特表 2022-526775 往復運動機械のための完全作動弁及びそれを含む往復運動機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-26

(54)【発明の名称】往復運動機械のための完全作動弁及びそれを含む往復運動機械

(51)【国際特許分類】

   F16K 41/02 20060101AFI20220519BHJP

   F04B 39/10 20060101ALI20220519BHJP

   F16K 1/32 20060101ALI20220519BHJP

【ＦＩ】

F16K41/02

F04B39/10 A

F16K1/32 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021557144

(86)(22)【出願日】2020-04-01

(85)【翻訳文提出日】2021-11-22

(86)【国際出願番号】 EP2020025156

(87)【国際公開番号】W WO2020200524

(87)【国際公開日】2020-10-08

(31)【優先権主張番号】102019000004978

(32)【優先日】2019-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517029381

【氏名又は名称】ヌオーヴォ・ピニォーネ・テクノロジー・ソチエタ・レスポンサビリタ・リミタータ

【氏名又は名称原語表記】Ｎｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｔｅｃｎｏｌｏｇｉｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】カッパーニ、アレシオ

(72)【発明者】

【氏名】マクルーア、ダグラス エム

(72)【発明者】

【氏名】プッチネッリ、フェデリコ

(72)【発明者】

【氏名】マレシ、リッカルド

(72)【発明者】

【氏名】ウェイマイヤー、ステファン ジェイ

【テーマコード（参考）】

3H003

3H052

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H003AA02

3H003AB07

3H003AD01

3H003AD03

3H003CC04

3H003CC06

3H052AA01

3H052BA02

3H052CD09

3H052EA16

3H066AA01

3H066DA01

(57)【要約】

【解決手段】 往復運動機械のための弁を開示する。弁は、中に流れ開口を備えたシートを含む。弁閉鎖部材は流れ開口を選択的に開閉するためにシートと協働するように適合されている。ケージは、シートに接続され、弁閉鎖部材の作動ステムが摺動的に係合及び案内されるガイドを形成する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

往復運動機械のための弁であって、
中に流れ開口を備えるシートと、
前記開口を選択的に開閉するために前記シートと協働するように適合された弁閉鎖部材と、
前記シートに一体的に結合されたケージと、
前記ケージと結合されたカバーと、を備え、
前記弁閉鎖部材が、前記ケージに一体的に接続され、かつ前記カバーを通って延在しているガイド内に摺動的に配設された作動ステムを備え、封止装置が、前記ガイド内に収容され、前記封止装置が、前記作動ステムと協働して、前記作動ステムに沿ったガス漏れを防止又は制限する、弁。

【請求項2】

前記カバー及び前記ケージが、単一部分としてモノリシックに形成されている、請求項１に記載の弁。

【請求項3】

前記ガイドが、管形状を有する、請求項１又は２に記載の弁。

【請求項4】

前記ケージが、前記カバーと前記シートとの間に延在している複数のポストを備え、前記ポストが、流路を画定する、請求項１～３のいずれか一項に記載の弁。

【請求項5】

前記封止装置が、係止部材によって前記カバー及び／又は前記ガイドに係止され、前記作動ステムが、前記係止部材を通って延在している、少なくとも請求項２に従属するときに、請求項１～４のいずれか一項に記載の弁。

【請求項6】

前記封止装置からのガス漏れを回収するように適合された、ガス回収ダクトを更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の弁。

【請求項7】

前記作動ステムが、前記シートを通って延在している、請求項１～６のいずれか一項に記載の弁。

【請求項8】

前記ガイドが、前記ケージとの単一部分としてモノリシックに形成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の弁。

【請求項9】

前記シートが、前記ケージとの単一部分としてモノリシックに形成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の弁。

【請求項10】

ガードを更に備え、前記弁閉鎖部材が、前記シートと前記ガードとの間に配設されて、それらの間を移動するように適合されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の弁。

【請求項11】

前記シートが、交換可能なシートプレートを有し、前記弁閉鎖部材は、前記弁閉鎖部材が弁閉鎖位置にあるときに、前記交換可能なシートプレートに接触するように配設されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の弁。

【請求項12】

吸引弁として、又は吐出弁として構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の弁。

【請求項13】

往復運動圧縮機であって、
シリンダと、
前記シリンダ内を往復移動可能に配設されたピストンであって、前記シリンダ及び前記ピストンが、少なくとも１つの圧縮チャンバを形成している、ピストンと、
前記圧縮チャンバに流体結合された少なくとも１つの吸引弁と、
前記圧縮チャンバに流体結合された少なくとも１つの吐出弁と、を備え、
前記吸引弁及び吐出弁のうちの少なくとも１つが、請求項１～１２のいずれか一項に従って構成されている、往復運動圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される実施形態は、概して、往復運動機械のための、特に往復運動圧縮機のための作動弁に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮機は、圧縮性流体の圧力を増加させるために使用される機械であり、圧縮機の使用は、いくつかの技術分野で、その中でも特に石油及びガス産業の間で普及している。

【0003】

圧縮機は、２つの主カテゴリ、すなわち動的圧縮機及び容積式圧縮機に分類され得る。動的圧縮機では、ガスは、インペラ又はブレード付きホイールなどの回転要素から、圧縮されているガスへと運動エネルギーを伝達することによって圧縮される。次いで、ガスを減速することによって、ガスの運動エネルギーを圧力に変換する。典型的な動的圧縮機は、遠心圧縮機及び軸流圧縮機である。容積式圧縮機では、ガス圧力は、ガスを容積内に閉じ込めて、容積を低減させることによって増加する。例示的な容積式圧縮機は、ねじ圧縮機、ベーン圧縮機、及び往復運動圧縮機である。

【0004】

往復運動圧縮機は、シリンダと、シリンダ内を往復移動するようにシリンダ内に摺動的に配設されたピストンと、を備える。ピストン及びシリンダは、シングル又はダブル圧縮チャンバを形成する。シングル圧縮チャンバが形成されている場合、往復運動圧縮機は、単動往復運動圧縮機と称される。２つの圧縮チャンバがシリンダ及びピストンによって画定されている場合、圧縮機は、複動往復運動圧縮機と称される。各圧縮チャンバは、吸引ダクト又は吸引プリナムに流体結合されて、そこから圧縮性流体を吸入し、中の加圧流体を吐出ダクト又は吐出プレナムへ吐出する。

【0005】

各圧縮チャンバは、吸引ダクト又は吸引プリナムと流体連通する圧縮チャンバを選択的に配置するように適合された少なくとも１つの吸引弁を備える。各圧縮チャンバは、放出ダクト又は放出プレナムと流体連通する圧縮チャンバを選択的に配置するように適合された少なくとも１つの放出弁を更に備える。

【0006】

通常、往復運動圧縮機は、自動吸引弁及び自動放出弁を使用する。自動弁では、弁閉鎖部材は、１つ以上のコイルスプリングなどの弾性部材によって閉鎖位置に付勢される。弁は、閉鎖部材の両側に作用する流体圧力の差が、弾性部材によって印加される弾発力に打ち勝ったときに開く。

【0007】

いくつかの実施形態では、圧縮サイクルの吸引段階、圧縮段階、及び放出段階のより良好な制御のために、往復運動圧縮機のための弁は、閉鎖部材をアクチュエータに接続することによって作動される。このようにして、弁の開放及び閉鎖は、少なくとも圧縮サイクルの一部の間、弁にわたる圧力差に関係なく制御することができる。往復運動圧縮機の作動弁の例示的な実施形態は、米国特許出願公開第２０１３／０１６０６４１号及び同第２００７／０２７２８９０号に開示されている。作動弁は、例えば吸引弁として使用される。吸引弁のアクチュエータは、圧縮段階中に少なくとも瞬間的に弁が開放状態に維持されるように、吸引弁に作用することができる。この制御は、往復運動圧縮機の流量を調節するために使用される。ピストンの圧縮行程の一部分の間、吸引弁が開放位置に付勢され、それにより、圧縮チャンバ内に収集された流体の一部が、吸引ダクト又は吸引プリナムを通って逆に流れ、各圧縮サイクルにおいて圧縮されたガスの量が低減される。したがって、圧縮機の流量を調節することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来技術の作動弁は、煩雑で、正しく動作しない傾向があり得る。

【0009】

したがって、弁の全体的な効率を向上させるための、又はより一般的には、従来技術の弁の欠点のうちの１つ以上を排除する、若しくは軽減するための、往復運動機械のための作動弁の改善が歓迎されるであろう。

【0010】

一態様によれば、本開示は、中に流れ開口を備えたシートを備える、往復運動機械のための弁に関する。弁は、当該開口を選択的に開閉するためにシートと協働するように適合された弁閉鎖部材を更に含む。ケージは、当該シートに一体的に結合される。いくつかの実施形態では、ケージ及びシートは、例えば付加製造によって、同一の製造工程で単一体としてモノリシックに形成される。他の実施形態では、ケージ及びシートは、別個に製造し、その後に互いに堅固に接続して、一体的な本体、すなわち剛性構成要素を形成することができる。

【0011】

いくつかの実施形態では、弁閉鎖部材は、ケージに一体的に接続されたガイド内に摺動的に配設された作動ステムを備える。ガイドは、管の形態とすることができ、すなわち管状ガイドとすることができる。

【0012】

特に有利な実施形態では、ガイド及びケージは、例えば付加製造による単一の製造工程で、単一のモノリシック体として製造することができる。あまり有利でない実施形態では、ガイド及びケージは、別個に製造して、その後に、単一の一体的な本体に結合することができる。

【0013】

いくつかの実施形態では、ガイド及びシートは、単一の製造工程で、例えば付加製造によって、一体的かつモノリシックに製造することができる。他の実施形態では、ガイド及びシートは、別個に製造し、次いで、後続の結合によって単一の一体部品にすることができる。

【0014】

弁は、ケージと結合されたカバーを更に備えることができる。弁閉鎖部材の作動ステムは、カバーを通って延在させることができ、それにより、ステムの遠位端、すなわちその閉鎖プレートの反対側の端部は、往復運動機械の外側及びカバーの外側に配設された弁アクチュエータに接続するようにアクセス可能である。

【0015】

特に有利な実施形態では、弁は、ガイド内に収容され、作動ステムと協働して、弁閉鎖部材の作動ステムに沿ったガス漏れを防止又は制限するための、封止装置を備えることができる。

【0016】

いくつかの実施形態では、特に弁が吸引弁である場合、作動ステムは、シートを通って延在している。

【0017】

弁が吸引弁として設計されている場合は、ガードを更に備え得る。次いで、弁閉鎖部材は、シートとガードとの間に配設して、弁閉鎖位置から弁開放位置へとそれらの間を移動するように適合させることができる。

【0018】

弁のシートは、例えば、金属で作製された、又はいくつかの特に有利な実施形態ではポリマー材料で作製された、交換可能なシートプレートを有することができる。交換可能なシートプレートは、弁閉鎖部材に面したシート側に位置し、それにより、この後者は、弁閉鎖部材が弁閉鎖位置にあるときに、交換可能なシートプレートに接触するように配設されている。

【0019】

別の態様によれば、本明細書では、シリンダと、シリンダ内に配設され、シリンダ内を往復移動するピストンと、を備える、往復運動機械、具体的には往復運動圧縮機が開示される。シリンダ及びピストンは、複動往復運動圧縮機の少なくとも１つの圧縮チャンバ、又は好ましくは２つの圧縮チャンバを形成する。往復運動機械は、少なくとも１つの吸引弁と、少なくとも１つの吐出弁と、を更に含み、どちらも圧縮チャンバに流体結合されている。当該弁のうちの少なくとも１つは、上で説明したように設計されている。

【0020】

本開示による弁及び往復運動機械の更なる特徴及び実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載されており、添付図面を参照しながら、ここでより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

本発明の開示された実施形態、及びその付随する利点の多くのより完全な理解は、添付図面と関連して考慮されるときに、以下の詳細な説明を参照することによって、より良く理解されるように、容易に取得されるであろう。

【図1】図１は、本開示による、作動弁を含む例示的な複動往復運動圧縮機の断面図を示す。

【図2】図２は、開放吸引弁の側面図を示す。

【図2A】図２Ａは、図２の線ＩＩＡ－ＩＩＡによる、平面図である。

【図3】図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩによる、断面図を示す。

【図4】図４は、図１及び図２の弁の弁閉鎖部材を示す。

【図5】図５は、図２及び図３の吸引弁及び関連するアクチュエータが装着された圧縮機シリンダの詳細を示す。

【図6】図６は、本開示の更なる実施形態による吸引弁の断面図を示す。

【図7】図７は、本開示による放出弁の断面図を示す。

【図8】図８は、吸引弁の更なる実施形態の断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

往復運動機械のための新規かつ有用な作動弁が開発されており、本明細書に開示される。新規な弁は、特に吸引弁として有用であり、かつ往復運動圧縮機の放出弁として有用であり得る。弁は、ケージと、弁閉鎖部材、すなわちシャッタと、を含む。弁閉鎖部材は、制御アクチュエータに駆動結合されるように適合されている。弁閉鎖部材は、弁のケージと一体的に形成されたガイド内を案内される作動ステムを有する。したがって、弁閉鎖部材の効率的な案内が得られる。以下、例示的な実施形態のいくつかの追加的な特徴、及びその関連する利点を、添付図面を参照しながら、より詳細に説明する。

【0023】

以下の説明では、往復運動圧縮機弁の実施形態を説明する。しかしながら、当業者は、本明細書に開示される作動弁はまた、他の往復運動機械においても有利に使用することができることを理解するであろう。

【0024】

図１は、複動往復運動圧縮機１を概略的に示す。往復運動圧縮機１は、シリンダ３と、シリンダ３内に配設され、圧縮機の使用中にシリンダ内を往復移動するように適合されたピストン５と、を備える。ピストン５及びシリンダ３は、圧縮されるガス状流体が周期的に吸入及び圧縮される、２つの圧縮機チャンバ７Ａ、７Ｂを形成する。ドライバ（図示せず）に駆動結合されたクランクシャフト９は、ピストン５に運動を伝達する。クランクシャフト９の回転運動は、接続ロッド１１、及びピストンロッド１５によってピストン５に接続されたクロスヘッド１３によって、往復並進運動に変換される。

【0025】

各圧縮チャンバ７Ａ、７Ｂには、それぞれ、少なくとも１つの吸引弁２１と、１つの吐出弁又は放出弁２３が提供されている。吸引弁２１は、吸引プリナム２５に流体結合することができ、当該吸引プリナムから、第１の圧縮チャンバ７Ａ及び第２の圧縮チャンバ７Ｂ内に第１の低圧力Ｐ１のガス状流体が交互に吸入される。放出弁２３は、放出プレナム２７に流体結合することができ、第２の高圧力Ｐ２のガス状流体が当該放出プレナムの中へ放出される。それぞれのアクチュエータ、例えば電磁アクチュエータ２９は、各吸引弁２１を制御する。それぞれのアクチュエータ、例えば電磁アクチュエータ３１は、各放出弁２３を制御する。好適な電磁アクチュエータは、米国特許出願公開第２００７／０２７２８９０号に開示されており、参照により本明細書に組み込まれる。

【0026】

動作中は、ピストン５がシリンダ３内部を両方向矢印ｆ５に従って往復移動し、それにより、ガスが、吸引圧力Ｐ１で吸引弁２１を通して吸引圧力Ｐ１で周期的に吸入され、放出圧力Ｐ２で放出弁２３を通して放出される。吸引弁２１及び放出弁２３の開放及び閉鎖は、アクチュエータ２９及び３１によって制御される。圧縮サイクル及び圧縮機の流量のより正確な制御を達成することができる。

【0027】

図１では、吸引弁２１及び放出弁２３がどちらも、アクチュエータ２９及び３１によって完全に作動されるが、他の実施形態では、すべての吸引弁２１のうちの１つ、いくつか、又は放出弁２３の１つ、いくつか、若しくはすべてを自動弁とすることができる。例えば、吸引弁２１は、完全作動弁とすることができ、一方で、放出弁２３は、自動弁とすることができる。吸引弁２１の１つ、いくつか、又はすべてのアクチュエータは、圧縮機流量をより良好に制御するために使用され得る。

【0028】

図１の参照を続けながら、図２、図３、図４、及び図５は、吸引弁２１の例示的な実施形態、及びそれを圧縮機シリンダ３に装着することができる方法を示す。

【0029】

図２、図３、及び図４の実施形態では、吸引弁２１は、カバー３７とシート３９との間に延在している一組のポスト３５を有するケーシング又はケージ３３を含む。ポストは、流路を画定し、それにより、弁２１が吸引ダクト又はプレナム２５と流体連通して配設されたときに、ガスが弁に進入して、当該弁を通って流れることができる。シート３９は、複数の吸引開口又はポート４１を含むことができる。開口４１は、弁軸Ａ－Ａと同軸の周方向同心円の線に従って配設された細長く湾曲したポートの形態とすることができる。シート３９は、ポート又は開口４６が提供されてポート４１と同じ形状及び位置を有する、交換可能なシートプレート４３を含むことができる。ピン４４は、交換可能なシートプレート４３を正しい角度位置に装着するために使用することができ、それにより、開口４６及び４１が相互に整列される。フェルール４２は、交換可能なシートプレート４３をシート３９に装着するために提供することができる。

【0030】

カバー３７には、弁２１が装着されたときに吸引弁２１と圧縮機シリンダ３との間にシールを提供するＯリング又は任意の他のガスケット若しくはシール部材を受容するように適合された環状溝３７Ａを提供することができ、図５を参照されたい。

【0031】

吸引弁２１は、シャッタとも称される弁閉鎖部材４５を更に備える。吸引弁２１から分離させた弁閉鎖部材４５を図４に詳細に示す。弁閉鎖部材４５は、プレート４７と、ステム４９と、を備える。プレート４７は、吸引開口４１に対してシフトされた複数の開口又はポート５１を含み、それにより、弁閉鎖部材４５が交換可能なシートプレート４３と当接して閉位置にあるときに、プレート４７の中実（非穿孔）部分が、吸引開口４１を閉じる。弁閉鎖部材４５をシート３９に対して正しい角度位置に装着するために、横ピン５３を、ステム４９に沿って提供することができ、当該ピンは、シート４９に機械加工されたスロット５７に摺動的に係合する。

【0032】

弁閉鎖部材４５は、例えば付加製造によって、単一の構成要素として製造することができる。これは、製造コストを低減させ得る。しかしながら、他の実施形態では、プレート４７及びステム４９は、別個に製造し、次いで、例えば溶接、接着、はんだ付けによって、あるいはねじ又はボルトによって、一緒に結合することができる。

【0033】

弁閉鎖部材４５は、金属材料で製造することができる。他の実施形態では、ポリマー材料の使用が除外されない。

【0034】

ステム４９は、質量、ひいてはその慣性を低減させるために、中空とすることができる（孔４９Ａを参照されたい）。軸方向孔４９Ａは、圧縮チャンバの内部に面した端部において閉じて、圧縮機の隙間容積を低減させることができる。いくつかの実施形態では、軸方向孔４９Ａの内部にハニカム又は他の補剛構造を提供することができる。そのような構造は、例えば付加製造によって容易に製造することができる。

【0035】

図３の実施形態では、プレート４７は、凸状の下面を有する。これは、その厚みが外周から中央に向かって半径方向に移動しながら増加するので、プレート４７を補剛するのに有用であり得る。しかしながら、他の実施形態が可能である。例えば、プレート４７は、平坦であり得る（図４）。

【0036】

ステム４９は、プレート４７の反対側のステム４９の端部４９Ｂが、アクチュエータ２９に結合するために吸引弁２１の外側からアクセス可能であるように、カバー３７を通って延在している。

【0037】

使用に際して、弁閉鎖部材４５は、両方向矢印ｆ４５に従うアクチュエータ２９による往復運動で制御される。

【0038】

動作中の弁閉鎖部材４５のより良好な案内のために、ステム４９は、ガイド５９内を摺動的に移動可能であり得る。図３の実施形態では、ガイド５９は、シート３９からカバー３７まで延在し得る管状ガイドの形態である。ステム４９は、管状ガイド５９の内面と摺動接触するそれぞれのスライド面を形成する、１つ以上の環状凸部４９Ｃ、４９Ｄを含み得る。好ましくは、環状凸部４９Ｃ、４９Ｄは、より良好な案内が達成されるように、ステム４９の軸方向延長部に沿って互いに離れている。したがって、ステム４９上の滑らかで効果的な案内アクションが得られ、移動中のステムの座屈が防止される。

【0039】

いくつかの実施形態では、管状ガイド４９に沿って及び／又はカバー３７内に、封止装置６１が提供される。封止装置６１は、ロックナット又は任意の他の好適なロック部材６３によって、カバー３７及び／又は管状ガイド５９に形成された軸方向シートに装着することができる。ロック部材６３は、軸方向孔を有し、そこを通ってステム４９が延在しており、それにより、その遠位端４９Ｂが、アクチュエータ２９への接続のために、吸引弁２１の外側に突出する（図５を参照されたい）。

【0040】

封止装置６１を管状ガイド５９及び／又はカバー３７内に提供することによって、軸方向長さを低減させたコンパクトな弁が得られる。バルブ部材の軸方向延長部の低減はまた、弁の総重量及びその往復移動部分、すなわち弁閉鎖部材４５の重量も低減させる。

【0041】

ガス回収ダクト６５は、弁ケージ又はケーシングに一体化することができる。ガス回収ダクト６５は、管状ガイド５９に沿った任意のガス漏れを回収するように適合されている。ガス回収ダクト６５を弁ケージの構造内部に配設することによって、コンパクトな構造が得られる。ガス回収ダクト６５は、圧縮機シリンダの外側に配設された接続部６５Ａによって終端することができ、当該接続部は、ガス回収回路（図示せず）に流体結合することができる。

【0042】

いくつかの実施形態では、吸引弁２１のケージ３３及びカバー３７は、単一のモノリシックブロックとして製造することができる。他の実施形態では、交換可能なシートプレート４３を除いたケージ３３及びシート３９は、提供される場合には、単一のモノリシック体として製造することができる。更に他の実施形態では、ケージ３３及び管状ガイド５９は、単一のモノリシック体として製造することができる。本明細書で示される例示的な実施形態では、ポスト３５、シート３９、管状ガイド５９、及びカバー３７を含むケージ３３は、好ましくは同一の材料、例えば金属で、単一のモノリシック体として形成される。

【0043】

交換可能なシートプレート４３は、ポリマー材料又は金属材料で製造することができる。ポリマー材料は、より軟質であり、弁閉鎖部材４５によって生成された衝撃力が吸収され、より高い信頼性が達成される。摩耗は、弁閉鎖部材４５よりも安価である、交換可能なシートプレートに集中する。交換可能なシートプレート４３を製造するために金属材料が使用される場合、弁閉鎖部材４５は、有利には、衝撃吸収及び摩耗集中の目的で、ポリマー材料で作製することができる。弁閉鎖部材４５を製造するための、金属材料ではなくポリマー材料もまた、そのような往復運動可能な部材の質量の低減に関して有益である。

【0044】

特に有利な実施形態では、上述した吸引弁２１の構成要素は、付加製造によって製造することができる。この種類の構成要素に使用され、構成要素の所望の最終特性を達成するように適合された金属材料に対して好適な、任意の付加製造プロセスを使用することができる。いくつかの実施形態では、直接金属レーザ溶解（direct metal laser melting、ＤＭＬＭ）、電子ビーム溶解（electron beam melting、ＥＢＭ）、直接金属レーザ焼結（directed metal laser sintering、ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶解（selective laser melting、ＳＬＭ）、選択的レーザ焼結（selective laser sintering、ＳＬＳ）、又は選択的加熱焼結（selective heat sintering、ＳＨＳ）などの、付加層堆積又は粉末床融合（powder bed fusion、ＰＢＦ）を使用することができる。他の付加製造プロセスは、除外されない。

【0045】

他の、現在あまり好適でない実施形態では、弁の固定構成要素の２つ以上のセクション又は部品は、別個に製造し、次いで、最終構成要素を得るために、例えばはんだ付け又は溶接によって、互いに組み立てることができる。

【0046】

吸引弁２１のいくつかの構成要素を単一体に一体化することによって、圧縮機１における弁の取り扱い及びその組み立てがより単純にかつより早くなり、必要とする技術的専門知識を少なくなる。弁閉鎖部材４５及び交換可能なシートプレートを含むバルブアセンブリ全体は、シリンダの外側で予め組み立てて、続いて装着し、そして、単にボルトをカバー３７の孔３７Ａを通してねじ込むことによって圧縮機にシリンダに固定することができる（図５を参照されたい）。

【0047】

上で説明した例示的な吸引弁は、弁閉鎖部材４５が圧縮チャンバの内部に直接面するので、「開放型」と称されることがある。他の実施形態では、吸引弁２１は、いわゆる「閉鎖型」であり得る。閉鎖型の吸引弁には、シート３９の反対側の弁閉鎖部材４５の前に配設されたガードが提供される。したがって、弁閉鎖部材４５のプレート４７は、シートとガードとの間で往復運動可能である。

【0048】

図１、図２、図３、図４、及び図５の参照を続けながら、閉鎖型の吸引弁を図６に示す。同じ参照番号は、既に図２、図３、図４、及び図５に関連して上で説明したものと同じ部品を示し、これらの部品は、再度説明しない。

【0049】

図１、図２、図３、図４、及び図５に示される開放型弁と図６の閉鎖型弁との主な違いは、後者が、弁閉鎖部材４５のプレート４７のポート又は開口５１と整列されたポート又は開口７２が提供されたガード７１を含むことである。弁閉鎖部材４５のプレート４７は、プレート４７に面しているガード７１の表面とシート３９の交換可能なシートプレート４３との間で、すなわち、開位置（プレート４７がガード７１上にある）と閉位置（プレート４７が交換可能なシートプレート４３上にある）との間で、軸方向に移動するように適合されている。ガード７１は、交換可能なシートプレート４３をバルブシート３９上に保持するフェルール４２と一体にすることができる。

【0050】

図１の参照を続けながら、放出弁２３の例示的な実施形態を図７に示す。放出弁２３は、カバー８５とシート８７との間に延在しているポスト８３を有するケージ８１を備える。シート８７には、複数の放出開口又はポート８９が提供される。ポスト８３は、シート８７に接続することができる。

【0051】

シート８７のポート８９は、シャッタとも称される弁閉鎖部材９１によって選択的に開閉することができ、当該弁閉鎖部材は、両方向矢印ｆ９１に従って開位置と閉位置との間で往復移動するように適合されている。弁閉鎖部材９１は、プレート９３と、ステム９５と、を備える。プレート９３には、開口又はポート８９に対してオフセットされたポート又は開口９７が提供され、それにより、プレート９３がシート８７に対して付勢されると、プレート９３によって開口８９が閉じられ、プレート９３がシートから離れると、シート８７の圧縮ガスが、開口８９及び９７を通って、圧縮機１の放出プレナム２７に向かって流れることができる。

【0052】

図２、図３、図４、及び図５に関連して説明されたものと同様に、放出弁２３にピン（図示せず）を提供して、シート８７及び弁閉鎖部材９１を正しい相互角度位置に装着することができ、それにより、細長く湾曲した開口又はポート９７及び８９が正しい相互位置になる。

【0053】

ステム９５は、管状ガイド９９内に摺動的に収容され、カバー８５を超えて突出することができ、それにより、ステム９５の端部９５Ａは、アクチュエータ３１に結合することができる（図１；図７に示さず）。ステム４９と同様に、ステム９５にも、管状ガイド９９の内面と摺動及び案内接触する表面を形成する、環状部分９５Ａが提供され得る。封止装置６６と同様の封止装置１００は、管状ガイド９９内に配設することができる。

【0054】

いくつかの実施形態では、ケージ２１、管状ガイド９９、及び場合によりカバー８５は、例えば付加製造によって、あるいは別個の部品（カバー及びケージ）を一緒にはんだ付け又は溶接することによって、単一のモノリシック体として形成することができる。

【0055】

図１の参照を続けながら、吸引弁の更なる実施形態を図８に示す。図８の吸引弁は、ここでも全体として２１の符号を付している。図８の実施形態でも、吸引弁２１は、カバー１３７とシート１３９との間に延在している一組のポスト１３５を有するケーシング又はケージ１３３を含む。ポスト１３３は、シート１３９に対して垂直である部分と、傾斜してカバー１３７の近くで互いに向かって収束することができる。

【0056】

シート１３９は、複数の吸引開口又はポート１４１を含むことができる。開口１４１は、弁軸Ａ－Ａと同軸の周方向同心円の線に従って配設された細長い及び湾曲したポートの形態とすることができる。シート１３９は、ポート又は開口１４６が提供されてポート１４１と同じ形状及び位置を有する、交換可能なシートプレート１４３を含むことができる。フェルール１４２は、交換可能なシートプレート１４３をシート１３９に装着するために提供することができる。

【0057】

カバー１３７には、弁が装着されたときに吸引弁２１と圧縮機シリンダ３との間にシールを提供する、Ｏリング又は任意の他のガスケット若しくはシール部材（図示せず）を受容するように適合された環状溝１３７Ａを提供することができる。

【0058】

図８の吸引弁２１は、弁閉鎖部材、すなわちシャッタ１４５を更に備える。弁閉鎖部材１４５は、プレート１４７と、ステム１４９と、を備える。プレート１４７は、吸引開口１４１に対してシフトされた複数の開口又はポート１５１を含み、それにより、弁閉鎖部材１４５が交換可能なシートプレート１４３と当接して閉位置にあるときに、プレート１４７の中実（非穿孔）部分が、吸引開口１４１を閉じる。

【0059】

弁閉鎖部材１４５は、例えば付加製造によって、単一の構成要素として製造することができる。これは、製造コストを低減させ得る。しかしながら、他の実施形態では、プレート１４７及びステム１４９は、別個に製造し、次いで、例えば溶接、接着、はんだ付けによって、あるいはねじ又はボルトによって、一緒に接着することができる。

【0060】

ステム１４９は、質量、ひいてはその慣性を低減させるために、中空とすることができる（孔１４９Ａを参照されたい）。ステム４９に関連して上で説明したように、ステム１４９もまた、軸方向孔１４９Ａにハニカム構造又は他の補剛構造を含むことができる。そのような構造は、例えば付加製造によって、容易に製造することができる。

【0061】

ステム１４９は、プレート１４７の反対側のステム１４９の端部１４９Ｂが、アクチュエータ１２９に結合するために吸引弁２１の外側からアクセス可能であるように、カバー１３７を通って延在している。

【0062】

ステム１４９は、シート１３９からカバー１３７まで延在し得る管状ガイド１５９内を摺動的に移動可能である。ステム１４９は、管状ガイド１５９の内面と摺動接触するそれぞれのスライド面を形成している、１つ以上の環状凸部を含むことができる。

【0063】

いくつかの実施形態では、上で開示した他の実施形態と同様に、管状ガイド１４９に沿って及び／又はカバー１３７内に、封止装置１６１が提供される。

【0064】

本発明は、様々な特定の実施形態に関して説明されてきたが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲を逸脱することなく多くの修正、変更、及び省略が可能であることが、当業者には明らかであろう。加えて、本明細書で別段の指定がない限り、いずれのプロセス又は方法工程の順序又は配列も、代替的な実施形態に従って変更又は再配列され得る。

【図1】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】