JP2002531773A - 低圧縮比ピストン圧縮機 - Google Patents

低圧縮比ピストン圧縮機

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JP2002531773A
JP2002531773A JP2000587079A JP2000587079A JP2002531773A JP 2002531773 A JP2002531773 A JP 2002531773A JP 2000587079 A JP2000587079 A JP 2000587079A JP 2000587079 A JP2000587079 A JP 2000587079A JP 2002531773 A JP2002531773 A JP 2002531773A
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ゼブアー，ウィリアム，エイチ
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オベイション・プロダクツ・コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 往復圧縮機は、毎時25ガロンよりも少ない流量において、定常状態、連続、脈動のない流出を生じさせ得る。この圧縮機は、後に取り除かれる圧縮機に作用する横方向の力によって、ほぼ軸方向に駆動する少なくとも２つのピストンを利用する。圧縮機は蒸気加圧蒸留システムにおいて有効であり、液体をポンプで汲み上げることにも適合する。回転カムは、カムフォロワを介してピストンを駆動し、それによって一方のピストンの圧縮行程が、他方のピストンの方向が変化することによって生じ、そのピストンによって装置に導入される強制振動を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
一般に本発明は、エネルギー及び液体再利用技術に関する。より詳細には、本
発明は、そのような技術において使用される改良された圧縮装置に関する。その
ような改良された圧縮機は、大きな可能性を有し、低振動及び一定出力が望まれ
る蒸気圧縮蒸留及び他の用途で使用される。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気圧縮蒸留は、液体蒸留の広い分野において公知であり理解されている。蒸
気圧縮システムでは、供給された液体が少なくとも部分的に気化される。抽出さ
れた蒸気は、固有の蒸発温度よりも高いある体積にまで断熱圧縮され、したがっ
て蒸気が再凝縮する温度に昇温される。蒸気が再凝縮すると、初めは液体を蒸発
させた潜熱の全てが系内に取り戻される。系内に加えられる、回収されないエネ
ルギーだけが、蒸気を圧縮するのに必要とされるエネルギーである。
【０００３】 一般に蒸気圧縮蒸留は、この工程を単純に、経済的に、適正な効率で行うため
に、遠心圧縮が利用される。しかしながら蒸留器は規模が縮小化されているので
、遠心圧縮はより多くの問題をはらむ。効率は、蒸留が１時間当たり25ガロンよ
りも小さいと急速に低下する。蒸留器の出力を低下させると、遠心圧縮の効率も
低下する。
【０００４】 往復動の原理で動作する圧縮機は、より小さな寸法でより効率がよいが、一般
に蒸気圧縮システムには適さない。往復動に関連する問題の幾つかは、１）ピス
トンに基づく圧縮機は、機械的により複雑であり、一般にシリンダ内のピストン
リングの潤滑が必要とされる、２）ピストンに基づく圧縮機は、より激しい摩耗
特性を示す、３）ピストンに基づく圧縮機は、ピストンの動作による脈動を導入
する、ということである。
【０００５】 蒸気圧縮蒸留ユニットに対するより低い出力限界は理論的には存在しない。し
かしながら、実施を制限する、低出力蒸気圧縮に関する実際的な問題は、１）蒸
気と入ってくる液体との間の熱変換における非効率、２）圧縮機の設計、が挙げ
られる。低出力蒸気圧縮蒸留は、住居の廃棄物回収システムにおいて通例発生す
るような少量の液体流入に対して望まれている。家庭で消費される流れから水を
蒸留し、回収し、芝生や庭の水まき、又は飲料水としてさえも使用することによ
って、廃棄物管理において大きな節約が達成される。もちろん、他に、１時間当
たり25ガロンより少ない容量で動作するシステム周辺で利用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
多くの技術が熱変換を改良することに関して存在するが、圧縮機の設計に対す
る改良は同じペースで進捗していない。１時間当たり１ガロンの分留を行うよう
な、わずかな量においても、蒸留器を適切に動作させることができる、小型蒸発
圧縮蒸留器を動作するのに適した圧縮機が必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
広範には、本発明は、加圧可能であり、複数のチャンバを備えるハウジングと
、それぞれが各チャンバ内に滑動可能に収容され、往復動する複数のピストンと
、横方向の力を導入することなく実質上軸方向に、各チャンバ内でピストンを往
復動させる駆動手段と、第一ピストンによって部分的に圧縮するために、第一チ
ャンバに蒸気を導入する手段と、第一チャンバからの圧縮された蒸気を連続的に
複数のチャンバの残りのチャンバを介して連続してポンピングする手段と、最後
のチャンバから一定流量で圧縮された蒸気を取り除く手段と、周囲よりも高い圧
力にハウジング内部を維持する手段とからなる圧縮装置に関する。
【０００８】 本発明の好適実施例は、１時間当たり25ガロンよりも少ない出力量によって特
徴付けられる蒸気圧縮蒸留器において使用されるのに適した容積型圧縮機を提供
する。
【０００９】 以下に記載される実施例は、(i)実質的に定常出力を生じる圧縮機、（ii）ピ
ストンシリンダ内のわずかな潤滑で又は全く潤滑がなくとも運転できる付加的な
性能を有する圧縮機、（iii）最小化された振動を示す圧縮機、（iv）液体廃棄
物処理システムで使用されるに適した圧縮機、これらの全ては液体をポンピング
するのに適応する。
【００１０】 以下に記載されるように、同軸に整列されたピストンシリンダ内に２つのピス
トンが同軸に配置されている容積型圧縮機が提供される。ピストンはカムによっ
て駆動され、ピストン行程は一様な出力流れが生じるように時機合わせされる。
カムによってカムフォロワに押し付けられる横方向の力は、ピストンに純粋に軸
方向の負荷を与えるリンクによって吸収される。横方向の力が実質上除去される
ことによって、側方の負荷、結果として生じる摩耗、ピストンリングや付加的な
潤滑の必要性が排除される。ピストンの反対方向での動きを時機合わせすること
によって、各ピストンの移動ベクトルを反転させることに関連する加速度が、互
いに相殺し、振動を最小化する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴を示すと見なされる新規な造作が、添付の特許請求の範囲で説明
される。しかしながらこの発明自体は、添付の図面と関連して判断され、理解さ
れるならば、その構成及び動作の方法の双方に対して、付加的な目的及びその利
点とともに、特定の実施例の以下の記載から最も良く理解されるであろう。
【００１２】 好適実施例の概略 図１には、分割壁すなわち隔壁５によって第一チャンバ７と第二チャンバ９に
分割されるシリンダ３、それぞれ第一チャンバ７及び第二チャンバ９内で往復動
するように形成されているピストン11及び12、実質上軸方向にこれらのピストン
を駆動する手段からなる圧縮機１が示される。
【００１３】 圧縮機１が記載され、以降２つのピストンを備えるように記載されるが、使用
されるピストンの数は本発明を画定しないということが理解されなければならな
い。ピストンの数の重要性は、他のピストンの動きを相殺し、それによって出力
流量が平均化され、振動が最小化されるように、１つのピストンの動きが時機合
わせされ得るということにのみ基づく。圧縮機の定常出力、無振動操作は記載さ
れる実施例の重要な特徴であるが、これを実現するのに必要なピストンの数は存
在しない。ただ１つのピストンを使用してこの要求に適応することはできないと
考えられるが、振動を減衰する他の手段をその装置と共働して利用して、一様な
流れを発生させることができる。より好適には、３以上の数のピストンがより直
接的な方法でその機能を果たすが、３以上の数のピストンを利用することによっ
て得られる利益は、価値ある付加的な複雑さとは見なされない。このように、２
つのピストンが、望まれる機能と複雑さとの間の最も適切な妥協であると見なさ
れる。
【００１４】 本圧縮機の他の重要な局面は、実質上軸方向で各ピストンを駆動するための手
段を必要とするということである。「実質上軸方向」という用語は、ピストン表
面のピストン垂直面に、軸方向以外の力が無視されるように、純粋に軸方向の力
をもたらすのに必要なものに関連する。側方又は横方向の力を排除することによ
って、分割ピストンリングの使用に頼ることなく、ピストンはシリンダ内に密に
適合するように形成することが可能である。駆動手段のこの形態によって得られ
る幾つかの利点は、１）ピストン／シリンダ間の潤滑がわずかしか必要とされな
い、又は全く必要とされない、２）摩擦の減少が、摩擦熱損失として消費される
エネルギーを相殺するのに必要なものを減らす、３）摩擦損失に対する補償を多
くは必要としないので、圧縮機はより少ない電力で動作可能である。これを達成
するための可能な方法が多数存在するが、これらのうちの幾つかが好適実施例と
して議論され、これらの全てが本発明の一部分を形成すると見なされる。
【００１５】 実質上軸方向にピストンを駆動するための第一の好適実施例 実質上軸方向にピストンを駆動するための一好適手段は、ローラ19を介してカ
ムフォロワ13を駆動する、すなわち連接棒15を介してピストン21を駆動する回転
カム17からなる。同時に図２を参照することによって、ピストン11が、ロッド25
を介して、カムフォロワ23によって駆動されることにより、チャンバ７内で往復
動するように形成され、すなわちカムフォロワ23が他のローラ27を介してカム17
によって駆動されることが理解される。ピストンはこのようにして駆動され、側
方方向の力の導入を排除し、したがって摩擦及び摩耗を最小とし、分割ピストン
リングの必要性を排除し、ピストンとシリンダ側壁との間の隙間をも小さくする
。
【００１６】 ロッド15及び25は、それぞれのピストンに固定的に付加されていることが好ま
しい。ロッド15はカムフォロワ13内の受容ポケット41内で支えられ、また各ロッ
ド25はカムフォロワ23の同様な受容ポケット43内で支えられる。受容ポケット41
及び43それぞれの回転の中心は、ロッド15及びロッド25の軸中心線の周囲で振動
するように形成されている。各カムフォロワは、シリンダ側壁に対して枢軸動す
るように形成されている。例えば、図１及び３を参照すると、カムフォロワ13が
表されている。受容ポケット41と対向するカムフォロワ13の第一端部は弧状をな
す。この弧状表面45は、カムフォロワがシリンダ側壁の適切な表面に対して枢軸
動するのを可能とする。図４において、これを達成する一方法が表されている。
バネ47のような付勢手段が、弧状表面45とシリンダ側壁の表面との間の接触を維
持する。このように、バネ及びカムフォロワは、ピン49のような結合手段によっ
てともに結合される。ピン49は、カムフォロワ13を貫通し、スロット51、53内で
支えられる。カムフォロワ23は、同様な方法で、適所に保持される。
【００１７】 実質上軸方向にピストンを駆動するための第二の好適実施例 実質上軸方向にピストンを駆動するための他の好適手段が、図５及び６に表さ
れている。説明を容易にするために、各実施例間で依然として実質的に同一であ
る部分は、同じ参照番号により同じものとして扱う。同一ではないが、同じ機能
を果たす部分には、プライム（’）を付した同じ参照番号を付す。実施例間で実
質上異なる部分には、完全に異なる参照番号を付与する。第一の好適実施例のよ
うに、回転カム17が、このカム17と連続的な接触を維持するカムフォロワ13'を
駆動すると表現される。連続的ではあるが移動する接触をもたらす２つの構成要
素間の摩擦を少なくするために、好適な手段では半球面の接触表面20が利用され
る。この接触表面は、カムフォロワ13'内の輪郭として形成され、代替的にはそ
のカムフォロワ内に固定された球体からなり、あるいはカムフォロワ内に埋め込
まれているが、その中で回転可能な球体からなる。望ましい造作が、２つの構成
要素間の摩擦を最小として、あらゆる出力損失を少なくする。さらに、カムフォ
ロワ23'もまた、同様の方法で、第二ピストンを動かす。
【００１８】 ロッド15及び25がピストン11及び21を駆動するように設けられる。ロッド25は
、第一の実施例のロッドと同じように動作するが、ロッド15の軸中心線から測定
した相対的な配置が異なる。根本的に、ロッドの配置は、ピストンがシリンダ内
で往復動するように形成され、ロッドの配置が側面負荷を無視できるように導く
ならば、その限りにおいて重要ではない。またロッド15及び25には、表面20と同
様な半球体の接触表面40が設けられる。表面40を受容して滑動可能に係合するた
めの手段は、カムフォロワ13'及び23'のそれぞれに設けられる。この手段に対す
る好適な構成は受容ソケット42である。接触表面40とこの接触表面に対するそれ
ぞれの受容ソケット42の間の相互作用は、人体の肩や臀部に見られるようなもの
と同様のボールソケット形軸継手の方法で行われる。
【００１９】 さらに各カムフォロワは、一端が弧状表面45'からなり、この弧状表面には複
数の歯46で歯が付けられている。これらの歯は、シリンダ側壁に配置される又は
シリンダ側壁に対して配置される一組の噛み合いラック歯48に支えられる。弧状
表面45'は、歯46のピッチ円が扇形を形成するように湾曲している。可動部間の
摩擦を最小とするために、歯幅に付随する要求は必要とされない。換言すれば、
歯は軸面に沿って弧状表面45'の全長さにわたって延伸する必要はなく、また歯
のない隙間領域を含むことができる。
【００２０】 実質上軸方向にピストンを駆動するための第三の好適実施例 実質上軸方向にピストンを駆動するための第三の手段が、図９に表されている
。この手段は、磁場の適用及びこの磁場に対する、したがってピストンを往復動
させる、付勢バネ手段の使用を必要とする。ピストン11は、磁心117及びロッド1
5を介して、磁石111によって第一位置に移動する。磁心117が消磁されると、ピ
ストンは解放される。さらにピストンは、付勢バネ手段115によって圧力ヘッド
に対して押し付けられ、それによって圧縮行程が生み出される。同様に、ピスト
ン21は、磁心121及び、ロッド15がその中で往復動するスリーブ123を介して、磁
石109により動作される。ピストン21は、解放されると、付勢バネ113によって圧
力ヘッドに対して押し付けられる。
【００２１】 磁石109及び111は、ピストンが反対方向に動くように、180°時機をずらして
付勢される。この圧縮機の好適実施例では、各ピストンの下向き行程は上向き行
程よりも長い時間がかかる。したがって下向き作業行程にはギャップが存在しな
い。ピストンにかかる力は、行程長さ全体にわたって一定であり、蒸気の連続的
な流れが一定の圧力で生じる。
【００２２】 現在のところ、第二の好適手段が本発明を実施するベストモードを含む。種々
の実施例が提唱されているが、それぞれの概念は相互に適応され得るということ
を繰り返さなければならない。さらに、実質上軸方向にピストンを駆動する他の
同様な方法が、本発明で利用されるように適応可能である。このように、本発明
の精神に含まれる全ての代替的な実施例が、本発明の一部分を形成すると見なさ
れる。
【００２３】 圧縮機の動作 以下により完全に説明されるように、２つのピストン、すなわちピストン11及
び12を使用する本発明の実施例の何れにおいても、各ピストンは互いに向かい合
った状態でそれぞれの圧縮行程を実施するように時機を調節されている。このよ
うなピストンの時機調節が本発明の重要な局面を形成する。これは装置の作用を
平滑化する。３つ以上のピストンが使用されると、追加されたピストンのそれぞ
れの圧縮行程は、システム全体にわたる振動を最小化するように、適切に調節さ
れなければならない。これは、内燃機関の分野を含む多くの分野で利用される、
偽りのない概念である。
【００２４】 それにも関わらず、２つのピストンからなる好適実施例によれば、カム17が図
８に表され、その輪郭が図９に表されている。図１に関連させて図８及び９を参
照すると、ピストンがカムから離れるように移動すると、圧縮が起きることが理
解される。カム17は、付勢バネ29、31に逆らってピストンを駆動する。バネ29、
31が完全に圧縮されると、圧力が最大になる。バネが弛緩すると、圧力は減少す
る。バネ29は、ピストン11をもとの位置に戻し、一方バネ31はピストン21をもと
の位置に戻す。
【００２５】 各バネ29及び31のバネ定数と共働して、カム17の輪郭は、各ピストンの圧縮行
程の速度が一定に保つことを可能とし、どちらのピストンも下方へ移動すること
のない重要な期間を排除する。例えばピストン11である１つのピストンに関する
図９を参照することによって、パターンが明らかになる。このパターンは各ピス
トンに固有であり、後続のピストンに対して、何らかの因子だけわずか遅延され
る。
【００２６】 カム17の回転は、基準線を利用し、回転が０°から始まるとすると、以下のよ
うに起こる。０°から180°まではカム輪郭の参照番号33として表され、ピスト
ンはカムによって下方へ駆動され、圧縮行程を形成する。上述のように、この圧
縮行程の傾斜は線形である。カム輪郭の反転部分及び戻り部分35は、カム回転の
残りの180°を含む。より詳細には、圧縮行程の最後において、又は180°と表さ
れる点で、ピストンの移動方向は、参照番号37と付された短期間の行程超過の間
に反転する。この反転は、実際には、短い期間で達成され、それによってカム回
転の270°までに、ピストンはその全行程長に対する中点にまで戻る。その後、
ピストンの移動方向は、実際には、短い期間で達成される区間39に達すると、再
度反転される。各ピストンの移動反転、すなわち区間37及び39で発生する加速力
は、実質上同じ程度で生じる。この力は、可能な限り180°の点に接近した点で
誘導され、それによって非常に小さな振動が生じる。一方のピストンの回転の後
半の180°において反転力を誘導することによって、そのピストンは、他方のピ
ストンが圧縮行程を完了する前の反転が妨げられる。ピストンの反転によって誘
導される振動力は、いずれかの時点でそれらを受ける２以上のピストンを有する
ことによって合成されない。このように圧縮行程33及び行程の反転、戻り部分35
を連続的に行うことによって、装置の振動は非常に小さくなる。
【００２７】 回転の直前の180°で圧縮行程を行うことによって好適実施例が構成されるが
、ピストン11の圧縮行程を180°以上に延長することを可能とすることによって
、予備圧縮のレベルをシステム内に導くことが可能となる。流体が圧縮機の第一
チャンバに入り、その後圧縮機の第二チャンバを介して移動するので、カム回転
の180°を超える圧縮行程を続けるようにピストン11を付勢することにより、流
体は第二チャンバに入る前に、より高いしきい値にまで圧縮される。
【００２８】 装置を介する流体の経路は、蒸気が好適な経路を介して圧縮器内に流れるとき
に生じる。蒸気は、ピストン11内の逆止弁のような流体制御手段を介して、第一
チャンバ７に入る。ピストン11の圧縮行程の終了時点又はそれに近い時点で、蒸
気がピストン21の逆止弁57を介して、第二チャンバ９に入る。現圧縮流体は、連
続的に、ピストン21によってチャンバ９の外に押し出され、それによって出力流
れは実質上一定である。逆止弁55及び57のそれぞれが、画定された空洞内に浮か
ぶ薄い可撓性ワッシャーからなることが好ましい。ピストンシリンダリング59及
び61は、それぞれピストン21及び11内に設けられて、拘束されている。逆止弁55
及び57はピストンリングに対してシールする。この構造は、従来の設計でよく見
られた、ピストンとそれぞれのピストンリングの間の漏れ経路を排除する。流体
によってもたらされる潤滑以外の潤滑の必要性を排除するために、ピストンリン
グは、ポリテトラフルオロエチレン（Teflon 登録商標）、ポリエーテルエーテ
ルケトン（PEEK 登録商標）、同様の特性を有する他のポリマーのような低摩擦
ポリマーから形成される。事実、内部にTeflonを充填したPEEKは、現在予想され
る組合せで最も適切なものをもたらす。
【００２９】 本発明の機械的な動作が上述されたが、本発明は、好適実施例において、流体
圧縮機、ポンプ、好適な例、蒸気圧縮蒸留システム内の圧縮機として利用するこ
とができる。もちろんこの装置は、より高い圧縮比をもたらすのに適応可能であ
り、したがって利用の可能性は増大する。
【００３０】 さらに図10に戻ると、装置は単純化した蒸気圧縮蒸留器63の一部分として表さ
れている。圧縮機１は、熱交換器65の空洞内に取り付けられ、この熱交換機は、
一変更例では、外側気化表面67及び内側凝縮表面69を含む段付きシリンダ66の形
態で形成される。全体のシリンダ３は、段付きシリンダ66によって凝縮チャンバ
73からシールされている蒸発器チャンバ71内に配置されている。蒸気は第一チャ
ンバ７内に引き込まれ、逆止弁55を通過して第一チャンバ７に至り、ピストン11
によって圧縮され、逆止弁57を通過して第二チャンバ９に至り、そこで第二ピス
トン21によってさらに圧縮される。第二圧縮段に曝されることによって、現圧縮
流体は、好適な開口75を介してシリンダ３から出て、凝縮チャンバ73に入り、こ
こで凝縮され、ドレインポート77を介して取り除かれる。ドレインポートの利点
は、マニホルドを排除して、より大きな逆止弁の利用を可能とし、それによって
圧縮機を介する圧力損失が最小となることである。事実、この方式で設計された
圧縮機における効率の損失は、摩擦ではなく、流れに関する。逆止弁55及び57が
、ピストン面の全面の寸法に達するほど、実用上大きく形成されても、効率の損
失は減少する。
【００３１】 蒸発器としてより効率よく動作するために、液体の薄膜が蒸発表面67に適用さ
れる場合に、段付きシリンダ66を回転するように形成することが想像される。装
置を回転するために、圧縮機１内でピストンを駆動する、詳細を上述したような
、カム17を駆動するための動力を伝達するための手段をもたらすのに適応可能な
モータ79が利用される。図12に示されるような１つの可能性のある方法は、結合
小歯車87を介して回転トレイ85を駆動するシャフト83を駆動するのに適応する複
数のギア81を示す。ピニオン91は、シャフト83に固定され、リングギア89と噛み
合う。回転トレイ85は、気化表面67に液体を適用する複数の付与機構を駆動し、
一方リングギア89は、凝縮表面69から凝縮物を取り除く一組のワイパー機構を駆
動する。またシャフト83は、付与機構へ散布して続いて気化するトレイ85へ放出
させるために、ポート97を介して水溜95から液体をポンピングするギアポンプを
駆動するのに適応可能である。
【００３２】 上述の装置を製造し利用するような方法として、本発明の好適実施例及び代替
的な実施例が構成される。出願人は、所望の結果をもたらす構成部分の全体又は
幾つかとして、本装置の多数の構成が利用できるということを承知している。本
発明を、特定の実施例を参照して記載し説明したが、その他の実施例が本発明か
ら逸脱することなく本発明の範囲内にあることが理解される。したがって上述さ
れた本発明の形態は、例証と見なされ、添付の特許請求の範囲を制限するもので
はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好適実施例にしたがう圧縮機の一好適実施例を正面方向から見た断面
図である。
【図２】 図１と同様の図であるが、90°回転させたところを示す図である。
【図３】 図１の圧縮機の上方から見た断面図である。
【図４】 図１の実施例のカムフォロワの一部分を切断して示す詳細図である。
【図５】 本発明の好適実施例にしたがう圧縮機の第二の好適実施例を示す切断線図であ
る。
【図６】 図５を90°回転させた断面を示す図である。
【図７】 本発明の好適実施例で利用されるピストンの線図である。
【図８】 図５の実施例のカムフォロワの一部分を示す線図である。
【図９】 本発明の好適実施例にしたがう圧縮機で利用される軸方向駆動手段の第三の好
適実施例を正面方向から見た断面図である。
【図１０】 圧縮機の各実施例で利用される駆動カムを示す線図である。
【図１１】 カムの360°、一回転にわたる図１０の駆動カムの輪郭を示す図である。
【図１２】 蒸気圧縮蒸留ユニット内で具現化される圧縮機を正面方向から見た断面図であ
る。
【図１３】 図１２の蒸気圧縮蒸留ユニットで利用される圧縮機の一部分の第二の実施例を
正面方向から見た断面図である。
【図１４】 各ピストンに関連した逆止弁の断面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 37/00 Ｆ０４Ｂ 9/04 Ａ 41/00 35/00 １０２ // Ｆ０４Ｂ 9/02 1/00 9/04 9/12 Ｊ 9/129 9/137 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3H070 AA05 AA07 BB01 BB11 CC01 CC07 CC27 DD01 DD11 DD31 DD91 DD92 3H071 AA06 AA15 BB01 CC21 CC26 CC27 DD01 DD06 DD31 DD42 DD82 3H075 AA19 BB03 BB16 BB30 CC03 CC15 CC19 DA02 DA03 DA04 DA19 DB03 DB23 3H076 AA02 AA12 AA40 BB01 BB17 BB26 CC07 CC19 CC28 CC31 CC36 CC46

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のチャンバを有し、加圧可能なハウジング、 それぞれが前記チャンバのそれぞれの中に滑動可能に収容され、往復動する複
    数のピストン、 各チャンバ内で、横方向の力を導入することなく、実質上軸方向に前記ピスト
    ンを往復動させる駆動手段、 前記ピストンの第一によって圧縮するように、前記複数のチャンバの第一チャ
    ンバ内に蒸気を導入する手段、 前記複数のチャンバの残りのチャンバを連続的に介して、前記第一チャンバか
    らの前記圧縮蒸気を連続してポンピングする手段、 前記複数のチャンバの最後のチャンバから、一定流量で前記圧縮蒸気を取り除
    く手段、 前記ハウジング内部を周囲よりも高い圧力に維持する手段とからなる圧縮装置
    。
  2. 【請求項２】 前記駆動手段が、第一端部で前記ピストンに固定され、第二
    端部で動力源からの動力を伝達する伝達手段と関連して係合する複数のピストン
    ロッドからなる、請求項１記載の圧縮装置。
  3. 【請求項３】 前記伝達手段が、 磁場を画定する複数の磁極と、前記ピストンロッドの前記第二端部が、該磁場
    内に配置され、前記磁極が付勢されることによって、第一位置から第二位置に軸
    方向の往復動を生じることと、 前記ピストンに係合し、前記磁極が消磁されることによって前記第二位置から
    前記第一位置へ、前記ピストンを移動する複数の付勢バネとからなる、請求項２
    記載の圧縮装置。
  4. 【請求項４】 前記伝達手段が、 前記動力源によって駆動される少なくとも１つの回転カムと、 それぞれが前記カムの少なくとも１つと連続的に滑動するように接触する複数
    のカムフォロワと、さらにこのカムフォロワのそれぞれが、前記ピストンロッド
    の前記第二端部の１つと連続的に滑動するように接触することと、 前記カムの回転が、前記カムフォロワによって往復動に変換され、前記ピスト
    ンにこの往復動が与えられ、 軸方向ではない方向の力が、前記カム、前記カムフォロワ、前記ピストンロッ
    ドの前記第二端部の間の相互作用によって分解される、請求項２記載の圧縮装置
    。
  5. 【請求項５】 第一チャンバ及び第二チャンバを有し、加圧可能なハウジン
    グ、 前記第一チャンバ内に収容されている第一ピストン及び前記第二チャンバ内に
    収容されている第二ピストン、 それぞれ第一端部及び第二端部を有する複数のピストンロッド、少なくとも１
    つのピストンロッドが前記第一端部でピストンに固定されていること、 動力源に固定されて駆動される回転カム、 それぞれカム接触面で前記カムと連続的に滑動するように接触し、さらにそれ
    ぞれピストンロッドの接触面で前記ピストンロッドの前記第二端部の少なくとも
    １つと連続的に滑動するように接触する第一カムフォロワ及び第二カムフォロワ
    、 前記カムフォロワが、カムの回転運動を、前記ピストンロッドとの接触を介
    して前記ピストンに与えられる往復動に変換すること、 前記ピストンロッドと整列する軸方向ではない方向の力が、前記カム、前記
    カムフォロワ、前記ピストンロッドの前記第二端部の間の滑動するような相互作
    用によって分解されること、 前記第一ピストンの圧縮行程によって圧縮するように、前記第一チャンバ内に
    流体を導入する手段、 前記第二チャンバに、前記第一チャンバからの前記圧縮流体を移動する手段、 前記第二チャンバから、一定流量で前記圧縮流体を取り除く手段、 周囲よりも高い圧力に前記ハウジング内部を維持する手段とからなる圧縮装置
    。
  6. 【請求項６】 前記第一チャンバと前記第一ピストンによって境界付けられ
    る領域によって画定される第一作動容積、 前記第二チャンバと前記第二ピストンによって境界付けられる領域によって画
    定される第二作動容積、 前記第二チャンバから流体を取り除く手段が、前記ハウジングを介する妨害さ
    れない通路であること、 前記ピストンのそれぞれの運動が、前記ハウジングを介する前記妨害されない
    通路での流体体積流れが定常状態で連続であるように、前記第一チャンバから前
    記第二チャンバへ、流体を移動できるように時機を調節されること、からなる請
    求項５記載の圧縮装置。
  7. 【請求項７】 前記第一ピストン及び前記第二ピストンが同一の質量を有し
    、対向するピストンの圧縮行程の終わりと次の圧縮行程の始まりとの間で、その
    対向するピストンの方向が変化することによって、前記装置に導入される力を打
    ち消すように、各ピストンの圧縮行程が時機を調節されるよう、前記カムが輪郭
    づけられている、請求項６記載の圧縮装置。
  8. 【請求項８】 前記ピストンのそれぞれの運動が、前記第二チャンバを出る
    流体体積流れが一定であるように、前記第一チャンバから前記第二チャンバへ流
    体を移動させることができるように時機を調節されている、請求項５記載の圧縮
    装置。
  9. 【請求項９】 前記第一ピストン及び前記第二ピストンが同一の質量を有し
    、対向するピストンの圧縮行程の終わりと次の圧縮行程の始まりとの間で、その
    対向するピストンの方向が変化することによって、前記装置に導入される力を打
    ち消すように、各ピストンの圧縮行程が時機を調節されるよう、前記カムが輪郭
    づけられている、請求項５記載の圧縮装置。
  10. 【請求項１０】 前記流体が、蒸気圧縮蒸留システムの蒸発段で発生し、前
    記第一チャンバ内への入り口で大気圧であり、 前記流体が、大気圧よりも高い圧力で前記第二チャンバから出て、前記蒸気圧
    縮蒸留システムの凝縮段に入る、蒸気圧縮蒸留システムで使用される、請求項９
    記載の圧縮装置。
  11. 【請求項１１】 前記第二チャンバから流体を取り除く手段が、前記ハウジ
    ングを介する妨害されない通路である、請求項５記載の圧縮装置。
  12. 【請求項１２】 前記第一チャンバ内に流体を導く手段及び、前記第一チャ
    ンバから前記第二チャンバへ前記部分的に圧縮された流体を移動する手段が圧力
    始動逆止弁からなる、請求項５記載の圧縮装置。
  13. 【請求項１３】 前記逆止弁が前記ピストン内にある、請求項１２記載の圧
    縮装置。
  14. 【請求項１４】 構成要素間の前記可動接触が、前記構成要素の一方に回転
    するように埋め込まれ、前記構成要素の他方と相互作用する潤滑球体を使用する
    ことによって達成される、請求項５記載の圧縮装置。
  15. 【請求項１５】 さらに、前記ピストンと関連して係合する付勢バネ手段を
    含み、前記ピストンが前記カムによって駆動され、この駆動運動が前記付勢バネ
    手段に対抗する、請求項５記載の圧縮装置。
  16. 【請求項１６】 さらに、前記ピストンと関連して係合する付勢バネ手段を
    含み、前記ピストンが前記付勢バネ手段によって駆動され、この駆動運動が前記
    カムに対抗する、請求項５記載の圧縮装置。
  17. 【請求項１７】 前記動力源がドライブシャフトを備えるモータからなり、
    このドライブシャフトがピストンの往復動方向と軸方向に整列している、請求項
    ５記載の圧縮装置。
  18. 【請求項１８】 前記流体が、蒸気圧縮蒸留システムの蒸発段で発生し、前
    記第一チャンバ内への入り口で大気圧であり、 前記流体が、大気圧よりも高い圧力で前記第二チャンバから出て、前記蒸気圧
    縮蒸留システムの凝縮段に入る、蒸気圧縮蒸留システムで使用される、請求項５
    記載の圧縮装置。
  19. 【請求項１９】 前記流体が、蒸気圧縮蒸留システムの蒸発段で発生し、前
    記第一チャンバ内への入り口で大気圧であり、 前記流体が、大気圧よりも高い圧力で前記第二チャンバから出て、前記蒸気圧
    縮蒸留システムの凝縮段に入る、蒸気圧縮蒸留システムで使用される、請求項８
    記載の圧縮装置。
  20. 【請求項２０】 薄い熱伝導材料によって分離されている蒸発段と凝縮段を
    有する蒸気圧縮蒸留装置内に収容されている圧縮装置であって、 複数のチャンバを収容しているハウジング、 前記ハウジング内に蒸気を導入する手段、 前記ハウジング内の前記蒸気を加圧する手段、 １つのチャンバから他のチャンバへ前記加圧された蒸気を移動する手段、 前記ハウジングから蒸気を取り除く手段、 からなる圧縮装置。
  21. 【請求項２１】 流体を圧縮する圧縮装置であって、 単独作動容積、 前記作動容積内の複数の可動境界手段、 前記単独作動容積内に連続的な間隔で前記流体を取り入れ、前記可動境界手段
    の第一によって第一の圧縮を行い、前記流体が前記可動境界手段の最後に達する
    まで、より高い圧力で後続の各可動境界手段に透過的に通過させる手段、からな
    り 連続的な間隔で前記流体を受容する前記最後の可動境界手段が、前記単独作動
    容積から外部環境に各量を吐き出し、 前記可動境界手段の運動が、前記最後の可動境界手段の運動が前記外部環境へ
    の前記流体の流れが一定であることによって特徴づけられるポンピング効果を生
    じるように、前記圧縮された流体が前記後続の可動境界手段を介して連続的に流
    れることを可能とする、 圧縮装置。
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