等温圧縮用気液混合圧縮ポンプ

開放特許情報番号
L2020001475
開放特許情報登録日
2020/7/28
最新更新日
2020/7/28

基本情報

出願番号 特願2020-095762
出願日 2020/4/27
出願人 大坪 正志
発明の名称 等温圧縮用気液混合圧縮ポンプ
技術分野 機械・加工、輸送、その他
機能 機械・部品の製造、加圧・減圧、その他
適用製品 空気などの気体を圧縮する工程を有する機械器具、及びそれらの組込装置。例えば、空気圧縮機、冷却器、ヒートポンプ、内燃機関類の過給器または圧縮行程の代替、外燃機関の動作媒体ガスの圧縮、等。
目的  従来の特許第4919194号の気液混合圧縮構造に於ける欠点、空気の気液混合を旋回水流に依存することから空気含有率を低下させていること、を改良する。
 併せて、気液混合圧縮工程を独立させて汎用性を高めるとした。
 更に汎用性と効率向上のため、気液混合部分と、遠心圧縮部分を分け、各々の駆動軸回転数を最適化することで、気液混合時の空気含有量を増加させる。
効果  駆動軸を独立させることで、遠心圧縮部分は極力低回転に、気液混合部分は高回転を可能とし、送気ファンの組込を可能と成すことで、
(1)気液混合プロペラの揚水及び予備旋回流加速に因って、循環水の停止滞留状態から稼働状態への移行が円滑に行われる。
(2)気液混合プロペラ負圧部分から気泡の供給を行うので、空気泡含有率の増加および増減制御が容易になり、負荷への追従性が増す。
(3)速度水頭水車と圧力水頭水車による動力回収が容易になる。
技術概要
 空気(気体)と水(液体)を混ぜ、遠心加速度で加圧圧縮し、高圧空間で遠心分離させ、微増水温の高圧空気と温熱水を得る、ことに加え、
(1)回転部を高圧空間で覆い、水の速度水頭と圧力水頭を独立して回収可能とし、回転駆動動力の低減を行う。
(2)加圧する遠心圧縮部分と気液混合部分を分け、同軸構造の駆動軸により各々最適な回転数での駆動を行い、駆動損失を低減する。
(3)気液混合部は吸込口付近に設け、中空翼の高速回転による負圧部から気泡放出を行うと共に、揚水と予備回転流を付与する。
(4)気液混合部の外周に環状の空気供給管を設けて、中空翼外側に設けた中空部開口から空気を供給する構造とする。
(5)気液混合部は高速回転するので送気ファン組込が可能となり、始動時に於ける水の、滞留水から循環水への移行を円滑にする。
(6)空気圧力はインペラ部の回転数で、空気量は気液混合部の回転数で調整可能に成り、更に双方の最適化で汎用性を向上させる。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【可】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

アピール内容  従来は気体の実用的な等温圧縮は不可能とされていたが、本提案例による気液混合圧縮を行えば可能となる。
 水に空気泡を混ぜて圧縮する場合、水は圧縮媒体として作用し、ほぼ水温の圧縮空気を得ることができる。水温は、空気泡圧縮時の熱を吸収して上昇するので、水量や放熱装置の条件設定によって温度の設定が可能と成って、圧縮空気の温度も容易に制御可能となる。

 熱機関への等温圧縮応用効果については「特許4919194号」の他に「日本機械学会論文集59巻 565号 論文No.93-0154 等温圧縮過程を用いた高効率ガスタービンの研究 (第1報 性能推定)」でも紹介されている。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaib1979/59/565/59_565_2689/_pdf/-char/ja

 本提案例による等温圧縮方法では空気の熱を、温熱水と同温度の高圧空気に分離させて回収を可能とする。高圧空気は常圧環境へ膨張させることで極低温を発生させる。
 これは、空気の熱を高温と低温に分離させることに成り、そのまま再び混ぜ合わせると元の空気温度に戻る。

 本提案を応用すれば、新型コロナウィルスのエアロゾル空中感染に対する効率的な殺菌装置の具体化が可能となる。
 循環水温度を80〜90℃に管理すれば、吸入空気は加熱されて、圧縮時に気泡内部から水温以上に発熱することから、十分な殺菌効果が得られる。
 圧縮後の気液分離空間での滞留時間も高温高圧環境であるから空気の滞留時間延長に貢献し、殺菌効果を高めるものと成る。
 そして、常圧空間へ戻す時は、上昇した温熱水を冷却することで、微増した吸気温度とすることができる。

登録者情報

登録者名称 大坪 正志

その他の情報

その他の提供特許
登録番号1 特許第4919194
関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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