(57)【要約】【課題】液化空気の発生を抑制する。【解決手段】往復動圧縮機１Ａは、吸入弁３６を介してシリンダ４に吸い込んだガスをピストン６によって圧縮すると共に、吐出弁５１を介して圧縮されたガスを吐き出す圧縮部２と、ピストン６に連結されたピストンロッド９を介して、ピストン６を往復動させる力をピストン６に提供するピストン駆動部３と、圧縮部２を収容し、圧縮部２の周囲に真空領域を形成するハウジング１７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入弁を介してシリンダに吸い込んだガスをピストンによって圧縮すると共に、吐出弁を介して圧縮された前記ガスを吐き出す圧縮部と、
前記ピストンに連結されたロッドを介して、前記ピストンを往復動させる力を前記ピストンに提供するピストン駆動部と、
前記圧縮部を収容し、前記圧縮部の周囲に真空領域を形成する容器部と、を備える、往復動圧縮機。
【請求項２】
前記容器部は、
前記真空領域を形成するハウジングと、
前記ハウジングと前記シリンダとの間に配置されるシリンダ保持部と、を有し、
前記シリンダの側面は、前記シリンダの側面と対面する前記ハウジングの内面から離間し、
前記シリンダ保持部の第１端部は、前記シリンダの側面に設けられ、
前記シリンダ保持部の第２端部は、前記ハウジングの内面に設けられる、請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項３】
前記ピストン駆動部と前記容器部との間に配置されて、前記ロッドを収容する中間筒部と、
前記圧縮部と前記中間筒部との間に配置される熱抵抗部と、をさらに備える、請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項４】
前記吸入弁は、前記シリンダに設けられて、前記シリンダへの前記ガスの出入りを許可する開放形態と前記ガスの出入りを禁止する閉鎖形態とを、前記シリンダの内部圧力に応じて相互に切り替え可能であり、
前記容器部の外面側に配置されると共に、圧縮気体の提供を受けて前記吸入弁の前記閉鎖形態を強制的に前記開放形態に切り替えるアンローダをさらに備える、請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
前記ピストン駆動部と前記容器部との間に配置されて、前記ロッドを収容する中間筒部を更に備え、
前記中間筒部は、第１中間室、第２中間室及び第３中間室を形成し、
前記第１中間室、前記第２中間室及び前記第３中間室は、前記ピストン駆動部から前記容器部に向かう方向に、前記第１中間室、前記第２中間室及び前記第３中間室の順に配置され、
前記第１中間室の内部圧力は、前記第２中間室及び前記第３中間室の内部圧力よりも高い、請求項１に記載の往復動圧縮機。
【請求項６】
前記ガスの液化温度は、酸素の液化温度又は窒素の液化温度よりも低い、請求項１に記載の往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
液化されたガスは、貯蔵又は輸送のためにタンクに収容される。一般に、ガスの液化温度は大気温度よりも低い。そのため、タンクに収容された液化ガスは、タンクへの入熱によって、タンク内で気化する。このガスは、いわゆるボイルオフガス（BOG: Boil Off Gas）と呼ばれている。この気化ガス（ＢＯＧ）は、タンクの内部圧力を高める。そこで、気化ガスを圧縮することによって、タンクの内部圧力を所定値に収める。また、圧縮した気化ガスを別の設備に圧送する。
【０００３】
特許文献１は、圧力制御設備を開示する。この設備は、低温液化ガスを貯蔵するタンクの内部圧力を制御する。この設備は、ＢＯＧ圧縮機を備えており、ＢＯＧ圧縮機は気化ガスを所望の圧力まで圧縮する。特許文献１は、ＢＯＧ圧縮機として往復動圧縮機を例示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、新たなエネルギ源として、水素が注目されている。エネルギ源として水素を利用する場合にも、天然ガスのように、貯蔵及び輸送時には、液化した状態とすることが想定されている。しかし、水素は、液化温度が空気の液化温度よりも低いという特性を有する。そのため、天然ガス等を対象とした往復動圧縮機といった設備をそのまま水素に適用すると、極低温の液体水素に起因する不具合が生じる可能性がある。例えば、液体水素が供給される装置の周辺に液化空気を生じさせてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、液化空気の発生を抑制可能な往復動圧縮機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態である往復動圧縮機は、吸入弁を介してシリンダに吸い込んだガスをピストンによって圧縮すると共に、吐出弁を介して圧縮されたガスを吐き出す圧縮部と、ピストンに連結されたロッドを介して、ピストンを往復動させる力をピストンに提供するピストン駆動部と、圧縮部を収容し、圧縮部の周囲に真空領域を形成する容器部と、を備える。
【０００８】
この往復動圧縮機は、ガスを圧縮する圧縮部が容器部に収容されている。そして、この容器部は、圧縮部の周囲に真空領域を形成する。そうすると、圧縮部は、真空領域によって外部領域から熱的に絶縁される。つまり、圧縮部に極低温のガスが提供された場合にも、往復動圧縮機の周辺領域を過度に冷却することがない。従って、液化空気の発生を抑制できる。
【０００９】
一形態において、容器部は、真空領域を形成するハウジングと、ハウジングとシリンダとの間に配置されるシリンダ保持部と、を有し、シリンダの側面は、シリンダの側面と対面するハウジングの内面から離間し、シリンダ保持部の第１端部は、シリンダの側面に設けられ、シリンダ保持部の第２端部は、ハウジングの内面に設けられてもよい。この構成によれば、シリンダを好適に支えることが可能である。その結果、ピストンの往復動に起因する振動に対して耐えることができる。
【００１０】
一形態の往復動圧縮機は、ピストン駆動部と容器部との間に配置されて、ロッドを収容する中間筒部と、圧縮部と中間筒部との間に配置される熱抵抗部と、をさらに備えてもよい。この構成によれば、圧縮部と中間筒部との間を熱的に絶縁することができる。その結果、圧縮部に極低温のガスが供給された場合でも、圧縮部の熱の影響が中間筒部に及ぶことを抑制することが可能である。つまり、圧縮部に極低温のガスが提供された場合にも、中間筒部を過度に冷却することがない。従って、液化空気の発生を抑制できる。
【００１１】
一形態において、吸入弁は、シリンダに設けられて、シリンダへのガスの出入りを許可する開放形態とガスの出入りを禁止する閉鎖形態とを、シリンダの内部圧力に応じて相互に切り替え可能であり、容器部の外面側に配置されると共に、圧縮気体の提供を受けて吸入弁の閉鎖形態を強制的に開放形態に切り替えるアンローダをさらに備えてもよい。この構成によれば、アンローダは、容器部の外に配置される。容器部の外は、圧縮部に対して熱的に絶縁されている。従って、アンローダは、圧縮部の熱の影響を受けることがない。その結果、アンローダは、確実に動作することができる。
【００１２】
一形態の往復動圧縮機は、ピストン駆動部と容器部との間に配置されて、ロッドを収容する中間筒部を更に備え、中間筒部は、第１中間室、第２中間室及び第３中間室を形成し、第１中間室、第２中間室及び第３中間室は、ピストン駆動部から容器部に向かう方向に、第１中間室、第２中間室及び第３中間室の順に配置され、第１中間室の内部圧力は、第２中間室及び第３中間室の内部圧力よりも高くてもよい。この構成によれば、圧縮部とピストン駆動部との間に、第１中間室、第２中間室及び第３中間室が形成される。そして、ピストン駆動部側に設けられた第１中間室の内部圧力が第２中間室及び第３中間室よりも高い。その結果、この圧力差によって、圧縮部からピストン駆動部へのガスの漏れを抑制することが可能になる。従って、極低温のガスの漏れを抑制することにより、ピストン駆動部を確実に動作させることができる。
【００１３】
一形態において、ガスの液化温度は、酸素の液化温度又は窒素の液化温度よりも低くてもよい。このようなガスに対して、一形態の往復動圧縮機は、好適に適用できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一形態である往復動圧縮機によれば、液化空気の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態の往復動圧縮機を有するＢＯＧ圧縮システムの概要図である。
【図２】図２は、往復動圧縮機の断面を側面視した図である。
【図３】図３は、往復動圧縮機の断面を正面視した図である。
【図４】図４は、図２の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、吸入機構を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、往復動圧縮機１Ａ、１Ｂを有するボイルオフガス圧縮システムを示す。ボイルオフガス圧縮システムは、以下の説明において「ＢＯＧ圧縮システム１００」と称する。ＢＯＧ圧縮システム１００は、水素を対象とした受入基地及び貯蔵基地などに設置される。貯蔵基地は、液体水素を貯蔵するタンクを備えている。当該タンクの内部では、液体水素が気化して、水素ガスが生じる。ＢＯＧ圧縮システム１００は、この水素ガスの圧縮に用いられる。
【００１８】
なお、以下の説明では、ＢＯＧ圧縮システム１００は、水素ガスを対象とした場合を例示する。しかし、ＢＯＧ圧縮システム１００が対象とするガスは、水素ガスに限定されない。ＢＯＧ圧縮システム１００は、天然ガス、プロパンガスといった気体燃料にも適用可能である。つまり、ＢＯＧ圧縮システム１００は、ＢＯＧを生じるシステムに適用可能である。具体的には、ＢＯＧ圧縮システム１００は、空気の液化温度よりも低い液化温度を有するガスを対象とするシステムに好適に利用できる。空気は、主として酸素と窒素とを含む。従って、ＢＯＧ圧縮システム１００は、酸素の液化温度又は窒素の液化温度よりも低い液化温度を有するガスを対象とするシステムに好適に利用できる。このようなガスとしては、上述の水素、及びヘリウムなどが挙げられる。本開示において、単に「ガス」との記載は、広義の意味として天然ガスなども含む気体燃料を意味する。さらに、「ガス」との記載は、狭義の意味として気体燃料のうち空気の液化温度よりも低い液化温度を有する水素ガスなどを意味する。
【００１９】
ＢＯＧ圧縮システム１００は、２基の往復動圧縮機１Ａ、１Ｂを有する。一方の往復動圧縮機１Ａは、例えば、タンクから水素ガスを吸入する。次に、往復動圧縮機１Ａは、吸入した水素ガスを圧縮する。そして、往復動圧縮機１Ａは、圧縮した水素ガスを他方の往復動圧縮機１Ｂに提供する。他方の往復動圧縮機１Ｂは、水素ガスを更に圧縮したのちに吐出する。つまり、ＢＯＧ圧縮システム１００は、一方の往復動圧縮機１Ａにおいて圧縮したガスを、さらに、他方の往復動圧縮機１Ｂにおいて圧縮する２段式の圧縮システムである。往復動圧縮機１Ａ、１Ｂは、圧縮部２と、ピストン駆動部３と、を有する。なお、ＢＯＧ圧縮システム１００が有する往復動圧縮機の数は、ＢＯＧ圧縮システム１００に要求される性能に応じて適宜選択してよい。例えば、ＢＯＧ圧縮システム１００は、３台の往復動圧縮機を備えた３段式であってもよいし、４台の往復動圧縮機を備えた４段式であってもよい。さらに、例えば、ＢＯＧ圧縮システム１００は、４台の往復動圧縮機を備えた３段式であっても良い。
【００２０】
往復動圧縮機１Ａ、１Ｂは、配置が異なるのみであり、それぞれの詳細な構成は共通である。以下、一方の往復動圧縮機１Ａ（紙面左側）について詳細に説明し、他方の往復動圧縮機１Ｂ（紙面右側）の説明を省略する。
【００２１】
圧縮部２は、シリンダ４と、ピストン６と、吸入機構７と、吐出機構８と、を有する。シリンダ４及びピストン６は、ガスを圧縮する圧縮空間Ｐ１、Ｐ２を形成する。例えば、圧縮部２は、２個の圧縮空間Ｐ１、Ｐ２を有する。吸入機構７及び吐出機構８は、それぞれの圧縮空間Ｐ１、Ｐ２にガスを吸入可能及び吐出可能に設けられる。ピストン６には、ピストンロッド９の端部が連結されている。ピストンロッド９の別の端部は、ピストン駆動部３に連結されている。
【００２２】
ピストン駆動部３は、クランクシャフト１１を有する。クランクシャフト１１は、駆動源１２から提供される回転運動を、ピストンロッド９の往復運動に変換する。さらに、ピストン駆動部３は、クランクシャフト１１に加えて、クランクケース１３と、クロスヘッド１４と、コネクティングロッド１６と、を有する。
【００２３】
図２に示すように、往復動圧縮機１Ａは、圧縮部２及びピストン駆動部３に加えて、さらに容器部１５と、中間筒部１８と、ハウジング断熱材１９と、を有する。
【００２４】
圧縮部２のシリンダ４の形状は、要求される性能や条件に応じて適宜選択してよい。例えば、シリンダ４の形状は、直方体や円筒としてよい。本開示では、シリンダ４の形状を直方体として説明する。シリンダ４は、その中心軸線が水平方向に沿うように配置されている。シリンダ先端部４ａは、開口を有する。この開口は、蓋４Ｈによって気密に閉鎖されている。蓋４Ｈには、クリアランス弁が設けられていてもよい。シリンダ基端部４ｂは、容器部１５に固定されている。より詳細には、シリンダ基端部４ｂと容器部１５との間には、ハウジング断熱材１９（熱抵抗部）が挟み込まれている。このハウジング断熱材１９は、シリンダ４と容器部１５との間の熱の移動を抑制する。ハウジング断熱材１９として、例えば、ガラス繊維強化樹脂といった断熱用繊維強化樹脂を用いてよい。
【００２５】
容器部１５は、ハウジング１７と、シリンダサポート２１と、を有する。ハウジング１７は、圧縮部２を収容する収容空間Ｓを形成する。この収容空間Ｓは、減圧されており、いわゆる真空状態である。容器部１５には、図示しない真空ポンプが接続されている。真空ポンプは、往復動圧縮機１Ａの稼働中において、必要に応じて作動させる。真空ポンプによる真空引き動作は、連続的であってもよいし、間欠的であってもよい。真空状態とは、ハウジング１７の内部圧力が大気圧よりも低いことを意味する。つまり、具体的な内部圧力の値や真空度には特に制限はない。ハウジング１７が形成する収容空間Ｓは、圧縮部２を大気環境から熱的に絶縁するためのものである。従って、ハウジング１７は、圧縮部２の周囲に断熱部を形成する。要するに、収容空間Ｓの真空状態とは、所望の断熱の効果を発揮できる状態であればよい。
【００２６】
なお、本開示では、往復動圧縮機１Ａ、１Ｂのそれぞれに、容器部１５を設ける構成を例示した。例えば、容器部１５は、ＢＯＧ圧縮システム１００が備えるすべての往復動圧縮機１Ａ、１Ｂに設けられる必要はない。例えば、ＢＯＧ圧縮システム１００では、初段の往復動圧縮機１Ａのみが容器部１５を備えることとし、往復動圧縮機１Ｂでは容器部１５を省略してもよい。
【００２７】
ハウジング１７の形状は、例えば円筒である。ハウジング１７は、ハウジング先端部１７ａと、ハウジング基端部１７ｂと、ハウジング周壁１７ｃと、を有する。ハウジング先端部１７ａ、ハウジング基端部１７ｂ及びハウジング周壁１７ｃに囲まれた空間は、収容空間Ｓである。そして、ハウジング基端部１７ｂは、ハウジング断熱材１９を介してシリンダ４に固定されている。ハウジング１７の軸線方向の長さは、シリンダ４の軸線方向の長さよりも長い。従って、ハウジング先端部１７ａとシリンダ先端部４ａとの間には、隙間が形成される。また、ハウジング１７の直径は、シリンダ４の高さ及び幅よりも大きい。そして、シリンダ４の中心軸線は、ハウジング１７の中心軸線とおおむね重複する。従って、ハウジング周壁１７ｃとシリンダ上面４ｃとの間にも隙間が形成される。同様に、ハウジング周壁１７ｃとシリンダ下面４ｄとの間にも隙間が形成される。これらの隙間は、シリンダ４の周囲に形成される真空領域である。
【００２８】
シリンダ基端部４ｂは、ハウジング１７に固定されている。そうすると、シリンダ先端部４ａ、シリンダ上面４ｃ及びシリンダ下面４ｄは、ハウジング１７から離間する。この状態は、シリンダ基端部４ｂを支持端とする片持ち梁の状態である。そこで、シリンダサポート２１によって、シリンダ４の先端側を支持する。
【００２９】
シリンダ４の先端部には、シリンダサポート２１が配置されている。シリンダサポート２１は、シリンダ４の先端部を鉛直方向に支持する。シリンダサポート２１は、容器外サポート２６と、下容器内サポート２７Ａと、上容器内サポート２７Ｂと、を有する。これら容器外サポート２６、下容器内サポート２７Ａ及び上容器内サポート２７Ｂは、鉛直方向に沿う同一の基準線上に配置されている。なお、この「同一の基準線上に配置」とは、容器外サポート２６、下容器内サポート２７Ａ及び上容器内サポート２７Ｂの軸線が共通の基準軸線と厳密に一致している構成に限定するものではない。容器外サポート２６、下容器内サポート２７Ａ及び上容器内サポート２７Ｂは、シリンダ４の重量を好適に基礎２００に伝えることが可能なように配置されていればよい。
【００３０】
容器外サポート２６は、ハウジング１７の外部に配置されている。より詳細には、容器外サポート２６は、ハウジング周壁１７ｃの外周面と基礎２００との間に配置されている。換言すると、容器外サポート２６の上端は、ハウジング周壁１７ｃの外周面に固定される。容器外サポート２６の下端は、基礎２００に固定される。
【００３１】
下容器内サポート２７Ａは、ハウジング１７の内部に配置されている。より詳細には、下容器内サポート２７Ａは、ハウジング周壁１７ｃの内周面とシリンダ下面４ｄとの間に配置されている。また、下容器内サポート２７Ａは、ハウジング周壁１７ｃを挟んで容器外サポート２６の上に配置されている。この構造によれば、圧縮部２の重量は、下容器内サポート２７Ａ、ハウジング周壁１７ｃ及び容器外サポート２６を介して、基礎２００に伝わる。
【００３２】
図３に示すように、下容器内サポート２７Ａは、外周台座２８（第２端部）と、内周台座２９（第１端部）と、弾性部３１と、を有する。外周台座２８は、ハウジング周壁１７ｃの内周面に固定されている。内周台座２９は、シリンダ下面４ｄに固定されている。そして、弾性部３１は、外周台座２８と内周台座２９との間に挟み込まれている。弾性部３１は、外周台座２８に対する内周台座２９の相対的な移動を許す。例えば、弾性部３１は、外周台座２８に対する内周台座２９の垂直方向への移動を許す。
【００３３】
内周台座２９は、台座基部３２と、台座連結部３３と、を有する。台座基部３２は、シリンダ下面４ｄに固定されている。台座連結部３３は、弾性部３１に固定されている。また、台座基部３２及び台座連結部３３の少なくとも一方は、断熱部材であってもよい。例えば、台座連結部３３の全体又は一部を、断熱樹脂材によって構成してもよい。そして、台座基部３２と台座連結部３３との接続部分は、互いに固定されていない。具体的には、台座基部３２の基部主面３２ｓは、台座連結部３３の連結主面３３ｓに接している。そして、基部主面３２ｓの断面は、三角形状を呈する。基部主面３２ｓの稜線は、ピストン６の移動方向に延びている。連結主面３３ｓは、基部主面３２ｓの断面は、谷状を呈する。この構成によれば、台座連結部３３は台座基部３２に対してピストン６の移動方向に沿って相対的に移動可能である。
【００３４】
ピストン６の往復動に起因して、台座連結部３３に対する台座基部３２の振動が発生する。そして、この振動は、基部主面３２ｓと連結主面３３ｓとの間の摩擦によって低減することができる。より詳細には、シリンダ４の相対的な移動に下容器内サポート２７Ａが追従し、シリンダ４の重量が下容器内サポート２７Ａに適切に作用する。その結果、押付け力及び摩擦力が得られる。従って、ピストン６の動作に起因する往復動方向の振動が抑制される。
【００３５】
さらに、この相対的な移動が許されることにより、圧縮部２の温度と容器部１５の温度差に起因する熱変形を許容することができる。例えば、圧縮部２に水素ガスが提供されると、シリンダ４が冷却されてピストン６の移動方向に縮むことがあり得る。つまり、圧縮部２と容器部１５との相対的な位置関係が変化する。下容器内サポート２７Ａは、ハウジング１７側の台座連結部３３に対して、シリンダ４側の台座基部３２が移動することできる。従って、シリンダ４の変形は、台座連結部３３に対する台座基部３２の相対的な移動によって許される。従って、往復動圧縮機１Ａは、温度差に起因する熱変形によって、不要な応力の発生を低減することができる。また、圧縮部２の温度と容器部１５の温度差に起因する熱変形によれば、ピストン６の移動方向と交差する方向（例えば、垂直方向）にも、相対的な位置関係の変化が生じる。この方向の変化は、弾性部３１によって許容される。
【００３６】
なお、台座基部３２及び台座連結部３３の構成は、上記の構成に限定されない。より詳細には、基部主面３２ｓと連結主面３３ｓとの構成は、上記の構成に限定されない。例えば、基部主面と連結主面との凹凸関係を逆にしてもよい。また、基部主面と連結主面とは、凸状の曲面と凹状の曲面とであってもよい。さらに、基部主面及び連結主面は、案内構造を有してもよい。具体的には、台座基部と台座連結部との接続部分には、軸線方向に延びる案内構造が設けられてもよい。台座基部には、少なくとも１本のリッジが設けられている。一方、台座連結部には、少なくとも１本のガイド溝が設けられている。リッジの断面形状は、ガイド溝の断面形状とほぼ同じであり、リッジがガイド溝にはめ込まれる。そして、リッジは、軸線方向に摺動可能である。一方、リッジは、軸線方向と交差する方向には、移動することができない。
【００３７】
下容器内サポート２７Ａ及び容器外サポート２６は、圧縮部２の重量を支持するものであることは既に述べた。つまり、下容器内サポート２７Ａは、シリンダ保持部を構成する。ここで、ハウジング１７の内部は、減圧されている。従って、ハウジング１７には、大気圧に起因する外力が作用する。例えば、この外力は、ハウジング周壁１７ｃをつぶす方向に作用する。そこで、この外力に対抗する部材として、下容器内サポート２７Ａに加えて、さらに上容器内サポート２７Ｂを設けた。さらに、上容器内サポート２７Ｂも、上述した下容器内サポート２７Ａと同様に、弾性体による押付け力によって、ピストン６の動作に起因する振動を抑制する機能も奏する。
【００３８】
上容器内サポート２７Ｂは、ハウジング１７の内部に配置されている。より詳細には、上容器内サポート２７Ｂは、ハウジング周壁１７ｃの内周面とシリンダ上面４ｃとの間に配置されている。また、上容器内サポート２７Ｂは、下容器内サポート２７Ａと同様に、容器外サポート２６の上方に配置されている。なお、上容器内サポート２７Ｂの構成は、下容器内サポート２７Ａと同様である。従って、上容器内サポート２７Ｂの詳細な説明は省略する。
【００３９】
圧縮部２は、シリンダ４、ピストン６、吸入機構７及び吐出機構８に加えて、さらに、ピストンロッドパッキン２２を有する。
【００４０】
図４に示すように、ピストンロッドパッキン２２の一部は、シリンダ基端部４ｂに開口を有するパッキン穴４ｐに配置されている。ピストンロッドパッキン２２は、シリンダ４に対してピストンロッド９の往復運動を許す。また、ピストンロッドパッキン２２は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の気密を保つ。つまり、ピストンロッドパッキン２２は、シリンダ４からのガスのリークを抑制する封止部として機能する。
【００４１】
ピストンロッドパッキン２２は、複数のパッキンユニット２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃと、断熱リング２４と、を有する。パッキンユニット２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、１個のパッキンケース２３ｈと、少なくとも１個のパッキンリング２３ｒと、を有する。パッキンリング２３ｒの材質、形状、数は、ピストンロッドパッキン２２に要求される封止性能に応じて適宜選択してよい。パッキンリング２３ｒの材料として、例えば、テフロン（登録商標）を用いてもよい。そして、パッキンユニット２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、その軸線方向に積層されて、ピストンロッドパッキン２２を構成する。この積層構造には、パッキンユニット２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに加えて、断熱リング２４も含む。
【００４２】
パッキンユニット２３Ａは、シリンダ４のパッキン穴４ｐに配置される。これらのパッキンユニット２３Ａは、ハウジング１７の内部に配置されているものと言える。ここで言う「ハウジング１７の内部」とは、換言すると、ガスの温度の影響を受けるものである。つまり、パッキンユニット２３Ａは、極低温の環境に晒される。
【００４３】
一方、パッキンユニット２３Ｂ、２３Ｃは、パッキン穴４ｐの外部に配置される。パッキンユニット２３Ｂは、ハウジング１７の一部とみなしてもよい。また、パッキンユニット２３Ｃは、中間筒部１８の一部とみなしてもよい。これらのパッキンユニット２３Ｂ、２３Ｃは、ハウジング１７の外部に配置されているものと言える。ここで言う「ハウジング１７の外部」とは、換言すると、ガスの温度の影響を受け難いものである。つまり、パッキンユニット２３Ｂ、２３Ｃは、極低温の環境から絶縁されている。
【００４４】
上述した「ハウジング１７の内部」と「ハウジング１７の外部」とは、断熱リング２４によって区別できる。つまり、「ハウジング１７の内部」に配置されたパッキンユニット２３Ａは、断熱リング２４よりもシリンダ４側に配置されている。「ハウジング１７の外部」に配置されたパッキンユニット２３Ｂ、２３Ｃは、断熱リング２４よりも中間筒部１８側に配置されている。図４の例示では、断熱リング２４は、ハウジング断熱材１９の一部である。つまり、断熱リング２４は、シリンダ基端部４ｂとハウジング１７との間に配置されている。なお、断熱リング２４は、ハウジング断熱材１９とは別の部品であってもよい。この場合には、断熱リング２４を、シリンダ４のパッキン穴４ｐに配置してもよい。
【００４５】
図２に示すように、吸入機構７は、シリンダ４の内部にガスを導く。吸入されるガスは、一例としてマイナス２４５℃の水素ガスである。吸入機構７は、伸縮接手３４と、吸入弁３６と、アンローダ３８と、を有する。伸縮接手３４は、シリンダ４とハウジング１７との間に配置されている。より詳細には、伸縮接手３４の一端は、ハウジング１７の吸入蓋１７Ｎに接続されている。伸縮接手３４の他端は、シリンダ上面４ｃに接続されている。伸縮接手３４の内部にはガス経路を構成する穴３４ｈが設けられている。そして、この穴３４ｈは、シリンダ４に設けられたガス導入穴４ｎに繋がっている。ガス導入穴４ｎには、吸入弁３６が設けられている。この吸入弁３６は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力に応じて、ガスの吸入を許す状態（開放形態）と、ガスの吸入を許さない状態（閉鎖形態）と、を相互に切り替える。
【００４６】
図５に示すように、吸入弁３６は、シリンダ４の内部圧力に応じて、ガス流路を開放又は閉鎖する。吸入弁３６は、弁受３９と、弁板４１と、弁座４２と、を有している。これら弁受３９、弁板４１及び弁座４２は、制御弁を構成する。弁板４１は、弁受３９と弁座４２との間に配置され、これらの間において、移動可能とされている。そして、弁板４１が弁座４２に接触した状態であるとき、吸入弁３６は閉鎖形態である。一方、弁板４１が弁受３９に接触した状態であるとき、吸入弁３６は開放形態である。この開放形態と閉鎖形態とは、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力に応じて切り替わる。例えば、吸入弁３６は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が低下するとき（吸気）には、ガスの出入りを許可する開放形態をとる。一方、吸入弁３６は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が高まるとき（圧縮）には、ガスの出入りを禁止する閉鎖形態をとる。
【００４７】
図２に示すように、吐出機構８は、シリンダ４の内部からガスを吐出する。例えば、吐出されるガスは、一例としてマイナス２００℃の水素ガスである。吐出機構８は、伸縮接手４９と、吐出弁５１と、を有する。伸縮接手４９は、シリンダ４とハウジング１７との間に配置されている。より詳細には、伸縮接手４９の一端は、ハウジング１７の吐出蓋１７Ｍに接続されている。伸縮接手４９の他端は、シリンダ下面４ｄに接続されている。伸縮接手４９の貫通穴４９ｈは、シリンダ４に設けられたガス吐出穴４ｍに繋がっている。ガス吐出穴４ｍには、吐出弁５１が設けられている。
【００４８】
吐出弁５１は、吸入弁３６と同様に、弁受３９と、弁板４１と、弁座４２と、ばね４３と、を有する。しかし、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力と開閉鎖形態との関係は、吸入弁３６とは異なる。つまり、吐出弁５１は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が低下するとき（吸気）には、閉鎖形態をとる。一方、吐出弁５１は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が高まるとき（圧縮）には、開放形態をとる。
【００４９】
往復動圧縮機１Ａは、容量調整機構としてのアンローダ３８を有する。アンローダ３８は、吸入弁３６に取り付けられている。
【００５０】
図５に示すように、アンローダ３８は、ヨーク棒４４と、ヨークプレート４６と、ヨークロッド６１と、ロッド駆動部４８と、を有する。ヨーク棒４４は、その先端が弁板４１に押し当てられている。ヨーク棒４４の基端は、ヨークプレート４６に固定されている。ヨークプレート４６は、円板であり、その中央にはヨークロッド６１が固定されている。ヨークロッド６１は、その軸線が往復軸線と直交する方向に延びるように配置されている。そして、ヨークロッド６１の基端は、ハウジング周壁１７ｃから突出し、ロッド駆動部４８に収容されている。ロッド駆動部４８は、ハウジング周壁１７ｃの外周面に設けられている。ロッド駆動部４８は、ヨークロッド６１の位置を制御する。ロッド駆動部４８は、例えば、ダイヤフラム４８ａを有している。ダイヤフラム４８ａの両側における圧力差を制御することにより、ヨークロッド６１の位置が制御される。この圧力差は、ダイヤフラム４８ａの一方の側に供給される圧縮気体により制御される。
【００５１】
さらにヨークロッド６１は、第１ロッド６３と、断熱ロッド６２と、縁切部６５と、第２ロッド６４と、を有する。これらの部品は、ハウジング１７の外部からシリンダ４に向かってこの順に配置されている。第１ロッド６３の上端は、ヨークロッド６１の上端であって、ダイヤフラム４８ａに接する。第１ロッド６３の下端は、断熱ロッド６２に接続されている。断熱ロッド６２は、ハウジング１７側に配置された第１ロッド６３と、シリンダ４側に配置された第２ロッド６４と、を熱的に絶縁する。断熱ロッド６２の上端は、第１ロッド６３の下端に接続されている。断熱ロッド６２の下端は、縁切部６５に接続されている。縁切部６５は、第１ロッド６３及び断熱ロッド６２を、第２ロッド６４から切り離し可能とする。例えば、シリンダ４に水素ガスが提供されたとき、シリンダ４は熱収縮する。そうすると、シリンダ４とハウジング１７との相対的な距離が変化する。このとき、ヨークロッド６１が一体の棒体であると、当該棒体に引っ張り応力が作用してしまう。そこで、シリンダ４とハウジング１７との相対的な距離が大きくなった場合に対応するため、第１ロッド６３及び断熱ロッド６２を、第２ロッド６４から切り離せる構成として、縁切部６５を設ける。縁切部６５の上部は、断熱ロッド６２に接続される。縁切部６５の下部は、第２ロッド６４の上端に接続される。第２ロッド６４の上端は、縁切部６５の下端に接続される。第２ロッド６４の下端は、ヨークロッド６１の下端であって、ヨークプレート４６に接続される。
【００５２】
吸入弁３６は、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が高まるとき（圧縮）には、閉鎖すると説明した。圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が高まるとき、アンローダ３８は、この閉鎖状態を強制的に解除する。具体的には、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力が高まるとき、弁板４１が弁座４２に接触する。そこで、アンローダ３８は、容量制御を要するときに、弁板４１を押圧して、弁座４２との接触を解除する。そうすると、シリンダ４においてガスの圧縮が行われなくなり、内部圧力が高まらない。その結果、圧縮空間Ｐ１、Ｐ２の内部圧力の高まりによって開放される吐出弁５１が解放されないので、圧縮ガスが提供されない。従って、往復動圧縮機１Ａの容量を調整することが可能になる。
【００５３】
中間筒部１８は、ハウジング１７と、ピストン駆動部３と、の間に配置されている。中間筒部１８は、例えば、サポート４０によって支持されていてもよい。中間筒部１８は、ピストンロッド９を収容する。中間筒部１８は、前中間筒５２と、後中間筒５３と、を有する。前中間筒５２は、ハウジング１７側に配置されている。後中間筒５３は、ピストン駆動部３側に配置されている。なお、中間筒部１８は、前中間筒５２及び後中間筒５３が一体とされていてもよい。前中間筒５２は、ハウジング基端部１７ｂに固定されている。前中間筒５２は、後中間筒５３にも固定されている。
【００５４】
前中間筒５２は、前端部に設けられた穴５２ａと、後端部に設けられた穴５２ｂと、を有する。穴５２ａ、５２ｂの内径は、ピストンロッド９の外径よりも大きい。そして、穴５２ａにはパッキンユニット２３Ｃが嵌め込まれている。つまり、前端面において、ピストンロッド９は、パッキンユニット２３Ｃに挿通されている。なお、穴５２ｂにおいても、パッキンユニット等の所望の部品を配置してよい。
【００５５】
前中間筒５２は、ロッドパッキン室５２Ｒを形成する。ロッドパッキン室５２Ｒには、圧縮部２に提供されるガスと同じ種類のガスが充填されている。例えば、圧縮部２に提供されるガスが水素ガスである場合には、ロッドパッキン室５２Ｒには常温の水素ガスが充填される。さらに、前中間筒５２は、ロッドパッキン室５２Ｒの圧力を制御するためのベント５２Ｂを有する。
【００５６】
後中間筒５３の内部空間は、仕切り壁５３Ｗによって仕切られている。その結果、後中間筒５３は、第１中間室５３Ｅと、第２中間室５３Ｆと、を有する。第１中間室５３Ｅ及び第２中間室５３Ｆは、ピストンロッド９の軸線方向に沿って並ぶ。第１中間室５３Ｅは、ピストン駆動部３側に設けられる。第２中間室５３Ｆは、前中間筒５２側に設けられる。後中間筒５３は、穴５３ａ、５３ｂ、５３ｃを有する。これらの穴５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、ピストンロッド９のためのものである。穴５３ａ、５３ｂ、５３ｃの内径は、穴５２ａ、５２ｂと同様に、ピストンロッド９の外径よりも大きい。穴５３ａ、５３ｂ、５３ｃは同軸である。さらには、穴５３ａ、５３ｂ、５３ｃは、前中間筒５２の穴５２ａ、５２ｂとも同軸である。そして、穴５３ａにはパッキンユニット５５Ｃが嵌め込まれ、穴５３ｂにはパッキンユニット５５Ａが嵌め込まれ、穴５３ｃにはパッキンユニット５５Ｂが嵌め込まれる。
【００５７】
第１中間室５３Ｅには、窒素ガスが充填される。第１中間室５３Ｅは、内部圧力を維持するためにガス供給部から窒素ガスの供給を受ける。例えば、窒素ガスは、供給部５３Ｓから第１中間室５３Ｅに提供される。ガス供給部は、第１中間室５３Ｅの内部圧力を所望の圧力となるように制御する。例えば、パッキンユニット５５Ａ、５５Ｂから窒素ガスが漏れると、内部圧力は下がる。このとき、ガス供給部は、内部圧力の低下をトリガとして、第１中間室５３Ｅへ窒素ガスを供給する。
【００５８】
第１中間室５３Ｅと第２中間室５３Ｆとの間にはパッキンユニット５５Ａが存在するので、理想的には窒素ガスの行き来はないはずである。しかし、パッキンユニット５５Ａは、第１中間室５３Ｅ及び第２中間室５３Ｆの互いの気密を保持すると共に、ピストンロッド９の往復動も許す。従って、第１中間室５３Ｅと第２中間室５３Ｆとの間では、わずかながら窒素ガスが移動することもある。
【００５９】
そこで、第１中間室５３Ｅの内部圧力は、例えば、第２中間室５３Ｆの内部圧力よりも高く設定される。第１中間室５３Ｅの内部圧力を第２中間室５３Ｆの内部圧力よりも高く設定することにより、第１中間室５３Ｅと第２中間室５３Ｆとの間における窒素ガスの移動方向を決めることができる。つまり、窒素ガスの移動は、相対的に内部圧力の高い第１中間室５３Ｅから、相対的に内部圧力の低い第２中間室５３Ｆへの流れに制限することができる。この構成によれば、シリンダ４で圧縮される極低温のガスが第２中間室５３Ｆから第１中間室５３Ｅへ移動することを抑制できる。また、第２中間室５３Ｆには、ロッドパッキン室５２Ｒから水素ガスが漏れ出ることもある。そして、後中間筒５３は、水素と窒素とを含む混合ガスを吐出するベント５３Ｂを有する。ベント５３Ｂは、第２中間室５３Ｆに対応する位置に設けられる。なお、後中間筒５３には、クランクケース１３から漏れ出るオイルを吐出する排油部を有してもよい。
【００６０】
上述の往復動圧縮機１Ａは、特徴的な構成要素として、ハウジング１７、シリンダサポート２１、ハウジング断熱材１９、アンローダ３８、及び中間筒部１８と、を有する。以下、各構成要素が奏する作用効果について説明する。
【００６１】
往復動圧縮機１Ａは、圧縮部２と、ピストン駆動部３と、ハウジング１７と、を有する。圧縮部２は、吸入弁３６を介してシリンダ４に吸い込んだガスをピストン６によって圧縮すると共に、吐出弁５１を介して圧縮されたガスを吐き出す。ピストン駆動部３は、ピストン６に連結されたピストンロッド９を介して、ピストン６を往復動させる力をピストン６に提供する。ハウジング１７は、圧縮部２を収容し、圧縮部２の周囲に真空領域を形成する。
【００６２】
往復動圧縮機１Ａは、ガスを圧縮する圧縮部２がハウジング１７に収容されている。そして、このハウジング１７は、圧縮部２の周囲に真空領域を形成する。そうすると、圧縮部２は、真空領域によって往復動圧縮機１Ａが配置された領域から熱的に絶縁される。従って、圧縮部２に極低温のガスが提供された場合にも、往復動圧縮機１Ａが配置された領域が過度に冷却されることが抑制される。従って、液化空気の発生を抑制できる。
【００６３】
また、圧縮部２を真空容器であるハウジング１７に収容することにより、圧縮機の動作効率を向上させることができる。
【００６４】
さらに、圧縮部２の断熱に真空容器を用いることにより、圧縮部２の断熱のために発泡系断熱材を用いる必要がない。発泡系断熱材は、マイナス２００℃以下の温度において性能が保証されたものがない。一方、ハウジング１７によれば、使用温度環境に左右されることなく所望の断熱性能を得ることができる。また、発泡系断熱材料は、圧縮部２の外形形状が複雑であるため密着させることが難しい。一方、ハウジング１７によれば、圧縮部２の外形形状に左右されることなく、圧縮部２の周囲に断熱領域（真空領域）を形成することができる。さらに、発泡系断熱材は、極低温と常温とに繰り返し晒される環境に適さない。また、発泡系断熱材は、発泡系断熱材と圧縮部との間に空隙が存在すると、液化した空気が浸透する場合がある。そして、浸透した空気が蒸発することもある。これらの浸透と蒸発とが繰り返されると、発泡系断熱材は劣化しやすくなる。そのうえ、圧縮部２の保守整備を行う際には、発泡系断熱材の除去と再度の設置とが必要になる。一方、ハウジング１７によれば、これらの問題に対しても好適に適用可能である。
【００６５】
容器部１５は、ハウジング１７と、下容器内サポート２７Ａと、を有する。ハウジング１７は、真空領域を形成する。下容器内サポート２７Ａは、ハウジング１７とシリンダ４との間に配置される。下容器内サポート２７Ａの内周台座２９は、シリンダ下面４ｄに設けられる。下容器内サポート２７Ａの外周台座２８は、ハウジング１７の内面に設けられる。この構成によれば、シリンダ４を好適に支えることが可能である。その結果、ピストン６の往復動に起因する振動に対して耐えることができる。
【００６６】
往復動圧縮機１Ａは、ハウジング断熱材１９をさらに備える。ハウジング断熱材１９は、シリンダ４とハウジング１７との間に配置される。シリンダ基端部４ｂは、ハウジング基端部１７ｂに連結されている。ハウジング断熱材１９は、シリンダ基端部４ｂとハウジング基端部１７ｂとの間に挟持されている。この構成によれば、シリンダ４とハウジング１７との間を熱的に絶縁することができる。その結果、シリンダ４に極低温のガスが供給された場合でも、シリンダ４の熱の影響がハウジング１７に及ぶことを抑制することが可能である。従って、往復動圧縮機１Ａが配置された領域が過度に冷却されることがさらに抑制される。
【００６７】
吸入弁３６に設けられるアンローダ３８のロッド駆動部４８は、ハウジング１７の外周面側に配置されている。この構成によれば、ロッド駆動部４８は、ハウジング１７の外に配置される。ハウジング１７の外は、真空領域によって圧縮部２に対して熱的に絶縁されている。従って、アンローダ３８は、圧縮部２の熱の影響を受けることなく、確実に動作することができる。具体的には、アンローダ３８は、ダイヤフラムを駆動するための圧縮気体を受ける。圧縮気体として、圧縮空気、圧縮窒素などが挙げられる。上記の構成によれば、アンローダ３８は、圧縮部２の熱の影響を受けることがないので、圧縮空気も液化することがない。従って、アンローダ３８は、確実に動作することができる。
【００６８】
往復動圧縮機１Ａは、中間筒部１８を更に備える。中間筒部１８は、ピストン駆動部３と容器部１５との間に配置されて、ピストンロッド９を収容する。中間筒部１８は、第１中間室５３Ｅ、第２中間室５３Ｆ及びロッドパッキン室５２Ｒを形成する。第１中間室５３Ｅ、第２中間室５３Ｆ及びロッドパッキン室５２Ｒは、ピストン駆動部３からハウジング１７に向かう方向に、第１中間室５３Ｅ、第２中間室５３Ｆ及びロッドパッキン室５２Ｒの順に配置されている。第１中間室５３Ｅの内部圧力は、第２中間室５３Ｆ及び第３中間室の内部圧力よりも高い。
【００６９】
この構成によれば、圧縮部２とピストン駆動部３との間に、第１中間室５３Ｅ、第２中間室５３Ｆ及びロッドパッキン室５２Ｒが形成される。そして、ピストン駆動部３の側に設けられた第１中間室５３Ｅの内部圧力が第２中間室５３Ｆ及びロッドパッキン室５２Ｒよりも高い。その結果、この圧力差によって、圧縮部２からピストン駆動部３へのガスの漏れを抑制することが可能である。極低温のガスの漏れを抑制することにより、ピストン駆動部３を確実に動作させることができる。
【００７０】
さらに、圧縮部２からピストン駆動部３までの間に３つの部屋を設けている。この構成によれば、圧縮部２からピストン駆動部３までの距離を長くすることができる。その結果、ピストン駆動部３に圧縮部２の熱の影響が及びにくくなる。従って、ピストン駆動部３を確実に動作させることができる。
【００７１】
以上、本開示の往復動圧縮機１Ａ、１Ｂについて説明した。しかし、本開示の往復動圧縮機１Ａ、１Ｂは、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施してよい。
【００７２】
例えば、往復動圧縮機１Ａのシリンダ４は、中間筒部１８に直接に固定されておらず、シリンダ４と中間筒部１８との間には、ハウジング断熱材１９とハウジング１７のハウジング基端部１７ｂが挟み込まれていた。例えば、往復動圧縮機のシリンダ４は、ハウジング１７を介することなく、中間筒部１８に固定されてもよい。この場合には、シリンダ４と中間筒部１８との間には、熱抵抗部としての断熱材が配置される。換言すると、熱抵抗部は、シリンダ４と中間筒部１８とにそれぞれ接する。熱抵抗部が圧縮部２と中間筒部１８との間に配置される構成とは、圧縮部２と中間筒部１８との間に熱抵抗部のみが挟まれる構成であってもよいし、実施形態のように圧縮部２と中間筒部１８との間に熱抵抗部とそのほかの構成要素（ハウジング１７のハウジング基端部１７ｂ）が挟まれる構成であってもよい。
【００７３】
上記の説明では、中間筒部１８におけるガスの移動方向を制限する構成として、第１中間室５３Ｅに窒素ガスを供給する構成を例示した。ガスの移動方向を制限する構成はこの構成に限定されず、圧力管理によって窒素ガスの移動方向を制限する構成を採用することができる。例えば、第１中間室５３Ｅに窒素ガスを供給する構成に代えて、パッキンユニット５５Ａに窒素ガスを供給する構成を採用してもよい。この構成においても、パッキンユニット５５Ａに供給される窒素ガスの圧力は、第２中間室５３Ｆの内部圧力よりも高くなるように設定される。
【００７４】
上記の説明では、アンローダ３８の駆動機構として、圧縮気体によって駆動されるダイヤフラム４８ａを例示した。アンローダ３８の駆動機構は、この構成に限定されない。例えば、アンローダ３８は、その駆動機構として、ダイヤフラム４８ａに代えて圧縮気体によって駆動されるエアシリンダを備えてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ、１Ｂ  往復動圧縮機
２  圧縮部
３  ピストン駆動部
４  シリンダ
６  ピストン
７  吸入機構
８  吐出機構
９  ピストンロッド
１１  クランクシャフト
１２  駆動源
１３  クランクケース
１４  クロスヘッド
１５  容器部
１６  コネクティングロッド
１７  ハウジング
１７Ｎ  吸入蓋
１７Ｍ  吐出蓋
１８  中間筒部
１９  ハウジング断熱材
２１  シリンダサポート
２２  ピストンロッドパッキン
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ  パッキンユニット
２４  断熱リング
２６  容器外サポート
２７Ａ  下容器内サポート
２７Ｂ  上容器内サポート
２８  外周台座
２９  内周台座
３１  弾性部
３２  台座基部
３３  台座連結部
３４  伸縮接手
３６  吸入弁
３８  アンローダ
４８  ロッド駆動部
４９  伸縮接手
５１  吐出弁
５２  前中間筒
５２Ｂ，５３Ｂ  ベント
５２Ｒ  ロッドパッキン室
５３  後中間筒
５３Ｓ  供給部
５３Ｗ  仕切り壁
６１  ヨークロッド
１００  ＢＯＧ圧縮システム
２００  基礎
Ｐ１、Ｐ２  圧縮空間
Ｓ  収容空間
【図１】
2020172870.tif 000003
【図２】
2020172870.tif 000004
【図３】
2020172870.tif 000005
【図４】
2020172870.tif 000006
【図５】
2020172870.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月29日(2020.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入弁を介してシリンダに吸い込んだガスをピストンによって圧縮すると共に、吐出弁を介して圧縮された前記ガスを吐き出す圧縮部と、
前記ピストンに連結されたロッドを介して、前記ピストンを往復動させる力を前記ピストンに提供するピストン駆動部と、
前記圧縮部を収容し、前記圧縮部の周囲に真空領域を形成する容器部と、
前記ピストン駆動部と前記容器部との間に配置されて、前記ロッドを収容する中間筒部と、を備え、
前記中間筒部は、第１中間室、第２中間室及び第３中間室を形成し、
前記第１中間室、前記第２中間室及び前記第３中間室は、前記ピストン駆動部から前記容器部に向かう方向に、前記第１中間室、前記第２中間室及び前記第３中間室の順に配置され、
前記第１中間室の内部圧力は、前記第２中間室及び前記第３中間室の内部圧力よりも高い、往復動圧縮機。
【請求項２】
吸入弁を介してシリンダに吸い込んだガスをピストンによって圧縮すると共に、吐出弁を介して圧縮された前記ガスを吐き出す圧縮部と、
前記ピストンに連結されたロッドを介して、前記ピストンを往復動させる力を前記ピストンに提供するピストン駆動部と、
前記圧縮部を収容し、前記圧縮部の周囲に真空領域を形成する容器部と、を備え、
前記容器部は、
前記真空領域を形成するハウジングと、
前記ハウジングと前記シリンダとの間に配置されるシリンダ保持部と、を有し、
前記シリンダの側面は、前記シリンダの側面と対面する前記ハウジングの内面から離間し、
前記シリンダ保持部の第１端部は、前記シリンダの側面に設けられ、
前記シリンダ保持部の第２端部は、前記ハウジングの内面に設けられ、
前記第１端部は、前記シリンダの側面に固定される台座基部と、
前記台座基部に接すると共に前記第２端部に連結される台座連結部と、を有し、
前記台座連結部は、前記台座基部に対して前記ピストンの移動方向に沿って相対的に移動可能である、往復動圧縮機。
【請求項３】
吸入弁を介してシリンダに吸い込んだガスをピストンによって圧縮すると共に、吐出弁を介して圧縮された前記ガスを吐き出す圧縮部と、
前記ピストンに連結されたロッドを介して、前記ピストンを往復動させる力を前記ピストンに提供するピストン駆動部と、
前記圧縮部を収容し、前記圧縮部の周囲に真空領域を形成する容器部と、
前記ピストン駆動部と前記容器部との間に配置されて、前記ロッドを収容する中間筒部と、
前記圧縮部と前記中間筒部との間に配置される熱抵抗部と、を備え、
前記圧縮部は、前記容器部に対して別体であり、
前記熱抵抗部は、互いに対面する前記圧縮部の面と前記容器部の面との間に挟み込まれる断熱材である、往復動圧縮機。
【請求項４】
前記吸入弁は、前記シリンダに設けられて、前記シリンダへの前記ガスの出入りを許可する開放形態と前記ガスの出入りを禁止する閉鎖形態とを、前記シリンダの内部圧力に応じて相互に切り替え可能であり、
前記容器部の外面側に配置されると共に、圧縮気体の提供を受けて前記吸入弁の前記閉鎖形態を強制的に前記開放形態に切り替えるアンローダをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。
【請求項５】
前記ガスの液化温度は、酸素の液化温度又は窒素の液化温度よりも低い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の往復動圧縮機。