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公開番号2025087239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201753
出願日2023-11-29
発明の名称往復動ポンプ
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F04B 53/14 20060101AFI20250603BHJP(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】より高いシール性能を発揮するピストンリングを有する往復動ポンプを提供する。
【解決手段】往復動ポンプは、液体を圧縮するピストン、及び該ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、ピストンを往復方向に往復動させる駆動部と、ピストンとシリンダとの間の隙間に設けられたピストンリングと、を備え、ピストンの外周面には、環状溝が形成され、シリンダ内の空間は、ピストンリングによって、圧縮された液体が流通する高圧領域、及び高圧領域よりも内圧が低い低圧領域に区画され、ピストンリングは、環状溝における高圧領域側に配置された高圧側リングと、高圧側リングに対して、環状溝における低圧領域側に設けられた低圧側リングと、を有し、低圧側リングにおける低圧領域側を向く面の外周側の端縁には、高圧領域側に向かって後退する切り欠き面が形成されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
液体を圧縮するピストン、及び該ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、
前記シリンダに対して前記ピストンを往復方向に往復動させる駆動部と、
前記ピストンと前記シリンダとの間の隙間に設けられたピストンリングと、
を備え、
前記ピストンの外周面には、内周側に向かって凹むとともに前記外周面の周方向にわたって延びる環状溝が形成され、
前記シリンダ内の空間は、前記ピストンリングによって、圧縮された前記液体が流通する高圧領域、及び該高圧領域よりも内圧が低い低圧領域に区画され、
前記ピストンリングは、
前記環状溝における前記高圧領域側に配置された高圧側リングと、
該高圧側リングに対して、前記環状溝における前記低圧領域側に設けられた低圧側リングと、
を有し、
前記低圧側リングにおける前記低圧領域側を向く面の外周側の端縁には、前記高圧領域側に向かって後退する切り欠き面が形成されている往復動ポンプ。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記切り欠き面は、内周側から外周側に向かうに従って前記低圧領域側から前記高圧領域側に向かって延びている請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項３】
前記切り欠き面は、前記低圧領域側に凸となる凸曲面状をなしている請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項４】
前記切り欠き面は、前記高圧領域側に向かって凹む凹曲面状をなしている請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項５】
前記切り欠き面は、外周側を向く第一面、及び該第一面の前記高圧領域側の端縁から外周側に向かって広がる第二面を有する請求項１に記載の往復動ポンプ。
【請求項６】
前記切り欠き面の径方向における寸法は、前記隙間の径方向における寸法以上、かつ前記隙間の径方向における寸法の２倍以下の範囲内で設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項７】
前記高圧側リングの前記往復方向における寸法は、前記低圧側リングの前記往復方向における寸法の１．５倍以上に設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。
【請求項８】
前記低圧側リングにおける前記高圧領域側を向く面の外周側の端縁に、前記低圧領域側に向かって後退する第二切り欠き面が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の往復動ポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、往復動ポンプに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
液体水素を圧縮するための装置としてこれまで往復動ポンプが用いられている。この種のポンプは、一例として９０Ｍｐａ程度まで液体水素を昇圧させることが可能とされている。具体的には往復動ポンプは、軸線方向に往復動するピストンと、ピストンを外側から覆うシリンダと、を主に備えている。ピストンがシリンダ内で往復動することによって液体水素が順次圧縮され、外部に取り出される。ピストンは、駆動部によって駆動される。
【０００３】
ピストンの外周面には周方向に延びる環状溝が形成され、当該環状溝にはピストンリングが挿入されている。ピストンリングは、例えば下記特許文献１に記載されているように、高圧側リングと低圧側リングによって構成されている。いずれのリングにおいても、往復動方向を向く面は平面状をなしていることが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６４２４３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、低圧側リングの端面が平面状をなしている場合、高圧領域側の圧力（一例として９０ＭＰａ程度）によって当該低圧側リングの外周側の端縁が隙間の内側（つまり、低圧領域側）に向かって押し込まれるように変形することがある。すると、当該変形した分だけ、低圧側リングの外周面とシリンダの内周面との接触面積が減少する。結果としてシール性の低下やリング外周面に偏摩耗を生じるという課題があった。
【０００６】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より高いシール性能を発揮するピストンリングを有する往復動ポンプ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係る往復動ポンプは、液体を圧縮するピストン、及び該ピストンを外側から覆うシリンダを有するポンプ本体と、前記シリンダに対して前記ピストンを往復方向に往復動させる駆動部と、前記ピストンと前記シリンダとの間の隙間に設けられたピストンリングと、を備え、前記ピストンの外周面には、内周側に向かって凹むとともに前記外周面の周方向にわたって延びる環状溝が形成され、前記シリンダ内の空間は、前記ピストンリングによって、圧縮された前記液体が流通する高圧領域、及び該高圧領域よりも内圧が低い低圧領域に区画され、前記ピストンリングは、前記環状溝における前記高圧領域側に配置された高圧側リングと、該高圧側リングに対して、前記環状溝における前記低圧領域側に設けられた低圧側リングと、を有し、前記低圧側リングにおける前記低圧領域側を向く面の外周側の端縁には、前記高圧領域側に向かって後退する切り欠き面が形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、より高いシール性能を発揮するピストンリングを有する往復動ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第一実施形態に係る往復動ポンプの構成を示す縦断面図である。
本開示の第一実施形態に係る往復動ポンプの要部拡大断面図である。
本開示の第一実施形態に係る低圧側リングの構成を示す斜視図である。
本開示の第一実施形態に係るピストンリングの構成を示す平面図である。
本開示の第一実施形態に係る往復動ポンプの要部の寸法を示す説明図である。
本開示の第二実施形態に係る往復動ポンプの要部拡大断面図である。
本開示の第三実施形態に係る往復動ポンプの要部拡大断面図である。
本開示の各実施形態に係る往復動ポンプの第一変形例を示す要部拡大断面図である。
本開示の各実施形態に係る往復動ポンプの第二変形例を示す要部拡大断面図である。
本開示の各実施形態に係る往復動ポンプの第三変形例を示す要部拡大断面図である。
参考例に係るピストンリングの高圧力下での挙動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一実施形態＞
以下、本開示の第一実施形態に係る往復動ポンプ１００について、図１から図５を参照して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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