JP2002130530A - リニアガスバルブサイクル制御、遮断バルブ及びその試験 - Google Patents
リニアガスバルブサイクル制御、遮断バルブ及びその試験Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 リニアバルブ中にあるスライドブロックの状
態を検出することと、スライドブロックの位置を利用し
てリニアバルブの状態を予測してコントローラ／モニタ
ーに情報を提供することに関するものである。操作者に
は故障が起きる前に情報が提供されてリニアバルブの予
防的な保守が可能である。 【解決手段】 リニアバルブは２つのキャニスタ口と一
つのガス抜き口からなる。スライドブロックは、２つの
キャニスター口とガス抜き口を同時に塞ぐように構成さ
れている。システムは、位置に関する情報が提供される
とスライドブロックの位置を制御することができ、それ
ゆえスライドブロックを遮断バルブとして使用すること
ができる。通常のスライドバルブは一体型スライド遮断
バルブとして使用可能であり、システムの複雑さを軽減
し、システムを軽量化する。これは航空機への応用には
重要なことである。
態を検出することと、スライドブロックの位置を利用し
てリニアバルブの状態を予測してコントローラ／モニタ
ーに情報を提供することに関するものである。操作者に
は故障が起きる前に情報が提供されてリニアバルブの予
防的な保守が可能である。 【解決手段】 リニアバルブは２つのキャニスタ口と一
つのガス抜き口からなる。スライドブロックは、２つの
キャニスター口とガス抜き口を同時に塞ぐように構成さ
れている。システムは、位置に関する情報が提供される
とスライドブロックの位置を制御することができ、それ
ゆえスライドブロックを遮断バルブとして使用すること
ができる。通常のスライドバルブは一体型スライド遮断
バルブとして使用可能であり、システムの複雑さを軽減
し、システムを軽量化する。これは航空機への応用には
重要なことである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くガスバルブに
関するものであり、特にその中に組み込んだスライドブ
ロックの位置を検出することのできるリニアガスバルブ
に関する。
関するものであり、特にその中に組み込んだスライドブ
ロックの位置を検出することのできるリニアガスバルブ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機に搭載した不活性ガス発生システ
ム（ＯＢＩＧＧＳ）あるいは航空機に搭載した酸素発生
システム（ＯＢＯＧＳ）は圧力スイング吸着（ＰＳＡ）
法を用いるモレキュラーシーブを利用し、窒素あるいは
酸素をそれぞれ順番に発生させるのに長い間使われてき
た。この加圧及びガス抜きの過程を順番に行うのがＰＳ
Ａプロセスである。ＰＳＡ技術は、バルブを通して調整
して供給されるエンジンブリード空気を使用して、複数
のキャニスターのそれぞれにあるモレキュラーシーブを
加圧している。所定の時間が経過した後、バルブは状態
を変え、ひとつの加圧されたキャニスターのガスを抜
き、次のキャニスターを加圧する。従来のＰＳＡシステ
ムは、固定あるいは可変速モータによって制御、駆動さ
れるロータリーバルブにより制御されていた。
ム（ＯＢＩＧＧＳ）あるいは航空機に搭載した酸素発生
システム（ＯＢＯＧＳ）は圧力スイング吸着（ＰＳＡ）
法を用いるモレキュラーシーブを利用し、窒素あるいは
酸素をそれぞれ順番に発生させるのに長い間使われてき
た。この加圧及びガス抜きの過程を順番に行うのがＰＳ
Ａプロセスである。ＰＳＡ技術は、バルブを通して調整
して供給されるエンジンブリード空気を使用して、複数
のキャニスターのそれぞれにあるモレキュラーシーブを
加圧している。所定の時間が経過した後、バルブは状態
を変え、ひとつの加圧されたキャニスターのガスを抜
き、次のキャニスターを加圧する。従来のＰＳＡシステ
ムは、固定あるいは可変速モータによって制御、駆動さ
れるロータリーバルブにより制御されていた。
【０００３】最近のＰＳＡシステムは、リニアの四方向
スライドバルブを使用して空気吸入口を一つのキャニス
ターに接続し、抜き口を別のキャニスターと接続させて
いる。バルブは状態を変えて、抜き口を第一のキャニス
タと接続させるのと同時に第二のキャニスターを吸入空
気に接続させている。
スライドバルブを使用して空気吸入口を一つのキャニス
ターに接続し、抜き口を別のキャニスターと接続させて
いる。バルブは状態を変えて、抜き口を第一のキャニス
タと接続させるのと同時に第二のキャニスターを吸入空
気に接続させている。
【０００４】通常のＰＳＡシステム上で使用されるリニ
アバルブは、ミニアチュアパイロットソレノイドバルブ
からの制御パイロットガスを使用して空気圧により操作
され、電磁波（ＥＭＩ）遮蔽体に収納されたソリッドス
テート電子回路を使用して開閉されている。パイロット
ソレノイドは、スライドブロックに連結している２つの
ガスシリンダーにガス圧力を伝える。このブロックは三
つの開口あるいは穴を有する合わせ板に沿って摺動す
る。開口は直線状に形成されている。外側の開口は中心
の開口から等距離である。スライドブロックは流路の役
割をするくりぬき部分を有している。流路はいかなる時
点でも三つの開口のうちの二つと接続させるような大き
さになっている。コントローラ（制御装置）は、所定の
時間すなわち「サイクル時間」でミニアチュアパイロッ
トバルブを開閉させるように設定されている。
アバルブは、ミニアチュアパイロットソレノイドバルブ
からの制御パイロットガスを使用して空気圧により操作
され、電磁波（ＥＭＩ）遮蔽体に収納されたソリッドス
テート電子回路を使用して開閉されている。パイロット
ソレノイドは、スライドブロックに連結している２つの
ガスシリンダーにガス圧力を伝える。このブロックは三
つの開口あるいは穴を有する合わせ板に沿って摺動す
る。開口は直線状に形成されている。外側の開口は中心
の開口から等距離である。スライドブロックは流路の役
割をするくりぬき部分を有している。流路はいかなる時
点でも三つの開口のうちの二つと接続させるような大き
さになっている。コントローラ（制御装置）は、所定の
時間すなわち「サイクル時間」でミニアチュアパイロッ
トバルブを開閉させるように設定されている。
【０００５】ＰＳＡ装置は、目的としないガス分子をモ
レキュラーシーブの「側」に出すことによって機能して
いる。ＰＳＡ方法のサイクル時間は、主としてどれほど
の純度の製品ガスが所望されるかによって決定される。
リニアバルブを使用して、スライドブロックは空気を所
定のキャニスタに送り、また同時にもう一方のキャニス
ターのガスを抜くように制御されている。スライドブロ
ックの速度が落ちると、その結果として純度は変わる。
レキュラーシーブの「側」に出すことによって機能して
いる。ＰＳＡ方法のサイクル時間は、主としてどれほど
の純度の製品ガスが所望されるかによって決定される。
リニアバルブを使用して、スライドブロックは空気を所
定のキャニスタに送り、また同時にもう一方のキャニス
ターのガスを抜くように制御されている。スライドブロ
ックの速度が落ちると、その結果として純度は変わる。
【０００６】航空機に搭載されているＯＢＯＧＳシステ
ムは通常、酸素モニターを有し、酸素純度の低下を検出
して所望の酸素を生成していないことを操作者／パイロ
ットに警報を出す。酸素濃度の低下につながる多くの内
的及び外的条件がある。純度不足を引き起こす内的条件
の一つはスライドバルブであり、動かなかったり、設定
よりも遅く動いたことにあった。航空機に搭載されてい
るＯＢＩＧＧＳシステムは、窒素モニターを有していな
い。あるシステムでは、酸素モニターを使用し、生成ガ
ス中に残っている酸素量から窒素純度を推測している。
スライドバルブが適切に働かない場合、酸素生成物純度
と同じように窒素生成物純度も影響を受ける。酸素純度
の低下を引き起こす外的条件には、周囲温度、正常以下
の操作圧力、モレキュラーシーブの劣化、水分等があ
る。
ムは通常、酸素モニターを有し、酸素純度の低下を検出
して所望の酸素を生成していないことを操作者／パイロ
ットに警報を出す。酸素濃度の低下につながる多くの内
的及び外的条件がある。純度不足を引き起こす内的条件
の一つはスライドバルブであり、動かなかったり、設定
よりも遅く動いたことにあった。航空機に搭載されてい
るＯＢＩＧＧＳシステムは、窒素モニターを有していな
い。あるシステムでは、酸素モニターを使用し、生成ガ
ス中に残っている酸素量から窒素純度を推測している。
スライドバルブが適切に働かない場合、酸素生成物純度
と同じように窒素生成物純度も影響を受ける。酸素純度
の低下を引き起こす外的条件には、周囲温度、正常以下
の操作圧力、モレキュラーシーブの劣化、水分等があ
る。
【０００７】ＰＳＡプロセスは、正常な操作中に空気と
一緒に運ばれてくる水分を処理する。ＰＳＡプロセスが
稼動していないときに水分が空気システムを通してシス
テムに入ってくると、その結果モレキュラーシーブは恒
久的な損傷を受ける。損傷を受けたモレキュラーシーブ
は空気を分離しない。多くのＯＢＯＧＳ及びＯＢＩＧＧ
Ｓシステムは、システムが稼動していない時に空気がモ
レキュラーシーブベッドに入るのを防ぐ別の遮断バルブ
を有している。このように、当業界にはスライドブロッ
クを有し、スライドブロックの現在位置を検出すること
ができるリニアバルブに対する需要が存在する。さら
に、別の遮断バルブを持たないリニアバルブに対する需
要もまた存在する。
一緒に運ばれてくる水分を処理する。ＰＳＡプロセスが
稼動していないときに水分が空気システムを通してシス
テムに入ってくると、その結果モレキュラーシーブは恒
久的な損傷を受ける。損傷を受けたモレキュラーシーブ
は空気を分離しない。多くのＯＢＯＧＳ及びＯＢＩＧＧ
Ｓシステムは、システムが稼動していない時に空気がモ
レキュラーシーブベッドに入るのを防ぐ別の遮断バルブ
を有している。このように、当業界にはスライドブロッ
クを有し、スライドブロックの現在位置を検出すること
ができるリニアバルブに対する需要が存在する。さら
に、別の遮断バルブを持たないリニアバルブに対する需
要もまた存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、スライドブロックの位置をモニターして、問題が起
きる前に性能問題を修正できるリニアバルブ及び制御シ
ステムを提供することである。
は、スライドブロックの位置をモニターして、問題が起
きる前に性能問題を修正できるリニアバルブ及び制御シ
ステムを提供することである。
【０００９】本発明の別の目的は、感知装置によってそ
の位置がモニターされるようなスライドブロックを有す
るリニアバルブを提供することである。
の位置がモニターされるようなスライドブロックを有す
るリニアバルブを提供することである。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、リニアバルブ
と空気源の間に遮断バルブのないリニアバルブを提供す
ることである。
と空気源の間に遮断バルブのないリニアバルブを提供す
ることである。
【００１１】本発明は、リニアバルブにあるスライドブ
ロックの状態を検知すること、及びスライドブロックの
位置を利用してリニアバルブが正常に作動しているかを
予測してコントローラー／モニターにその情報を提供す
ることに関する。操作者は故障が起きる前に情報が提供
され、リニアバルブの予防的な保全が可能となる。
ロックの状態を検知すること、及びスライドブロックの
位置を利用してリニアバルブが正常に作動しているかを
予測してコントローラー／モニターにその情報を提供す
ることに関する。操作者は故障が起きる前に情報が提供
され、リニアバルブの予防的な保全が可能となる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】リニアバルブは、二つの
キャニスタ口と一つのガス抜き口が設けられている。ス
ライドブロックは、二つのキャニスタ口とガス抜き口を
同時に塞ぐようにすることもできる。このシステムは、
位置に関する情報が与えられると、ブロックの位置を制
御することができ、これによってスライドブロックを遮
断バルブとして使用することができる。通常のスライド
バルブは一体型スライド遮断バルブとして使用すること
ができ、システムの複雑さを軽減し、システムの軽量化
を可能にする。これは航空機への応用にとっては重要で
ある。
キャニスタ口と一つのガス抜き口が設けられている。ス
ライドブロックは、二つのキャニスタ口とガス抜き口を
同時に塞ぐようにすることもできる。このシステムは、
位置に関する情報が与えられると、ブロックの位置を制
御することができ、これによってスライドブロックを遮
断バルブとして使用することができる。通常のスライド
バルブは一体型スライド遮断バルブとして使用すること
ができ、システムの複雑さを軽減し、システムの軽量化
を可能にする。これは航空機への応用にとっては重要で
ある。
【００１３】本発明のこれら及び他の目的は、二基以上
のモレキュラーシーブベッドを持つガス発生システムを
制御する制御システムによって達成される。リニアバル
ブは、ハウジングを有しており、これにはガス発生シス
テムに接続している入口、二基以上あるモレキュラーシ
ーブベッドのうちの一番目に接続している第一の開口、
排気用の第二の開口、二基以上あるモレキュラーシーブ
ベッドのうちの二番目に接続している第三の開口があ
る。入口、第一、第二及び第三の開口は、ハウジング内
のスライド室で全て連通している。スライドブロックは
スライド室内にある。押引装置がハウジングに取り付け
られており、スライドブロックを第一の方向及び第二の
方向に動かす。センサーがスライド室の両端部にあり、
スライド室内のスライドブロックの位置を感知してい
る。コントローラが備えられていて、センサーからの情
報を受け取り、押引装置を制御している。
のモレキュラーシーブベッドを持つガス発生システムを
制御する制御システムによって達成される。リニアバル
ブは、ハウジングを有しており、これにはガス発生シス
テムに接続している入口、二基以上あるモレキュラーシ
ーブベッドのうちの一番目に接続している第一の開口、
排気用の第二の開口、二基以上あるモレキュラーシーブ
ベッドのうちの二番目に接続している第三の開口があ
る。入口、第一、第二及び第三の開口は、ハウジング内
のスライド室で全て連通している。スライドブロックは
スライド室内にある。押引装置がハウジングに取り付け
られており、スライドブロックを第一の方向及び第二の
方向に動かす。センサーがスライド室の両端部にあり、
スライド室内のスライドブロックの位置を感知してい
る。コントローラが備えられていて、センサーからの情
報を受け取り、押引装置を制御している。
【００１４】本発明の前述及び他の目的は、ハウジング
を含むリニアバルブによって達成される。ハウジングに
は、ガス発生システムに接続している入口、二基以上あ
るモレキュラーシーブベッドのうちの一番目に接続して
いる第一の開口、排気用の第二の開口、及び二基以上あ
るモレキュラーシーブベッドのうちの二番目に接続して
いる第三の開口を有しており、入口、第一、第二及び第
三の開口はスライド室内にあるスライドブロックでハウ
ジング内にあるスライド室で連通し、スライド室にはス
ライドブロックがある。押引装置はハウジングに取り付
けられており、スライドブロックを第一の方向及び第二
の方向に動かす。センサーはスライド室の両端部にあ
り、スライド室内のスライドブロックの位置を感知す
る。
を含むリニアバルブによって達成される。ハウジングに
は、ガス発生システムに接続している入口、二基以上あ
るモレキュラーシーブベッドのうちの一番目に接続して
いる第一の開口、排気用の第二の開口、及び二基以上あ
るモレキュラーシーブベッドのうちの二番目に接続して
いる第三の開口を有しており、入口、第一、第二及び第
三の開口はスライド室内にあるスライドブロックでハウ
ジング内にあるスライド室で連通し、スライド室にはス
ライドブロックがある。押引装置はハウジングに取り付
けられており、スライドブロックを第一の方向及び第二
の方向に動かす。センサーはスライド室の両端部にあ
り、スライド室内のスライドブロックの位置を感知す
る。
【００１５】本発明の前述及び他の目的はまた、リニア
スライドブロックが二つ以上ある位置のうちの一つにあ
る時に感知すること、回転度、全長ストローク及び不均
一ストロークのうちの少なくとも一つを決定すること、
及び回転度、全長ストローク及び不均一ストロークのう
ちの一つが所定の値を超えた場合、使用者に警告をする
ことなどリニアバルブの操作状況をモニターする方法に
よって達成することができる。
スライドブロックが二つ以上ある位置のうちの一つにあ
る時に感知すること、回転度、全長ストローク及び不均
一ストロークのうちの少なくとも一つを決定すること、
及び回転度、全長ストローク及び不均一ストロークのう
ちの一つが所定の値を超えた場合、使用者に警告をする
ことなどリニアバルブの操作状況をモニターする方法に
よって達成することができる。
【００１６】本発明のその他の目的及び利点は、本発明
の好ましい実施の形態が、本発明を実施する最良の形態
を単に説明することによって示されている詳細な説明か
ら当業界の技術者にはすぐに明らかになるだろう。これ
までみてきたように、この発明は他の異なる実施の形態
が可能であり、いくつかの詳細は本発明から全く逸脱す
ることなく種々の明らかな点において変更が可能であ
る。従って、その図面及び説明は単に説明するためのも
のであって、限定するものではない。
の好ましい実施の形態が、本発明を実施する最良の形態
を単に説明することによって示されている詳細な説明か
ら当業界の技術者にはすぐに明らかになるだろう。これ
までみてきたように、この発明は他の異なる実施の形態
が可能であり、いくつかの詳細は本発明から全く逸脱す
ることなく種々の明らかな点において変更が可能であ
る。従って、その図面及び説明は単に説明するためのも
のであって、限定するものではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１に関して、１０で示されるリ
ニアスライドバルブシステムは、本発明によるリニアス
ライドバルブアセンブリ１５とコントローラ／モニター
３０とを有している。リニアバルブアセンブリ１５は、
ハウジング２０の両末端部に取り付けられた一対のソレ
ノイドバルブ４０、４２を有している。ハウジング２０
は、ハウジング２０の一方の側に入口５０、ハウジング
２０の反対側に第一の開口５２、第二の開口５４及び第
三の開口５６を有している。開口５２、５４、５６はベ
ースプレート４８にある。開口５２と５６は、中央の開
口５４から等しい間隔で離れている。スライドブロック
６０は、プレート４８の上面６４上を摺動する平面６２
を有している。図１に示した実施態様では、入口５０は
スライドブロック６０から離れていて、スライドブロッ
ク６０は開口５２および５４、あるいは開口５４および
５６のいずれかを覆うのに十分な長さである。ソレノイ
ド４２、４３は、当業界では知られている３方向ソレノ
イドであり、本発明の好ましい実施の形態で用いられて
いる。ソレノイド、空気など他の制御手段は、この発明
の精神、範囲から逸脱することなく使用することができ
る。
ニアスライドバルブシステムは、本発明によるリニアス
ライドバルブアセンブリ１５とコントローラ／モニター
３０とを有している。リニアバルブアセンブリ１５は、
ハウジング２０の両末端部に取り付けられた一対のソレ
ノイドバルブ４０、４２を有している。ハウジング２０
は、ハウジング２０の一方の側に入口５０、ハウジング
２０の反対側に第一の開口５２、第二の開口５４及び第
三の開口５６を有している。開口５２、５４、５６はベ
ースプレート４８にある。開口５２と５６は、中央の開
口５４から等しい間隔で離れている。スライドブロック
６０は、プレート４８の上面６４上を摺動する平面６２
を有している。図１に示した実施態様では、入口５０は
スライドブロック６０から離れていて、スライドブロッ
ク６０は開口５２および５４、あるいは開口５４および
５６のいずれかを覆うのに十分な長さである。ソレノイ
ド４２、４３は、当業界では知られている３方向ソレノ
イドであり、本発明の好ましい実施の形態で用いられて
いる。ソレノイド、空気など他の制御手段は、この発明
の精神、範囲から逸脱することなく使用することができ
る。
【００１８】スライドブロック６０は、ソレノイドバル
ブ４０によって第一の方向に、そしてソレノイドバルブ
４２によって反対方向すなわち第二の方向に動かされ
る。ロッド４４および４６は、ソレノイドバルブ４０、
４２およびスライドブロックに取り付けられていて、ス
ライドブロックを反対方向に動かす。近接スイッチ７
０、７２がハウジング２０の両端に取り付けられてい
る。スライドブロック６０の両端には、一対の磁石８
０、８２が取り付けられ、その磁石がスイッチ７０、７
２にそれぞれ近づいた時に信号が以下に詳細に説明する
ようにコントローラ／モニター３０に送られる。図１に
示したように、スライドブロック６０は、開口５２およ
び５４を塞ぐ第一の位置にあるように示されている。こ
の状態では、入口５０は開口５６と連通してベッド＃２
へとつながっている。この第一の位置では、ベッド＃１
は開口５２を通って、スライドブロック６０を通って排
気開口５４へ排気し、一方空気は入口５０から開口５６
を通ってベッド＃２へと供給される。
ブ４０によって第一の方向に、そしてソレノイドバルブ
４２によって反対方向すなわち第二の方向に動かされ
る。ロッド４４および４６は、ソレノイドバルブ４０、
４２およびスライドブロックに取り付けられていて、ス
ライドブロックを反対方向に動かす。近接スイッチ７
０、７２がハウジング２０の両端に取り付けられてい
る。スライドブロック６０の両端には、一対の磁石８
０、８２が取り付けられ、その磁石がスイッチ７０、７
２にそれぞれ近づいた時に信号が以下に詳細に説明する
ようにコントローラ／モニター３０に送られる。図１に
示したように、スライドブロック６０は、開口５２およ
び５４を塞ぐ第一の位置にあるように示されている。こ
の状態では、入口５０は開口５６と連通してベッド＃２
へとつながっている。この第一の位置では、ベッド＃１
は開口５２を通って、スライドブロック６０を通って排
気開口５４へ排気し、一方空気は入口５０から開口５６
を通ってベッド＃２へと供給される。
【００１９】図２は、スライドブロックが第二の位置に
あるように示されているということを除いて、図１と同
様である。この第二の位置では、ベッド＃２は開口５６
を通っておよびスライドブロック６０を通って排気開口
５４へ排気し、一方空気は、入口５０から開口５２を通
ってベッド＃１に供給される。一般的にスプリング（図
示していない）がピストンとスライドブロック６０の間
に使用される。独立気泡発泡樹脂もまた使用されてき
た。図２にあるバルブはスプリングも発泡樹脂も有して
いない。代わりに、バルブはアセンブリと隙間のないよ
うになっていて、スライドバルブの位置を維持してい
る。バルブは操作圧力下では強固に閉塞されている。
あるように示されているということを除いて、図１と同
様である。この第二の位置では、ベッド＃２は開口５６
を通っておよびスライドブロック６０を通って排気開口
５４へ排気し、一方空気は、入口５０から開口５２を通
ってベッド＃１に供給される。一般的にスプリング（図
示していない）がピストンとスライドブロック６０の間
に使用される。独立気泡発泡樹脂もまた使用されてき
た。図２にあるバルブはスプリングも発泡樹脂も有して
いない。代わりに、バルブはアセンブリと隙間のないよ
うになっていて、スライドバルブの位置を維持してい
る。バルブは操作圧力下では強固に閉塞されている。
【００２０】図３は、ソレノイドバルブ４０、４２の代
わりに一対のエアシリンダ１４０、１４２が使用されて
駆動部材１５０を第一および第二の方向に動かすことを
除いて、図１および２に記載した実施態様と同じであ
る。駆動部材１５０は、２つの中間ショルダー部材１５
２、１５４及び２つのピストンヘッド１６２、１６４を
有する長円形部材である。２つの中間ショルダー部材
は、一部がスロット１６６、１６８に位置していて、そ
れぞれスライドブロック１６０に嵌合している。スライ
ドブロック１６０は、下面６４に磁石８０、８２が取り
付けられている。一対のセンサー７０、７２がスライド
ブロック室１７０の両端部にあるプレート４８に取り付
けられている。ピストンヘッド１６２、１６４及びプレ
ート４８の間に形成されているのがスライドブロック室
１７０である。入口（図示なし）は、ハウジング内中
央、排気口の真上にある。ハウジング１２０の両端には
柱状の空間１８０、１８２があり、その中にピストンヘ
ッド１６２、１６４がそれぞれ往復する形で摺動する。
ハウジング１２０の両表面はねじが切られていて、それ
ぞれのネジ上にはキャップ１９０、１９２があってシー
ルされ、ピストンヘッド１６０、１６２がそれぞれ摺動
する第一シリンダー２００及び第二シリンダー２０２を
形成する。ポペット２１０、２１２は、ねじ切りされた
部材１９０、１９２の中に配置されている。駆動部材１
５０は、以下の通りに反対方向に動く。図３に示したよ
うに、ポペット２１０が開いてシリンダー２００が加圧
され、一方ポペット２１２が開いてシリンダーがガス抜
きできるようにし、これによってシリンダー２０２がガ
ス抜きしつつ駆動装置を右に動かす。図３はまた、スラ
イドブロック１６０の下部切り取り部分１６９をよく示
しており、ここで開口５２、５４をスライド室１７０と
シールして開口５２、５４の間の流れを可能にしてい
る。
わりに一対のエアシリンダ１４０、１４２が使用されて
駆動部材１５０を第一および第二の方向に動かすことを
除いて、図１および２に記載した実施態様と同じであ
る。駆動部材１５０は、２つの中間ショルダー部材１５
２、１５４及び２つのピストンヘッド１６２、１６４を
有する長円形部材である。２つの中間ショルダー部材
は、一部がスロット１６６、１６８に位置していて、そ
れぞれスライドブロック１６０に嵌合している。スライ
ドブロック１６０は、下面６４に磁石８０、８２が取り
付けられている。一対のセンサー７０、７２がスライド
ブロック室１７０の両端部にあるプレート４８に取り付
けられている。ピストンヘッド１６２、１６４及びプレ
ート４８の間に形成されているのがスライドブロック室
１７０である。入口（図示なし）は、ハウジング内中
央、排気口の真上にある。ハウジング１２０の両端には
柱状の空間１８０、１８２があり、その中にピストンヘ
ッド１６２、１６４がそれぞれ往復する形で摺動する。
ハウジング１２０の両表面はねじが切られていて、それ
ぞれのネジ上にはキャップ１９０、１９２があってシー
ルされ、ピストンヘッド１６０、１６２がそれぞれ摺動
する第一シリンダー２００及び第二シリンダー２０２を
形成する。ポペット２１０、２１２は、ねじ切りされた
部材１９０、１９２の中に配置されている。駆動部材１
５０は、以下の通りに反対方向に動く。図３に示したよ
うに、ポペット２１０が開いてシリンダー２００が加圧
され、一方ポペット２１２が開いてシリンダーがガス抜
きできるようにし、これによってシリンダー２０２がガ
ス抜きしつつ駆動装置を右に動かす。図３はまた、スラ
イドブロック１６０の下部切り取り部分１６９をよく示
しており、ここで開口５２、５４をスライド室１７０と
シールして開口５２、５４の間の流れを可能にしてい
る。
【００２１】近接センサー及び磁気センサーを説明した
が、他のセンサーもここに説明したどの実施の形態にも
使用することができることがわかる。光学センサーが最
近、赤外線及びレーザーとともに普及してきた。これら
の装置はとても正確である。これらの装置は移動の限界
と移動の範囲を検出することができる。スライドブロッ
ク６０、１６０の正確な位置を常時知ることが可能であ
る。
が、他のセンサーもここに説明したどの実施の形態にも
使用することができることがわかる。光学センサーが最
近、赤外線及びレーザーとともに普及してきた。これら
の装置はとても正確である。これらの装置は移動の限界
と移動の範囲を検出することができる。スライドブロッ
ク６０、１６０の正確な位置を常時知ることが可能であ
る。
【００２２】シリンダー圧力をモニターすることによっ
て、スライドバルブの動きの周期、および操作等の情報
を調べるに圧力トランスデューサーが一般的に使用され
ている。記録紙を照合して、操作圧力をかなり正確に求
めることができる。この装置はスライドブロックの大ま
かな位置を知るのに使用することができる。（正確では
できない）
て、スライドバルブの動きの周期、および操作等の情報
を調べるに圧力トランスデューサーが一般的に使用され
ている。記録紙を照合して、操作圧力をかなり正確に求
めることができる。この装置はスライドブロックの大ま
かな位置を知るのに使用することができる。（正確では
できない）
【００２３】スライドブロック６０、１６０の端部およ
びハウジング内移動の終点に接点が設けられる。この接
点は、ブロックがその動きを止めること、およびブロッ
クがそこにくる時間を示している。この装置は取り付け
るに最も簡単であり、ピストン運動およびピストン位置
を示すに正確であり、現在のところ好ましい実施の形態
であると考えられる。
びハウジング内移動の終点に接点が設けられる。この接
点は、ブロックがその動きを止めること、およびブロッ
クがそこにくる時間を示している。この装置は取り付け
るに最も簡単であり、ピストン運動およびピストン位置
を示すに正確であり、現在のところ好ましい実施の形態
であると考えられる。
【００２４】図４に示したスライドバルブは、スライド
室４７０が長く、スライドブロック４６０が開口５２、
５４、５６を同時に覆うことができるようになっている
ことを除いて、図１〜３に示したリニアスライドバルブ
と同様である。センサーは、図１と同じ位置にあり、さ
らにスライドブロックのスライド上中央に置くことも可
能である。このことにより遮断位置にあるスライドブロ
ックの検出が可能になる。この実施の形態における利点
は、遮断バルブ６００（図６）をなくすことが可能であ
る。図４に示したスライド室４７０では、開口５２、５
６とスライド室端部の間の空間を大きくとり、にスライ
ドブロック４６０を図４の破線で示した第一及び第二の
位置に動かすことができるだけの大きさの空間がある。
室４７０が長く、スライドブロック４６０が開口５２、
５４、５６を同時に覆うことができるようになっている
ことを除いて、図１〜３に示したリニアスライドバルブ
と同様である。センサーは、図１と同じ位置にあり、さ
らにスライドブロックのスライド上中央に置くことも可
能である。このことにより遮断位置にあるスライドブロ
ックの検出が可能になる。この実施の形態における利点
は、遮断バルブ６００（図６）をなくすことが可能であ
る。図４に示したスライド室４７０では、開口５２、５
６とスライド室端部の間の空間を大きくとり、にスライ
ドブロック４６０を図４の破線で示した第一及び第二の
位置に動かすことができるだけの大きさの空間がある。
【００２５】図５は、図３に示したリニアスライドバル
ブを操作する概略を示している。図５では、近接スイッ
チ７０、７２がコントローラ／モニター３０に接続して
いるように示されている。三方向バルブ５００、５０２
もまたそれぞれコントローラ／モニター３０に接続され
ていて、エアシリンダー２００、２０２に空気圧で接続
されている。バルブ５００が第一の位置にある時、流入
空気はシリンダー２０２に導入され、これによりピスト
ン１６４の位置を変え、近接スイッチ７０が開き、近接
スイッチ７２を閉じるようにする。スライドバルブ１５
が正常に作動しているかどうかをモニターする一つの方
法は、次の通りである。コントローラ／モニターは、ス
ライドバルブ１５を２つの位置の反対へ変更するように
命令する。近接スイッチ７０、７２が（現位置を感知し
て）、スライドブロック６０が第一の位置から動き始め
たことを感知するとすぐに、コントローラ／モニター３
０にあるタイマーが動き始める。コントローラ／モニタ
ー３０が、スライドブロック６０が反対位置に到着した
という信号をセンサー７０、７２から受けると、タイマ
ーは停止する。経過時間の長さは、バルブ１５が中間域
にある時間の尺度である。コントローラ／モニター３０
は、バルブ１５の作動時間に影響を及ぼす条件、流入空
気の圧力や温度等を検知することができる。この時間を
（既知の流入圧力及び温度状態に関して）許される時間
と比べることによって、バルブの性能をみる基準とな
る。
ブを操作する概略を示している。図５では、近接スイッ
チ７０、７２がコントローラ／モニター３０に接続して
いるように示されている。三方向バルブ５００、５０２
もまたそれぞれコントローラ／モニター３０に接続され
ていて、エアシリンダー２００、２０２に空気圧で接続
されている。バルブ５００が第一の位置にある時、流入
空気はシリンダー２０２に導入され、これによりピスト
ン１６４の位置を変え、近接スイッチ７０が開き、近接
スイッチ７２を閉じるようにする。スライドバルブ１５
が正常に作動しているかどうかをモニターする一つの方
法は、次の通りである。コントローラ／モニターは、ス
ライドバルブ１５を２つの位置の反対へ変更するように
命令する。近接スイッチ７０、７２が（現位置を感知し
て）、スライドブロック６０が第一の位置から動き始め
たことを感知するとすぐに、コントローラ／モニター３
０にあるタイマーが動き始める。コントローラ／モニタ
ー３０が、スライドブロック６０が反対位置に到着した
という信号をセンサー７０、７２から受けると、タイマ
ーは停止する。経過時間の長さは、バルブ１５が中間域
にある時間の尺度である。コントローラ／モニター３０
は、バルブ１５の作動時間に影響を及ぼす条件、流入空
気の圧力や温度等を検知することができる。この時間を
（既知の流入圧力及び温度状態に関して）許される時間
と比べることによって、バルブの性能をみる基準とな
る。
【００２６】簡単なディスプレイで、モニター可能なス
ライドバルブの動きの周期を瞬時に示すことが可能であ
り、あるいはその周期が許される範囲を越えたら信号が
点灯する。スライドブロック６０を遮断バルブとして使
用する場合、コントローラ／モニター３０を用いて、セ
ンサー７０、７２によって供給された位置を示す情報か
らスライドブロック６０の位置を制御することができ
る。リニアバルブと制御システムは、スライドブロック
の位置をモニターすることで、問題が起きる前に問題を
修正することができるように説明されていることがわか
る。また、リニアバルブは、遮断バルブをなくすること
ができるということも明らかである。
ライドバルブの動きの周期を瞬時に示すことが可能であ
り、あるいはその周期が許される範囲を越えたら信号が
点灯する。スライドブロック６０を遮断バルブとして使
用する場合、コントローラ／モニター３０を用いて、セ
ンサー７０、７２によって供給された位置を示す情報か
らスライドブロック６０の位置を制御することができ
る。リニアバルブと制御システムは、スライドブロック
の位置をモニターすることで、問題が起きる前に問題を
修正することができるように説明されていることがわか
る。また、リニアバルブは、遮断バルブをなくすること
ができるということも明らかである。
【００２７】本発明が上記の目的の全てを満たしている
ことは当業界の通常の技術者にはすぐにわかるだろう。
前述の明細書を読めば、通常の技術者は大まかにここに
開示した発明の同等および種々の他の面を、いろいろに
変更、置き換えを行なうことができる。従って、ここで
付与された保護は添付の請求項及びその相当物に含まれ
る定義によってのみ限定されるものである。
ことは当業界の通常の技術者にはすぐにわかるだろう。
前述の明細書を読めば、通常の技術者は大まかにここに
開示した発明の同等および種々の他の面を、いろいろに
変更、置き換えを行なうことができる。従って、ここで
付与された保護は添付の請求項及びその相当物に含まれ
る定義によってのみ限定されるものである。
本発明を、例を示して説明するが、限定されるものでは
ない。添付図面中の図で、同じ参照番号を有する要素は
全体を通して同じ要素を表している。
ない。添付図面中の図で、同じ参照番号を有する要素は
全体を通して同じ要素を表している。
【図１】スライドブロック、及びバルブハウジングの中
でのスライドブロックの現在位置を感知する感知装置を
有するリニアバルブの概略図である。
でのスライドブロックの現在位置を感知する感知装置を
有するリニアバルブの概略図である。
【図２】図１と同様の図で、スライドブロックが第二の
位置にあることを示している。
位置にあることを示している。
【図３】図１及び２と同様の別の実施形態で、エアシリ
ンダを使用してスライドブロックを駆動するものであ
る。
ンダを使用してスライドブロックを駆動するものであ
る。
【図４】別の実施形態で、リニアバルブハウジングを十
分大きくして、スライドブロックが三つ全ての開口を塞
ぐような位置に動かすことができるようにしたものあ
る。
分大きくして、スライドブロックが三つ全ての開口を塞
ぐような位置に動かすことができるようにしたものあ
る。
【図５】図３に示した実施形態に使用された空気回路を
図示している空気回路図である。
図示している空気回路図である。
【図６】空気回路のブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ ブラッドレイ ヘイガー アメリカ合衆国 52807 アイオワ州 ダ ベンポート 34ストリートコート 2112イ ー (72)発明者 ケビン マイケル デイレイ アメリカ合衆国 61201 イリノイ州 ロ ックアイランド 18アベニュー 4421 Ｆターム(参考） 2E185 BA20 CC02 DA01 DA12 3H065 AA03 BA01 BA07 BB14 BC13 3H067 AA15 CC32 CC48 CC57 DD05 DD12 DD32 ED17 FF11 GG05 4D012 CA05 CA06 CB11 CD07 CE01 CF10 CG01
Claims (23)
- 【請求項１】 ガス発生システムに接続した入口、二基
以上あるモレキュラーシーブベッドのうちの一番目に接
続した第一の開口、排気用の第二の開口、及び二基以上
あるモレキュラーシーブベッドのうちの二番目に接続し
た第三の開口があり、前記入口、前記第一、第二及び第
三の開口は全てスライド室で連通し、前記スライド室内
にはスライドブロックを有するハウジングをもったリニ
アバルブと、 前記ハウジングに取り付けられ、前記スライドブロック
を第一の方向及び第二の方向に動かす押引装置と、 前記スライド室の両末端部にあり、前記スライド室内に
ある前記スライドブロックの位置を感知する感知装置
と、 前記感知装置から情報を受け、前記押引装置を制御する
コントローラと、からなる二基以上のモレキュラーシー
ブベッドを有するガス発生システムを制御するための制
御システム。 - 【請求項２】 前記感知装置が、光学センサー、圧力ト
ランスデューサー、磁気スイッチ及び接点スイッチの中
の一つである請求項１のシステム。 - 【請求項３】 前記感知装置が磁気スイッチであり、複
数の磁石が該スライドブロックに取り付けられ、また対
応する複数の近接スイッチが前記ハウジングに取り付け
られている請求項１のシステム。 - 【請求項４】 前記スライドブロックが、ガス発生シス
テムの製品ガスを前記入口及び前記第三の開口を介して
第二のモレキュラーシーブベッドに供給でき、また第一
のモレキュラーシーブベッドは前記第一の開口を介して
前記第二の開口へガス抜きされるように前記第一の開口
及び第二の開口を覆っている第一の位置と、 ガス発生システムの製品ガスを前記入口及び前記第一の
開口を介して第一のモレキュラーシーブベッドに供給で
き、また第二のモレキュラーシーブベッドが第三の開口
を介して前記第二の開口へガス抜きされるように、前記
第三の開口及び前記第二の開口を覆っている第二の位置
とを有する請求項１のシステム。 - 【請求項５】 該スライドブロックは、流路を有してい
る請求項４のシステム。 - 【請求項６】 ガス発生システムは、酸素濃縮装置であ
る請求項１のシステム。 - 【請求項７】 前記コントローラは、稼働中の前記スラ
イドブロックの現在位置をモニターし、回転度、全長ス
トローク及び不均一ストロークを決定する請求項１のシ
ステム。 - 【請求項８】 前記押引装置は、一対のエアシリンダー
及び一対のソレノイドバルブのうちの一つである請求項
１のシステム。 - 【請求項９】 前記酸素濃縮装置は、圧力スイング吸着
を利用している請求項６のシステム。 - 【請求項１０】 前記スライドブロックは、前記第一の
開口、前記第二の開口及び前記該第三の開口を覆う第三
の位置を有する請求項４のシステム。 - 【請求項１１】 さらに、ガス発生システムによって前
記第一の開口及び前記第二の開口に供給されたガスの品
質をモニターする酸素モニターからなる請求項１のシス
テム。 - 【請求項１２】 ガス発生システムに接続する入口、二
基以上あるモレキュラーシーブベッドの一番目に接続す
る第一の開口、排気用の第二の開口、及び二基以上ある
モレキュラーシーブベッドの二番目に接続する第三の開
口があり、前記入口、前記第一、第二及び第三の開口は
全てスライド室で連通し、前記スライド室内にスライド
ブロックを有するハウジングと、 前記ハウジングに取り付けられ、前記スライドブロック
を第一の方向及び第二の方向に動かす押引装置と、 前記スライド室の両末端部にあり、前記スライド室内に
ある前記スライドブロックの位置を感知する感知装置
と、からなるリニアバルブ。 - 【請求項１３】 前記感知装置は、光学センサー、圧力
トランスデューサー、磁気スイッチ及び接点スイッチの
うちの一つである請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項１４】 前記感知装置は、磁気スイッチであ
り、複数の磁石が該スライドブロックに取り付けられ、
対応する複数の近接スイッチが前記ハウジングに取り付
けられている請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項１５】 前記スライドブロックが、ガス発生シ
ステムの製品ガスを前記入口及び前記第三の開口を介し
て第二のモレキュラーシーブベッドに供給でき、また第
一のモレキュラーシーブベッドは前記第一の開口を介し
て前記第二の開口へガス抜きされるように前記第一の開
口及び第二の開口を覆っている第一の位置と、 ガス発生システムの製品ガスを前記入口及び前記第一の
開口を介して第一のモレキュラーシーブベッドに供給で
き、また第二のモレキュラーシーブベッドが第三の開口
を介して前記第二の開口へガス抜きされるように、前記
第三の開口及び前記第二の開口を覆っている第二の位置
とを有する請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項１６】 該スライドブロックは、流路を有して
いる請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項１７】 ガス発生システムは、酸素濃縮装置で
ある請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項１８】 前記コントローラは、稼働中の前記ス
ライドブロックの現在位置をモニターし、回転度、全長
ストローク及び不均一ストロークを決定する請求項１２
のリニアバルブ。 - 【請求項１９】 前記押引装置は、一対のエアシリンダ
ー及び一対のソレノイドバルブのうちの一つである請求
項１２のリニアバルブ。 - 【請求項２０】 前記酸素濃縮装置は、圧力スイング吸
着を利用している請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項２１】 前記スライドブロックは、前記第一の
開口、前記第二の開口及び前記該第三の開口を覆う第三
の位置を有する請求項１２のリニアバルブ。 - 【請求項２２】 さらに、ガス発生システムによって前
記第一の開口及び前記第二の開口に供給されたガスの品
質をモニターする酸素モニターからなる請求項１２のリ
ニアバルブ。 - 【請求項２３】 リニアスライドブロックが二つ以上あ
る位置の一つにある時を検出すること、 回転度、全長ストローク及び不均一ストロークのうちの
少なくとも一つを決定すること、 回転度、全長ストローク及び不均一ストロークの一つが
所定の値を超えたとき、使用者に警告することからなる
リニアバルブの稼動状態をモニターする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/576,050 US6409807B1 (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | Linear gas valve cycle control, shut-off-valve and self test |
| US09/576,050 | 2000-05-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002130530A true JP2002130530A (ja) | 2002-05-09 |
| JP4730682B2 JP4730682B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=24302761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001154558A Expired - Fee Related JP4730682B2 (ja) | 2000-05-23 | 2001-05-23 | ガス発生システムを制御するための制御システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6409807B1 (ja) |
| EP (1) | EP1157718B1 (ja) |
| JP (1) | JP4730682B2 (ja) |
| KR (2) | KR100893096B1 (ja) |
| AT (1) | ATE271897T1 (ja) |
| CA (1) | CA2348336C (ja) |
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