JP3344932B2 - ガス圧縮装置及び圧縮ガス供給システム - Google Patents
ガス圧縮装置及び圧縮ガス供給システムInfo
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- JP3344932B2 JP3344932B2 JP24863297A JP24863297A JP3344932B2 JP 3344932 B2 JP3344932 B2 JP 3344932B2 JP 24863297 A JP24863297 A JP 24863297A JP 24863297 A JP24863297 A JP 24863297A JP 3344932 B2 JP3344932 B2 JP 3344932B2
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- gas
- compressor
- compression device
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング機関
を駆動源（動力源）とするガス圧縮装置及び圧縮ガス供
給システムに関する。
を駆動源（動力源）とするガス圧縮装置及び圧縮ガス供
給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、スターリング機関は、原理的
にカルノーサイクルに相当する高い熱効率を得ることが
できる点、外燃機関であり多種多様の熱源｛特に、輸送
（貯蔵）が困難な地熱等｝を利用できる点、また、内燃
機関のような爆発的な燃焼を伴わないため騒音が小さい
点、内燃機関に較べ不完全燃焼の発生が少なく排気有害
成分の排出に対しても有利である点等に鑑み、新たな動
力源として注目され、種々の型式のものが提案されてい
る。
にカルノーサイクルに相当する高い熱効率を得ることが
できる点、外燃機関であり多種多様の熱源｛特に、輸送
（貯蔵）が困難な地熱等｝を利用できる点、また、内燃
機関のような爆発的な燃焼を伴わないため騒音が小さい
点、内燃機関に較べ不完全燃焼の発生が少なく排気有害
成分の排出に対しても有利である点等に鑑み、新たな動
力源として注目され、種々の型式のものが提案されてい
る。
【０００３】例えば、図６に示すような所謂ディスプレ
ーサー型スターリング機関や、図７に示すようなα型
（Ｌ型）スターリング機関等が知られている。
ーサー型スターリング機関や、図７に示すようなα型
（Ｌ型）スターリング機関等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本願出願人
等は、かかるディスプレーサー型スターリング機関やα
型スターリング機関を圧力容器で覆い、この圧力容器内
に比較的高圧な作動ガスを封入することで、所謂バッフ
ァ空間を作り出し、作動ガスの平均圧力Ｐｍ（バッファ
圧力）を高め、スターリング機関の出力の増大や燃費の
向上等を図れるようにしたものを提案した（特願平７−
１９３８９３号や特願平９−１２５９６３号等参照）。
等は、かかるディスプレーサー型スターリング機関やα
型スターリング機関を圧力容器で覆い、この圧力容器内
に比較的高圧な作動ガスを封入することで、所謂バッフ
ァ空間を作り出し、作動ガスの平均圧力Ｐｍ（バッファ
圧力）を高め、スターリング機関の出力の増大や燃費の
向上等を図れるようにしたものを提案した（特願平７−
１９３８９３号や特願平９−１２５９６３号等参照）。
【０００５】そして、本願出願人等は、このようなバッ
ファ空間を有するスターリング機関についての研究を重
ねるうちに、かかるスターリング機関には、以下のよう
な有益性があることを見出した。即ち、 バッファ空間を含んで構成されるスターリング機関を
ガス圧縮装置の駆動源として用いた場合において、当該
ガス圧縮装置で生成された高圧ガスの一部を、前記バッ
ファ空間に供給すれば、外部からバッファ空間に高圧な
作動ガスを充填するという面倒な処理を排除することが
できる。
ファ空間を有するスターリング機関についての研究を重
ねるうちに、かかるスターリング機関には、以下のよう
な有益性があることを見出した。即ち、 バッファ空間を含んで構成されるスターリング機関を
ガス圧縮装置の駆動源として用いた場合において、当該
ガス圧縮装置で生成された高圧ガスの一部を、前記バッ
ファ空間に供給すれば、外部からバッファ空間に高圧な
作動ガスを充填するという面倒な処理を排除することが
できる。
【０００６】しかも、このような構成とすれば、ガス
圧縮装置を作動させていれば、常時、バッファ空間に高
圧ガスを補充可能であるから、従来のような経時的なバ
ッファ空間内圧の低下（完全にバッファ空間を密閉する
ことは技術的、コスト的にも困難である）を回避するこ
とができ、メンテナンスフリーとすることができる。ま
た、従来に較べ、バッファ空間を高度な密閉構造とする
必要性を低くできるので、技術的、コスト的に極めて有
利なものとなる。
圧縮装置を作動させていれば、常時、バッファ空間に高
圧ガスを補充可能であるから、従来のような経時的なバ
ッファ空間内圧の低下（完全にバッファ空間を密閉する
ことは技術的、コスト的にも困難である）を回避するこ
とができ、メンテナンスフリーとすることができる。ま
た、従来に較べ、バッファ空間を高度な密閉構造とする
必要性を低くできるので、技術的、コスト的に極めて有
利なものとなる。
【０００７】更に、圧縮ガス供給システムとして考え
た場合、前記バッファ空間には圧縮ガスが貯蔵されるこ
とになるから、スターリング機関の出力増大等のための
バッファ空間を、同時に、レシーバータンクとして利用
できることになる。従って、従来のように、別個にレシ
ーバータンクを設ける必要がなく、システムの小型化、
低コスト化等を促進することができる。
た場合、前記バッファ空間には圧縮ガスが貯蔵されるこ
とになるから、スターリング機関の出力増大等のための
バッファ空間を、同時に、レシーバータンクとして利用
できることになる。従って、従来のように、別個にレシ
ーバータンクを設ける必要がなく、システムの小型化、
低コスト化等を促進することができる。
【０００８】加えて、例えば、工場や病院、各種プラ
ント等では、メイン圧縮装置から供給される圧縮ガスを
各箇所で使用できるように、圧縮ガス供給ラインがはり
めぐらされているが、前記バッファ空間を有するスター
リング機関は、地熱や廃熱等の低温な熱源を利用しても
運転可能なことから、廃熱等の発生箇所に当該地熱や廃
熱等をエネルギ源とするスターリング機関を駆動源とす
るガス圧縮装置を配設し前記圧縮ガス供給ラインと接続
してやれば、地熱や廃熱等を有効利用しつつ、圧縮ガス
供給ラインへ圧縮ガスを供給することができるので、例
えばメイン圧縮装置の小型化、エネルギ消費量の低減等
を図ることが可能となる。
ント等では、メイン圧縮装置から供給される圧縮ガスを
各箇所で使用できるように、圧縮ガス供給ラインがはり
めぐらされているが、前記バッファ空間を有するスター
リング機関は、地熱や廃熱等の低温な熱源を利用しても
運転可能なことから、廃熱等の発生箇所に当該地熱や廃
熱等をエネルギ源とするスターリング機関を駆動源とす
るガス圧縮装置を配設し前記圧縮ガス供給ラインと接続
してやれば、地熱や廃熱等を有効利用しつつ、圧縮ガス
供給ラインへ圧縮ガスを供給することができるので、例
えばメイン圧縮装置の小型化、エネルギ消費量の低減等
を図ることが可能となる。
【０００９】本発明は、上記の新たな知見に基づいてな
されたもので、バッファ空間を含んで構成されるスター
リング機関を駆動源とした場合の利点を活かしたガス圧
縮装置を提供すること、及び地熱や廃熱等を有効利用し
た圧縮ガス供給システムを提供することを目的とする。
されたもので、バッファ空間を含んで構成されるスター
リング機関を駆動源とした場合の利点を活かしたガス圧
縮装置を提供すること、及び地熱や廃熱等を有効利用し
た圧縮ガス供給システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明では、バッファ空間を含んで構成されるスター
リング機関を駆動源とするガス圧縮装置であって、外部
から吸入し圧縮したガスを使用先へ供給するための圧縮
ガス供給通路から、圧縮ガスの一部を前記バッファ空間
へ導くようにしたこと。
載の発明では、バッファ空間を含んで構成されるスター
リング機関を駆動源とするガス圧縮装置であって、外部
から吸入し圧縮したガスを使用先へ供給するための圧縮
ガス供給通路から、圧縮ガスの一部を前記バッファ空間
へ導くようにしたこと。
【００１１】かかる構成とすれば、以下のような作用効
果を奏することができる。即ち、スターリング機関を始
動させると、自動的にバッファ空間に圧縮ガスを供給
（導入）できることになるので、外部からバッファ空間
に高圧なガスを充填するという面倒な処理を排除しつ
つ、スターリング機関の作動ガスの平均圧力Ｐｍ（所謂
バッファ圧）を所定の圧力まで自動的に高めることがで
きる。つまり、外部からバッファ空間に高圧な作動ガス
を充填するという面倒な処理を排除しながら、スターリ
ング機関の出力の増大や燃費の向上等を図ることができ
る。
果を奏することができる。即ち、スターリング機関を始
動させると、自動的にバッファ空間に圧縮ガスを供給
（導入）できることになるので、外部からバッファ空間
に高圧なガスを充填するという面倒な処理を排除しつ
つ、スターリング機関の作動ガスの平均圧力Ｐｍ（所謂
バッファ圧）を所定の圧力まで自動的に高めることがで
きる。つまり、外部からバッファ空間に高圧な作動ガス
を充填するという面倒な処理を排除しながら、スターリ
ング機関の出力の増大や燃費の向上等を図ることができ
る。
【００１２】しかも、スターリング機関が運転されガス
圧縮装置が運転されている限り、常に、バッファ空間に
圧縮ガスを補充可能であるから、従来のような経時的な
バッファ空間内圧の低下を回避することができ、メンテ
ナンスフリーとすることができる。また、これに伴い、
従来に較べて、バッファ空間を高度な密閉構造としなく
て済むので、技術的、コスト的に極めて有利なものとす
ることができる。
圧縮装置が運転されている限り、常に、バッファ空間に
圧縮ガスを補充可能であるから、従来のような経時的な
バッファ空間内圧の低下を回避することができ、メンテ
ナンスフリーとすることができる。また、これに伴い、
従来に較べて、バッファ空間を高度な密閉構造としなく
て済むので、技術的、コスト的に極めて有利なものとす
ることができる。
【００１３】更に、前記バッファ空間は圧縮ガス供給通
路と連通されるので、前記バッファ空間を圧縮ガスの貯
蔵空間として機能させることができるから、前記バッフ
ァ空間を、ガス圧縮装置としての本来のガス供給先での
安定したガス供給を達成するため等に必要なレシーバー
タンク（ガス蓄圧室）として利用できることになる。換
言すれば、圧縮ガス供給システム内に別個にレシーバー
タンクを設ける必要がない又は小さくできるので、シス
テムの小型化、低コスト化等を促進することができる。
路と連通されるので、前記バッファ空間を圧縮ガスの貯
蔵空間として機能させることができるから、前記バッフ
ァ空間を、ガス圧縮装置としての本来のガス供給先での
安定したガス供給を達成するため等に必要なレシーバー
タンク（ガス蓄圧室）として利用できることになる。換
言すれば、圧縮ガス供給システム内に別個にレシーバー
タンクを設ける必要がない又は小さくできるので、シス
テムの小型化、低コスト化等を促進することができる。
【００１４】請求項２に記載の発明では、前記ガス圧縮
装置が、往復運動式圧縮機を介してガスを圧縮するよう
に構成した。かかる構成とすれば、請求項１に記載の発
明と同様の作用効果を奏することができることに加え
て、スターリング機関のクランク軸回転を利用して、一
般的かつ構成が簡単で信頼性の高い往復運動式圧縮機を
運転させることができるので、本装置の信頼性を高く維
持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を促進する
ことができる。
装置が、往復運動式圧縮機を介してガスを圧縮するよう
に構成した。かかる構成とすれば、請求項１に記載の発
明と同様の作用効果を奏することができることに加え
て、スターリング機関のクランク軸回転を利用して、一
般的かつ構成が簡単で信頼性の高い往復運動式圧縮機を
運転させることができるので、本装置の信頼性を高く維
持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を促進する
ことができる。
【００１５】請求項３に記載の発明では、前記往復運動
式圧縮機のクランク軸を、前記スターリング機関のクラ
ンク軸と共用化するようにした。かかる構成とすれば、
請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することが
できることに加えて、スターリング機関のクランク軸
を、そのまま往復運動式圧縮機のクランク軸として共用
するので、往復運動式圧縮機のクランク軸を省略するこ
とができ、以って本装置の信頼性を高く維持しながら構
成の簡略化延いては低コスト化を、一層、促進すること
ができる。
式圧縮機のクランク軸を、前記スターリング機関のクラ
ンク軸と共用化するようにした。かかる構成とすれば、
請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することが
できることに加えて、スターリング機関のクランク軸
を、そのまま往復運動式圧縮機のクランク軸として共用
するので、往復運動式圧縮機のクランク軸を省略するこ
とができ、以って本装置の信頼性を高く維持しながら構
成の簡略化延いては低コスト化を、一層、促進すること
ができる。
【００１６】請求項４に記載の発明では、前記往復運動
式圧縮機の往復動部を、前記スターリング機関の往復動
部の往復運動を介して往復運動させるようにした。かか
る構成とすれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効
果を奏することができることに加えて、スターリング機
関の往復動部（パワーピストンを含む各種ピストンや、
ディスプレーサ等）の往復運動で、往復運動式圧縮機の
往復動部（ピストン）を往復運動させるので、往復運動
式圧縮機のクランク軸や、クランク軸回転運動を往復運
動式圧縮機の往復動部に変換するための機構等を省略す
ることができる。従って、本装置の信頼性を高く維持し
ながら構成の簡略化延いては低コスト化を、より一層、
促進することができる。
式圧縮機の往復動部を、前記スターリング機関の往復動
部の往復運動を介して往復運動させるようにした。かか
る構成とすれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効
果を奏することができることに加えて、スターリング機
関の往復動部（パワーピストンを含む各種ピストンや、
ディスプレーサ等）の往復運動で、往復運動式圧縮機の
往復動部（ピストン）を往復運動させるので、往復運動
式圧縮機のクランク軸や、クランク軸回転運動を往復運
動式圧縮機の往復動部に変換するための機構等を省略す
ることができる。従って、本装置の信頼性を高く維持し
ながら構成の簡略化延いては低コスト化を、より一層、
促進することができる。
【００１７】請求項５に記載の発明では、前記往復運動
式圧縮機のピストン背面を、前記スターリング機関のバ
ッファ空間に臨ませるようにした。かかる構成とすれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するこ
とができることに加えて、前記往復運動式圧縮機のピス
トン背面に、高圧なガスを作用させることができるの
で、背圧増大により前記往復運動式圧縮機のピストンと
シリンダとの間隙（通常ピストンにはピストンリングが
介装される）からのガス漏れ量を低減することができる
ので、前記往復運動式圧縮機の圧縮効率を向上させるこ
とができる。また、外部へのガス漏れも低減できるの
で、騒音の低減や、使用するガスの種類によっては、ガ
ス漏れによる危険性がある場合があるが、このような危
険性を回避することが可能となる。
式圧縮機のピストン背面を、前記スターリング機関のバ
ッファ空間に臨ませるようにした。かかる構成とすれ
ば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏するこ
とができることに加えて、前記往復運動式圧縮機のピス
トン背面に、高圧なガスを作用させることができるの
で、背圧増大により前記往復運動式圧縮機のピストンと
シリンダとの間隙（通常ピストンにはピストンリングが
介装される）からのガス漏れ量を低減することができる
ので、前記往復運動式圧縮機の圧縮効率を向上させるこ
とができる。また、外部へのガス漏れも低減できるの
で、騒音の低減や、使用するガスの種類によっては、ガ
ス漏れによる危険性がある場合があるが、このような危
険性を回避することが可能となる。
【００１８】請求項６に記載の発明では、前記ガス圧縮
装置を、空気圧縮装置とした。このように、ガスを空気
（大気）とすれば、ガス漏れ等があっても危険性がな
く、環境への影響がなく、また極めて入手容易で費用が
掛からないと共に、本発明にかかるガス圧縮装置の適用
可能性を大幅に拡大することができる。請求項７に記載
の発明にかかる圧縮ガス供給システムでは、ガス圧縮装
置と、このガス圧縮装置から離間した圧縮ガス供給先へ
圧縮ガスを供給するための圧縮ガス供給ラインと、を含
んで構成される圧縮ガス供給システムにおいて、前記圧
縮ガス供給ラインの近傍に熱源が１ヶ所以上ある場合
に、当該熱源をエネルギ源とするスターリング機関を駆
動源とする他のガス圧縮装置を前記熱源近傍に配設し、
当該他のガス圧縮装置により圧縮されたガスを前記圧縮
ガス供給ラインへ供給し、少なくともその１つが熱駆動
である複数のガス圧縮装置で圧縮ガスを供給するように
した。
装置を、空気圧縮装置とした。このように、ガスを空気
（大気）とすれば、ガス漏れ等があっても危険性がな
く、環境への影響がなく、また極めて入手容易で費用が
掛からないと共に、本発明にかかるガス圧縮装置の適用
可能性を大幅に拡大することができる。請求項７に記載
の発明にかかる圧縮ガス供給システムでは、ガス圧縮装
置と、このガス圧縮装置から離間した圧縮ガス供給先へ
圧縮ガスを供給するための圧縮ガス供給ラインと、を含
んで構成される圧縮ガス供給システムにおいて、前記圧
縮ガス供給ラインの近傍に熱源が１ヶ所以上ある場合
に、当該熱源をエネルギ源とするスターリング機関を駆
動源とする他のガス圧縮装置を前記熱源近傍に配設し、
当該他のガス圧縮装置により圧縮されたガスを前記圧縮
ガス供給ラインへ供給し、少なくともその１つが熱駆動
である複数のガス圧縮装置で圧縮ガスを供給するように
した。
【００１９】つまり、工場や病院、各種プラント等で
は、例えば、図２示すように、メイン圧縮装置から供給
される圧縮ガスを各箇所（各使用先。なお、使用先は単
一であっても構わない）において使用できるように、圧
縮ガス供給ラインをはりめぐらしているが、このような
場合に、その圧縮ガス供給ラインの近傍に温泉水や地熱
や廃熱等の熱源がある場合には、かかる廃熱等の発生箇
所に、温泉水や地熱や廃熱等をエネルギ源とするスター
リング機関を駆動源とする他のガス圧縮装置を配設し、
当該他のガス圧縮装置により圧縮されたガスを前記圧縮
ガス供給ラインに供給してやるようにすれば、地熱や廃
熱等を有効利用しながら、圧縮ガス供給ラインの内圧低
下を抑制できると共に、例えばメイン圧縮装置等の小型
化、エネルギ消費量の低減等を図ることが可能となる。
は、例えば、図２示すように、メイン圧縮装置から供給
される圧縮ガスを各箇所（各使用先。なお、使用先は単
一であっても構わない）において使用できるように、圧
縮ガス供給ラインをはりめぐらしているが、このような
場合に、その圧縮ガス供給ラインの近傍に温泉水や地熱
や廃熱等の熱源がある場合には、かかる廃熱等の発生箇
所に、温泉水や地熱や廃熱等をエネルギ源とするスター
リング機関を駆動源とする他のガス圧縮装置を配設し、
当該他のガス圧縮装置により圧縮されたガスを前記圧縮
ガス供給ラインに供給してやるようにすれば、地熱や廃
熱等を有効利用しながら、圧縮ガス供給ラインの内圧低
下を抑制できると共に、例えばメイン圧縮装置等の小型
化、エネルギ消費量の低減等を図ることが可能となる。
【００２０】言い換えると、地熱や廃熱等の熱源は、電
気や化石燃料や天然ガス等のエネルギ源に比べ、輸送や
貯蔵等することが困難で、有効に活用できていないのが
現状であるが、本発明のように構成すれば、地熱や廃熱
等の熱源を有効に活用した圧縮ガス供給システムを提供
することができる。請求項８に記載の発明では、前記熱
源をエネルギ源とするスターリング機関を駆動源とする
ガス圧縮装置が、請求項１〜請求項６の何れか１つに記
載のガス圧縮装置であることとした。
気や化石燃料や天然ガス等のエネルギ源に比べ、輸送や
貯蔵等することが困難で、有効に活用できていないのが
現状であるが、本発明のように構成すれば、地熱や廃熱
等の熱源を有効に活用した圧縮ガス供給システムを提供
することができる。請求項８に記載の発明では、前記熱
源をエネルギ源とするスターリング機関を駆動源とする
ガス圧縮装置が、請求項１〜請求項６の何れか１つに記
載のガス圧縮装置であることとした。
【００２１】かかる構成とすれば、請求項７に記載の発
明の作用効果を奏することができるうえに、請求項１〜
請求項６に記載の発明の作用効果も同時に奏することが
可能となる。
明の作用効果を奏することができるうえに、請求項１〜
請求項６に記載の発明の作用効果も同時に奏することが
可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付の図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１の断面図であり、全体
構成を示すものである。本実施形態におけるガス圧縮装
置１に使用するスターリング機関２は、バッファ空間３
を有するものであれば、ディスプレーサー型スターリン
グ機関やα型スターリング機関等の何れの型式のスター
リング機関であって良いが、図１では、一例としてディ
スプレーサー型スターリング機関で示してある。
付の図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１の断面図であり、全体
構成を示すものである。本実施形態におけるガス圧縮装
置１に使用するスターリング機関２は、バッファ空間３
を有するものであれば、ディスプレーサー型スターリン
グ機関やα型スターリング機関等の何れの型式のスター
リング機関であって良いが、図１では、一例としてディ
スプレーサー型スターリング機関で示してある。
【００２３】このディスプレーサー型スターリング機関
２は、公知のものでよく、クランク軸５に連結されたデ
ィスプレーサー６（ディスプレーサーには通常ピストン
リングが介装される）の往復動を介して、ガス４（作動
ガスとして機能）を加熱器Ｈ、再生器Ｒ、冷却器Ｃ間を
移動させて、ガス４（作動ガス）の圧力を変化させるこ
とで、パワーピストン７（パワーピストンには通常ピス
トンリングが介装される）からクランク軸５を介して動
力を取り出すようになっている。
２は、公知のものでよく、クランク軸５に連結されたデ
ィスプレーサー６（ディスプレーサーには通常ピストン
リングが介装される）の往復動を介して、ガス４（作動
ガスとして機能）を加熱器Ｈ、再生器Ｒ、冷却器Ｃ間を
移動させて、ガス４（作動ガス）の圧力を変化させるこ
とで、パワーピストン７（パワーピストンには通常ピス
トンリングが介装される）からクランク軸５を介して動
力を取り出すようになっている。
【００２４】ところで、本実施形態では、図１に示した
ように、パワーピストン７のピストン背面を覆って、バ
ッファ空間３を造り出すための圧力容器（バッファタン
ク）８が配設される。なお、該圧力容器８からは、軸シ
ール９等を介してクランク軸５の端部が外部へ取り出さ
れている。この圧力容器８には、圧縮ガス導入通路１１
を介して、後述するコンプレッサ１０により昇圧された
ガス４が導入され、これにより圧力容器８内のガス４
（作動ガスとして機能）の平均圧力Ｐｍ（所謂バッファ
圧力）を高めることができるようになっており、以って
出力の増大や燃費の向上等を大幅に図ることができ、延
いては温泉水や地熱、廃熱等の低温な熱源（例えば１０
０°Ｃ程度）でも運転可能となっている。
ように、パワーピストン７のピストン背面を覆って、バ
ッファ空間３を造り出すための圧力容器（バッファタン
ク）８が配設される。なお、該圧力容器８からは、軸シ
ール９等を介してクランク軸５の端部が外部へ取り出さ
れている。この圧力容器８には、圧縮ガス導入通路１１
を介して、後述するコンプレッサ１０により昇圧された
ガス４が導入され、これにより圧力容器８内のガス４
（作動ガスとして機能）の平均圧力Ｐｍ（所謂バッファ
圧力）を高めることができるようになっており、以って
出力の増大や燃費の向上等を大幅に図ることができ、延
いては温泉水や地熱、廃熱等の低温な熱源（例えば１０
０°Ｃ程度）でも運転可能となっている。
【００２５】前記コンプレッサ１０は、スターリング機
関２のクランク軸５にカップリング（軸継手）１８等を
介して連結されたクランク軸１３を介して、ピストン１
２（ピストンには通常ピストンリングが介装される）を
往復動させることで、ガス４をシリンダ１４内に吸入し
て圧縮する。具体的には、ピストン１２の下降時にシリ
ンダ１４内の負圧を利用して一方向弁１５を開弁してシ
リンダ１４内にガス４を吸入する。そして、ピストン１
４の上昇時（圧縮時）に、一方向弁１５を閉弁してシリ
ンダ１４内のガス４を圧縮し、所定圧力で開弁する一方
向弁１６を介して、圧縮したガス４を圧縮ガス供給通路
１７へ吐出するようになっている。但し、本実施形態に
おいては、コンプレッサ１０は、上述したような往復動
式のもの（容積式のもの）に限定されるものではなく、
回転式（容積式及び非容積式）等のコンプレッサとする
ことも可能である。
関２のクランク軸５にカップリング（軸継手）１８等を
介して連結されたクランク軸１３を介して、ピストン１
２（ピストンには通常ピストンリングが介装される）を
往復動させることで、ガス４をシリンダ１４内に吸入し
て圧縮する。具体的には、ピストン１２の下降時にシリ
ンダ１４内の負圧を利用して一方向弁１５を開弁してシ
リンダ１４内にガス４を吸入する。そして、ピストン１
４の上昇時（圧縮時）に、一方向弁１５を閉弁してシリ
ンダ１４内のガス４を圧縮し、所定圧力で開弁する一方
向弁１６を介して、圧縮したガス４を圧縮ガス供給通路
１７へ吐出するようになっている。但し、本実施形態に
おいては、コンプレッサ１０は、上述したような往復動
式のもの（容積式のもの）に限定されるものではなく、
回転式（容積式及び非容積式）等のコンプレッサとする
ことも可能である。
【００２６】なお、前記圧縮ガス供給通路１７は、図１
に示すように、２股に分岐しており、前記圧縮ガス導入
通路１１を介して、圧力容器８に連通される一方、他の
供給先（ガス圧縮装置としての本来の供給先）へ圧縮ガ
ス４を供給できるようになっている。かかる構成を備え
たガス圧縮装置１によれば、以下のような作用効果を奏
することができる。
に示すように、２股に分岐しており、前記圧縮ガス導入
通路１１を介して、圧力容器８に連通される一方、他の
供給先（ガス圧縮装置としての本来の供給先）へ圧縮ガ
ス４を供給できるようになっている。かかる構成を備え
たガス圧縮装置１によれば、以下のような作用効果を奏
することができる。
【００２７】即ち、 (i) スターリング機関２を始動させると、コンプレッサ
１０の作動により、ガス４が圧縮されて圧縮ガス供給通
路１７へ吐出される。すると、圧縮ガス導入通路１１を
介して、自動的に圧力容器８内へ、圧縮されたガス４が
導入されるので、スターリング機関２のガス４（作動ガ
スとして機能する）の平均圧力Ｐｍ（所謂バッファ圧）
を所定の圧力まで高められることになる。
１０の作動により、ガス４が圧縮されて圧縮ガス供給通
路１７へ吐出される。すると、圧縮ガス導入通路１１を
介して、自動的に圧力容器８内へ、圧縮されたガス４が
導入されるので、スターリング機関２のガス４（作動ガ
スとして機能する）の平均圧力Ｐｍ（所謂バッファ圧）
を所定の圧力まで高められることになる。
【００２８】これにより、外部からバッファ空間３（圧
力容器８内）に高圧なガス４を充填するという面倒な処
理を排除することができる。また、スターリング機関２
の出力の増大や燃費の向上等を図ることができ、延いて
は温泉水や地熱、廃熱等の低温な熱源（例えば１００°
Ｃ程度）でもスターリング機関２延いてはガス圧縮装置
１を運転させることができることになる。
力容器８内）に高圧なガス４を充填するという面倒な処
理を排除することができる。また、スターリング機関２
の出力の増大や燃費の向上等を図ることができ、延いて
は温泉水や地熱、廃熱等の低温な熱源（例えば１００°
Ｃ程度）でもスターリング機関２延いてはガス圧縮装置
１を運転させることができることになる。
【００２９】(ii) しかも、スターリング機関１が運転
されガス圧縮装置１が運転されている限り、常に、バッ
ファ空間３（圧力容器８内）に高圧なガス４を補充可能
であるから、従来のような経時的なバッファ空間内圧の
低下を回避することができ、メンテナンスフリーとする
ことができる。また、これに伴い、従来に較べて、バッ
ファ空間３を高度な密閉構造としなくて済むので、技術
的、コスト的に極めて有利なものとなる。
されガス圧縮装置１が運転されている限り、常に、バッ
ファ空間３（圧力容器８内）に高圧なガス４を補充可能
であるから、従来のような経時的なバッファ空間内圧の
低下を回避することができ、メンテナンスフリーとする
ことができる。また、これに伴い、従来に較べて、バッ
ファ空間３を高度な密閉構造としなくて済むので、技術
的、コスト的に極めて有利なものとなる。
【００３０】(iii) 更に、コンプレッサ１０やその駆動
源（動力源）であるスターリング機関２や圧縮ガス供給
通路１７を含めた圧縮ガス供給システムの全体として考
えた場合、前記バッファ空間３（圧力容器８）を、圧縮
ガス４の貯蔵空間として機能させることができるから、
前記バッファ空間３（圧力容器８）を、ガス圧縮装置と
しての本来のガス供給先での安定したガス供給を達成す
るため等に必要なレシーバータンク（ガス蓄圧室）とし
て利用できることになる。
源（動力源）であるスターリング機関２や圧縮ガス供給
通路１７を含めた圧縮ガス供給システムの全体として考
えた場合、前記バッファ空間３（圧力容器８）を、圧縮
ガス４の貯蔵空間として機能させることができるから、
前記バッファ空間３（圧力容器８）を、ガス圧縮装置と
しての本来のガス供給先での安定したガス供給を達成す
るため等に必要なレシーバータンク（ガス蓄圧室）とし
て利用できることになる。
【００３１】即ち、本実施形態によれば、圧縮ガス供給
システム内に別個にレシーバータンクを設ける必要がな
いので、システムの小型化、低コスト化等を促進するこ
とができる。 (iv) 加えて、例えば、工場や病院、各種プラント等で
は、図２示すように、メイン圧縮装置１００（電気駆動
コンプレッサや内燃機関駆動コンプレッサ、或いは熱源
等を駆動源とするスターリング機関駆動コンプレッサ
等）から供給される圧縮ガスを各箇所（各使用先）Ａ〜
Ｈ等において使用できるように、圧縮ガス供給ライン２
００をはりめぐらしている（なお、使用先は単一であっ
ても構わない）。
システム内に別個にレシーバータンクを設ける必要がな
いので、システムの小型化、低コスト化等を促進するこ
とができる。 (iv) 加えて、例えば、工場や病院、各種プラント等で
は、図２示すように、メイン圧縮装置１００（電気駆動
コンプレッサや内燃機関駆動コンプレッサ、或いは熱源
等を駆動源とするスターリング機関駆動コンプレッサ
等）から供給される圧縮ガスを各箇所（各使用先）Ａ〜
Ｈ等において使用できるように、圧縮ガス供給ライン２
００をはりめぐらしている（なお、使用先は単一であっ
ても構わない）。
【００３２】この一方、前記バッファ空間３を有するス
ターリング機関２を駆動源とするガス圧縮装置１は、温
泉水や地熱や廃熱等の低温な熱源を利用して運転可能な
ことから、廃熱等の発生箇所（例えば、Ｇの位置）に、
当該ガス圧縮装置１を配設し、該ガス圧縮装置１の圧縮
ガス供給通路１７を、圧縮ガス供給ライン２００に接続
するようにすれば、圧縮ガス供給ライン２００へ圧縮ガ
スを供給することができるので、地熱や廃熱等を有効利
用しながら、圧縮ガス供給ライン２００の内圧低下を抑
制できると共に、メイン圧縮装置１００の小型化、エネ
ルギ消費量の低減等を図ることが可能となる。
ターリング機関２を駆動源とするガス圧縮装置１は、温
泉水や地熱や廃熱等の低温な熱源を利用して運転可能な
ことから、廃熱等の発生箇所（例えば、Ｇの位置）に、
当該ガス圧縮装置１を配設し、該ガス圧縮装置１の圧縮
ガス供給通路１７を、圧縮ガス供給ライン２００に接続
するようにすれば、圧縮ガス供給ライン２００へ圧縮ガ
スを供給することができるので、地熱や廃熱等を有効利
用しながら、圧縮ガス供給ライン２００の内圧低下を抑
制できると共に、メイン圧縮装置１００の小型化、エネ
ルギ消費量の低減等を図ることが可能となる。
【００３３】なお、地熱や廃熱等の熱源は、電気や化石
燃料や天然ガス等のエネルギ源に比べ、輸送や貯蔵等す
ることが困難で、有効に活用できていないのが現状であ
るが、本実施形態のように、熱源をエネルギ源とするス
ターリング機関２を使用したガス圧縮装置１によれば、
地熱や廃熱等の熱源を有効に活用することができる。と
ころで、メイン圧縮装置１００は、熱源をエネルギ源と
したスターリング機関を駆動源（動力源）とするガス圧
縮装置とすることも可能である。
燃料や天然ガス等のエネルギ源に比べ、輸送や貯蔵等す
ることが困難で、有効に活用できていないのが現状であ
るが、本実施形態のように、熱源をエネルギ源とするス
ターリング機関２を使用したガス圧縮装置１によれば、
地熱や廃熱等の熱源を有効に活用することができる。と
ころで、メイン圧縮装置１００は、熱源をエネルギ源と
したスターリング機関を駆動源（動力源）とするガス圧
縮装置とすることも可能である。
【００３４】なお、バッファ空間３を備えずとも、地熱
や廃熱等の低温熱源をエネルギ源とするスターリング機
関を駆動源とするガス圧縮装置を、地熱や廃熱等の熱源
のあるところに配設し、当該ガス圧縮装置から前記圧縮
ガス供給ライン２００へ圧縮ガスを供給するようにする
ことは、新たな圧縮ガス供給システムとして有効なもの
である。
や廃熱等の低温熱源をエネルギ源とするスターリング機
関を駆動源とするガス圧縮装置を、地熱や廃熱等の熱源
のあるところに配設し、当該ガス圧縮装置から前記圧縮
ガス供給ライン２００へ圧縮ガスを供給するようにする
ことは、新たな圧縮ガス供給システムとして有効なもの
である。
【００３５】即ち、かかる地熱や廃熱等の低温熱源をエ
ネルギ源とするスターリング機関を駆動源とするガス圧
縮装置を、地熱や廃熱等の熱源のあるところに配設し、
当該ガス圧縮装置から前記圧縮ガス供給ライン２００へ
圧縮ガスを供給するようにすることも、発明の範囲であ
る。 (v) ガス４は、例えば、流動抵抗が小さい分子量の小さ
なヘリウムや水素などを用いることができるが、本実施
形態にかかるスターリング機関２にあっては、ガス４と
して大気を用いても十分な出力を取り出せることができ
る。なお、ガス４を大気とすれば、ガス漏れ等があって
も危険性がなく、また極めて入手容易で費用が掛からな
いと共に、本実施形態にかかるガス圧縮装置の適用可能
性を大幅に拡大することができる。
ネルギ源とするスターリング機関を駆動源とするガス圧
縮装置を、地熱や廃熱等の熱源のあるところに配設し、
当該ガス圧縮装置から前記圧縮ガス供給ライン２００へ
圧縮ガスを供給するようにすることも、発明の範囲であ
る。 (v) ガス４は、例えば、流動抵抗が小さい分子量の小さ
なヘリウムや水素などを用いることができるが、本実施
形態にかかるスターリング機関２にあっては、ガス４と
して大気を用いても十分な出力を取り出せることができ
る。なお、ガス４を大気とすれば、ガス漏れ等があって
も危険性がなく、また極めて入手容易で費用が掛からな
いと共に、本実施形態にかかるガス圧縮装置の適用可能
性を大幅に拡大することができる。
【００３６】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第２の実施形態におけるガス圧縮装置１Ａは、
図３に示すような構成となっている。なお、第１の実施
形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素について
は同一の符号を付して説明を省略することとし、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部分に
ついてのみ説明することとする。
明する。第２の実施形態におけるガス圧縮装置１Ａは、
図３に示すような構成となっている。なお、第１の実施
形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素について
は同一の符号を付して説明を省略することとし、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部分に
ついてのみ説明することとする。
【００３７】即ち、第２の実施形態にかかるガス圧縮装
置１Ａでは、図３に示したように、コンプレッサ１０Ａ
のピストン１２を往復動させるためのクランク軸が、ス
ターリング機関２のクランク軸５と共通化されており、
第１の実施形態において説明したコンプレッサ１０のク
ランク軸１３が省略されている。そして、ピストン１２
とクランク軸５とを連結するピストンロッド１９は、公
知の機構Ｘを介して、図中上下方向にのみ運動（即ち、
往復動）するように構成されている。
置１Ａでは、図３に示したように、コンプレッサ１０Ａ
のピストン１２を往復動させるためのクランク軸が、ス
ターリング機関２のクランク軸５と共通化されており、
第１の実施形態において説明したコンプレッサ１０のク
ランク軸１３が省略されている。そして、ピストン１２
とクランク軸５とを連結するピストンロッド１９は、公
知の機構Ｘを介して、図中上下方向にのみ運動（即ち、
往復動）するように構成されている。
【００３８】なお、ピストンロッド１９と、圧力容器８
と、の間には、圧力容器８の気密性を確保すべく、軸シ
ール等が介装されている。かかる構成とすれば、第１の
実施形態における作用効果、即ち、上記（ｉ）〜（ｖ）
に記載の作用効果を奏することができるうえに、ガス圧
縮装置の構成の簡略化を一層促進することができる。
と、の間には、圧力容器８の気密性を確保すべく、軸シ
ール等が介装されている。かかる構成とすれば、第１の
実施形態における作用効果、即ち、上記（ｉ）〜（ｖ）
に記載の作用効果を奏することができるうえに、ガス圧
縮装置の構成の簡略化を一層促進することができる。
【００３９】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。第３の実施形態におけるガス圧縮装置１Ｂは、
図４に示すような構成となっている。なお、第１の実施
形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素について
は同一の符号を付して説明を省略することとし、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部分に
ついてのみ説明することとする。
明する。第３の実施形態におけるガス圧縮装置１Ｂは、
図４に示すような構成となっている。なお、第１の実施
形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素について
は同一の符号を付して説明を省略することとし、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部分に
ついてのみ説明することとする。
【００４０】即ち、第３の実施形態にかかるガス圧縮装
置１Ｂでは、図４に示したように、コンプレッサ１０Ｂ
のピストン１２を往復動させるためのピストンロッド２
０が、スターリング機関２のディスプレーサ６を往復動
させるためのピストンロッドと共通化されており、第１
の実施形態において説明したコンプレッサ１０のクラン
ク軸１３や第２の実施形態において説明した機構Ｘが省
略されている。
置１Ｂでは、図４に示したように、コンプレッサ１０Ｂ
のピストン１２を往復動させるためのピストンロッド２
０が、スターリング機関２のディスプレーサ６を往復動
させるためのピストンロッドと共通化されており、第１
の実施形態において説明したコンプレッサ１０のクラン
ク軸１３や第２の実施形態において説明した機構Ｘが省
略されている。
【００４１】なお、ピストンロッド２０と、圧力容器８
と、の間には、圧力容器８の気密性を確保すべく、軸シ
ール等が介装される。かかる構成とすれば、第１の実施
形態における作用効果、即ち、上記（ｉ）〜（ｖ）に記
載の作用効果を奏することができるうえに、ガス圧縮装
置の構成の簡略化を、更に一層促進することができる。
つまり、コンプレッサ１０Ｂ用のクランク軸と、クラン
ク軸の回転運動をピストン１２の往復運動に変換するた
めの機構Ｘと、を省略することができる。
と、の間には、圧力容器８の気密性を確保すべく、軸シ
ール等が介装される。かかる構成とすれば、第１の実施
形態における作用効果、即ち、上記（ｉ）〜（ｖ）に記
載の作用効果を奏することができるうえに、ガス圧縮装
置の構成の簡略化を、更に一層促進することができる。
つまり、コンプレッサ１０Ｂ用のクランク軸と、クラン
ク軸の回転運動をピストン１２の往復運動に変換するた
めの機構Ｘと、を省略することができる。
【００４２】つづけて、本発明の第４の実施形態につい
て説明する。第４の実施形態におけるガス圧縮装置１Ｃ
は、図５に示すような構成となっている。なお、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素につ
いては同一の符号を付して説明を省略することとし、第
１の実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部
分についてのみ説明することとする。
て説明する。第４の実施形態におけるガス圧縮装置１Ｃ
は、図５に示すような構成となっている。なお、第１の
実施形態におけるガス圧縮装置１と同一の構成要素につ
いては同一の符号を付して説明を省略することとし、第
１の実施形態におけるガス圧縮装置１と構成が異なる部
分についてのみ説明することとする。
【００４３】即ち、第４の実施形態にかかるガス圧縮装
置１Ｃでは、図５に示したように、コンプレッサ１０Ｃ
のピストン１２を往復動させるためのピストンロッド２
０が、第３の実施形態と同様、スターリング機関２のデ
ィスプレーサ６を往復動させるためのピストンロッドと
共通化されていると共に、更に、コンプレッサ１０Ｃの
シリンダ１４Ｃの下端部が、外気と遮断されつつバッフ
ァ空間３（圧力容器８内）に開口するように取り付けら
れている。
置１Ｃでは、図５に示したように、コンプレッサ１０Ｃ
のピストン１２を往復動させるためのピストンロッド２
０が、第３の実施形態と同様、スターリング機関２のデ
ィスプレーサ６を往復動させるためのピストンロッドと
共通化されていると共に、更に、コンプレッサ１０Ｃの
シリンダ１４Ｃの下端部が、外気と遮断されつつバッフ
ァ空間３（圧力容器８内）に開口するように取り付けら
れている。
【００４４】そして、第１の実施形態において説明した
コンプレッサ１０のクランク軸１３や第２の実施形態に
おいて説明した機構Ｘが省略されていると共に、第３の
実施形態においてピストンロッド１９と圧力容器８との
間に介装されていた軸シール等が省略されている。かか
る構成とすれば、第１の実施形態における作用効果、即
ち、上記（ｉ）〜（ｖ）に記載の作用効果を奏すること
ができるうえに、ガス圧縮装置の構成の簡略化を、更に
一層促進することができる。つまり、コンプレッサのク
ランク軸や、クランク軸の回転運動をピストン１２の往
復運動に変換するための機構Ｘや、軸シール等を省略す
ることができる。
コンプレッサ１０のクランク軸１３や第２の実施形態に
おいて説明した機構Ｘが省略されていると共に、第３の
実施形態においてピストンロッド１９と圧力容器８との
間に介装されていた軸シール等が省略されている。かか
る構成とすれば、第１の実施形態における作用効果、即
ち、上記（ｉ）〜（ｖ）に記載の作用効果を奏すること
ができるうえに、ガス圧縮装置の構成の簡略化を、更に
一層促進することができる。つまり、コンプレッサのク
ランク軸や、クランク軸の回転運動をピストン１２の往
復運動に変換するための機構Ｘや、軸シール等を省略す
ることができる。
【００４５】しかも、コンプレッサ１０Ｃのシリンダ１
４Ｃの下端部が、外気と遮断されつつバッファ空間３
（圧力容器８内）に開口するので、ピストン１２の背面
（図５においてピストン１２の下側面）に、高圧なガス
４を作用させることができるので、背圧増大によりコン
プレッサ１０Ｃのピストン１２とシリンダ１４との間隙
（通常ピストン１２にはピストンリングが介装される）
からのガス４の漏れ量を低減することができるので、コ
ンプレッサ１０Ｃの圧縮効率を向上させることが可能と
なる。
４Ｃの下端部が、外気と遮断されつつバッファ空間３
（圧力容器８内）に開口するので、ピストン１２の背面
（図５においてピストン１２の下側面）に、高圧なガス
４を作用させることができるので、背圧増大によりコン
プレッサ１０Ｃのピストン１２とシリンダ１４との間隙
（通常ピストン１２にはピストンリングが介装される）
からのガス４の漏れ量を低減することができるので、コ
ンプレッサ１０Ｃの圧縮効率を向上させることが可能と
なる。
【００４６】また、コンプレッサ１０Ｃのピストン１２
とシリンダ１４との間隙（通常ピストン１２にはピスト
ンリングが介装される）からのガス４の外部への漏れを
削減できるので、騒音の低減や、使用するガスの種類に
よっては、ガス漏れによる危険性がある場合があるが、
このような危険性を回避することが可能となる。ところ
で、上記各実施形態では、ディスプレーサ型スターリン
グ機関について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、α型（Ｌ型）スターリング機関にも適用
できるものであり、この場合には、前記各実施形態で説
明したディスプレーサ６は、α型（Ｌ型）スターリング
機関における作動ガスの圧力変化をクランク軸から出力
として取り出すためのピストンに相当するものと考える
ことができるものである。
とシリンダ１４との間隙（通常ピストン１２にはピスト
ンリングが介装される）からのガス４の外部への漏れを
削減できるので、騒音の低減や、使用するガスの種類に
よっては、ガス漏れによる危険性がある場合があるが、
このような危険性を回避することが可能となる。ところ
で、上記各実施形態では、ディスプレーサ型スターリン
グ機関について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、α型（Ｌ型）スターリング機関にも適用
できるものであり、この場合には、前記各実施形態で説
明したディスプレーサ６は、α型（Ｌ型）スターリング
機関における作動ガスの圧力変化をクランク軸から出力
として取り出すためのピストンに相当するものと考える
ことができるものである。
【００４７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明にかかるガス圧縮
装置によれば、かかる構成とすれば、以下のような効果
を奏することができる。即ち、スターリング機関を始動
させると、自動的にバッファ空間に圧縮ガスを供給（導
入）できることになるので、外部からバッファ空間に高
圧なガスを充填するという面倒な処理を排除しつつ、ス
ターリング機関の作動ガスの平均圧力Ｐｍ（所謂バッフ
ァ圧）を所定の圧力まで自動的に高めることができる。
つまり、外部からバッファ空間に高圧な作動ガスを充填
するという面倒な処理を排除しながら、スターリング機
関の出力の増大や燃費の向上等を図ることができる。
装置によれば、かかる構成とすれば、以下のような効果
を奏することができる。即ち、スターリング機関を始動
させると、自動的にバッファ空間に圧縮ガスを供給（導
入）できることになるので、外部からバッファ空間に高
圧なガスを充填するという面倒な処理を排除しつつ、ス
ターリング機関の作動ガスの平均圧力Ｐｍ（所謂バッフ
ァ圧）を所定の圧力まで自動的に高めることができる。
つまり、外部からバッファ空間に高圧な作動ガスを充填
するという面倒な処理を排除しながら、スターリング機
関の出力の増大や燃費の向上等を図ることができる。
【００４８】しかも、スターリング機関が運転されガス
圧縮装置が運転されている限り、常に、バッファ空間に
圧縮ガスを補充可能であるから、従来のような経時的な
バッファ空間内圧の低下を回避することができ、メンテ
ナンスフリーとすることができる。また、これに伴い、
従来に較べて、バッファ空間を高度な密閉構造としなく
て済むので、技術的、コスト的に極めて有利なものとす
ることができる。
圧縮装置が運転されている限り、常に、バッファ空間に
圧縮ガスを補充可能であるから、従来のような経時的な
バッファ空間内圧の低下を回避することができ、メンテ
ナンスフリーとすることができる。また、これに伴い、
従来に較べて、バッファ空間を高度な密閉構造としなく
て済むので、技術的、コスト的に極めて有利なものとす
ることができる。
【００４９】更に、前記バッファ空間は圧縮ガス供給通
路と連通されるので、前記バッファ空間を圧縮ガスの貯
蔵空間として機能させることができるから、前記バッフ
ァ空間を、ガス圧縮装置としての本来のガス供給先での
安定したガス供給を達成するため等に必要なレシーバー
タンクとして利用できることになる。換言すれば、圧縮
ガス供給システム内に別個にレシーバータンクを設ける
必要がないので、システムの小型化、低コスト化等を促
進することができる。
路と連通されるので、前記バッファ空間を圧縮ガスの貯
蔵空間として機能させることができるから、前記バッフ
ァ空間を、ガス圧縮装置としての本来のガス供給先での
安定したガス供給を達成するため等に必要なレシーバー
タンクとして利用できることになる。換言すれば、圧縮
ガス供給システム内に別個にレシーバータンクを設ける
必要がないので、システムの小型化、低コスト化等を促
進することができる。
【００５０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、スターリング機関のクランク軸回転を利用し
て、一般的かつ構成が簡単で信頼性の高い往復運動式圧
縮機を運転させることができるので、本装置の信頼性を
高く維持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を促
進することができる。
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、スターリング機関のクランク軸回転を利用し
て、一般的かつ構成が簡単で信頼性の高い往復運動式圧
縮機を運転させることができるので、本装置の信頼性を
高く維持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を促
進することができる。
【００５１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様の作用効果を奏することができるこ
とに加えて、スターリング機関のクランク軸を、そのま
ま往復運動式圧縮機のクランク軸として共用するので、
往復運動式圧縮機のクランク軸を省略することができ、
以って本装置の信頼性を高く維持しながら構成の簡略化
延いては低コスト化を、一層、促進することができる。
に記載の発明と同様の作用効果を奏することができるこ
とに加えて、スターリング機関のクランク軸を、そのま
ま往復運動式圧縮機のクランク軸として共用するので、
往復運動式圧縮機のクランク軸を省略することができ、
以って本装置の信頼性を高く維持しながら構成の簡略化
延いては低コスト化を、一層、促進することができる。
【００５２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、スターリング機関の往復動部の往復運動で、往
復運動式圧縮機の往復動部を往復運動させるので、往復
運動式圧縮機のクランク軸や、クランク軸回転運動を往
復運動式圧縮機の往復動部に変換するための機構等を省
略することができる。従って、本装置の信頼性を高く維
持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を、より一
層、促進することができる。
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、スターリング機関の往復動部の往復運動で、往
復運動式圧縮機の往復動部を往復運動させるので、往復
運動式圧縮機のクランク軸や、クランク軸回転運動を往
復運動式圧縮機の往復動部に変換するための機構等を省
略することができる。従って、本装置の信頼性を高く維
持しながら構成の簡略化延いては低コスト化を、より一
層、促進することができる。
【００５３】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、前記往復運動式圧縮機のピストン背面に、高圧
なガスを作用させることができるので、背圧増大により
前記往復運動式圧縮機のピストンとシリンダとの間隙か
らのガス漏れ量を低減することができるので、前記往復
運動式圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。ま
た、外部へのガス漏れも低減できるので、騒音の低減
や、使用するガスの種類によっては、ガス漏れによる危
険性がある場合があるが、このような危険性を回避する
ことができる。
に記載の発明と同様の効果を奏することができることに
加えて、前記往復運動式圧縮機のピストン背面に、高圧
なガスを作用させることができるので、背圧増大により
前記往復運動式圧縮機のピストンとシリンダとの間隙か
らのガス漏れ量を低減することができるので、前記往復
運動式圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。ま
た、外部へのガス漏れも低減できるので、騒音の低減
や、使用するガスの種類によっては、ガス漏れによる危
険性がある場合があるが、このような危険性を回避する
ことができる。
【００５４】請求項６に記載の発明によれば、ガス漏れ
等があっても危険性がなく、また極めて入手容易で費用
が掛からないと共に、本発明にかかるガス圧縮装置の適
用可能性を大幅に拡大することができる。請求項７に記
載の発明にかかる圧縮ガス供給システムによれば、地熱
や廃熱等の熱源を有効に活用した圧縮ガス供給システム
を提供することができる。
等があっても危険性がなく、また極めて入手容易で費用
が掛からないと共に、本発明にかかるガス圧縮装置の適
用可能性を大幅に拡大することができる。請求項７に記
載の発明にかかる圧縮ガス供給システムによれば、地熱
や廃熱等の熱源を有効に活用した圧縮ガス供給システム
を提供することができる。
【００５５】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
に記載の発明の効果を奏することができるうえに、請求
項１〜請求項６に記載の発明の効果も同時に奏すること
ができる。
に記載の発明の効果を奏することができるうえに、請求
項１〜請求項６に記載の発明の効果も同時に奏すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるガス圧縮装置
の全体構成図。
の全体構成図。
【図２】同上実施形態におけるガス圧縮装置を含む圧縮
ガス供給システムの全体構成図。
ガス供給システムの全体構成図。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるガス圧縮装置
の全体構成図。
の全体構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるガス圧縮装置
の全体構成図。
の全体構成図。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかるガス圧縮装置
の全体構成図。
の全体構成図。
【図６】従来のディスプレーサー型スターリング機関の
構成図。
構成図。
【図７】従来のα型（Ｌ型）スターリング機関の構成
図。
図。
１ ガス圧縮装置 ２ スターリング機関 ３ バッファ空間 ４ ガス（作動ガス） ５ クランク軸 ６ ディスプレーサ ７ パワーピストン ８ 圧力容器 ９ 軸シール 10 コンプレッサ 11 圧縮ガス導入通路 12 ピストン（コンプレッサ用） 13 クランク軸（コンプレッサ用） 14 シリンダ（コンプレッサ用） 15 一方向弁（吸気側） 16 一方向弁（吐出側） 17 圧縮ガス供給通路 Ｃ 冷却器 Ｒ 再生熱交換器 Ｈ 加熱器 100 メイン圧縮装置 200 圧縮ガス供給ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02G 1/053 F04B 17/05 F04B 23/00
Claims (8)
- 【請求項１】バッファ空間を含んで構成されるスターリ
ング機関を駆動源とするガス圧縮装置であって、 外部から吸入し圧縮したガスを使用先へ供給するための
圧縮ガス供給通路から、圧縮ガスの一部を前記バッファ
空間へ導くようにしたことを特徴とするガス圧縮装置。 - 【請求項２】前記ガス圧縮装置が、往復運動式圧縮機を
介してガスを圧縮することを特徴とする請求項１に記載
のガス圧縮装置。 - 【請求項３】前記往復運動式圧縮機のクランク軸を、前
記スターリング機関のクランク軸と共用化したことを特
徴とする請求項２に記載のガス圧縮装置。 - 【請求項４】前記往復運動式圧縮機の往復動部を、前記
スターリング機関の往復動部の往復運動を介して往復運
動させることを特徴とする請求項２に記載のガス圧縮装
置。 - 【請求項５】前記往復運動式圧縮機のピストン背面を、
前記スターリング機関のバッファ空間に臨ませたことを
特徴とする請求項２または請求項３に記載のガス圧縮装
置。 - 【請求項６】前記ガス圧縮装置が、空気圧縮装置である
ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記
載のガス圧縮装置。 - 【請求項７】ガス圧縮装置と、このガス圧縮装置から離
間した圧縮ガス供給先へ圧縮ガスを供給するための圧縮
ガス供給ラインと、を含んで構成される圧縮ガス供給シ
ステムにおいて、 前記圧縮ガス供給ライン の近傍に熱源が１ヶ所以上ある
場合に、当該熱源をエネルギ源とするスターリング機関
を駆動源とする他のガス圧縮装置を前記熱源近傍に配設
し、当該他のガス圧縮装置により圧縮されたガスを前記
圧縮ガス供給ラインへ供給し、少なくともその１つが熱
駆動である複数のガス圧縮装置で圧縮ガスを供給するよ
うにしたことを特徴とする圧縮ガス供給システム。 - 【請求項８】前記熱源をエネルギ源とするスターリング
機関を駆動源とするガス圧縮装置が、請求項１〜請求項
６の何れか１つに記載のガス圧縮装置であることを特徴
とする請求項７に記載の圧縮ガス供給システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24863297A JP3344932B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ガス圧縮装置及び圧縮ガス供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24863297A JP3344932B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ガス圧縮装置及び圧縮ガス供給システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182295A JPH1182295A (ja) | 1999-03-26 |
| JP3344932B2 true JP3344932B2 (ja) | 2002-11-18 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24863297A Expired - Fee Related JP3344932B2 (ja) | 1997-09-12 | 1997-09-12 | ガス圧縮装置及び圧縮ガス供給システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3344932B2 (ja) |
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-
1997
- 1997-09-12 JP JP24863297A patent/JP3344932B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1182295A (ja) | 1999-03-26 |
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