(57)【要約】【課題】空気圧縮機は、電動モータからクランク軸の回転運動を、直線の往復運動としてピストンに伝えているが、クランク室に供給している潤滑油がシリンダー内に入り込み内部の高圧の気体を汚していた。  また、高圧の圧縮空気を作り出そうとする場合、かなりの熱が発生していた。【解決手段】クランク軸に第一シリンダー２０Ｚと第二シリンダー３０Ａが接続している多頭式の空気圧縮機１０Ａの、第二シリンダー３０Ａのピストン３１に、増圧シリンダー１３０の増圧ピストンロッド１３１を形成している増圧ロッド１３１ｂの一端を位置させ、その間に空間部３０Ａｚを形成することでピストン３１の下部に飛散している潤滑油の影響が及ばないようにした。  更に、増圧シリンダー１３０によって形成されている増圧室１３０ｚには、増圧室１３０ｚからの逆流を防止する逆止弁７２をまた増圧室１３０ｚに逆流するのを防止する逆止弁７３を配設した空気圧縮機内配管１８Ａを接続した。【選択図】            図１
2004232620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのクランク軸に第一シリンダー（２０Ｚ、２０Ａ）と第二シリンダー（３０Ａ）が記載の順に関連する部分で気体が流れるように接続している多頭式の空気圧縮機（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）の前記第二シリンダー（３０Ａ）に増圧ピストンロッド（１３１、１５１）を組み込んでいる増圧シリンダー（１３０、１５０）を、増圧ピストン（１３１ａ、１５１ａ）と増圧ロッド（１３１ｂ、１５１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（１３１、１５１）の前記増圧ロッド（１３１ｂ、１５１ｂ）の一端を前記第二シリンダー（３０Ａ）を構成しているピストン（３１）に位置させ空間部（３０Ａｚ）を形成することで前記ピストン（３１）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（１３０、１５０）と前記第二シリンダー（３０Ａ）を配設し、前記増圧シリンダー（１３０、１５０）によって形成されている増圧室（１３０ｚ、１５０ｚ）には、前記増圧室（１３０ｚ、１５０ｚ）からの逆流を防止する逆止弁（７２）をその途中に配設し前記第一シリンダー（２０Ｚ、２０Ａ）の作動によって気体を排出している部分に接続している空気圧縮機内配管（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）と、前記増圧室（１３０ｚ、１５０ｚ）に逆流するのを防止する逆止弁（７３）をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）を接続したことを特徴とする圧力の高い気体の製造装置。
【請求項２】
一つのクランク軸に前記第一シリンダー（２０Ａ）と前記第二シリンダー（３０Ａ）に加えて第三シリンダー（４０Ａ）が記載の順に関連する部分で気体が流れるように接続している多頭式の空気圧縮機（１０Ｃ）の前記第三シリンダー（４０Ａ）に増圧ピストンロッド（１４１）を組み込んでいる増圧シリンダー（１４０）を、増圧ピストン（１４１ａ）と増圧ロッド（１４１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（１４１）の前記増圧ロッド（１４１ｂ）の一端を前記第三シリンダー（４０Ａ）を構成しているピストン（４１）に位置させ空間部（４０Ａｚ）を形成することで前記ピストン（４１）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（１４０）と前記第三シリンダー（４０Ａ）を配設し、前記増圧シリンダー（１４０）によって形成されている増圧室（１４０ｚ）には、前記第二シリンダー（３０Ａ）と一体に作動している前記増圧シリンダー（１３０）に接続し前記逆止弁（７３）をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管（１８Ｃ）と、前記増圧室（１４０ｚ）に逆流するのを防止する逆止弁（７４）をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管（１８Ｃ）を接続したことを特徴とする請求項１に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【請求項３】
前記第一シリンダー（２０Ａ）に増圧ピストンロッド（１２１）を組み込んでいる増圧シリンダー（１２０）を、増圧ピストン（１２１ａ）と増圧ロッド（１２１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（１２１）の前記増圧ロッド（１２１ｂ）の一端を前記シリンダー（２０Ａ）を構成しているピストン（２１）に位置させ空間部（２０Ａｚ）を形成することで前記ピストン（２１）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（１２０）と前記第一シリンダー（２０Ａ）を配設し、前記増圧シリンダー（１２０）によって形成されている増圧室（１２０ｚ）には、前記増圧室（１２０ｚ）からの逆流を防止する逆止弁（７１）をその途中に配設し大気とまたは低圧の各種の流入気体に接続している流入配管（１７）と、前記増圧シリンダー（１３０）の前記増圧室（１３０ｚ）に接続し前記逆止弁（７２）をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管（１８Ｂ、１８Ｃ）を接続した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気体の製造装置。
【請求項４】
前記増圧シリンダー（１５０）に、前記増圧室（１５０ｚ）の最大容量／最小容量による増圧比率を変更する目的で、前記増圧室（１５０ｚ）の内部に収納している増圧室仕切（１５６）を自由に移動することが出来るハンドル（１５５）を配設したことを特徴とする請求項１に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【請求項５】
前記第一シリンダー（２０Ｚ）または前記増圧シリンダー（１２０）と前記増圧シリンダー（１３０、１５０）の間を接続している前記圧縮機内配管（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）に配設している前記逆止弁（７２）、および前記増圧シリンダー（１３０）と前記増圧シリンダー（１４０）の間を接続している前記圧縮機内配管（１８Ｃ）に配設している前記逆止弁（７３）は、各々一組配設したものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【請求項６】
前記流入配管（１７）または前記圧縮空気内配管（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）の何れかの場所に、通過する流入気体の圧力を下げる目的で、減圧弁（７５）を配設したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力の高い気体の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、油や塵等の異物が混入していないきれいな、気体の圧縮に際しての発熱に対処した、圧力の高い空気や酸素ガスや水素ガスや炭酸ガスや窒素ガスやヘリウムガス等の気体を作り出すための、圧力の高い気体の製造装置の技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧力の高い気体の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５に見られるように、多頭式の空気圧縮機１０Ｚは、各種の異物を除去する吸込濾過器１３と圧縮空気を作り出す第一シリンダー２０Ｚとクランク軸の回転運動を第一シリンダー２０Ｚに伝える第一連接棒１４ａと圧縮空気を更に加圧する第二シリンダー３０Ｚとクランク軸の回転運動を第二シリンダー３０Ｚに伝える第二連接棒１４ｂと圧縮空気を貯蔵する貯蔵タンク１１と電動モータ１２と圧縮空気を送る空気圧縮機内配管１８Ｚと貯蔵された圧縮空気を供給する供給配管１９と開閉弁１５とクランク軸やその他の構成物等によって構成されていた。
【０００４】
また、第一シリンダー２０Ｚは、第一ピストン２１と第一シリンダーヘッド２２と吸込弁２３と吐出弁２４等によって構成され、第二シリンダー３０Ｚは、第二ピストン３１と第二シリンダーヘッド３２と吸込弁３３と吐出弁３４等によって構成されていた。
【０００５】
この場合、多頭式の空気圧縮機１０Ｚは、図５には具体的に示されていないが、電動モータ１２の回転をベルトを介してクランク軸に伝え、同じクランク軸に第一連接棒１４ａと第二連接棒１４ｂを共に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第一連接棒１４ａと第二連接棒１４ｂの両方に伝え、第一連接棒１４ａと第二連接棒１４ｂの往復運動を第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１と第二シリンダー３０Ｚを構成している第二ピストン３１の両方に同時に伝えることで、吸込濾過器５１を経由して吸引し取り込んだ大気を、第一シリンダー２０Ｚから第二シリンダー３０Ｚと段階的に増圧していきながら圧縮空気を作り出し貯蔵タンク１１に貯蔵していた。
【０００６】
この場合、第一シリンダー２０Ｚと第二シリンダー３０Ｚでは、吸込弁２３、３３と吐出弁２４、３４の開閉と第一ピストン２１と第二ピストン３１の段階的な作動による圧縮と吸引を繰り返すことによって圧縮空気を作り出していたのである。
【０００７】
また、第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１と第二シリンダー３０Ｚを構成している第二ピストン３１の動作を、第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１が上死点Ｈに位置している際に、第二シリンダー３０Ｚを構成している第二ピストン３１が下死点Ｌに位置させることで、また第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１が下死点Ｌに位置している際に、第二シリンダー３０Ｚを構成している第二ピストン３１が上死点Ｈに位置させることで、効率的に圧縮空気を作り出しているのである。
【０００８】
【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、圧力の高い気体の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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
第三に、高圧の圧縮空気を含む気体を作り出そうとする場合、かなりの熱が発生する為に水冷や空冷で冷却することで対応していたが、構造が複雑になりがちであった。
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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一つのクランク軸に第一シリンダー２０Ｚ、２０Ａと第二シリンダー３０Ａが記載の順に関連する部分で気体が流れるように接続している多頭式の空気圧縮機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの前記第二シリンダー３０Ａに増圧ピストンロッド１３１、１５１を組み込んでいる増圧シリンダー１３０、１５０を、増圧ピストン１３１ａ、１５１ａと増圧ロッド１３１ｂ、１５１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド１３１、１５１の前記増圧ロッド１３１ｂ、１５１ｂの一端を前記第二シリンダー３０Ａを構成しているピストン３１に位置させ空間部３０Ａｚを形成することで前記ピストン３１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１３０、１５０と前記第二シリンダー３０Ａを配設し、前記増圧シリンダー１３０、１５０によって形成されている増圧室１３０ｚ、１５０ｚには、前記増圧室１３０ｚ、１５０ｚからの逆流を防止する逆止弁７２をその途中に配設し前記第一シリンダー２０Ｚ、２０Ａの作動によって気体を排出している部分に接続している空気圧縮機内配管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄと、前記増圧室１３０ｚ、１５０ｚに逆流するのを防止する逆止弁７３をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを接続したことを特徴とし、更には、一つのクランク軸に前記第一シリンダー２０Ａと前記第二シリンダー３０Ａに加えて第三シリンダー４０Ａが記載の順に関連する部分で気体が流れるように接続している多頭式の空気圧縮機１０Ｃの前記第三シリンダー４０Ａに増圧ピストンロッド１４１を組み込んでいる増圧シリンダー１４０を、増圧ピストン１４１ａと増圧ロッド１４１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド１４１の前記増圧ロッド１４１ｂの一端を前記第三シリンダー４０Ａを構成しているピストン４１に位置させ空間部４０Ａｚを形成することで前記ピストン４１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１４０と前記第三シリンダー４０Ａを配設し、前記増圧シリンダー１４０によって形成されている増圧室１４０ｚには、前記第二シリンダー３０Ａと一体に作動している前記増圧シリンダー１３０に接続し前記逆止弁７３をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管１８Ｃと、前記増圧室１４０ｚに逆流するのを防止する逆止弁７４をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管１８Ｃを接続したことを特徴とし、更には、前記第一シリンダー２０Ａに増圧ピストンロッド１２１を組み込んでいる増圧シリンダー１２０を、増圧ピストン１２１ａと増圧ロッド１２１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド１２１の前記増圧ロッド１２１ｂの一端を前記シリンダー２０Ａを構成しているピストン２１に位置させ空間部２０Ａｚを形成することで前記ピストン２１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１２０と前記第一シリンダー２０Ａを配設し、前記増圧シリンダー１２０によって形成されている増圧室１２０ｚには、前記増圧室１２０ｚからの逆流を防止する逆止弁７１をその途中に配設し大気とまたは低圧の各種の流入気体に接続している流入配管１７と、前記増圧シリンダー１３０の前記増圧室１３０ｚに接続し前記逆止弁７２をその途中に配設している前記空気圧縮機内配管１８Ｂ、１８Ｃを接続したことを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー１５０に、前記増圧室１５０ｚの最大容量／最小容量による増圧比率を変更する目的で、前記増圧室１５０ｚの内部に収納している増圧室仕切１５６を自由に移動することが出来るハンドル１５５を配設したことを特徴とし、更には、前記第一シリンダー２０Ｚまたは前記増圧シリンダー１２０と前記増圧シリンダー１３０、１５０の間を接続している前記圧縮機内配管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄに配設している前記逆止弁７２、および前記増圧シリンダー１３０と前記増圧シリンダー１４０の間を接続している前記圧縮機内配管１８Ｃに配設している前記逆止弁７３は、各々一組配設したものであることを特徴とし、更には、前記流入配管１７または前記圧縮空気内配管１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの何れかの場所に、通過する流入気体の圧力を下げる目的で、減圧弁７５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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明による、圧力の高い気体の製造装置を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本願発明による第一実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図であり、図２は、本願発明による第二実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図であり、図３は、本願発明による第三実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図であり、図４は、本願発明による第四実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図である。
【００１４】
（第一の実施例）
図１に見られるように、１０Ａは多頭式の空気圧縮機でありその詳細は、図５の従来の多頭式の空気圧縮機を示した図の多頭式の空気圧縮機１０Ｚに対比させると、第二シリンダー３０Ｚの第二シリンダーヘッド３２と吸込弁３３と吐出弁３４を除去し、それに替えて増圧シリンダー１３０を配設し、空気圧縮機内配管１８Ｚに替えて減圧弁７５と逆止弁７２、７３を備えた空気圧縮機内配管１８Ａを配設した構成となっていることである。
【００１５】
この様に本願発明は、従来から使用されている多頭式の空気圧縮機１０Ｚを使って、より圧力の高い圧縮空気等の気体を安定して作り出す装置として改良したものである。
【００１６】
この場合、第一シリンダー２０Ｚと増圧シリンダー１３０に接続している空気圧縮機内配管１８Ａの途中には、第一シリンダー２０Ｚの直後に気体の圧力を減圧する減圧弁７５と、増圧シリンダー１３０の直前に増圧シリンダー１３０に形成された増圧室１３０ｚの側から第一シリンダー２０Ｚの側に気体が逆流しないようにする逆止弁７２を配設している。  また、増圧シリンダー１３０と貯蔵タンク１１に接続している空気圧縮機内配管１８Ａの途中には、貯蔵タンク１１の側から気体が増圧シリンダー１３０に形成された増圧室１３０ｚの側に逆流しないようにする逆止弁７３を配設している。  但し、減圧弁７５の位置に関しては、増圧シリンダー１３０の下流に配設しても構わない。
【００１７】
従って、多頭式の空気圧縮機１０Ａは、圧縮空気を貯蔵する貯蔵タンク１１と電動モータ１２と圧縮空気を作り出す第一シリンダー２０Ｚと回転するクランク軸の運動を第一シリンダー２０Ｚに伝える第一連接棒１４ａと第二シリンダー３０Ａとクランク軸の運動を第二シリンダー３０Ａに伝える第二連接棒１４ｂと第二シリンダー３０Ａと連動して圧縮空気を更に加圧する増圧シリンダー１３０と圧縮空気を送る空気圧縮機内配管１８Ａと貯蔵された圧縮空気を送る供給配管１９と開閉弁１５と、その他図１には具体的に示していないが、クランク軸やクランク室等の構成物によって構成されている。
【００１８】
また、第一シリンダー２０Ｚは、第一ピストン２１と第一シリンダーヘッド２２と吸込弁２３と吐出弁２４等によって構成されている。  そして、第一シリンダーヘッド２２では、流入する気体が吸込濾過器１３を経由して流入し、空気圧縮機内配管１８Ａを経由して増圧シリンダー１３０に送り込まれるようになっている。  この場合、第一連接棒１４ａは第一ピストン２１に接続し、クランク軸の回転運動を第一連接棒１４ａの往復直線運動として第一ピストン２１に伝達することで、第一シリンダー２０Ｚ内の気体を増圧することが可能となっているのである。
【００１９】
但し、吸込濾過器１３を経由して流入する気体に関しては、特に圧縮空気や酸素ガスや水素ガスや炭酸ガスや窒素ガスやヘリウムガス等の場合、後に述べる実施例２の図２や実施例３の図３に示すように流入配管１７を設けてそこを経由するような方法も考えられる。  その場合には、当然流入配管１７の途中に減圧弁７５や異物を除去するフィルターを配設しても構わない。
【００２０】
更に、第二シリンダー３０Ａは、第二ピストン３１等によって構成されている。
この場合、第二連接棒１４ｂは第二ピストン３１に接続し、クランク軸の回転運動を第一連接棒１４ａに伝えると同時に第二連接棒１４ｂにも往復直線運動として第二ピストン３１に伝達し、更に第二ピストン３１に伝達した運動を増圧シリンダー１３０に組み込まれている増圧ピストン１３１ａに増圧ロッド１３１ｂを介して伝えることで増圧シリンダー１３０内の気体を増圧するようになっているのである。
【００２１】
一方、増圧シリンダー１３０は、増圧ピストン１３１ａと増圧ロッド１３１ｂから形成される増圧ピストンロッド１３１等によって構成されている。  この場合、増圧ロッド１３１ｂの一端を第二シリンダー３０Ａを構成しているピストン３１に位置させることで、第二シリンダー３０Ａを構成しているピストン３１との間に空間部３０Ａｚを形成すると同時に、第二シリンダー３０Ａの往復直線運動を増圧シリンダー１３０に伝達するようになっているのである。
【００２２】
尚、第二シリンダー３０Ａと増圧シリンダー１３０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。
【００２３】
当然、増圧ピストン１３１ａには、増圧シリンダー本体の内側との間で気体が洩れないように配慮する必要はある。  従って、図１には具体的に示していないが、増圧ピストン１３１ａには、Ｏリングやパッキンやピストンリング等を単独でまたは複合して配設することで洩れに対して対応している。
【００２４】
ここで、第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１と第二シリンダー３０Ｚを構成している第二ピストン３１と増圧シリンダー１３０を構成している増圧ピストン１３１ａ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Ｓはストロークを示している。  更に別の観点で言うと、増圧シリンダー１３０の場合、Ａは増圧シリンダー１３０を形成している増圧室１３０ｚの最大容量の位置を示していて、その場所にある下死点Ｌから増圧ピストン１３１ａがストロークＳの距離を移動して上死点Ｈまで到達した場所が最小容量の位置を示している。
【００２５】
ここで、増圧室１３０ｚは、増圧シリンダー１３０の気体を圧縮して高圧にする場所として形成されたものである。  そして、増圧室１３０ｚは、増圧シリンダー１３０の第二シリンダー３０Ａ側とは反対側の端部に形成された気体が流入する流入路１３０ａと気体が流出する流出路１３０ｂによって外部の空気圧縮機内配管１８Ａに流入と流出が可能なように接続している。
【００２６】
尚、増圧シリンダー１３０内部に収納されている増圧ピストン１３１ａを境として増圧室１３０ｚと反対側に位置している室は、増圧シリンダー１３０の第二シリンダー３０Ａ側の端部に形成された吸入排出路１３０ｃによって室内の気体の吸入と排出が可能となっている。  この場合、第二シリンダー３０Ａの側面等の何れかの部分は、吸入と排出が可能となる構造にする必要は有る。  但し、吸入排出路１３０ｃを形成している端部は、図１にみられるように吸入排出路１３０ｃを設ける構造でなくても、第二シリンダー３０Ａとの間を開放するような構造にして、第二シリンダー３０Ａの何れかの部分で吸入と排出が可能となる構造にしても構わない。
【００２７】
ところで、図１では第二シリンダー３０Ａと増圧シリンダー１３０を直接接続しているが、第二シリンダー３０Ａと増圧シリンダー１３０の外径の大きさ等が違う等の理由で取り付け部分の位置が異なる場合には、第二シリンダー３０Ａと増圧シリンダー１３０に接続部を挟んでそれに対応することも可能である。  その場合も、接続している第二シリンダー３０Ａを含めて吸入と排出の対応はする必要がある。
【００２８】
更に、貯蔵タンク１１からは、貯蔵された圧縮空気等の増圧された気体が供給配管１９より供給可能となっている。  この場合、供給配管１９の途中には、手動式の開閉弁１５を配設している。  但し、開閉弁１５に関しては、電磁式やその他の方式のものでも構わない。
【００２９】
ここで、図１に記載している、ストロークＳの値に関しては、第一シリンダー２０Ｚと増圧シリンダー１３０には同じＳの表示をしているが、第一シリンダー２０Ｚと増圧シリンダー１３０のＳの値が別々に変わった値となることは有り得る。
【００３０】
本発明による、圧力の高い気体の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。
【００３１】
先ず、希望する増圧比率となる増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳの値を持った増圧シリンダー１３０を組み込んで装置全体を作動させると、吸込濾過器１３を経由することで異物を除去しながら大気や各種の気体を第一シリンダー２０Ｚに吸引する。  但し、気体に関しては、大気に限定される訳ではなく、酸素ガスや水素ガスや炭酸ガスや窒素ガスやヘリウムガス等でも良いし、その際には吸込濾過器１３を経由させなくても良いし、大気でなくても圧力のかかった気体や圧縮空気でも構わない。
【００３２】
この場合、第一シリンダー２０Ｚの吸引は、装置全体が作動すると電動モータ１２による回転運動がクランク軸に伝わり、クランク軸の回転運動が往復直線運動として第一連接棒１４ａに伝わることで、第一連接棒１４ａに接続している第一シリンダー２０Ｚを構成している第一ピストン２１に往復直線運動が伝わることによるものである。
【００３３】
一方、吸込濾過器１３を経由することで異物が除去された大気は、吸込弁２３から第一シリンダー２０Ｚの内部に取り込まれ、第一連接棒１４ａに接続した第一ピストン２１の往復直線運動によってその取り込まれた大気を圧縮し、その後に加圧された圧縮空気として吐出弁２４を開いて送り出されるようになっているのである。  但し、ここまでの処理は、従来の技術に示された内容と同一のものである。
【００３４】
ここで、第一シリンダー２０Ｚで加圧されその後送り出された圧縮空気は、減圧弁７５や逆止弁７２を経由して増圧シリンダー１３０に送り込まれる。  この場合、減圧弁７５では、増圧シリンダー１３０に送り込まれる圧縮空気の圧力を調整することで最終的に貯蔵タンク１１に貯蔵される気体の圧力を希望する値で貯蔵することが出来るようになっている。  また、逆止弁７２では、増圧シリンダー１３０に送り込まれた気体が、第一シリンダー２０Ｚの側に逆流しないように設けたものである。
【００３５】
ところで、増圧シリンダー１３０は第二シリンダー３０Ａと一体になって作動している。  この場合、増圧シリンダー１３０に組み込まれている増圧ピストンロッド１３１を形成している増圧ロッド１３１ｂの端部が、第二シリンダー３０Ａを構成している第二ピストン３１に接することでその動きを受け、増圧シリンダー１３０としての往復直線運動を行うのである。
【００３６】
従って、この往復直線運動によって、増圧シリンダー１３０に形成された増圧室１３０ｚでは、最大容量／最小容量による増圧比率の関係により、空気圧縮機内配管１８Ａから減圧弁７５と逆止弁７２を経由して送り込まれた圧縮空気等の気体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−Ｓ）〕の関係で増圧するのである。
【００３７】
この様な事で、増圧シリンダー１３０において、増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳの値を色々と変更した増圧シリンダー１３０を第二シリンダー３０Ａに接続するだけで、貯蔵タンク１１に貯蔵する気体の圧力を全く自由に選択して増圧することが容易となったのである。  それに加えて、減圧弁７５を調整することによって圧力の幅を更に容易に選択することが出来るようになったのである。
【００３８】
また、この増圧シリンダー１３０で増圧された気体は、潤滑油が常時供給されているクランク軸と第二連接棒１４ｂで接続している第二シリンダー３０Ａの第二ピストン３１とは空間部３０Ａｚによって完全に隔てられた増圧シリンダー１３０に形成された増圧室１３０ｚで作り出される為に、かなりきれいな圧縮空気等の気体が得られるのである。
【００３９】
尚、第一シリンダー２０Ｚと第二シリンダー３０Ａの作動のタイミングとしては、第一シリンダー２０Ｚの第一ピストン２１が上死点Ｈに位置している際に、第二シリンダー３０Ａの第二ピストン３１が下死点Ｌに位置していることが、また第一シリンダー２０Ｚの第一ピストン２１が下死点Ｌに位置している際に、第二シリンダー３０Ａの第二ピストン３１が上死点Ｈに位置していることが、大切な事である。
【００４０】
ここで、更に増圧されたかなりきれいな圧縮空気等の気体は、空気圧縮機内配管１８Ａとその途中に配設された増圧室１３０ｚの側に逆流するのを防ぐ逆止弁７３を経由して貯蔵タンク１１に貯蔵される。  尚、最終的には、第一シリンダー２０Ｚに流入した大気または気体の圧力×第一シリンダー２０Ｚによる増圧比率×増圧シリンダー１３０による増圧比率×減圧弁７５による減圧比率、が貯蔵タンク１１に貯蔵される気体の圧力となる。
【００４１】
また、貯蔵タンク１１に貯蔵された圧縮空気等のかなりきれいな気体は、供給配管１９から開閉弁１５を介して各種の機器や圧縮空気を使用するアクチュエーターに送り込まれるようになっているのである。
【００４２】
ここで、第一実施例の特徴を述べると、増圧シリンダー１３０のストロークＳと増圧室の最大容量の位置Ａに関して色々な値のものを準備することで、自由にそれも増圧比率の関係でかなり高圧に増圧することが可能となり、更に減圧弁７５によって流れる流体の圧力を希望する値に自由に減圧することが可能となったのである。  その上、第一シリンダー２０Ｚと増圧シリンダー１３０と二段階に圧縮することで、一段階で高圧の気体を作り出すのに較べて途中の配管である空気圧縮機内配管１８Ａで放熱することによって、容易に温度を下げることが出来るのである。
【００４３】
（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大きく異なる点は、第一の実施例は、従来の技術で使用していた第一シリンダー２０Ｚを圧縮空気を作る目的でそのまま使用していたのに対し、第二の実施例では、第一の実施例の吸込濾過器１３と第一シリンダーヘッド２２と吸込弁２３と吐出弁２４を取り外して増圧シリンダー１２０を配設したことである。
【００４４】
この場合、増圧シリンダー１２０を構成している増圧ピストンロッド１２１等や、増圧ピストンロッド１２１を形成している増圧ピストン１２１ａと増圧ロッド１２１ｂや、増圧シリンダー１２０を形成している流入路１２０ａと流出路１２０ｂと吸入排出路１２０ｃと増圧室１２０ｚに関しては、増圧シリンダー１３０と機能的にも構造的にも概ね同じと考えて良い。
【００４５】
ここで、流入路１２０ａには、流入配管１７が接続し、流入配管１７の途中には流入気体の圧力を低い圧力に調整する減圧弁７５と増圧シリンダー１２０を形成している増圧室１２０ｚに流入した気体が増圧室１２０ｚの側から逆流しないように逆止弁７１が配設されている。  ここでは、流入配管１７の何れかの場所に異物を除去するフィルター等を配設しても構わない。
【００４６】
また、流出路１２０ｂには、空気圧縮機内配管１８Ｂの一端が接続し他端は増圧シリンダー１３０に形成されている流入路１３０ａに接続していて、その圧縮機内配管１８Ｂの途中には増圧シリンダー１３０に形成している増圧室１３０ｚに流入した気体が増圧室１３０ｚの側から逆流しないように逆止弁７２が配設されている。  但し、減圧弁７５に関しては、増圧シリンダー１３０の前後の何れの空気圧縮機内配管１８Ｂに配設しても構わない。
【００４７】
尚、増圧シリンダー１３０に関しては、第一実施例に示した内容と同一になるのでここでは省略する。
【００４８】
本発明による、圧力の高い気体の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。
【００４９】
先ず、希望する増圧比率となる増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳの値を持った増圧シリンダー１２０、１３０を組み込んで装置全体が作動すると、流入配管１７より減圧弁７５や逆止弁７１を経由して各種気体が増圧シリンダー１２０の作動と共に増圧シリンダー１２０に流入する。  この場合、減圧弁７５では、増圧シリンダー１２０に流入する圧縮空気の圧力を低く調整することが出来るようになっている。  また、逆止弁７２は、増圧シリンダー１２０に流入した気体が、増圧シリンダー１２０を形成している増圧室の側から逆流しないように設けたものである。
【００５０】
ところで、増圧シリンダー１２０は第一シリンダー２０Ａと一体になって作動している。  そして、第一シリンダー２０Ａは、電動モータ１２の回転運動をクランク軸と第一連接棒１４ａを介することで、往復直線運動として伝達されている。  この場合、増圧シリンダー１２０に組み込まれている増圧ピストンロッド１２１を形成している増圧ロッド１２１ｂの端部が、第一シリンダー２０Ａを構成している第一ピストン２１に接することでその動きを受け、増圧シリンダー１２０としての往復直線運動を行なっているのである。
【００５１】
従って、この往復直線運動によって、増圧シリンダー１２０に形成された増圧室１２０ｚでは、最大容量／最小容量による増圧比率の関係により、流入配管１７から減圧弁７５と逆止弁７１を経由して流入した圧縮空気等の気体を増圧しているのである。  即ち、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×〔Ａ／（Ａ−Ｓ）〕の関係で増圧するのである。
【００５２】
この様な事で、増圧シリンダー１２０において、増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳの値を色々と変えて増圧シリンダー１２０を第一シリンダー２０Ａに接続するだけで、気体の圧力を自由に選択して増圧することが容易となったのである。  それに加えて、減圧弁７５を調整することによって圧力の幅を更に容易に選択することが出来るようになったのである。
【００５３】
また、この増圧シリンダー１２０で増圧された気体は、潤滑油が常時供給されているクランク軸と第一連接棒１４ａで接続している第一シリンダー２０Ａの第一ピストン２１とは空間部２０ＡＺによって完全に隔てられた増圧シリンダー１２０に形成された増圧室１２０ｚで作り出される為に、きれいな圧縮空気等の気体が得られるのである。
【００５４】
尚、増圧シリンダー１２０で作り出された圧縮空気は増圧シリンダー１３０に送り込まれるが、増圧シリンダー１３０の動作に関しては、第一の実施例に同じであるので詳細は省略する。
【００５５】
従って、最終的には、増圧シリンダー１２０に流入した大気または気体の圧力×増圧シリンダー１２０による増圧比率×増圧シリンダー１３０による増圧比率×減圧弁７５による減圧比率、が貯蔵タンク１１に貯蔵される気体の圧力となるのである。
【００５６】
ここで、第二実施例の特徴を述べると、増圧シリンダー１２０、１３０のストロークＳと増圧室の最大容量の位置Ａの値を各増圧シリンダー１２０、１３０毎に別々に異なったものを準備することでかなり自由に、それも増圧比率の関係でかなり高圧になった流体を得ることが可能となり、加えて減圧弁７５で流れる流体の圧力を希望する値に自由に減圧することで更に圧力の幅を広く選択することが可能となったのである。
【００５７】
その上、圧縮空気等の気体を圧縮させる増圧シリンダー１２０、１３０に関しては、回転運動を行なっているクランク軸と第一連接棒１４ａや第二連接棒１４ｂで接続している第一シリンダー２０Ａと第二シリンダー３０Ａとは、空間部２０ＡＺ、３０ＡＺによって完全に離間している為に、完全にきれいな圧縮空気や高圧の気体が得られることである。
【００５８】
当然、圧縮を増圧シリンダー１２０，１３０の二段階に分けて行なうことで、圧縮に際して発生する熱に対して空気圧縮機内配管１８Ｂを経由することで放熱の処理を行なうという効果は、第一の実施例の場合と同じである。
【００５９】
（第三の実施例）
第三の実施例が第二の実施例と異なる点は、第二の実施例は増圧シリンダー１２０、１３０によって二段階で圧縮するのに対し、第三の実施例では増圧シリンダー１２０、１３０、１４０によって三段階で圧縮することである。  当然、第二の実施例と同じように減圧弁７５に関しては、増圧シリンダー１３０、１４０の前後の何れの空気圧縮機内配管１８Ｂに配設しても構わない。
【００６０】
この場合、増圧シリンダー１４０を構成している増圧ピストンロッド１４１等や、増圧ピストンロッド１４１を形成している増圧ピストン１４１ａと増圧ロッド１４１ｂや、増圧シリンダー１４０を形成している流入路１４０ａと流出路１４０ｂと吸入排出路１４０ｃと増圧室１４０ｚに関しては、増圧シリンダー１２０、１３０と機能的にも構造的にも同じと考えて良い。
【００６１】
また、増圧シリンダー１２０、１３０、１４０のタイミングとしては、増圧シリンダー１２０の増圧ピストン１２１ａが上死点Ｈに位置している際に、増圧シリンダー１３０の増圧ピストン１３１ａが下死点Ｌに位置して、増圧シリンダー１４０の増圧ピストン１４１ａが上死点Ｈに位置していることが、また増圧シリンダー１２０の増圧ピストン１２１ａが下死点Ｌに位置している際に、増圧シリンダー１３０の増圧ピストン１３１ａが上死点Ｈに位置して、増圧シリンダー１４０の増圧ピストン１４１ａが下死点Ｌに位置していることが非常に大切な事である。
【００６２】
従って、最終的には、増圧シリンダー１２０に流入した大気または気体の圧力×増圧シリンダー１２０による増圧比率×増圧シリンダー１３０による増圧比率×増圧シリンダー１４０による増圧比率×減圧弁７５による減圧比率、が貯蔵タンク１１に貯蔵される気体の圧力となるのである。
【００６３】
ここで、第三実施例の特徴を述べると、第二実施例の特徴が全て該当すると同時に圧縮を三段階で行なうことでより圧力を高めることが出来ると同時に、圧縮に対しての発熱に関してもより適切に対応が可能と言えるのである。
【００６４】
（第四の実施例）
図４に見られるように、第四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増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳが色々な値の増圧シリンダー１３０を搭載するのに対して、第四の実施例は、増圧シリンダー１５０の端部に螺合によって移動可能にしたハンドル１５５を配設し、ハンドル１５５の先端には増圧室仕切１５６を固定することで、ハンドル１５５の回転に応じて増圧室仕切１５６が移動可能に構成して、増圧室の最大容量の位置Ａを変更可能にしたものである。  当然のことながら、増圧室仕切１５６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Ｏリングやパッキン等の配慮をする必要はある。
【００６５】
ここで、増圧室の最大容量の位置ＡとストロークＳと上死点Ｈと下死点Ｌの値に対する機能的な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−Ｓ）〕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１５５の操作によって増圧室の最大容量の位置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ことは、既に述べた通りである。
【００６６】
但し、構造上の点に関しては、増圧室仕切１５６を移動可能にするものであれば、螺合によって移動可能にしたハンドル１５にこだわる必要はなく、シムやブロックを入れて位置を調整する等、いろいろな方法が考えられる。
【００６７】
従ってハンドル１５５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１５０ａと流出路１５０ｂの位置に関しては、増圧室仕切１５６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Ｓより一寸大きい上部に位置している。
【００６８】
本発明による、圧力の高いな気体の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。
【００６９】
先ず始めには、ハンドル１５５の操作によって増圧室の最大容量の位置Ａが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、例外事項や特記事項や注記を含め第一の実施例と同じになるので省略する。
【００７０】
ここで第四実施例の特徴は、第一実施例の特徴に加えハンドル１５５の操作によって増圧を比較的自由に選定出来るということである。
【００７１】
尚、増圧シリンダー１５０の様にハンドル１５５を使用して増圧室の最大容量の位置Ａの値を変更できる方式のものは、実施例１と実施例２と実施例３の全ての増圧シリンダー１２０，１３０，１４０の一部や全部に対応するのは可能である。
【００７２】
【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。
【００７３】
第一に、圧力の低い圧縮空気を作り出す多頭式の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。
【００７４】
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。
【００７５】
第三に、流入配管や空気圧縮機内配管に、各種の気体の圧力を変更する目的で、減圧弁を状況に応じて適宜配設したことで、流出圧力を幅広く設定することが可能となった。
【００７６】
第四に、多段の空気圧縮機を使用することで、途中に経由する空気圧縮機内配管や配設しているによって圧縮に際しての発生する熱を、最小限に抑えることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による第一実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図
【図２】本願発明による第二実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図
【図３】本願発明による第三実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図
【図４】本願発明による第四実施例の多頭式の空気圧縮機を示した図
【図５】従来の多頭式の空気圧縮機を示した図
【符号の説明】
１０Ａ・・・・多頭式の空気圧縮機
１０Ｂ・・・・多頭式の空気圧縮機
１０Ｃ・・・・多頭式の空気圧縮機
１０Ｚ・・・・多頭式の空気圧縮機
１１・・・・・貯蔵タンク
１２・・・・・電動モータ
１３・・・・・吸込濾過器
１４ａ・・・・第一連接棒
１４ｂ・・・・第二連接棒
１４ｃ・・・・第三連接棒
１５・・・・・開閉弁
１７・・・・・流入配管
１８Ａ・・・・空気圧縮機内配管
１８Ｂ・・・・空気圧縮機内配管
１８Ｃ・・・・空気圧縮機内配管
１８Ｄ・・・・空気圧縮機内配管
１８Ｚ・・・・空気圧縮機内配管
１９・・・・・供給配管
２０Ａ・・・・第一シリンダー
２０Ａｚ・・・空間部
２０Ｚ・・・・第一シリンダー
２１・・・・・第一ピストン
２２・・・・・第一シリンダーヘッド
２３・・・・・吸込弁
２４・・・・・吐出弁
３０Ａ・・・・第二シリンダー
３０Ａｚ・・・空間部
３０Ｚ・・・・第二シリンダー
３１・・・・・第二ピストン
３２・・・・・第二シリンダーヘッド
３３・・・・・吸込弁
３４・・・・・吐出弁
４０Ａ・・・・第三シリンダー
４０Ａｚ・・・空間部
４１・・・・・第三ピストン
７１・・・・・逆止弁
７２・・・・・逆止弁
７３・・・・・逆止弁
７４・・・・・逆止弁
７５・・・・・減圧弁
１２０・・・・増圧シリンダー
１２０ａ・・・流入路
１２０ｂ・・・流出路
１２０ｃ・・・吸入排出路
１２０ｚ・・・増圧室
１２１・・・・増圧ピストンロッド
１２１ａ・・・増圧ピストン
１２１ｂ・・・増圧ロッド
１３０・・・・増圧シリンダー
１３０ａ・・・流入路
１３０ｂ・・・流出路
１３０ｃ・・・吸入排出路
１３０ｚ・・・増圧室
１３１・・・・増圧ピストンロッド
１３１ａ・・・増圧ピストン
１３１ｂ・・・増圧ロッド
１４０・・・・増圧シリンダー
１４０ａ・・・流入路
１４０ｂ・・・流出路
１４０ｃ・・・吸入排出路
１４０ｚ・・・増圧室
１４１・・・・増圧ピストンロッド
１４１ａ・・・増圧ピストン
１４１ｂ・・・増圧ロッド
１５０・・・・増圧シリンダー
１５０ａ・・・流入路
１５０ｂ・・・流出路
１５０ｃ・・・吸入排出路
１５０ｚ・・・増圧室
１５１・・・・増圧ピストンロッド
１５１ａ・・・増圧ピストン
１５１ｂ・・・増圧ロッド
１５５・・・・ハンドル
１５６・・・・増圧室仕切
Ａ・・・・・・増圧室の最大容量の位置
Ｈ・・・・・・上死点
Ｌ・・・・・・下死点
Ｓ・・・・・・ストローク
【図１】
2004232620.tif 000003
【図２】
2004232620.tif 000004
【図３】
2004232620.tif 000005
【図４】
2004232620.tif 000006
【図５】
2004232620.tif 000007