(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内部（２ａ）とシリンダバレル外側（２ｅ）とを有する長手方向軸線（Ｌ）の方向に延びるシリンダバレル（２）を含むラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部（１）であって、前記シリンダバレル（２）は、前記シリンダ内部（２ａ）に開口する少なくとも１つのシリンダ入口開口部（４、４ａ、４ｂ）または少なくとも１つのシリンダ出口開口部（６、６ａ、６ｂ）を含み、
ガス分配ハウジング（９ａ）が前記長手方向軸線（Ｌ）に対する周方向に前記シリンダバレル（２）を少なくとも部分的に包囲し、これにより、前記シリンダバレル（２）の前記シリンダバレル外側（２ｅ）の少なくとも１つの部分（２ｇ）と前記ガス分配ハウジング（９ａ）との間にガス分配内部（９ｂ）を形成し、前記部分（２ｇ）は、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して軸対称に構成され、
前記ガス分配内部（９ｂ）は、前記シリンダ入口開口部（４、４ａ、４ｂ）または前記シリンダ出口開口部（６、６ａ、６ｂ）のいずれかを介して前記シリンダ内部（２ａ）に流体接続され、前記ガス分配ハウジング（９ａ）は、前記ガス分配内部（９ｂ）に流体接続されるガス入口（９）またはガス出口（１０）のいずれかを含み、
複数のシリンダ入口開口部（４、４ａ、４ｂ）または複数のシリンダ出口開口部（６、６ａ、６ｂ）が、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して同じ高さに配置されるとともに前記長手方向軸線（Ｌ）に関して周方向に互いに離間して配置され、
２つのシリンダ入口開口部（４）または２つのシリンダ出口開口部（６）が、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して互いに逆向きに配置されることを特徴とするハウジング上部（１）。
【請求項２】
前記シリンダ内部（２ａ）がシリンダ内側長さ（Ｌ２）を有し、前記ガス分配内部（９ｂ）が少なくとも前記シリンダ内側長さ（Ｌ２）に沿って延び、これにより、前記シリンダバレル外側（２ｅ）の前記部分（２ｇ）が、少なくとも前記シリンダ内側長さ（Ｌ２）の全長に沿って、前記ガス分配内部（９ｂ）の境界を形成することを特徴とする請求項１に記載のハウジング上部。
【請求項３】
前記ガス分配ハウジング（９ａ）は、前記長手方向軸線（Ｌ）の周方向に前記シリンダバレル外側（２ｅ）を３６０°の角度（α）だけ包囲し、これにより、前記ガス分配内部（９ｂ）または前記部分（２ｇ）は３６０°の周方向に延びることを特徴とする請求項１または２に記載のハウジング上部。
【請求項４】
前記シリンダバレル外側（２ｅ）は、前記長手方向軸線（Ｌ）の周方向に、周方向に間隔をおいて配置された少なくとも２つの部分（２ｇ）を含み、同部分（２ｇ）は、前記シリンダバレル外側（２ｅ）に沿ってガス分配内部（９ｂ）の境界を形成し、前記部分（２ｇ）は、少なくとも３０°の角度にわたって周方向に延びることを特徴とする請求項１または２に記載のハウジング上部。
【請求項５】
前記シリンダ入口開口部（４、４ａ、４ｂ）および前記シリンダ出口開口部（６、６ａ、６ｂ）は、前記長手方向（Ｌ）に間隔をおいて配置されることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載のハウジング上部。
【請求項６】
前記シリンダ出口開口部（６）または前記シリンダ入口開口部（４）は、前記長手方向軸線（Ｌ）の方向に延びる前記シリンダ内部（２ａ）の端面（２ｂ、２ｃ）に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のハウジング上部。
【請求項７】
前記ハウジング上部がアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のハウジング上部。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のハウジング上部（１）と、ピストン（１５）とピストンロッド（１６）とを備え、前記ピストン（１５）は、前記シリンダ内部（２ａ）を第１の圧縮室（３ａ）と第２の圧縮室（３ｂ）とに分割し、第１のシリンダ入口開口部（４ａ）は前記第１の圧縮室（３ａ）に開口し、第２のシリンダ入口開口部（４ｂ）は前記第２の圧縮室（３ｂ）に開口し、第１のシリンダ出口開口部（６ａ）は、前記ピストンロッド（１６）から離間する前記シリンダ内部（２ａ）の前記端面（２ｂ）に配置され、第２のシリンダ出口開口部（６ｂ）は、前記ピストンロッド（１６）に面する、前記シリンダ内部（２ａ）の前記端面（２ｃ）に配置されることを特徴とするラビリンスピストン式コンプレッサ。
【請求項９】
前記第１および第２のシリンダ出口開口部（６ａ、６ｂ）は別個のガス分配内部（９ｂ）に流体接続され、接続通路（１７）が前記別個のガス分配内部（９ｂ）を互いに接続させ、前記接続通路（１７）がガス出口（１０）に流体接続されることを特徴とする請求項８に記載のラビリンスピストン式コンプレッサ。
【請求項１０】
複数の前記ガス分配内部（９ｂ）は、前記シリンダ出口開口部（６、６ａ、６ｂ）の少なくとも一部を、前記長手方向軸線（Ｌ）の方向に外側に更に包囲することを特徴とする請求項８または９に記載のラビリンスピストン式コンプレッサ。
【請求項１１】
シリンダ内部（２ａ）とシリンダバレル外側（２ｅ）とを有する長手方向軸線（Ｌ）の方向に延びるシリンダバレル（２）を含むラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部（１）を冷却する方法であって、
複数のシリンダ入口開口部（４）または複数のシリンダ出口開口部（６）が、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して同じ高さに配置されるとともに前記長手方向軸線（Ｌ）に関して周方向に互いに離間して配置され、
２つのシリンダ入口開口部（４）または２つのシリンダ出口開口部（６）が、前記長手方向軸線（Ｌ）に関して互いに逆向きに配置され、
圧縮された入口流体は、ガス分配内部（９ｂ）からシリンダバレル（２）上に配置された前記複数のシリンダ入口開口部（４）を介して前記シリンダ内部（２ａ）に引き込まれ、あるいは圧縮された出口流体は、前記シリンダバレル（２）上に配置された前記複数のシリンダ出口開口部（６）を介して前記シリンダ内部（２ａ）から前記ガス分配内部（９ｂ）に排出され、互いに対向して前記長手方向軸線（Ｌ）に対して軸対称に配置される前記シリンダバレル外側（２ｅ）の部分（２ｇ）は同じ前記入口流体または出口流体によって掃引されることを特徴とするハウジング上部（１）の冷却方法。
【請求項１２】
前記シリンダバレル外側（２ｅ）が、圧縮されている前記入口流体または圧縮された出口流体によって、前記長手方向軸線（Ｌ）の周方向に３６０度の角度（α）だけ掃引されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記シリンダバレル外側（２ｅ）は、前記長手方向軸線（Ｌ）の周方向に、周方向に間隔をおいて配置されるとともに各々少なくとも３０°の角度で周方向に延びる少なくとも２つの部分（２ｇ）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記出口流体は、前記シリンダ内部（２ａ）の前記端面に配置されたシリンダ出口開口部（６）を通して排出され、前記シリンダ入口開口部（４）および前記シリンダ出口開口部（６）は、前記長手方向軸線（Ｌ）の方向に間隔をおいて配置され、前記シリンダバレル外側（２ｅ）上に前記長手方向軸線（Ｌ）の方向の温度勾配を生じさせることを特徴とする請求項１１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載のラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部に関する。本発明は、更にハウジング上部を含むラビリンスピストン式コンプレッサに関する。本発明は更に、請求項１２に記載のラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部を冷却する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラビリンスピストン式コンプレッサは、流体を圧縮するコンプレッサである。ピストンは、ピストンの包囲面とシリンダの内壁との間に間隙が恒久的に存在し、ピストンとシリンダが互いに接触しないように、シリンダ内に配置されている。これにより、流体の一部がシリンダ壁部と包囲面との間でピストンを通過することが認められる。このような漏れを低く抑えるために、シリンダ壁部と包囲面との間の間隙はできるだけ小さく保たれる。
【０００３】
特許文献１は、ハウジング上部を備えるそのようなラビリンスピストン式コンプレッサを開示する。ラビリンスピストン式コンプレッサは、ピストンに片側摩耗が生じ、ギャップ幅が増加し、漏れが増加するという短所を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許出願公開第２０１０−２０９７２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ラビリンスピストン式コンプレッサのためのより効果的なハウジング上部と、より効果的なラビリンスピストン式コンプレッサと、このようなハウジング上部を有するラビリンスピストン式コンプレッサを操作するためのより効果的な方法を構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１の要素を有するハウジング上部によって解決される。従属項２乃至９は、更に効果的な実施形態に関する。この課題は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のハウジング上部を含むラビリンスピストン式コンプレッサによって更に解決される。この課題は、請求項１３の要素を含むラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部を操作する方法によって更に解決される。従属項１４乃至１６は、本方法の更に効果的な工程に関する。
【０００７】
この課題は、特に、ラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部により解決される。ハウジング上部は、シリンダ内部とシリンダバレル外側とを有する長手方向軸線の方向に延びるシリンダバレルを備える。シリンダバレルは、シリンダ内部に開口する少なくとも１つのシリンダ入口開口部または少なくとも１つのシリンダ出口開口部を含む。ガス分配ハウジングは、長手方向軸線に対する周方向にシリンダバレルを少なくとも部分的に包囲し、これにより、シリンダバレルのシリンダバレル外側の少なくとも１つの部分とガス分配ハウジングとの間にガス分配内部を形成する。部分は、長手方向軸線に関して軸対称に構成される。ガス分配内部は、シリンダ入口開口部またはシリンダ出口開口部のいずれかを介してシリンダ内部に流体接続される。ガス分配ハウジングは、ガス分配内部に流体接続されるガス入口またはガス出口のいずれかを含む。
【０００８】
この課題は、特に、ラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部を冷却する方法により更に解決される。ハウジング上部は、シリンダ内部とシリンダバレル外側とを有する長手方向軸線の方向に延びるシリンダバレルを備える。圧縮された入口流体は、ガス分配内部からシリンダバレル上に配置されたシリンダ入口開口部を介してシリンダ内部に引き込まれ、圧縮された出口流体は、シリンダバレル上に配置されたシリンダ出口開口部を介してシリンダ内部からガス分配内部に排出され、互いに対向して長手方向軸線に対して軸対称に配置されるシリンダバレル外側の部分は同じ入口流体または出口流体によって掃引される。
【０００９】
ラビリンスピストン式コンプレッサは、少なくともハウジング上部とハウジング下部とを備え、少なくともクランクシャフトと、クロスヘッドと、ピストンロッドと、ピストンとを備える。ハウジング上部とハウジング下部とは堅固に一体的に連結される。クランクシャフトとクロスヘッドはハウジング下部に配置され、ピストンロッドはクロスヘッドに接続される。ハウジング上部は、シリンダバレルを備え、ピストンは、シリンダバレルのシリンダ内部に配置され、ピストンはピストンロッドに接続され、ピストンは、ピストンがシリンダ内部内を長手方向軸線の方向に移動可能なように取り付けられる。１つの効果的な構成では、ラビリンスピストン式コンプレッサは、ハウジング下部とハウジング上部との間に配置されたスペーサを更に備え、スペーサはハウジング下部の一部またはハウジング上部の一部であり、スペーサをハウジング上部またはハウジング下部に一体化することができる。
【００１０】
本発明によるラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部は、ラビリンスピストン式コンプレッサのピストンを包囲するシリンダ壁部が、長手方向軸線に対して周方向に実質的に軸対称の温度分布を有するという効果を有する。すなわち、長手方向軸に関して互いに軸方向に対称的に対向する領域のシリンダ壁部は、同じか略同じ温度を有する。これにより、ラビリンスピストン式コンプレッサの動作中のシリンダバレルは、そこに作用する温度のために一方の側で反らないことが保証される。その結果、作動中のシリンダバレルの温度変化は、ほとんどまたは全く反りを生じさせないので、シリンダ壁部とピストンとの間の間隙は非常に小さく保たれることができる。小さな間隙は、本発明によるラビリンスピストン式コンプレッサが非常に僅かな漏れを有するという結果をもたらす。有利なことに、本発明によるラビリンスピストン式コンプレッサは、ラビリンスピストン式コンプレッサの長期的な信頼性がありメンテナンスが低い動作を可能にする、僅かな摩耗を更に有する。
【００１１】
特に有利な構成では、周方向に３６０°延びるガス分配ハウジングはシリンダ壁部を外側で包囲し、圧縮された入口流体または圧縮出口流体のいずれかがガス分配ハウジングおよびシリンダ壁部によって形成されたこのガス分配内部を流れる。その結果、シリンダバレル外側は、同じ流体によって周方向に掃引され、これにより、シリンダバレル側は、周方向において同じか略同じ温度を有する。これにより、ラビリンスピストン式コンプレッサの動作中のシリンダバレルは、片側で作動温度とその結果生じるシリンダバレルの特定の領域の材料膨張のためにその片側で反らないことが保証される。ラビリンスピストン式コンプレッサ内に流入する入口流体およびそこから流出する出口流体は、シリンダが円周方向で同じか略同じ温度を有するように、本発明によるハウジング上部内に効果的に導かれる。
【００１２】
別の可能な構成では、シリンダバレルは、長手方向軸線の断面においてより高いかより低い温度を有することができるが、特に有利な構成では、シリンダは、周方向において同じか略同じ温度を有する。対称的または略対称的な温度分布により、シリンダバレルは温度のために片側が確実に反らない。これにより、ピストンおよびシリンダ内面の磨耗を非常に低く抑えることができ、ラビリンスピストン式コンプレッサの作動中に片側に漏れの増加および場合によってはピストンの亀裂を招く可能性がある磨耗が生じないようにすることができる。本発明によるハウジング上部を含むこのようなラビリンスピストン式コンプレッサは、より高い効率、および／または流体をより大きな圧力に圧縮することができること、および／またはラビリンスピストン式コンプレッサを低回転速度で作動できることなどの恩恵を受ける。本発明によるハウジング上部とは異なり、特許文献１に開示されているハウジング上部またはラビリンスピストン式コンプレッサは、非冷却状態のシリンダの周方向の温度が大きく異なるため、作動中にシリンダに熱反りが生じ、ピストンは片側のシリンダ壁部が磨耗する。
【００１３】
特に効果的な構成では、本発明によるハウジング上部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成される。アルミニウムは、例えばねずみ鋳鉄のような鋳鉄よりも相当良好な低温特性を有する。従って、アルミニウム製のシリンダを備えたコンプレッサは、−１６０℃までの動作温度に対して認可され、ねずみ鋳鉄のシリンダは、−４０℃までの動作温度に対してのみ認可されている。アルミニウムまたはアルミニウム合金から製造された本発明によるハウジング上部を含むラビリンスピストン式コンプレッサは、例えばガスの液化における−１５０℃よりも低い温度の例えば低温工学の分野において、−１６０℃までの非常に低い作動温度でさえ使用することができるという効果を有する。アルミニウムまたはアルミニウム合金製のハウジング上部は、その製造がねずみ鋳鉄のような鉄合金製のハウジング上部よりも安価であるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の例示的な実施形態による断面線Ａ−Ａに沿ったラビリンスピストン式コンプレッサのハウジング上部を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のハウジング上部を示す正面図である。
【図３】図３は、第２の例示的な実施形態による断面線Ｂ−Ｂに沿ったハウジング上部を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図３のハウジング上部を示す正面図である。
【図５】図５は、図３のハウジング上部を示す斜視図である。
【図６】図６は、第２の例示的な実施形態による断面線Ｃ−Ｃに沿ったハウジング上部を示す縦断面図である。
【図７】図７は、第３の例示的な実施形態によるハウジング上部を示す斜視図である。
【図８】図８は、第４の実施形態によるハウジング上部を示す縦断面図である。
【図９】図９は、第２の例示的な実施形態による断面線Ｄ−Ｄに沿った横断面図である。
【図１０】図１０は、第５の例示的な実施形態によるハウジング上部を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、第５の例示的な実施形態によるハウジング上部を示す他の縦断面図である。
【図１２】図１２は、第５の例示的な実施形態による断面線Ｅ−Ｅに沿った横断面図である。
【図１３】図１３は、第６の例示的な実施形態によるハウジング上部を示す縦断面図である。
【図１４】図１４は、第７の例示的な実施形態によるハウジング上部を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面は、例示的な実施形態を説明するために使用される。
実質的に、図面中の同一部分は同じ参考符号が付される。
図１は、図示されていない構成要素の他に、ハウジング上部１、スペーサ２２、ピストンロッド１６を有するピストン１５、シール２３、およびリニアガイド２４を含むラビリンスピストン式コンプレッサ２１の部分切欠き図を示す。ハウジング上部１は、長手方向軸線Ｌの方向に延びるシリンダ内部２ａを有するシリンダバレル２を含む。ピストン１５は、シリンダ内部２ａの内部に配置され、ピストンロッド１６と共に移動方向Ｌ１に沿って長手方向軸線Ｌの方向に移動することができるように取り付けられている。ピストン１５は側面１５ａを構成する包囲面上に、周方向に延びる細い溝を有するが、これらは詳細には図示しない。
【００１６】
シリンダバレル２は、シリンダ内部２ａに開口する少なくとも１つのシリンダ入口開口部４を有する。また、シリンダ内部２ａの端面には、シリンダ出口開口部６が設けられている。シリンダ入口開口部４およびシリンダ出口開口部６は、好ましくは長手方向Ｌに離間している。図１の例示的な実施形態では、シリンダ出口開口部６は、シリンダ入口開口部４よりも僅かにのみ高く配置されている。シリンダバレル２は、シリンダバレル２の外側２ｅとガス分配ハウジング９ａとの間に３６０°周方向に延びる内部９ｂが形成されるように、ガス分配ハウジング９ａに包囲されている。ガス分配ハウジング９ａは、少なくとも１つのガス入口開口部９を有し、図示の例示的な実施形態では、長手方向Ｌに関して互いに対向して位置する２つのガス入口開口部９を有する。このガス入口開口部９を通して、圧縮されている入口流体が外部から吸入される。内部９ｂとシリンダ入口開口部４との間には、ガスを矢印で示す方向に通過させるとともに反対方向のガス流を防止する入口弁５が概略的にのみ示されている。図示の例示的な実施形態では、２つの入口弁５が長手方向Ｌに対して対称的に配置される。ガス分配ハウジング９ａは、弁５を点検又は交換するために、弁５の入口開口部９ｃを有する。入口開口部９ｃは、カバープレート１９によって閉鎖されている。シリンダ２の上端面には、端面に端部８が設けられている。端部８は、３つのシリンダ出口開口部６を含み、各出口開口部６の後には、概略的に示される出口弁７が続く。出口弁７により、圧縮された出口流体またはガスは、矢印で示す方向に通過し、反対方向のガス流が防止される。端部８はガス出口１０で終端する。ハウジング上部１には更にピストンロッドシール２３が配置されている。ラビリンスピストン式コンプレッサ２１は更に、図示の例示的な実施形態において、スタンド足部１８とリニアガイド２４とを有するスペーサ２２を備える。ハウジング上部１は、スペーサ２２によって、図面に示唆のみされるハウジング下部２５に接続されている。ハウジング上部１は、スタンド足部１８に固定されている。ラビリンスピストン式コンプレッサ２１は上部に圧縮室３を備え、下部にはシリンダ壁部２ｄ内に、下部シリンダ内部３ｃとガス分配ハウジング９ａの内部９ｂとの間を流体接続する入口および出口２ｆが配置されている。図示の例示的な実施形態では、シリンダ入口開口部４は、長手方向軸線Ｌの方向に同じ高さに配置され、周方向に互いに１８０°離れて配置される。この構成により、ガス入口９から流入した流体が内部９ｂに流入し、これにより、ガスが入口弁５を通ってシリンダ入口開口部４に流入する前にシリンダバレル外側２ｅの周囲を流れるという効果が得られる。従って、シリンダバレル外側２ｅは、周方向において同じか略同じ温度を有する。圧縮室３内の気体の圧縮のために、シリンダバレル２のハウジング壁部の温度は、長手方向軸線Ｌのシリンダ出口開口部６に向かう方向に上昇し、シリンダバレル２は、周方向に同じか略同じ温度を有する。従って、シリンダバレル２は、長手方向軸線Ｌに対して径方向に対称的か略対称的な温度分布を有し、これは、シリンダバレル２の径方向に熱による反りがほとんどまたは全く生じ��いことを意味する。これにより、ピストンが片側で磨耗しないという効果が得られる。これにより、ピストン１５の密閉作用が高められ、あるいは圧縮室３内の気体をより大きな圧力に圧縮可能である。更に、ラビリンスピストン式コンプレッサの効率が向上する。
【００１７】
図２は、図１に示したハウジング上部２１の正面図を示す。端面端部８において、ガス出口１０および出口弁７に注目する。ガス分配ハウジング９ａは、左右それぞれに１つのカバープレート１９を有する。
【００１８】
図３は、更なる実施形態によるハウジング上部１の縦断面図を示しており、これは図１に示す例示的な実施形態とは対照的に、第１の圧縮室３ａと第２の圧縮室３ｂの２つの圧縮室用に構成されている。図３に示すように、スペーサ２２は、ハウジング上部１の一部であってもよい。図示において、ピストン１５の上方の領域は、図１の領域と同様に構成されている。ピストン１５の上方の領域には、第１の圧縮室３ａに開口し、入口弁５ａを有するシリンダ開口部４ａと、第１の圧縮室３ａとガス出口１０ａとの間に配置されるシリンダ出口開口部６ａおよび出口弁７ａとが示されている。ピストン１５の下方のシリンダ内部２ａは、第２の圧縮室３ｂを形成している。ピストン１５の下方の領域には、第２の圧縮室３ｂに開口し、入口弁５ｂを有するシリンダ開口部４ｂと、第２の圧縮室３ｂとガス導出ハウジング１０ｃとの間に配置されるシリンダ出口開口部６ｂおよび出口弁７ｂとが示されている。
【００１９】
図３のハウジング上部１の図４に示す正面図は、第１の圧縮室３ａのガス出口１０ａと、出口弁７ａとを示している。更に、ガス分配ハウジング９ａの側部に配置されたガス入口９が示されている。
【００２０】
図５は、図３および図４のハウジング上部１を示す斜視図である。ガス入口９を特に示し、第１の圧縮室３ａのガス出口１０ａと、第２の圧縮室３ｂのガス出口１０ｂとを上下にそれぞれ示す。
【００２１】
図６は、図３、図４、および図５に示したハウジング上部１の線Ｃ−Ｃに沿った縦断面を示す。図９は、図３乃至６に示すハウジング上部１の断面線Ｄ−Ｄに沿った横断面を示す。図３および図６に対して、図９にはピストン１５が示されておらず、出口弁５の弁座５ｂのみが示されている。図９から分かるように、ガス分配ハウジング９ａは、３６０°の角度範囲αだけシリンダバレルの外側２ｅの周囲に延びる内部９ｂを形成し、ガス入口９がこの内部９ｂに開口するように構成される。このガス入口９の配置により、まず吸入されたガスがシリンダバレル外側２ｅに沿って流れ、続いて入口弁５ａおよび５ｂを介して第１の圧縮室３ａおよび第２の圧縮室３ｂに吸入されるという効果が得られる。その結果、シリンダバレルの外側２ｅは、好ましくは、図６に示すように、第１の圧縮室３ａおよび第２の圧縮室３ｂからなる圧縮室３の全高Ｌ２に沿って常に冷却される。図６は、端面端部８の上端部を示しており、シリンダ出口開口部６ａ、それに続く流れ方向の出口弁７ａ、およびそれに続くガス出口部１０ａが視認される。図６は、底部のガス導出ハウジング１０ｃを示し、その内部１０ｄはガス出口１０ｂに開口し、第２の圧縮室３ｂはシリンダ出口開口部６ｂ、出口弁７ｂおよび内部１０ｄを介してガス出口１０ｂに流体接続される。
【００２２】
図１乃至６に示す例示的な実施形態は、シリンダ内部２の端面２ｂおよび２ｃにそれぞれ配置されるシリンダ出口開口部６、６ａ、および６ｂが設けられている。圧縮室３ａおよび３ｂ内で圧縮されたガスは圧縮中に加熱もされるので、シリンダ出口開口部６、６ａ、および６ｂから出る圧縮出口ガスは、圧縮されるとともにシリンダ内部２に流入する入口ガスよりも高い温度を有する。出口ガスはシリンダ壁部２ｄを介して取り込まれるのではなく、シリンダ内部２の端面２ｂおよび２ｃを介して迂回されるので、シリンダ壁部２ｄは局部的に加熱されにくく、従ってシリンダバレル２の熱により生じ得る反りは実質的に低減される。端面での出口ガスの迂回により、シリンダ内部２ａの端部またはシリンダ内部２ａの外側で迂回が生じ、これにより、より温かい放出ガスがシリンダ壁部２ｄを加熱するにしても、僅かにのみ加熱し得るという効果が得られる。好ましくは、シリンダ内部２ａは、図６に示すように、長手方向軸線Ｌの方向に内側長さＬ２を有し、これは、ガス分配内部９ｂの長さよりも小さい。このように構成すると、ガス入口９から流入する流入ガスが、背面に端面端部８が配置されたシリンダバレル２の外側２ｅを冷却することができ、これにより、端面端部８も冷却され、シリンダバレル２の温度差を低減する。以上により、シリンダバレル２の熱により生じ得る反りを低減することができる。
【００２３】
図１乃至６に示す例示的な実施形態は、また、入口弁５と出口弁７とが位置を変え、これにより流入流体がガス出口１０と入口弁５とを介して圧縮室３に流入し、流出流体が圧縮室３からシリンダ入口開口部４と出口弁７とを介してガス室９ｂに流れるように構成される。この場合、流出流体はシリンダバレル外側２ｅを掃引して開口部９から流出し、シリンダバレル外側２ｅは一様な温度分布を有する。
【００２４】
図７は、別の例示的な実施形態におけるハウジング上部１を示す。上部ガス出口１０ａと下部に位置するガス導出ハウジング１０ｃとの間には、流体接続された接続チャネル１７が設けられ、これにより、ガス出口１０ａとガス導出ハウジング１０ｃとの間の開口１７ａを介して流体ガス接続が形成される。ガス出口１０ａは、部分的にのみ示されたカバープレート２０によって気密に閉鎖され、出口弁７ａを通って流れる圧縮された出口ガスの全てがガス導出ハウジング１０ｃに、次いでガス出口１０ｂに導かれる。図７に示すハウジング上部１の例示的な実施形態は、従って、単一のガス入口９および単一のガス出口１０ｂを有するという効果を有する。
【００２５】
図８は、第４の実施形態によるハウジング上部１の縦断面図を示す。この例示的な実施形態では、ピストンロッド１６を備えるラビリンスピストン式コンプレッサ２１に属するピストン１５は図示しない。図１に示す例示的な実施形態と比較して、図８の例示的な実施形態では、シリンダ出口開口部６が同様にシリンダバレル２のシリンダ壁部２ｄ内に配置されている。端面の端部８は、圧縮室３とシリンダ出口開口部６との間に流体通路が形成されるように構成されている。シリンダ出口開口部６の各々は、ガス分配内部１０ｆに開口する出口弁７に続いて関連付けられる。出口弁７の入口開口部１０ｅは、カバープレート１９によって閉鎖されている。ガス分配内部１０ｆには、ガス出口１０ａが後側に設けられているので、ガス出口１０ａは破線でのみ示されている。これを除き、ハウジング上部１は、図１と略同様に構成されている。
【００２６】
図１０乃至１２は、第５の例示的な実施形態によるハウジング上部１を示す。図１０は、第１の圧縮室３ａおよび第２の圧縮室３ｂを備えるハウジング上部１を縦断面で示す。２つのシリンダ開口部４ａが第１の圧縮室３ａ内に開口している。一方のシリンダ開口部４ｂが第２の圧縮室３ｂに開口している。弁５ａおよび５ｂの入口開口部９ｃは、カバープレート１９で閉鎖されている。ガス入口９は、ガス分配内部９ｂに開口している。図示の接続チャネル１７は、流入流体が圧縮され、ガス入口９を介して、左側に配置されるガス分配内部９ｂに進入することを概略的にのみ示す。図１１は、第１の圧縮室３ａおよび第２の圧縮室３ｂを備えるハウジング上部１を縦断面で示す。２つのシリンダ出口開口部６ａは、第１の圧縮室３ａからガス分配内部９ｂに開口している。シリンダ出口開口部６ｂは、第２の圧縮室３ｂからガス分配内部９ｂに開口している。弁７ａおよび７ｂの入口開口部１０ｅは、カバープレート１９で閉鎖されている。ガス出口１０は、ガス分配内部９ｂから出る。図示の接続チャネル１７は、概略的にのみ示す接続チャネル１７を介して左に位置するガス分配内部９ｂ内の圧縮出口流体をガス出口１０に概略的にのみ輸送する。図１２は、断面線Ｅ−Ｅに沿った図１０および図１１の断面図であり、ピストン１５およびピストンロッド１６は図１２には示されていない。ガス分配ハウジング９ａは、ガス分配内部９ｂが、１つの部分２ｇに沿ってシリンダバレルの外側２ｅにのみ配置されるように構成される。部分２ｇは、長手方向軸線Ｌに関して軸対称に延びており、その結果、長手方向軸線Ｌに関して互いに対向するシリンダバレル外側ｅの部分２ｇは、これらの対向して位置する部分２ｇが、同じガスによって、すなわち圧縮されている入口ガスか、圧縮された出口ガスのいずれかによって掃引されるため、同じか略同じ温度を有する。効果的に、部分２ｇは、少なくとも２０°または少なくとも３０°にわたって、周方向Ｕに延びる。図１２に示す例示的な実施形態では、ガス分配内部９ｂは、図示の断面において互いに直交して延びている。図１４に示すように、ガス分配内部９ｂはまた、互いに対して鋭角または鈍角をなして延びる。図１４に示す実施形態は、ハウジング上部１が必要とする空間がより少なくて済み、これにより、いくつかのラビリンスピストン式コンプレッサ２１を互いに近接して配置することができるという効果を有する。
【００２７】
図１３は、第６の実施例の縦断面を示す。図３に示す例示的な実施形態と比較して、図１３に示すハウジング上部２１は、ガス分配内部９ｂの図示された左側にのみ弁座５ａおよび５ｂすなわち弁５が配置され、ガス分配内部９ｂの右側に弁は配置されていない。あるいは、図３および図１３に示すハウジング上部１は構成が同じであり、従って、特に図４および図９から更に詳細が視認可能である。
【００２８】
本発明によるハウジング上部１は、少なくとも１つのシリンダ入口開口部４と少なくとも１つのシリンダ出口開口部６とを有する。周方向に間隔をあけて配置された複数のシリンダ入口開口部４が、シリンダ壁部２ｄにおいて長手方向軸線Ｌに対して周方向に配置されていることが好ましい。好ましくは、シリンダ入口開口部４は周方向に規則的に間隔をおいて配置され、好ましくは周方向に２つ、３つまたは４つのシリンダ入口開口部４が配置される。同様に、図８に示すように、周方向に間隔を置いて配置された複数のシリンダ出口開口部６を、長手方向軸線Ｌに対して周方向にシリンダ壁部２ｄ内に配置することができる。好ましくは、シリンダ出口開口部６は周方向に規則的に間隔をおいて配置され、好ましくは周方向に２つ、３つまたは４つのシリンダ出口開口部６が配置されている。しかしながら、シリンダ出口開口部６は、好ましくは、シリンダ内部２ａの端面に配置され、シリンダ出口開口部６は、好ましくは、長手方向軸線Ｌの方向に延びる。長手方向軸線Ｌに対する周方向には、単一のシリンダ出口開口部６を配置することができるが、好ましくは、２つ、３つ、または４つのシリンダ出口開口部６が配置される。
【００２９】
ラビリンスピストン式コンプレッサ２１は、シリンダ内部２ａとシリンダバレル外側２ｅとで長手方向軸線Ｌの方向に延びるシリンダバレル２を備え、ピストン１５がシリンダ内部２ａに実装され、長手方向軸線Ｌの方向に移動可能であり、圧縮室３を形成し、圧縮されているガスは、シリンダ入口開口部４を介してシリンダバレル２を通過する。
【００３０】
ラビリンスピストン式コンプレッサ２１のハウジング１を冷却する方法において、圧縮された入口流体が、ガス分配内部９ｂからシリンダバレル２上に配置されたシリンダ入口開口部４を介してシリンダ内部２ａに引き込まれ、圧縮された出口流体は、シリンダバレル２上に配置されたシリンダ出口開口部６を介してシリンダ内部２ａからガス分配内部９ｂに排出され、互いに対向して長手方向軸線Ｌに関して軸対称に配置されるシリンダバレル外側２ｅの部分２ｇは同じ入口流体または出口流体によって掃引される。これは、対向して配置される部分２ｇが同じか略同じ温度を有するという結果をもたらす。
【００３１】
効果的な一方法において、部分２ｇは３６０°の角度に沿って延びているので、シリンダバレル外側２ｅは圧縮されている入口流体または圧縮された出口流体によって長手方向軸線Ｌの周方向に３６０°の角度αにわたって掃引される。
【００３２】
効果的な一実施形態では、シリンダバレル外側２ｅは、長手方向軸線Ｌの周方向に、周方向に間隔をおいて配置されるとともに各々少なくとも３０°の角度で周方向に延びる少なくとも２つの部分２ｇを含む。
【００３３】
１つの効果的な方法では、出口流体は、シリンダ内部２ａの端面に配置されたシリンダ出口開口部６を通して排出され、シリンダ入口開口部４およびシリンダ出口開口部６は、長手方向軸線Ｌの方向に間隔をおいて配置され、シリンダバレル外側２ｅ上に長手方向軸線Ｌの方向の温度勾配を生じさせる。
【００３４】
好ましくは、この方法は、圧縮される流体が、シリンダバレル２の周方向に同じ温度を生じさせるために周方向に分配されるとともに長手方向軸線Ｌに対して同じ高さに配置される複数のシリンダ入口開口部４を通して引き込まれるように行われる。
【００３５】
また、好ましくは、シリンダバレル２をシリンダバレル外側２ｅで構成し、外側２ｅが圧縮された流体によって少なくとも内側長さＬ２に沿って掃引され、これにより圧縮される流体Ｌ２がシリンダ内部２ａに流入する前にシリンダバレル２を内側長さＬ２に沿って冷却するようにしてもよい。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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