前記パルス管冷凍器に連結される、冷却機器。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の圧縮機と、請求項7に記載の冷却機器とを動作させるための方法であって、
前記共通のポンプ機器(34)によって前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)における前記2つの液体容積(12−1、12−2)間で前記作動液体(14)を絶え間なくポンプ流動させることによって、前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)において前記作動ガス(10)の圧縮及び弛緩を交互に実行する、ことを特徴とする方法。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の圧縮機であって、
前記第2の圧縮機段(2−2)の前記第2の低圧作動ガス接続(20−2)は、第1のガスライン(40−1)及び第1のロックバルブ(44−1)を通じてバッファ貯蔵器(42)に接続され、
前記第1の圧縮機段(2−1)の前記第1の高圧作動ガス接続(18−1)は、第2のガスライン(40−2)を通じて前記バッファ貯蔵器(42)に接続される、
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の圧縮機であって、
前記第2の圧縮機段(2−2)の前記第2の低圧作動ガス接続(20−2)は、ガスライン(40−1、40−2)を通じて前記第1の圧縮機段(2−1)の前記第1の高圧作動ガス接続(18−1)に接続される、ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項9又は10に記載の圧縮機であって、
前記第1の低圧作動ガス接続(20−1)は、第3のガスライン(40−3)を通じて低圧ガス貯蔵器(27)に接続され、
前記前記第2の圧縮機段(2−2)の前記第2の高圧作動ガス接続(18−2)は、第4のガスライン(40−4)を通じて高圧ガス貯蔵器(25)に接続される、
ことを特徴とする圧縮機。 - 請求項11に記載の圧縮機と、
前記低圧ガス貯蔵器(27)及び前記高圧ガス貯蔵器(25)に接続されたジュール・トムソン冷却器(25)と、
を備える冷却機器。 - 請求項9または請求項11のいずれか一項に記載の圧縮機と、請求項12に記載の冷却機器とを動作させるための方法であって、
前記第1の圧縮機段(2−1)における作動ガス(10)を、出力圧力(p0)から第1の中間圧力(pmid1)まで繰り返し圧縮し、前記第2の圧縮機段(2−2)は、作動液体のための補償容器として機能する、工程と、
第1の中間圧力(pmid1)に事前圧縮された前記作動ガス(10)を、バッファ貯蔵器(42)に一時的に貯蔵する工程と、
前記バッファ貯蔵器(42)が前記第2の圧縮機段(2−2)における前記第2のガス容積(8−2)に接続されたときに、pmid1>pmid2を満たす第2の中間圧力(pmid2)が達成されるまで、上記工程を繰り返す工程と、
第1の中間圧力(pmid1)に事前圧縮された前記作動ガス(10)を、前記バッファ貯蔵器(42)から前記第2の圧縮機段(2−2)の前記第2のガス容積(8−2)内へ移送する工程と、
第2の中間圧力(pmid2)に事前圧縮された前記作動ガス(10)を、前記第2の圧縮機段(2−2)において終末圧力(pend)まで圧縮する工程と、
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項10または11に記載の圧縮機と、請求項12に記載の冷却機器とを動作させるための方法であって、
第1の圧縮機段(2−1)における作動ガス(10)を、出力圧力(p0)から中間圧力(pmid)に圧縮し、中間圧力(pmid)に事前圧縮された前記作動ガス(10)を、前記第2の圧縮機段(2−1)の前記第2のガス容積(8−2)内へ移送する工程と、
中間圧力(pmid)に事前圧縮された前記作動ガス(10)を、前記第2の圧縮機段(2−2)において終末圧力(pend)に圧縮する工程と、
を備えることを特徴とする方法。 - 請求項13又は14に記載の方法であって、
前記2つの圧縮機段(2−1、2−2)からの前記圧縮された作動ガス(10)は、各圧縮行程後に冷却される、ことを特徴とする方法。
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