可動部品のない空気圧縮機を構築することは可能ですか？

可動部品のない空気圧縮機を物理的に構築することは可能ですか？私は、可動部品なしで空気を圧縮することができ、静止状態で動作する熱力学サイクルを想定しています。圧縮係数に1（1.1、2、100 ...）よりも大幅に大きい限り、圧縮係数に制限はありませんが、設計は実現可能でなければなりません。

可動部品がないことは大きな制約です。これは、ピストン、クランクシャフト、および時間とともに摩耗する他の複雑なメカニズムが存在しないと解釈できます。いくつかの可動部品が必要な場合、最低のメンテナンス要件で、最低限必要な可動部品は何ですか？

絶対に可動部品のないエアポンプ/コンプレッサーを作ることができます。

小さな非導電性のチャンバーを作り、そこに2つの電極を刺します。チャンバーの圧力が急速に上下するように、電極にアークをパルスします。テスラエアフローチェックバルブを使用してください（可動部がないため）。

アークがチャンバー全体に形成されると、囲まれた空気は過熱状態になり、テスラバルブにより排気ポートからほぼ膨張します。その後、チャンバーが冷却され、他のテスラバルブから新鮮な空気を取り込みます。

これは、パルス可能な熱源でも実行できます。

ある種のシーリングチェックバルブを使用してテスラバルブを交換すると、高レベルの圧縮を維持できます。

あなたは非常に高い流れも非常に高い圧力を達成しません（プラスあなたはガス流出を制御する必要があります）、それが「可動部品がない」で不正行為の少しですが、あなたはありません移動してコンプレッサーを作ることができる固体部品。さらに、エネルギーを非常に無駄にします-エネルギーを電気に変換し、古典的なコンプレッサーを使用する方がはるかに優れていますが、何らかの理由で機械部品なしで加圧空気を取得したい場合は、それです。

強い水流と大きな高度差が必要です。急速で強い水の流れを取ります。ベンチュリ効果または他の方法を使用して水を通気します-空気/気泡と混ぜます。水がパイプを急速に下に移動すると、気泡は水流よりもゆっくりと上方向に移動し、下方向に運ばれます。急速な流れにも関わらず、パイプの出口はややくびれているため、水柱の高さとともに水圧が上昇し、水柱が押し下げられると、気泡内の圧力も上昇します。

次に、パイプが横向きになります。気泡はもはや下方に引きずられないため、パイプの上側に向かって移動し、最終的に水流を逃がし、パイプの上端の上の貯水池に溜まります。彼らは水と同じ圧力にあります-まだ狭窄部を通過する必要があるため、その圧力はかなり高いです。

もちろん、水の粘性により下降速度と圧力分布が低下するため、細いパイプや低流量では機能しません。そして、取り出される空気の量を制御する必要があります-通常のコンプレッサーとは異なり、圧力は常に維持されますが、ガスの量が低下し、排気すると、水を吸い始めます。また、明らかに、空気を圧縮するよりも、大容量で高圧の水流を使用する方が適切です。水のエネルギーのほとんどが失われるため、無駄です。それでも-コンセプトは健全です。下向きのパイプの高さをスケーリングすると、10 mあたり約1 barの非常に合理的な圧力を達成できます。そして、唯一の物理的な可動部分は、動作中に動かす必要のない出口バルブです。

トロンプは非常に似ており、かつて炉に圧縮空気を供給するために使用されていました。

イオノクラフトの高電圧構造は、可動部品なしで空気の流れを提供します。圧力差は非常に小さいですが、複数のステージを組み合わせることで増加します。

「可動部分」を、デバイスのすべての固体部分が硬くなければならないことを意味すると解釈し、周囲よりも大きくない一定の圧力で一定の空気流を供給する能力としての要件を、私は答えが疑っています修飾番号

また、燃料と作動油は「部品」として数えられないと仮定しています。

理想的なガスの法則が適用される条件下で、リモートの実用的な空気圧縮機が動作すると想定するのは合理的なようです。したがって、。$p \propto \frac{NT}{V}$

1つのアプローチは、一般的な空気圧縮機を模倣して、できるだけ多くの可動部品を排除することです。たとえば、油圧ラムのようなものは、ピストン、インペラ、ネジなどを排除し、動いている水からエネルギーを抽出して空気を圧縮することができますが、それでもバルブが必要です。このビデオに見られるバルブレスポンプには、特別な回転ピストンが必要です。基本的なサイフォンには可動部分がまったくなく、下側のリザーバーを密閉すると圧力が発生する可能性がありますが、空気圧縮機の一部としては完全に実用的ではありません。加圧空気を送ります。

もう1つの方法は、温度を操作することです。これは、あなたが考えていることのように聞こえます。部品を動かさずに熱を発生させるのは簡単です。バーナーまたは電気コイルがそれを行います。しかし、バルブの問題をどのように回避しますか？圧力をかけるには、密閉された空間が必要です。圧力がかかったら、その密閉された空間から空気を排出する必要があります。創造的になりたい場合は、絞りが開いたときにのみ開く絞りのようなものを試すことができます。その後、圧力はそれ自体で終了します。しかし、私にとっては、固体のダイアフラムまたは膀胱の膨張と収縮も可動部分のように思えます。他のタイプの可動部よりも耐久性があるかもしれませんが、そうではないかもしれません。

一定の圧力の流れを生成するには、保持タンクが必要です。保持タンク内で発生できる圧力の上限と、どれだけ迅速に発生できるかに基づいて、供給圧力の大きさが大幅に低下します。netdukeの回答で提案されているテスラバルブは非常に賢いですが、実際には差動流量制限デバイスです。私は彼らがタンク内の圧力を発達させて保持することができるとは思わないが、それはあなたが空気圧動力の要求に応じて解放することができる。

だから、それが「適格」である理由はこれです。理論的には、空気圧縮機がほとんどの目的に対して完全に非実用的である可能性があることを受け入れた場合、弾性変形を運動としてカウントせず、バルブとレギュレーターで数回「チート」します。タンク内の空気を圧縮するデバイスを作成し、それを使用して何をすることができます。実際には、うまくスケーリングできない貧弱なアイデアのように聞こえますが、それは遊ぶのに面白いエクササイズです。

別の資格は、マイクロフルイディクスのコンテキストではまったく異なる答えが得られる可能性があることです。

クヌーセンポンプはゼロ可動部品を有し、（ガスが管の高温端に低いフロー）熱拡散に基づいています。流れが耐えられる背圧は熱分子差圧と呼ばれ、ガスの平均自由行程と管壁の寸法との比の関数です- コンセプトの現代の進歩は、ナノからなるゼオライトなどのさまざまな材料を使用しました- この比率を改善するために細孔をスケーリングします。

はい。素晴らしいデバイスは、trompまたはと呼ばれるトロンプを。ストローまたはチューブが水位より上にある漏斗を上下する水の流れ。流れる水は周囲の空気を引きずり、空気をストローに引き寄せ、小さな気泡で水を酸素化します。水は、その下にある川または川の下のチューブを通り抜け、チューブ内を水平に移動すると、気泡がパイプに接続された1つまたは2つの空気タンクに逃げます。これにより、空気が圧縮されます。水が流れている限り、非常にゆっくりでも、空気はタンク内で圧縮されます。

約100年前、カナダの大規模な採掘作業では、すべての空圧式ドリルなどに動力を供給するために踏み台が使用されていました。なぜ今日使用されていないのが不可解ですか。

これは、超音速流を使用して簡単に実行できます。熱付加または衝撃波のいずれか。

この質問が理論的なものであると仮定すると、答えは空気を加熱することです。それは軍用機のアフターバーナーに似ています。参照：Wikipedia \ afterburner家庭用給湯器のようにチャネルを使用する場合、燃焼流体をフローに追加する必要はありません。

アフターバーナーの原理は、気流の圧力の増加に関連して、「アフターバーナーはタービンの下流に燃料を噴射し、ガスを再加熱します。追加の熱と併せて、テールパイプとガスの圧力が上昇します。ノズルから高速で噴出されます。燃料の追加により質量流量もわずかに増加します。」

それは絶対に可能であり、熱音響圧縮機でしばらく行われています。もともとは、ガスを液体に凝縮するためのクライオクーラー用に開発されたものであり、この技術を消費者レベルに引き上げようと取り組んでいる企業もありますが、それは依然として主な用途です。これらのコンプレッサーには、可動部品（音源）がないか、せいぜい1つしかありません。また、温室効果ガスを一切使用しないという利点もあります。