JP7770584B2 - 往復動圧縮機のピストンロッドのためのシール装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復動圧縮機のピストンロッドをシールするためのシール装置であって、シール装置は、圧縮機のシリンダに面するように構成された第１の軸方向装置端部と、圧縮機のクランクケースに面するように構成された反対側の第２の軸方向装置端部と、複数の第１のパッキンリテーナであって、各リテーナは、第１のパッキンリングが配置される保持開口を有している複数の第１のパッキンリテーナと、第２のパッキンリングが配置される保持開口を有している第２のパッキンリテーナと、を備え、第２のパッキンリテーナは、シール装置の軸方向で複数の第１のパッキンリテーナよりも第２の軸方向端部の近くに位置しており、第２のパッキンリングは切断されていないリングであり、連続的な内周シール面を有している、シール装置に関する。本発明はさらに、このようなシール装置を備えた往復動圧縮機、ならびにこのようなピストン圧縮機を動作させるための方法に関する。

往復動ピストン圧縮機では、シリンダ内の圧縮チャンバをクランクケースまたはスペーサに対してそれぞれシールするためにシール装置が使用される。このようなシール装置は、しばしば円形プレート状に形成された複数のパッキンリテーナを有していて、これらのリテーナのそれぞれには保持開口が配置されている。各保持開口にはパッキンリングが配置されていて、パッキンリングは、圧縮機の動作中、ピストンロッドの外周面と協働して、シールバリヤを形成する。圧縮機の動作中、ピストンロッドは主に、シリンダの軸方向でシール装置に対して相対的に往復運動を行う。多くの場合、複数のセグメントから成るパッキンリングが使用される。しかしながら、このようなセグメント化されたパッキンリングは、シールバリヤを形成するために典型的には動作中にのみ、圧縮チャンバ内の高圧とクランクケース内の低圧との間の差圧によって活性化される。

しかしながら、圧縮機の休止状態では、これらのセグメント化されたリングは典型的には（少なくとも部分的に）活性化されない。これは、ピストンロッドが停止後に冷却されると、所定の差圧がまだ存在しているにもかかわらず、セグメント化されたリングのシール面は、もはやピストンロッドの外面に適合していないという事実によるものである。これは実質的に、セグメント化されたリングとピストンロッドとが異なる熱膨張を有する結果として生じる。したがって、低温状態、例えば、周囲温度では、所定の隙間が、セグメント化されたリングとピストンロッドとの間に形成され、この隙間が漏れ通路を成している。

したがって、このようなセグメント化されたパッキンリングによっては休止状態で、十分なシールバリヤを確立することはできない。しかしながらこれは、休止状態で、圧縮チャンバの内側に閉じ込められたガスが、圧縮チャンバから軸方向にシール装置を通過してクランクケースの方向へ、例えばスペーサ内へ漏れるおそれがあるので不都合である。場合によっては、例えば、圧縮ガスとして空気が使用されている場合には、このような漏れは問題ないが、可燃性ガスまたは有毒ガスなどの他のガスが使用される場合には、様々な問題につながる可能性がある。例えば天然ガスなどの可燃性ガスが圧縮される場合、一方では、安全上の理由から、スペーサ内にまたは圧縮機を取り囲む環境内に形成される可能性のある可燃性の雰囲気を回避するために、漏れを防止する必要がある。他方では、環境へのいかなる温室効果ガスの漏れも望ましくなく、場合によっては禁止または少なくとも制限されているので、環境上の理由からも漏れを防止する必要がある。

過去には、圧縮機休止時に、この特定の漏れ問題を解決するために、いくつかの異なるアプローチが開発されてきた。米国特許第１０８８３４８３号明細書には、セグメント化されていないシールリングを使用するシール装置が開示されており、このシールリングは、通気ラインにおける弁が閉鎖されたときに、停止後の残留差圧によって活性化させられる。圧縮機の動作中、弁が開放され、リングにわたって差圧が存在しないことによりシールリングは負荷軽減される。しかしながら、動作中の接触圧は低いものの、リングは、常時ピストンロッドに接触しているので、これによりセグメント化されていないシールリングは極めて迅速に摩耗する。

さらに、圧力による活性化のために適切であるために、セグメント化されていないシールリングは、極めて柔軟かつ弾性の材料から製作されなければならない。しかしながらこのような材料は、剛性の材料と比較して早期に摩耗する傾向があり、高圧または腐食性のガスに耐える適正も低い。加えて、弁の開閉は、圧縮機の動作モードに連動される必要がある。しかしながら、弁制御のエラー、例えば、圧縮機の動作中の弁の閉鎖は、急速な摩耗につながり、シールリングの破壊につながる可能性が極めて高い。これは、閉鎖された弁により、通気が不可能となるので、破損したシールリングを通過してクランクケース内へ到るガスの望ましくない漏れにつながる。通気ラインに含まれるガスは、例えば燃焼装置に送られて、安全に処理される一方で、スペーサ内に蓄積するガスは、しばしば処理されずに爆発性雰囲気を形成するおそれがあり、かつ／または温室効果ガスの空気中への放出により環境破壊を引き起こすおそれがある。

欧州特許出願公開第３３３０５３８号明細書には、スタンバイシールのための異なるアプローチが開示されている。パッキン箱は、展開可能な材料から成る膨張可能なシールリングを有していて、このパッキン箱は選択的に、加圧流体源と流体連通している。膨張すると、シールリングは展開し、ロッドの外面とのシール境界面を形成する。しかしながら、活性化および非活性化の制御、そしてシールリングの設計も極めて複雑である。さらに、この解決手段には、例えば膨張可能なシールに送られる、加圧媒体、例えば窒素の形態の外部のエネルギ源が必要である。

米国特許第４４６９０１７号明細書は、軸方向に移動させるために圧力源に接続された特別なピストンを有するシール装置を開示している。活性化されると、ピストンは、リングを柔軟なシールカラーに向かって軸方向で動かす。リングおよびカラーには、リングが動かされたときに、カラーがリングによってピストンロッドに押し付けられて、これによりシールが形成されるように、協働する面取り部が設けられている。しかしながら、シールの構造および制御は極めて複雑であり、加圧媒体の形態の外部のエネルギ源も必要である。また、この発明は、それほど堅牢ではないことが知られている。なぜならば、可動のピストンが後退させられたとき、場合によっては、ピストンロッドからリップシールが離れないことにより、圧縮機始動時に修復不能な損傷を受けるからである。

したがって、本発明の目的は、圧縮機の休止状態で良好なシール特性を提供し、単純な取り扱いを可能にする単純な構造を有した、外部のエネルギ源を必要としない、往復動圧縮機のピストンロッドをシールするためのシール装置を提供することであった。

この目的は、上述したシール装置であって、第２のパッキンリングがポリマーを含む材料から形成されていて、この材料は、鉄の熱膨張係数の少なくとも２倍の熱膨張係数を有しており、所定の活性化温度以下では、第２のパッキンリングの内径は、シールされるべきピストンロッドの外径よりも小さくて、これにより圧縮機にシール装置が取り付けられた状態で、第２のパッキンリングが半径方向に予荷重を受けることにより、第２のパッキンリングの連続的な内周シール面とピストンロッドの外周面との間に密なシールが形成されており、所与の動作温度において、第２のパッキンリングの内径はピストンロッドの外径よりも大きくなり、これにより圧縮機にシール装置が取り付けられた状態で、連続的な内周シール面がピストンロッドの外周面から離されることにより、第２のパッキンリングの内周面とピストンロッドの外周面との間に軸方向で漏れ経路が提供される、シール装置によって達成される。

これにより、第２のパッキンリングのシール作用の、熱に依存した自動的な活性化および不活性化が可能となる。圧縮機の動作中、第２のパッキンリングとピストンロッドとの間の接触圧をゼロにまで減じることにより、第２のパッキンリングの摩耗も最小限になる。さらに、第２のパッキンリングの熱による活性化により、圧縮機の停止時に圧縮チャンバ内に所定の残留圧力が存在する必要はない。これにより、本発明のシール装置は、シリンダの吸込圧力に関係なく、実質的にすべての圧縮機用途に適用することができる。したがって、このシール装置は実質的に、（真空圧縮機の場合のように）周囲空気未満の吸込圧力によっても作動する。他方で、米国特許第１０８８３４８３号明細書のシール装置は、セグメント化されていないシールリングを活性化させるために必然的に所定のシリンダ圧を必要とするので、その吸込圧力が周囲圧力以下である圧縮機では機能し得ない。

好ましい実施形態では、第２のパッキンリングの材料の熱膨張係数は、少なくとも３０×１０^－６Ｋ^－１、好ましくは少なくとも６０×１０^－６Ｋ^－１、特に少なくとも９０×１０^－６Ｋ^－１である。３０×１０^－６Ｋ^－１以上の範囲は、適切な膨張をもたらすことが見出された。

動作温度は好ましくは９０℃以上であり、かつ／または活性化温度は好ましくは８０℃以下であり、動作温度と活性化温度とは、ピストンロッドの領域における温度であり、特に、ピストンロッドの外周面の温度である。これにより、休止状態における良好なシール作用と、ピストンロッドから第２のパッキンリングが離されるための十分な膨張と、が可能となる。

好ましい実施形態では、第２のパッキンリングは、第１の軸方向端部と反対側の第２の軸方向端部とを有しており、第２のパッキンリングは、第１の軸方向端部が、シール装置の第１の軸方向装置端部に面するように、第２のパッキンリテーナの保持開口に配置されており、第２のパッキンリングは、半径方向で離隔された内側の脚と外側の脚とを有したＵ字形の横断面であって、内側の脚には第２のパッキンリングの内周シール面が設けられていて、第２のパッキンリングの外側の脚には半径方向外周面が設けられており、Ｕ字形の開放側は、軸方向で第２のパッキンリングの第１の軸方向端部に面している、Ｕ字形の横断面、軸方向の脚と半径方向の脚とを有したＬ字形の横断面であって、軸方向の脚には第２のパッキンリングの内周シール面が設けられていて、半径方向の脚には第２のパッキンリングの半径方向外周面が設けられており、半径方向の脚は、第２のパッキンリングの第２の軸方向端部に配置されている、Ｌ字形の横断面、矩形の横断面であって、第２のパッキンリングには複数の開口が設けられていて、開口はそれぞれ、第２のパッキンリングの第１の軸方向端部を第２のパッキンリングの外周面に接続している、矩形の横断面、のうちの１つを有している。これにより、第２のパッキンリングが様々な用途に柔軟に適合できるように様々な好ましい形状が提供される。

第２のパッキンリングがＵ字形の輪郭を有している場合は、好ましくは外側の脚上に複数の開口が設けられており、複数の開口のそれぞれが、Ｕ字形のパッキンリングの内部空間を第２のパッキンリングの半径方向外周面に接続していて、内部空間は、半径方向で内側の脚と外側の脚との間に位置しており、開口は、第２のパッキンリングの対向する軸方向端部から離隔されて位置している。開口が設けられている場合、複数の開口は、好ましくは複数の細長い孔または楕円の孔を有していて、各細長い孔または楕円の孔は、好ましくは、長手方向軸線と、第１の孔端部と、長手方向軸線の方向で反対側の第２の孔端部とを有しており、第１の孔端部は、第２の孔端部よりも、第１のリング端部の近くに位置している。好ましくは、第２のパッキンリングの組み付けられていない状態で、内側の脚の軸方向の長さは、外側の脚の軸方向の長さよりも小さい。開口により、ガスは、第２のパッキンリングを通過して流れることができる。さらに、開口は、第２のパッキンリングに軸方向で所定の柔軟性を与える。これにより、軸方向の熱膨張とは実質的に独立した、第２のパッキンリテーナの保持開口における第２のパッキンリングの密な装着が可能となる。

第２のパッキンリングの材料は、好ましくは、繊維強化複合材料である。これにより第２のパッキンリングの機械的強度が向上させられる。付加的にまたは代替的に、第２のパッキンリングの材料のポリマーは、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドのうちの少なくとも１つを含む。これらのポリマーは、十分な剛性を提供し、かつ好ましいトライボロジ特性を有する。

好ましい実施形態では、シール装置は、支持通路をさらに有していて、支持通路は、第１の支持通路端部と、第２の支持通路端部と、支持通路を開閉するための弁と、を有しており、支持通路は、第１の軸方向装置端部から第２の軸方向装置端部の方向で、複数の第１のパッキンリングのうちの少なくとも１つを通過して漏れるガスを、第１の支持通路端部から第２の支持通路端部へと通気させるように構成されている。本発明にとって本質的ではないが、支持通路は、圧縮機の動作中の機能性を高める。なぜならば、支持通路が設けられていなければ動作中に第２のパッキンリングにわたって生じるであろう比較的大きな圧力降下が回避されるからである。

好ましい実施形態によれば、第１の支持通路端部は、第２のパッキンリテーナの保持開口に、好ましくは第２のパッキンリングの半径方向外側の領域で接続されていて、または第１の支持通路端部は、シール装置の軸方向で第２のパッキンリングと隣接する第１のパッキンリテーナの第１のパッキンリングとの間に位置していて、または複数の第１のパッキンリテーナは、少なくとも２つの第１のパッキンリテーナを有しており、この場合、第１の支持通路端部は、第２のパッキンリングに隣接する第１のパッキンリングの領域に位置していて、またはシール装置の軸方向で第２のパッキンリングに隣接する第１のパッキンリングと第１のシール装置端部との間に位置している。最初の２つの選択肢は、設計の柔軟性を高めていて、機能は実質的に類似している。第３の選択肢は、２つの方法で有利になり得る。一方では、この構成により、圧縮機の停止と、熱による活性化のために必要な時間ゆえに遅延が生じる、第２のパッキンリングの活性化と、の間の期間中に、第２のパッキンリングに隣接している第１のパッキンリングに付加的なシールを与えることができる。他方では、第２のパッキンリングに隣接している第１のパッキンリングにわたって生じる圧力降下は、第２のパッキンリングの冷却のために利用することができ、これにより熱による活性化が促進される。後者では、対応する第１のパッキンリングが金属材料を含んでいるならば特に好ましい。

好ましくは、弁は、弁を開閉するために制御ユニットによって制御することができる電気的に制御可能なアクチュエータを有している。これにより、例えば、圧縮機制御ユニットを介して、支持通路を開閉することができる。

好ましくは、弁は、弁の開放状態を表すセンサ値を生成するように構成されたセンサをさらに有している。これにより、閉制御ループを形成することができ、これにより、例えば、弁がまだ閉じている場合には圧縮機を始動させないことが可能である。

好ましい実施形態では、シール装置は、非閉塞の通気路をさらに有していて、通気路は、第１の通気路端部と第２の通気路端部とを有しており、通気路は、第１の軸方向装置端部から第２の軸方向装置端部の方向で、第２のパッキンリングを通過して漏れるガスを、第１の通気路端部から第２の通気路端部へと通気させるように構成されている。これにより、第２のパッキンリングが破損した場合でも、可燃性の雰囲気のような危険な環境を生成するおそれのある、例えば圧縮機のスペーサ内へのガスの流入を阻止することができるので、動作の安全性は向上する。

好ましくは、シール装置は、少なくとも１つの第３のパッキンリテーナをさらに有しており、第３のパッキンリテーナは、第３のパッキンリングが配置される保持開口を有しており、少なくとも１つの第３のパッキンリテーナは、第２のパッキンリテーナよりも、シール装置の第２の軸方向装置端部の近くに配置されている。第２のシールリングの後方に付加的なシールバリヤが生成されるので、第３のパッキンリングは、安全性をさらに改善することができる。

上述した非閉塞の通気路が設けられている場合、第１の通気路端部は、好ましくは、第３のパッキンリテーナの保持開口に、好ましくは少なくとも１つの第３のパッキンリングの半径方向外側で接続されていて、または第１の通気路端部は、シール装置の軸方向で第２のパッキンリングと第３のパッキンリングとの間に位置している。これにより、通気路内へのガスの実質的に自由な流れが可能になる。

非閉塞の通気路と支持通路とが設けられている場合は、非閉塞の通気路の第２の通気路端部と、支持通路の第２の支持通路端部とは、好ましくは、排出スペースに、好ましくは廃棄システムに接続可能な１つの共通の排出通路に接続されている。これにより、支持通路から来るガスおよび通気路から来るガスのために単一の廃棄システムを使用することができる。この場合、支持通路の弁は、勿論、支持通路を開閉することしかできず、一方、通気路は非閉塞のままである。

好ましい用途では、本発明による少なくとも１つのシール装置が、好ましくは往復動ピストン圧縮機で使用されており、この圧縮機は、複数のシリンダを有しており、これらのシリンダのそれぞれには、往復動式に可動のピストンが配置されている。各ピストンは、ピストンロッドに接続されており、複数のシリンダのうちの少なくとも１つのシリンダのために、本発明によるシール装置が、対応するピストンロッドをシールするために配置されており、シール装置は、第１の軸方向装置端部がシリンダに面し、かつ第２の軸方向装置端部が圧縮機のクランクケースに面するように、配置されている。圧縮機が、２つ以上のシリンダを有しているならば、好ましくは、各シリンダに、本発明によるシール装置が配置されている。

圧縮機は、好ましくは、圧縮機の動作を制御するための圧縮機制御ユニットを有しており、制御ユニットはさらに、圧縮機の動作条件に応じて支持通路の弁の電気的に制御可能なアクチュエータを制御するように構成されている。これにより、弁の開閉を、圧縮機の動作条件に連動させることができる。

好ましい実施形態では、圧縮機は、圧縮機の動作条件を表すセンサ値を検出するように構成された動作条件センサ、好ましくは温度センサまたは運動センサを有しており、支持通路の弁の電気的に制御可能なアクチュエータは、センサ値に応じて弁を制御するように構成されていて、または制御ユニットは、センサ値に応じて弁の電気的に制御可能なアクチュエータを制御するように構成されている。これにより、圧縮機の好ましい条件に応じて弁を開閉させることができる。

好ましくは、圧縮機は、圧縮機を駆動するための駆動ユニットも有しており、圧縮機制御ユニットは、圧縮機の動作を開始するために駆動ユニットに開始信号を送信するように、かつ開始信号と同時にまたは開始信号の前に所定のもしくは調節可能な開放リードタイムをもって弁を開放するために、支持通路の弁のアクチュエータに開放信号を送信するように構成されており、開放リードタイムは、好ましくは、０～６０秒の範囲にある。付加的にまたは代替的に、制御ユニットは、好ましくは、圧縮機の動作を停止させるために駆動ユニットに停止信号を送信するように、かつ停止信号と同時にまたは停止信号の後に所定のもしくは調節可能な閉鎖ディレイタイム後に弁を閉鎖するために、支持通路の弁のアクチュエータに閉鎖信号を送信するように構成されており、閉鎖ディレイタイムは、好ましくは、０～１２０秒の範囲にある。このようにして、弁の開閉を、駆動ユニットの始動／停止に直接連動させることができる。

本発明の目的は、往復動ピストン圧縮機を動作させるための方法であって、圧縮機は、複数のシリンダを有しており、シリンダのそれぞれには、往復動式に可動のピストンが配置されており、各ピストンは、ピストンロッドに接続されており、複数のシリンダのうちの各シリンダのために、対応するピストンロッドをシールするためのシール装置が設けられており、シール装置は、対応するシリンダに面した第１の軸方向装置端部と、圧縮機のクランクケースに面した反対側の第２の軸方向装置端部と、を有しており、複数のシール装置のうちの少なくとも１つのシール装置は、複数の第１のパッキンリテーナであって、各リテーナは、第１のパッキンリングが配置される保持開口を有している複数の第１のパッキンリテーナと、第２のパッキンリングが配置される保持開口を有している第２のパッキンリテーナと、を備え、第２のパッキンリテーナは、シール装置の軸方向で複数の第１のパッキンリテーナよりも第２の軸方向装置端部の近くに位置しており、第２のパッキンリングは切断されていなりリングであり、連続的な内周シール面を有しており、第２のパッキンリングはポリマーを含む材料から形成されていて、この材料は、鉄の熱膨張係数の少なくとも２倍の熱膨張係数を有しており、当該方法は、所定の活性化温度以下で休止状態から圧縮機の動作を開始するステップであって、活性化温度以下では、第２のパッキンリングが半径方向に予荷重を受け、第２のパッキンリングの連続的な内周シール面とピストンロッドの外周面との間に密なシールが形成されているステップと、所定の動作温度に達するまで圧縮機を動作させるステップであって、動作温度に達したとき、第２のパッキンリングの連続的な内周シール面がピストンロッドの外周面から離れて、第２のパッキンリングの内周シール面とピストンロッドの外周面との間に軸方向で漏れ経路を提供するステップと、を含む方法によっても達成される。

好ましくは、当該方法はさらに、圧縮機の動作を、休止するまで停止させるステップと、活性化温度以下まで圧縮機を冷却するステップであって、活性化温度に達したとき、第２のパッキンリングの連続的な内周シール面がピストンロッドの外周面に付着して、第２のパッキンリングの連続的な内周シール面とピストンロッドの外周面との間に密なシールを形成するステップと、を含む。

好ましくは、少なくとも１つのシール装置は、支持通路をさらに有していて、支持通路は、第１の支持通路端部と、第２の支持通路端部と、支持通路を開閉するための弁と、を有しており、当該方法はさらに、圧縮機の動作の開始と同時にまたは圧縮機の動作の開始前に開放リードタイムをもって、支持通路の弁を開放するステップであって、開放リードタイムは、好ましくは、０～６０秒の範囲にあるように設定されており、第１の軸方向装置端部から第２の軸方向装置端部の方向で複数の第１のパッキンリングのうちの少なくとも１つを通過して漏れるガスを、第１の支持通路端部から第２の支持通路端部へと通気させるステップと、圧縮機の動作の停止と同時にまたは圧縮機の動作の停止後の閉鎖ディレイタイム後に、弁を閉鎖するステップであって、閉鎖ディレイタイムは、好ましくは、０～１２０秒の範囲にあるように設定されているステップと、を有している。

好ましくは、当該方法はさらに、軸方向でシリンダからクランクケースの方向に第２のパッキンリングを通過して漏れるガスを、非閉塞の通気路を介して通気させるステップを含む。

以下に、例示的かつ概略的かつ非限定的な本発明の有利な実施形態を示す図１～図４ｃを参照して本発明をより詳しく説明する。

本発明の有利な実施形態によるシール装置を備えた往復動ピストン圧縮機を示す図である。 本発明の好ましい実施形態によるシール装置を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシール装置を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシール装置を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態によるシール装置を示す断面図である。 有利な実施形態における第２のパッキンリングを示す図である。 有利な実施形態における第２のパッキンリングを示す図である。 有利な実施形態における第２のパッキンリングを示す図である。 第２のパッキンリングの別の好ましい実施形態を示す図である。 第２のパッキンリングの別の好ましい実施形態を示す図である。 第２のパッキンリングの別の好ましい実施形態を示す図である。

図１には、例示的な往復動ピストン圧縮機１が示されている。以下では、簡略化のために、圧縮機という用語を使用する。圧縮機１は、圧縮機ケーシングを有していて、圧縮機ケーシングは、この例では、クランクケース２、スペーサ３およびシリンダハウジング４を含んでいる。しかしながら、スペーサ３は単に任意選択的なものであり、圧縮機１は、スペーサ３を有さない設計も可能である。クランクケース２内には、回転軸を中心として回転することができるクランクシャフト５が配置されている。クランクシャフト５は、コネクティングロッド６に接続されていて、コネクティングロッド自体はクロスヘッド７に接続されている。クロスヘッド７は、クロスヘッド７が軸方向運動を実施することができるように、適切なベアリングを介してクランクケース２に取り付けられている。クロスヘッド７は、ピストンロッド８に接続されていて、ピストンロッドは、スペーサ３を貫通して、シリンダハウジング４内に配置されたシリンダ９内へと延在している。シリンダ９内には、ピストンロッド８に接続されたピストン１０が配置されている。図示した圧縮機１は、単一シリンダ圧縮機として設計されている。しかしながら、勿論、圧縮機１は複数のシリンダ９を有していてもよく、これらのシリンダ９のそれぞれには、ピストンロッド８を介して共通のクランクシャフト５に接続されている１つのピストンが配置されている。簡略化のために、本発明は、１つのシリンダ９のみに関して説明される。

圧縮機１は、複動式圧縮機として設計されており、ピストンはシリンダ９を、クランクシャフト５に面していない第１の圧縮チャンバ１１ａと、クランクシャフト５に面している第２の圧縮チャンバ１１ｂと、に分割している。第１の圧縮チャンバ１１ａは、第１のシリンダヘッド１２ａによって軸方向で閉じられており、第２の圧縮チャンバ１１ｂは、第２のシリンダヘッド１２ｂによって軸方向で閉じられている。各圧縮チャンバ１１ａ、１１ｂごとに、少なくとも１つの入口弁１３および少なくとも１つの出口弁１４が、シリンダハウジング４に設けられている。入口弁１３と出口弁とは、単に簡略化されて図示されている。弁１３、１４は、例えば、自動弁として設計されていてよく、または電気的に制御可能な開閉用のアクチュエータを備えていてもよい。入口弁が自動弁として設計されている場合、弁に作用する差圧に依存せずに対応する弁を開放状態に保つように構成された弁アンローダ（図示せず）を追加で設けることもできる。弁アンローダは、弁アンローダを作動させるための電気的に制御可能なアクチュエータを有していてよい。

圧縮機１のクランクシャフト５を駆動するために、さらに、適切な駆動ユニット１６が設けられている。簡略化のために、駆動ユニット１６は概略的な形式でのみ示されている。駆動ユニット１６は、例えば、適切な電気モータ、燃焼機関または別の適切な駆動装置を含むことができる。電気モータの場合、勿論、電気エネルギを供給するために電源も設けられる（図示せず）。圧縮機１は、圧縮機１の種々の機能を制御するように構成された圧縮機制御ユニット１７をさらに有している。以下では、簡略化のために、「制御ユニット」という略語が使用される。制御ユニット１７を介して、圧縮機１の動作を開始もしくは停止するために、または圧縮機１の運転速度を制御するために、駆動ユニット１６を制御することができる。制御ユニット１７は、適切なハードウェアおよび／またはソフトウェアを有していてよい。制御ユニット１７は例えば、入口弁１３および出口弁１４の上述のアクチュエータまたは弁アンローダのアクチュエータを制御するように構成されていてもよい。勿論、シリンダへのオイル供給などの、圧縮機１の別の利用可能な機能も、制御ユニット１７によって制御することができる。また、センサ値の処理などの監視機能を制御することもできる。

さらに、圧縮機１は、ピストンロッド８をシールするためのシール装置１５を有している。圧縮機１が複数のシリンダ９を有している場合は、勿論、シール装置１５は、各シリンダ９のピストンロッド８のために設けられている。シール装置１５は、シリンダ９に面した第１の軸方向装置端部１５ａを有していて、さらに、クランクケース２に面した反対側の第２の軸方向装置端部１５ｂを有している。図示の例では、第１の装置端部１５ａは第２のシリンダヘッド１２ｂに配置されていて、第２の装置端部１５ｂはスペーサ３に配置されている。勿論、圧縮機１の設計に応じて、位置を変化させることができる。シール装置１５は、実質的に円筒状に形成されていて、実質的に円板状に形成された複数のパッキンリテーナを有している。各パッキンリテーナは、パッキンリングを配置することができる保持開口を有することができる（図１には図示せず）。パッキンリングは、シールバリヤを形成するためにピストンロッド８を取り囲んでいる。本発明によるシール装置１５を、図２ａ～図２ｄにつき以下により詳しく説明する。

図２ａは、本発明の例示的な実施形態による図１のシール装置１５の断面図を示している。シール装置１５は、高圧側ＨＰを表す、圧縮機１のシリンダ９に面するように構成された第１の軸方向装置端部１５ａを有している。シール装置１５は、圧縮機１のクランクケース２またはスペーサ３にそれぞれ面するように構成された反対側の第２の軸方向装置端部１５ｂを有している。シール装置１５は、複数の第１のパッキンリテーナ１８を有しており、各リテーナ１８は、第１のパッキンリング１９が配置される保持開口１８ａを有している。第１のパッキンリングのそれぞれは、圧縮機１の動作中、ピストンロッド８をシールするように構成されている。保持開口１８ａは、図２ａでは１つのパッキンリテーナ１８に対してのみ示されている。第１のパッキンリテーナ１８は、円筒状ディスクの形状を有していてよく、鋼または鋼合金のような適切な材料から形成することができる。

第１のパッキンリング１９のそれぞれは、例えば（図２ａに示されたように）軸方向で複数のリングセグメントをかつ／または周方向で複数のリングセグメント（図示せず）を有していてよい。第１のパッキンリング１９は、例えば、接線方向切断シールリングと半径方向切断シールリングとを有することができる。接線方向切断シールリングは、半径方向のシールを形成するために、周方向で協働するシール面において当接する複数のリングセグメントを周方向で有することができる。半径方向切断シールリングは、軸方向でシールを形成するために、接線方向切断リングの接線方向切断部にオーバラップするように構成された複数のリングセグメントを周方向で有することができる。接線方向切断部と半径方向切断部との両方を有した組み合わせリングも公知である。さらに、いわゆる「バックアップリング」が、第１のパッキンリング１９に隣接する保持開口１８ａに配置されていてよく、バックアップリングは、切断されておらず、通常プラスチックから成る第１のパッキンリング１９のリングセグメントが押し出されることを阻止するように構成されている。しかしながら、バックアップリングは、通常、金属から成っていて、ピストンロッドをシールするためには機能しない。これらの様々なパッキンリングは当業者には公知であるので、詳細な説明は、現時点では提供されない。勿論、複数の第１のパッキンリテーナ１８内に配置される複数の第１のパッキンリング１９は、必ずしも同一である必要はない。

シール装置１５はさらに、第２のパッキンリテーナ２０を有しており、この第２のパッキンリテーナは、第２のパッキンリング２１が配置される保持開口２０ａを有している。第２のパッキンリング２１は、さらに後述するように、圧縮機１の休止中、ピストンロッド８をシールするように構成されている。第２のパッキンリング２１は、複数の第１のパッキンリング１９とは異なる設計を有している。図２ａからわかるように、（ピストンロッド８の軸方向に対応する）シール装置の軸方向で、第２のパッキンリテーナ２０は、複数の第１のパッキンリテーナ１８よりも、第２の軸方向装置端部１５ｂの近くに位置している。図示した例では、第２のパッキンリテーナ２０と、これに続く１番目の第１のパッキンリテーナ１８と、の間には、中間プレート２７が配置されている。中間プレート２７は、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａを軸方向で画定していて、さらにこれに続く第１のパッキンリテーナ１８の保持開口１８ａも軸方向で画定しており、これらの開口は互いに向かい合っている。したがって、中間プレート２７は、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａ内に配置された第２のパッキンリング２１を、隣接する第１のパッキンリテーナ１８の保持開口１８ａ内に配置された第１のパッキンリング１９から分離している。しかしながら、中間プレート２７の配置は、任意選択的なものに過ぎず、第１のパッキンリテーナ１８が鏡像反転されて配置されている場合には、省略することもできる。

第２のパッキンリング２１は切断されていないリングであり、周方向で連続的な内周シール面２１ａを有している。図２ａに示されているように、第２のパッキンリング２１は、例えば、Ｕ字形の横断面を有していてよく、この場合、Ｕ字形の開放側は、シール装置１５の第１の軸方向装置端部１５ａに面している。Ｕ字形は、圧力負荷下でのリングの変形を支援する。同じ理由で、第２のパッキンリング２１は、Ｌ字形であってもよい。しかしながら、一般的に、第２のパッキンリング２１として、内実の横断面を有するリングを使用することもできる。第２のパッキンリング２１の好ましい実施形態については、図３ａ～図４ｃに関連して後述する。

本発明によれば、第２のパッキンリング２１はポリマーを含む材料から形成されていて、この材料は、鉄の熱膨張係数α_ＦＥの少なくとも２倍の熱膨張係数αを有している。好ましい実施形態では、第２のパッキンリング２１の熱膨張係数αは、少なくともα＝３０×１０^－６Ｋ^－１、好ましくは少なくともα＝６０×１０^－６Ｋ^－１、特に少なくともα＝９０×１０^－６Ｋ^－１である。好ましい実施形態によれば、このポリマーは、（ＰＴＦＥとして知られる）ポリテトラフルオロエチレン、（ＰＰＳとして知られる）ポリフェニレンスルフィド、（ＰＥＥＫとして知られる）ポリエーテルエーテルケトン、（ＰＩとして知られる）ポリイミドまたは（ＰＡとして知られる）ポリアミドのうちの少なくとも１つを含む。勿論、異なるポリマーの組み合わせも考えられる。

第２のパッキンリング２１はさらに、所定の活性化温度において（またはそれ未満で）は、第２のパッキンリング２１の内径ｄ＿ｉがピストンロッド８の外径Ｄ＿ａよりも小さくて、これにより第２のパッキンリング２１が半径方向に予荷重を受け、第２のパッキンリング２１の連続的な内周シール面２１ａとピストンロッド８の外周面８ａとの間に密なシールが形成されるように設計されている。第２のパッキンリング２１はさらに、所与の動作温度において、第２のパッキンリング２１の内径ｄ＿ｉがピストンロッド８の外径Ｄ＿ａよりも大きくなり、これにより連続的な内周シール面２１ａがピストンロッド８の外周面８ａから離されて、第２のパッキンリング２１の内周面２１ａとピストンロッド８の外周面８ａとの間に軸方向で漏れ経路が提供されるように設計されている。図２ａには、周囲温度での低温状態が示されている。勿論、第２のパッキンリング２１の取付け状態では、第２のパッキンリング２１の内径ｄ＿ｉは、ピストンロッド８の外径Ｄ＿ａに対応している。しかしながら、取り付けられていない状態では、周囲温度において第２のパッキンリング２１の内径ｄ＿ｉは、ピストンロッド８の外径Ｄ＿ａよりも小さく、これによりプレス嵌めと同様の締め代が存在している。

第２のパッキンリング２１が収縮状態にあって、ピストンロッド８をシールする活性化温度は、典型的には８０℃以下である。第２のパッキンリング２１が膨張状態にあって、ピストンロッド８をシールしていない動作温度は、典型的には９０℃以上の範囲にある。しかしながら、活性化温度は、圧縮機１の動作温度に大きく依存しており、圧縮機の動作温度自体は、圧縮機１の特別な設計および用途に応じて変化する可能性がある。したがって、予想される動作温度がわかっているならば、第２のパッキンリング２１の設計を、所望の活性化温度に適合させることができる。動作温度と活性化温度とは、好ましくは、ピストンロッド８の領域における温度であり、特に、ピストンロッド８の表面８ａの温度である。

上述した特徴により、圧縮機１の（十分に長い）休止時に、第２のパッキンリング２１の温度ならびにピストンロッド８の温度は、作動温度から、活性化温度、例えば、周囲温度、または活性化温度と周囲温度との間の温度以下の温度まで低下し、これにより、第２のパッキンリング２１は、ピストンロッド８の表面８ａに密なシールバリヤを形成する。これにより、シリンダ９内にまだ含まれているガスが、シリンダ９から軸線方向でスペーサ３内へ、場合によってはさらにクランクケース５内または周囲環境へと逃げることはできない。

圧縮機１の始動後、圧縮機１の動作中、圧縮機１の構成要素は、圧縮仕事により、かつ摩擦により加熱され始める。特に、第２のパッキンリング２１とピストンロッド８とは、第２のパッキンリング２１に対して相対的なピストンロッド８の往復運動の結果として生じる、また複数の第１のパッキンリング１９に対して相対的なピストンロッド８の往復運動の結果としても生じる摩擦により加熱される。所定の動作期間後、動作温度に達し、この温度は、さらなる動作中、実質的に一定のままである。本発明の範囲内では、「実質的に一定」とは、動作温度が、±１０℃の範囲にあってよい所定の変動を含むことを意味することができる。上述した特徴により、動作温度に達したとき、第２のパッキンリング２１の連続的な内周シール面２１ａがピストンロッド８の外周面８ａから離れて、これにより第２のパッキンリング２１の内周面２１ａとピストンロッド８の外周面８ａとの間に軸方向で漏れ経路が形成される。

圧縮機１が再び停止されると、逆の作用が生じる。すなわち、圧縮機１の構成要素は、活性化温度に達するまで徐々に冷却される。活性化温度に達すると、第２のパッキンリング２１は収縮してロッド上に戻り（ｄ＿ｉ≦Ｄ＿ａ）、これにより密なシールバリヤが再び確立される。したがって、いかなる制御介入も必要なく、自動的に、実質的に温度に依存するシール作用が達成されることが分かる。しかしながら、さらに詳しく後述するように、シール装置には、その性能を向上させるためにさらに有利な特徴を与えることができる。

図２ａに示されているように、第２のパッキンリング２１は、好ましくは、半径方向で離隔された、内側の脚２４と外側の脚２５とを半径方向で備えたＵ字形の横断面を有している。このようなＵ字形の第２のパッキンリング２１の好ましい実施形態は、図３ａ～図３ｃに詳細に示されており、図３ａは第２のパッキンリング２１の断面図を示していて、図３ｂは第２のパッキンリング２１の平面図を示していて、図３ｃは第２のパッキンリング２１の等角図を示している。第２のパッキンリング２１は、図２ａからわかるように、第２のパッキンリング２１が配置されるべき第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａの直径よりも小さい外径ｄ＿ａを有している。したがって、第２のパッキンリング２１の外周面２１ｂと円筒状の保持開口２０ａの内周面との間にリング状スペースが形成される。

さらに、図３ａ～図３ｃに示された例では、第２のパッキンリング２１の外側の脚２５上に複数の開口２２が設けられており、複数の開口２２のそれぞれが、Ｕ字形のパッキンリング２１の内部空間２３を第２のパッキンリング２１の半径方向外周面２１ｂに接続している。内部空間２３は、半径方向でＵ字形の対向する脚２４、２５の間に形成されている。したがって開口２２は、外側の脚２５を貫通して延在していて、第２のパッキンリング２１の対向する軸方向端部２１ｃ、２１ｄから離隔されて位置している。複数の開口２２は、実質的に任意の適切な形状を、例えば円筒状のドリル加工部または溝状のフライス加工部を有していてよい。第２のパッキンリング２１が、例えば、３Ｄプリントにより形成されるならば、より複雑な形状も使用することができる。

好ましくは、複数の開口２２は、細長い孔または楕円形の孔として成形され、図３ｃには細長い孔が示されている。各細長い孔は、長手方向軸線Ｌと、第１の孔端部２２ａと、長手方向軸線Ｌの方向で反対側の第２の孔端部２２ｂと、を有しており、第１の孔端部２２ａは、好ましくは、第２の孔端部２２ｂよりも、第１のリング端部２１ｃの近くに位置していて、第２の孔端部２２ｂは、第２の軸方向リング端部２１ｄのより近くに位置している。したがって、細長い孔２２は、第２のパッキンリング２１の、軸方向リング端部２１ｃ、２１ｄに形成されている前面に対して相対的に実質的に傾けられている。このような形状は、第２のパッキンリング２１を軸方向でより柔軟にするので、有利である。

さらに、Ｕ字形の外側の脚２５は、軸方向の長さｂ＿ａを有していて、この長さは、内側の脚２４の軸方向の長さｂ＿ｉよりも長い。取り付けられていない状態では、外側の脚２５の長さｂ＿ａは、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａの軸方向長さよりも好ましくは僅かに長い。図２ａによる例では、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａの軸方向長さは、図２ａによりわかるように、保持開口２０ａの軸方向端面と中間プレート２７の対向する軸方向端面との間の距離によって形成される。開口２２により、外側の脚２５は、所定の構造的な弾性を有し、これにより外側の脚２５は軸方向で弾性変形可能であり、その結果、保持開口２０ａの内側で密に装着される。第２のパッキンリング２１における開口２２の数および開口２２の配置は、リングのサイズに依存していて、変更可能である。可能な限り均一な弾性を周方向で提供するために、開口２２は周方向で好ましくは等間隔に分布している。

しかしながら半径方向では、第２のパッキンリング２１は、このような構造的な弾性を有しおらず、特に剛性であり、これにより動作温度における加熱状態でも、実質的に、差圧によって弾性変形が生じることはない（またはごく僅かにしか生じない）。したがって動作温度では、上述したように、熱膨張の結果として、第２のパッキンリング２１の内径ｄ＿ｉは、ピストンロッド８の外径Ｄ＿ａよりも常に大きいことが保証されている。より高い温度でも構造的な剛性を向上させるために、第２のパッキンリング２１の材料は、繊維強化複合材料であることが有利である。

図３ａ～図３ｃによる実施形態は、勿論、限定的なものではない。上述したように、他の実施形態も可能であり、そのいくつかを、図４ａ～図４ｃに関連して以下に説明する。

図４ａは、図３ａ～図３ｃに示されたリングと実質的に同様であるＵ字形の第２のパッキンリング２１を示している。したがって、相違点のみを詳しく説明する。図４ａによる第２のパッキンリング２１は、Ｏリング３７を付加的に有していて、このＯリングは、相対的に高い弾性を、特に第２のパッキンリング２１の材料よりも著しく高い弾性を有している。Ｏリングは、周方向溝３８によって形成されている肩部に配置されている。周方向溝３８は、外周面２１ｂに隣接して、かつ第２の軸方向端部２１ｄで第２のパッキンリング２１の表面に隣接して位置している。図４ａからわかるように、Ｏリング３７の直径は、取り付けられていない状態で溝３８の軸方向の深さよりも僅かに大きい。第２のパッキンリング２１の取り付けられた状態では、Ｏリング３７は実質的にばねのように作用する。低温状態では第２のパッキンリング２１の軸方向長さは、軸方向にも作用する熱膨張のため、高温状態よりも小さくなるので、第２のパッキンリング２１が低温状態にあるとき、（第２のパッキンリング２１の第２の軸方向端部２１ｄと保持開口２０ａの軸方向壁との間で、図２ａ参照）Ｏリング３７は半径方向のシールを支援する。高温状態では、第２のパッキンリング２１が軸方向に熱膨張すると、Ｏリング３７は圧縮されて軸方向の長さ変化を相殺する。したがって、第２のパッキンリング２１の外側の脚２５における機械的な応力を減じることができる。

図４ｂは、第２のパッキンリング２１の別の好ましい実施形態の断面図を示している。第２のパッキンリング２１は、Ｌ字形の横断面を有していることがわかる。これにより、開口２２は、この実施形態では必須ではないので、極めて単純な製造が可能となる。図３ａ～図３ｃおよび図４ａのＵ字形リングと同様に、図４ｂのＬ字形の第２のパッキンリング２１の第２の軸方向端部２１ｄも、シール装置１５の第１の軸方向装置端部１５ａ（またはシリンダ９にそれぞれ、図１参照）または高圧側ＨＰにそれぞれ面している（図２ａ参照）。勿論、Ｏリング（図示せず）が、図４ａと同様に、図４ｂのＬ字形のパッキンリング２１に付加的に設けられていてもよい。

図４ｃは、第２のパッキンリング２１の別の好ましい実施形態の断面図を示している。この実施形態では、第２のパッキンリング２１は、矩形の横断面を有している。第１の軸方向端部２１ｃ（シリンダ側）からリングの外周面２１ｂへとガスが流れることができるようにするために、複数の開口４１が設けられていて、これらの開口は、第２のパッキンリング２１の第１の軸方向端部２１ｃを第２のパッキンリング２１の外周面２１ｂに接続している。開口４１は、実質的に任意の適切な形状を有していてよく、例えば、図４ｃに示されているように、傾斜したドリル加工部、または交差する、好ましくは直交する軸方向かつ半径方向の開口であってよい。

図２ａに示された実施形態のシール装置１５は、支持通路２８をさらに有していて、この支持通路は、図２ａに示されているように、第１の支持通路端部２８ａと第２の支持通路端部２８ｂとを有している。簡略化のために、支持通路２８の一部は、図２ａには概略的にのみ示されている。図示された好ましい実施形態では、支持通路２８の第１の支持通路端部２８ａは、第２のパッキンリング２１の半径方向外側の領域で、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａに接続されている。特に、第１の支持通路端部２８ａは、第２のパッキンリング２１の外周面２１ｂと、第２のパッキンリング２１が配置される保持開口２０ａの内周面と、の間に形成されるスペース内に開口している。しかしながら、これは単なる１つの例示的な実施形態であり、支持通路２８の第１の支持通路端部２８ａは、必ずしも保持開口２０ａに接続されている必要はない。支持通路の第１の支持通路端部は、第２のパッキンリング２１とこれに続く第１のパッキンリング１９との間に、例えば、中間プレート２７の内周面上に位置していてもよい。しかしながら、第２のパッキンリテーナ２０が別の形式で設計されているならば、支持通路２８の第１の支持通路端部２８ａは、例えば、第２のパッキンリテーナ２０の内周面に、保持開口２０ａに隣接して、第１の軸方向装置端部１５ａに向かって位置していてもよい。さらに、第１の支持通路端部２８ａと第２の支持通路端部２８ｂとの間には支持通路２８を開閉するための弁２９が設けられている。

図２ａに示されているように、支持通路２８の第１の部分は、第２のパッキンリテーナ２０と一体的に形成されているのに対し、支持通路２８の第２の部分は、第２のパッキンリテーナ２０の外側に位置している。支持通路２８の第２の部分は、例えば、適切なコネクタによって第２のパッキンリテーナ２０に接続される導管として実装されていてよい。図示された実施形態では、コネクタは、シール装置１５の第２の装置端部１５ｂに面した、第２のパッキンリテーナ２０の軸方向面に配置されている。しかしながら、支持通路２８の第２の部分を接続するために十分なスペースが提供されるならば、例えば半径方向外周面上の別の位置も可能である。

図示された例では、第２のパッキンリテーナ２０は、圧縮機１にシール装置１５を取り付けるための取付けフランジとしても機能する。簡略化のために、ねじ等のような取付けエレメントは、図２ａには示されていない。勿論、これは必須ではなく、第２のパッキンリテーナ２０は、取付けフランジに加えて付加的な分離された構成要素として、特に第１の軸方向装置端部１５ａの方向で取付けフランジに隣接して設けられていてもよい。この場合、（第１の通路端部２８ａに隣接する）支持通路２８の第１の部分は、第２のパッキンリテーナ２０と一体的に形成されていてよく、支持通路２８の第２の（中間）部分は、フランジと一体的に形成されていてよく、（第２の通路端部２８ｂに隣接する）支持通路２８の第３の部分は、再び、導管として実装されていてよい。勿論、Ｏリングのような適切なシールエレメントが、（第２のパッキンリテーナ２０の内部の）支持通路２８の第１の部分と、（フランジの内部の）支持通路２８の第２の部分と、の間にシールを提供するために、フランジと第２のパッキンリテーナ２０との間に配置されていてもよい。

支持通路２８は、実質的に２つの機能を有している。圧縮機１の動作中（動作温度に達し、第２のパッキンリング２１がピストンロッド８から離されたときに）は、支持通路２８の機能は、シリンダ９から複数の第１のパッキンリング１９を通過して、シール装置１５の第２の装置端部１５ｂの方向へ流れるガスのための実質的に自由な漏れ通路を提供することである。これにより、離された状態で、（通路２８がないと）第２のパッキンリング２１の内周シール面２１ａとピストンロッド８の外周面８ａとの間にさもないと生じる（絞りに似た）比較的小さな隙間により、第２のパッキンリング２１にわたって起きる望ましくない比較的大きな圧力降下が、支持通路２８によって実質的に阻止される。本発明は、支持通路２８が設けられていなくても機能するが、支持通路２８は、シリンダ９から来るガスの実質的に自由な流れを可能にするために有利である。

他方で、上述したように、圧縮機１の休止時には活性化温度以下で第２のパッキンリング２１のシール状態において、密なシールバリヤが、第２のパッキンリング２１とピストンロッド８との間に形成される。第２のパッキンリング２１がその所望のシール作用を展開するためには、支持通路の弁２９は、当然、閉鎖位置にある必要がある。さもないと、ガスは保持されず、支持通路２８を通って第２の支持通路端部２８ｂの方向に流れてしまうからである。弁２９の開閉を自動制御するためには、弁２９が、電気的に制御可能なアクチュエータ３０を有していると有利であり、このアクチュエータは、弁２９を開閉するために、制御ユニット（例えば、図２ａに示されたような圧縮機制御ユニット１７）によって制御することができる。

図２ａにより示された有利な実施形態では、シール装置１５は、非閉塞の通気路３１をさらに有し、この通気路は、第１の通気路端部３１ａと、反対側の第２の通気路端部３１ｂと、を有している。通気路３１は、第１の軸方向装置端部１５ａ（またはシリンダ９のそれぞれ）から第２の軸方向装置端部１５ｂ（またはスペーサ３のそれぞれ）の方向で、複数の第１のパッキンリング１９を通過して、かつ第２のパッキンリング２１を（特に、第２のパッキンリング２１の内周面２１ａとピストンロッド８の外周面８ａとの間を）通過して漏れるガスを、第１の通気路端部３１ａから第２の通気路端部３１ｂへと通気させるように構成されている。これにより、例えば、第２のパッキンリング２１が摩耗したため、損傷したため、または完全に破損したため、第２のパッキンリング２１を通過して漏れるガスが、非閉塞の通気路３１を通っていつでも安全に通気され得るので、圧縮機休止時の安全性は向上する。

好ましくは、シール装置１５は、図２ａに示されているように、少なくとも１つの第３のパッキンリテーナ３２をさらに有しており、この第３のパッキンリテーナは、第３のパッキンリング３３が配置される保持開口３２ａを有している。少なくとも１つの第３のパッキンリテーナ３２は、実質的に、複数の第１のパッキンリテーナ１８と同様に設計されていてよい。しかしながら、図２ａからわかるように、異なる形式のパッキンリングを、第３のパッキンリング３３のためにかつ第１のパッキンリング１９のために使用することができる。したがって、第３のパッキンリテーナ３２の保持開口３２ａのサイズは、第１のパッキンリテーナ１８の保持開口１８ａのサイズとは異なっていてよい。

第３のパッキンリテーナ３２は、第２のパッキンリテーナ２０よりも、シール装置１５の第２の軸方向装置端部１５ｂの近くに配置されている。中間プレート２７に関連して上述したのと同様に、第３のパッキンリテーナ３２の保持開口３２ａは、シール装置１５の第２の装置端部１５ｂに面している、第２のパッキンリテーナ２０の軸方向前面によって画定されている。第１のパッキンリング１９と同様に、少なくとも１つの第３のパッキンリング３３は、例えば軸方向で複数のリングセグメントをかつ／または周方向で複数のリングセグメントを有していてよい。図２ａに示された例では、単一の第３のパッキンリテーナ３２が設けられていて、第３のパッキンリテーナ３２の保持開口３２ａ内に配置されている第３のパッキンリング３３は、軸方向で連続して配置された３つのシールリングを有していて、各シールリングは、周方向で複数のリングセグメントを有している。第１のパッキンリング１９に関連して既に上述したように、このようなリングは公知である。

第１のパッキンリテーナ１８および第２のパッキンリテーナ２０と同様に、第３のパッキンリテーナ３２も、保持開口３２ａが配置される、例えばフライス加工される１つの部材から形成されていてよい、または２以上の部材から組み立てられていてもよい。例えば、第３のパッキンリテーナ３２は、フェースプレートと、第３のパッキンリング３３が配置されている隣接部材と、を有していてよい。フェースプレートは、例えば中間プレート２７のような円筒状のプレートであってよく、隣接部材は、例えば中空円筒であってよい。

第３のパッキンリテーナ３２がシール装置１５に設けられているならば、非閉塞の通気路３１の第１の通気路端部３１ａは、図２ａによる例に示されたように、第３のパッキンリテーナ３２の保持開口３２ａに、好ましくは第３のパッキンリング３３の半径方向外側に形成されたスペースに、直接接続されていてよい。やはり、支持通路２８に関連して説明したように、第１の通気路端部３１ａに隣接する、通気路３１の第１の部分は、第３のパッキンリテーナ３２と一体的に形成されていてよく、第２の通気路端部３１ｂに隣接する、通気路３１の第２の部分は、導管によって形成されていてよい。しかしながら、図２ａは、例示的な実施形態を示すのみであり、支持通路２８の第１の支持通路端部２８ａと同様に、通気路３１の第１の通気路端部３１ａも、異なる位置に配置されていてもよい。例えば、第１の通気路端部３１ａは、シール装置１５の軸方向で第３のパッキンリング３３と第２のパッキンリング２１との間に、例えば、第２のパッキンリテーナ２０の内周面に位置していてもよい。

図２ａからわかるように、非閉塞の通気路３１の第２の通気路端部３１ｂと、支持通路２８の第２の支持通路端部２８ｂとは、好ましくは、排出スペース３５に接続可能な１つの共通の排出通路３４に接続されている。通気路３１が非閉塞であることにより、第２のパッキンリング２１を通過して漏れるガスをいつでも安全に、排出スペース３５内へと排出することができる。排出スペース３５は、例えば、ガスを貯蔵するためのリザーバ、例えばタンクであってよく、またはガスを燃焼させるためのフレア装置などの、ガスを処分するための処分システムであってもよい。これにより、第２のパッキンリング２１が破損した場合でも、ガスは通気路３１を介して安全に排出され、したがって、弁２９が閉鎖位置にある圧縮機１の休止時にスペーサ３内に侵入することはないので極めて安全な動作が可能となる。

支持通路２８の弁２９を、電気的に制御可能なアクチュエータ３０によって作動（開閉）させることができる図示の例では、好ましくは、アクチュエータ３０を、圧縮機１の動作条件に応じて制御することができる。例えば、駆動ユニット１６のための開始信号Ｓ＿ｓｔａｒｔおよび／または停止信号Ｓ＿ｓｔｏｐに応じて弁２９のアクチュエータ３０を制御するロジックを、制御ユニット１７において実施することができる。制御ユニット１７は、図２ａに示されているように、圧縮機１の動作を開始するために、駆動ユニット１６に開始信号Ｓ＿ｓｔａｒｔを送信するように構成されていてよい。付加的に、制御ユニット１７は、弁２９を開放させるために、支持通路２８の弁２９のアクチュエータ３０に開放信号Ｓ＿ｏｐｅｎを送信することができる。開始信号Ｓ＿ｓｔａｒｔと同時に開放信号Ｓ＿ｏｐｅｎを送信することができ、これにより弁２９は起動時に直ちに開放される。代替的に、開始信号Ｓ＿ｓｔａｒｔが送信される前に所定のまたは調節可能な開放リードタイムをもって開放信号Ｓ＿ｏｐｅｎを送信することができ、これにより弁２９は起動前の所定の時間に開放される。開始リードタイムは、好ましくは０～６０秒の範囲にあってよい。これにより、弁２９が、圧縮機が始動する瞬間に開放されていることが保証される。

制御ユニット１６は、圧縮機１の動作を停止させるために、駆動ユニット１６に停止信号Ｓ＿ｓｔｏｐを送信するように構成されていてもよく、さらに、弁２９を閉鎖するために、支持通路２８の弁２９のアクチュエータ３０に閉鎖信号Ｓ＿ｃｌｏｓｅを送信することができる。また、停止信号Ｓ＿ｓｔｏｐと同時に、または停止信号Ｓ＿ｓｔｏｐが送信された後、所定のもしくは調節可能な閉鎖ディレイタイム後に、閉鎖信号Ｓ＿ｃｌｏｓｅを送信することができる。閉鎖ディレイタイムも、好ましくは、０～１２０秒の範囲にある。同時送信は可能であるが、本発明によれば、第２のパッキンリング２１は熱的に活性化され、差圧によって活性化されるものではないので、これは必須ではない。所定の閉鎖ディレイタイムは、例えば、弁２９が閉鎖される前にピストンロッド８が完全に休止していることを確認するために有利であり、これにより第２のパッキンリング２１の接触および生じ得る摩耗をいずれの場合でも回避することができる。

弁２９は好ましくは、弁２９の開放状態を検出するためのセンサ３６も有している。センサ３６は、開放状態（例えば開放位置または閉鎖位置）を表すセンサ値Ｘを制御ユニット１７へと送信するように構成されている。次いで、制御ユニット１７は、センサ値Ｘを処理することができ、例えば、弁２９の開放状態を表すセンサ信号Ｘが受信された場合にだけ、開始信号Ｓ＿ｓｔａｒｔを駆動ユニット１６に送信することができる。これにより圧縮機１は、弁２９が開放された場合にだけ始動されて、弁２９が閉鎖されている限りは始動を阻止することができる。これにより、圧縮機１が弁２９を閉じた状態で始動し、その結果、第２のパッキンリング２１に高い差圧が作用することが阻止される。高い差圧は、パッキンリング２１を過剰に強くピストンロッド８に押し付けるおそれがあり、これにより、過熱、過剰な摩耗または場合によっては機械的故障が発生する可能性がある。

別の好ましい実施形態によれば、圧縮機１は、圧縮機１の動作条件を表すセンサ値を検出するように構成された適切な動作条件センサ（図示せず）を備えることができる。動作条件センサは、例えば、動作温度を検出するように構成された温度センサであってよい。温度センサは、動作温度を検出するために適切な位置に、例えば、第２のパッキンリング２１の領域および／またはピストンロッド８の領域に配置されてよい。制御ユニット１７にセンサ値を提示するために、動作条件センサを制御ユニット１７に接続することができる。制御ユニット１７はさらに、センサ値、特に動作温度に応じて支持通路２８の弁２９を制御するように構成されていてよい。他方で、弁２９を、動作条件センサによって直接制御することもでき、これにより制御ユニット１７による制御は不要である。この場合は、例えば、弁２９として、熱により操作される弁を使用することができ、この弁は、実質的に、弁２９、アクチュエータ３０および動作条件センサの組み合わせである。したがって、弁２９のアクチュエータ３０は、制御ユニット１７の制御介入が必要とされることなく、検出されたセンサ値に応じて自動的に弁２９を開閉することができる。

代替的な実施形態によれば、動作条件センサは、例えば、圧縮機１の可動部分の運動を表すセンサ値を検出するように構成された運動センサであってよい。運動センサは、例えば、クランクシャフトの回転速度またはピストンロッド８の並進速度等を検出するための速度センサであってよい。運動センサも制御ユニット１７に接続することができ、制御ユニット１７は、運動センサのセンサ値に応じて弁２９のアクチュエータ３０を制御するように構成されている。他方で、運動センサもまた、アクチュエータ３０と共に弁２９に実装されていてよく、これにより弁２９は、圧縮機制御ユニット１７から独立して直接操作される。勿論、温度センサおよび運動センサは、単なる例であり、圧縮機１の動作条件を表す関連するセンサ値を検出するために適した他のセンサが使用されてもよい。好ましい実施形態では、測定されたセンサ値、例えば温度、回転速度等のうち、弁２９を閉鎖または開放すべき作動値は、例えば制御ユニット１７を介して、または弁２９またはアクチュエータ３０で直接に調節することができる。

図２ａによる例には示されていないが、さらなるパッキンリテーナが、付加的にシール装置１５に配置されていてもよい。例えば、第３のパッキンリテーナ３２に隣接して第４のパッキンリテーナ４２を追加することが考えられ、この第４のパッキンリテーナ４２は、第３のパッキンリテーナ３２よりも、第２の軸方向装置端部１５ｂの近くに配置されている。例示的な実施形態は、図２ｂに示されている。第４のパッキンリテーナ４２は、保持開口４２ａを有しており、この保持開口には、ピストンロッド８の外周面８ａから残留油を拭き取るために働く拭取りリング４３が配置されている。拭取りリング４３は、内周面に１つ以上の拭取りエッジ４３ａを有していてよい。拭取りリング４３は、拭取りリング４３の内周面を外周面に接続する１つ以上の排出通路４３ｂをさらに有することができる。拭き取られた油を、拭取りリング４３の半径方向外側に配置された、保持開口４２ａの内側に設けられた油捕集スペースに、排出通路４３ｂを通じて搬送することができる。排出スペースは、適切なオイル戻しライン４５によってオイルリザーバ４４に接続することができる。このような拭取りリング４３は公知であるので、詳細な説明は、現時点では行わない。拭取りリング４３を含むシール装置１５のこのような実施形態は、例えば、図１に示された圧縮機１が有するようなスペーサ３を有していない圧縮機１で使用することができる。このようなシール装置１５は、いわゆる組み合わせ式シール装置と呼ばれることが多い。

図２ａによる実施形態と同様に、図２ｂによるシール装置１５も、弁２９を備えた支持通路２８と非閉塞の通気路３１とを有している。支持通路２８の機能および通気路３１の機能については、図２ａに関連して既に詳細に説明したので、２つの実施形態間の相違点のみを以下に説明する。図２ａとは異なり、図２ｂの実施形態では、通気路３１の第１の通気路端部３１ａは、シール装置１５（またはピストンロッド８のそれぞれ）の軸方向で第３のパッキンリング３３と第２のパッキンリング２１との間に位置している。通気路３１の第１の部分は、第２のパッキンリング２１が配置されている第２のパッキンリテーナ２０と一体的に形成されている。第１の通気路端部３１ａは、この場合、第２のパッキンリテーナ２０の内周面上に位置している。図示された例では、第２のパッキンリテーナ２０は、圧縮機１にシール装置１５を取り付けるための取付けフランジとしても機能する。勿論、ボルトまたはねじのような適切な取付け手段（図示せず）をフランジに設けることができる。しかしながら、通気路３１の機能は図２ａの場合と同じである。このような設計は、標準化された（組み込まれた通路を有さない）パッキンリテーナを、第３のパッキンリテーナ３２として使用することができるので有利である。

図２ｂの実施形態では、支持通路２８の第１の支持通路端部２８ａの位置も、図２ａによる実施形態とは異なっている。図２ａでは、第１の支持通路端部２８ａは、第２のパッキンリテーナ２０の保持開口２０ａに直接接続されている。これとは異なり、図２ｂでは、第１の支持通路端部２８ａは、第２のパッキンリング２１に隣接して配置された第１のパッキンリング１９＿１と、シール装置１５の第１の軸方向装置端部１５ａの方向でこれに続く第１のパッキンリング１９＿２と、の間に位置している。この設計には実質的に２つの利点がある。一方では、この構成により、圧縮機１の停止と、冷却および収縮のために必要な時間ゆえに遅延が生じる、第２のパッキンリング２１の熱による活性化と、の間の期間中に、第２のパッキンリング２１に隣接している第１のパッキンリング１９＿１が付加的なシールを提供することができる。したがって、第２のパッキンリング２１のシール作用が完全に展開される時点まで、第１のパッキンリング１９＿１は、シリンダ９（図１）内の残留圧力により付加的なシール作用を提供することができる。

このような付加的シール作用を提供するためには、第２のパッキンリング２１に隣接する第１のパッキンリング１９＿１は、これに続く第１のパッキンリング１９＿２とは異なる（および図２ｂの第１の軸方向装置端部１５ａに向かって第１のパッキンリング１９＿２に隣接して配置された別の第１のパッキンリング１９＿３とは異なる）設計であるのが有利である。特に、第１のパッキンリング１９＿１は、好ましくは、いわゆる「複動式」リングとして設計されていて、リングにわたって差圧が存在しない場合でもシール作用を提供するように構成されている。複動式リングは、例えば、２つの接線方向切断リング、例えば２つの同一の接線方向切断リングを備えたリングアセンブリを有することができる。別の適切なリングは、例えば、いわゆる「ロッドに対して接線方向の」リングであってよい。このようなリングは公知である。第１のシールリング１９＿２とこれに続く第１のシールリング１９＿３とは、例えば、同一であってよく、例えばそれぞれ、図２ａにおいて第１のパッキンリング１９に関連して既に言及したように、半径方向切断リングと接線方向切断リングとを備えたリングアセンブリを有していてもよい。他方では、第２のパッキンリング２１に隣接している第１のパッキンリング１９＿１にわたって生じる圧力降下は、第２のパッキンリング２１の冷却のために利用することができ、これにより冷却が加速され、ひいては熱による活性化が促進される。この場合、対応する第１のパッキンリング１９＿１が金属材料を含んでいるならば特に好ましい。例えば、金属から成る上述したバックアップリングは、第１のパッキンリング１９＿１の一部として使用することができる。

本発明のシール装置１５の別の好ましい実施形態を、図２ｃに関連して説明する。図示した実施形態のシール装置１５の複数の第１のパッキンリテーナ１８は、２つの第１のパッキンリテーナ１８を有しており、各パッキンリテーナは、第１のパッキンリング１９が配置される保持開口１８ａを有している。第１のパッキンリング１９も、上述したように設計されていてもよい。勿論、図２ａおよび図２ｂと同様に、より多数の第１のパッキンリテーナ１８が設けられていてもよい。シール装置１５は、第２のパッキンリテーナ２０をさらに有しており、この第２のパッキンリテーナは、第２のパッキンリング２１が配置される保持開口２０ａを有している。第２のパッキンリテーナ２０は、第１のパッキンリテーナ１８よりも、第２の装置端部１５ｂの近くに配置されている。例示的なＵ字形の第２のパッキンリング２１が示されている。しかしながら、第２のパッキンリング２１は、図３ａ～図４ｃに関連して説明したように異なる設計を有していてもよい。第２のパッキンリテーナ２０に隣接して中間プレート２７が配置されていて、この中間プレートには非閉塞の通気路３１の第１の部分が配置されている。図によりわかるように、図２ｂによる実施形態と同様に、通気路３１の第１の通気路端部３１ａは、第２のパッキンリング２１と、第２の装置端部１５ｂの方向でこれに続く第１のパッキンリング１９との間に位置している。

シール装置１５は、Ｔ字形の横断面を有する第５のパッキンリテーナ４６をさらに有し、このパッキンリテーナは、軸方向でＴ字形の横断面の中心部分によって分離された２つの保持開口４６ａを有している。保持開口４６ａのそれぞれに、第５のパッキンリング４７が配置されている。第５のパッキンリング４７はそれぞれ、軸方向で３つの連続するリングを有する、いわゆる単動式のＳＬＰリングアセンブリとして形成されており、３つのリングのそれぞれは、切断リングであり、周方向で複数のリングセグメントを有している。中央リングおよび外側リングのうちの１つはそれぞれ面取り部を備え、中央リングの面取り部は、半径方向外側に向けられており、外側リングの面取り部は、半径方向内側に向けられている。面取り部は互いに向かい合っていて接触している。

図２ｃに示されているように、２つの第５のパッキンリング４７は、外側の面取りされたリングが軸方向で互いに向かい合い、第５のパッキンリテーナ４６のＴ字形横断面の中央部と接触するように、鏡面反転されて配置されている。シール装置１５が圧縮機１に取り付けられた状態で、圧力チャンバ４６ｂが、軸方向で２つの第５のパッキンリング４７の間、かつ半径方向で第５のパッキンリテーナ４６のＴ字形横断面の中央部分とピストンロッド８との間に位置するスペースに形成される。さらに、シール装置１５には、圧縮機１にシール装置１５を取り付けるためのフランジＦが配置されている。フランジＦは、極めて左側に配置されており、クランクケース２（図１）に面するように構成された、シール装置１５の第２の軸方向装置端部１５ａを有する。図２ｃによりわかるように、フランジＦは、第２の装置端部１５ｂにより近い、第５のパッキンリテーナ４６の左側の保持開口４６ａを画定していて、中間プレート２７は、第１の装置端部１５ａにより近い、第５のパッキンリテーナ４６の右側の保持開口４６ａを画定している。

さらに、シール装置１５には、パージ通路４８が設けられていて、このパージ通路４８は、第１のパージ通路端部４８ａと第２のパージ通路端部４８ｂとを有している。第１のパージ通路端部４８ａは、第５のパッキンリテーナ４６のＴ字形横断面の中央部分の内周面に、軸方向で２つの第５のパッキンリング４７の間に位置している。第１のパージ通路端部４８ａに隣接する、パージ通路４８の第１の部分は、第５のパッキンリテーナ４６に一体的に形成されていて、パージ通路４８の第２の中間部分は、フランジＦに一体的に形成されていて、第２のパージ通路端部４８ｂに隣接する、パージ通路４８の第３の部分は、フランジＦに適切に接続される導管として形成されている。第２のパージ通路端部４８ｂは、好ましくは窒素を含む加圧ガス源４９に接続されている。パージ通路４８を開閉するための弁（図示せず）も設けられていてよい。

加圧ガス源４９からの加圧ガスが圧力チャンバ４６ｂ内に導入されると、圧力チャンバ４６ｂ内に圧力が生成され、この圧力は、各第５のパッキンリング４７の対応する外側の面取りされたリングを、軸方向で対応する中央リングに対して押し付ける。相互作用する面取り部により、中央の面取りされたリングは、半径方向でピストンロッド８へと押し付けられ、密なシールを形成する。したがって、第１の装置端部１５ａ（または圧縮チャンバ９のそれぞれ、図１）から第１のパッキンリング１９を通過して、かつ第２のパッキンリング２１を通過して第２の装置端部１５ｂの方向に漏れるガスを、非閉塞の通気路３１を介して安全に通気させることができる。これは、第５のパッキンリング４７のシール作用のみによるものではなく、好ましくは第１の通気路端部３１ａの領域における圧力よりも高い、圧力チャンバ４６ｂ内の圧力にもよるものである。

図２ｄは、第５のパッキンリテーナ４６を含むシール装置１５の異なる設計を示している。この場合、第５のパッキンリテーナ４６は、Ｌ字形の横断面を有していて、単一の保持開口４６ａしか有していない。保持開口４６ａは、シール装置１５の第２の軸方向装置端部１５ｂの方向に面していて、軸方向でフランジＦによって画定されている。保持開口４６ａ内には、１つだけの第５のパッキンリング４７が配置されていて、このパッキンリングは、図２ｃの第５のパッキンリング４７とは異なる設計である。この場合、第５のパッキンリング４７は、いわゆる複動式のＤＳＬＰリングアセンブリである。ＤＳＬＰリングアセンブリは、実質的に、軸方向で両側に面取り部を有している単一の中央リングに、各外側の面取りされたリングが組み合わせられる上述したＳＬＰリングアセンブリの組み合わせである。したがって、図２ｃの第５のパッキンリング４７は、軸方向で連続する５個のリングを有していて、各リングは、周方向で複数のリングセグメントを有している。

パージ通路４８の第１のパージ通路端部４８ａは、第５のパッキンリング４７の半径方向外側に位置する、保持開口４６ａの内側の、圧力チャンバ４６ｂを形成するスペースに接続されている。第１のパージ通路端部４８ａの軸方向の位置は、好ましくは、保持開口４６ａの中央であるが、別の位置も可能である。また、第１のパージ通路端部４８ａに隣接する、パージ通路４８の第１の部分は、第５のパッキンリテーナ４６に一体的に形成されていて、パージ通路４８の第２の中間部分は、フランジＦに一体的に形成されている。第２のパージ通路端部４８ｂに隣接する、パージ通路４８の第３の部分は、フランジＦの外側に位置し、導管として実装されていてもよい。導管は、加圧ガス源（図示せず）に接続されている。さらに、図２ｄによる実施形態では、非閉塞の通気路３１も、第５のパッキンリテーナ４６とフランジＦとを通過している。

パージ通路４８は、通気路３１と干渉しないように、周方向で通気路３１から離隔されている。図２ｃと同様に、通気路３１の第１の通気路端部３１ａは、シール装置１５の軸方向で第２のパッキンリング２１と第５のパッキンリング４７との間に位置している。しかしながら、図２ｃにあるような中間プレート２７は、図２ｄの実施形態では不要である。したがって、図２ｄによるシール装置１５の軸方向の全長は、図２ｃによるシール装置の長さよりも僅かに小さくあってもよい。第２のパッキンリング２１は、図４ｃの実施形態にしたがって設計されている。しかしながら、勿論、記載した他の任意の設計も可能である。

加圧ガス源（図２ｄには図示せず）からの加圧ガスが圧力チャンバ４６ｂ内に導入されると、圧力チャンバ４６ｂ内に圧力が生成される。この圧力は、第５のパッキンリング４７の中央の２重面取りリングを、隣接する２つの単一面取りリングに半径方向で押し付ける。相互作用する面取り部により、単一面取りリングは、半径方向でピストンロッド８へと押し付けられ、かつ軸方向で面取りされていないリングへと押し付けられ、軸方向および半径方向で密なシールを形成する。したがって、第１の軸方向装置端部１５ａ（または圧縮チャンバ９のそれぞれ、図１）から第１のパッキンリング１９（図示せず）を通過して、かつ第２のパッキンリング２１を通過して第２の軸方向装置端部１５ｂの方向に漏れるガスを、非閉塞の通気路３１を介して安全に通気させることができる。これもまた、第５のパッキンリング４７のシール作用のみによるものではなく、好ましくは第１の通気路端部３１ａの領域における圧力よりも高い、圧力チャンバ４６ｂ内の圧力にもよるものである。

Claims (25)

1. 往復動ピストン圧縮機（１）のピストンロッド（８）をシールするためのシール装置（１５）であって、前記シール装置（１５）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）のシリンダ（９）に面するように構成された第１の軸方向装置端部（１５ａ）と、前記往復動ピストン圧縮機（１）のクランクケース（２）に面するように構成された反対側の第２の軸方向装置端部（１５ｂ）と、複数の第１のパッキンリテーナ（１８）であって、各リテーナは、第１のパッキンリング（１９）が配置される保持開口（１８ａ）を有している複数の第１のパッキンリテーナ（１８）と、第２のパッキンリング（２１）が配置される保持開口（２０ａ）を有している第２のパッキンリテーナ（２０）と、を備え、前記第２のパッキンリテーナ（２０）は、前記シール装置（１５）の軸方向で前記複数の第１のパッキンリテーナ（１８）よりも前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の近くに位置しており、前記第２のパッキンリング（２１）は切断されていないリングであり、連続的な内周シール面（２１ａ）を有していて、前記第２のパッキンリング（２１）はポリマーを含む材料から形成されている、シール装置（１５）において、
   前記材料は、鉄の熱膨張係数（αＦＥ）の少なくとも２倍の熱膨張係数（α）を有しており、所定の活性化温度以下では、前記第２のパッキンリング（２１）の内径（ｄ＿ｉ）は、シールされるべき前記ピストンロッド（８）の外径（Ｄ＿ａ）よりも小さくて、これにより前記往復動ピストン圧縮機（１）に前記シール装置（１５）が取り付けられた状態で、前記第２のパッキンリング（２１）が半径方向に予荷重を受けることにより、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）と前記ピストンロッド（８）の外周面（８ａ）との間に密なシールが形成されており、所与の動作温度において、前記第２のパッキンリング（２１）の前記内径（ｄ＿ｉ）は前記ピストンロッド（８）の前記外径（Ｄ＿ａ）よりも大きくなり、これにより前記往復動ピストン圧縮機（１）に前記シール装置（１５）が取り付けられた状態で、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）が前記ピストンロッド（８）の前記外周面（８ａ）から離されることにより、軸方向で前記第２のパッキンリング（２１）を通過する漏れ経路が提供されることを特徴とする、シール装置（１５）。
2. 前記第２のパッキンリング（２１）の前記材料の前記熱膨張係数（α）は、少なくとも３０×１０^－６Ｋ^－１ である、請求項１記載のシール装置（１５）。
3. 前記動作温度は９０℃以上であり、かつ／または前記活性化温度は８０℃以下であり、前記動作温度と前記活性化温度とは、前記ピストンロッド（８）の領域における温度である、請求項１記載のシール装置（１５）。
4. 前記第２のパッキンリング（２１）は、第１の軸方向端部（２１ｃ）と反対側の第２の軸方向端部（２１ｄ）とを有しており、前記第２のパッキンリング（２１）は、前記第１の軸方向端部（２１ｃ）が、前記シール装置（１５）の前記第１の軸方向装置端部（１５ａ）に面するように、前記第２のパッキンリテーナ（２０）の前記保持開口（２０ａ）に配置されており、前記第２のパッキンリング（２１）は、
   －半径方向で離隔された内側の脚（２４）と外側の脚（２５）とを有したＵ字形の横断面であって、前記内側の脚（２４）には前記第２のパッキンリング（２１）の前記内周シール面（２１ａ）が設けられていて、前記第２のパッキンリング（２１）の前記外側の脚（２５）には半径方向外周面（２１ｂ）が設けられており、前記Ｕ字形の開放側は、軸方向で前記第２のパッキンリング（２１）の前記第１の軸方向端部（２１ｃ）に面している、Ｕ字形の横断面、
   －軸方向の脚（３９）と半径方向の脚（４０）とを有したＬ字形の横断面であって、前記軸方向の脚（３９）には前記第２のパッキンリング（２１）の前記内周シール面（２１ａ）が設けられていて、前記半径方向の脚（４０）には前記第２のパッキンリング（２１）の半径方向外周面（２１ｂ）が設けられており、前記半径方向の脚（４０）は、前記第２のパッキンリング（２１）の前記第２の軸方向端部（２１ｄ）に配置されている、Ｌ字形の横断面、
   －矩形の横断面であって、前記第２のパッキンリング（２１）には複数の開口（４１）が設けられていて、前記開口（４１）はそれぞれ、前記第２のパッキンリング（２１）の前記第１の軸方向端部（２１ｃ）を前記第２のパッキンリング（２１）の外周面（２１ｂ）に接続している、矩形の横断面、
   のうちの１つを有している、請求項１記載のシール装置（１５）。
5. 前記外側の脚（２５）上に複数の開口（２２）が設けられており、前記複数の開口（２２）のそれぞれが、Ｕ字形の前記第２のパッキンリング（２１）の内部空間（２３）を前記第２のパッキンリング（２１）の前記半径方向外周面（２１ｂ）に接続していて、前記内部空間（２３）は、半径方向で前記内側の脚（２４）と前記外側の脚（２５）との間に位置しており、前記開口（２２）は、前記第２のパッキンリング（２１）の対向する前記第１および第２の軸方向端部（２１ｃ、２１ｄ）から離隔されて位置している、請求項４記載のシール装置（１５）。
6. 前記複数の開口（２２）は、複数の細長い孔または楕円の孔を有している、請求項５記載のシール装置（１５）。
7. 各細長い孔または楕円の孔は、長手方向軸線（Ｌ）と、第１の孔端部（２２ａ）と、前記長手方向軸線（Ｌ）の方向で反対側の第２の孔端部（２２ｂ）とを有しており、前記第１の孔端部（２２ａ）は、前記第２の孔端部（２２ｂ）よりも、前記第１の軸方向端部（２１ｃ）の近くに位置している、請求項６記載のシール装置（１５）。
8. 前記第２のパッキンリング（２１）の組み付けられていない状態で、前記内側の脚（２４）の軸方向の長さ（ｂ＿ｉ）は、前記外側の脚（２５）の軸方向の長さ（ｂ＿ａ）よりも小さい、請求項４から７までのいずれか１項記載のシール装置（１５）。
9. 前記第２のパッキンリング（２１）の前記材料は、繊維強化複合材料であって、かつ／または前記第２のパッキンリング（２１）の前記材料の前記ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から７までのいずれか１項記載のシール装置（１５）。
10. 前記シール装置（１５）は、支持通路（２８）をさらに有していて、前記支持通路は、第１の支持通路端部（２８ａ）と、第２の支持通路端部（２８ｂ）と、前記支持通路（２８）を開閉するための弁（２９）と、を有しており、前記支持通路（２８）は、前記第１の軸方向装置端部（１５ａ）から前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の方向で、複数の前記第１のパッキンリング（１９）のうちの少なくとも１つを通過して漏れるガスを、前記第１の支持通路端部（２８ａ）から前記第２の支持通路端部（２８ｂ）へと通気させるように構成されている、請求項１記載のシール装置（１５）。
11. 前記第１の支持通路端部（２８ａ）は、前記第２のパッキンリテーナ（２０）の前記保持開口（２０ａ）に接続されていて、または前記第１の支持通路端部（２８ａ）は、前記シール装置（１５）の軸方向で前記第２のパッキンリング（２１）と隣接する前記第１のパッキンリテーナ（１８）の前記第１のパッキンリング（１９）との間に位置していて、または前記複数の第１のパッキンリテーナ（１８）は、少なくとも２つの第１のパッキンリテーナ（１８）を有しており、前記第１の支持通路端部（２８ａ）は、前記第２のパッキンリング（２１）に隣接する前記第１のパッキンリング（１９）の領域に位置していて、または前記シール装置（１５）の軸方向で前記第２のパッキンリング（２１）に隣接する前記第１のパッキンリング（１９）と前記第１の軸方向装置端部（１５ａ）との間に位置している、請求項１０記載のシール装置（１５）。
12. 前記弁（２９）は、前記弁（２９）を開閉するために制御ユニット（１７）によって制御することができる電気的に制御可能なアクチュエータ（３０）を有している、請求項１０記載のシール装置（１５）。
13. 前記弁（２９）は、前記弁（２９）の開放状態を表すセンサ値（Ｘ）を生成するように構成されたセンサ（３６）を有している、請求項１０記載のシール装置（１５）。
14. 前記シール装置（１５）は、非閉塞の通気路（３１）をさらに有していて、前記通気路（３１）は、第１の通気路端部（３１ａ）と、第２の通気路端部（３１ｂ）とを有しており、前記通気路（３１）は、前記第１の軸方向装置端部（１５ａ）から前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の方向で、前記第２のパッキンリング（２１）を通過して漏れるガスを、前記第１の通気路端部（３１ａ）から前記第２の通気路端部（３１ｂ）へと通気させるように構成されている、請求項１０記載のシール装置（１５）。
15. 前記シール装置（１５）は、少なくとも１つの第３のパッキンリテーナ（３２）をさらに有しており、前記第３のパッキンリテーナは、第３のパッキンリング（３３）が配置される保持開口（３２ａ）を有しており、前記少なくとも１つの第３のパッキンリテーナ（３２）は、前記第２のパッキンリテーナ（２０）よりも、前記シール装置（１５）の前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の近くに配置されている、請求項１４記載のシール装置（１５）。
16. 前記第１の通気路端部（３１ａ）は、前記第３のパッキンリテーナ（３２）の前記保持開口（３２ａ）に接続されていて、または前記第１の通気路端部（３１ａ）は、前記シール装置（１５）の軸方向で前記第２のパッキンリング（２１）と前記第３のパッキンリング（３３）との間に位置している、請求項１５記載のシール装置（１５）。
17. 前記非閉塞の通気路（３１）の前記第２の通気路端部（３１ｂ）と、前記支持通路（２８）の前記第２の支持通路端部（１８ｂ）とは、排出スペース（３５）に接続可能な１つの共通の排出通路（３４）に接続されている、請求項１４記載のシール装置（１５）。
18. 往復動ピストン圧縮機（１）であって、複数のシリンダ（９）を有しており、前記シリンダ（９）のそれぞれには、往復動式に可動のピストン（１０）が配置されており、各ピストン（１０）は、ピストンロッド（８）に接続されており、前記複数のシリンダ（９）のうちの少なくとも１つのシリンダ（９）のために、請求項１記載のシール装置（１５）が、対応する前記ピストンロッド（８）をシールするために設けられており、前記シール装置（１５）は、第１の軸方向装置端部（１５ａ）が前記シリンダ（９）に面し、かつ第２の軸方向装置端部（１５ｂ）が前記往復動ピストン圧縮機（１）のクランクケース（２）に面するように、配置されている、往復動ピストン圧縮機（１）。
19. 前記往復動ピストン圧縮機（１）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作を制御するための圧縮機制御ユニット（１７）を有しており、前記圧縮機制御ユニット（１７）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作条件に応じて支持通路（２８）の弁（２９）の電気的に制御可能なアクチュエータ（３０）を制御するように構成されている、請求項１２記載のシール装置（１５）を備えた、請求項１８記載の往復動ピストン圧縮機（１）。
20. 前記往復動ピストン圧縮機（１）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作条件を表すセンサ値を検出するように構成された動作条件センサを有しており、前記支持通路（２８）の前記弁（２９）の電気的に制御可能な前記アクチュエータ（３０）は、前記センサ値に応じて前記弁（２９）を制御するように構成されていて、または前記圧縮機制御ユニット（１７）は、前記センサ値に応じて前記弁（２９）の電気的に制御可能な前記アクチュエータ（３０）を制御するように構成されている、請求項１９記載の往復動ピストン圧縮機（１）。
21. 前記往復動ピストン圧縮機（１）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）を駆動するための駆動ユニット（１６）を有しており、前記圧縮機制御ユニット（１７）は、前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作を開始するために前記駆動ユニット（１６）に開始信号（Ｓ＿ｓｔａｒｔ）を送信するように、かつ前記開始信号（Ｓ＿ｓｔａｒｔ）と同時にまたは前記開始信号（Ｓ＿ｓｔａｒｔ）の前に所定のもしくは調節可能な開放リードタイムをもって前記弁（２９）を開放するために、前記支持通路（２８）の前記弁（２９）の前記アクチュエータ（３０）に開放信号（Ｓ＿ｏｐｅｎ）を送信するように構成されており、かつ／または前記圧縮機制御ユニットは、前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作を停止させるために前記駆動ユニット（１６）に停止信号（Ｓ＿ｓｔｏｐ）を送信するように、かつ前記停止信号（Ｓ＿ｓｔｏｐ）と同時にまたは前記停止信号（Ｓ＿ｓｔｏｐ）の後に所定のもしくは調節可能な閉鎖ディレイタイム後に前記弁（２９）を閉鎖するために、前記支持通路（２８）の前記弁（２９）の前記アクチュエータ（３０）に閉鎖信号（Ｓ＿ｃｌｏｓｅ）を送信するように構成されている、請求項１９記載の往復動ピストン圧縮機（１）。
22. 往復動ピストン圧縮機（１）を動作させるための方法であって、前記往復動ピストン圧縮機（１）は、複数のシリンダ（９）を有しており、前記シリンダ（９）のそれぞれには、往復動式に可動のピストン（１０）が配置されており、各ピストン（１０）は、ピストンロッド（８）に接続されており、前記複数のシリンダ（９）のうちの各シリンダ（９）のために、対応する前記ピストンロッド（８）をシールするためのシール装置（１５）が設けられており、前記シール装置（１５）は、対応する前記シリンダ（９）に面した第１の軸方向装置端部（１５ａ）と、前記往復動ピストン圧縮機（１）のクランクケース（２）に面した反対側の第２の軸方向装置端部（１５ｂ）と、を有しており、複数の前記シール装置のうちの少なくとも１つのシール装置（１５）は、複数の第１のパッキンリテーナ（１８）であって、各リテーナは、第１のパッキンリング（１９）が配置される保持開口（１８ａ）を有している複数の第１のパッキンリテーナ（１８）と、第２のパッキンリング（２１）が配置される保持開口（２０ａ）を有している第２のパッキンリテーナ（２０）と、を備え、前記第２のパッキンリテーナ（２０）は、前記シール装置（１５）の軸方向で前記複数の第１のパッキンリテーナ（１８）よりも前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の近くに位置しており、前記第２のパッキンリング（２１）は切断されていなりリングであり、連続的な内周シール面（２１ａ）を有しており、前記第２のパッキンリング（２１）はポリマーを含む材料から形成されている、方法において、
    前記材料は、鉄の熱膨張係数（α_ＦＥ）の少なくとも２倍の熱膨張係数（α）を有しており、前記方法は、
    －活性化温度以下で休止状態から前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作を開始するステップであって、前記活性化温度以下では、前記第２のパッキンリング（２１）が半径方向に予荷重を受け、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）と前記ピストンロッド（８）の外周面（８ａ）との間に密なシールが形成されているステップと、
    －所定の動作温度に達するまで前記往復動ピストン圧縮機（１）を動作させるステップであって、前記動作温度に達したとき、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）が前記ピストンロッド（８）の前記外周面（８ａ）から離れて、前記第２のパッキンリング（２１）の前記内周シール面（２１ａ）と前記ピストンロッド（８）の前記外周面（８ａ）との間に軸方向で漏れ経路を提供するステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
23. 前記方法はさらに、
    －前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作を、休止するまで停止させるステップと、
    －活性化温度以下まで前記往復動ピストン圧縮機（１）を冷却するステップであって、前記活性化温度に達したとき、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）が前記ピストンロッド（８）の前記外周面（８ａ）に付着して、前記第２のパッキンリング（２１）の連続的な前記内周シール面（２１ａ）と前記ピストンロッド（８）の前記外周面（８ａ）との間に密なシールを形成するステップと、
    を含む、請求項２２記載の方法。
24. 前記少なくとも１つのシール装置（１５）は、支持通路（２８）をさらに有していて、前記支持通路は、第１の支持通路端部（２８ａ）と、第２の支持通路端部（２８ｂ）と、前記支持通路（２８）を開閉するための弁（２９）と、を有しており、前記方法はさらに、
    －前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作の開始と同時にまたは前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作の開始前に開放リードタイムをもって、前記支持通路（２８）の前記弁（２９）を開放するステップであって、前記第１の軸方向装置端部（１５ａ）から前記第２の軸方向装置端部（１５ｂ）の方向で複数の前記第１のパッキンリング（１９）のうちの少なくとも１つを通過して漏れるガスを、前記第１の支持通路端部（２８ａ）から前記第２の支持通路端部（２８ｂ）へと通気させるステップと、
    －前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作の停止と同時にまたは前記往復動ピストン圧縮機（１）の動作の停止後の閉鎖ディレイタイム後に、前記弁（２９）を閉鎖するステップと、
    を含む、請求項２２または２３記載の方法。
25. 前記方法はさらに、
    －軸方向で前記シリンダ（９）から前記クランクケース（２）の方向に前記第２のパッキンリング（２１）を通過して漏れるガスを、非閉塞の通気路（３１）を介して通気させるステップ
    を含む、請求項２２または２３記載の方法。