(57)【要約】  少なくとも１０ＭＰａの圧力まで気体流体を圧縮する高圧ダイアフラム圧縮機（１）であって、楕円形のチャンバ（３）を有するコンプレッサーヘッド（２）を備える前記圧縮機（１）。このような圧縮機を備えた水素補給ステーションも開示されている。
2018514700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１０ＭＰａの圧力まで気体流体を圧縮する高圧ダイアフラム圧縮機１であって、楕円形のチャンバ３を有するコンプレッサーヘッド２を備える、前記圧縮機１。
【請求項２】
前記チャンバ３は、前記コンプレッサーヘッド２の上側ヘッド１２と下側ヘッド１３によって画定されており、
前記チャンバ３は、ダイアフラム４で区切られた上側チャンバ３ａと下側チャンバ３ｂを備え、
前記上側ヘッド１２は、前記上側コンパートメント３ａと第１の気体システム７の間の流体接続を容易とする入口弁５を備え、
前記上側ヘッド１２は、前記上側コンパートメント３ａと第２の気体システム８の間の流体接続を容易とする出口弁６を備え、
前記下側ヘッド１３は、前記下側コンパートメント３ｂと油圧システム１０との間の流体接続を容易とする複数のポート９を備え、
前記油圧システム１０は、油圧流体の循環によって、前記チャンバ３内における前記ダイアフラム４の移動を容易とするピストン２０を備え、
前記圧縮機１は、気体流体又は油圧流体の前記チャンバ３からの漏れを検出する漏れ検出１９をさらに備える、請求項１に記載の圧縮機１。
【請求項３】
上側コンパートメント３ａの深さＺの幅Ｙに対する比が、１：１０（Ｚ：Ｙ）と１：１００の間であり、好ましくは１：２５と１：８５の間、最も好ましくは１：４５と１：７５の間である、請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記チャンバ３の幅Ｙの長さＸに対する比が少なくとも１：１．２（Ｙ：Ｘ）である、請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記入口弁５と前記出口弁６は共に、前記上側ヘッド１２の面Ｆに位置する、請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記入口弁５を含む開口の中心Ｇと、前記出口弁６を含む開口の中心Ｈとの距離Ｒは、前記チャンバ３の長さＸの少なくとも３５％である、請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記楕円形は長円形状であり、好ましくは超長円形状である、請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記ピストン２６の動きの方向と、前記複数のポート９のうちの少なくとも１つの方向との間の傾斜角２５が９０度未満であり、好ましくは４５度未満であり、最も好ましくは３０度未満である、請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記油圧システム１０の圧縮チャンバから前記入口弁５に向かう前記油圧流体２６の流路は略線形である、請求項８に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記油圧流体は、前記ダイアフラム４の長手方向の第２の端部より前に、前記ダイアフラム４の長手方向の第１の端部に衝撃を与える、請求項８及び９に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記上側ヘッド１２は、冷却水を前記出口弁６の周辺の領域から前記入口弁５へ向かう所定の流路１１に向かって誘導する冷却チャネル１５を備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
少なくとも１つの冷却チャネル１５は、前記入口弁５と前記出口弁６の間では線形である、請求項１１に記載の圧縮機。
【請求項１３】
前記上側ヘッド１２ａの内面及び／又は前記下側ヘッド１３ａの内面、及び／又は前記ダイアフラム４は、物理蒸着によってコーティングされる、請求項１から１２のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記コーティングは、非晶質炭素コーティングである、請求項１３に記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記非晶質炭素コーティングは、ダイヤモンド状炭素である、請求項１３及び１４に記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記ダイアフラム４は、複数の個々の積み重ねたシート、好ましくは３枚のシートから形成される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記シートは、インコネル合金７１８で形成されている、請求項１６に記載の圧縮機。
【請求項１８】
前記複数の積み重ねたシートにおいて上側シートの少なくとも片側と、中間シートの片側とがコーティングされている、請求項１６から１７のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１９】
前記コーティングは物理蒸着又は浸漬により形成され、ダイヤモンド状コーティング、窒化クロムコーティング、銀コーティングを含む群から選択される、請求項１８に記載の圧縮機。
【請求項２０】
前記ダイアフラム４は、スライディングダイアフラムである、請求項１から１９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項２１】
前記上側コンパートメント３ａの圧力は７０ＭＰａを超え、前記上側ヘッド１２と前記下側ヘッド１３は複数のボルトで結合されている、請求項１から２０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項２２】
前記油圧システム１０の前記ピストン２０は、６００ｒｐｍを超える操作を行うように構成されている、請求項１から２１のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項２３】
前記気体流体は、低密度気体、好ましくは水素である、請求項１から２２のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項２４】
水素補給ステーション１８における、請求項１から２３のいずれか１項に記載の圧縮機の使用。
【請求項２５】
第１の水素貯蔵部２９と、
第２の水素貯蔵部３０と、
楕円形チャンバ３を有し、第１の圧力の前記第１の水素貯蔵部２９の水素を、第２の圧力の前記第２の水素貯蔵部３０に移動させる圧縮機１と、
を備えた水素補給ステーション１８。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、楕円形チャンバを有するコンプレッサーヘッドを備えた高圧ダイアフラム圧縮機、その圧縮機の水素補給ステーションでの使用及びその圧縮機を有する補給ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用圧縮機は、多種多様な目的で知られており、これらの圧縮機の圧力範囲は、圧縮機の目的に応じて変わる。同様に、圧縮機の設計は、特定の目的に対してカスタマイズされることもしばしばである。しかし、圧縮機が、例えば、１ＭＰａを上回る、特に１０ＭＰａを上回る高圧を提供するものである場合、このような高圧圧縮機の物理的なサイズやエネルギー消費が増加し始める。コンプレッサーヘッドの容積が大きくなると、圧縮機チャンバの容積が増える結果、圧力負荷が上がるため、２つのコンプレッサーヘッド部をボルトが固定する点において、コンプレッサーヘッド部を共に保持することが難しくなる。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的はこれらの問題を克服することにある。本発明は、気体流体を少なくとも１０ＭＰａの圧力まで圧縮する高圧ダイアフラム圧縮機に関し、コンプレッサは、楕円形のチャンバを有するコンプレッサーヘッドを備える。
【０００４】
本発明の実施形態によると、前記チャンバは、前記コンプレッサーヘッドの上側ヘッドと下側ヘッドによって画定されており、前記チャンバは、ダイアフラムで区切られた上側チャンバと下側チャンバを備え、前記上側ヘッドは、上側コンパートメントと第１の気体システムの間の流体接続を容易とする入口弁を備え、前記上側ヘッドは、前記上側コンパートメントと第２の気体システムとの間の流体接続を容易とする出口弁を備え、前記下側ヘッドは、前記下側コンパートメントと油圧システムとの間の流体接続を容易とする複数のポートを備え、前記油圧システムは、油圧流体の循環によって、前記チャンバ内における前記ダイアフラムの移動を容易とするピストンを備え、前記圧縮機は、気体流体又は油圧流体の前記チャンバからの漏れを検出する漏れ検出システムをさらに備える。好ましくは、第１と第２の圧力比は、少なくとも１：１．０５であり、１：１．１と１：１．２の例では、前記第１の流体システムの第１の圧力から前記第２の流体システムの第２の圧力までの増加が容易となる。
【０００５】
チャンバを楕円形にすることにより、伝統的な円形のチャンバのような他の形状に比較して、同じ材料でも、チャンバの容積を大きく取ることができる。よって締め付け力が増加し、気体と熱の分布が改善するので、本発明によって得られる圧力対材料容積比は、伝統的な円形チャンバの設計より高くなる。
【０００６】
ここで使用する圧縮機という用語は、流体好ましくは気体流体を圧縮するように構成された装置と理解すべきであり、このような装置は、例えば、ポンプと称することもでき、また、産業用、すなわち、医療又は薬品投与目的でないものに使用するものでもよい。
【０００７】
第１の気体システムという用語は、気体が１つの圧力で貯蔵される貯蔵部を備える気体流体システムの一部として理解すべきである。第２の気体システムは、別の高圧貯蔵部、又は例えば、車両又は貯蔵部のような外部流体システムへ気体を送達する出口のいずれかを備える気体流体システムの一部として理解すべきである。
【０００８】
楕円形（oblong）という用語は、一方向に長い球形、すなわち、円形でもなく、四角でもない形状であると理解すべきである。
【０００９】
楕円形を有するチャンバは、コンプレッサーヘッドを横切る最も近い固定点間の距離が小さくなるという利点を有する。よって、任意の圧力限界／容積を有する楕円形コンプレッサーヘッドにおいては、伝統的な円形のキャビティを有するコンプレッサーヘッドと比較して、このようなコンプレッサーヘッドが必要とする材料厚を小さくすることができる。よって、楕円形チャンバにより、少ない材料で高い圧力が可能となる。
【００１０】
楕円形チャンバの特定の幾何学的形状は、いくつかの利点を有する。楕円形ヘッドの第１の利点は、特に油圧流体の流動分布を改善することができるという点である。これにより、コンプレッサーヘッドの寸法を大きくすることなく、チャンバを通る質量流量を増加することができる。これにより、その質量流量の容量単位あたりの資本コストが減り、ダイアフラムのような構成要素の寿命が長くなり、容積効率が上がる。
【００１１】
さらに、楕円形チャンバは、例えば、熱伝導を考慮した有効面積に対するチャンバ容積の比が大きくなるので、熱伝導が容易に高められ、よって圧縮効率がよくなるという点で有利である。さらに、楕円形チャンバは、チャンバの入口と出口を容易に離すことができ、よって、入口から出口へのチャンバ内の気体流の乱流を容易に低減することができる。この線形気体流は、抵抗が低く、チャンバ内の入口から出口への気体流の流路において安定性が増すという点で有利である。
【００１２】
気体を取り扱う気体圧縮機の設計は、気体や液体の性質の違いにより、液体圧縮機間で同じ程度には現れない漏れの問題に直面している。
【００１３】
高圧においても起きる漏れは、何かに問題がある、すなわち、部品に不具合が発生していることを示し、圧縮機に重大な損傷が起きる前、気体流の大気への放出又は汚染が起きる前に修復又は交換する必要があるため、漏れを検出できることは有利である。
【００１４】
本発明の実施形態によると、上側コンパートメント３ａの深さＺの幅Ｙに対する比が、１：１０（Ｚ：Ｙ）と１：１００の間であり、好ましくは１：２５と１：８５の間、最も好ましくは１：４５と１：７５の間である。このような寸法は、容積、速度、及び圧力に関連する要件に準拠する有利な関係を定義するものである。よって、本発明の有利な実施形態によると、ダイアフラムＥの静止平面から測定してＩ点までの深さが３ｍｍ、Ｂ点からＤ点までの測定したチャンバの幅が１５０ｍｍであった場合には、比は１：５０となる。
【００１５】
ダイアフラムの静止平面Ｅは、組み立てたときに上側及び下側ヘッドが合う面として定義され、よって、ダイアフラムが、例えば、応力を低減するために予め形成されていない場合には、圧縮機が使用されていない時、ダイアフラムの位置でもある。
【００１６】
本発明の実施形態によると、チャンバの幅Ｙの長さＸに対する比は少なくとも１：１．２（Ｙ：Ｘ）である。実施形態で、Ｂ点からＤ点まで測定した幅が１００ｍｍ（Ｙ）で、Ａ点からＤ点まで測定した長さが２５０ｍｍであった場合、比は１：２．５（Ｙ：Ｘ）となる。
【００１７】
本発明の実施形態によると、入口弁と出口弁は共に上側ヘッドの面Ｆに位置する。本発明の別の実施形態によると、開口は、上側ヘッドの側からの開口でもよく、よって、少なくとも部分的にダイアフラムの静止位置に対して非垂直に上側ヘッドに進入する。
【００１８】
さらに、出口開口が典型的には入口開口より直径が小さいことに言及すべきである。
【００１９】
本発明の実施形態によると、入口弁を含む開口の中心Ｇと出口弁を含む開口の中心Ｈの間の距離は、チャンバの長さＸの少なくとも３５％である。距離Ｒは、チャンバの長さＸの５０％まで、及びそれを容易に上回ることができることに言及すべきである。これは、気体流体を直接入口弁から出口弁へ導く所定の流路を定義できることから有利である。例えば、有効なチャンバ容積を増やすために、チャンバの上部で弁を互いにできるだけ近く位置させる、例えば、円形チャンバとは対照的である。これでは、バルブ間の直接の流路は形成されない。
【００２０】
本発明の実施形態によると、楕円形は、長円形状（elliptic shape）であり、好ましくは超長円形状（super elliptic shape）である。好ましくは、形状は超長円形状を含む数学式によって計算できる長円形状であればいかなるものでもよいと理解すべきである。チャンバの両端が超長円形状であると、他の楕円形状のチャンバと比較してダイアフラムの応力が大幅に低減されるので好ましい。
【００２１】
本発明の実施形態によると、ピストンの動きの方向と複数のポートのうちの少なくとも１つの方向の間の傾斜角が９０度未満であり、好ましくは４５度未満であり、最も好ましくは３０度未満である。コンプレッサーヘッドのチャンバは、部分的に上側ヘッドと下側ヘッドで形成されており、複数のポートは、下側ヘッドに形成される。ポートは、流体システムの圧縮チャンバとともに、油圧流体の流路の一部を画定し、油圧流体システムから下側コンパートメントへ続く。
【００２２】
ダイアフラムが静止位置にある時、この油圧流路がダイアフラムと同じ面でなく、ダイアフラムに対して垂直でもないのが有利である。よって、この油圧流路がピストンから入口弁に向かってまっすぐであれば有利である。これは、油圧流体が流れる流路が最大の操作速度で最適化されるためであり、油圧流体が油圧システムチャンバから下側チャンバに向かう途中で通らなければならない角又は縁部の数が最小限に抑えられるからである。この設計の効果は速度が増すほど高くなるので、同じ容積に対する能力が伝統的なコンプレッサーヘッドの設計と比べると高くなる。
【００２３】
さらに、上記のような流路を有することによって、油圧流体が通過しなければならない曲がり角の数も限られ、角又は縁部を平滑化することができる。これは、第２の流体の流れに対する抵抗を容易に最小化できるという点で有利である。
【００２４】
個々のポートはすべて、ピストンの動きの方向に対して調整されて流れを最適化でき、あるいは、すべての、又は少なくとも一部のポートは、同じ角度を有しているのが好ましい。
【００２５】
本発明の実施形態によると、油圧システムの圧縮チャンバから入口弁に向かう油圧流体の流路は略線形である。
【００２６】
本発明の実施形態によると、油圧流体は、ダイアフラムの長手方向の第２の端部より前に、ダイアフラムの長手方向の第１の端部に衝撃を与える。この設計により、圧縮チャンバの往復部材が楕円形チャンバに向かって移動する（排出行程）際に、油圧流体は、入口が位置する側の端部（第１の端部）でチャンバに入り、入口を出口より前に閉じる点で有利である。同様にして、往復部材が長円チャンバから離れる方向に移動すると（吸気行程）、入口は出口より前に開く。
【００２７】
この設計の効果は、ダイアフラムが波状の動きとなり、上側チャンバの入口から出口への気体の制御流が容易となり、より高い操作速度も容易にする。ダイアフラムの、チャンバへの入口の領域からチャンバの出口へ向かう波状の動きにより、例えば、伝統的な円形圧縮機と比較すると、４００％まで、又はそれをも上回る大幅な速度上昇が容易となり、より有効なコンプレッサーヘッドにつながる。
【００２８】
本発明の実施形態によると、上側ヘッドは、冷媒を出口弁周辺の領域から入口弁へ向かう所定の流路の方向に向かって誘導する冷却チャネルを備える。
【００２９】
本発明の実施形態によると、少なくとも１つの冷却チャネルは入口弁と出口弁の間では線形である。これは、入口と出口の開口の間で冷却できることから有利である。
【００３０】
このような非対称の冷却は、出口にできるだけ近いところに冷媒が供給されるので、最も冷たいレベルの冷媒が、上側ヘッドの、気体がその最高温度に達するところ、すなわち、圧縮され、キャビティから出る途中にできるだけ近いところに入ることから有利である。
【００３１】
さらに、冷媒を、好ましくは入口と出口の間のまっすぐなライン内を誘導し、入口を回って出口領域に戻るようにするのに有利である。これは、チャンバの長手の形状により、ダイアフラムに圧縮されると気体が入口と出口の間の略線形の流路内に集中するためである。
【００３２】
よって、線形ラインの冷却チャネルを有するコンプレッサーヘッドは、熱を圧縮される気体から伝達するのにより効果的である。この特徴は、ダイアフラムがプロセスヘッドの面に近ければ近いほど顕著となる。
【００３３】
本発明による気体流体のコンプレッサーヘッドのチャンバへの入口と出口の設計によって、改良された冷却が可能となり、第１の流体が入口から出口に向かう動作を限定された方向とすることができ、よって、冷媒と冷却対象の気体流体の間の温度勾配を高めることができる機会が得られる。
【００３４】
本発明の実施形態によると、上側ヘッドの内面及び／又は下側ヘッドの内面及び／又はダイアフラムは、物理蒸着によってコーティングされる。
【００３５】
本発明の実施形態によると、コーティングは、非晶質炭素コーティングである。
【００３６】
本発明の実施形態によると、非晶質炭素コーティングはダイヤモンド状炭素である。本発明の実施形態によると、上側及び／又は下側ヘッドの内部及び／又はダイアフラムが乾燥した環境で操作される場合、これらの部分をコーティングしてダイアフラムの動きとともに摩耗や発熱が起こる可能性を減らすのに有利である。これは、特に、第１及び／又は第２の流体が気体の状態である状況に関係がある。
【００３７】
本発明の実施形態によると、ダイアフラムは、複数の個々の積み重ねたシート、好ましくは３枚のシートから形成される。これは、複数のシートで形成したダイアフラムは、単一シート材料から形成したダイアフラムに比較するとより柔軟性があるという点で有利である。任意の厚みで、複数のシートからなるダイアフラムは、圧縮機チャンバのポートの領域全体に亘りほぼ均一な強度を維持するが、空洞状に曲がることができるような、より高い柔軟性を提供する。
【００３８】
本発明の実施形態によると、シートは、インコネル合金７１８で形成されている。
【００３９】
本発明の実施形態によると、複数の積み重ねたシートの少なくとも上側シートの片側と中間シートの片側がコーティングされている。
【００４０】
本発明の実施形態によると、コーティングは物理蒸着又は浸漬により形成され、ダイヤモンド状コーティング、窒化クロムコーティング、銀コーティングを含む群から選択される。シートのコーティングは、非コーティングシートに比べてシートの摩耗が低減されるという点で有利である。よって、コーティングは、非コーティングシートの摩耗も減らすため、原料シートに潤滑油を導入する方法に代わる有利な方法である。
【００４１】
本発明の実施形態によると、ダイアフラムは、スライディングダイアフラムである。スライディングという用語は、ダイアフラムが直接チャンバ又はそれを形成している部分に締め付けられていないことを示すと理解すべきである。その利点は、チャンバを形成している部分に締め付けられているダイアフラムに比べてより自由に動くことができるためにダイアフラムの応力が低減されることである。
【００４２】
好ましくは、ダイアフラムはオーステナイト・ニッケル合金、又は代替の鋼、プラスチック、真鍮、（高）ニッケル合金、柔軟性のあるエラストマー材料及びそれに類似した水素脆化に耐性がある材料などから形成する。エラストマー材料は、鋼やニッケル合金より柔軟であることから有利である。
【００４３】
本発明の実施形態によると、上側コンパートメントの圧力は７０ＭＰａを超え、上側ヘッドと下側ヘッドは複数のボルトで結合されている。通常のボルト、すなわちスーパーボルトではないボルトによるのが好ましい。
【００４４】
本発明の実施形態によると、油圧システムのピストンは、毎分６００サイクルを超える操作を行うように構成されている。長手のチャンバを有するコンプレッサーヘッドは、締結するためのボルトを使った伝統的な設計が、伝統的なコンプレッサーヘッドより容積が大きく圧力限界も高い状態で利用可能である点で有利である。本発明により、コンプレッサーヘッドは、毎分５００サイクル／７０ＭＰａを超えても設計を変えずに利用可能であるため、容積及び／又は圧力がこれらの値を超えても例えば、高価なスーパーボルトやブートストラップ設計を使用しなくてもよい。
【００４５】
本発明の実施形態によると、気体流体は、低密度気体、好ましくは水素である。
【００４６】
さらに、本発明は、水素補給ステーションにおける請求項１から１９のいずれか１項に記載の圧縮機の使用に関する。
【００４７】
さらに、本発明は、第１の水素貯蔵部と、第２の水素貯蔵部と、楕円形チャンバを有し、第１の圧力の第１の水素貯蔵部の水素を第２の圧力の第２の水素貯蔵部へ移動させる圧縮機とを備えた水素補給ステーションに関する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
下記において、図面を参照しながら、本発明のいくつかの好ましい実施形態を説明する。
【図１】本発明の実施形態による圧縮機を示す。
【図２】圧縮機チャンバの上面図である。
【図３】圧縮機チャンバの側面図である。
【図４ａ】圧縮機チャンバの一端の一部の上面図である。
【図４ｂ】圧縮機チャンバの一端の一部の側面図である。
【図５Ａ】コンプレッサーヘッドと油圧システムの一部を示す図である。
【図５Ｂ】コンプレッサーヘッドと油圧システムの一部を示す図である。
【図６】上側ヘッドの冷却チャネルの上面図である。
【図７】本明細書全体で説明する圧縮機を有する水素補給ステーションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
本発明の実施形態によるダイアフラムポンプ１の概略を図１に示す。
【００５０】
上側ヘッド１２及び下側ヘッド１３は、共に組み立てられてコンプレッサーヘッド２を形成し、上側ヘッド３と下側ヘッド４それぞれの接合面が実質的に一つの面で互いに接触している。ポンプヘッド２の内部には、上側ヘッド３と下側ヘッド４の面がそれぞれ共にコンプレッサーヘッドチャンバ３を形成している。このチャンバ３は、同じ面上に配置された可動ダイアフラム４によって２つのコンポーネントに分けられており、上側ヘッド３と下側ヘッド４は組み立てられてポンプヘッド２を形成する。
【００５１】
ダイアフラム４と上側ヘッド１２の間のコンパートメントは、概して、上側コンパートメント３ａ又はプロセス流体チャンバと称す。同様に、ダイアフラム４と下側ヘッド４の間のコンパートメントは、下側チャンバ３ｂ又は油圧流体チャンバと称す。
【００５２】
図１に示すように、油圧システム１０は、油圧入力２２及び油圧出力２３を介して下側チャンバ３ｂと流体接続している。油圧ピストン２０は、下側チャンバ３ｂへ及び下側チャンバ３ｂから油圧流体を圧送する。
【００５３】
油圧流体が下側チャンバ３ｂの中に圧送されると、ダイアフラム４が上側ヘッド１２に向かって押圧され、上側チャンバ３ａの容積が減少する。これにより、内部に封入されているプロセス流体の圧力が上がり、ある圧力になると、上側ヘッド３内に取り付けた出口弁６とも呼ばれるプロセス流体排出逆止弁が開き、プロセス流体を第２の気体システム８の中に解放する。上側チャンバ３ａからすべてのプロセス流体を排出するため、ピストン２０は、ダイアフラム６が完全に上側ヘッド１２ａの内面と接触して上側チャンバ３ａが非常に小さくなるまで油圧流体を下側チャンバ３ｂの中まで圧送し続ける。原則的には容積ゼロであるが、典型的にはプロセス流体が狭い箇所に閉じ込められる程度の小容量である。
【００５４】
油圧流体が油圧ピストン２０の戻り行程又は排出行程で下側チャンバ３ｂから吸い出されると、出口弁６は閉じ、ダイアフラム４は油圧流体レベル降下に追従し、上側チャンバ３ａの容量は増え、内部の圧力が低下する。上側チャンバ３ａの圧力が下がってプロセス流体の内部圧より下回ると、上側ヘッド３に取り付けた入口弁５とも称するプロセス流体入口逆止弁も開いて、油圧ピストン２０が戻り上側チャンバ３ａの容積が増加する限り、プロセス流体が第１の気体システム７から上側チャンバ３ａに流れる。
【００５５】
油圧ピストン２０は、再び前進し（吸気行程）、入口弁５が閉じ、操作のサイクルが繰り返される。
【００５６】
第１の流体システム７は、気体流体貯蔵部２９、好ましくは第１の圧力（例えば、２０〜５０ＭＰａ）の水素貯蔵部でよく、第２の流体システム８は、気体流体貯蔵部３０、好ましくは第２の（例えば、５０〜１００ＭＰａ）圧力の水素貯蔵部でもよい。第１の流体システム７は水素補給ステーション１８の一部でよく、第２の流体システム８は車両３１の水素貯蔵部でもよい。
【００５７】
油圧ピストン２０の排出行程の最後に、下側チャンバ３ｂを完全にフルに充填させて、ダイアフラム４を実際に上側ヘッド１２ａの内面と接触させるには、ダイアフラム４を油圧ピストン２０と位相を合わせた状態に保つことが重要である。それを確実にするため、油圧システム１０は射出ポンプ、入口弁、出口弁、制御弁、及び同種のものを備えていてもよい。排出される油圧流体の量についての情報を使用して、ダイアフラム圧縮機１を適した設定に調整してもよい。しかしながら、他の実施形態では、他の（おそらくは非同期の）方法を使って、下側チャンバ３ｂに追加の油圧流体を追加することもできる。
【００５８】
図１は、さらに、気体流体又は油圧流体がチャンバ３から漏れるかどうかを検出する目的を果たす漏れ検出ユニット１９を示す。漏れ検出ユニット１９は、漏れの場合に起動した圧力弁として実装してもよい。どのようにして流体がチャンバ３から漏れるかどうかに関わらず、漏れ検出ユニット１９がそれを検出するのが好ましい。あるいは、１台以上の漏れ検出ユニット１９を使用する。
【００５９】
バルブ５、６、１９及び油圧システム１０は、ピストン２０を含み、他の図示しない構成要素は、第１と第２の気体流体システムと共に制御されても、個々に、図示しない制御システムによって制御されてもよい。このような制御システムは、圧縮機を制御するための最先端の制御システムであり、よってさらに詳しくは説明しない。
【００６０】
図２は、ダイアフラム４から見た上側ヘッド１２に位置する上側チャンバ３ａ部を示す。好ましくは、チャンバ３は、長尺の楕円形を有し、これは、幅よりも長さが長く、好ましくは上下のチャンバ３ａ、３ｂは幾何学的形状が等しいが、下側チャンバ３ｂの容積は上側チャンバ３ａの容積より大きくてもよいことを意味する。これは主に、ダイアフラム４の応力は排出行程の最後がより高く、ダイアフラム４は上側ヘッド１２ａの内面と接触するのが好ましいが、吸入行程の最後ではそうでないのが好ましい。すなわち、ここでは、ダイアフラム４は下側ヘッド１３ａの内面とは接触しないのが好ましい。チャンバ３の長さＸは、それぞれがチャンバ３の端点を表す、対向する端点Ａ、Ｃの間で測定する。同様にチャンバ３の幅Ｙは、それぞれがチャンバ３の側点を表す、対向する端点Ｂ、Ｄの間で測定する。
【００６１】
よって、長さＸは、好ましくは入口弁５と出口弁６との間の線に平行な方向に測定した二つの対向する端点Ａ、Ｃの間の最大距離として定義される。そして幅は、好ましくは入口弁５と出口弁６との間の線に対して垂直方向に測定した二つの対向する側点Ｂ、Ｄの間の最大距離として定義される。
【００６２】
幅Ｙと長さＸの間の比は、少なくとも１：１．２であるのが好ましい。１：１．５の比の例として、幅Ｙ対長さＸの比は、少なくとも幅Ｙが１２０ｍｍ〜１８０ｍｍで長さＸが少なくとも１８０ｍｍ〜２７０ｍｍでもよい。しかし、幅Ｙ対長さＸの比も、例えば、１：１．６、１：１．７．．．１：２などのようにより高くてもよい。
【００６３】
好ましい実施形態によると、Ｙ＝１５０及びＸ＝２７０、すなわち比はＹ／Ｘ＝０．５５（１５０／２７０）又はＹ：Ｘ＝１：１．８（１５０ｘ１．８）として表されてもよい。これは、比が０．４０から０．９０（Ｙ／Ｘ）の好ましい範囲内に含まれる。
【００６４】
図３は、端点Ａ、Ｃの間で測定した長さＸを有する上側ヘッド１２に位置する上側チャンバ３ａ部の側面図である。側面図は、図２の線ＡＡに沿ったものである。深さＺは、面Ｅに対して垂直なＩ点の間の距離として示している。面Ｅは、ダイアフラム４が休止位置にあるとき、すなわち、上下チャンバ３ａ、３ｂの圧力が同じであるときのその位置によって定義される。Ｉ点は、上側チャンバ３ａの頂点、すなわち、面Ｅに対して垂直方向の距離が最も長い点として定義される。好ましくは、Ｉ点は、入口及び出口弁５、６の間の距離が等しい場所に位置する。
【００６５】
深さＺと幅Ｙの比が１：１０と１：１００の間である、すなわち、幅Ｙは深さＺより大幅に大きいことが好ましい。典型的に、比は１：４０±２０あたりであり、よって、深さＺ対幅Ｙの比の例としては、Ｚ＝３対Ｙ＝６０ｍｍ〜１８０ｍｍとなりうる。これは、また、０．０５から０．０１６７の比（Ｚ／Ｙ）としても表すことができる。
【００６６】
本発明の好ましい実施形態では、上側チャンバ３ａの寸法は、深さＺ＝２ｍｍ、幅Ｙ＝１５０ｍｍ、長さＸ＝２７０ｍｍ、及び開口ＧとＨの間の距離Ｒは１３０ｍｍである。
【００６７】
さらに、図３は、入口及び出口弁５、６を取り付けることができ、よってプロセス流体の入口及び出口を制御することができる上側ヘッド１２の開口の位置を示すもので、上側チャンバ３ａへ及び上側チャンバ３ａからの気体流体とも称する。図からわかるように、入口弁開口Ｇの中心と出口弁開口Ｈの中心の間には距離Ｒがある。楕円形チャンバ３を有することにより、伝統的な円形チャンバに比べると、中心点ＧとＨの間の空間を増大させることが容易となる。この主な利点は、入口弁５から出口弁６まで流れる気体を所定の流路１１に追従するように制御することができることである。これにより、摩擦が低減され、気体を非同期的に冷却することが容易となる。
【００６８】
好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、この入口出口弁５、６に対する開口は上側チャンバ３ａにおいて同じ面Ｆに位置する。
【００６９】
好ましくは、入口及び出口弁５、６に対する開口の中心Ｇ、Ｈは、チャンバ３のそれぞれの端点Ａ及びＣから同じ距離Ｓ、Ｔだけ間隔が開いている。このことから、開口５、６の中心Ｇ、Ｈを、距離Ｓ及びＴが等しくならないように配置することもできる。好ましくは、個々の長さＳ及びＴは、開口５、６の中心Ｇ，Ｈの間の距離Ｒよりも小さい。
【００７０】
上記から理解できるように、チャンバ３の幾何学的形状はキャビティ３の容積に関して非常に重要であり、下記に説明するように、伝統的な円形コンプレッサーヘッド／チャンバ設計が変更されなくても、上限に到達するであろう。下記において、増加した容積を詳細に説明する。円形ヘッドを有するダイアフラム圧縮機を考えるとき、ヘッドの組立体を共に圧力下で保持するのに必要な面積及び締め付け負荷は、ヘッドの直径の二乗と共に増加する。これは、コンプレッサーヘッド組立体に必要な締め付け力で終了するように組み合わされた圧力から得た円形の面積と負荷の方程式の結果である。
【００７１】
実質的な圧力定格（例えば、５０〜１００ＭＰａ）のコンプレッサーヘッドを考えると、ボルト締め荷重はある直径で充分な大きさとなるが、その直径ではヘッドの外周の周りにボルトを配置することが物理的に難しくなる。これは、コンプレッサーヘッドの周囲よりも速くボルトの寸法が大きくなるためである。これは、円の外周又は円周の方程式が、直径と線形の関係を有しているからである。
【００７２】
したがって、ボルトをヘッドの外周に物理的に配置するために直径がさらに大きくなると、ボルトが締め付ける場所から圧力の境界の終了位置までの距離が大きくなる。これは、その後、ヘッドの厚みがさらに大きくなる結果につながる。
【００７３】
この点で、ヘッドの厚みは、厚みに対して非線形となるため、設計者は、ヘッドの厚みを劇的に増加させずに、必要な負荷を満足させるように締め付けボルトを配置することが物理的にできない。
【００７４】
設計におけるこのジレンマを回避する一つの方法は、必要とされる締め付け力を不適切に高めることなく圧縮チャンバ３ａ（上側チャンバ３ａとも称する）の容積が増えるようにコンプレッサーヘッド２の形状を変えることである。これは、本発明によって、圧力ヘッド２を中央面で「切断」して二分することによって実現している。その後、半体同士を、間に材料を追加することによって再び結合させ長手の又は楕円形ヘッドを作成する。こうすることにより、圧力の面積と容積が線形に広がり、同時に外周長が線形に広がり、締め付けるためのボルトを収容することができるようになる。これにより、ボルトを締め付けるための物理的空間が限定されるという問題が回避される。
【００７５】
よって、長手のチャンバ３を有する長手のヘッド２をとり、それにヘッドサークルを作るように材料を追加することによって容積を増やすことを想像するとする。結果は、圧力面積が大きくなるが、容積の増加は充分とはいえないため、必要な締め付け力が大幅に増えることとなる。さらに、この設計は、圧縮時にこの容積の中に気体が残ってしまう。
【００７６】
図４ａ及び４ｂは、チャンバ３の端部を示す図であり、図４ａは上面図、図４ｂは図２の線ＡＡに沿って見た側面図である。図４ａにおいて、上面図は、超楕円として定義される本発明の実施形態によるチャンバ３の端部を示す。このような超楕円の式は、
【００７７】
【数１】
2018514700.tif 000003
【００７８】
超楕円形のカーブ形状を有するチャンバのｘ、ｙ点をパラメーター的に定義することができる。
【００７９】
【数２】
2018514700.tif 000004
【００８０】
図４ｂでは、補助中心点Ｊ１及びＪ２が定義されているが、これらの点は円を画定する中心点であり、円周Ｋ１、Ｋ２の一部は側面図に見られるチャンバ３の形状を画定する。これらの円の半径は、好ましくは寸法が等しく、その寸法は、５００ｍｍと２０００ｍｍの間でよい。円の半径長が等しくない場合には、多くの場合、最も長い中心点Ｊ１を有する円の半径である。
【００８１】
中心点Ｊ１、Ｊ２は、４つの円中心点のうちの２つの中心点であり、円周の一部は、本発明の実施形態によるチャンバ３の側面図形状を画定することができる。
【００８２】
図４ｂに示す円部分Ｋ１及びＫ２は、細長い形状の円の一部であるが、円形の円を用いてチャンバ３の幾何学的形状を画定することもできる。
【００８３】
なお、上記の説明は、上側チャンバ３ａと、チャンバの一端に関連するものではあるが、幾何学的形状に関しては、同じ説明が、チャンバ３の下側チャンバ３ｂ及び他端又は「角」にも当てはまることに言及すべきである。
【００８４】
図５Ａは、ダイアフラム圧縮機１と図２の線ＡＡの側面における油圧システム１０の一部の理想的な実施形態を示す。図５Ａに見られるように、ピストン２０がその往復動で従動するピストン２６の動きを示している。これにより、油圧流体は、抵抗にあわない限り、ピストン２６の動きの経路に従う。よって、下側ヘッド１３を通って、ピストン２６の動きとポートの方向２７に対する傾斜角が０度となるように傾斜するポート９を有することにより、ピストン２６の動きによって示されたピストン２０から少なくとも１つのポート９を介して入口弁５へまっすぐ延びる油圧流路が提供される。よって、この例では、方向２７及び２６が平行となる。これは、油圧流体が入口弁へ及び入口弁から流れる途中で抵抗を受けることがないので、ピストン２０の操作速度を容易に上げることができ、よって、傾斜していないポートを有する同様の容積の圧縮機より高い収率を上げることができる点で非常に有利である。
【００８５】
図５Ｂは、ポート９がピストン２６の動きに関して９０度とは異なり、角度２５の傾斜である、本発明による圧縮機の別の実施形態を示す。ここでわかるように、傾斜角２５は、ピストン２６の動きとポート９の１つ又はすべての間の角度であり、５から３０度の間、好ましくは１０から２０度の間である。このような非理想的な傾斜したポート９の実装は、実装するのが安価であり、従来の技術の角度を９０度から３０度へ減らしているので、流体がピストンから入口開口５に進む途中で通らなければならない「角」を減らすことができるという点で、非常に有益である。
【００８６】
好ましい実施形態では、圧縮機は、ピストン２０が水平面２６内で移動するように配向されている。これは、つまり、好ましい実施形態では、コンプレッサーヘッド２、ひいてはそのポート９が水平面に対して角度２５だけ傾斜している。好ましくは、角度２５は、５度から４０度であり、１５度の角度が適していることが判明した。よって、本発明の好ましい実施形態では、圧縮機１は、ピストン２６の動きの方向がポート９の少なくとも１つに対して角度２５が１５度となるように構成されている。
【００８７】
ポート９は、どのような傾き角にでも、油圧流を最も最適化するように変化させてもよく、これにより下側ヘッド１３を通るポートの長さも変化させてもよいことに留意すべきである。計算によると、また、ダイアフラム４の所望の動きによって、油圧流体がダイアフラム４を入口弁５を有するチャンバ３の側から出口弁６を有するチャンバ３の側に向かって波状に動かすようにポート９を設計することができる。これは、このようなダイアフラム４の波状の動きによって、気体流体は、入口と出口弁５、６の間の所定の流路１１に従って流れるように押し出される。所定の流路１１において抵抗がない、もしくは限られており、円形のチャンバの場合のように乱流の傾向が低いことにより、速度の増加を容易にする。さらに、気体流体は、出口弁６の周囲において最も高い温度を有していることから、非対称の冷却が容易となる。
【００８８】
上記から理解できるように、本発明による圧縮機において油圧流体と気体流体の両者の力学が改善される。下記に、改善された力学を詳細に説明する。本発明のコンプレッサーヘッド２の改善された力学を理解するため、円形ダイアフラムコンプレッサーヘッドの力学を考察することから始める。
【００８９】
気体力学に関連し、従来入口逆止弁の開口は、吸引行程においてできるだけ早く開放し、気体がコンプレッサーヘッドに流入するための充分に障害物のない領域を提供することが非常に重要であることが知られている。伝統的な円形ダイアフラムコンプレッサーヘッドにおいてこれを達成するために採用する方法は、入口気体ポートをヘッドの中心近くに配置することである。これにより、圧縮チャンバの最大深さ、よって、気体を圧縮チャンバに導入させる流動面積を提供する。これと組合せて、油圧流体は、まずはチャンバの中心において、ダイアフラムを下方に引っ張るように配向する必要がある。
【００９０】
さらに、円形ダイアフラムコンプレッサーヘッドの気体力学に関し、従来、最大容積効率を得るためには、排出又は圧縮行程においてすべての気体を圧縮チャンバから排出させることが非常に重要であることが知られている。したがって、チャンバの中のすべての気体を排出することができる通路を最短とするため、気体排出ポートは直接圧縮チャンバの中央に配置する。
【００９１】
さらに、最大容積効率を達成するには、すべての気体が圧縮チャンバから排出される前にダイアフラムが気体排出ポートを覆うことがないようにすることが非常に重要である。
【００９２】
このような状況は、圧縮チャンバの中で起き、作業流体の流れを、その最も線形の経路から離れる方向に分流させることより流れ抵抗が大きくなる。この流れ抵抗の増加とダイアフラム動作の繊細な力学により、圧縮機の操作速度に望ましくない制限が与えられる。
【００９３】
したがって、本明細書で説明する本発明のコンプレッサーヘッド２は、気体吸入及び排出ポート５、６が互いに距離Ｒだけ離れて位置し、気体吸入及び排出ポート５、６に対してダイアフラム４の動きと圧縮機のストローク位置の操作を独立して行うことができるように設計されている。
【００９４】
気体吸入及び排出ポート５、６が上記のように大きく距離Ｒをおいて離れれば、油圧流体力学は吸引行程が開始するとすぐに、特にダイアフラム４を気体吸入ポート５から離れる方向に駆動し、また、排出又は圧縮行程が開始するとすぐに、気体吸入ポート５に向けてダイアフラム４を駆動するように操作することができる。
【００９５】
さらに、本発明のコンプレッサーヘッド２の設計では、油圧流体を操作して気体排出ポート５が圧縮行程の最後まで覆われることがないようにすることができる。こうすることによって、圧縮チャンバ３ａは、吸気行程において気体を最大限充填することができ、圧縮行程の終了までに気体のほぼすべてが圧縮チャンバ３ａから置換できる。
【００９６】
上記の気体吸気及び排出ポートの離隔は、圧縮チャンバ３ａの最も低い位置が一点にあるのではなく、長さＲ上に伸びるような長尺の圧縮チャンバ３の設計によって達成することができる。
【００９７】
気体吸入ポート５は、長尺のチャンバ３の面Ｆにおける直線部の一端に位置しており、気体排出ポート６は、長尺のキャビティ３の同じく面Ｆにおける直線部の他端に位置している。長尺のチャンバ３の設計は、下側チャンバ３ｂの気体吸入ポート５の端部に取り付けた、油圧流体を駆動する機械的ピストンと組み合わされている。
【００９８】
さらに、コンプレッサーヘッド２と、ひいては、ポート９がピストンの動きに対して、よって油圧流体経路２６に対して適した角度、すなわち傾斜角２５に位置決めした時、油圧流体は気体吸入ポート５へのほとんど線形の経路２６と、気体排出ポート６への迂回経路２８を有する。そして油圧流体は、圧縮サイクル中は常に、気体吸入ポート５へのほぼ線形の経路２６を有するので、ほとんどの油圧流体が下側ヘッド１３の部分を通って流れ、よって流れ抵抗が劇的に低減され、ダイアフラム圧縮機１の高速操作が容易となる。
【００９９】
さらに、長尺のチャンバ３におけるダイアフラム４の波状の動きの主な理由にも言及すべきである。
【０１００】
ダイアフラム４は、複数の個々のシート（図示せず）から構築されていてもよい。本発明の好ましい実施形態では、ダイアフラム４は、３枚の個々の積み重ねたシートから構築される。ここで例示する、下側ヘッド１３（オイルプレートとも称する）の上に、下側、中間、及び上側シートが配置される。上側シートの上に、上側ヘッド１２（気体プレート又はプロセスプレートとも称する）が配置され、好ましくはボルトによって下側ヘッド１３に締結される。
【０１０１】
ダイアフラムシートは、金属又は合金で形成されていてもよい。本発明の好ましい実施形態では、シートは、高引張り及び疲労強度を有し、水素に対して耐性を有する高温ニッケル合金であるインコネル合金７１８（原料）から形成される。
【０１０２】
原料は、２枚の連続するシートが直接接触しない、すなわち、シートの非コーティング面は潤滑油なしに物理的に接触することはないと理解することが好ましい。
【０１０３】
したがって、シートの少なくとも片側面をコーティングするのが好ましい。よって、上側シートの上側は、好ましくはコーティングされ、好ましくはダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ蒸着とも称する）でコーティングされる。中間及び下側シートの少なくとも片側面は本実施形態によれば窒化クロムでコーティングするのが好ましい。
【０１０４】
下側シートの下側は、それ自体が潤滑性を有するオイルのような油圧流体の場合には必ずしもコーティングしなくてもよい。さらに、中間シートは銀コーティング（又は上下両側に）されていれば、下側シートはまったくコーティングしなくてもよい。
【０１０５】
従って、異なるコーティングを施すシートの面のコーティングには様々な組み合わせがあり、シートの原料が互いに物理的に接触しないように回避できる。上記の原料やコーティング以外も適切でありうることに言及すべきである。
【０１０６】
図６に戻るが、冷却チャネル１５を上側ヘッド１２に配置する例を示している。上述の制御された入口５から出口弁６への流路１１により、冷却チャネルを、上側ヘッド１２に最低温度の冷媒が入るように、できるだけ出口弁６の近くに配置することができる。これは、出口弁６の領域では、ガスの温度が最高であるという点で有利である。
【０１０７】
図６は、冷却チャネルを配置する１つの方法を示しているだけであるが、冷却チャネルは様々な異なるパターンで位置決めできるのは明らかである。好ましくは、すべてが、出口弁６の周囲の領域において冷却を強化するように上側ヘッド１２を非対称冷却する。これは、本発明のコンプレッサーヘッド２の効率を上げると、圧縮過程、すなわち圧縮機１の操作中に、できるだけ多くの熱の除去に対する要件が高まる点で非常に有利である。
【０１０８】
境界層及び冷却チャネル１５をできるだけ熱源に近い位置で遮断するために圧縮チャンバ３ａの中の表面積対容積比が大きく、気体が高速であることは、最大熱伝導を容易に得られて有利であることが知られている。
【０１０９】
これを円形コンプレッサーヘッドの設計の気体の力学とともに念頭において、円形コンプレッサーヘッドの設計においては、気体が、気体吸入及び排出ポート両者のヘッドの中心における位置決めにより、速度を変えながら圧縮チャンバ内で旋回することは明らかである。このように気体が旋回すると、熱い気体が冷却できる決定的な経路が形成されず、また、気体とヘッドの間の熱伝達に対する境界（境界層）を減少させる高い気体速度も得られない。
【０１１０】
この点においても、本発明の長尺の圧縮チャンバ３ａは、気体流入及び排出ポート５、６の離隔により、気体が長尺の圧縮チャンバ３ａの一端から他端までの所定の決定的な流路１１をかなりの速度で導かれることは有利である。気体流入及び排出ポート５、６の離隔により、冷却チャネル１５がポート４、５の間に位置し、排出ポート６をより全体的に囲むことができる。これは、このデザインによって、圧縮され、ひいては高温となった気体を、気体排出ポート６に近づけば近づくほど集中的に冷却することができ、これにより、面積対容積比を高く保ったまま非対称の冷却を行うことができる点で有利である。
【０１１１】
図７に戻ると、本明細書で説明する、すなわち、好ましくは請求項に記載の１つ以上の特徴を有するダイアフラム圧縮機１を備えた水素補給ステーション１８を示す。さらに、補給ステーション１８は、第１と第２の水素貯蔵部２９、３０を備える。ダイアフラム圧縮機１は、圧力レベルがある閾値、例えば第２の水素貯蔵部３０において５０〜１００ＭＰａよりも上であることを保証し、例えば５０〜８５ＭＰａの間の圧力で車両１１に水素を補給しやすくし、水素を可搬型貯蔵部から第１又は第２の貯蔵部２９、３０へ移動するのを補助するなど、水素補給ステーションにおいていくつかの目的を果たすことができる。
【０１１２】
例として、水素補給ステーションで使用する圧縮機１のエネルギー消費は１０ｋＷ〜８０ｋＷの間であり、そのような圧縮機の重量は８００ｋｇを超えることに言及すべきである。
【０１１３】
水素補給ステーション１８は、車両がそのようなステーション１８で補給できるようにするため、もちろん、図示しない制御ユニットと、圧力又は温度センサと、弁と、追加の水素貯蔵部なども含んでいてもよい。
【０１１４】
ダイアフラム４は、コンプレッサーヘッド２に締め付けられることも、又はチャンバ３において上下動するときに、上下側ヘッド１２、１３の間をスライドすることもできることに言及すべきである。
【０１１５】
さらに、ダイアフラム４のフォンミーゼス応力は、注意深く制御され、好ましくは例えば、２００ＭＰａの閾値に制限される。これは、応力をチャンバ３全体に亘ってほぼ均一に分配するように圧縮チャンバ３を整形することによって達成される。摩擦や折れ曲がりのような他の要素からさらなるストレスを受けるであろう領域を考慮して、すべての要素を考慮した総応力を均等化してダイアフラム４の寿命を最大限にする。最終的には、これは、圧縮チャンバ３が厳しい交差と正確な加工プロセスで注意深く加工されることを意味する。
【０１１６】
よって、本明細書から、本発明は少なくとも、必要な締め付け力を不均衡に増加することなく、圧縮チャンバ３の容量を増やすことができ、入力５と出力６の間の決定的な流路１１を有するより良好な気体流が熱伝導を改善するとともに、ポート５、６の間、且つ、排出ポート６を取り巻くところに位置するよりよい冷却チャネルにより、構成要素の効率が高まり、寿命が延び、容易に速度を上げることができることは明らかである。
【０１１７】
本説明では、ピストン２０、ひいてはダイアフラム４を駆動するための油圧システム１０のみを説明したが、本発明は、油圧システム１０を非油圧システムに置き換えた場合にも適用できる。非油圧システムは、機械的又は磁気的システムを含む任意の入手可能な動力でよい。
【０１１８】
最後に、本明細書のダイアフラム圧縮機１は、１０ＭＰａを超える圧力のような高圧及び毎分５００サイクルを超えるような高速に関連して説明したが、これらの制限以下の圧力や速度でも完璧に動作することに言及すべきである。
【符号の説明】
【０１１９】
１    ダイアフラム圧縮機
２    コンプレッサーヘッド
３    楕円形チャンバ
３ａ    上側チャンバ
３ｂ    下側チャンバ
４    ダイアフラム
５    入口逆止弁、入口弁、入口開口
６    出口逆止弁、出口弁、出口開口
７    第１の気体システム
８    第２の気体システム
９    ポート
１０    油圧システム
１１    所定の流路
１２    上側ヘッド
１２ａ    上側ヘッドの内面
１３    下側ヘッド
１３ａ    下側ヘッドの内面
１４    面Ｅとポート９の間の角度
１５    冷却チャネル
１６    上側シール
１７    下側シール
１８    水素補給ステーション
１９    漏れ検出
２０    ピストン
２２    油圧流体入口
２３    油圧流体出口
２５    傾斜角
２６    ピストンの動き／油圧流路
２７    入口／出口開口方向
２８    迂回油圧流路
２９    第１の水素貯蔵部
３０    第２の水素貯蔵部
３１    車両
Ａ    チャンバ３の長さ方向の第１の端点を定義する点
Ｂ    チャンバ３の幅の第１の端点を定義する点
Ｃ    チャンバ３の長さ方向の第２の端点を定義する点
Ｄ    チャンバ３の幅の第２の端点を定義する点
Ｅ    ダイアフラム４の静止位置を定義する面
Ｆ    上側チャンバ３ａの弁５、６の位置を定義する面
Ｇ    入口弁５を備えた開口の中心を定義する点
Ｈ    出口弁６を備えた開口の中止を定義する点
Ｉ    上側コンパートメント３ａの深さの端点を定義する点
Ｊ    Ｄ点とＣ点の間の直角を定義する補助点
Ｋ    チャンバ３の「角」までの距離
Ｒ    Ｇ点とＨ点、すなわち弁５、６の中心の間の長さを定義する距離
Ｓ    Ａ点とＧ点の間の長さ、すなわち、チャンバ３の第１の端点からの入口弁５の位置を定義する距離
Ｔ    Ｃ点とＨ点の間の長さ、すなわち、チャンバ３の第２の端点からの出口弁６の位置を定義する距離
Ｘ    Ａ点とＣ点の間で測定したチャンバ３の長さ
Ｙ    Ｂ点とＤ点の間で測定したチャンバ３の幅
Ｚ    面ＥとＩ点の間で測定したチャンバ３の深さ
【図１】
2018514700.tif 000005
【図２】
2018514700.tif 000006
【図３】
2018514700.tif 000007
【図４ａ】
2018514700.tif 000008
【図４ｂ】
2018514700.tif 000009
【図５Ａ】
2018514700.tif 000010
【図５Ｂ】
2018514700.tif 000011
【図６】
2018514700.tif 000012
【図７】
2018514700.tif 000013
【国際調査報告】
2018514700.tif 000014
2018514700.tif 000015
2018514700.tif 000016