JP5104364B2

JP5104364B2 - 高圧圧縮機

Info

Publication number: JP5104364B2
Application number: JP2008026974A
Authority: JP
Inventors: 誠二岩脇
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: JP2009185707A

Description

本発明は、天然ガス等のガスを高圧に圧縮して、高圧ガスを生成する高圧圧縮機に関する。

近年、高圧圧縮機について種々の開発がなされており、高圧圧縮機の先行技術として特許文献１に示すものがあり、以下、この先行技術に係る高圧圧縮機の構成等について簡単に説明する。

即ち、先行技術に係る高圧圧縮機は、圧縮機本体をベースとして具備しており、この圧縮機本体は、複数のガイドスリーブを放射状に備えている。また、圧縮機本体には、水平方向へ延びたクランク軸が回転可能に設けられており、このクランク軸は、軸心（クランク軸の軸心）に対して偏心した偏心部を有している。

圧縮機本体内には、クランク軸の回転運動を往復揺動運動に変換する複数のコネクティングロッドが設けられており、各コネクティングロッドの基端部は、クランク軸の偏心部に回転自在に連結されている。また、各コネクティングロッドの先端部には、コネクティングロッドの往復揺動運動を往復直線運動に変換するクロスヘッドが回転自在に連結されており、このクロスヘッドは、対応関係にあるガイドスリーブに直線移動可能にそれぞれ案内支持されている。

圧縮機本体には、ガスを段階的に高圧に圧縮する複数段のシリンダ機構が放射状に設けられている。そして、各シリンダ機構は、対応関係にあるガイドスリーブに固定されたシリンダと、シリンダ内に気密的に往復移動可能に設けられたピストンと、基端部がピストンに連結されたピストンロッドとをそれぞれ備えている。

従って、モータ等のアクチュエータの駆動によってクランク軸を回転させることにより、各コネクティングロッドによってクランク軸の回転運動を往復揺動運動にそれぞれ変換し、各クロスヘッドによって対応関係にあるコネクティングロッドの往復揺動運動を往復直線運動にそれぞれ変換する。換言すれば、各コネクティングロッドをクランク軸の回転に連動してそれぞれ往復揺動させて、各クロスヘッドを対応関係にあるコネクティングロッドの往復揺動に連動してそれぞれ往復直線移動させる。これにより、複数段のシリンダ機構におけるピストンを往復移動（往復直線移動）させて、複数段のシリンダ機構によってガスを段階的に高圧に圧縮して、高圧ガスを生成することができる。
特開平８−２７０５６３号公報

ところで、高圧圧縮機の運転中に、クロスヘッドの外周部の摩耗量が増えて、クロスヘッドが移動方向（換言すれば、シリンダの軸方向）に対して傾くと、クロスヘッドからの力によってピストンロッド及びピストンに大きな曲げモーメントが発生して、ピストンロッド及びピストンの耐久性の低下を招くことになる。

一方、ピストンロッド及びピストンの径を拡大して、ピストンロッド及びピストンの剛性を高めることによって、ピストンロッド及びピストンの耐久性の低下を抑えることも考えられるが、ピストンロッド及びピストンの径を拡大すると、シリンダ機構及びこれに付随する機構も大型化して、高圧圧縮機全体の大型化を招くことになる。

つまり、先行技術に係る高圧圧縮機にあっては、高圧圧縮機全体の大型化を十分に抑制しつつ、後段側のシリンダ機構におけるピストンロッド及びピストンの耐久性の低下を抑えることは困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の高圧圧縮機を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、ガスを高圧に圧縮して、高圧ガスを生成する高圧圧縮機において、圧縮機本体と、前記圧縮機本体に回転可能に設けられ、軸心に対して偏心した偏心部を有したクランク軸と、基端部が前記クランク軸の前記偏心部にそれぞれ回転自在に連結され、前記クランク軸の回転運動を往復揺動運動に変換する複数のコネクティングロッドと、各コネクティングロッドの先端部に回転自在にそれぞれ連結され、前記圧縮機本体に直線移動可能にそれぞれ案内支持され、前記コネクティングロッドの往復揺動運動を往復直線運動に変換するクロスヘッドと、前記圧縮機本体に設けられ、前記圧縮機本体に固定されたシリンダと、前記シリンダ内に気密的に往復移動可能に設けられたピストンと、基端部が前記ピストンに連結されかつ先端部が対応関係にある前記クロスヘッドに連結されピストンロッドとをそれぞれ備え、ガスを段階的に高圧に圧縮する複数段のシリンダ機構と、を具備し、少なくともいずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッドの先端側部に径方向へ拡大したロッドエンドが形成され、前記ロッドエンドにロッド凸球面又はロッド凹球面が形成され、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ロッドエンドと前記クロスヘッドの間にスペーサーが前記シリンダの軸方向に対して直交する直交方向の移動を許容された状態で設けられ、前記スペーサーに前記ロッドエンドの前記ロッド凸球面又は前記ロッド凹球面に摺接可能なスペーサー凹球面又はスペーサー凸球面が形成され、前記ロッド凸球面と前記スペーサー凹球面の接触状態又は前記ロッド凹球面と前記スペーサー凸球面の接触状態を保つように前記ピストンロッドを保持するロッド保持機構が設けられ、前記ロッド保持機構は、前記クロスヘッドに前記ロッドエンド及び前記スペーサーを収容するように設けられた収容部材と、前記ロッドエンドを弾性力によって前記クロスヘッド側へ押圧する弾性体と、を備えていることを要旨とする。

ここで、本願の特許請求の範囲及び明細書において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、別部材を介して間接的に設けられたことを含む意であって、「固定され」とは、直接的に固定されたことの他に、別部材を介して間接的に固定されたことを含む意である。また、前記クランク軸の前記偏心部の個数は、単数であっても、複数であっても構わなく、例えば、前記クランク軸の前記偏心部が１つの場合には、複数の前記コネクティングロッドの基端部が前記クランク軸の共通の前記偏心部に回転自在に連結されることになる。更に、「後段側の前記シリンダ機構」とは、例えば、３段のシリンダ機構が設けられている場合には、２段以降のシリンダ機構のことをいい、４段のシリンダ機構が設けられている場合には、３段以降のシリンダ機構のことをいう。

本発明の特徴によると、モータ等のアクチュエータの駆動によって前記クランク軸を回転させることにより、各コネクティングロッドによって前記クランク軸の回転運動を往復揺動運動にそれぞれ変換し、各クロスヘッドによって対応関係にある前記コネクティングロッドの往復揺動運動を往復直線運動にそれぞれ変換する。換言すれば、各コネクティングロッドを前記クランク軸の回転に連動してそれぞれ往復揺動させて、各クロスヘッドを対応関係にある前記コネクティングロッドの往復揺動に連動してそれぞれ往復直線移動させる。これにより、複数段の前記シリンダ機構における前記ピストンを連動して往復移動（往復直線移動）させて、複数段の前記シリンダ機構によってガスを段階的に高圧に圧縮して、高圧ガスを生成することができる。

ここで、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッドの先端部に前記ロッド凸球面又は前記ロッド凹球面が形成され、前記スペーサーに前記ロッド凸球面又は前記ロッド凹球面に摺接可能な前記スペーサー凹球面又は前記スペーサー凸球面が形成され、前記ロッド保持機構によって前記ロッド凸球面と前記スペーサー凹球面の接触状態又は前記ロッド凹球面と前記スペーサー凸球面の接触状態が保たれているため、前記高圧圧縮機の運転中に、いずれかの後段側の前記シリンダ機構に対応関係にある前記クロスヘッドが移動方向（換言すれば、前記シリンダの軸方向）に対して傾いた場合であっても、前記ロッド凸球面と前記スペーサー凹球面、又は前記ロッド凹球面と前記スペーサー凸球面が摺接することにより、前記クロスヘッドからの力によって前記ピストンロッド及び前記ピストンに曲げモーメントが発生することを極力回避できる。

以上の如き、本発明によれば、前記高圧圧縮機の運転中に、いずれかの後段側の前記シリンダ機構に対応関係にある前記クロスヘッドが移動方向に対して傾いた場合であっても、前記クロスヘッドからの力によって前記ピストンロッド及び前記ピストンに曲げモーメントが発生することを極力回避できるため、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッド及び前記ピストンの径を拡大して、前記ピストンロッド及び前記ピストンの剛性を高めることなく、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッド及び前記ピストンの耐久性の低下を抑えることができる。つまり、本発明によれば、前記高圧圧縮機全体の大型化を十分に抑制しつつ、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッド及び前記ピストンの耐久性の低下を抑えることができる。

本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係る高圧圧縮機の正面断面図、図２は、図１におけるII-II線に沿った図、図３は、本発明の実施形態に係るシリンダ機構（第３段のシリンダ機構、第４段のシリンダ機構）の断面図、図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るスペーサーの平面図、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係るスペーサーの断面図、図５は、本発明の実施形態に係るコネクティングロッドとクロスヘッドの連結部分を示す図である。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る高圧圧縮機１は、天然ガス等のガスを高圧に圧縮して、高圧ガスを生成する装置であって、圧縮機本体３をベースとして具備している。また、圧縮機本体３は、基台５と、この基台５の上面に設けられた円筒状の支持フレーム７と、この支持フレーム７の外周部に放射状に設けられた複数のガイドスリーブ９とを備えている。

支持フレーム７には、水平方向へ延びたクランク軸１１が転がり軸受１３を介して回転可能に設けられており、このクランク軸１１は、軸心（クランク軸１１の軸心）に対して偏心した偏心部１５を有している。また、クランク軸１１の一端部には、フライホイール１７が一体的に設けられており、このフライホイール１７は、ベルト（図示省略）等を介して駆動モータ（図示省略）に連動連結されている。なお、クランク軸１１における偏心部１５の両側の適宜位置には、カウンターバランサ１９がそれぞれ設けられている。

支持フレーム７内には、クランク軸１１の回転運動を往復揺動運動に変換する複数のコネクティングロッド２１が設けられており、各コネクティングロッド２１の基端部は、クランク軸１１の共通の偏心部１５に転がり軸受２３を介して回転自在に連結されている。なお、転がり軸受２３は玉軸受でもころ軸受でも構わなく、転がり軸受２３をシール付タイプ又はシールド付タイプとすれば、グリースを転がり軸受２３に封入しても、グリースが転がり軸受２３の外側に飛散することはない。

図１及び図５に示すように、各コネクティングロッド２１の先端部には、コネクティングロッド２１の往復揺動運動を往復直線運動に変換するクロスヘッド２５が連結ピン２７及びニードルベアリング２９を介して回転自在に連結されており、各クロスヘッド２５は、外周側に、合成樹脂からなるクロスヘッドシュ３１を有してあって、対応関係にあるガイドスリーブ９に直線移動可能に案内支持されている。なお、各コネクティングロッド２１の先端部には、ニードルベアリング２９に封入したグリースの漏れを封入する複数のチップシール３３がそれぞれ設けられている。

図１及び図２に示すように、圧縮機本体３には、ガスを段階的に高圧に圧縮する４段のシリンダ機構（第１段のシリンダ機構３５Ａ、第２段のシリンダ機構３５Ｂ、第３段のシリンダ機構３５Ｃ、第４段のシリンダ機構３５Ｄ）が放射状に設けられており、各シリンダ機構３５Ａ〜３５Ｄは、対応関係にあるガイドスリーブ９に固定されたシリンダ３７と、シリンダ３７内に気密的に往復移動可能に設けられたピストン３９と、基端部がピストン３９に連結されたピストンロッド４１とをそれぞれ備えている。また、各シリンダ機構３５Ａ〜３５Ｄにおけるシリンダ３７内には、前述の特許文献１に示すように、ガスの吸入量・吐出量を調節する吸入吐出弁４３がそれぞれ配設されている。ここで、第１段のシリンダ機構３５Ａによって圧縮されたガスは、複数の吸入吐出弁４３を介して第２段のシリンダ機構３５Ｂにおけるシリンダ３７、第３段のシリンダ機構３５Ｃにおけるシリンダ３７、及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるシリンダ３７に順次供給されるようになっている。

第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストン３９の具体的な構成は、次のようになる。

ピストンロッド４１の先端部には、取付シャフト４５が同軸状に形成されており、この取付シャフト４５の先端部には、ピストンヘッド（締付ナット）４７が螺合して設けられている。また、取付シャフト４５の外周面におけるピストンヘッド４７とピストンロッド４１の間には、支持パイプ４９が嵌通して設けられており、この支持パイプ４９には、ピストンヘッド４７側からのガス漏れを防止するスリーブ状のピストンシール５１が嵌合して設けられてあって、このピストンシール５１は、合成樹脂からなるものである。

支持パイプ４９のピストンロッド４１側の端部には、シール拡張リング５３が嵌合して設けられており、このシール拡張リング５３は、合成樹脂からなるものである。また、シール拡張リング５３は、テーパ部５３ｔを有してあって、シール拡張リング５３のテーパ部５３ｔは、ピストンヘッド４７側から進入したガスの圧力をピストンシール５１が受けるとピストンシール５１の一部分（ピストンロッド４１側の部分）を径方向（ピストンシール５１の径方向）へ拡張するように案内するように構成されている。

取付シャフト４５の外周面におけるピストンヘッド４７と支持パイプ４９の間には、複数のサポートリング５５が嵌通して設けられており、各サポートリング５５は、段差５５ｓをそれぞれ有している。また、各サポートリング５５の段差５５ｓには、ピストンヘッド４７側から流入したガスの圧力を緩和する圧力ブレーカ５７がそれぞれ遊嵌して設けられており、各圧力ブレーカ５７は、それぞれ合成樹脂からなるものである。

取付シャフト４５の外周面におけるピストンヘッド４７とサポートリング５５の間には、取付シャフト４５の直線移動を補償する第１ライダーリング５９が嵌通して設けられており、この第１ライダーリング５９は、シリンダ３７の内周面に案内支持されている。また、第１ライダーリング５９は、取付シャフト４５の外周面に嵌通した第１インナーリング６１と、この第１インナーリング６１の外周面に嵌合しかつ合成樹脂からなる第１アウターリング６３とからなる。

取付シャフト４５の外周面におけるサポートリング５５とピストンロッド４１の間には、取付シャフト４５の直線移動を補償する第２ライダーリング６５が嵌通して設けられており、この第２ライダーリング６５は、シリンダ３７の内周面に案内支持されている。また、第２ライダーリング６５は、取付シャフト４５の外周面に嵌通した第２インナーリング６７と、この第２インナーリング６７の外周面に嵌合しかつ合成樹脂からなる第２アウターリング６９とからなる。

なお、取付シャフト４５の外周面におけるサポートリング５５と支持パイプ４９の間、支持パイプ４９と第２ライダーリング６５の間、及び第２ライダーリング６５とピストンロッド４１の間、には、座金７１がそれぞれ嵌通して設けられている。

後段側のシリンダ機構（第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄ）におけるピストンロッド４１等の具体的な構成は、次のようになる。

ピストンロッド４１の先端側には、径方向（ピストンロッド４１の径方向）へ拡大したロッドエンド７３が形成され、このロッドエンド７３（ピストンロッド４１の先端部）には、ロッド凸球面７３ｐが形成されている。また、クロスヘッド２５には、取付プレート７５が複数のボルト７７を介して設けられており、ロッドエンド７３と取付プレート７５の間（換言すれば、ロッドエンド７３とクロスヘッド２５の間）には、ロッドエンド７３と同径のスペーサー７９がシリンダ３７の軸方向に対して直交する直交方向（換言すれば、シリンダ３７の径方向）の移動を許容された状態で設けられている。更に、スペーサー７９には、ロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐに摺接可能なスペーサー凹球面７９ｐが形成されており、スペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐには、固体潤滑剤又はグリースを充填可能な潤滑溝８１が形成されている。

なお、ロッドエンド７３にロッド凸球面７３ｐが形成されかつスペーサー７９にロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐに摺接可能なスペーサー凹球面７９ｐが形成される代わりに、ロッドエンド７３にロッド凹球面（図示省略）が形成されかつスペーサー７９にロッドエンド７３のロッド凹球面に摺接可能なスペーサー凸球面（図示省略）が形成されるようにしても構わない。また、スペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐに潤滑溝８１が形成される代わりに又は形成されると共に、ロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐに潤滑溝（図示省略）が形成されるようにしても構わない。

クロスヘッド２５には、ロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐとスペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐの接触状態を保つようにピストンロッド４１を保持するロッド保持機構８３が取付プレート７５及び複数のボルト７７を介して設けられている。具体的には、取付プレート７５には、収容部材８５がロッドエンド７３及びスペーサー７９を収容するように設けられており、この収容部材８５は、ロッドエンド７３及びスペーサー７９の前記直交方向の移動を許容するようになっている。また、収容部材８５は、内フランジ部８５ｆを有してあって、収容部材８５の内フランジ部８５ｆには、ロッドエンド７３を弾性力によってクロスヘッド２５側へ押圧するＯリング（弾性体の一例）８７が設けられている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する
駆動モータによってクランク軸１１を回転させると、各コネクティングロッド２１によってクランク軸１１の回転運動を往復運動にそれぞれ変換して、各クロスヘッド２５によって対応関係にあるコネクティングロッド２１の往復揺動運動を往復直線運動にそれぞれ変換する。換言すれば、各コネクティングロッド２１をクランク軸１１の回転に連動してそれぞれ往復揺動させて、各クロスヘッド２５を対応関係にあるコネクティングロッド２１の往復揺動に連動してそれぞれ往復直線移動させる。これにより、複数段のシリンダ機構３５Ａ〜３５Ｄにおけるピストン３９を連動して往復移動（往復直線移動）させて、複数段のシリンダ機構３５Ａ〜３５Ｄによってガスを段階的に高圧に圧縮して、高圧ガスを生成することができる。

ここで、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストンロッド４１のロッドエンド７３（ピストンロッド４１の先端部）にロッド凸球面７３ｐが形成され、スペーサー７９にロッド凸球面７３ｐに摺接可能なスペーサー凹球面７９ｐが形成され、ロッド保持機構８３によってクロスヘッド２５にロッド凸球面７３ｐとスペーサー凹球面７９ｐの接触状態が保たれているため、高圧圧縮機１の運転中に、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄに対応関係にあるクロスヘッド２５が移動方向（換言すれば、シリンダ３７の軸方向）に対して傾いた場合であっても、ロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐとスペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐが摺接することにより、クロスヘッド２５からの力によってピストンロッド４１及びピストン３９に曲げモーメントが発生することを極力回避できる。

また、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおいて、スペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐに固体潤滑剤又はグリースを充填可能な潤滑溝８１が形成されているため、ロッドエンド７３のロッド凸球面７３ｐとスペーサー７９のスペーサー凹球面７９ｐの容易に摺接可能な状態を長期に亘って保つことができる。

更に、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおいて、スペーサー７９がロッドエンド７３と取付プレート７５の間に前記直交方向の移動を許容された状態で設けられ、ロッド保持機構８３の収容部材８５がロッドエンド７３及びスペーサー７９の前記直交方向の移動を許容するようになっているため、高圧圧縮機１の運転中に、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストン３９とシリンダ３７の芯出しを自動的に行うことができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、高圧圧縮機１の運転中に、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄに対応関係にあるクロスヘッド２５が移動方向に対して傾いた場合であっても、クロスヘッド２５からの力によってピストンロッド４１及びピストン３９に曲げモーメントが発生することを極力回避できるため、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストンロッド４１及びピストン３９の径を拡大して、ピストンロッド４１及びピストン３９の剛性を高めることなく、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストンロッド４１及びピストン３９の耐久性の低下を抑えることができる。つまり、本発明の実施形態によれば、高圧圧縮機１全体の大型化を十分に抑制しつつ、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストンロッド４１及びピストンの耐久性３９の低下を抑えることができる。

また、高圧圧縮機１の運転中に、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストン３９とシリンダ３７の芯出しを自動的に行うことができるため、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄにおけるピストン３９の摩耗（具体的には、第１ライダーリング５９の第１アウターリング６３及び第２ライダーリング６５の第２アウターリング６９の摩耗）を低減して、ピストン３９の耐久性をより一層向上させることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、第３段のシリンダ機構３５Ｃ及び第４段のシリンダ機構３５Ｄの具体的な構成を第１段のシリンダ機構３５Ａ及び第２段のシリンダ機構３５Ｂに適用する等、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

本発明の実施形態に係る高圧圧縮機の正面断面図である。図１におけるII-II線に沿った図である。本発明の実施形態に係るシリンダ機構（第３段のシリンダ機構、第４段のシリンダ機構）の断面図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るスペーサーの平面図、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係るスペーサーの断面図である。本発明の実施形態に係るコネクティングロッドとクロスヘッドの連結部分を示す図である。

符号の説明

１高圧圧縮機
３圧縮機本体
１１クランク軸
１５偏心部
２１コネクティングロッド
２５クロスヘッド
３５Ａ〜３５Ｄシリンダ機構
３７シリンダ
３９ピストン
４１ピストンロッド
７３ロッドエンド
７３ｐロッド凸球面
７５取付プレート
７９スペーサー
７９ｐスペーサー凹球面
８１潤滑溝
８３ロッド保持機構
８５収容部材
８７Ｏリング

Claims

ガスを高圧に圧縮して、高圧ガスを生成する高圧圧縮機において、
圧縮機本体と、
前記圧縮機本体に回転可能に設けられ、軸心に対して偏心した偏心部を有したクランク軸と、
基端部が前記クランク軸の前記偏心部にそれぞれ回転自在に連結され、前記クランク軸の回転運動を往復揺動運動に変換する複数のコネクティングロッドと、
各コネクティングロッドの先端部に回転自在にそれぞれ連結され、前記圧縮機本体に直線移動可能にそれぞれ案内支持され、前記コネクティングロッドの往復揺動運動を往復直線運動に変換するクロスヘッドと、
前記圧縮機本体に設けられ、前記圧縮機本体に固定されたシリンダと、前記シリンダ内に気密的に往復移動可能に設けられたピストンと、基端部が前記ピストンに連結されかつ先端部が対応関係にある前記クロスヘッドに連結されピストンロッドとをそれぞれ備え、ガスを段階的に高圧に圧縮する複数段のシリンダ機構と、を具備し、
少なくともいずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ピストンロッドの先端側部に径方向へ拡大したロッドエンドが形成され、前記ロッドエンドにロッド凸球面又はロッド凹球面が形成され、いずれかの後段側の前記シリンダ機構における前記ロッドエンドと前記クロスヘッドの間にスペーサーが前記シリンダの軸方向に対して直交する直交方向の移動を許容された状態で設けられ、前記スペーサーに前記ロッドエンドの前記ロッド凸球面又は前記ロッド凹球面に摺接可能なスペーサー凹球面又はスペーサー凸球面が形成され、前記ロッド凸球面と前記スペーサー凹球面の接触状態又は前記ロッド凹球面と前記スペーサー凸球面の接触状態を保つように前記ピストンロッドを保持するロッド保持機構が設けられ、前記ロッド保持機構は、前記クロスヘッドに前記ロッドエンド及び前記スペーサーを収容するように設けられた収容部材と、前記ロッドエンドを弾性力によって前記クロスヘッド側へ押圧する弾性体と、を備えていることを特徴とする高圧圧縮機。
前記ロッド凸球面と前記スペーサー凹球面のうちの少なくともいずれか、又は前記ロッド凹球面と前記スペーサー凸球面のうちの少なくともいずれかに固体潤滑剤又はグリースを充填可能な潤滑溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高圧圧縮機。