(57)【要約】  複動減圧シリンダ（１）はシリンダシャフト（７１）を備え、当該シャフト（７１）は伝送ケーシング（８）内に収納された伝送手段（３）に連結された複動減圧ピストン（２）と協働する一方で、その端部が接合される中空ピラー（１３）は、ロッドトンネルによって横断され、当該シャフト（７１）を支持するために当該ケーシング（８）に当接し、同様に接合されるタイロッド（１７）は、シリンダシャフト（７１）を中空ピラー（１３）に締め付けるために当該トンネルを横断する一方で、具体的にセンタリングフレーム（２２）を介して伝送ケーシング（８）と一体化されたシリンダの下部センタリング手段（２０）およびシリンダの上部センタリング手段（２１）は、シリンダシャフト（７１）をその長軸に平行に自由に動かすことができるが、当該軸に垂直な面に動かすことはできない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ（１）であって、複動減圧ピストン（２）と協働するシリンダシャフト（７１）を備え、前記ピストン（２）は下部ピストンロッド（４６）により伝送ケーシング（８）内に設置された伝送手段（３）に連結され、前記シリンダシャフト（７１）は前記伝送ケーシング（８）に固定される一方で、前記手段（３）の側部から出現する前記シャフト（７１）の端部は、下部シリンダ頭部（９）によって閉じられ、前記下部ピストンロッド（４６）は、前記複動減圧ピストン（２）で高温ガスの下部チャンバ（１１）を画定するために下部ロッド開口（５１）を介して前記下部シリンダ頭部（９）を通過する一方で、前記シャフト（７１）の他端は、前記ピストン（２）で高温ガスの上部チャンバ（１２）を画定するために上部シリンダ頭部（１０）によって閉じられ、
・ロッドトンネル（１４）がその長さの方向に全体を通過する少なくとも１つの中空ピラー（１３）であって、前記ピラー（１３）の第１のピラー端部（１５）は前記伝送ケーシング（８）上に直接または間接に着座する一方で、前記ピラー（１３）の第２のピラー端部（１６）は前記シリンダシャフト（７１）、前記下部シリンダ頭部（９）および前記上部シリンダ頭部（１０）を直接または間接に支持するが、前記第１の端部（１５）はボール継手（４２）を中心に枢動でき、かつ／または前記ケーシング（８）に対して屈曲できる一方で、前記第２の端部（１６）はボール継手（４２）を中心に枢動でき、かつ／または前記シリンダシャフト（７１）に対して屈曲できる、少なくとも１つの中空ピラー（１３）と、
・前記ロッドトンネル（１４）内に設置された少なくとも１つのタイロッド（１７）であって、前記タイロッド（１７）の第１のロッド端部（１８）は前記伝送ケーシング（８）に直接または間接に固定される一方で、前記タイロッド（１７）の第２のロッド端部（１９）は前記シリンダシャフト（７１）に、かつ／または前記下部シリンダ頭部（９）に、かつ／または前記上部シリンダ頭部（１０）に固定され、前記第１の端部（１８）はボール継手（４２）を中心に枢動でき、かつ／または前記ケーシング（８）に対して屈曲できる一方で、前記第２の端部（１９）はボール継手（４２）を中心に枢動でき、かつ／または前記シリンダ（１）に対して屈曲できる、少なくとも１つのタイロッド（１７）と、
・前記下部シリンダ頭部（９）付近に位置付けられた下部シリンダセンタリング手段（２０）であって、前記手段（２０）は一方で前記シリンダシャフト（７１）または前記下部シリンダ頭部（９）に、他方で前記伝送ケーシング（８）に直接または間接に当接し、前記手段（２０）は前記シリンダシャフト（７１）をその長軸に平行に前記伝送ケーシング（８）に対して自由に動くままにさせ、さらに前記シャフト（７１）が前記軸に垂直な面にやはり前記ケーシング（８）に対して動くのを防ぐ、下部シリンダセンタリング手段（２０）と、
・前記上部シリンダ頭部（１０）付近に位置付けられた上部シリンダセンタリング手段（２１）であって、前記手段（２１）は一方で前記シリンダシャフト（７１）または前記上部シリンダ頭部（１０）に、他方で前記伝送ケーシング（８）に堅固に固着され、少なくとも１つの堅固なフレームピラー（２３）により前記上部シリンダ頭部（１０）の高さに近い高さで維持されるセンタリングフレーム（２２）に当接し、前記手段（２１）は前記シリンダシャフト（７１）をその長軸に平行に前記伝送ケーシング（８）に対して自由に動くままにさせ、さらに前記シャフト（７１）が前記軸に垂直な面にやはり前記ケーシング（８）に対して動くのを防ぐ、上部シリンダセンタリング手段（２１）と、
を備えることを特徴とする、複動減圧シリンダ。
【請求項２】
前記複動減圧シリンダは、少なくとも１つのロッド冷却管（３０）を備え、前記管（３０）は前記タイロッド（１７）を前記ロッド（１７）の長さのすべてまたは一部に対して密接に包囲し、冷却流体源（４０）に由来する冷却流体（３１）は、前記管（３０）の内壁と前記ロッド（１７）の外面との間に残っている自由空間内を循環することができる一方で、前記管（３０）の外面の可能な最大部分は、前記ロッドトンネル（１４）の前記内壁で空き空間を画定するように、前記内壁に接触しないことを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項３】
前記複動減圧シリンダは、前記第１のロッド端部（１８）付近で前記ロッド冷却管（３０）の内部と連通する少なくとも１つの第１の管供給開口（３２）、および／または前記第２のロッド端部（１９）付近で前記ロッド冷却管（３０）の内部と連通する少なくとも１つの第２の管供給開口（３３）を備え、前記冷却流体（３１）は２つの前記開口（３２）と（３３）との間を循環することができることを特徴とする、請求項２項に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項４】
前記ロッド冷却管（３０）は、前記シリンダシャフト（７１）もしくは前記上部シリンダ頭部（１０）上で固定ラグ（２５）に対して、または前記伝送ケーシング（８）のいずれかに対して、前記タイロッド（１７）により直接または間接に締め付けて保持される管カラー（３４）を有することを特徴とする、請求項２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項５】
前記管カラー（３４）は、バンジョー継手（３８）を用いて前記固定ラグ（２５）に対して前記タイロッド（１７）によって締め付けて保持され、前記バンジョー継手（３８）は一方で前記冷却流体源（４０）に連結された少なくとも１つの径方向連結導管（３９）を有し、他方で前記ロッド冷却管（３０）の内部と連通することを特徴とする、請求項４に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項６】
断熱スペーサー（６８）は前記管カラー（３４）と前記固定ラグ（２５）との間に挿入され、前記スペーサー（６８）は一端から他端までその長さの方向にスペーサートンネル（６９）によって横断され、前記トンネル（６９）内に前記タイロッド（１７）および前記ロッド冷却管（３０）が設置され、前記管（３０）は前記タイロッド（１７）を密接に包囲する一方で、前記管（３０）の外面の可能な最大部分は、前記スペーサートンネル（６９）の内壁で空き空間を画定するように前記内壁に接触しないことを特徴とする、請求項４に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項７】
前記ロッド冷却管（３０）は前記管（３０）の軸部によって構成された少なくとも１つの管隆起部（３５）有し、前記管（３０）の直径は、前記管（３０）が中に設置されている前記ロッドトンネル（１４）の直径と実質的に等しいか、またはわずかに大きいことを特徴とする、請求項２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項８】
前記ロッド冷却管（３０）は、前記管（３０）の軸部によって構成された管の直径の少なくとも１つの収縮部（３６）を有し、前記管（３０）の直径は、前記タイロッド（１７）の本体の直径と基本的に等しいか、またはわずかに小さいことを特徴とする、請求項２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項９】
前記ロッド冷却管（３０）は、少なくとも１つの径方向連通穴（３７）を有し、前記穴（３７）は、前記冷却流体（３１）を前記管（３０）に入出させることができることを特徴とする、請求項２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１０】
前記タイロッド（１７）は、前記ロッド（１７）の長さに配置された内部ロッド冷却チャネルを形成するために中空であり、前記チャネルは前記ロッド（１７）から軸方向または半径方向に出現する一方で、冷却流体源（４０）に由来する冷却流体（３１）は前記チャネル（４１）内を循環することができることを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１１】
圧縮空気源（４５）に連結された圧縮チャンバ（４４）は、前記センタリングフレーム（２２）に固定され、または前記フレーム（２２）の上もしくは中に配置される一方で、前記高温ガスの上部チャンバ（１２）の側部上の前記複動減圧ピストン（２）を伸ばす上部ピストンロッド（４７）は、前記上部シリンダ頭部（１０）内に配置された上部ロッド開口（４３）を介して前記シリンダ頭部（１０）を通過し、前記センタリングフレーム（２２）を通過するチャンバへのアクセス開口（５２）を介して前記圧縮チャンバ（４４）の中に出現するので、前記ピストン（２）から最も離れた前記ロッド（４７）の端部は、前記ピストン（２）の位置に関わらず常に前記チャンパ（４４）の内側に突入されたままであることを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１２】
前記伝送ケーシング（８）は、前記伝送手段へのアクセス開口（５４）によって貫通されたセンタリングおよび封止板（５３）で覆われ、前記下部ピストンロッド（４６）は前記伝送手段（３）に連結されるために前記伝送手段へのアクセス開口（５４）を通過し、前記板（５３）は前記ケーシング（８）に堅固に固着されることを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１３】
前記チャンバへのアクセス開口（５２）は、ロッド封止手段（５５）と協働し、または前記手段（５５）を備え、前記手段（５５）は前記開口（５２）と前記上部ピストンロッド（４７）との間に封止を提供することを特徴とする、請求項１１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１４】
前記伝送手段へのアクセス開口（５４）は、ロッド封止手段（５５）と協働し、または前記手段（５５）を備え、前記手段（５５）は前記開口（５４）と前記下部ピストンロッド（４６）との間に封止を提供することを特徴とする、請求項１２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１５】
前記ロッド封止手段（５５）は、上部ロッド封止（５６）と下部ロッド封止（５７）との間に油循環チャンバ（５８）を形成するために、互いから十分に離間した２つの前記封止（５６、５７）を含み、前記チャンバ（５８）の中に冷却および潤滑油用供給ライン（５９）が入り、前記チャンバ（５８）から冷却および潤滑油用出口ライン（６０）が出現することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１６】
前記ロッド封止手段（５５）は、前記油循環チャンバ（５８）の内側または外側に設置されたロッドガイドブッシング（６２）と協働することを特徴とする、請求項１５に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１７】
前記シリンダの下部センタリング手段（２０）および／または前記シリンダの上部センタリング手段（２１）は、弾性センタリングディスク（６３）によって構成され、前記ディスク（６３）はディスク穴（６４）によってその中心を貫通させることができ、前記下部ピストンロッド（４６）または上部ピストンロッド（４７）のそれぞれが前記ディスク穴（６４）を通過する一方で、その周辺で前記伝送ケーシング（８）に、かつ／または前記センタリングフレーム（２２）のそれぞれに密接に固定されたディスク固定カラー（６５）を構成することを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１８】
前記センタリングおよび封止板（５３）は前記シリンダの下部センタリング手段（２０）を担い、前記手段（２０）は弾性センタリングディスク（６３）から構成され、前記ディスク（６３）の周辺は前記板（５３）に堅固に固定されたディスク固定カラー（６５）を形成し、前記ディスク（６３）はその中心でディスク穴（６４）によって貫通され、前記下部ピストンロッド（４６）は前記ディスク（６３）に接触することなく前記ディスク穴（６４）を通過し、前記ディスク穴（６４）の縁部は円形接触パッド（６７）を有し、前記パッド（６７）は前記下部シリンダ頭部（９）上でセンタリングおよび封止円錐部（６６）と密接な接触が保持され、前記円錐部（６６）は雄型または雌型のいずれかであり、前記パッド（６７）と前記円錐部（６６）との間の接触は、軸方向にその中心から前記弾性センタリングディスク（６３）を変形する効果を有することを特徴とする、請求項１２に記載の複動減圧シリンダ。
【請求項１９】
前記シリンダの上部センタリング手段（２１）は弾性センタリングディスク（６３）から構成され、前記ディスク（６３）の周辺は前記センタリングフレーム（２２）に堅固に固定されたディスク固定カラー（６５）を形成し、前記ディスク（６３）はその中心でディスク穴（６４）によって貫通され、前記穴（６４）の縁部は円形接触パッド（６７）を有し、前記パッド（６７）は前記上部シリンダ頭部（１０）上でセンタリングおよび封止円錐部（６６）と密接な接触を維持され、前記円錐部（６６）は雄型または雌型であり、前記パッド（６７）と前記円錐部（６６）との間の接触は軸方向にその中心から前記弾性センタリングディスク（６３）を変形する効果を有することを特徴とする、請求項１に記載の複動減圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダに関し、当該シリンダは高温で作動し、シリンダが固定される伝達筐体の熱膨張と異なる熱膨張を受けることが可能である。
【０００２】
ターボ圧縮機、駆動タービン、燃焼器および再生器を備えたブレイトンサイクルエンジンによって吸引される容積再生エンジンの実現化には、非常に関心が集まっているはずである。これらのエンジンは、Ｒｏｌｌｓ−ＲｏｙｃｅＷＲ−２１エンジンによって動かされる一次駆動源などの、ある特定のガス燃焼発電所またはある特定の船舶の一次駆動源を構成する。
【背景技術】
【０００３】
本出願人は、移動／膨張および再生熱機関に関する２つの仏国特許出願を保持していることに留意されよう。これらの出願の１番目は第１５５０７６２号として２０１５年１月３０日に登録され、２番目は２０１５年２月２５日を日付として第１５５１５９３号をもつ。
【０００４】
当該エンジンは、通常使用される駆動タービンが減圧シリンダによって置換され、その減圧シリンダのエネルギー性能は、当該出願の「機能」の章に記載されたように特殊モードにより進入および排気絞り弁の作動によって最大にされるという意味で、従来のブレイトンサイクル再生エンジンとは区別される。
【０００５】
具体的には、進入絞り弁の段階で、進入絞り弁が排気圧に下がるのを長引かせることにより、ガス膨張効率が最大になる。その上排気絞り弁の段階は、進入絞り弁が開く前に当該ガスの圧力および温度が燃焼器から出るガスの圧力および温度と再度等しくなるように、ピストンの上死点に据えられた死容積に捕捉された残留の排ガスを再圧縮するように設計される。この排気絞り弁の段階は、高圧下で死容積に放出するガスは低圧のままであることに起因して、あらゆる不可逆性を防ぐ。
【０００６】
当該出願によれば、当該減圧シリンダを備えた当該駆動タービンの置換は、具体的には革新的なピストン封止手段により可能であり、ピストン封止手段は、ガスが圧力下で当該シリンダと、シリンダと協働する減圧ピストンとの間から逃れるのを防止する。これらの減圧ピストンの２つの要素は非常に高温まで上昇されるので、２つの要素は、断片の形であってもまたはリングの形であっても、あらゆる油性潤滑の使用を排除し、一方の高い減圧シリンダと他方の封止断片またはガスケットとの間のあらゆる接触を排除する。
【０００７】
これが、特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号に提案された革新的な封止手段が、連続した穿孔リングと減圧シリンダとの間に据えられた空気膜の恩恵でいかなる潤滑および接触の必要なしに行うことを可能にする理由である。この空気の流量はさらに当該リングの冷却を確保する。
【０００８】
同様に当該出願は、これまで解決されておらず、ひいては確認された必要性を満たし、タービン式ブレイトンサイクル再生エンジンの生産よりはるかに良好で、いかなる型の代替内燃機関のオットーまたはディーゼル熱機関の効率より著しく優れている効率をもつ、再生エンジンの生産を可能にすることが未解決になっている技法の問題を解決する、前例のない配置および技術的解決法を提案する。
【０００９】
特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号では、同じ利点を提供できる他の封止手段の可能性が除外されないように、封止手段が二次的請求に表されていることに留意されよう。
【００１０】
特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号に表されているような減圧シリンダ、またはあらゆる他の減圧シリンダに関与するかどうかに関わらず、これは当該シリンダが高温で作動すると記載されている限り、減圧シリンダは、端部（複数可）を閉鎖するシリンダ頭部（複数可）およびそれと協働するピストンのように、アルミニウム、炭化ケイ素、または二酸化ジルコニウムなどの高温で十分に上昇された機械的強度を有する材料から構成される必要がある。またステンレス鋼または超合金のある特定の等級を使用することもできる。しかしそれらの価格に対するそれらの機械的強度は、必ずしも最良の選択にならない。
【００１１】
問題は、摂氏数千度近く、もしくはそれ以上まで温度を上昇させるこれらの要素および材料が、その作動温度が十分に低いままである、またはおよそ摂氏１００度に過ぎない他の要素と相互作用することである。当該他の要素の中には、例えばそれにピストンを連結する動力伝達の機械的手段、または当該手段を閉囲し、それにシリンダ（減圧式であるかどうかに関わらず）およびその頭部（複数可）が直接または間接に固定される筐体がある。
【００１２】
したがって異なる温度で作動し、恐らくその熱膨張の係数が異なる材料から構成される、これらの異なる要素間で連結または固定されるそれらの要素間の相互作用を可能にさせるに違いない。
【００１３】
具体的には、単動または複動ピストン上のガスの圧力によって生成される力は、伝達の機械的手段が有益な形で機能を提供できるように、伝達の機械的手段によって収集されなければならない。シリンダ頭部（複数可）に同じ力を加える当該ガスはシリンダを閉じ、これらの同じ力は、当該シリンダ頭部（複数可）と伝達の機械的手段を閉囲する筐体との間に配置された機械的リンク機構によって回収される必要がある。各々がそれらの機能を実行する一方で、これらの異なる要素は、一様な方法であるかどうかに関わらず、膨張でき、自由に変形する必要がある。
【００１４】
また要素がその一部である熱機関の最大効率を維持するために、高温要素は最小限の熱を低温要素に移すべきであることにも留意される。これは、本出願人に帰属する特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号の移動／膨張および再生熱機関の場合に明白である。実際に、当該機関の高温要素により低温要素に伝達されたあらゆる熱は回収不可能であり、もはや駆動エネルギーに変換できない。
【００１５】
今は高温まで上昇され、高まった力を受ける高温部の固着は、好ましくは高い機械的強度をもつ低温鋼部を用いて達成される。この構成は、高温部から低温部に過剰な熱伝達をもたらすべきではない。
【００１６】
これは、本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダが、具体的に高温で作動するピストンおよびシリンダを備えた代替容積熱機関のために設計される理由であり、高い力を回復する３つの要件を満たすために、機械的に相互作用し異なる作動温度まで上昇された異なる要素は、それらの機能を損なうことなく、高温部から低温部への熱伝達を限定することなく、膨張し変形できる。
【００１７】
その上、本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダは、そのシリンダ（複数可）およびピストン（複数可）が例えば約摂氏９００度〜摂氏１０００度まで上昇される、代替機関の実現形態を促進するように設計される。このような温度は、シリンダ（複数可）およびピストン（複数可）が、その温度が約摂氏１１００度〜摂氏１３００度（このような温度は上昇した熱力学効果を達成するために必要である）であることがあるガスを圧縮し、かつ／または膨張させるという事実に起因する。
【発明の概要】
【００１８】
概ねピストン（複数可）を備えた代替熱機械および具体的には熱機関を適用する領域では、本発明は以下のような適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダを提供する、すなわち
・当該シリンダの等方的または異方的膨張は、当該シリンダの機能または当該シリンダ内で動くピストンの機能を損なうことなく、また当該シリンダがその一部であるあらゆる熱機関または熱機械の容積率を大きく変えることなく、当該シリンダが固定された伝達筐体の膨張と異なることが可能であり、
・ピストンが高温に上昇されることもあり、その中に伝送手段が収納され、それに当該シリンダが固定される伝送筐体のように低温で作動する伝送手段に連結されることがあるにも関わらず、当該シリンダは、当該シリンダが協働するピストンを中心に常に留め、
・当該シリンダは、そのシリンダ頭部（複数可）と同様に、高い機械的強度をもつ鋼連結部を用いて、またこれはその強度を維持するために当該鋼に必要とされる低温に関わらず、また当該シリンダおよびその頭部（複数可）が高温を受けるにも関わらず、伝送筐体に一体的に固定されることが可能であり、
・当該シリンダは当該シリンダが協働する低温部にその熱をほとんど運ばず、したがって当該シリンダがその一部である、あらゆる熱機関またはあらゆる熱機械の効率を保ち、
・当該シリンダが作成されるその材料（複数可）は中温勾配を受け、これらの材料（複数可）が上昇された強度および優れた耐久性を与える。
【００１９】
本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダは、高温で作用するかどうかに関わらず、少なくとも１つのシリンダを有するあらゆる機関または装置に適合可能であり、当該シリンダは低温で維持されたケーシングまたは筐体に連結されることが理解される。限定することなく当該発明の例示的出願の中には、本出願人に帰属する仏国特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号の移動／膨張および再生熱機関がある。
【００２０】
本発明の他の特性は、主請求項に直接または間接に依存して、本明細書本文および二次的請求項に記載されている。
【００２１】
適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダは、複動減圧ピストンと協働するシリンダシャフトを備え、当該ピストンは下部ピストンロッドにより伝送ケーシング内に設置された伝送手段に連結され、シリンダシャフトは伝送ケーシングに固定されるが、当該手段の側部から出現する当該シャフトの端部は、下部シリンダ頭部によって閉じられ、下部ピストンロッドは、複動減圧ピストンで高温ガスの下部チャンバを画定するために下部ロッド開口を介して下部シリンダ頭部を通過する一方で、当該シャフトの他端は、当該ピストンで高温ガスの上部チャンバを画定するために上部シリンダ頭部によって閉じられ、本発明によれば当該シリンダは、
・その長さの方向に全体をロッドトンネルが通過する少なくとも１つの中空ピラーであって、当該ピラーの第１のピラー端部は伝送ケーシング上に直接または間接に着座する一方で、当該ピラーの第２のピラー端部はシリンダシャフト、下部シリンダ頭部および上部シリンダ頭部を直接または間接に支持するが、当該第１の端部はボール継手を中心に枢動でき、かつ／または当該ケーシングに対して屈曲できる一方で、当該第２の端部はボール継手を中心に枢動でき、かつ／または当該シリンダシャフトに対して屈曲できる、少なくとも１つの中空ピラーと、
・ロッドトンネル内に設置された少なくとも１つのタイロッドであって、当該タイロッドの第１のロッド端部は伝送ケーシングに直接または間接に固定される一方で、当該タイロッドの第２のロッド端部はシリンダシャフトに、かつ／または下部シリンダ頭部に、かつ／または上部シリンダ頭部に固定され、第１の端部はボール継手を中心に枢動でき、かつ／または当該ケーシングに対して屈曲できる一方で、当該第２の端部はボール継手を中心に枢動でき、かつ／または当該シリンダに対して屈曲できる、少なくとも１つのタイロッドと、
・下部シリンダ頭部付近に位置付けられた下部シリンダセンタリング手段であって、当該手段は一方でシリンダシャフトまたは下部シリンダ頭部に、他方で伝送ケーシングに直接または間接に当接し、当該手段はシリンダシャフトをその長軸に平行に伝送ケーシングに対して自由に動くままにさせ、さらに当該シャフトが当該軸に垂直な面にやはり当該ケーシングに対して動くのを防ぐ、下部シリンダセンタリング手段と、
・上部シリンダ頭部付近に位置付けられた上部シリンダセンタリング手段であって、当該手段は一方でシリンダシャフトまたは上部シリンダ頭部に、他方で伝送ケーシングに堅固に固着され、少なくとも１つの堅固なフレームピラーにより上部シリンダ頭部の高さに近い高さで維持されるセンタリングフレームに当接し、当該手段はシリンダシャフトをその長軸に平行に伝送ケーシングに対して自由に動くままにさせ、さらに当該シャフトが当該軸に垂直な面にやはり当該ケーシングに対して動くのを防ぐ、上部シリンダセンタリング手段と、を備える。
【００２２】
本発明による複動減圧シリンダは、少なくとも１つのロッド冷却管を備え、当該管はタイロッドを当該ロッドの長さのすべてまたは一部に対して密接に包囲し、冷却流体源に由来する冷却流体は、当該管の内壁と当該ロッドの外面との間に残っている自由空間内を循環することができる一方で、当該管の外面の可能な最大部分は、ロッドトンネルの内壁で空き空間を画定するように当該内壁に接触しない。
【００２３】
本発明による複動減圧シリンダは、第１のロッド端部の付近にロッド冷却管の内部と連通する少なくとも１つの第１の管供給開口、および／または第２のロッド端部の付近にロッド冷却管の内部と連通する少なくとも１つの第２の管供給開口を備え、冷却流体は２つの当該開口の間を循環できる。
【００２４】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド冷却管を備え、当該管はシリンダシャフトもしくは上部シリンダ頭部上の固定ラグに、または伝送ケーシングのいずれかに、タイロッドにより直接または間接に締め付けられて保持された管カラーを有する。
【００２５】
本発明による複動減圧シリンダは、管カラーを備え、当該カラーはバンジョー継手を用いて固定ラグに対してタイロッドによって締め付けて保持され、当該継手は一方で冷却流体源に連結された少なくとも１つの径方向連結部を有し、他方でロッド冷却管の内部と連通する。
【００２６】
本発明による複動減圧シリンダは、断熱スペーサーを備え、当該スペーサーは、管カラーと固定ラグとの間に挿入され、当該スペーサーは一端から他端にその長さの方向にスペーサートンネルによって横断され、当該トンネル内にタイロッドおよびロッド冷却管が設置され、当該管は当該ロッドを密接に包囲する一方で、当該管の外面の可能な最大部分は、スペーサートンネルの内壁で空き空間を画定するように、当該壁に接触しない。
【００２７】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド冷却管を備え、当該管は当該管の軸部によって構成された少なくとも１つの管隆起部を有し、当該管の軸部の直径はその中に当該管が設置されるロッドトンネルの直径と基本的に等しいかまたはわずかに大きい。
【００２８】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド冷却管を備え、当該管は、当該管の軸部によって構成された管の直径の少なくとも１つの収縮部を有し、当該管の直径は、タイロッドの本体の直径と基本的に等しいかまたはわずかに小さい。
【００２９】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド冷却管を備え、当該管は少なくとも１つの径方向連通穴を有し、当該穴は冷却流体を当該管に入出させることができる。
【００３０】
本発明による複動減圧シリンダは、タイロッドを備え、当該ロッドは、当該ロッドの長さに配置された内部ロッド冷却チャネルを形成するために中空であり、当該チャネルは当該ロッドから軸方向または半径方向に出現する一方で、冷却流体源に由来する冷却流体は当該チャネル内を循環することができる。
【００３１】
本発明による複動減圧シリンダは、圧縮チャンバを備え、当該チャンバは圧縮空気源に連結され、センタリングフレームによって固定され、またはセンタリングフレームの上もしくは中に配置される一方で、高温ガスの上部チャンバの側部上の複動減圧ピストンを伸ばす上部ピストンロッドは、当該シリンダ頭部内に配置された上部ロッド開口を介して当該シリンダ頭部を通過し、センタリングフレームを通過するチャンバへのアクセス開口を介して圧縮チャンバ内に出現するので、当該ピストンから最も離れた当該ロッドの端部は、当該ピストンの位置に関わらず常に当該チャンバの内側に突入されたままである。
【００３２】
本発明による複動減圧シリンダは、伝送ケーシングを備え、当該ケーシングは、伝送手段へのアクセス開口によって貫通されたセンタリングおよび封止板で覆われ、下部ピストンロッドは伝送手段に連結されるために伝送手段へのアクセス開口を通過し、当該板は当該ケーシングに堅固に固着される。
【００３３】
本発明による複動減圧シリンダは、チャンバへのアクセス開口を備え、当該開口はロッド封止手段と協働し、または当該手段を備え、当該手段は当該開口と上部ピストンロッドとの間に封止を提供する。
【００３４】
本発明による複動減圧シリンダは、伝送手段へのアクセス開口を備え、当該開口はロッド封止手段と協働し、または当該手段を備え、当該手段は当該開口と下部ピストンロッドとの間に封止を提供する。
【００３５】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド封止手段を備え、当該手段は、上部ロッド封止と下部ロッド封止との間に油循環チャンバを形成するために、互いから十分に離間した２つの当該封止を含み、油循環チャンバの中に冷却および潤滑油用供給ラインが入り、当該チャンバから冷却および潤滑油用出口ラインが出現する。
【００３６】
本発明による複動減圧シリンダは、ロッド封止手段を備え、当該手段は、油循環チャンバの内側または外側に設置されたロッドガイドブッシングと協働する。
【００３７】
本発明による複動減圧シリンダは、シリンダの下部センタリング手段および／または上部センタリング手段を備え、当該シリンダは弾性センタリングディスクによって構成され、当該ディスクはその中心をディスク穴によって貫通させることが可能であり、下部ピストンロッドまたは上部ピストンロッドはそれぞれが当該穴を通過する一方で、その周辺はそれぞれ伝送ケーシングに、かつ／またはセンタリングフレームに堅固に固定されたディスク固定カラーから構成される。
【００３８】
本発明による複動減圧シリンダは、センタリングおよび封止板を備え、当該板は、弾性センタリングディスクから構成される、シリンダの下部センタリング手段を担い、当該ディスクの周辺は当該板に堅固に固定されたディスク固定カラーを形成し、当該ディスクは、その中心で当該ディスクに接触することなく下部ピストンロッドを通過させるディスク穴によって貫通され、ディスク穴の縁部は円形接触パッドを有し、当該パッドは下部シリンダ頭部上でセンタリングおよび封止円錐部と密接な接触を維持され、当該円錐部は雄型または雌型のいずれかであり、当該パッドと当該円錐部との間の接触は軸方向にその中心から弾性センタリングディスクを変形する効果を有する。
【００３９】
本発明による複動減圧シリンダは、シリンダの上部センタリング手段を備え、当該手段は弾性センタリングディスクから構成され、当該ディスクの周辺は、センタリングフレームに密接に固定されたディスク固定カラーを形成し、当該ディスクはその中心でディスク穴によって貫通され、当該穴の縁部は円形接触パッドを有し、当該パッドは上部シリンダ頭部上でセンタリングおよび封止円錐部と密接な接触を維持され、当該円錐部は雄型または雌型のいずれかであり、当該パッドと当該円錐部との間の接触は軸方向にその中心から弾性センタリングディスクを変形する効果を有する。
【００４０】
非限定例として与えられた添付図面に関する以下の説明により、本発明、本発明が示す特性、および本発明が提供できる利点をよりよく理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による複動減圧シリンダ、および複動減圧シリンダが取り付けられた伝送ケーシングの三次元等角投影図である。
【図２】本発明による複動減圧シリンダの三次元正面切取図であり、当該図は、同様にシリンダシャフトが固定された伝送ケーシング、ならびに当該ケーシングに収納された複動減圧ピストンおよび伝送手段を表し、当該手段は、クランクシャフトおよびクロスヘッドに連結されたクランクに接合されたリンクによりこの例示的実施形態に従って構成される。
【図３】図２の複動減圧シリンダと同一の変形した実施形態における本発明による複動減圧シリンダの概略縦断図である。
【図４】本発明により、また図２に表された複動減圧シリンダと同一の変形した実施形態における複動減圧シリンダの三次元分解図である。
【図５】中空ピラー、タイロッド、およびこれらの２つの要素と協働する様々なボール継手の具体的な構成を断面によって示す、本発明による複動減圧シリンダの側面図であり、当該断面は、理解を促進するために図の右側部分に拡大され分割されている。
【図６】弾性センタリングディスクの、またロッド封止手段の本発明による複動減圧シリンダのセンタリングおよび封止板の概略断面図であり、ロッド封止手段は下部ピストンロッドと協働する。
【図７】センタリングフレームに固定された弾性センタリングディスクの、またこの具体的な例示的実施形態により圧縮チャンバの中に出現する上部ピストンロッドと協働するロッド封止手段の、本発明による複動減圧シリンダの当該フレームの一部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１〜図７に、適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ１、その構成要素の様々な詳細、その変形、およびその付属品が示されている。
【００４３】
図２〜図４に明確に示されているように、複動減圧シリンダ１は、複動減圧ピストン２と協働するシリンダシャフト７１を備え、当該ピストン２は下部ピストンロッド４６により伝送手段３に連結され、当該手段３は例えばクランク５上に接合されたリンク４から構成することができ、当該クランク５はクランクシャフト６上に配置され、当該リンク４は、ピストン軸により直接、またはクロスヘッド７を通して間接に複動減圧ピストン２に連結される。
【００４４】
別法として、当該手段３はカム、油圧出力ポンプ、発電機、または当業者に公知のあらゆる他の伝送手段から構成されることも可能であることに留意されよう。
【００４５】
図１〜図５に示されたように、伝送手段３は低温に維持される伝送ケーシング８内に収納され、シリンダシャフト７１は伝送ケーシング８に固定され、このシリンダシャフト７１および複動減圧ピストン２はそれらの部品を高温で作動できることが留意される。
【００４６】
やはり図１〜図５に示されたように、当該手段３の側部上に出現するシリンダシャフト７１の端部は、下部シリンダ頭部９によって閉じられ、下部ピストンロッド４６は、複動減圧ピストン２で高温ガスの下部チャンバ１１を画定するために、下部ロッド開口５１を介して下部シリンダ頭部９を通過する一方で、当該シャフト７１の他端は、当該ピストン２で高温ガスの上部チャンバ１２を画定するために、上部シリンダ頭部１０によって閉じられ、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０は弁アクチュエータ７０によって制御される少なくとも１つの弁５０を有することができることが留意される。
【００４７】
また図１〜図５は、本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ１が、１端から他端にその長さの方向にロッドトンネル１４によって横断された少なくとも１つの中空ピラー１３を備え、ロッドトンネル１４の全体を閉じることも、または貫通させることもできることを示す。
【００４８】
中空ピラー１３の第１のピラー端部１５は伝送ケーシング８上に直接または間接に着座する一方で、当該ピラー１３の第２のピラー端部１６はシリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０を直接または間接に支持することに気付くであろう。
【００４９】
その上、本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ１は、ボール継手４２を中心に枢動できる、かつ／または当該ケーシング８に対して屈曲することができる第１のピラー端部１５を必要とする一方で、第２のピラー端部１６はボール継手４２を中心に枢動できる、かつ／または当該シリンダシャフト７１に対して屈曲することができ、枢動もしくはカルダン型もしくはボール継手４２の機械的リンクを用いて、または中空ピラー１３の一部もしくはすべての屈曲により、または両方の手段のいずれかにより、当該端部１５、１６の枢動を起こすことができる。
【００５０】
本発明による複動減圧シリンダ１の１つの具体的実現形態によれば、中空ピラー１３を二酸化ジルコニウム、または「ジルコン」から作成することができ、このセラミックは高温での良好な機械的強度、わずかな熱伝導率、および鋼の膨張係数に近い膨張係数を提供する。
【００５１】
好都合なことに、高温ガスの下部チャンバ１１および高温ガスの上部チャンバ１２の容積率がシリンダシャフト７１を加熱中に大きく変化し過ぎるのを防ぐために、シリンダシャフト７１は、複動減圧ピストン２がその移動の中間に位置付けられたときに、ほぼ複動減圧ピストン２の高さで第２のピラー端部１６上に着座することができることに留意されたい。したがってシリンダシャフト７１がその温度の上昇の影響下で膨張すると、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０は、複動減圧ピストン２の中央位置に対してほぼ同じ距離だけ離れる。
【００５２】
同様に図１〜図５は、本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ１は、ロッドトンネル１４内に設置された少なくとも１つのタイロッド１７を備え、当該タイロッド１７の第１のロッド端部１８は伝送ケーシング８に直接または間接に固定される一方で、当該タイロッド１７の第２のロッド端部１９はシリンダシャフト７１に、かつ／または下部シリンダ頭部９に、かつ／または上部シリンダ頭部１０に固定され、当該第１の端部１８はボール継手４２を中心に枢動でき、かつ／または当該ケーシング８に対して屈曲できる一方で、当該第２の端部１９はボール継手４２を中心に枢動でき、かつ／または当該シリンダ１に対して屈曲できることを示す。
【００５３】
枢動もしくはカルダン型もしくはボール継手４２の機械的リンクを用いて、またはタイロッド１７のすべてもしくは一部の屈曲により、または両方のいずれかにより、当該端部１８、１９の枢動を起こすことができることに留意されたい。
【００５４】
シリンダシャフト７１に、かつ／または当該シリンダ頭部９、１０に固定するために、第２のロッド端部１９は、当該シャフト７１および／または当該シリンダ頭部９、１０上の固定ラグ２５のラグ開口２４を通過することができる一方で、タイロッド１７上に配置されたロッドネジ山２９の上に螺合されたロッド頭部２８またはロッドナット２６は、どちらも当該頭部２８または当該ナット２６と中空ピラー１３との間で当該ラグ２５を締め付けるように、当該ラグ２５に当接することが留意されよう。
【００５５】
第１のロッド端部１８を、同様にロッド頭部２８、またはロッドネジ山２９の上に螺合されたロッドナット２６を用いて伝送ケーシング８に固定することができることにさらに留意されよう。別法として、当該ロッドネジ山２９を伝送ケーシング８内に直接または間接に作成されたネジ山２７の中に螺合することができる。
【００５６】
本発明による複動減圧シリンダ１の１つの具体的実現形態によれば、圧縮バネをロッド頭部２８もしくはロッドナット２６と固定ラグ２５との間、または当該頭部２８もしくはロッドネジ山２９に螺合されるあらゆる他のネジ山部と、あらゆる他の支持部との間のいずれかに挿入することができる。当該圧縮バネを例えば１つまたは複数のベルビルワッシャーから構成することができる。
【００５７】
このような圧縮バネは、タイロッド１７をともに締め付ける様々な要素がそれらの温度上昇の影響下で膨張するときに、タイロッド１７が受ける引張を特に制限することができる。いずれの場合でも、好都合なことにシリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０は、好ましくは周囲でこれらの要素７１、９、および１０からの熱放射を制限する熱遮蔽で少なくとも覆われるべきであり、当該遮蔽は、例えばそれぞれ金属箔の間に空気膜を残す釘を有する、わずかな厚さの数層の金属箔から構成され、または熱遮蔽に適し、当業者に公知のあらゆる他の方法で構成される。
【００５８】
本発明による複動減圧シリンダ１に等しい変形の技法として、タイロッド１７を中空ピラー１３と並置することができ、この場合、当該ロッド１７および当該ピラー１３の同じ機能は変わらないままであり、当該ロッド１７および当該ピラー１３と協働するボール継手４２は同じ効果を生み出すので、当該ピラー１３は１端から他端までその長さの方向にロッドトンネル１４によって横断される必要はないことに留意されよう。
【００５９】
図２、図３、図４および図６は、本発明による複動減圧シリンダ１が、下部シリンダ頭部９付近に位置付けられたシリンダの下部センタリング手段２０を備え、当該手段２０は、一方でシリンダシャフト７１または下部シリンダ頭部９に、他方で伝送ケーシング８上に直接または間接に当接し、当該手段２０は、シリンダシャフト７１がその長軸に平行に伝送ケーシング８に対して自由に動くままにさせるが、当該シャフト７１を当該軸に垂直な平面にやはり当該ケーシング８に対して動くことを防ぐことを明確に示す。
【００６０】
図２、図３、図４および図７は、本発明による複動減圧シリンダ１が、上部シリンダ頭部１０付近に位置付けられたシリンダの上部センタリング手段２１も有し、当該手段２１は、一方でシリンダシャフト７１または上部シリンダ頭部１０に、他方で伝送ケーシング８に堅固に固着され、少なくとも１つの剛性フレームピラー２３により上部シリンダ頭部１０の高さに近い高さが維持されるセンタリングフレーム２２に当接し、当該手段２１は、シリンダシャフト７１がその長軸に平行に伝送ケーシング８に対して自由に動くままにさせるが、当該シャフト７１を当該軸に垂直な平面にやはり当該ケーシング８に対して動くことを防ぐことを示す。
【００６１】
図４および図５は、少なくとも１つのロッド冷却管３０を示し、当該管３０は本発明による複動減圧シリンダ１内に構成することができ、当該管３０はタイロッド１７を当該ロッド１７の長さのすべてまたは一部に対して密接に包囲し、冷却流体源４０に由来する冷却流体３１は、当該管３０の内壁と当該ロッド１７の外面との間に残っている自由空間内を循環することができる一方で、当該管３０の外面の可能な最大部分は、このロッドトンネル１４の内壁で空き空間を画定するように、当該内壁に接触しない。
【００６２】
図４および図５は、本発明による複動減圧シリンダ１が、第１のロッド端部１８付近でロッド冷却管３０の内部と連通する少なくとも１つの第１の管供給開口３２、および／または第２のロッド端部１９付近でロッド冷却管３０の内部と連通する少なくとも１つの第２の管供給開口３３を備えることができ、冷却流体３１は２つの当該開口３２と３３との間を循環することができる一方で、当該流体３１は当該流体３１がロッド冷却管３０に入るときは出るときより低温であることを示す。
【００６３】
ロッド冷却管３０内で循環するように冷却流体３１を押し進めるために、流体ポンプ（図示せず）を提供することができ、当該ポンプは、その中に本発明による複動減圧シリンダ１が加えられた熱機械を停止した後、ある特定の時間機能を続けることができることに留意されたい。
【００６４】
この当該シリンダ１の配置は、例えばシリンダシャフト７１およびそのシリンダ頭部９、１０がそれらを冷却中に引き続きタイロッド１７に確実に伝送する熱を排出させることができる。さらに一旦ロッド冷却管３０から出ると、冷却流体３１は、当該管３０に再度取り込まれるまたは補給される前に、熱交換器によって冷却されることが可能であることに留意されたい。
【００６５】
再度図４および図５では、ロッド冷却管３０は、シリンダシャフト７１もしくは上部シリンダ頭部１０上で固定ラグ２５に対して、または伝送ケーシング８のいずれかに対して、タイロッド１７により直接または間接に締め付けて保持される管カラー３４を備えることができることが留意される。
【００６６】
本発明による複動減圧シリンダ１の１つの具体的に変形した実施形態によれば、管カラー３４は、一方で冷却流体源４０に連結された少なくとも１つの径方向連結導管３９を有し、他方ではロッド冷却管３０の内部と連通するバンジョー継手３８を用いて、固定ラグ２５に対してタイロッド１７によって締め付けて保持されることが可能である。
【００６７】
径方向連結導管３９は冷却流体源４０に、または本発明による複動減圧シリンダ１を作り上げる異なる要素の熱膨張によって生じる距離の変化に適合できる可撓性もしくは変形可能な導管を用いて、他のロッド冷却管３０に対してバンジョー継手３８の他の径方向連結導管３９に連結されることが可能であることに留意されたい。
【００６８】
図１〜図５で気付くように、管カラー３４と固定ラグ２５との間に断熱スペーサー６８を挿入することができ、当該スペーサー６８を一端から他端までその長さの方向にスペーサートンネル６９によって横断され、その中にタイロッド１７およびそれを密接に包囲するロッド冷却管３０が収納される一方で、当該管３０の外面の可能な最大部分は、スペーサートンネル６９の内壁で空き空間を画定するようにこの内壁に接触しない。
【００６９】
断熱スペーサー６８は好都合なことに上昇した温度に耐性があり、低い熱伝導率を表す、二酸化ジルコニウムなどの材料から実現することができることに留意されたい。
【００７０】
図４および図５は、ロッド冷却管３０が当該管３０の軸部によって構成された少なくとも１つの管隆起部３５を備えることができ、当該管３０の直径はその中に当該管３０が設置されたロッドトンネル１４の直径と実質的に等しいか、またはわずかに大きく、したがって当該管３０が局所で当該トンネル１４の中心に留まることを保証し、必要であれば当該管３０と当該トンネル１４との間に封止を実現することを示す。
【００７１】
ロッド冷却管３０は、さらに当該管３０の軸部から構成された管の直径の少なくとも１つの収縮部３６を備えることができ、当該管３０の直径は、当該管３０と当該ロッド１７との間に局所的に封止を実現するために、タイロッド１７の本体の直径と実質的に等しいか、またはわずかに小さい。
【００７２】
また図４および図５に示されたように、ロッド冷却管３０は、少なくとも１つの径方向連通穴３７を有することもでき、冷却流体３１を当該管３０に入出させることができることにも留意されよう。
【００７３】
表されていない変形として、タイロッド１７は、当該ロッド１７の長さに配置された内部ロッド冷却チャネルを形成するために中空であることが可能であり、当該チャネルは当該ロッド１７から軸方向または半径方向に出現する一方で、冷却流体源４０に由来する冷却流体３１は当該チャネル内を循環することができることに留意されよう。
【００７４】
図２、図３および図７は、本発明による複動減圧シリンダ１が、圧縮空気源４５に連結された圧縮チャンバ４４を備え、圧縮空気源４５はセンタリングフレーム２２に固定され、またはセンタリングフレーム２２の上もしくは中に配置される一方で、高温ガスの上部チャンバ１２の側部上の複動減圧ピストン２を伸ばす上部ピストンロッド４７は、上部シリンダ頭部１０内に配置された上部ロッド開口４３を介して当該シリンダ頭部１０を横断し、センタリングフレーム２２を通過するチャンバへのアクセス開口５２を介して圧縮チャンバ４４の中に出現するので、当該ピストン２から最も離れた当該ロッド４７の端部は、当該ピストン２の位置に関わらず常に当該チャンパ４４の中に突入されたままであることを明確に示す。
【００７５】
本発明による複動減圧シリンダ１のこの具体的な構成は、例えば複動減圧ピストン２の付近に配置されたリング溝内に収納された、エアークッションを備えた連続した穿孔リング４９などの封止手段４８に対して、特に圧縮チャンバ４４および上部ピストンロッド４７の内部チャネルを介して、圧縮空気を供給することを可能にし、当該手段４８は本出願人に帰属し、移動／膨張および再生熱機関の実現化が可能な仏国特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号に指定されている手段と類似し、または同一である。
【００７６】
図１〜図４および図６は、伝送ケーシング８が、伝送手段へのアクセス開口５４によって貫通されたセンタリングおよび封止板５３で覆われることが可能であり、伝送手段３に連結されるために下部ピストンロッド４６は当該開口５４を通過し、当該板５３は当該ケーシング８にネジによって、または当業者に公知のあらゆる他の手段によって堅固に固着されることを示す。別法として、当該板５３は当該ケーシング８の一体部品であることが可能である。
【００７７】
図２、図３および図７では、チャンバへのアクセス開口５２が、ロッド封止手段５５と協働する、または備えることができ、当該手段５５は当該開口５２と上部ピストンロッド４７との間に封止を生成することに留意されよう。
【００７８】
同様のやり方で、図２、図３および図６は、伝送手段へのアクセス開口５４は、ロッド封止手段５５と協働し、または備えることができ、当該手段５５は当該開口５４と下部ピストンロッド４６との間に封止を生成することを示す。
【００７９】
ロッド封止手段５５が、油循環チャンバ５８を上部ロッド封止５６と下部ロッド封止５７との間に作成するために、互いから十分に離間した２つの当該封止５６、５７を備えることができ、当該チャンバ５８の中に冷却および潤滑油用供給ライン５９が入り、そこから冷却および潤滑油用出口ライン６０が出現することを最も明確に示すのは、図６および図７である。
【００８０】
当該図面では、油循環チャンバ５８が下部ピストンロッド４６および／または上部ピストンロッド４７の潤滑および冷却の二重機能を提供することに留意されよう。上部ロッド封止５６および／または下部ロッド封止５７は、具体的にはリングの１つまたは２つの断面から構成することができ、リングの断面は重ねられ、斜線で強調されているので、下部ピストンロッド４６および／または上部ピストンロッド４７の外面に二重螺旋パターンでわずかな深さの半径を提供でき、これは一連の油貯蔵部および流体力学の揚力面を生成することにさらに留意されたい。
【００８１】
図６では、上部ロッド封止５６を備えるリング（複数可）は、リング離間バネ６１により下部ロッド封止５７を作り上げるリングからの離間を保つことができ、当該バネ６１は、特に当該バネ６１が開口または通路を有するので、潤滑および冷却油用供給ライン５９と潤滑および冷却油用出口ライン６０との間に確立された冷却および潤滑油の流れを通すように同様に設計されることが留意される。
【００８２】
図７では、ロッド封止手段５５は、油循環チャンバ５８の内側または外側に収納されたロッドガイドブッシング６２と協働することができ、当該ブッシング６２は、青銅あるいは減摩性および／または流体力学の軸受もしくはブッシングを作成するために一般に使用されるあらゆる他の材料から作成される一方で、当該ブッシング６２は、伝送手段へのアクセス開口５４内の下部ピストンロッド４６、および／またはチャンバへのアクセス開口５２内の上部ピストンロッド４７の径方向誘導を確実にすることが見られる。
【００８３】
伝送手段３がクロスヘッド７を備える場合、ロッド封止手段５５は、上部ピストンロッド４７に加えられると、好ましくはロッドガイドブッシング６２を提供されるのに対して、下部ピストンロッド４６の径方向誘導は当該クロスヘッド７のみによって提供されることにさらに留意されたい。
【００８４】
図２〜図４ならびに図６および図７では、本発明による複動減圧シリンダ１の具体的な構成では、シリンダの下部センタリング手段２０および／またはシリンダの上部センタリング手段２１は、弾性センタリングディスク６３から構成されることが可能であり、当該ディスク６３はその中心でディスク穴６４によって貫通されてもよく、下部ピストンロッド４６または上部ピストンロッド４７のそれぞれが当該ディスク穴６４を通過する一方で、その周辺は伝送ケーシング８に、かつ／またはセンタリングフレーム２２に密接に固定されたディスク固定カラー６５を構成することが留意される。
【００８５】
図２〜図４および図６は、センタリングおよび封止板５３がシリンダの下部センタリング手段２０を担うことができ、当該手段２０は弾性センタリングディスク６３から構成され、当該ディスク６３の周辺は当該板５３に密接に固定されたディスク固定カラー６５を形成し、当該ディスク６３はその中心でディスク穴６４によって貫通され、下部ピストンロッド４６が当該ディスク６３に接触することなく当該ディスク穴６４を通過し、ディスク穴６４の縁部は円形接触パッド６７を有し、当該パッド６７は下部シリンダ頭部９上でセンタリングおよび封止円錐部６６と密接な接触が保持され、当該円錐部６６は雄型または雌型のいずれかであり、当該パッド６７と当該円錐部６６との間の接触は軸方向にその中心から弾性センタリングディスク６３を変形する効果を有することを示す。
【００８６】
ディスク固定カラー６５をセンタリングおよび封止板５３に少なくとも１つのネジ、クリップ、または当業者に公知のあらゆる他の固定手段を用いて固定することができることが留意される。好都合なことに弾性センタリングディスク６３は、上昇した温度に耐性があり、低い熱伝導率を表す、二酸化ジルコニウムなどの材料から作成することができることに留意されたい。
【００８７】
別法として、弾性センタリングディスク６３を下部シリンダ頭部９に固着することができる一方で、センタリングおよび封止円錐部６６は、センタリングおよび封止板５３の上または中に配置される。
【００８８】
同様のやり方で、図２〜図４および図７において、シリンダの上部センタリング手段２１は弾性センタリングディスク６３から構成されることが可能であり、当該ディスク６３の周辺はセンタリングフレーム２２に密接に固定されたディスク固定カラー６５を形成し、当該ディスク６３はその中心でディスク穴６４によって貫通され、当該穴６４の縁部は円形接触パッド６７を有し、当該パッド６７は上部シリンダ頭部１０上でセンタリングおよび封止円錐部６６と密接な接触を維持され、当該円錐部６６は雄型または雌型であり、当該パッド６７と当該円錐部６６との間の接触は軸方向にその中心から弾性センタリングディスク６３を変形する効果を有することが留意される。
【００８９】
ディスク固定カラー６５をセンタリングフレーム２２に少なくとも１つのネジ、クリップ、または当業者に公知のあらゆる他の固定手段を用いて固定することができることに留意されよう。
【００９０】
複動減圧ピストン２が、高温ガスの上部チャンバ１２の側部上で上部ピストンロッド４７によって伸ばされる場合、当該ロッド４７は弾性センタリングディスク６３に接触することなくディスク穴６４を通過することにも留意されたい。
【００９１】
好都合なことに弾性センタリングディスク６３は、上昇した温度に耐性があり、低い熱伝導率を表す、二酸化ジルコニウムなどの材料から作成することができることにさらに留意されよう。
【００９２】
別法として、弾性センタリングディスク６３を上部シリンダ頭部１０に固着させることができる一方で、センタリングおよび封止円錐部６６はセンタリングフレーム２２の上または中に配置される。
【００９３】
またまさに記載されたものの別法として、シリンダの下部センタリング手段２０またはシリンダの上部センタリング手段２１に関与するかどうかに関わらず、ディスク穴６４の接触パッドに類似した接触パッドを、それぞれ下部シリンダ頭部９または上部シリンダ頭部１０に設けることができる一方で、当該シリンダ頭部９、１０のセンタリングおよび封止円錐部に類似したセンタリングおよび封止円錐部を、弾性センタリングディスク６３の上または中に設けることにも留意することができる。
【００９４】
変形として、弾性センタリングディスク６３を、それぞれが１２０度だけ離間され、封止リングと協働するバネによって駆動される少なくとも３つのピンの、金属またはセラミックの同じ片から作成され、半径方向に堆積された膨張可能なワッシャー（多数の折り目を有するかどうかに関わらず）の例えば鋼または超合金トーラス（切込みがあるかどうかに関わらず）から構成でき、概してあらゆる技法は所望の作動条件下でセンタリングおよび封止を提供できる一方で、あらゆる高温部品からあらゆる低温部品への熱損失を制限することに留意されたい。
【００９５】
発明の機能
本発明による適合可能な支持部を備えた複動減圧シリンダ１の機能は、図１〜図７を見ることにより容易に理解されよう。
【００９６】
この機能を説明するために、ここでは複動減圧シリンダ１が、本出願人に帰属する仏国特許出願第１５５０７６２号および第１５５１５９３号の移動／膨張および再生熱機関内で使用されると仮定する。本出願は一例に過ぎず、本発明による複動減圧シリンダ１のあらゆる他の使用を決して排除しない。
【００９７】
当該機関が開始されると、本発明による複動減圧シリンダ１のシリンダシャフト７１は、当該シャフト７１が固定される伝送ケーシング８に比べて温度が急激に上昇し、当該ケーシング８は伝送手段３を収納する。当該シャフト７１と協働する複動減圧ピストン２に対して、ならびに伝送手段３の側部上のシャフト７１の端部を閉じる下部シリンダ頭部９に対して、またシャフト７１の他端を閉じる上部シリンダ頭部１０に対しても同じことが当てはまる。
【００９８】
図２および図３では、そこに表された本発明による複動減圧シリンダ１の具体的な例示的実施形態において、伝送手段３は、複動減圧ピストン２のシリンダシャフト７１内の往復運動をクランクシャフト６の連続回転運動に変換するために提供されることに留意されたい。このために、また再度この非限定的な例によれば、当該手段３は、クロスヘッド７を用いて複動減圧ピストン２に連結されたリンク４から構成され、当該リンク４はクランクシャフト６上に配置されたクランク５を中心に接合される。
【００９９】
シリンダシャフト７１、複動減圧ピストン２、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０の温度が、例えば摂氏９００度に達する一方で、伝送ケーシング８および当該ケーシング８が収納する伝送手段３は摂氏１００度に制限されたままであるとここで仮定しよう。
【０１００】
上昇された温度の当該シャフト７１、当該ピストン２、および当該シリンダ頭部９、１０には、最良の可能な効率をもつ移動／膨張および再生熱機関を提供する必要がある一方で、伝送ケーシング８および伝送手段３を比較的低い温度に維持することは、それらが構成される様々な要素の上昇した機械的強度および潤滑を維持するために、いかなる潤滑油もコークス化する危険なしに可能であることが必要である。
【０１０１】
シリンダシャフト７１、複動減圧ピストン２、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０は、例えば高温で上昇された機械的強度を有する炭化ケイ素から主に生成されるのに対して、伝送ケーシング８をアルミニウムから作成することができ、伝送手段３を鋳鉄または鋼から作成することができることに留意されたい。
【０１０２】
炭化ケイ素の熱膨張係数はアルミニウムまたは鋼の熱膨張係数より少ないにも関わらず、摂氏９００度まで上昇される構成要素は、摂氏１００度までしか上昇されない構成要素より多く膨張する。したがって炭化ケイ素から作成された構成要素が、炭化ケイ素または他の材料のいずれの中にも過剰な機械的応力を誘発することなく、アルミニウム、鋳鉄、または鋼から作成された構成要素に比べて自由に膨張できることが必要である。
【０１０３】
これを行うことが可能である一方で、高温ガスの下部チャンバ１１内に次いで高温ガスの上部チャンバ１２内に交互に広がる圧力により、複動減圧ピストン２に加えられる力は、依然として下部ピストンロッド４６によりクロスヘッド７を介してリンク４に適切に伝送されるべきである。
【０１０４】
当該力は、ガス圧が高温ガスの上部チャンバ１２内で高いとき、伝送ケーシング８から離間したシリンダシャフト７１を動かす傾向があり、複動減圧ピストン２は比較的強い圧縮力をリンク４に加える一方で、当該力は、ガス圧が高温ガスの下部チャンバ１１内で高いとき、当該シャフト７１を当該ケーシング８に近づける傾向があり、当該ピストン２は比較的強い牽引力をリンク４に加えることに留意されたい。
【０１０５】
シリンダシャフト７１に、より詳細には当該シャフト７１と協働する下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０に加えられたこれらの牽引力および圧縮力を回復するために、当該シャフト７１は、図１〜図５に表されたように、また非現実的例として図４では容易に数えることができる４個である、中空ピラー１３により伝送ケーシング８に連結される。
【０１０６】
図５に特に明確に示されたように、各中空ピラー１３は２つのボール継手４２を有し、中空ピラー１３はボール継手４２にヒンジで連結される。当該図５の領域Ｄでは、当該ピラー１３の第１のピラー端部１５と伝送ケーシング８との間に第１のボール継手４２が設置されている一方で、同図５の領域Ｃは、当該ピラー１３の第２のピラー端部１６と下部シリンダ頭部９との間に第２のボール継手４２が設置されていることが留意される。
【０１０７】
同様に図５は、各中空ピラー１３は一端から他端にその長さの方向にロッドトンネル１４により横断され、ロッドトンネル１４内にタイロッド１７が収納される。当該図５の領域Ｄに示されたように、タイロッド１７の第１のロッド端部１８は、第１のボール継手４２を用いて伝送ケーシング８に固定される。その一部に対する図５の領域Ａは、第２のロッド端部１９が、第２のボール継手４２を用いて上部シリンダ頭部１０に間接的に固定されることを示す。
【０１０８】
図１〜図５に示されたように本発明による複動減圧シリンダ１の例示的実施形態では、タイロッド１７の第２のロッド端部１９は、ロッド頭部２８を有し、当該頭部２８は、一緒に圧縮されるシリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０を当該頭部２８と中空ピラー１３との間に維持する。これにより、特に当該シャフト７１および当該シリンダ頭部９、１０上の固定ラグ２５の恩恵で、第２のロッド端部１９によって横断されるラグ開口２４を有するこれらのラグ２５を作成することが可能になる。図５の領域Ｂおよび領域Ｃは、この配置を特に明確に示す。
【０１０９】
図４および図５は、タイロッド１７の第１のロッド端部１８は、この非限定の例示的実施形態によれば、ボール継手４２内に配置されたネジ山２７の中に螺合されたロッドネジ山２９によって終了され、ボール継手４２は伝送ケーシング８に当接し、当該第１の端部１８は当該ケーシング８の周囲に接合されることを示す。
【０１１０】
したがって、４つの中空ピラー１３がその周囲に接合される様々なボール継手４２、および当該ピラー１３と協働するタイロッド１７により、シリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０が自由に膨張できる。しかしこれは、中空ピラー１３が一方でシリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０と他方で伝送ケーシング８との間に牽引力および圧縮力を伝送することができるように起こる。
【０１１１】
さらにこの配置は、シリンダの下部センタリング手段２０およびシリンダの上部センタリング手段２１なしに作動することはできず、各手段はシリンダシャフト７１をその長軸に平行に伝送ケーシング８に対して自由に動かすことができるが、当該シャフト７１が当該軸に垂直な面でこれも当該ケーシング８に対して動くことを防ぐことに留意されよう。
【０１１２】
図３および図４に示されている、本発明による複動減圧シリンダ１の非限定の例示的実施形態によれば、伝送ケーシング８と堅固に一体化されるセンタリングおよび封止板５３およびセンタリングフレーム２２は、それぞれがシリンダの下部センタリング手段２０およびシリンダの上部センタリング手段２１のそれぞれを担い、当該下部手段２０および上部手段２１は、それぞれが弾性センタリングディスク６３によって構成される。
【０１１３】
シリンダの下部センタリング手段２０を構成する弾性センタリングディスク６３はとりわけ図６で見られる一方で、シリンダの上部センタリング手段２１を構成する当該ディスク６３はとりわけ図７で見られる。
【０１１４】
弾性センタリングディスク６３は、シリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０によって構成された堅固な組立体の伝送ケーシング８に対して、センタリングおよび配向を確保する機能を有する。
【０１１５】
弾性センタリングディスク６３の機能を示すために、とりわけ図６に明確に表されているシリンダの下部センタリング手段２０を構成するものを検討しよう。
【０１１６】
この図６では、当該ディスク６３はそのディスク固定カラー６５により密接に、図４において数えられる８個の固定ネジを用いてセンタリングおよび封止板５３に固着されることが留意される。
【０１１７】
当該ディスク６３はその中心にディスク穴６４によって貫通され、下部ピストンロッド４６は当該ディスク６３に接触することなくディスク穴６４を通過し、ディスク穴６４の縁部は円形雄型接触パッド６７を有し、当該パッド６７は、下部シリンダ頭部９上で雌型センタリングおよび封止円錐部６６と密接に接触を保持されることがわかる。当該パッド６７と当該円錐部６６との間の密接な接触を確保するために、当該円錐部６６は当該パッド６７に力を加え、当該パッド６７は弾性センタリングディスク６３を軸方向にその残余部の位置に比べてその中心から変形させる。
【０１１８】
容易に推察できるように、接触パッド６７の雄型円錐形状とセンタリングおよび封止円錐部６６の雌型円錐形状との間の接触は、下部シリンダ頭部９をセンタリングおよび封止板５３上で中心に置く傾向がある。その上当該接触は、高温ガスの下部チャンバ１１内に含有された圧縮ガスがそのチャンバ１１から出ることを防ぐ封止を生成する。
【０１１９】
主として温度差の影響下でシリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０によって形成された組立体の寸法の増加が、伝送ケーシング８、センタリングフレーム２２および堅固なフレームピラー２３によって形成された組立体の寸法より大きいとき、下部シリンダ頭部９の雌型センタリングおよび封止円錐部６６により雄型接触パッド６７に加えられる圧力は増加し、これにより弾性センタリングディスク６３を若干より軸方向にその中心から変形させる。
【０１２０】
問題の寸法差はわずか１０分の数ミリメートルに過ぎないので、弾性センタリングディスク６３の軸変形は当該ディスク６３の完全性を損なわず、当該ディスク６３は弾性のその範囲内で変形される。その上センタリングおよび封止円錐部６６ならびに接触パッド６７の円錐形状は、これら２つの部品６６と６７の拡張差に当該拡張の方向に関わらず適合する。
【０１２１】
図７では、センタリングフレーム２２と一体化された弾性センタリングディスク６３は同様のやり方で作動するように設計されることに留意されよう。
【０１２２】
したがってシリンダの下部センタリング手段２０およびシリンダの上部センタリング手段２１は、シリンダシャフト７１を常に複動減圧ピストン２を中心とし、常に当該ピストン２に平行であることを保つために協働する。
【０１２３】
図６では、ロッド封止手段５５は高温ガスの下部チャンバ１１と下部ピストンロッド４６との間に封止を確保する一方で、当該手段５５によって構成された上部ロッド封止５６および下部ロッド封止５７の潤滑を確保することに留意される。
【０１２４】
また当該手段５５は油循環チャンバ５８を用いて下部ピストンロッド４６の冷却も確保し、冷却および潤滑油用供給ライン５９が当該チャンバ５８に入り、冷却および潤滑油用出口ライン６０が当該チャンバ５８から出ることに気付く。当該ライン５９と６０との間を循環する油の流れは、下部ピストンロッド４６と永久に接触するので、当該流れはそのロッド４６を例えば摂氏１００度よりわずかに高い温度に維持できるがそれ以上に上昇しないことに容易に気付く。
【０１２５】
再度図６では、好都合なことに上部ロッド封止５６は、断面の斜線がずれている２つの重ね合わせた薄切りのリングによって構成されている一方で、下部ロッド封止５７は単一の薄切りのリングから構成され、２つの当該封止５６、５７はリングスペーサーバネ６１により互いから離間して維持され、当該バネ６１は、油循環チャンバ５８を介して冷却および潤滑油用供給ライン５９と冷却および潤滑油用出口ライン６０との間に冷却および潤滑油の流れを通す開口を有する。
【０１２６】
図７は同じ配置を示し、主な差はリング離間バネ６１がロッドガイドブッシング６２に変わることであり、当該ブッシング６２は上部ピストンロッド４７の径方向誘導を確実にし、本発明による複動減圧シリンダ１の作動を示すためにここに示した非制限例では、当該ロッド４７はセンタリングフレーム２２内に設けられた圧縮チャンバ４４の中に出現し、当該ロッド４７は、上部ピストンロッド４７の内部チャネルを介して、複動減圧ピストン２の周辺に配置されたリング溝内に設置された、エアークッションを備えた忠実の穿孔リング４９などの封止手段４８に圧縮空気を供給することができることが見られる。
【０１２７】
例示的適用として本明細書に取り込まれた移動／膨張および再生熱機関が停止されると、油循環チャンバ５８を供給する油ポンプは、下部ピストンロッド４６および上部ピストンロッド４７を冷却するために油を備えた油循環チャンバ５８を供給し続ける一方で、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０は、当該チャンバ５８に熱を伝送し続け、当該チャンバ５８内に含有された油をコークス化する温度まで変化させる傾向がある。
【０１２８】
シリンダシャフト７１、下部シリンダ頭部９および上部シリンダ頭部１０によって形成された堅固な組立体を自由に膨張できる上に、本発明による複動減圧シリンダ１の具体的な構造は、下部シリンダ頭部９から伝送ケーシング８への熱の伝達を著しく限定する。このような伝達は、移動／膨張および再生熱機関の効果に悪影響を及ぼすことを念頭に置かれたい。したがって中空ピラー１３は、図１〜図５に示されたように非常に長いだけでなく、好ましくは二酸化ジルコニウムなどの低い熱伝導率をもつ材料から作成される。
【０１２９】
図５では、低温に留める必要がある鋼タイロッド１７の使用を可能にするために、各ピラーは、当該ロッド１７の長さの主要部に対して、当該管３０と協働する当該タイロッド１７を密接に包囲するロッド冷却管３０を備える。冷却流体源４０に由来する冷却流体３１は、当該管３０の内壁と当該ロッド１７の外面との間に残っている自由空間内を循環するが、当該管３０の外面の可能な最大部分は、ロッドトンネル１４の内壁で断熱を構成する空き空間を画定するように、当該トンネル１４の内壁に接触しない。
【０１３０】
図５の領域Ａでは、ロッド冷却管３０は、当該管３０がロッドトンネル１４内で局所的に中心に留まることを確保する管隆起部３５を有することに留意される。さらに領域Ｄおよび第１のロッド端部１８の付近で、２つの他の管隆起部３５は、それぞれが当該管３０と当該トンネル１４との間にセンタリングおよび封止の両方を構成することが見られる。これらの２つの他の隆起部３５は管の直径の収縮部３６と協働し、当該収縮部３６はロッド冷却管３０とタイロッド１７との間に封止を局所的に生成する。
【０１３１】
図４では、ロッド冷却管３０が２つの他の隆起部３５の間に配置された第１の管供給開口３２を有し、当該第１の開口３２は一方で第１のロッド端部１８付近でロッド冷却管３０の内側と連通し、他方で伝送ケーシング８内に配置されたチャネルを用いて、冷却流体源４０の流れラインに連結されることに留意される。
【０１３２】
図４および図５の領域Ａでは、ロッド冷却管３０は第２のロッド端部１９の領域で、管カラー３４と上部シリンダ頭部１０の固定ラグ２５との間に挿入された断熱スペーサー６８に対して、ロッド頭部２８により堅固に保持された管カラー３４内で終了することに気付く。またここでは、バンジョー継手３８はロッド頭部２８と当該カラー３４との間に挿入され、当該継手３８は、一方で冷却流体源４０の戻りラインに連結された径方向連結ライン３９を有し、他方で管カラー３４を受領するロッド冷却管３０の端部を介してロッド冷却管３０の内側と連通することにも気付く。
【０１３３】
断熱スペーサー６８は、好ましくは二酸化ジルコニウムから作成され、摂氏約９００度まで上昇される上部シリンダ頭部１０からほんの摂氏１００度に維持されるロッド頭部２８に熱が伝達しないように追加の障害を構成することを理解されよう。
【０１３４】
いずれの場合でも、タイロッド１７を冷却させることができるこの特定の構成は、当該ロッド１７が「ジルコン」、炭化ケイ素、アルミニウム、またはこの型の使用のために特別に開発されたあらゆる超合金などの高温に耐性のある材料から作成される場合は役に立たない。
【０１３５】
図６および図７では、弾性センタリングディスク６３のディスク固定カラー６５とその接触パッド６７との間で、弾性センタリングディスク６３上に残った比較的大きい半径長さに気付くであろう。この長さは、当該ディスク６３をその中心から半径方向に変形させるために必要である一方で、センタリングおよび封止円錐部６６から当該カラー６５に熱が伝達するのをできる限り制限するのに有益でもある。このために、弾性センタリングディスク６３の本体は、好ましくはわずかな厚さであり、低い熱伝導率で公知の二酸化ジルコニウムから作成される。またセンタリングおよび封止円錐部６６と接触パッド６７との間のわずかな幅の線形接触は、それ自体の中に同様に好都合な熱障壁を構成することにも留意されよう。
【０１３６】
本発明による複動減圧シリンダ１の可能性は、単に説明された本出願に限定されず、先の説明は一例として与えられたに過ぎず、あらゆる他の等価物により実施形態の詳述を置換して行ってはならないと当該発明の範囲を決して限定するものではないことをさらに理解するべきである。
【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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【国際調査報告】
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2018530697.tif 000011
2018530697.tif 000012
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