【発明の詳細な説明】
有エネルギーのため、コンプレッサーも圧縮動力の少な
い等温圧縮に、近づけることが必要となって来た。本発
明は、これを有効に達成するものであって、いまエヤー
コンプレッサーを例として述べると、空気を圧縮する圧
縮室に、圧縮サイクルと同じサイクルで水を吐出する往
復動水ポンプによって、冷却水を圧入噴出せしめて、空
気を冷却しながら圧縮するものであって、圧入水が空気
の圧縮と冷却の二通りの作用を一度に達成するのである
。こような構造によって、冷却は微細な水滴と空気の間
で行なわれ、伝熱面を介しない直接熱伝達で、熱抵抗が
Φなく、シかも微細な水滴で接触面は非常に大きいため
、充分な冷却が行なわれる。圧縮の過程も、密閉空間で
ある圧縮室に、圧力水を注入するだけである。圧縮室に
は水が注入されて、その水位が上昇することによって圧
縮されるので、機械的な摩擦部分がなく、圧縮室自身も
、普通のコンプレッサーのような高級な機械仕上を必要
としない。ただ水に対する耐触性を有すればよい。また
普通のコンプレッサーでは、ピストンとシリンダーの間
に、どうしても、すき間が残って(これを普通りリヤラ
ンスボリュームと称する)これが容積効率を悪化せしめ
るのに対して、本発明ではピストンに相当するもゐが液
体であって、シリンダーの形に順応し、すき間なく、こ
れを埋めるので、クリヤランスボリュームは発生しない
。ただ水でも少量の空気は吸収し、これは空気圧の上昇
とともに増加し、減圧によって再び放出される効果があ
って、これがクリヤランスボリュームの作用をするが、
その影響は少しである。また空気中に含まれる湿分は、
圧縮によって凝縮してドレンとなるので、冷却水量はし
だいに増加し吐出空気の内へオーバーフローする。この
ため冷却水は補給する必要がない。なお往復動水ポンプ
のlサイクルの吐出量は、はぼ圧縮室の容積と等しくす
ればよいつぎに図面によって、これを説明する
と、第1図において、これは本発明の全体構造の縦断面
図であるが、1は圧縮室本体、2は圧縮室、3は冷却水
通路を兼ねた冷却水ヂャケットである。これによって圧
縮熱の一部を除去するが、その量は少しで冷却水の温度
上昇も少い。4.5.6は冷却水ヂャケット3を通って
流入する冷却水の噴射弁であって、圧縮室2の頂部に多
数を設けて、圧縮室2の全断面に一様に噴射して、均一
な冷却を計るものとする。7は普通のコンプレッサーと
同様な吸入弁である。ただこの場合は水と接触するので
耐蝕性に注縫する。8も普通のコンプレッサーと同様な
叶/i3弁であって、やはり水と接触するので耐蝕性に
注意する。9は吸入管、10は吐出管である。11は圧
縮室2の冷却水を、往復水ポンプに吸入するポンプ吸入
弁、12は圧縮室2え冷却水を吐出するポンプ吐出弁で
ある。この弁を出た水が、冷却水ヂャケット3を通って
、@射弁4.5.6から噴射される。13は往復動水ポ
ンプ本体である614は往復動水ポンプピストンである
。15はゴムベローズであって(例えば商品名ベロフラ
ムの如きもの)、これは普通のグランドパツキンなどに
比較して、摩擦などによる機械損失が少く、漏れもない
ために採用したものであって、場合によっては、他種の
パツキンの使用も可能である。16は冷却用の熱交換器
であって、冷却水によって吸収された圧縮熱を、外部の
冷却水で除去するものである。17はピストンロッド、
18はクロスヘッド、19はクロスヘッドガイド、20
はフンネクティングロッド、21はコンプレッサ一本体
である。22は往復動水ポンプピストン14の下死点の
位置を示す。[Detailed Description of the Invention] Since compressors have energy, it has become necessary to approach isothermal compression with less compression power. The present invention effectively achieves this. Taking an air compressor as an example, the present invention uses a reciprocating water pump that discharges water into a compression chamber that compresses air in the same cycle as the compression cycle. This method compresses the air while cooling it by injecting and ejecting it, and the pressurized water achieves two functions at once: compressing and cooling the air. With this structure, cooling is carried out between minute water droplets and air, and there is no thermal resistance due to direct heat transfer without passing through a heat transfer surface. Sufficient cooling is provided. The compression process also involves simply injecting pressurized water into the compression chamber, which is a closed space. Water is injected into the compression chamber and compressed as the water level rises, so there are no mechanical friction parts, and the compression chamber itself does not require the high-grade mechanical finish of a normal compressor. It just needs to have resistance to water. In addition, in a normal compressor, a gap inevitably remains between the piston and the cylinder (this is usually called the rear balance volume), which deteriorates the volumetric efficiency, whereas in the present invention, a gap corresponding to the piston remains. Since it is a liquid and conforms to the shape of the cylinder and fills it without any gaps, no clearance volume is generated. However, even water absorbs a small amount of air, which increases as the air pressure increases, and has the effect of being released again when the pressure is reduced, which acts as a clearance volume.
The impact is small. In addition, the moisture contained in the air is
As it condenses and becomes drain due to compression, the amount of cooling water gradually increases and overflows into the discharged air. Therefore, there is no need to replenish cooling water. The discharge amount per cycle of the reciprocating water pump should be equal to the volume of the compression chamber.Next, this will be explained with reference to the drawings.In Fig. 1, this is a longitudinal sectional view of the overall structure of the present invention. However, 1 is a compression chamber main body, 2 is a compression chamber, and 3 is a cooling water jacket that also serves as a cooling water passage. This removes some of the compression heat, but the amount is small and the temperature rise of the cooling water is also small. 4.5.6 is an injection valve for cooling water that flows in through the cooling water jacket 3, and a large number of them are installed at the top of the compression chamber 2 to inject uniformly over the entire cross section of the compression chamber 2. Cooling shall be measured. 7 is a suction valve similar to a normal compressor. However, in this case, since it will come into contact with water, it will be sewn to prevent corrosion. 8 is also a leaf/i3 valve similar to a normal compressor, and since it also comes into contact with water, care must be taken to ensure corrosion resistance. 9 is a suction pipe, and 10 is a discharge pipe. 11 is a pump suction valve that sucks cooling water from the compression chamber 2 into the reciprocating water pump, and 12 is a pump discharge valve that discharges the cooling water from the compression chamber 2. The water leaving this valve passes through the cooling water jacket 3 and is injected from the injection valve 4.5.6. 13 is a reciprocating water pump main body, and 614 is a reciprocating water pump piston. Reference numeral 15 is a rubber bellows (for example, something like the product name Bellofram), which was used because it has less mechanical loss due to friction and does not leak compared to ordinary gland packing, etc. Depending on the situation, it is also possible to use other types of patchkins. Reference numeral 16 denotes a cooling heat exchanger, which uses external cooling water to remove the compression heat absorbed by the cooling water. 17 is the piston rod,
18 is a crosshead, 19 is a crosshead guide, 20
2 is a connecting rod, and 21 is a compressor body. 22 indicates the bottom dead center position of the reciprocating water pump piston 14.
この図面では単シリンダーの場合を示しているが、複シ
リンダーとすることも、もちろん可能である。さらに一
段で昇圧する圧力比も、普通のコンプレッサーでは数気
圧であるが、等温圧縮のため単段で、数十気圧まで上昇
せしめることも可能である。もちろん高圧段と低圧段を
分離して多段圧縮とすることも、大型機の場合はより゛
有利に適用できるてあらう。Although this drawing shows the case of a single cylinder, it is of course possible to use a double cylinder. Furthermore, the pressure ratio that can be increased in one stage is several atmospheres with a normal compressor, but due to isothermal compression, it is possible to increase the pressure to several tens of atmospheres in a single stage. Of course, separating the high-pressure stage and the low-pressure stage to achieve multi-stage compression can also be applied more advantageously in the case of large machines.
以上の説明は空気の場合であったが、本発明は空気以外
の気体にも使頴できるのは明がであり、冷却材として油
その他種々の液体を使用し、それに適した材料とするこ
となどが異なるだけである。Although the above explanation was for air, it is obvious that the present invention can also be used for gases other than air, and oil and various other liquids can be used as the coolant, and materials suitable for this can be used. The only difference is that
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第1図は本発明の全体構造の縦断面図を小す。
FIG. 1 is a small longitudinal sectional view of the overall structure of the present invention.