(57)【要約】      （修正有）【課題】空気圧縮機のクランク室に供給している潤滑油が、ピストンの周囲からシリンダー内に入り、気体を汚していたし、一ランク上位の圧縮機を搭載することで多少圧力の高い気体を作り出していたが、高圧や中圧を含めた圧力の気体を作り出すという発想のものは無かった。【解決手段】圧力の低い圧縮空気を作り出す圧縮機５０Ａを構成しているシリンダー４０Ａの上部に増圧シリンダー１０Ａを、増圧ピストン１１ａと増圧ロッド１１ｂを一体に形成した増圧ピストンロッド１１の増圧ロッドの一端をシリンダーを構成しているピストン４２に位置させ空間部４０Ａｚを形成することでピストンの下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように分離して配設し、増圧シリンダー１０Ａによって形成されている増圧室１０Ａｚには、逆流を防止する逆止弁２２を接続している流入配管１０１と逆止弁２３を接続している流出配管１０２を配設した。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機（５０Ａ）を構成しているシリンダー（４０Ａ）の上部に増圧ピストンロッド（１１）を組み込んでいる増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）を、増圧ピストン（１１ａ）と増圧ロッド（１１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（１１）の前記増圧ロッド（１１ｂ）の一端を前記シリンダー（４０Ａ）を構成しているピストン（４２）に位置させ空間部（４０Ａｚ）を形成することで前記ピストン（４２）の下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように前記増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）と前記シリンダー（４０Ａ）を分離して配設し、前記空気圧縮機（５０Ａ）における前記シリンダー（４０Ａ）の運動を前記増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）に伝達することで前記増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）に導入した外部からの加圧した気体から更に圧力の高い気体を作り出すことを特徴とする圧力の高いきれいな気体の製造方法。
【請求項２】
前記増圧シリンダー（１０Ｂ）によって形成されている増圧室（１０Ｂｚ）側の最大体積／最小体積による増圧比率を変更することで、前記増圧室（１０Ｂｚ）からの流出気体の圧力を調整出来ることを特徴とする請求項１に記載の圧力の高いきれいな気体の製造方法。
【請求項３】
前記増圧シリンダー（１０Ｂ）によって形成されている増圧室（１０Ｂｚ）への流入気体の圧力を変更することで、前記増圧室（１０Ｂｚ）からの流出気体の圧力を調整出来ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力の高いきれいな気体の製造方法。
【請求項４】
外部からの前記加圧した気体は、多筒式空気圧縮機の一つのシリンダーで作り出すものであり、圧力の低い前記圧縮空気を作り出す空気圧縮機は、多筒式空気圧縮機の残りのシリンダーで作り出すものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の圧力の高いきれいな気体の製造方法。
【請求項５】
圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機（５０Ａ）を構成しているシリンダー（４０Ａ）の上部に増圧ピストンロッド（１１）を組み込んでいる増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）を、増圧ピストン（１１ａ）と増圧ロッド（１１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（１１）の前記増圧ロッド（１１ｂ）の一端を前記シリンダー（４０Ａ）を構成しているピストン（４２）に位置させ空間部（４０Ａｚ）を形成することで前記ピストン（４２）の下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように前記増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）と前記シリンダー（４０Ａ）を分離して配設し、前記増圧シリンダー（１０Ａ、１０Ｂ）によって形成されている増圧室（１０Ａｚ、１０Ｂｚ）には、前記増圧室（１０Ａｚ、１０Ｂｚ）からの逆流を防止する逆止弁（２２）を接続している流入配管（１０１、１１１）と前記増圧室（１０Ａｚ、１０Ｂｚ）に逆流を防止する逆止弁（２３）を接続している流出配管（１０２、１１２）を配設したことを特徴とする圧力の高いきれいな気体の製造装置。
【請求項６】
前記増圧シリンダー（１０Ｂ）に、前記増圧室（１０Ｂｚ）側の最大体積／最小体積による増圧比率を変更する目的で、前記増圧シリンダー（１０Ｂ）を形成している前記増圧室（１０Ｂｚ）の内部に収納している増圧室仕切（１６）を自由に移動することが出来るハンドル（１５）を配設したことを特徴とする請求項５に記載の圧力の高いきれいな気体の製造装置。
【請求項７】
前記流入配管（１０１、１１１）に、前記増圧室（１０Ａｚ、１０Ｂｚ）への流入気体の圧力を変更する目的で、減圧弁（２１）を配設したことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の圧力の高いきれいな気体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、簡便な方式で圧力の高い油等の異物が混入していない空気や酸素ガスや水素ガスや炭酸ガス窒素ガスやヘリウムガス等の気体を作り出すための、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置に関する技術としては、空気圧縮機によるものが一般的であった。
【０００３】
ここで、図３に見られるように、空気圧縮機５０Ｂは、シリンダー４０Ｂと吸込濾過器５１と連接棒５５とその他の構成物等によって構成され、シリンダー４０Ｂは、シリンダー本体４１とピストン４２とシリンダーヘッド４３等によって構成されている。
【０００４】
この場合、空気圧縮機５０Ｂは、図３には具体的に示されていないが、電動モータの回転をベルトを介してクランク軸に伝え、クランク軸に連接棒５５を接続することによってクランク軸の回転運動を直線の往復運動に変換することによって連接棒５５に伝え、連接棒５５の往復運動をシリンダー４０Ｂを構成し連接棒と接続しているピストン４２に伝えることで吸込濾過器５１を経由して吸引した大気をシリンダー４０Ｂに取り込みながら圧縮空気を作り出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置に関する技術に関しては、以下に示すような課題があった。
【０００６】
第一に、空気圧縮機の場合、電動モータからクランク軸の回転運動を、連接棒を介して直線の往復運動に変換することによってシリンダーを構成しているピストンに伝えているが、クランク軸を収納しているクランク室に供給している潤滑油が、ピストンの周囲からシリンダー内に入り込み、シリンダー内で作り出される高圧の気体を汚していた。
【０００７】
第二に、空気圧縮機の場合、一ランク上位の圧縮機を搭載することで多少圧力の高い気体を作り出すということは行っていたが、高圧や中圧を含めて自由に希望する圧力の気体を作り出すという発想のものは無かった。
本発明はこのような課題を解決することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機５０Ａを構成しているシリンダー４０Ａの上部に増圧ピストンロッド１１を組み込んでいる増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂを、増圧ピストン１１ａと増圧ロッド１１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド１１の前記増圧ロッド１１ｂの一端を前記シリンダー４０Ａを構成しているピストン４２に位置させ空間部４０Ａｚを形成することで前記ピストン４２の下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように前記増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂと前記シリンダー４０Ａを分離して配設し、前記空気圧縮機５０Ａにおける前記シリンダー４０Ａの運動を前記増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂに伝達することで前記増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂに導入した外部からの加圧した気体から更に圧力の高い気体を作り出すことを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー１０Ｂによって形成されている増圧室１０Ｂｚ側の最大体積／最小体積による増圧比率を変更することで、前記増圧室１０Ｂｚからの流出気体の圧力を調整出来ることを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー１０Ｂによって形成されている増圧室１０Ｂｚへの流入気体の圧力を変更することで、前記増圧室１０Ｂｚからの流出気体の圧力を調整出来ることを特徴とし、更には、外部からの前記加圧した気体は、多筒式空気圧縮機の一つのシリンダーで作り出すものであり、圧力の低い前記圧縮空気を作り出す空気圧縮機は、多筒式空気圧縮機の残りのシリンダーで作り出すものであることを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【０００９】
また本発明は、圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機５０Ａを構成しているシリンダー４０Ａの上部に増圧ピストンロッド１１を組み込んでいる増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂを、増圧ピストン１１ａと増圧ロッド１１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド１１の前記増圧ロッド１１ｂの一端を前記シリンダー４０Ａを構成しているピストン４２に位置させ空間部４０Ａｚを形成することで前記ピストン４２の下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように前記増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂと前記シリンダー４０Ａを分離して配設し、前記増圧シリンダー１０Ａ、１０Ｂによって形成されている増圧室１０Ａｚ、１０Ｂｚには、前記増圧室１０Ａｚ、１０Ｂｚからの逆流を防止する逆止弁２２を接続している流入配管１０１、１１１と前記増圧室１０Ａｚ、１０Ｂｚに逆流を防止する逆止弁２３を接続している流出配管１０２、１１２を配設したことを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー１０Ｂに、前記増圧室１０Ｂｚ側の最大体積／最小体積による増圧比率を変更する目的で、前記増圧シリンダー１０Ｂを形成している前記増圧室１０Ｂｚの内部に収納している増圧室仕切１６を自由に移動することが出来るハンドル１５を配設したことを特徴とし、更には、前記流入配管１０１、１１１に、前記増圧室１０Ａｚ、１０Ｂｚへの流入気体の圧力を変更する目的で、減圧弁２１を配設したことを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本願発明による、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本願発明の空気圧縮機を示した図であり、図２は、本願発明の別の空気圧縮機を示した図である。
【００１１】
（第一の実施例）
図１に見られるように、５０Ａは空気圧縮機であり、従来技術で示された空気圧縮機５０Ｂから吸込濾過器５１とシリンダーヘッド４３を除いたものを使用している。
【００１２】
従って、空気圧縮機５０Ａは、電動モータ５９とシリンダー４０Ａと連接棒５５とその他の構成物によって構成され、シリンダー４０Ａは、シリンダー本体４１とピストン４２等によって構成されている。
【００１３】
そして、全体の構成としては、空気圧縮機５０Ａの上部に接続部３０を位置させ、接続部３０の上部に増圧シリンダー１０Ａを位置させ、空気圧縮機５０Ａを構成しているシリンダー４０Ａと接続部３０の間と接続部３０と増圧シリンダー１０Ａの間は、図１には具体的には示していないがボルトやその他の方法で固定している。
【００１４】
また、増圧シリンダー１０Ａは、増圧ピストン１１ａと増圧ロッド１１ｂを一体に形成した増圧ピストンロッド１１等によって構成され、増圧ロッド１１ｂの一端をシリンダー４０Ａを構成しているピストン４２に位置させることで、空間部４０Ａｚを形成すると同時に、空気圧縮機５０Ａのシリンダー４０Ａの直線運動を増圧シリンダー１０Ａに伝達するようになっている。  当然、増圧ピストン１１ａには、増圧シリンダー本体との間で気体が洩れないように配慮する必要はある。
【００１５】
その場合、増圧ピストン１１ａの動きで見た場合、図１において、Ｌは下死点をＨは上死点をＢはストロークを示している。  更に別の観点で言うと、Ａは増圧シリンダー１０Ａを形成している増圧室１０Ａｚの最大容積となる位置を示し、増圧ピストン１１ａがＢのストローク移動してＨの上死点まで到達した所が最小容積の位置を示している。
【００１６】
ここで、増圧室１０Ａｚは、増圧シリンダー１０Ａの気体を圧縮する場所として形成されたものである。  そして、増圧室１０Ａｚは、増圧シリンダー１０Ａのシリンダー４０Ａと反対側の端部に形成された流入路１０Ａｂと流出路１０Ａａによって外部の配管に接続するようになっている。
【００１７】
尚、増圧シリンダー１０Ａ内部の増圧ピストン１１ａを境として増圧室１０Ａｚと反対側の室は、増圧シリンダー１０Ａのシリンダー４０Ａ側の端部に形成された排出路１０Ａｃによって室の気体が排出可能となっている。  但し、排出路１０Ａｃを形成している端部は、図１にみられるように排出路１０Ａｃを設ける構造でなくても、接続部３０との間を開放するような構造でも構わない。
【００１８】
そして、接続部３０には、シリンダー４０を構成しているピストン４２が作動した際に空間部４０Ａｚで圧縮した空気が、側面に穴をあける等によって外部に排出されるような構造になっている必要がある。  この場合、接続部３０は、空気圧縮機５０Ａを構成しているシリンダー４０Ａと増圧シリンダー１０Ａの取り付け位置が一致していれば取り除いても構わない。
【００１９】
また、流入路１０Ａｂには流入配管１０１が接続し、流入配管１０１の途中には、流入して来る気体の圧力を下げる減圧弁２１と増圧室１０Ａｚから気体が逆流するのを防ぐ逆止弁２２を配設している。  また、流出路１０Ａａには流出配管１０２が接続し、流出配管１０２の途中には、増圧室１０Ａｚに気体が逆流するのを防ぐ逆止弁２２と手動式の開閉弁２４を配設し、エアータンクに接続している。
【００２０】
更に、エアータンクからは、貯蔵された増圧気体が供給配管１０３より使用可能となっている。  この場合、供給配管１０３の途中には、手動式の開閉弁２５を配設している。
【００２１】
本発明による、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について詳細に説明する。
【００２２】
先ず、流入配管１０１に圧縮空気を流し、同時に空気圧縮機５０Ａを作動させると連接棒３０に接続したシリンダー４０Ａのピストン４２に往復直線運動が伝はる。
【００２３】
そこで、端部がピストン４２に接し増圧シリンダー１０Ａを構成している増圧ピストンロッド１１がその動きを受けて、増圧シリンダー１０Ａとしての往復直線運動を行う。
【００２４】
従って、この往復直線運動によって、増圧シリンダー１０Ａの増圧室１０Ａｚでは、最大体積／最小体積による増圧比率の関係により流入配管１０１から流入した圧縮空気を更に増圧するのである。  即ち、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×（Ａ／Ａ−Ｂ）の関係で増圧するのである。  この様な理由によって、増圧シリンダー１０Ａにおいて、ＡとＢの寸法を変更した増圧シリンダー１０Ａを搭載することで、流出気体の圧力を自由に選択することが容易となったのである。
【００２５】
最後に、増圧された圧縮空気は、流出配管１０２とその途中に配設された増圧室１０Ａｚの側に逆流するのを防ぐ逆止弁２３と手動で開閉する開閉弁２４を経由してエアータンクに貯蔵される。  また、エアータンクに貯蔵された圧縮空気は、供給配管１０３から自由に使用可能となっている。
【００２６】
この場合、流入配管１０１に流す気体は、圧縮空気を流すと更に増圧された圧縮空気が得られるが、酸素ガスや水素ガスや炭酸ガス窒素ガスやヘリウムガス等の気体を流すと増圧されたそれらの気体が得られる。
【００２７】
尚、流入配管１０１から流入する圧縮空気の圧力を減圧弁２１で調整することによっても流出気体の圧力を調整することが出来る。  即ち、ＡとＢの寸法を変更した増圧シリンダー１０Ａを搭載することと減圧弁２１で調整することで、色々な圧力の圧縮空気を自由に作り出すことが可能となったのである。
【００２８】
この様にして、増圧シリンダー１０Ａで増圧された気体は、潤滑油が飛散しているクランク軸との間に空間部４０Ａｚを形成することで、潤滑油の浸入することの無いきれいに増圧された圧縮空気を得る事が出来るようになった。
【００２９】
（第二の実施例）
図２に見られるように、第二の実施例が第一の実施例と異なる点は、第一の実施例は、希望する流出圧力に応じてＡとＢ色々なサイズの増圧シリンダー１０Ａを搭載するのに対して、第二の実施例は、増圧シリンダー１０Ｂの端部に螺合によって移動可能にしたハンドル１５を配設し、ハンドル１５の先端には増圧室仕切１６を固定することで、ハンドル１５の回転に応じて増圧室仕切１６が移動可能に構成したものである。  当然、増圧室仕切１６には、増圧シリンダー本体との間で気体が洩れないように配慮する必要はある。
【００３０】
ここで、ＡとＢとＨとＬの内容に関しては第一実施例と同じであり、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×（Ａ／Ａ−Ｂ）の関係で増圧することも第一の実施例と同一であるが、ハンドル１５の操作によってＡの値を自由に変更可能であることが、第一の実施例と異なる点である。
【００３１】
従ってハンドル１５の操作によって自由に流出気体の圧力を変更することが可能となるのである。  尚、流入路１０Ｂｃと流出路１０Ｂａの位置に関しては、増圧室仕切１６とそれが移動する関係から、上死点Ｈの近傍でストロークＢより一寸大きい上部に位置している。
【００３２】
本発明による、圧力の高いきれいな気体の製造方法および製造装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について詳細に説明する。
【００３３】
先ず始めに、ハンドル１５の操作によってＡの位置は自由に変更可能となることである。  従って、流出圧力を自由に設定することが可能となる。  それ以外に関しては、第一の実施例と同じになるので省略する。
【００３４】
（第三の実施例）
第三の実施例が第一の実施例と異なる点は、第一の実施例の外部からの加圧した気体の代わりに、多筒式空気圧縮機の一つのシリンダーで作り出した圧縮空気等の加圧した気体を使用したものであり、圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機は、多筒式空気圧縮機の残りのシリンダーを使用するものである。  それ以外の点に関しては、第一の実施例や第二の実施例と同じであるので、詳細は省略する。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、下記のような効果をあげることができる。
【００３６】
第一に、圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機を構成しているシリンダーの上部に増圧ピストンロッドを組み込んでいる増圧シリンダーを、増圧ピストンと増圧ロッドを一体に形成した増圧ピストンロッドの増圧ロッドの一端をシリンダーを構成しているピストンに位置させ空間部を形成することでピストンの下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないように増圧シリンダーとシリンダーを分離することで、きれいな圧力の高い気体の製造が可能となった。
【００３７】
第二に、増圧室側の最大体積／最小体積による増圧比率を変更する目的で、増圧シリンダーを形成している増圧室の内部に収納している増圧室仕切を自由に移動することが出来るハンドルを配設したことで、流出圧力を自由に設定することが可能となった。
【００３８】
第三に、流入配管に、増圧室への流入気体の圧力を変更する目的で、減圧弁を配設したことで、流出圧力を自由に設定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の空気圧縮を示した図
【図２】本願発明の別の空気圧縮機を示した図
【図３】従来の空気圧縮機を示した図
【符号の説明】
１０Ａ・・・・増圧シリンダー
１０Ａａ・・・流出路
１０Ａｂ・・・流入路
１０Ａｃ・・・排出路
１０Ａｚ・・・増圧室
１０Ｂ・・・・増圧シリンダー
１０Ｂａ・・・流出路
１０Ｂｂ・・・流入路
１０Ｂｃ・・・排出路
１０Ｂｚ・・・増圧室
１１・・・・・増圧ピストンロッド
１１ａ・・・・増圧ピストン
１１ｂ・・・・増圧ロッド
１５・・・・・ハンドル
１６・・・・・増圧室仕切
２１・・・・・減圧弁
２２・・・・・逆止弁
２３・・・・・逆止弁
２４・・・・・開閉弁
２５・・・・・開閉弁
３０・・・・・接続部
４０Ａ・・・・シリンダー
４０Ａｚ・・・空間部
４０Ｂ・・・・シリンダー
４１・・・・・シリンダー本体
４２・・・・・ピストン
４３・・・・・シリンダーヘッド
５０Ａ・・・・空気圧縮機
５０Ｂ・・・・空気圧縮機
５１・・・・・吸込濾過器
５５・・・・・連接棒
５９・・・・・電動モータ
１０１・・・・流入配管
１０２・・・・流出配管
１０３・・・・供給配管
１１１・・・・流入配管
１１２・・・・流出配管
Ａ・・・・・・増圧室の最大容積の位置
Ｂ・・・・・・ストローク
Ｈ・・・・・・上死点
Ｌ・・・・・・下死点
【図１】
2004211606.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004211606.tif 000005