空気圧モーターを兼ねる空気圧縮機？

私は圧縮空気エネルギー貯蔵システムに取り組んでいます。システムのサイズと重量は厳しく制限されています。（理想的には）数ポンドを超えてはなりません。このため、同じメカニズムでエネルギーを蓄え（ガスを圧縮）、エネルギーを取り出し（ガスを機能させる）したいと思います。

基本的に私が必要とするのは、空気が反対方向に押し出されると、空気圧モーターとしても機能する回転式空気圧縮機です。私はかなり高い圧力（私は数百psiと推定しています）で作業していますが、容積は小さいです。私の検索では、大量のコンパクトな回転式空気圧縮機と回転式空気圧モーターを見つけましたが、どちらのシステムがどちらとして機能するかについてはほとんどコメントがありません。

私には、空気圧縮機がこれらの特性を持つことができるのは非常に直感的であるように思われますが、私は結論に飛びつきたくありません。私はいくつかのコンプレッサーを見てきましたが、私の状況に最も当てはまるのは次のようです：

• 遠心圧縮機
• 軸流圧縮機
• ロータリースクリューコンプレッサー
• ロータリーベーンコンプレッサー

遠心圧縮機は理想的ですが、私の目には、少なくともどんな効率でも可逆的である可能性は最も低いようです。また、利用可能な数が少ない空気圧モーターも調べました。最も当てはまるのは次のようです：

• 回転翼モーター

ピエトロモーターなどの他のシステムは、軽量でコンパクトなアプリケーションには明らかに適用できませんでした。ロータリーベーンコンプレッサーとロータリーベーンモーターの相関関係は有望ですが、私が持っているオプションについて知りたいのですが。

圧縮するガスを動力源とするモーターを兼ねる回転式ガス圧縮システムにはどのようなものがありますか？

編集 おそらく答えは、ラジアル（求心）タービンと遠心圧縮機の間の類似性にあります。

前方に湾曲したファンなど、前方に傾斜した遠心システムをお勧めします。

$Q$$V$$\theta$$U$

このデバイスでガスを圧縮すると、電源入力が逆になります。どちらの場合も、角度が役立ちます。速度の三角形を参照してください。

$U$$V$$U$$Q$$V$$U$$V$$Q$$U$$V/U$

おそらくこれを2ステージロータリーコンプレッサーの第1ステージとして使用することも役立ちます。第2ステージは圧力を実際に上げる真のロータリーコンプレッサーですが、これは第2ステージが大気圧を超えて圧力を上げるのに役立ちます。

最終的には、この奇妙なサービスに対応するために市場に出ているデバイスはありません。ただし、入念に制御された入力を備えたかなり対称的な回転システムを使用することにより、適切な結果が得られます。カスタムファンメーカーに是非相談したいです。

私は空気圧縮機やモーターの専門家ではありませんが、私の限られた知識から、遠心圧縮機は圧縮に最適であり、テスラタービンはモーターとして理想的だと思います。私はそれらを同じシャフトに取り付けることが可能である必要があると思いますが、タービンが作動しているときに空気がコンプレッサーチャンバーからポンプで排出されるように、いくつかのバルブを使用して、過度の原因にならないように、気密チャンバーを分離します他のインペラーからの抵抗。あるいは、シャフトでどちらを回転させるかを選択するクラッチ/グリップ機構。

このようなデバイスは、双方向コンプレッサー/モーターと見なすことができます。これらのシナリオの1つに最適化されたインペラーで両方の方法を試そうとすると、もう一方のシナリオでは常に効率が悪くなるようです。