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公開番号2025088258
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202842
出願日2023-11-30
発明の名称ガス圧縮機
出願人日本ピストンリング株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類F04B 39/00 20060101AFI20250604BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ピストンリングとシリンダ内面との摩擦によるピストンリングの摩耗や破損等を低減し、優れた性能を保持できるとともに、耐久性を向上させることができるガス圧縮機を提供する。
【解決手段】ガスを圧縮するガス圧縮機は、シリンダと、シリンダ内に挿入され、シリンダ内のガスを圧縮するピストンと、ピストンとシリンダとの間に配置された円環状の複数のピストンリングからなるピストンリング群14と、を有する。複数のピストンリングには、それぞれ、合口部23a、23b、23c、23d、23eが形成されている。シリンダ内のガスが圧縮される方向を前方側とし、前方側に対して相反する方向を後方側とする場合に、最も前方側に位置する第1ピストンリング13aの合口隙間Waは、第1ピストンリング13aよりも後方側に位置する任意の第2ピストンリング13bの合口隙間よりも大きい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスを圧縮するガス圧縮機であって、
シリンダと、
前記シリンダ内に挿入され、前記シリンダ内のガスを圧縮するピストンと、
前記ピストンと前記シリンダとの間に配置された円環状の複数のピストンリングからなるピストンリング群と、
前記ピストンを前記シリンダ及び前記ピストンの軸方向に移動させる駆動装置と、
を有し、
前記複数のピストンリングには、それぞれ、一部が開口して合口部が形成されており、
前記シリンダ内において圧縮されるガスが位置する方向を前方側とし、前記前方側に対して相反する方向を後方側とする場合に、
最も前方側に位置する第１ピストンリングの合口隙間は、前記第１ピストンリングよりも後方側に位置する任意の第２ピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、ガス圧縮機。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第１ピストンリングの合口隙間は、他の全てのピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のガス圧縮機。
【請求項３】
前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングの合口隙間は、他の全てのピストンリングの合口隙間よりも小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス圧縮機。
【請求項４】
前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングを除く任意の１つのピストンリングを第ｎピストンリングとし、前記第ｎピストンリングよりも後方側に位置する任意のピストンリングを第（ｎ＋１）ピストンリングとする場合に、前記第ｎピストンリングの合口隙間は、前記第（ｎ＋１）ピストンリングの合口隙間と同一であるか、又は大きいことを特徴とする、請求項１に記載のガス圧縮機。
【請求項５】
前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングを除く任意の１つのピストンリングを第ｎピストンリングとし、前記第ｎピストンリングよりも後方側に位置する任意のピストンリングを第（ｎ＋１）ピストンリングとする場合に、前記第ｎピストンリングの合口隙間は、前記第（ｎ＋１）ピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のガス圧縮機。
【請求項６】
前記ピストンリング群は、（ｎ＋１）つのピストンリングからなり、前記第１ピストンリングから前記第ｎピストンリングまでの全てのピストンリングの合口隙間は、それぞれ、それよりも後方側に位置する全てのピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、請求項４又は５に記載のガス圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガス等の気体を圧縮するためのガス圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化や大気汚染への影響を考慮し、燃料電池自動車（ＦＣＶ：ＦｕｅｌＣｅｌｌＶｅｈｉｃｌｅ）の利用が拡大している。これに伴って、燃料電池自動車の燃料となる水素を補給する水素ステーションについての需要も高まっている。水素ステーションでは、ガス圧縮機によって圧縮された水素を、ディスペンサを介して燃料電池自動車に供給することができる。
【０００３】
ガス圧縮機においては、シリンダ内に挿入されたピストンを往復運動させることにより、シリンダ内の容積を小さくし、気体を圧縮させている。ピストンの外周面には、圧縮される気体の漏れを防止するためのピストンリングが装着されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、被摺動部材に対して相対的に摺動する樹脂製のリング状の第１摺動部材（ピストンリング）を備えたガス圧縮機が提案されている。上記ガス圧縮機において、第１摺動部材及び被摺動部材の両方の摺動面に非晶質炭素膜が形成されており、摺動面において、非晶質炭素膜の表面部分における炭素の含有量が、表面部分より内側の部分の炭素の含有量に比べて多くなるように構成されている。このように、摺動部材及び被摺動部材の摺動面に特定の膜を形成することにより、摺動部材の摩耗による交換寿命を伸ばすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１１２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧縮機によって圧縮される気体の圧力が高くなるほど、ピストンリングとシリンダの内壁面との摩擦は大きくなるため、上記特許文献１に記載のガス圧縮機のように、摺動面に膜を形成するのみでは、要求される耐久性を満足できないことがある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ピストンリングとシリンダ内面との摩擦によるピストンリングの摩耗や破損等を低減し、優れた性能を保持できるとともに、耐久性を向上させることができるガス圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記（１）の構成からなる。
（１）ガスを圧縮するガス圧縮機であって、
シリンダと、
前記シリンダ内に挿入され、前記シリンダ内のガスを圧縮するピストンと、
前記ピストンと前記シリンダとの間に配置された円環状の複数のピストンリングからなるピストンリング群と、
前記ピストンを前記シリンダ及び前記ピストンの軸方向に移動させる駆動装置と、
を有し、
前記複数のピストンリングには、それぞれ、一部が開口して合口部が形成されており、
前記シリンダ内において圧縮されるガスが位置する方向を前方側とし、前記前方側に対して相反する方向を後方側とする場合に、
最も前方側に位置する第１ピストンリングの合口隙間は、前記第１ピストンリングよりも後方側に位置する任意の第２ピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、ガス圧縮機。
【０００９】
また、本発明に係る好ましい実施形態は、下記（２）～（６）の構成からなる。
（２）前記第１ピストンリングの合口隙間は、他の全てのピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、（１）に記載のガス圧縮機。
（３）前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングの合口隙間は、他の全てのピストンリングの合口隙間よりも小さいことを特徴とする、（１）又は（２）に記載のガス圧縮機。
（４）前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングを除く任意の１つのピストンリングを第ｎピストンリングとし、前記第ｎピストンリングよりも後方側に位置する任意のピストンリングを第（ｎ＋１）ピストンリングとする場合に、前記第ｎピストンリングの合口隙間は、前記第（ｎ＋１）ピストンリングの合口隙間と同一であるか、又は大きいことを特徴とする、（１）～（３）のいずれか１つに記載のガス圧縮機。
（５）前記複数のピストンリングのうち、最も後方側に位置するピストンリングを除く任意の１つのピストンリングを第ｎピストンリングとし、前記第ｎピストンリングよりも後方側に位置する任意のピストンリングを第（ｎ＋１）ピストンリングとする場合に、前記第ｎピストンリングの合口隙間は、前記第（ｎ＋１）ピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、（１）～（３）のいずれか１つに記載のガス圧縮機。
（６）前記ピストンリング群は、（ｎ＋１）つのピストンリングからなり、前記第１ピストンリングから前記第ｎピストンリングまでの全てのピストンリングの合口隙間は、それぞれ、それよりも後方側に位置する全てのピストンリングの合口隙間よりも大きいことを特徴とする、（１）～（５）のいずれか１つに記載のガス圧縮機。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピストンリングの摩耗や破損等を低減し、優れた性能を保持できるとともに、耐久性を向上させることができるガス圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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