JP6307527B2 - 水平ピストン圧縮機 - Google Patents
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- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
- F04B53/12—Valves; Arrangement of valves arranged in or on pistons
Description
図1は、開示された自由浮動ピストンを含む例示的な水平複動ピストン圧縮機の断面図である。
図2は、図1の圧縮機に使用するための例示的なライダーリングの側面図である。
図3は、図2のライダーリングを図2の3−3線に沿って切り取った断面図である。
図4は、図2のライダーリングの下面図である。
図5は、開示された自由浮動ピストン(FFP)構成の例示的な実施形態の断面図である。
図6は、図5のFFP構成に使用するための例示的なFFP弁の断面図である。
図7は、FFPを介した気体の例示的な流れを示す図5の例示的なFFP構成の断面図である。
図2から明らかなように、ライダーリングが嵌着される場合、外周縁部の最下部セグメントは、ライダーリングに連結される最上部セグメントより若干大きい半径を有する。最下部セグメントは、垂直線43の両側上で斜めに延長し、半径は、事実上、ライダーリングが移動するシリンダーの半径に相当する。このように外周縁部を設計する理由は、ライダーリング32とシリンダー4との間に気体膜を形成するように、ピストン6を少しの距離をもって上向き移動させるように構成しなければならず、機械的および熱的変形のために
十分な遊び(play)が維持されなければならないからである。
Claims (17)
- 気体を圧縮するための水平ピストン圧縮機であって、
水平軸に沿って配向されたシリンダーを有するフレームと、
前記シリンダー内に往復動可能に収容され、内部チャンバおよび第1端壁と第2端壁を有するピストンであって、前記ピストンと前記シリンダーが、前記気体が圧縮される少なくとも1つの圧縮チャンバを形成するものである、前記ピストンと、
前記第1端壁の少なくとも一部に配置され、前記ピストンの圧縮行程中に前記少なくとも1つの圧縮チャンバから前記内部チャンバに気体を流入するように構成された弁およびオリフィスとを備え、そのオリフィスは前記弁の本体部分を通じて延伸し、前記本体部分は複数の流れ経路を有し、それを通じて気体が前記オリフィスから弁座部領域へ通過し、そして、前記少なくとも1つの圧縮チャンバ内の気体圧力が上昇して前記弁のクラッキング圧力を超過すれば、前記少なくとも1つの圧縮チャンバ内の気体が前記オリフィス、複数の流れ経路及び弁座部領域を介して前記ピストンの内部チャンバ内に流入され、
前記圧縮機は更に、
前記フレームに対して前記ピストンを支持するための気体軸受を備え、
前記気体軸受は、前記内部チャンバから前記ピストンと前記シリンダーの間の空間に気体を流入するための流出開口を含み、少なくとも1つの前記流出開口の位置および前記気体の圧力は、前記空間に流入される気体がピストンロッドユニットに対して上向き圧力をかけるようにするものである、水平ピストン圧縮機。 - 前記弁は、バネ負荷式弁を含み、前記オリフィスは、前記弁と前記少なくとも1つの圧縮チャンバとの間に位置するオリフィス挿入部を含む、請求項1に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記弁は、1インチ公称弁であり、前記オリフィス挿入部は、約2mm〜5mmのオリフィス直径と、約7mmのスロート長さを有する、請求項2に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記流出開口は、前記ピストンと前記シリンダーの間の空間と、前記内部チャンバとの間の圧力比を維持するように構成され、前記圧力比が約0.6より大きい、請求項1に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記流出開口は、前記ピストンと前記シリンダーの間の空間と、前記内部チャンバとの間の圧力比を維持するように構成され、前記圧力比が約0.6〜0.8である、請求項1に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記少なくとも1つの圧縮チャンバは、第1圧縮チャンバと第2圧縮チャンバを含み、前記第1圧縮チャンバは、前記ピストンの第1端壁と前記シリンダーによって形成され、前記第2圧縮チャンバは前記ピストンの第2端壁と前記シリンダーによって形成され、前記第1圧縮チャンバは、第1流入弁と第1流出弁を有し、前記第2圧縮チャンバは、第2流入弁と第2流出弁を有する、請求項1に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記流出開口は、複数の流出開口を含み、前記水平ピストン圧縮機は、前記ピストンの周縁の回りに配置された第1ライダーリングと第2ライダーリングをさらに含み、前記第1および第2ライダーリングが前記複数の流出開口を含み、第1ライダーリングは前記第1端壁に近接し、第2ライダーリングは前記第2端壁に近接して配置されている、請求項1に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記複数の流出開口は、前記第1および第2ライダーリングの最下部に配置される、請求項7に記載の水平ピストン圧縮機。
- 前記ピストンの周縁の回りに配置された複数のピストンリングをさらに含み、前記複数のピストンリングのうち少なくとも1つは、前記ピストンの第1端壁と第1ライダーリングとの間に配置され、前記複数のピストンリングのうち少なくとも他の1つは、前記ピストンの第2端壁と第2ライダーリングとの間に配置される、請求項7または8に記載の水平ピストン圧縮機。
- 水平ピストン圧縮機に使用するためのピストンであって、
前記圧縮機のシリンダー内に往復動可能に収容されるように構成され、内部チャンバおよび第1端壁と第2端壁を有し、気体が圧縮される少なくとも1つの圧縮チャンバを前記シリンダーとともに形成するように構成されたピストンと、
前記第1および第2端壁のうち少なくとも1つの少なくとも一部に配置され、前記ピストンの圧縮行程中に前記少なくとも1つの圧縮チャンバから前記内部チャンバに気体を流入するように構成された弁およびオリフィスとを備え、そのオリフィスは前記弁の本体部分を通じて延伸し、前記本体部分は複数の流れ経路を有し、それを通じて気体が前記オリフィスから弁座部領域へ通過し、そして、前記少なくとも1つの圧縮チャンバ内の気体圧力が上昇して前記弁のクラッキング圧力を超過すれば、前記少なくとも1つの圧縮チャンバ内の気体が前記オリフィス、複数の流れ経路及び弁座部領域を介して前記ピストンの内部チャンバ内に流入され、
前記ピストンは更に、
前記圧縮機のフレームに対して前記ピストンを支持するための気体軸受を備え、
前記気体軸受は、前記内部チャンバから前記ピストンと前記シリンダーの間の空間に気体を流入するための流出開口を含み、少なくとも1つの前記流出開口の位置および前記気体の圧力は、前記空間に流入される気体が前記ピストンに対して上向き圧力をかけるようにするものである、ピストン。 - 前記弁は、バネ負荷式弁を含み、前記オリフィスは、前記弁と前記少なくとも1つの圧縮チャンバとの間に位置するオリフィス挿入部を含む、請求項10に記載のピストン。
- 前記弁は、1インチ公称弁であり、前記オリフィス挿入部は、約2mm〜5mmの通常的なオリフィス直径と約7mmのスロート長さを有する、請求項11に記載のピストン。
- 前記流出開口は、前記ピストンと前記シリンダーの間の空間と、前記内部チャンバとの間の圧力比を維持するように構成され、前記圧力比が約0.6より大きい、請求項10に記載のピストン。
- 前記流出開口は、前記ピストンと前記シリンダーの間の空間と、前記内部チャンバとの間の圧力比を維持するように構成され、前記圧力比が約0.6〜0.8である、請求項10に記載のピストン。
- 前記流出開口は、複数の流出開口を含み、前記ピストンは、前記ピストンの周縁に配置された第1ライダーリングと第2ライダーリングをさらに含み、前記第1および第2ライダーリングが前記複数の流出開口を含み、第1ライダーリングは前記第1端壁に近接し、第2ライダーリングは前記第2端壁に近接して配置されている、請求項10に記載のピストン。
- 前記複数の流出開口は、前記第1および第2ライダーリングの最下部に配置される、請求項15に記載のピストン。
- 前記ピストンの周縁の回りに配置された複数のピストンリングをさらに含み、前記複数のピストンリングのうち少なくとも1つは、前記ピストンの第1端壁と第1ライダーリングとの間に配置され、前記複数のピストンリングのうち少なくとも他の1つは、前記ピストンの第2端壁と第2ライダーリングとの間に配置される、請求項15または16に記載のピストン。
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