JPH11502280A - 高圧ガスコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガスコンプレッサは、軸方向に整合されていて隣接する第１及び第２のチャンバ（４、６）を画成するハウジング（２）と、第１のチャンバを通って第２のチャンバの中に伸長しているロッド（８）と、ハウジングの第１の端部から第２のチャンバの中に伸長している管状の突出部（１０）と、ロッドに固定されていると共に第２のチャンバの中で突出部の周囲で摺動可能に設けられた円筒形の端部分（１４）と、ロッドに固定されていると共に第１のチャンバの中で摺動可能に設けられているピストン（１６）と、第１のチャンバへのガスの流入を許容して、ガスをある圧縮段階から他の圧縮段階へ搬送し、圧縮されたガスをハウジングから排出する導管とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧ガスコンプレッサ 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、ガスコンプレッサに関し、より詳細に言えば、圧縮天然ガスで作動 する乗物のタンクを充填するのに適した比較的廉価な高圧ガスコンプレッサに関 する。 ２．従来技術の説明 乗物用の圧縮天然ガス（ＣＮＧ）燃料補給所で現在使用されているコンプレッ サでは、一般的に、３つ又は４つの圧縮段階を行っている。そのようなコンプレ ッサのコストは高く、その理由は、上記各圧縮段階に別個のコンプレッサシリン ダ及びピストンユニットを用いているからである。 現在燃料補給所で使用されているＣＮＧコンプレッサは、比較的迅速な供給を 行うように設計されており、また、迅速な供給を行うためには、コンプレッサは 比較的大量のガスを高圧で排出する必要があるので、コンプレッサは、必然的に 大型で高価である。 乗物のタンクを充填するのに比較的長い時間を必要とはするが、比較的簡単で 廉価な装置が、居住用又は小型の船舶の用途に適している。そのような居住用の コンプレッサ及び同等の装置は、「急速充填」作業を行う大容量コンプレッサの 設計上の特徴と同様な設計上の特徴を有しているので、コンプレッサ装置の単位 供給量当たりのコストが高く、従って、居住用ＣＮＧのユーザは、経済的な理由 によって、そのような現在使用されている装置には手が届かない。 従って、比較的廉価で、ＣＮＧを燃料とする乗物のタンクを充填するために居 住用又は小型の船舶に使用するのに適した高圧天然ガスコンプレッサが必要とさ れている。 発明の概要 従って、本発明の目的は、現在のガスコンプレッサよりも少ない要素を備えて いて、これにより、廉価に製造し且つ作動させることのできる多段型の高圧ガス コンプレッサを提供することである。 本発明の別の目的は、居住用又は小型の船舶に使用してＣＮＧを燃料とする乗 物のタンクを充填するのに適したコンプレッサを提供することである。 本発明の特徴は、後に明らかになるなように、上述の及び他の目的を念頭にお いて、軸方向に整合された隣接する円筒形の第１及び第２のチャンバを画成する ハウジングを備えていて、上記第２のチャンバが上記第１のチャンバよりも小さ い内径を有するように構成されたガスコンプレッサを提供することである。本コ ンプレッサには、上記第１のチャンバを通って上記第２のチャンバの中に伸長す るロッド手段と、上記ハウジングの第１の端部から上記第２のチャンバの中に伸 長する管状の突出部とが設けられている。円筒形の端部分が、上記ロッド手段に 固定されており、該端部分は、上記第２のチャンバの中で上記突出部の周囲で摺 動可能に設けられている。ピストンが、上記ロッド手段に固定されていて、上記 第１のチャンバの中で摺動可能である。本コンプレッサは、更に、上記第１のチ ャンバへのガスの流入を許容し、ガスを上記第１のチャンバから上記第２のチャ ンバへ、更に、該第２のチャンバから上記端部分の内部へ搬送して、圧縮された ガスを上記端部分から上記突出部を通して排出する導管手段を備えている。 本発明の別の特徴によれば、ハウジングを備えるガスコンプレッサが提供され 、上記ハウジングは、円筒形の第１のチャンバ及び円筒形の第２のチャンバを有 しており、上記第１及び第２の円筒形のチャンバの端部は長手方向において整合 され、上記第２のチャンバは、上記第１のチャンバよりも小さい内径を有し、上 記第２のチャンバは、内方に伸長する突出部をその一端部に有し、該突出部は、 該突出部の閉止端から上記第２のチャンバの上記一端部まで伸長する通路を有し ている。本コンプレッサは、更に、上記第１のチャンバを通って上記第２のチャ ンバの中に伸長するロッド手段と、上記ロッド手段に固定されていると共に上記 第１のチャンバの中で運動可能であるピストンと、上記ロッド手段に固定されて いると共に上記第２のチャンバの中で運動可能な円筒形の端部分とを備えている 。 該円筒形の端部分の一端部は開口されていて、上記突出部が上記端部分の中に伸 長できるようになっている。吸入オリフィスが、上記第１のチャンバの中に設け られている。上記第１のチャンバ及び上記第２のチャンバを分離する壁部には、 オリフィス及び第１のチェック弁が設けられている。上記端部分の閉止端には、 オリフィス及び第２のチェック弁が設けられており、また、上記突出部の上記閉 止端には、オリフィス及び第３のチェック弁が設けられている。上記第１のチャ ンバの中の上記ピストンと上記壁部との間には第１の圧縮段階が形成されており 、上記第２のチャンバの中の上記壁部と上記端部分の上記閉止端との間には第２ の圧縮段階が形成されており、上記端部分の中の該端部分の上記閉止端と上記突 出部の閉止端との間には第３の圧縮段階が形成されている。 本発明の別の特徴によれば、第１の円筒形のチャンバ、第２の円筒形のチャン バ、及び、上記第２のチャンバの延長部を構成する第３の円筒形のチャンバを有 しているハウジングを備えるガスコンプレッサが提供され、上記第１及び第２の 円筒形のチャンバの端部は長手方向に整合されており、上記第２のチャンバは、 上記第１のチャンバよりも小さい内径を有しており、上記第３のチャンバは、上 記第２のチャンバよりも大きな内径を有しており、上記第３のチャンバは、その 一端部に、内方に伸長する突出部を有している。この突出部は、該突出部の閉止 端から上記第３のチャンバの上記一端部まで伸長している通路を有している。本 コンプレッサは、更に、上記第１のチャンバを通って上記第２のチャンバの中に 伸長するロッドを備えている。ピストンが、上記ロッドに固定されており、上記 ピストンは、上記第１のチャンバの中で運動可能である。円筒形の端部分が、上 記ロッドに固定されており、上記円筒形の端部分は、上記第２及び第３のチャン バの中で運動可能である。上記端部分は、その一端部が開口されており、これに より、上記突出部は、上記端部分の中に伸長することができる。上記端部分は、 その開口端に、外方に伸長する環状フランジを有しており、該環状フランジの周 部は、上記第３のチャンバの内壁に係合する。上記第１のチャンバの上記ピスト ンの第２の側部の側には、第１の吸入オリフィス及び第１の吸入弁が設けられて おり、上記第１のチャンバの上記ピストンの第１の側部の側には、第２の吸入オ リフィス及び第２の吸入弁が設けられている。上記第１のチャンバ及び上記第２ のチャンバを分離する壁部には、オリフィス及び第１のチェック弁が設けられて おり、上記端部分の閉止端には、オリフィス及び第２のチェック弁が設けられて おり、上記突出部の上記閉止端には、オリフィス及び第３のチェック弁が設けら れており、上記環状フランジには、フランジオリフィス及びフランジチェック弁 が設けられている。第１の移送導管が、上記ピストンの上記第１の側部の側の上 記第１のチャンバから上記環状フランジと上記第３のチャンバの上記端部との間 の上記第３のチャンバまで伸長しており、第２の移送導管が、上記第３のチャン バから上記第３のチャンバの上記一端部付近の上記突出部の通路まで伸長してい る。従って、上記ピストンの一側部の側の上記第１のチャンバの中には、第１の 第１圧縮段階が形成され、上記ピストンの反対側の側部の側の上記第１のチャン バの中には、第２の第１圧縮段階が形成され、上記端部分の上記壁部と上記閉止 端との間の上記第２のチャンバの中には、第１の第２圧縮段階が形成され、上記 環状フランジと上記第３のチャンバの上記一端部との間の上記第３のチャンバの 中には、第２の第２圧縮段階が形成され、上記端部分の上記閉止端と上記突出部 の上記閉止端との間の上記端部分の中には、第１の第３圧縮段階が形成され、上 記端部分の側壁と上記第３のチャンバの上記内壁との間で且つ上記環状フランジ と上記第２及び第３のチャンバの接合部にある環状壁部との間の上記第３のチャ ンバの中には、第２の第３圧縮段階が形成される。 本発明の更に別の特徴によれば、第１の圧縮段階を画成する円筒形状の第１の チャンバ、該第１のチャンバから軸方向に伸長する円筒形の第２のチャンバ、該 第２のチャンバから軸方向に伸長する円筒形の第３のチャンバ、及び、該第３の チャンバの中に伸長している円筒形の突出部を有しているハウジングを備えるガ スコンプレッサが提供される。上記第２のチャンバは、上記第１のチャンバの内 径よりも小さい内径を有すると共に第２の圧縮段階を画成し、上記第３のチャン バは、上記第２のチャンバの内径よりも小さい内径を有している。本コンプレッ サは、更に、上記第１及び第２のチャンバを通って上記第３のチャンバの中に伸 長するロッドを備えている。ピストンが設けられおり、このピストンは、上記第 １のチャンバの中で往復動可能に設けられている第１のピストン部分と、上記第 ２のチャンバの中で往復動可能に設けられていると共に上記第１のピストン部分 よりも小さい直径を有している第２のピストン部分とを備えており、上記ロッド は、上記ハウジングの上記第２及び第３のチャンバの間の壁部を貫通している。 開口端を有している上記ロッドの円筒形の端部分が、上記ハウジングの第３のチ ャンバの中に設けられており、上記端部分は、上記突出部の周囲で往復動可能で ある。上記ハウジングの上記第１のチャンバの壁部には、ガス入口オリフィスが 設けられており、ガス出口が上記突出部を貫通している。上記第１のピストン部 分の第１の通路には、第１のチェック弁が設けられており、上記第１及び第２の ピストン部分を貫通する第２の通路には、第２のチェック弁が設けられており、 上記壁部を通る導管には、導管の第３のチェック弁が設けられており、上記端部 分の開口端から離れた上記端部分の閉止端を貫通する導管には、端部分チェック 弁が設けられており、上記ハウジングの第１の端部から離れた上記突出部の閉止 端の突出部導管には、突出部チェック弁が設けられている。従って、上記第１の 圧縮段階は、上記ハウジングの第２の端部壁と上記第１のピストン部分の表面と の間に形成され、上記第２の圧縮段階は、上記第２のピストン部分の端部壁と上 記ハウジングの第２及び第３のチャンバの間の上記壁部との間に形成され、第３ の圧縮段階が、上記第３のチャンバの中で上記壁部と上記端部分の上記端部との 間に形成され、第４の圧縮段階が、上記端部分の中で該端部分の上記閉止端と上 記突出部の上記閉止端との間に形成される。 構造、及び、部品の組み合わせの種々の新規な詳細を含む本発明の上述の及び 他の特徴を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明し、また、請求の範囲に記 載する。本発明を具体化する特定の装置は、単なる例示として示されるものであ って、本発明を限定するものではないことは理解されよう。本発明の原理及び特 徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の多くの実施例に採用すること ができる。 図面の簡単な説明 本発明の新規な特徴及び利点を明らかにする本発明の代表的な実施例を示して いる添付図面を参照する。 図面において、 図１は、本発明の実施例の代表例であるある形態のコンプレッサの部分断面図 であり、 図２は、本発明の別の実施例の概略図であり、 図３は、本発明のコンプレッサの更に別の実施例の概略図であり、 図４は、本発明のコンプレッサの更に別の実施例の概略図である。 好ましい実施例の説明 図面を参照すると、図示の実施例は、軸方向に整合された第１及び第２の円筒 形のチャンバ４、６を画成するハウジング２を備えている。第１のチャンバ６は 、第１のチャンバ４よりも小さい内径を有している。 ロッド手段８が、第１のチャンバ４を通って第２のチャンバ６の中に伸長して いる。管状の突出部１０が、ハウジング２の第１の端部１２から第２のチャンバ ６の中に伸長している。円筒形の端部分１４が、ロッド手段８に固定されており 、上記円筒形の端部分は、上記突出部１０の周囲で摺動可能なように第２のチャ ンバ６の中に設けられている。ピストン１６が、ロッド手段８に固定されており 、このピストンは、第１のチャンバ４の中で摺動可能に設けられている。 ガスを第１のチャンバ４に入れるための導管手段２０が設けられている。別の 導管手段２２、２４が設けられており、これらの導管手段は、第１のチャンバ４ から第２のチャンバ６へ、また、第２のチャンバ６から端部分１４の内部へ、そ れぞれガスを搬送する。更に別の導管手段２６が設けられており、この導管手段 は、端部分１４から突出部１０の中へ圧縮ガスを排出する。 ピストン１６、及び、第１のチャンバ４を第２のチャンバ６から分離する壁部 ３０が、第１のチャンバ４の中の第１の圧縮段階３２を規定している。壁部３０ 、及び、端部分１４の閉止端３４は、第２のチャンバ６の中の第２の圧縮段階３ ６を規定している。端部分１４の閉止端３４、及び、突出部１０の閉止端３８は 、第３の圧縮段階４０を規定している。 ガスを第１のチャンバ４に入れるための導管手段２０は、第１のチャンバの壁 部４６のオリフィス４２を備えている。図１に示す実施例においては、吸入オリ フィス４２は、ロッド手段８を駆動するエンジンのクランクシャフトＣの付近に 設けられている。図２乃至図４に示す実施例においては、ロッド手段８は、ハウ ジングの第２の端部壁１７２を貫通しており、また、吸入オリフィス４２は、第 １のチャンバ４を第２のチャンバ６から分離している壁部３０の付近に設けられ ており、更に、吸入弁４４がオリフィス４２に設けられている。第１のチャンバ ４から第２のチャンバ６へガスを搬送するための導管手段２２は、壁部３０のオ リフィス５０と、該オリフィスの中に設けられた第１のチェック弁５２とを備え ている。第２のチャンバ６から端部分１４の内部５６へガスを搬送するための導 管手段２４は、端部分１４の閉止端３４の端部分オリフィス６０と、該オリフィ ス６０の中に設けられた端部分チェック弁６２とを備えている。第３の圧縮段階 ４０から管状の突出部１０の中へガスを排出するための導管手段２６は、突出部 １０の閉止端３８の突出部オリフィス６６と、該オリフィス６６の中に設けられ た突出部チェック弁６８とを備えている。管状の突出部１０は、ハウジングの第 １の端部１２に対して開口されている。 図１及び図２に示す実施例においては、ハウジング２は、第１及び第２の円筒 形のチャンバ４、６を備えており、これらチャンバのそれぞれの端部は、長手方 向に整列されている。第２のチャンバ６は、第１のチャンバ４よりも小さい内径 を有している。第２のチャンバ６の端部７０には、内方に伸長する管状の突出部 １０が設けられており、この管状の突出部は、該突出部１０の閉止端３８から第 ２のチャンバ６の端部７０まで伸長する通路７２をその内部に有しており、該通 路は、ハウジングの第１の端部１２に一致している。ロッド手段８は、第１のチ ャンバ４を通って第２のチャンバ６の中に伸長している。ピストン１６は、ロッ ド手段８に固定されていて、第１のチャンバ４の中で運動可能である。 円筒形の端部分１４は、ロッド手段８に固定されていて、第２のチャンバ６の 中で運動可能である。端部分１４の一端部７４は開口しており、突出部１０は、 上記端部分の開口端７４を通って端部分１４の中に伸長している。 吸入オリフィス４２は、第１のチャンバ４に設けられており、オリフィス５０ 及び第１のチェック弁５２は、壁部３０に設けられており、端部分オリフィス６ ０及び端部分チェック弁６２は、端部分１４の閉止端３４に設けられており、突 出部オリフィス６６及び突出部チェック弁６８は、突出部１０の閉止端３８に設 けられている。 従って、第１の圧縮段階３２は、第１のチャンバ４の中でピストン１６と壁部 ３０との間に形成されており、第２の圧縮段階３６は、第２のチャンバ６の中で 壁部３０と端部分１４の閉止端３４との間に形成されており、第３の圧縮段階４ ０は、端部分１４の中で該端部分１４の閉止端３４と突出部１０の閉止端３８と の間に形成されている。 図１及び図２に示す実施例が作動する際には、３つの圧縮段階は、単一のロッ ド手段８によって駆動されるピストン１６及び端部分１４によって行われる。図 １を参照すると、ロッド手段８が、図面で見て右側へ駆動されると、第１の圧縮 段階３２及び第３の圧縮段階４０にあるガスが圧縮され、一方、第２の圧縮段階 ３６にあるガスは膨張する。第１の圧縮段階３２にある圧力が増大すると、第１ の圧縮段階３２にある圧縮ガスは、オリフィス５０及び第１のチェック弁５２を 通って、第２の圧縮段階３６に押し込まれる。端部分チェック弁６２は閉じたま まである。第３の圧縮段階４０において最終的な吐出圧まで圧縮されたガスは、 突出部チェック弁６８を通って突出部１０の通路７２の中に排出され、ハウジン グ２の第１の端部１２から出る。右方向のストロークの終端において、第１の圧 縮段階３２にあるガスの大部分は、第１の圧縮段階の圧力で第２の圧縮段階３６ の中へ搬送される。ロッド手段８が左側へ動くと、第１のチェック弁５２及び突 出部チェック弁６８は閉じる。第２の段階３６の圧力が第３の圧縮段階４０の圧 力よりも高くなるので、端部分チェック弁６２が開いて、第２の圧縮段階３６か ら第３の圧縮段階４０へガスが流れる。第１の圧縮段階３２は膨張し、図１に示 す実施例においては、吸入オリフィス４２、並びに、ピストン１６の導管及び弁 の組み合わせを介して、また、図２に示す実施例においては、吸入オリフィス４ ２及び吸入弁４４を介して、ガスを吸入する。左側へのストロークの終端におい て、第２の圧縮段階が完了し、第２の圧縮段階３６におけるガスは、端部分オリ フィス６０及び端部分チェック弁６２を介して、第３の圧縮段階４０へ搬送され る。このプロセスはその後繰り返される。 従って、ピストン１６が図面で見て左側へ動く際に、ある量のガスが、導管及 び弁７６の組み合わせ（図１）を介して、あるいは、吸入オリフィス４２（図２ ）を介して、第１のチャンバ４に入る。ピストン１６が右側へ動くと、ガスは圧 縮される。第１の圧縮段階３２における圧力が第２の圧縮段階３６における圧力 を超えると、第１のチェック弁５２が開いて、ガスはオリフィス５０を通ってハ ウジングの第２のチャンバ６に入る。第１の圧縮段階３２及び第２の圧縮段階３ ６におけるガスは共に、ロッド手段８が右側へ動く際にその合計の体積が減少し 続けるので、圧縮される。ロッド手段８及び端部分１４が次に左側へ動くと、第 １のチェック弁５２が閉じているので、上記ある量のガスが第２の圧縮段階３６ において再度圧縮される。第２の圧縮段階３６における圧力が第３の圧縮段階４ ０における圧力を超えると、端部分チェック弁６２が開いて、ガスは、端部分オ リフィス６０を通って第３の圧縮段階４０へ流れる。第２の圧縮段階３６及び第 ３の圧縮段階４０におけるガスは共に、ロッド手段８が左側へ引き続き動くので 、圧縮される。端部分１４がその後更に右側へ動くことにより、第３の圧縮段階 ４０におけるガスが圧縮される。ガスが第３の圧縮段階４０における選択された 圧力に到達すると、突出部チェック弁６８が開いて、圧縮されたガスは、突出部 オリフィス６６を通って、ＣＮＧ燃料タンク（図示せず）に連通している通路７ ２の中に排出される。 図３を参照すると、別の実施例のコンプレッサは、第１及び第２の円筒形のチ ャンバ４、６を有するハウジング２を備えており、これら円筒形のチャンバの端 部同士は、長手方向に整列されている。第２のチャンバ６は、第１のチャンバ４ よりも小さい内径を有している。第３の円筒形のチャンバ８０が更に設けられて おり、この第３の円筒形のチャンバ８０は、第２のチャンバ６の延長部を備えて いると共に、第２のチャンバ６よりも大きな内径を有している。第３のチャンバ ８０には、ハウジングの第１の端部１２に一致するその端部８２に、通路７２を 有していて内方に伸長している突出部１０が設けられており、上記通路は、突出 部１０の閉止端３８から第３のチャンバ８０の端部８２まで伸長している。 図３に示すコンプレッサの実施例は、第１のチャンバ４を通って第２のチャン バ６の中に伸長しているロッド８を備えている。ピストン１６は、ロッド８に固 定されていて、第１のチャンバ４の中で運動可能である。円筒形状の端部分１４ は、ロッド８に固定されていて、第２及び第３のチャンバ６、８０の中で運動可 能であり、上記端部分１４の一端部７４は開口している。突出部１０は、上記開 口端７４を通って突出部１４の中に伸長している。 端部分１４の開口端７４には、外方に伸長する環状フランジ８４が設けられて おり、該環状フランジの周部８６は、第３のチャンバ８０の内壁８８に係合して いる。 吸入オリフィス４２及び第１の吸入弁４４は、第１のチャンバの壁部４６の中 でピストン１６の第１の側部９０の側に設けられており、また、第２の吸入オリ フィス９２及び第２の吸入弁９４は、第１のチャンバの壁部４６の中でピストン １６の第２の側部９６の側に設けられている。オリフィス５０及び第１のチェッ ク弁５２は、第１及び第２のチャンバ４、６を分離している壁部３０に設けられ ている。端部分オリフィス６０及び端部分チェック弁６２は、端部分１４の閉止 端３４に設けられている。突出部オリフィス６６及び突出部チェック弁６８は、 突出部１０の閉止端３８に設けられている。図３に示す実施例は、更に、環状フ ランジ８４に設けられたフランジオリフィス１００及びフランジチェック弁１０ ２を備えている。 第１の移送導管１０４が、ピストン１６の第１の側部９６の側の第１のチャン バ４から環状フランジ８４と第３のチャンバ８０の端部との間の第３のチャンバ ８０まで伸長している。第２の移送導管１０６が、第３のチャンバ８０から該第 ３のチャンバの端部８２の付近の突出部通路７２まで伸長している。 従って、第１の第１圧縮段階３２は、第１のチャンバ４の中のピストン１６の 第２の側部９０の側に形成されている。図３に示す実施例は、復動型のコンプレ ッサであって、第１のチャンバ４の中のピストン１６の第１の側部の側に形成さ れている第２の第１圧縮段階１３２が設けられている。 上述の実施例と同様に、第１の第２圧縮段階３６が、端部分１４の壁部３０と 閉止端３４との間の第２のチャンバ６の部分の中に形成されている。図３に示す 復動型の実施例においては、第２の第２圧縮段階１３６が、環状フランジ８４と 第３のチャンバ８０の端部８２との間の第３のチャンバ８０の中に形成されてい る。 上述の実施例と同様に、第１の第３圧縮段階４０が、端部分１４の閉止端３４ と突出部１０の閉止端３８との間の端部分１４に形成されている。復動型の実施 例においては、第２の第３圧縮段階１４０が、端部分１４の側壁１４２と第３の チャンバ８０の内壁８８との間、及び、環状フランジ８４と第２及び第３のチャ ンバ６、８０の接続部の環状壁部１４４との間で、第３のチャンバ８０の中に形 成されている。 ある第１の量のガスが、図１及び図２に示す単動型のコンプレッサに関して上 に述べたのとほぼ同様な態様で、図３に示すコンプレッサを通過する。図３の実 施例の復動型の特徴は、別個の通路を通る第２の量のガスの処理を容易にする。 例えば、ピストン１６が右側へ移動して圧縮段階３２にあるガスを圧縮する間に 、第２の量のガスが、第２の吸入オリフィス９２及び吸入弁９４を通って、第２ の第１圧縮段階１３２へ移動する。第１の移送チェック弁１４６が、第１のチャ ンバ４の壁部の第１の移送オリフィス１４８に設けられており、上記第１の移送 チェック弁は、新しいガスが第２の第１圧縮段階に入る間に閉じた状態を維持す る。 ピストン１６がその後左側へ移動すると、上記第２の量のガスが圧縮される。 第２の第１圧縮段階１３２における圧力が、第２の第２圧縮段階１３６における 圧力を超すと、第１の移送チェック弁１４６が開き、ガスは、移送オリフィス１ ４８、移送導管１０４、及び、第２の移送オリフィス１５２の第２の移送チェッ ク弁１５０を通って、第２の第２圧縮段階１３６の中に流れる。圧縮段階１３２ 、１３６における圧力は、ロッド手段８が左側へ移動するので、上昇し続ける。 ロッド８がその後右側へ移動すると、端部分フランジ８４が右側へ移動し、第２ の移送チェック弁１５０が閉じているので、第２の第２圧縮段階１３６における ガスを圧縮する。第２の第２圧縮段階１３６における圧力が第３の第３圧縮段階 １ ４０における圧力を超すと、第２の第２圧縮段階１３６におけるガスがフランジ チェック弁１０２を開き、ガスは、フランジ８４のフランジオリフィス１００を 通って第２の第３圧縮段階１４０の中に流れる。 その後、端部分１４が左側へ移動すると、第２の移送導管１０６の吐出チェッ ク弁１５４が開くようになる選択された圧力になるまで、第２の第３圧縮段階１ ４０におけるガスを圧縮し、圧縮されたガスは、第２の第３圧縮段階１４０から 第２の移送導管１０６を通って突出部通路７２の中に流れ、上述の乗物のＣＮＧ 燃料タンクに連通している突出部１０の開口端から出る。 図４を参照すると、別の実施例の図示のコンプレッサは、４段型のコンプレッ サであって、このコンプレッサは、ハウジング２を備えている。このハウジング は、第１の圧縮段階３２を形成する円筒形の第１のチャンバ４と、該第１のチャ ンバ４から軸方向に伸長していると共に第１のチャンバ４の内径よりも小さい内 径を有していて、第２の圧縮段階３６を形成する円筒形の第２のチャンバ６と、 該第２のチャンバ６から軸方向に伸長していると共に第２のチャンバ６の直径よ りも小さい内径を有している円筒形の第３のチャンバ８０と、該第３のチャンバ ８０の中に伸長している円筒形で管状の突出部１０とを含んでいる。 ロッド８は、第１及び第２のチャンバ４、６を通って第３のチャンバ８０の中 に伸長している。ピストン１６は、ロッド８に固定されている。図４に示す４段 型の実施例においては、ピストン１６は、第１のチャンバ４の中で往復動可能に 設けられている第１のピストン部分１６０と、第２のチャンバ６の中で往復動可 能に設けられていると共に上記第１のピストン部分１６０よりも小さい直径を有 している第２のピストン部分１６２とを備えている。ロッド８は、第２のチャン バ６の端部７０を貫通しており、該端部７０は、この実施例においては、第２及 び第３のチャンバ６、８０の間の壁部を構成している。 図４を更に参照すると、ロッド８の端部開口型の円筒形の端部分１４は、ハウ ジングの第３のチャンバ８０の中で管状の突出部１０の周囲で往復動可能に設け られている。 ガス吸入オリフィス４２は、第１のチャンバ４の壁部４６に設けられており、 また、突出部通路７２は、ガス出口を備えている。第１圧縮段階１３２用の吸入 チェック弁１５５が、第１のピストン部分１６０を貫通している吸入通路１５６ に設けられている。第１のチェック弁５２は、第１のピストン部分１６０及び第 ２のピストン部分１６２を貫通している第２の通路１５８に設けられている。第 ２のチェック弁１６４が、第２のチャンバの壁部７０を貫通しているオリフィス １６６に設けられている。端部分チェック弁６２は、端部分１４の閉止端３４を 貫通している端部分オリフィス６０に設けられている。突出部チェック弁６８は 、突出部１０の閉止端３８の突出部オリフィス６６に設けられている。 上記構成により、第１の圧縮段階３２は、ハウジングの第２の端部壁１７２と 第１のピストン部分１６０の第１の側部９６との間に設けられており、第２の圧 縮段階３６は、第２のピストン部分１６２の第２の側部９０と第２及び第３のチ ャンバ６、８０の間の壁部７０との間に設けられており、第３の圧縮段階４０は 、壁部７０と端部分１４の閉止端３４との間の第３のチャンバ８０の中に設けら れており、第４の圧縮段階１８０は、端部分１４の閉止端３４と突出部１０の閉 止端３８との間の端部分１４に設けられている。 ある量のガスが、吸入オリフィス４２及び吸入通路１５６並びに吸入通路のチ ェック弁１５５を通って、第１のチャンバ４に入る。ピストン１６が図４で見て 左側へ移動すると、吸入通路のチェック弁１５５が閉じて、第１の圧縮段階３２ にあるガスが圧縮される。第１の圧縮段階３２における圧力が第２の圧縮段階３ ６における圧力を超すと、第１のチェック弁５２が開いて、ガスは、第２の通路 １５８を通って、第２のチャンバ６の中で膨張する第２の圧縮段階３６に入る。 その後ピストン１６が右側へ移動すると、第１のチェック弁５２が閉じているの で、第２の圧縮段階３６におけるガスは圧縮される。第３の圧縮段階４０におけ る圧力よりも高い圧力に達すると、オリフィス１６６の第２のチェック弁１６４ が開き、ガスは、第２のチャンバから第３のチャンバ８０及び第３の圧縮段階４ ０の中に流れる。 その後、端部分１４が左側へ移動すると、ガスの圧力により端部分チェック弁 ６２が開いてガスが端部分１４の中に流入できるようになるまで、第３の圧縮段 階４０におけるガスが圧縮される。端部分１４がその後右側へ移動することによ り、第４の圧縮段階１８０におけるガスが更に圧縮される。第４の圧縮段階１８ ０が吐出圧に達すると、突出部チェック弁６８が開き、第４の圧縮段階１８０か ら、突出部通路７２を通って、燃料供給を行っているＣＮＧタンクへガスが流れ る。 従って、唯一のピストンロッド、及び、単一のハウジングに形成された複数の 圧縮チャンバを備えていて、比較的簡単で信頼性があり且つ廉価な高圧ガスコン プレッサが提供される。 本発明は、上に開示した特定の構造及び／又は図面に示す特定の構造に決して 限定されるものではなく、請求の範囲に入る総ての変更例又は均等例を含むもの であることは理解されよう。 本発明を以上に説明したが、保護を受けようとする本発明の範囲は以下の請求 の範囲に記載されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ガスコンプレッサであって、 軸方向において整合されていて隣接する第１及び第２の円筒形のチャンバを画 成しており、前記第２のチャンバが前記第１のチャンバよりも小さい内径を有す るように構成されているハウジングと、 前記第１のチャンバを通って前記第２のチャンバの中に伸長しているロッド手 段と、 前記ハウジングの第１の端部から前記第２のチャンバの中に伸長している管状 の突出部と、 前記ロッド手段に固定されていると共に、前記第２のチャンバの中で前記突出 部の周囲で摺動可能に設けられている円筒形の端部分と、 前記ロッド手段に固定されていると共に、前記第１のチャンバの中で摺動可能 に設けられているピストンと、 前記第１のチャンバへのガスの流入を許容すると共に、前記第１のチャンバか ら前記第２のチャンバへ更に、該第２のチャンバから前記端部分の内部へガスを 搬送し、圧縮されたガスを前記端部分から前記突出部を通して排出するように構 成された導管手段とを備えることを特徴とするガスコンプレッサ。 ２． 請求項１のガスコンプレッサにおいて、前記ピストン、及び、前記第１ のチャンバを前記第２のチャンバから分離する壁部が、前記第１のチャンバの中 に第１の圧縮段階を画成し、また、前記壁部、及び、前記端部分の閉止端が、前 記第２のチャンバの中に第２の圧縮段階を画成し、更に、前記端部分の前記閉止 端、及び、前記突出部の閉止端が、第３の圧縮段階を画成するように構成された ことを特徴とするガスコンプレッサ。 ３． 請求項２のガスコンプレッサにおいて、前記第１のチャンバへのガスの 流入を許容する前記導管手段は、前記第１のチャンバを前記第２のチャンバから 分離する前記壁部で付近の前記第１のチャンバの壁部に設けられている吸入オリ フィスと、該吸入オリフィスに設けられている吸入弁とを備えていることを特徴 とするガスコンプレッサ。 ４． 請求項３のガスコンプレッサにおいて、前記第１のチャンバから前記第 ２のチャンバへガスを搬送する前記導管手段は、前記第１のチャンバを前記第２ のチャンバから分離する前記壁部に設けられたオリフィスと、前記第１のチャン バを前記第２のチャンバから分離する前記壁部に設けられた前記オリフィスに位 置する第１のチェック弁とを備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ５． 請求項４のガスコンプレッサにおいて、前記第２のチャンバから前記端 部分の内部へガスを搬送する前記導管手段は、前記端部分の前記閉止端に設けら れる端部分オリフィスと、該端部分オリフィスに設けられた端部分チェック弁と を備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ６． 請求項５のガスコンプレッサにおいて、前記端部分から前記突出部を通 してガスを排出する前記導管手段は、前記突出部の前記閉止端に設けられる突出 部オリフィスと、前記突出部オリフィスに設けられる突出部チェック弁とを備え ており、前記突出部は、前記ハウジングの前記端部に開口されていることを特徴 とするガスコンプレッサ。 ７． 請求項６のガスコンプレッサにおいて、前記ピストン、及び、前記ハウ ジングの第２の端部は、前記第１のチャンバの中に第２の第１圧縮段階を画成す るように構成されていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ８． 請求項７のガスコンプレッサにおいて、前記第２のチャンバは段部を有 していて、前記第１のチャンバに隣接する第２のチャンバの第１の部分と、前記 ハウジングの第１の端部に隣接する第２のチャンバの第２の部分とを形成してお り、前記第２のチャンバの第２の部分は、前記第２のチャンバの第１の部分より も大きな内径を有するように構成されていることを特徴とするガスコンプレッサ 。 ９． 請求項８のガスコンプレッサにおいて、前記端部分の前記開口端には、 外方に伸長する環状フランジが設けられており、該環状フランジの縁部は、前記 第２のチャンバの第２の部分の内壁に摺動的に係合しており、前記環状フランジ 及び前記ハウジングの第１の端部壁は、第２の圧縮段階の第２のチャンバを画成 するように構成されていることを特徴とするガスコンプレッサ。 １０． 請求項９のガスコンプレッサにおいて、前記端部分フランジ、及び、前 記第２のチャンバを前記第１及び第２の部分に分割する環状壁は、前記第２のチ ャンバの第２の部分の中に第２の第３圧縮段階を画成するように構成されている ことを特徴とするガスコンプレッサ。 １１． 請求項１０のガスコンプレッサにおいて、前記第１のチャンバへのガス の流入を許容する前記導管手段は、更に、前記ハウジングの前記第２の端部壁の 付近の前記第１のチャンバの前記壁部に位置する第２の吸入オリフィスに設けら れる第２の吸入弁を備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 １２． 請求項１１のガスコンプレッサにおいて、前記第１のチャンバから前記 第２のチャンバへガスを搬送する前記導管手段は、更に、前記ハウジングの外部 に設けられていて、前記第２の第１圧縮段階及び前記第２の第２圧縮段階を接続 する移送導管を備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 １３． 請求項１２のガスコンプレッサにおいて、更に、前記第２の第２圧縮段 階から前記第２の第３圧縮段階へガスを搬送する導管手段と、前記環状フランジ を貫通するフランジオリフィスに設けられるフランジチェック弁とを備えている ことを特徴とするガスコンプレッサ。 １４． 請求項１３のガスコンプレッサにおいて、更に、前記第２のチャンバを 分割する前記壁部付近の前記第２の第３圧縮段階から前記管状の突出部の内部ま で伸長していて、当該ガスコンプレッサからガスを排出する導管を備えているこ とを特徴とするガスコンプレッサ。 １５． 請求項１のガスコンプレッサにおいて、前記ハウジングは、前記第１及 び第２のチャンバを画成すると共に、これら第１及び第２のチャンバに整合され た第３のチャンバを画成しており、前記ピストンは、段部を有していて、前記第 １のチャンバの中に設けられる第１のピストン部分と、前記第２のチャンバの中 に設けられる第２のピストン部分とを形成しており、該第２のピストン部分は、 前記第１のピストン部分よりも小さい直径を有していることを特徴とするガスコ ンプレッサ。 １６． 請求項１５のガスコンプレッサにおいて、前記第１のピストン部分、及 び、前記ハウジングの第２の端部は、前記第１のチャンバの中でその間に第１の 圧縮段階を画成していることを特徴とするガスコンプレッサ。 １７． 請求項１６のガスコンプレッサにおいて、前記第２のピストン部分、及 び、前記第２及び第３のチャンバの間の壁部は、前記第２のチャンバの中でその 間に第２の圧縮段階を画成していることを特徴とするガスコンプレッサ。 １８． 請求項１７のガスコンプレッサにおいて、前記第２及び第３のチャンバ の間の前記壁部、及び、前記端部分の閉止端は、前記第３のチャンバの中に第３ の圧縮段階を画成していることを特徴とするガスコンプレッサ。 １９． 請求項１８のガスコンプレッサにおいて、前記端部分の前記閉止端、及 び、前記突出部の閉止端は、前記端部分の中に第４の圧縮段階を画成しているこ とを特徴とするガスコンプレッサ。 ２０． 請求項１９のガスコンプレッサにおいて、前記第１のチャンバへのガス の流入を許容する前記導管手段は、前記第１のチャンバの壁部に設けられる吸入 オリフィスと、前記第１のピストン部分を貫通する吸入通路と、該吸入通路の中 に設けられる吸入通路チェック弁とを備えていることを特徴とするガスコンプレ ッサ。 ２１． 請求項２０のガスコンプレッサにおいて、更に、前記第１及び第２のピ ストン部分を貫通していて前記第１及び第２の圧縮段階を接続する第２の通路と 、該第２の通路の中に設けられる第１のチェック弁とを備えていることを特徴と するガスコンプレッサ。 ２２． 請求項２１のガスコンプレッサにおいて、前記第２のチャンバから前記 第３のチャンバへガスを搬送する前記導管手段は、前記第２及び第３のチャンバ の間の前記壁部に設けられるオリフィスと、前記第２及び第３のチャンバの間の 前記オリフィスの中に設けられる第２のチェック弁とを備えていることを特徴と するガスコンプレッサ。 ２３． 請求項２２のガスコンプレッサにおいて、前記第３のチャンバから前記 端部分の内部へガスを搬送する前記導管手段は、前記端部分の前記閉止端を貫通 する端部分オリフィスと、該端部分オリフィスの中に設けられる端部分チェック 弁とを備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ２４． 請求項２３のガスコンプレッサにおいて、前記端部分から圧縮ガスを排 出する前記導管手段は、突出部オリフィスと、該突出部オリフィスの中に設けら れた突出部チェック弁とを備えていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ２５． ガスコンプレッサであって、 円筒形の第１のチャンバ及び円筒形の第２のチャンバを有していて、前記第１ 及び第２の円筒形のチャンバの端部は長手方向において整合され、前記第２のチ ャンバは、前記第１のチャンバよりも小さい内径を有し、前記第２のチャンバは 、内方に伸長する突出部をその一端部に有し、該突出部は、該突出部の閉止端か ら前記第２のチャンバの前記一端部まで伸長する通路を有するように構成されて いるハウジングと、 前記第１のチャンバを通って前記第２のチャンバの中に伸長するロッド手段と 、 前記ロッド手段に固定されていると共に前記第１のチャンバの中で運動可能で あるピストンと、 前記ロッド手段に固定されていると共に前記第２のチャンバの中で運動可能で あり、一端部が開口されていて前記突出部がその中に伸長するように構成されて いる円筒形の端部分と、 前記第１のチャンバの中に設けられているガス吸入手段と、 前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離する壁部に設けられている オリフィス及び第１のチェック弁と、 前記端部分の閉止端に設けられているオリフィス及び第２のチェック弁と、 前記突出部の前記閉止端に設けられているオリフィス及び第３のチェック弁と を備えており、 前記第１のチャンバの中の前記ピストンと前記壁部との間には第１の圧縮段階 が形成されており、 前記第２のチャンバの中の前記壁部と前記端部分の前記閉止端との間には第２ の圧縮段階が形成されており、 前記端部分の中の該端部分の前記閉止端と前記突出部の閉止端との間には第３ の圧縮段階が形成されていることを特徴とするガスコンプレッサ。 ２６． ガスコンプレッサであって、 第１の円筒形のチャンバ、第２の円筒形のチャンバ、及び、前記第２のチャン バの延長部を構成する第３の円筒形のチャンバを有していて、前記第１及び第２ の円筒形のチャンバの端部は長手方向に整合され、前記第２のチャンバは、前記 第１のチャンバよりも小さい内径を有し、前記第３のチャンバは、前記第２のチ ャンバよりも大きな内径を有し、前記第３のチャンバは、その一端部に、内方に 伸長する突出部を有し、該突出部は、該突出部の閉止端から前記第３のチャンバ の前記一端部まで伸長している通路を有するように構成されたハウジングと、 前記第１のチャンバを通って前記第２のチャンバの中に伸長するロッドと、 該ロッドに固定されていると共に前記第１のチャンバの中で運動可能なピスト ンと、 前記ロッドに固定されていると共に前記第２及び第３のチャンバの中で運動可 能であり、前記突出部がその中に伸長するようにその一端部が開口されており、 その開口端には外方に伸長する環状フランジを有しており、該環状フランジの周 部が前記第３のチャンバの内壁に係合するように構成されている円筒形の端部分 と、 前記第１のチャンバの前記ピストンの第２の側部の側に設けられている第１の 吸入オリフィス及び第１の吸入弁と、 前記第１のチャンバの前記ピストンの第１の側部の側に設けられている第２の 吸入オリフィス及び第２の吸入弁と、 前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバを分離する壁部に設けられている オリフィス及び第１のチェック弁と、 前記端部分の閉止端に設けられているオリフィス及び第２のチェック弁と、 前記突出部の前記閉止端に設けられているオリフィス及び第３のチェック弁と 、 前記環状フランジに設けられているフランジオリフィス及びフランジチェック 弁と、 前記ピストンの前記第１の側部の側の前記第１のチャンバから前記環状フラン ジと前記第３のチャンバの前記端部との間の前記第３のチャンバまで伸長する第 １の移送導管と、 前記第３のチャンバから前記第３のチャンバの前記一端部付近の前記突出部の 通路まで伸長する第２の移送導管とを備えており、 これにより、 前記ピストンの前記第２の側部の側の前記第１のチャンバの中に第１の第１圧 縮段階が形成され、 前記ピストンの前記第１の側部の側の前記第１のチャンバの中に第２の第１圧 縮段階が形成され、 前記端部分の前記壁部と前記閉止端との間の前記第２のチャンバの中に第１の 第２圧縮段階が形成され、 前記環状フランジと前記第３のチャンバの前記一端部との間の前記第３のチャ ンバの中に第２の第２圧縮段階が形成され、 前記端部分の前記閉止端と前記突出部の前記閉止端との間の前記端部分の中に 第１の第３圧縮段階が形成され、 前記端部分の側壁と前記第３のチャンバの前記内壁との間で且つ前記環状フラ ンジと前記第２及び第３のチャンバの接合部にある環状壁部との間の前記第３の チャンバの中に第２の第３圧縮段階が形成されていることを特徴とするガスコン プレッサ。 ２７． ガスコンプレッサであって、 第１の圧縮段階を画成する円筒形状の第１のチャンバ、該第１のチャンバから 軸方向に伸長する円筒形の第２のチャンバ、該第２のチャンバから軸方向に伸長 する円筒形の第３のチャンバ、及び、該第３のチャンバの中に伸長している円筒 形の突出部を含んでいて、前記第２のチャンバは、前記第１のチャンバの内径よ りも小さい内径を有すると共に第２の圧縮段階を画成し、前記第３のチャンバは 、前記第２のチャンバの内径よりも小さい内径を有するように構成されているハ ウジングと、 前記第１及び第２のチャンバを通って前記第３のチャンバの中に伸長するロッ ドと、 前記第１のチャンバの中で往復動可能に設けられている第１のピストン部分、 及び、前記第２のチャンバの中で往復動可能に設けられていると共に前記第１の ピストン部分よりも小さい直径を有している第２のピストン部分を含んでおり、 前記ロッドが前記ハウジングの前記第２及び第３のチャンバの間の壁部を通過す るように構成されているピストンと、 前記ハウジングの前記第３のチャンバの中で前記突出部の周囲で往復動可能に 設けられている円筒形で開口端を有する前記ロッドの端部分と、 前記ハウジングの前記第１のチャンバの壁部に設けられるガス入口オリフィス 、及び、前記突出部を貫通するガス出口と、 前記第１のピストン部分の第１の通路に設けられている第１のチェック弁、前 記第１及び第２のピストン部分を貫通する第２の通路に設けられている第２のチ ェック弁、前記壁部を通る導管に設けられている導管の第３のチェック弁、前記 端部分の開口端から離れた前記端部分の閉止端を貫通する導管に設けられている 端部分チェック弁、及び、ハウジングの第１の端部から離れた前記突出部の閉止 端の突出部導管に設けられている突出部チェック弁とを備えており、 これにより、前記第１の圧縮段階が、前記ハウジングの第２の端部壁と前記第 １のピストン部分の表面との間に形成され、前記第２の圧縮段階が、前記第２の ピストン部分の端部壁と前記第２及び第３のチャンバの間の前記壁部との間に形 成され、第３の圧縮段階が、前記第３のチャンバの中で前記壁部と前記端部分の 前記端部との間に形成され、第４の圧縮段階が、前記端部分の中で該端部分の前 記閉止端と前記突出部の前記閉止端との間に形成されることを特徴とするガスコ ンプレッサ。