圧縮機は多段圧縮の方が効率が高いのか？！

多段圧縮機の圧縮の利点から考えることができると思います。多段圧縮の利点です；1. 効率消費の削減：段階圧縮により、ガスは圧縮される際に温度が上昇するが、中間冷却を行うことで次の段階で吸い込まれるガスの温度を元の温度に近づけることができる。ガスは一段目の圧縮を経て、さらに等圧圧縮を経て冷却されると、等温線上の同じ位置に戻る。したがって、同じ圧力下での多段圧縮の作業面積は、単段圧縮よりも小さくなる。級数が多ければ多いほど消費電力は少なくなり、等温圧縮に近づく。2. シリンダーの容積利用率の向上
シリンダー内に余剰容積が存在するのは避けられない。段数が多くなるほど排気される圧力は高くなり、余剰容積内に残ったガスが膨張して占める容積も大きくなるため、容積係数は低下する。多段圧縮を採用することで、各段の圧縮比を小さくし、容積係数を高めることができ、それによってシリンダーの容積利用率が向上する。3. 排気温度の低下　圧縮機が排出するガスの温度は、圧縮比が高くなるにつれて上昇する。圧縮比が高ければ高いほど排気温度も高くなるが、過度に高い排気温度は許容されないことが多い。これは次のためである；油潤滑式の圧縮機では、潤滑油の温度が下がると粘度が低下し、摩耗が激しくなります。また、温度が過度に上昇するとシリンダーやバルブ内にカーボンが付着しやすくなり、さらに摩耗が進み、場合によっては爆発を引き起こすこともあります。これらの理由から、排気温度が制限されるため、排気温度を下げるために多段圧縮を採用する必要があります。4. ピストンロッドに作用するガス力の低減 高圧縮比で単段圧縮を採用する場合、シリンダーの直径が大きくなるため、より高いガス終端圧力が広いピストン面積に作用し、ピストン上のガス圧も高くなる。一方、多段圧縮を採用すれば**ピストンに作用するガス力を低減でき、その結果、機構を軽量化し、機械効率を向上させることが可能になる。5.もちろん、多段圧縮でも段数が多ければ多いほど良いわけではなく、段数が増えるにつれて。圧縮機の構造は複雑化し、サイズや重量、コストも増加する；ガス通路が増えたり、気門やその制御による圧力損失が増加したりするため、段数が多くなるほどかえって経済性が低下することがある。段数が増えると動く部品も増え、故障の発生確率も高まる。また、摩擦が増えることで機械効率も低下する。多段圧縮の欠点；1. コンプレッサーの機構の複雑さが増す；2. パイプライン、機器、バルブにおける抵抗損失が増加する；3. 製造コストと運用コストが**上昇する**。

エンジン圧縮比1：2.5-3