(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動リング弁（１０）であって、
少なくとも１つの環状列に従って配置された複数のガス流路（１４、１５）が設けられた弁座（１２）と、
前記ガス流路（１４、１５）を選択的に開閉するための少なくとも１つのリング状部分（１８）を含む少なくとも１つのシャッターであって、前記シャッターの前記リング状部分（１８）は繊維強化マトリクス（４０）である、少なくとも１つのシャッターと、
前記シャッターのリング状部分（１８）の開き動作を対比させるための少なくとも１つの対比部材と、を含み、
前記シャッターの前記リング状部分（１８）は、連続繊維（４１）を含み、前記繊維（４１）の少なくともいくつかは、前記リング状部分（１８）の環状展開部の少なくとも３６０°に展開し、
前記繊維強化マトリクス（４０）は、少なくとも１つの可撓性要素の巻回部分により形成され、前記少なくとも１つの可撓性要素は、前記連続した可撓性要素の方向に展開する前記連続繊維（４１）を含み、前記巻回部分は互いに接合される、
自動リング弁（１０）。
【請求項２】
前記マトリクス（４０）は層状構造を有する、請求項１に記載の自動リング弁（１０）。
【請求項３】
前記連続繊維（４１）は、前記シャッターの前記リング状部分（１８）の中心軸線を囲む、請求項１または２に記載の自動リング弁（１０）。
【請求項４】
前記連続繊維（４１）は、前記リング状部分（１８）の前記軸線の周りに実質的にらせん状の展開で配置される、請求項１から３のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項５】
前記連続繊維（４１）は、前記リング状部分（１８）の前記軸線に対して実質的に傾斜した展開で配置される、請求項１から４のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項６】
前記連続繊維（４１）は、前記リング状部分（１８）の前記中心の周りに実質的に渦巻き状の展開で配置される、請求項１から３のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項７】
前記連続繊維（４１）は、前記リング状部分（１８）の前記軸線に対して実質的に直交する方向に重なり合う、請求項１から３のいずれかまたは請求項６に記載の自動リング弁（１０）。
【請求項８】
前記連続繊維（４１）の量は、前記リング状部分（１８）の全重量に対して重量で３０％と８０％との間に含まれる、請求項１から７のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項９】
前記リング状部分（１８）の線熱膨張係数は、前記繊維（４１）の同一方向において、０．０５×１０−６／℃と１０×１０−６／℃との間に含まれる、請求項１から８のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１０】
前記マトリクス（４０）は、ポリマー樹脂を含む、請求項１から９のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１１】
前記ポリマー樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはエポキシ樹脂を含む群から選択される、請求項１０に記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１２】
前記連続繊維（４１）は、ガラス繊維、Ｅガラス繊維、ＥＣＲガラス繊維、Ｓガラス繊維、炭素繊維、ＳＴＤ炭素繊維、ＩＭ炭素繊維、ＨＭ炭素繊維、ＵＨＭ炭素繊維、アラミド繊維を含む群から選択される、請求項１から１１のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１３】
前記シャッターは、互いに分離した単一の同心リングで作製される、請求項１から１２のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１４】
前記シャッターは、一体に作製され、同軸に配置された複数のリング状部分（１８）と、前記リング状部分（１８）を互いに接合する複数の横断する接合部と、を含む、請求項１から１２のいずれかに記載の自動リング弁（１０）。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の１項以上に記載の自動リング弁（１０）を含む往復圧縮機。
【請求項１６】
自動リング弁（１０）のシャッターまたはシャッター部分を製造するための方法であって、
ポリマー樹脂および連続繊維（４１）を含む少なくとも１つの可撓性要素を巻回するステップであって、前記繊維（４１）は、円筒状構造体（４２）の上および周りの前記可撓性要素内および前記可撓性要素に沿って配置され、実質的に円筒状の多層構成が形成される、巻回するステップと、
広い円筒形状を有する一体製品を形成するために、前記少なくとも１つの可撓性要素の前記層を接合するステップと、
前記一体製品の一部から少なくとも１つのリング状部分（１８）を切断するステップと、を含む方法。
【請求項１７】
前記一体製品は、環状のスライスに分割され、前記少なくとも１つのリング状部分（１８）は、環状のスライスから機械加工される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記一体製品は環状のスライスに分割され、前記シャッターは環状のスライスに貫通孔を作製することによって形成され、そのようにして、前記シャッターが一体に作製され、同軸の複数のリング状部分（１８）と、前記リング状部分（１８）を互いに接合する複数の横断部分と、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、前記円筒状構造体（４２）の前記軸線の周りに、かつ前記軸線に沿ってらせん状に巻回される、請求項１６から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、前記円筒状構造体（４２）の前記軸線の周りに渦巻き状に巻回される、請求項１６から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、前記円筒状構造体（４２）の前記軸線に対して実質的に傾斜して巻回される、請求項１６から１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、前記円筒状構造体（４２）の前記軸線に対して実質的に直交する方向に重なり合うように巻回される、請求項１６から１８のいずれかまたは２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、自動繊維配置（ＡＦＰ）技術により前記円筒状構造体（４２）の周りに巻回される、請求項１９または２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの可撓性要素は、テープであって、自動テープ積層（ＡＴＬ）技術により前記円筒状構造体（４２）の周りに巻回される、請求項１９または２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リング弁などの自動弁に関する。本明細書に開示される主題のいくつかの実施形態は、具体的には、往復圧縮機の自動リング弁に関する。さらなる態様によれば、本開示は、前記自動リング弁を含む往復圧縮機に関する。別の態様によれば、本開示は、自動リング弁用シャッターに関する。さらなる態様によれば、本開示は、自動リング弁用リングシャッターを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動弁は、一般に、たとえば往復圧縮機に使用される。自動弁は、圧縮機の吸込側および排出側の両方に配置され、圧縮機シリンダ内の圧力の制御により圧縮機の吸込口および排出口を自動的に開閉する。
【０００３】
周知のように、自動リング弁は、弁押えおよび弁座を含むことができ、弁座には弁座を通って延在する円周方向に配置されたガス流路が設けられている。弁押えにもガス流路が設けられている。複数の同心円状に配置されたシャッターリングが、弁座と弁押えとの間に配置される。各シャッターリングが、弁座の対応する環状に配置された１組のガス流路に沿って配置される。シャッターリングが閉位置から動くことに対抗するために、弁押えと各シャッターリングとの間に圧縮スプリングが設けられており、閉位置ではガス流路のそれぞれの組が閉じられている。
【０００４】
弁の圧力差によって、弁が自動的に開閉する。このような弁を用いた往復圧縮機のクランク軸は、たとえば１００〜１２００ｒｐｍ、典型的には、２００〜１０００ｒｐｍの範囲の回転速度で回転することができる。シャッターリングは、したがって高速で繰り返し開閉ストロークを受ける。それらは一般に、その質量および慣性を低減するために、短繊維で強化された合成樹脂などの複合材料で作製される。弁座および弁押えは、典型的には金属で作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１３１９７６号
【発明の概要】
【０００６】
第１の態様によれば、本明細書で開示される主題は、少なくとも１つの環状列に従って配置されたガス流路を有する弁座と、環状列に対してガス流路を選択的に開閉するための少なくとも１つのリング状部分を含む少なくとも１つのシャッターと、を含む自動リング弁システムを提供する。弁システムは、シャッターのリング状部分の閉位置から開位置への開き動作を対比するための、１つまたは複数の弾性部材などの手段をさらに含む。シャッターのリング状部分は、マトリクスまたは層、好ましくは合成ポリマー樹脂材料から作製され、連続繊維で強化されたマトリクスまたは層を含み、繊維の少なくともいくつかは、シャッターのリング状部分の環状展開部の少なくとも３６０°に展開する。驚くべきことに、シャッターのリング状部分のこの構成により、開閉の衝撃中に高い座屈強度を得ることができる。
【０００７】
連続繊維を用いることにより、シャッターのリング状部分の充填割合、すなわちシャッターのリング状部分における繊維の割合の著しい増加が可能になる。樹脂マトリクス中の充填量の増加は、シャッターのリング状部分の熱膨張係数を減少させ、シャッターの熱膨張と弁座の熱膨張係数との差を実質的に減少させて、および温度変化に対する弁効率の感度を低下させる。
【０００８】
いくつかの好適な実施形態によれば、リング状部分は予め含浸された（「プリプレグ」）複合連続繊維により形成される。
【０００９】
好適な実施形態では、マトリクスは、連続繊維を含む層を有する層状構造を有する。
【００１０】
他の例示的な実施形態では、マトリクスは、可撓性要素の方向に展開する連続繊維を含む少なくとも１つの細長い可撓性要素の巻回部分によって形成され、巻回部分は互いに接合される。
【００１１】
可撓性要素は、ポリマー樹脂および連続繊維を含み、繊維は可撓性要素の展開内およびそれに沿って配置される。
【００１２】
細長い可撓性要素は、「エンドレス」とすることができ、またはテープ、トウ、ストリップ、ロープ、ライン、ベルト、バンド、リボンなどの形態とすることができる。可撓性要素は、予め含浸された複合連続繊維を含むことができる。
【００１３】
いくつかの好適な実施形態によれば、連続繊維はシャッターのリング状部分の中心軸線を囲む。
【００１４】
いくつかの好適な実施形態では、連続繊維は、リング状部分の軸線の周りに実質的にらせん状の展開に従って配置される。他の好適な実施形態によれば、連続繊維は、リング状部分の中心の周りに実質的に渦巻き状に展開する。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態によれば、連続繊維の量は、リング状部分の全重量に対して重量で３０％と８０％との間に含まれる。
【００１６】
有利な実施形態によれば、リング状部分の線熱膨張係数は、繊維の同一方向（リング状対象物の場合には、円周方向）において、０．０５×１０-6／℃と１０×１０-6／℃との間に含まれる。
【００１７】
ポリマー樹脂は、熱可塑性または熱硬化性のタイプとすることができる。いくつかの実施形態では、ポリマー樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはエポキシ樹脂を含む群から選択される。
【００１８】
いくつかの好適な実施形態では、連続繊維は、ガラス繊維、Ｅガラス繊維、ＥＣＲガラス繊維、Ｓガラス繊維、炭素繊維、ＳＴＤ炭素繊維、ＩＭ炭素繊維、ＨＭ炭素繊維、ＵＨＭ炭素繊維、アラミド繊維を含む群から選択される。
【００１９】
有利なことに、シャッターは、互いに分離した単一の同心リングで作製することができる。
【００２０】
他の実施形態によれば、シャッターは、一体に作製することができ、１つまたは複数の横断部分により互いに接続された、同軸に配置された複数のリング状部分を含むことができる。
【００２１】
本発明による弁シャッターの新規な構造は、公知のタイプの弁プラスチックリングと比較して、シャッターの耐久性を増加させ、耐衝撃性および剛性を向上させる。
【００２２】
第２の態様によれば、本明細書で開示される主題は、上述した実施形態のうちの１つまたは複数による自動リング弁用シャッターを提供する。いくつかの実施形態によれば、シャッターは、自動リング弁の弁座に配置されたガス流路の相対的な環状列を開閉するよう適合されたリングの形態であって、別の観点によれば、シャッターは、単一の同心円状の独立したリングで作製することができる（したがって、各リングはシャッターのリング状部分である）。他の実施形態によれば、シャッターは、互いに接合して、弁座の環状列に配置されたガス流路を開閉するための一体の本体を形成する複数の同軸のリング状部分を含む。
【００２３】
第３の態様によれば、本明細書で開示される主題は、自動リング弁のシャッターまたはシャッターの一部として、上述した実施形態のうちの１つまたは複数によるリング状部分本体の使用を提供する。
【００２４】
第４の態様によれば、本明細書で開示される主題は、自動リング弁のシャッターまたはシャッター部分を製造するための方法を提供し、本方法は、
ポリマー樹脂および連続繊維を含む少なくとも１つの細長い可撓性要素を巻回するステップであって、繊維は、円筒状構造体の上および周りの可撓性要素内および可撓性要素に沿って配置され、実質的に円筒状の多層構成が形成される、巻回するステップと、
広い円筒形状を有する一体製品を形成するために、少なくとも１つの可撓性要素の層を接合するステップと、
一体製品の一部から少なくとも１つのリング状部分を切断するステップと、を含む。
【００２５】
この方法によれば、経済的で、高められた機械的特性を有する自動リング弁用シャッターを提供することができる。
【００２６】
上述したように、可撓性要素は、ポリマー樹脂および連続繊維を含み、繊維は可撓性要素の展開内およびそれに沿って配置される。可撓性要素は、「エンドレス」とすることができ、またはテープ、トウ、ストリップ、ロープ、ライン、ベルト、バンド、リボンなどの形態とすることができる。可撓性要素は、予め含浸された複合連続繊維を含むことができる。
【００２７】
リング状部分は、たとえば、旋削、穿孔、ドリル加工、フライス加工、レーザ切断、ウォータージェット切断などの従来のまたは従来にはない機械加工により、一体製品から切削または機械加工することができる。
【００２８】
いくつかの好適な実施形態によれば、一体製品は、環状のスライスに分割され、少なくとも１つのリング状部分は、環状のスライスから切削される。
【００２９】
シャッターの１つまたは複数のリングは、単一の環状のスライスから得ることができる。
【００３０】
他の実施態様によれば、一体製品は環状のスライスに分割され、シャッターは環状のスライスに貫通孔、好ましくはスロットまたは細長い孔を作製することによって形成され、そのようにして、シャッターが一体に作製され、同軸の複数のリング状部分と、リング状部分を互いに接合する複数の横断部分と、を含む。一例として、外側のリング状部分と内側のリング状部分との間の一体のシャッターのシルエットは、弁座の相対的な部分のシルエットに相補的であり得る。
【００３１】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの可撓性要素は、円筒状構造体の軸線の周りに、かつそれに沿ってらせん状に巻回される。したがって、可撓性要素は、円筒状構造体に対して（またはその逆に）軸線に平行に回転および平行移動する。
【００３２】
本開示の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの可撓性要素は、円筒状構造体の軸線に対して実質的に傾斜して巻回される。
【００３３】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの可撓性要素は、自動繊維配置（ＡＦＰ）技術により円筒状構造体の周りに巻回される。この技術は、マンドレル上に、マンドレル（またはバー）の軸線の周りに、かつそれに沿って複数の可撓性要素を（連続フィラメントがポリマーマトリクス中に埋め込まれて）らせん状に巻回することを提供する。
【００３４】
他の例示的な実施形態では、少なくとも１つの可撓性要素は、円筒状構造体の軸線の周りに渦巻き状に巻回される。したがって、この場合には、可撓性要素は、円筒状構造体に対して（またはその逆に）、軸線の周りで回転するだけである。
【００３５】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの可撓性要素は円筒状構造体の軸線に対して実質的に直交するように巻回される。
【００３６】
他の例示的な実施形態では、少なくとも１つの可撓性要素は、自動テープ積層（ＡＴＬ）技術により円筒状構造体の周りに巻回されたテープである。この技術は、巻回ごとに新たなテープ部分が一定の幅で下地テープ部分と重なるように（テープは巻回軸に対して９０°のレイアップを有する）、マンドレル上に単一のテープを（連続フィラメントがポリマーマトリクス中に埋め込まれて）巻回することを提供する。
【００３７】
特徴および実施形態は、以下で開示され、また添付の特許請求の範囲にさらに記載されて、本明細書の不可欠な部分をなす。上記の簡単な説明は、以下の詳細な説明をよりよく理解できるように、また当該技術分野への本発明の貢献がよりよく評価されるように、本発明の様々な実施形態の特徴を記載している。当然のことながら、以下に説明され、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の他の特徴がある。この点に関して、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の様々な実施形態は、その応用において、以下の説明に記載しまたは図面に示した構造の詳細および構成要素の配置に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施し実行することができる。また、本明細書で用いられる表現および用語は説明のためのものであって、限定としてみなされるべきではないことを理解されたい。
【００３８】
このように、当業者は、本発明のいくつかの目的を実行するために、他の構造、方法、および／またはシステムを設計するための基礎として、本開示の基礎をなす概念を容易に利用できることを理解するであろう。したがって、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない限り、特許請求の範囲はこのような等価な構成を含むとみなすことが重要である。
【００３９】
本発明の開示された実施形態のより完全な評価および本発明に付随する利点の多くは、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による自動リング弁の断面図である。
【図２】図１に示す自動リング弁を４つ用いた往復圧縮機のヘッドを示す図である。
【図３】本開示のいくつかの実施形態による自動リング弁用シャッターリングの概略的な横断面図である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態による自動リング弁用シャッターの概略的な横断面図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態による、シャッターリングまたはシャッターを製造するための方法の中間環状製品の概略的な横断面図である。
【図６】本発明のいくつかの実施形態による、シャッターリングまたはシャッターを製造するための方法の中間環状製品の別の概略的な横断面図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態による、シャッターリングを製造するための方法の、図５と同様の中間環状製品の別の概略的な横断面図である。
【図８】図７の中間環状製品から切り出されたシャッターリングの概略的な部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
例示的な実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ符号は、同一または類似の要素を示す。さらに、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。そうではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【００４２】
明細書全体にわたって、「一実施形態」または「ある実施形態」または「いくつかの実施形態」に対する言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造または特性が開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたって様々な箇所に現れるフレーズ「一実施形態では」または「ある実施形態では」、または「いくつかの実施形態では」というフレーズは、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせることができる。
【００４３】
本発明による自動リング弁の例示的な実施形態を図１に示す。自動リング弁１０は、弁座１２および弁押え１３を含む。弁座には、弁座１２を通って延在する円周方向に配置されたガス流路１４が設けられる。弁押え１３にも、ガス流路１５が設けられる。中心ねじ１６は、弁座１２と弁押え１３との間に空間１７を残してそれらを相互に接続する。複数の同心円状に配置されたシャッターリング１８が、弁座１２と弁押え１３との間に設けられる。各シャッターリング１８が、弁座１２の対応する環状に配置された１組のガス流路１４に沿って配置される。シャッターリング１８の開き動作を対比させるための複数の対比部材が設けられ、一例として、これらの部材は、シャッターリング１８を閉位置に付勢するために、シャッターリング１８ごとに、圧縮スプリング１９として複数の弾性部材から構成され、シャッターリング１８は、ガス流路１４の対応する封止面を接触封止することにより、ガス流路１４のそれぞれの組を閉鎖する。圧縮スプリング１９は、弁押え１３に設けられたそれぞれのスプリングポケット２０内に収容される。
【００４４】
弁１０の圧力差によって、弁が自動的に開閉する。図２は、圧縮機の吸込口および排出口に配置された、符号１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄで示す４つの自動リング弁１０を用いた往復圧縮機のヘッド２１を示す。
【００４５】
より詳細には、圧縮機ヘッド２１は、圧縮機シリンダ２３を画定し、ピストン２４は往復運動可能である。ピストン２４のロッド２５は、クランク（図示せず）に連結されており、二重矢印Ｆ２４で示すようにピストン２４を往復運動させる。ピストン２４は、シリンダ２３を２つの別々の圧縮室２３Ａ、２３Ｂに分割する。
【００４６】
圧縮機ヘッド２１には、第１の自動リング弁１０Ａを介して第１の圧縮室２３Ａと流体連通する第１の吸込口２７が設けられる。第２の吸込口２９は、第２の自動リング弁１０Ｂを介して第２の圧縮室２３Ｂと流体連通する。第１の排出口３１は、第３の自動リング弁１０Ｃを介して第１の圧縮室２３Ａと流体連通し、第２の排出口３３は、第４の自動リング弁１０Ｄを介して第２の圧縮室２３Ｂと流体連通する。
【００４７】
ピストン２４の往復運動は、第１の圧縮室２３Ａ内のガスの吸込および第２の圧縮室２３Ｂからの圧縮されたガスの排出を選択的に生じさせ、逆もまた同様である。第１のガス流路１４内の圧力がスプリング１９の弾力を超えた場合に、自動リング弁１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、および１０Ｄが選択的に開放される。
【００４８】
往復圧縮機のクランク軸は、たとえば１００〜１２００ｒｐｍ、典型的には、２００〜１０００ｒｐｍの範囲の回転速度で回転することができる。シャッターリング１８は、したがって高速で繰り返し開閉ストロークを受ける。弁座１２および弁押え１３は、一例として、金属で作製される。
【００４９】
各シャッターリング１８は、運動するシャッターの慣性を低減するために、後述する繊維強化マトリクス４０を含む。本発明によれば、繊維強化マトリクスの繊維は、連続繊維４１であり、それらの少なくとも一群は、リングの環状展開の少なくとも３６０°で展開する。好ましくは繊維のほぼ全体が、リングの環状展開の３６０°を超えて展開する連続繊維である。
【００５０】
実際的に言えば、連続繊維はシャッターリング１８の中心軸線Ｚ１を囲む。シャッターリング１８の概略的な断面正面図を図３に示してあり、連続繊維４１を同心円で示してある。
【００５１】
いくつかの好適な実施形態によれば、マトリクス４０は、ポリマー樹脂を含み、連続繊維４１が埋め込まれている。好ましくは、ポリマー樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、すなわち熱可塑性樹脂である。
【００５２】
他の種類のポリマー樹脂は、一例として、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、またはエポキシ樹脂を含む群から選択することができる。
【００５３】
樹脂は、熱硬化性タイプであってもよい。
【００５４】
好ましくは、連続繊維４１は、ガラス繊維、Ｅガラス繊維、ＥＣＲガラス繊維、Ｓガラス繊維、炭素繊維、ＳＴＤ炭素繊維、ＩＭ炭素繊維、ＨＭ炭素繊維、ＵＨＭ炭素繊維、アラミド繊維を含む群から選択される。
【００５５】
有利なことに、連続繊維の量は、リング状部分の全重量に対して重量で３０％と８０％との間に含まれる。
【００５６】
有利な実施形態によれば、リング状部分の線熱膨張係数は、繊維の同一方向（リング状対象物の場合には、円周方向）において、０．０５×１０-6／℃と１０×１０-6／℃との間に含まれる。
【００５７】
一例として、埋め込まれた連続炭素繊維の重量に対して６８％のＰＥＥＫにより作製されたマトリクス樹脂では、線熱膨張係数は０．２７×１０-6／℃である。
【００５８】
連続繊維を用いることで、リング材料中の充填割合を増加することができ、弁座材料とシャッターリング材料との膨張係数の差を絶対値で低減することができて、同時に、開閉衝撃時のシャッターの座屈強度を驚くほど高めることができ、シャッターの耐久性および強靱性に関して、および弁の封止の信頼性に関して明らかな利点がある。
【００５９】
好ましくは、マトリクスは、連続繊維を含む層を有する層状構造を有する。マトリクスは、可撓性要素の方向に展開する連続繊維４１を含むテープＴ（または、上で定義したような他の種類の可撓性要素）として、可撓性要素の巻回部分により形成することができる。巻回部分は互いに接合されて、シャッターの構造を形成する。熱可塑性樹脂の場合には、接合作用は熱接着作用であってもよい。
【００６０】
図５に、９０°のレイアップ（矢印Ｒ１）を有して巻回されたテープで作製された円筒形状の環状片４２を示す（それは、巻回ごとに新たなテープ部分が一定の幅で下地テープ部分と重なることを意味し、テープは巻回軸Ｚ１に対して９０°のレイアップを有する）。テープはマトリクス４０として形成され、それは連続繊維が埋め込まれたポリマー構造体であり、テープの方向に展開する。
【００６１】
実際的に言えば、連続繊維は、環状片４２の軸線Ｚ１に対して実質的に直交する方向に重なる（連続繊維は片４２の軸線Ｚ１に直交する面内に展開する）。
【００６２】
この構成によれば、連続繊維４１は、片４２の中心／軸線の周りに実質的に渦巻き状に展開する。
【００６３】
この環状片４２から、リング１８を切断することができる（図７を参照のこと。環状片４２の一部分の縦断面図の内側に破線でリング１８の形状が描かれている。図８には、環状片４２によって切断されたリング１８の一部分を示す）。
【００６４】
切断は、リングに対する正確な寸法公差を保証するために有用である。他の例では、リング１８は、リング１８の内径と等しい直径を有するマンドレル上に、リング１８の高さ（軸線に平行な寸法）に等しい幅を有するテープを、巻回されたテープの外径がリングの外径に等しくなるまで、直接巻回して製造することができることは明らかである、切断は、連続繊維は、シャッターリング１８の軸線Ｚ１に対して実質的に直交して展開するように作製されることが望ましい（連続繊維はシャッターリング１８の軸線に直交する平面内に展開する）。
【００６５】
図６には、さらなる環状片４３を示し、それは環状ビレットのような円筒形状であって、図５の環状片４２の高さよりも長い高さを有する。この場合には、さらなる環状片４３は、図５の場合のテープの幅よりも広い幅を有する、９０°のレイアップで巻回されたテープで作製することができる。
【００６６】
あるいは、さらなる環状片４３は、図５の場合のテープの幅と同様の幅で、９０°とは異なるレイアップで巻回された可撓性要素で作製することができる。それは、連続繊維がさらなる環状片４３の軸線Ｚ３（巻回軸）の周りに実質的にらせん状に展開することを意味する。実際的に言えば、連続繊維は、環状片４３の軸線Ｚ３に対して実質的に傾斜して（たとえば軸方向０°から４５°）展開する（矢印Ｒ２）。
【００６７】
この後者の場合には、軸線Ｚ３に対して同一または傾斜した展開で、複数の可撓性要素を用いることができる。
【００６８】
他の例では、１つまたは複数のテープの代わりに、１つまたは複数のプリプレグ複合トウを使用することができ、このような繊維として、連続繊維を含浸するために使用されるポリマー樹脂は、テープ溶液の同じタイプのものとすることができる。
【００６９】
図４には、異なる弁シャッター１１８を示す。この場合には、シャッター１１８は、横断部分１８Ａにより互いに接合された同心リング状部分１８から一体に作製される。好ましくは、それらの横断部分１８Ａは、リング状部分１８の半径方向に沿って設けられる。
【００７０】
前述した自動リング弁用のシャッターまたはシャッター部分を製造するための方法は、
ポリマー樹脂および連続繊維４１を含む少なくとも１つの可撓性要素Ｔを巻回するステップであって、繊維は、円筒状構造体の上および周りの可撓性要素Ｔ内および可撓性要素Ｔに沿って配置され、実質的に円筒状の多層構成が形成される、巻回するステップと、
広い円筒形状を有する一体製品を形成するために、少なくとも１つの可撓性要素の層を接合するステップと、
一体製品の一部から少なくとも１つのリング状部分を切断するステップと、を含む。
【００７１】
リング状部分の切断は、たとえば、旋削、穿孔、ドリル加工、フライス加工、レーザ切断、ウォータージェット切断などの従来のまたは従来にはない機械加工により行うことができる。
【００７２】
環状ビレット４３の形態の一体製品の場合を考えると、後者は環状のスライス（筒状構造物４２と同様）に分割することができ、次いで１つのリング状部分１８が、点（ｃ）において前述したように１つの環状のスライスから切断される。
【００７３】
１つの環状のスライスからは、シャッターを構成する１つまたは複数のリングが提供され得る。
【００７４】
図４に示すシャッター１１８の場合には、一体製品４２（または環状ビレット４３のスライス）を片の厚さ（軸方向）を通る貫通孔、好ましくはスロットまたは細長い孔を作製することにより切断し、そのようにして、シャッター１１８が、同軸の複数のリング状部分１８と、リング状部分１８を互いに接合する複数の横断部分１８Ａと、から構成される。外側のリング状部分１８’と内側のリング状部分１８’’との間の一体のシャッター１１８のシルエットは、弁座の相対的な部分のシルエットに相補的であり得る。
【００７５】
前述したように、１つまたは複数の「エンドレス」または細長い可撓性要素は、円筒状構造体（環状ビレット４３）の軸線Ｚ３の周りに、かつそれに沿って、らせん状に巻回することができる。したがって、可撓性要素は、軸線Ｚ３に対して回転および平行移動して、円筒状構造体に対して（またはその逆に）動く。それは、可撓性要素は、円筒状構造体４３の軸線Ｚ３に対して実質的に傾斜して巻回されることを意味する。一例として、１つまたは複数のトウは、自動繊維配置（ＡＦＰ）技術により円筒状構造体の周りに巻回される。
【００７６】
本方法の他の例示的な実施形態では、１つまたは複数の可撓性要素は、円筒状構造体４２、４３の軸線Ｚ１の周りに渦巻き状に巻回される。したがって、この場合には、可撓性要素は、円筒状構造体に対して（またはその逆に）、軸線Ｚ１の周りで回転するだけである。したがって、可撓性要素は、円筒状構造体４２、４３の軸線に対して実質的に直交するように巻回される。一例として、１つのテープは、自動テープ積層（ＡＴＬ）技術により円筒状構造体の周りに巻回される。
【００７７】
本明細書に記載した主題の開示された実施形態について、図面に示し、いくつかの例示的な実施形態に関連して具体的かつ詳細に上で完全に説明したが、新規な教示、本明細書に記載した原理および概念、ならびに添付の特許請求の範囲に記載した発明の主題の利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正、変更、および省略が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、開示された発明の適正な範囲は、すべてのそのような修正、変更、および省略を含むように、添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ決定されるべきである。さらに、いかなる処理もしくは方法ステップの順序またはシーケンスは、代替的な実施形態に応じて変更または再順番付けすることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  自動リング弁
１０Ａ  第１の自動リング弁
１０Ｂ  第２の自動リング弁
１０Ｃ  第３の自動リング弁
１０Ｄ  第４の自動リング弁
１２  弁座
１３  弁押え
１４  第１のガス流路
１５  ガス流路
１６  中心ねじ
１７  空間
１８  シャッターリング／リング状部分
１８’  外側のリング状部分
１８’’  内側のリング状部分
１８Ａ  横断部分
１９  圧縮スプリング
２０  スプリングポケット
２１  圧縮機ヘッド
２３  圧縮機シリンダ
２３Ａ  第１の圧縮室
２３Ｂ  第２の圧縮室
２４  ピストン
２５  ロッド
２７  第１の吸込口
２９  第２の吸込口
３１  第１の排出口
３３  第２の排出口
４０  繊維強化マトリクス
４１  連続繊維
４２  環状片／円筒状構造体
４３  環状ビレット／さらなる環状片／円筒状構造体
１１８  異なる弁シャッター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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