(57)【要約】【課題】空気圧縮機の場合、電動モータからの回転運動を、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。  また、一ランク上位の圧縮機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ことは無かった。【解決手段】圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機１０Ａを構成しているシリンダー２０の上部に増圧ピストンロッド３１を組み込んでいる増圧シリンダー３０を、増圧ピストン３１ａと増圧ロッド３１ｂを一体に形成した増圧ピストンロッド３１の増圧ロッド３１ｂの一端をシリンダー２０を構成しているピストン２２に位置させた。【選択図】            図１
2004353634.tif 000002
【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（１０Ａ、１０Ｂ）を構成しているシリンダー（２０、４０）の上部に増圧ピストンロッド（３１、６１）を組み込んでいる増圧シリンダー（３０、６０）を、増圧ピストン（３１ａ、６１ａ）と増圧ロッド（３１ｂ、６１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（３１、６１）の前記増圧ロッド（３１ｂ、６１ｂ）の一端を前記シリンダー（２０、４０）を構成しているピストン（２２、４２）に位置させ、前記増圧シリンダー（３０、６０）に形成されている第一増圧室（３０ｙ、６０ｙ）に流入した気体が逆流するのを防止する逆流防止手段（８４、８８）と、前記増圧シリンダー（３０、６０）によって処理された気体が流出した後に逆流するのを防止する逆流防止手段（８５、８９）を備え、前記空気圧縮機（１０Ａ、１０Ｂ）における前記シリンダー（２０、４０）の運動を前記増圧シリンダー（３０、６０）に伝達することで前記増圧シリンダー（２０、４０）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気体の製造方法。
【請求項２】
前記増圧シリンダー（３０、６０）に形成されている第二増圧室（３０ｚ、６０ｚ）に流入した気体が逆流するのを防止する逆流防止手段（８６、９０）と、前記増圧シリンダー（３０、６０）によって処理された気体が流出した後に逆流するのを防止する逆流防止手段（８７、９１）を備え、前記逆流防止手段（８４、８８）と前記逆流防止手段（８６、９０）の接続している配管はその上流で分流し、前記逆流防止手段（８５、８９）と前記逆流防止手段（８７、９１）の接続している配管はその下流で合流させることで、前記増圧シリンダー（３０、６０）の往復運動を利用している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方法。
【請求項３】
圧力の低い圧縮空気を作り出す空気圧縮機（１０Ａ、１０Ｂ）を構成しているシリンダー（２０、４０）の上部に増圧ピストンロッド（３１、６１）を組み込んでいる増圧シリンダー（３０、６０）を、増圧ピストン（３１ａ、６１ａ）と増圧ロッド（３１ｂ、６１ｂ）を一体に形成した前記増圧ピストンロッド（３１、６１）の前記増圧ロッド（３１ｂ、６１ｂ）の一端を前記シリンダー（２０、４０）を構成しているピストン（２２、４２）に位置させたことを特徴とする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（３０、６０）に形成されている第一増圧室（３０ｙ、６０ｙ）には、前記第一増圧室（３０ｙ、６０ｙ）に流入した気体が逆流するのを防止する逆止弁（８４、８８）を備えている流入配管（１０２、１１３）と、前記第一増圧室（３０ｙ、６０ｙ）から流出した気体が逆流するのを防止する逆止弁（８５、８９）を備えている流出配管（１０４、１１７）を配設したことを特徴とする請求項３に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【請求項５】
前記増圧シリンダー（３０、６０）に形成されている第二増圧室（３０ｚ、６０ｚ）には、前記第二増圧室（３０ｚ、６０ｚ）に流入した気体が逆流するのを防止する逆止弁（８６、９０）を備えている流入配管（１０３、１１４）と、前記第二増圧室（３０ｚ、６０ｚ）から流出した気体が逆流するのを防止する逆止弁（８７、９１）を備えている流出配管（１０５、１１８）を配設し、前記流入配管（１０２、１０３、１１３、１１４）は流入配管（１０１、１１１）より分流したものであり、前記流出配管（１０４、１０５、１１７、１１８）はその下流で合流配管（１０６、１１９）に合流するものであることを特徴とする請求項４に記載の圧力の高い気体の製造装置。
【請求項６】
前記空気圧縮機（１０Ｂ）を構成している第二シリンダー（５０）の上部に第二増圧ピストンロッド（７１）を組み込んでいる第二増圧シリンダー（７０）を、第二増圧ピストン（７１ａ）と第二増圧ロッド（７１ｂ）を一体に形成した前記第二増圧ピストンロッド（７１）の前記第二増圧ロッド（７１ｂ）の一端を前記第二シリンダー（５０）を構成している第二ピストン（５２）に位置させ、気体を流入させる流入配管（１１１）と気体を流出させる流出配管（１２２）を、前記増圧シリンダー（６０）と前記第二増圧シリンダー（７０）に形成された第一増圧室（６０ｙ、７０ｙ）と第二増圧室（６０ｚ、７０ｚ）に接続したことを特徴とする請求項３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１０Ｃは、シリンダー２０Ｃと貯蔵タンク１１Ａと電動モータ１２Ａと連接棒１４Ａａと吸込濾過器１９とその他の構成物等によって構成され、シリンダー２０Ｃは、シリンダー本体２１とピストン２２とシリンダーヘッド２９等によって構成されていた。
【０００４】
この場合、空気圧縮機１０Ｃは、図３には具体的に示されていないが、電動モータ１２Ａ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１４Ａａを接続することによってクランク軸の回転運動を連接棒１４Ａａに伝え、連接棒１４Ａａの運動をシリンダー２０Ｃを構成し連接棒１４Ａａと接続しているピストン２２に往復運動として伝えることで吸込濾過器１９を経由して吸引した大気をシリンダー２０Ｃに取り込みながら圧縮空気を貯蔵タンク１１Ａに作り出していた。
【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１０Ａ、１０Ｂを構成しているシリンダー２０、４０の上部に増圧ピストンロッド３１、６１を組み込んでいる増圧シリンダー３０、６０を、増圧ピストン３１ａ、６１ａと増圧ロッド３１ｂ、６１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド３１、６１の前記増圧ロッド３１ｂ、６１ｂの一端を前記シリンダー２０、４０を構成しているピストン２２、４２に位置させ、前記増圧シリンダー３０、６０に形成されている第一増圧室３０ｙ、６０ｙに流入した気体が逆流するのを防止する逆流防止手段８４、８８と、前記増圧シリンダー３０、６０によって処理された気体が流出した後に逆流するのを防止する逆流防止手段８５、８９を備え、前記空気圧縮機１０Ａ、１０Ｂにおける前記シリンダー２０、４０の運動を前記増圧シリンダー３０、６０に伝達することで前記増圧シリンダー２０、４０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３０、６０に形成されている第二増圧室３０ｚ、６０ｚに流入した気体が逆流するのを防止する逆流防止手段８６、９０と、前記増圧シリンダー３０、６０によって処理された気体が流出した後に逆流するのを防止する逆流防止手段８７、９１を備え、前記逆流防止手段８４、８８と前記逆流防止手段８６、９０の接続している配管はその上流で分流し、前記逆流防止手段８５、８９と前記逆流防止手段８７、９１の接続している配管はその下流で合流させることで、前記増圧シリンダー３０、６０の往復運動を利用してい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１０Ａ、１０Ｂを構成しているシリンダー２０、４０の上部に増圧ピストンロッド３１、６１を組み込んでいる増圧シリンダー３０、６０を、増圧ピストン３１ａ、６１ａと増圧ロッド３１ｂ、６１ｂを一体に形成した前記増圧ピストンロッド３１、６１の前記増圧ロッド３１ｂ、６１ｂの一端を前記シリンダー２０、４０を構成しているピストン２２、４２に位置させたことを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー３０、６０に形成されている第一増圧室３０ｙ、６０ｙには、前記第一増圧室３０ｙ、６０ｙに流入した気体が逆流するのを防止する逆止弁８４、８８を備えている流入配管１０２、１１３と、前記第一増圧室３０ｙ、６０ｙから流出した気体が逆流するのを防止する逆止弁８５、８９を備えている流出配管１０４、１１７を配設したことを特徴とし、更には、前記増圧シリンダー３０、６０に形成されている第二増圧室３０ｚ、６０ｚには、前記第二増圧室３０ｚ、６０ｚに流入した気体が逆流するのを防止する逆止弁８６、９０を備えている流入配管１０３、１１４と、前記第二増圧室３０ｚ、６０ｚから流出した気体が逆流するのを防止する逆止弁８７、９１を備えている流出配管１０５、１１８を配設し、前記流入配管１０２、１０３、１１３、１１４は流入配管１０１、１１１より分流したものであり、前記流出配管１０４、１０５、１１７、１１８はその下流で合流配管１０６、１１９に合流するものであることを特徴とし、更には、前記空気圧縮機１０Ｂを構成している第二シリンダー５０の上部に第二増圧ピストンロッド７１を組み込んでいる第二増圧シリンダー７０を、第二増圧ピストン７１ａと第二増圧ロッド７１ｂを一体に形成した前記第二増圧ピストンロッド７１の前記第二増圧ロッド７１ｂの一端を前記第二シリンダー５０を構成している第二ピストン５２に位置させ、気体を流入させる流入配管１１１と気体を流出させる流出配管１２２を、前記増圧シリンダー６０と前記第二増圧シリンダー７０に形成された第一増圧室６０ｙ、７０ｙと第二増圧室６０ｚ、７０ｚに接続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、本願発明の圧力の高い気体の製造装置を示した図であり、図２は、本願発明の別の圧力の高い製造装置を示した図である。
【００１１】
（第一の実施例）
図１に見られるように、１０Ａは空気圧縮機であり、従来技術で示された空気圧縮機１０Ｃから吸込濾過器１９とシリンダーヘッド２９を除いたものを使用している。
【００１２】
従って、空気圧縮機１０Ａは、電動モータ１２Ａとシリンダー２０と貯蔵タンク１１Ａと連接棒１４Ａａとその他の構成物によって構成され、シリンダー２０は、シリンダー本体２１とピストン２２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１０Ａの上部に接続部８０を位置させ、接続部８０の上部に増圧シリンダー３０を位置させ、空気圧縮機１０Ａを構成しているシリンダー２０と接続部８０の間と接続部８０と増圧シリンダー３０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３０は、増圧ピストン３１ａと増圧ロッド３１ｂを一体に形成した増圧ピストンロッド３１等によって構成されていて、増圧ロッド３１ｂの一端をシリンダー２０を構成しているピストン２２に位置させることで、空間部２０ｚをピストン２２の上部に形成すると同時に、空気圧縮機１０Ａを構成しているシリンダー２０の直線運動を増圧シリンダー３０に伝達するようになっている。  当然、増圧ピストン３１ａ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リングやピストンリング等の配慮はしている。
【００１５】
その場合、増圧ピストン３１ａ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、Ａは増圧シリンダー３０を形成している第一増圧室３０ｙの最大容積となる位置を示していて、増圧ピストン３１ａがＳのストロークエンドまで移動して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。  一方、Ａは増圧シリンダー３０を形成している第二増圧室３０ｚの最小容積となる位置を示していて、増圧ピストン３１ａがＳのストロークエンドまで移動してＨの上死点まで到達した所が最大容積の位置を示している。  尚、増圧ピストン３１ａの位置を第一増圧室３０ｙに関係するＡで述べたが、図１に示している第二増圧室３０ｚに関係するＢの位置に関しても同様のことを述べることが出来る。
【００１６】
ここで、第一増圧室３０ｙと第二増圧室３０ｚは、増圧シリンダー３０の気体を圧縮する場所として形成したものである。  そして、第一増圧室３０ｙは、増圧シリンダー３０のシリンダー２０と反対側の端部に形成された第一流入路３０ａと第一流出路３０ｂによって外部の流入配管１０２と流出配管１０４に接続するようになっている。  また、第二増圧室３０ｚは、増圧シリンダー３０のシリンダー２０側の端部に形成された第二流入路３０ｃと第二流出路３０ｄによって外部の流入配管１０３と流出配管１０５に接続するようになっている。
【００１７】
尚、増圧シリンダー３０内部の増圧ピストン３１ａを境として第一増圧室３０ｙと反対側の第二増圧室３０ｚは、一方が気体を流入させている間に他方が気体を圧縮させて流出させ、他方が気体を流入させている間に一方が気体を圧縮させて流出させている。
【００１８】
そして、接続部８０には、シリンダー２０を構成しているピストン２２が作動した際に空間部２０ｚで気体を圧縮したり吸引する際に、側面に穴をあける等によって外部に排出したり吸引出来るような構造になっている必要がある。  この場合、接続部８０は、空気圧縮機１０Ａを構成しているシリンダー２０と増圧シリンダー３０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。  その際には、当然シリンダー本体２１の増圧シリンダー３０側端部近傍で気体が出入り可能な構造にする必要はある。
【００１９】
また、第一流入路３０ａに接続している流入配管１０２の途中には、流入して来た気体が第一増圧室３０ｙから逆流するのを防ぐ逆流防止手段８４としての逆止弁８４を備え、第一流出路３０ｂに接続している流出配管１０４の途中には、圧縮して排出した気体が第一増圧室３０ｙに逆流するのを防ぐ逆流防止手段８５としての逆止弁８５を備えている。
【００２０】
更に、第二流入路３０ｃに接続している流入配管１０３の途中には、流入して来た気体が第二増圧室３０ｚから逆流するのを防ぐ逆流防止手段８６としての逆止弁８６を備え、第二流出路３０ｄに接続している流出配管１０５の途中には、圧縮して排出した気体が第二増圧室３０ｚに逆流するのを防ぐ逆流防止手段８７としての逆止弁８７を備えている。  尚、逆流防止手段８４、８５、８６、８７は逆止弁８４、８５、８６、８７に限定される訳ではなく、必要に応じて電動によって気体の流れを停止する等、別の方法も考えられる。
【００２１】
一方、流入配管１０２、１０３は、上流の流入配管１０１が分流したものであり、流入配管１０１の途中には通過する流体の圧力を調整することが可能な減圧弁８１を配設している。  また、流出配管１０４、１０５は、下流で流出配管１０６に合流していて、流出配管１０６の途中には通過する流体の開閉が可能となる手動式の開閉弁８２を配設して、流出配管１０６は貯蔵タンク１１Ａに接続している。
【００２２】
更に、貯蔵タンク１１Ａからは、貯蔵された増圧気体が供給配管１０７より使用可能となっている。  この場合、供給配管１０７の途中には、手動式の開閉弁８３を配設している。
【００２３】
本発明による、圧力の高い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。
【００２４】
先ず、流入配管１０１に圧縮空気または何等かの気体を流し、同時に空気圧縮機１０Ａを作動させると連接棒１４Ａａに接続したシリンダー２０のピストン２２に往復直線運動が伝わる。
【００２５】
そこで、端部がピストン２２に接し増圧シリンダー３０を構成している増圧ピストンロッド３１がその動きを受けて、増圧シリンダー３０としての往復直線運動を行う。
【００２６】
従って、この往復直線運動によって、増圧シリンダー３０の第一増圧室３０ｙと第二増圧室３０ｚでは、最大体積／最小体積による増圧比率の関係によって流入配管１０２、１０３から流入した圧縮空気を更に増圧することが出来るのである。  例えば一つの例として、第一増圧室３０ｙでは、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が出来るのである。  この様な理由によって、増圧シリンダー３０において、ＡとＳの寸法を変更した増圧シリンダー３０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。
【００２７】
また、第二増圧室３０ｚでは、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×（（Ｂ＋Ｓ）／Ｂ）の関係で増圧することが出来るのである。  この場合は、増圧シリンダー３０において、ＢとＳの寸法を変更した増圧シリンダー３０を搭載することで、対応可能となったのである。  尚、流出気体の圧力が第一増圧室３０ｙと第二増圧室３０ｚにおいてほぼ同じ位の値になる様に、Ａ、Ｂ、Ｓの値を設定することが望ましい。
【００２８】
この場合、第一増圧室３０ｙと第二増圧室３０ｚにおいて、一方が気体を流入させている間に他方が気体を圧縮させて排出し、他方が気体を流入させている間に一方が気体を圧縮させて排出させているのである。
【００２９】
その際、逆止弁８４によって第一増圧室３０ｙで気体が圧縮される際に流入配管１０１に圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁８５によって第一増圧室３０ｙで圧縮された気体が排出された際に流出配管１０６から圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁８６によって第二増圧室３０ｚで気体が圧縮される際に流入配管１０１に圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁８７によって第二増圧室３０ｚで圧縮された気体が排出された際に流出配管１０６から圧縮された気体が逆流するのを防止している。
【００３０】
最後に、増圧された気体は、流出配管１０６とその途中に配設された手動で開閉する開閉弁８２を経由して貯蔵タンク１１Ａ貯蔵される。  また、貯蔵タンク１１Ａに貯蔵された圧縮空気は、供給配管１０７から自由に使用可能となっているのである。
【００３１】
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ことで増圧されたそれらの気体が得ることが出来る。
【００３２】
尚、流入配管１０１から流入する圧縮空気の圧力を減圧弁８１で調整することによっても流出配管１０６からの気体の圧力を調整することが出来る。  即ち、ＡとＢとＳの寸法を変更した増圧シリンダー３０を搭載することと減圧弁８１で圧力の調整することで、色々な圧力の気体を自由に作り出すことが可能となったのである。
【００３３】
この様にして、増設された増圧シリンダー３０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２０ｚが形成されることで、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のである。
【００３４】
（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、空気圧縮機１０Ａの上部に接続部８０を位置させ、接続部８０の上部に増圧シリンダー３０を位置させているのに対して、第二の実施例は、多頭式の空気圧縮機１０Ｂの上部に直接二組の増圧シリンダー６０と第二増圧シリンダー７０を位置させたことである。  当然、接続している入口と出口の各種配管の構成も変わってくる。
【００３５】
更に詳細に述べると、第一の実施例に示している、空気圧縮機１０Ａを構成しているシリンダー２０には、接続部８０を介して増圧シリンダー３０を位置させているが、第二の実施例に示している、多頭式の空気圧縮機１０Ｂを構成しているシリンダー４０と第二シリンダー５０には直接、シリンダー４０には増圧シリンダー６０を第二シリンダー５０には第二増圧シリンダー７０を位置させていることである。  この場合、基本的には、空気圧縮機１０Ａは単頭式で空気圧縮機１０Ｂは多頭式という大きな違いもある。
【００３６】
ここで、第一の実施例に示している、シリンダー２０及び増圧シリンダー３０及び逆止弁８４、８５、８６、８７に対して、第二の実施例に示している、シリンダー４０及び増圧シリンダー６０及び逆止弁８８、８９、９０、９１と第二シリンダー５０及び第二増圧シリンダー７０及び逆止弁９２、９３、９４、９５に関しては、対応している構成部分の図１と図２に示されている符号は異なっていて寸法が異なる可能性は有るが、構成部品やその位置関係や機能は同じであるので詳細の説明は省略する。
【００３７】
即ち、第一の実施例に示している、シリンダー２０及び増圧シリンダー３０及び逆止弁８４、８５、８６、８７に関する説明が、第二の実施例に示している、シリンダー４０及び増圧シリンダー６０及び逆止弁８８、８９、９０、９１に関して、符号を読み替えた状態で全て同じ説明が当てはまるものと考えて良い。  この事は、第二シリンダー５０及び第二増圧シリンダー７０及び逆止弁９２，９３，９４，９５に関しても同様である。
【００３８】
また、第一の実施例に示している、図１のＡ、Ｂ、Ｈ、Ｌ、Ｓの表示に関しては、各々持っている機能が同一ということで、数値として同一という意味では無い。
【００３９】
尚、配管に関しては、流入配管１１２、１１３、１１４は、上流の流入配管１１１が分流したものであり、流入配管１１１の途中には通過する流体の圧力を調整することが可能な減圧弁８１を配設していて、流入配管１１３の途中には増圧シリンダー６０側から流体の逆流を防止する逆止弁８８を備えていて第一流入路６０ａに接続し、流入配管１１４の途中には増圧シリンダー６０側から気体の逆流を防止する逆止弁９０を備えていて第二流入路６０ｃに接続している。
【００４０】
更に、流入配管１１２は、下流で流入配管１１５、１１６に分流し、流入配管１１５の途中には第二増圧シリンダー７０側から気体の逆流を防止する逆止弁９２を備えていて第一流入路７０ａに接続し、流入配管１１６の途中には第二増圧シリンダー７０側から気体の逆流を防止する逆止弁９４を備えていて第二流入路７０ｃに接続している。
【００４１】
また、流出配管１１９、１２０、１２１は、下流の流出配管１２２に合流するものであり、貯蔵タンク１１Ｂに接続している流出配管１２２の途中には通過する流体の流れを開閉することが可能な開閉弁８３を配設し、第一流出路７０ｂに接続している流出配管１２０の途中には第二増圧シリンダー７０側え気体の逆流を防止する逆止弁９３を備えて、第二流出路７０ｄに接続している流出配管１２１の途中には第二増圧シリンダー７０側え気体の逆流を防止する逆止弁９５を備えている。
【００４２】
加えて、流出配管１１７、１１８は、下流で流出配管１１９に合流するものであり、第一流出路６０ｂに接続している流出配管１１７の途中には増圧シリンダー６０側え気体の逆流を防止する逆止弁８９を備えて、第二流出路６０ｄに接続している流出配管１１８の途中には増圧シリンダー６０側え気体の逆流を防止する逆止弁９１を備えている。
【００４３】
尚、貯蔵タンク１１Ｂからは、貯蔵された増圧気体が供給配管１２３より使用可能となっている。  この場合、供給配管１２３の途中には、手動式の開閉弁８３を配設している。
【００４４】
本発明による、圧力の高い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。
【００４５】
先ず、流入配管１１１に圧縮空気または何等かの気体を流し、同時に空気圧縮機１０Ｂを作動させると連接棒１４Ｂａ、１４Ｂｂに接続したシリンダー４０、５０のピストン４２、５２に往復直線運動が伝わる。
【００４６】
そこで、端部がピストン４２に接し増圧シリンダー６０を構成している増圧ピストンロッド６１がその動きを受けて、増圧シリンダー６０としての往復直線運動を行い、端部がピストン５２に接し第二増圧シリンダー７０を構成している第二増圧ピストンロッド７１がその動きを受けて、第二増圧シリンダー７０としての往復直線運動を行う。
【００４７】
その際、シリンダー４０のピストン４２が上死点Ｈの近傍を通過している際に、シリンダー５０のピストン５２が下死点Ｌの近傍を通過するように設定されていることが、連続して安定した圧力の高い気体を作り出す為には望ましいことである。
【００４８】
この場合、この往復直線運動によって、増圧シリンダー６０や第二増圧シリンダー７０の第一増圧室６０ｙ、７０ｙと第二増圧室６０ｚ、７０ｚ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１１３、１１４、１１５、１１６から流入した圧縮空気を更に増圧するのである。
【００４９】
例えば、一つの例として増圧シリンダー６０の第一増圧室６０ｙでは、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。  この様な理由によって、増圧シリンダー６０において、ＡとＳの寸法を変更した増圧シリンダー６０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。
【００５０】
また、増圧シリンダー６０の第二増圧室６０ｚでは、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×（（Ｂ＋Ｓ）／Ｂ）の関係で増圧するのである。  この場合は、増圧シリンダー６０において、ＢとＳの寸法を変更した増圧シリンダー６０を搭載することで、対応可能となるのである。
【００５１】
一方、第二増圧シリンダー７０の第一増圧室７０ｙでは、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。  この様な理由によって、第二増圧シリンダー７０において、ＡとＳの寸法を変更した第二増圧シリンダー７０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。
【００５２】
加えて、第二増圧シリンダー７０の第二増圧室７０ｚでは、流出気体の圧力＝流入気体の圧力×（（Ｂ＋Ｓ）／Ｂ）の関係で増圧するのである。  この場合は、第二増圧シリンダー７０において、ＢとＳの寸法を変更した第二増圧シリンダー７０を搭載することで、対応可能となるのである。
【００５３】
この場合、第一増圧室６０ｙ、７０ｙと第二増圧室６０ｚ、７０ｚにおいて、一方が気体を流入させている間に他方が気体を圧縮させて排出し、他方が気体を流入させている間に一方が気体を圧縮させて排出させているのである。
【００５４】
その際、逆止弁８８、９２によって第一増圧室６０ｙ、７０ｙで気体が圧縮される際に流入配管１０１に圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁８９，９３によって第一増圧室６０ｙ、７０ｙで圧縮された気体が排出された際に流出配管１２２から圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁９０，９４によって第二増圧室６０ｚ、７０ｚで気体が圧縮される際に流入配管１０１に圧縮された気体が逆流するのを防止し、逆止弁９１，９５によって第二増圧室６０ｚ、７０ｚで圧縮された気体が排出された際に流出配管１２２から圧縮された気体が逆流するのを防止している。
【００５５】
最後に、増圧された気体は、流出配管１２２とその途中に配設された手動で開閉する開閉弁８２を経由して貯蔵タンク１１Ｂに貯蔵される。  また、貯蔵タンク１１Ｂに貯蔵された圧縮空気は、供給配管１２３から自由に使用可能となっているのである。
【００５６】
この場合、流入配管１１１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。
【００５７】
尚、流入配管１１１から流入する圧縮空気の圧力を減圧弁８１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とＳの寸法を変更した増圧シリンダー６０，７０を搭載することと減圧弁８１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。
【００５８】
この様にして、増圧シリンダー６０、７０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６０ｚ、７０ｚ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のである。
【００５９】
【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。
【００６０】
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前記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ることで、中高圧の気体を容易に作り出すことが可能となった。
【００６１】
第二に、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前記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て、シリンダーと増圧シリンダーの間に空間部を形成することで、非常にきれいな増圧気体を作り出すことが可能となった。
【００６２】
第三に、気体を流入させる流入配管と気体を流出させる流出配管を、増圧シリンダーと第二増圧シリンダーに形成された第一増圧室と第二増圧室に接続することで、シリンダーの往復運動を有効に活用して効率的な圧力の高い気体の製造方法および製造装置が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の圧力の高い気体の製造装置を示した図
【図２】本願発明の別の圧力の高い気体の製造装置を示した図
【図３】従来の空気圧縮機を示した図
【符号の説明】
１０Ａ・・・・空気圧縮機
１０Ｂ・・・・空気圧縮機
１０Ｃ・・・・空気圧縮機
１１Ａ・・・・貯蔵タンク
１１Ｂ・・・・貯蔵タンク
１２Ａ・・・・電動モータ
１２Ｂ・・・・電動モータ
１４Ａａ・・・連接棒
１４Ｂａ・・・第一連接棒
１４Ｂｂ・・・第二連接棒
１９・・・・・吸込濾過器
２０・・・・・シリンダー
２０Ｃ・・・・シリンダー
２０ｚ・・・・空間部
２１・・・・・シリンダー本体
２２・・・・・ピストン
２９・・・・・シリンダーヘッド
３０・・・・・増圧シリンダー
３０ａ・・・・第一流入路
３０ｂ・・・・第一流出路
３０ｃ・・・・第二流入路
３０ｄ・・・・第二流出路
３０ｙ・・・・第一増圧室
３０ｚ・・・・第二増圧室
３１・・・・・増圧ピストンロッド
３１ａ・・・・増圧ピストン
３１ｂ・・・・増圧ロッド
４０・・・・・シリンダー
４０ｚ・・・・空間部
４１・・・・・シリンダー本体
４２・・・・・ピストン
５０・・・・・第二シリンダー
５０ｚ・・・・空間部
５１・・・・・第二シリンダー本体
５２・・・・・第二ピストン
６０・・・・・増圧シリンダー
６０ａ・・・・第一流入路
６０ｂ・・・・第一流出路
６０ｃ・・・・第二流入路
６０ｄ・・・・第二流出路
６０ｙ・・・・第一増圧室
６０ｚ・・・・第二増圧室
６１・・・・・増圧ピストンロッド
６１ａ・・・・増圧ピストン
６１ｂ・・・・増圧ロッド
７０・・・・・第二増圧シリンダー
７０ａ・・・・第一流入路
７０ｂ・・・・第一流出路
７０ｃ・・・・第二流入路
７０ｄ・・・・第二流出路
７０ｙ・・・・第一増圧室
７０ｚ・・・・第二増圧室
７１・・・・・第二増圧ピストンロッド
７１ａ・・・・第二増圧ピストン
７１ｂ・・・・第二増圧ロッド
８０・・・・・接続部
８１・・・・・減圧弁
８２・・・・・開閉弁
８３・・・・・開閉弁
８４・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
８５・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
８６・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
８７・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
８８・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
８９・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９０・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９１・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９２・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９３・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９４・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
９５・・・・・逆止弁（逆流防止手段）
１０１・・・・流入配管
１０２・・・・流入配管
１０３・・・・流入配管
１０４・・・・流出配管
１０５・・・・流出配管
１０６・・・・流出配管
１０７・・・・供給配管
１１１・・・・流入配管
１１２・・・・流入配管
１１３・・・・流入配管
１１４・・・・流入配管
１１５・・・・流入配管
１１６・・・・流入配管
１１７・・・・流出配管
１１８・・・・流出配管
１１９・・・・流出配管
１２０・・・・流出配管
１２１・・・・流出配管
１２２・・・・流出配管
１２３・・・・供給配管
Ａ・・・・・・第一増圧室の最大容積の位置
Ｂ・・・・・・第二増圧室の最小容積の位置
Ｈ・・・・・・上死点
Ｌ・・・・・・下死点
Ｓ・・・・・・ストローク
【図１】
2004353634.tif 000003
【図２】
2004353634.tif 000004
【図３】
2004353634.tif 000005