JP2004003660A - 改良した排出管路を備える空気の急速排出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路3と、排出管路5との間に配置される、空気の急速排出装置であり、末端で測定される排出管路の断面積Cが、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される流入管路の断面積Aよりも大きいことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良した排出管路を備える空気の急速排出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
様々な用途において、設備の適正な動作を損なう物質の蓄積をなくすことが必要である。
【0003】
セメント工場、または重力により排出される非常に重量のある物質の貯蔵サイロが、そうした実例である。
【0004】
このため、個人で操作する金属バータイプの純粋な機械手段を用いる代わりに、空気の急速排出装置を用いることが知られている。
【0005】
これらの装置の原理は、所定の圧力で一定の空気貯蔵室すなわちキャパシタに空気を充填し、その空気を急激に排出して爆燃を発生することからなる。
【0006】
爆燃作用により、蓄積された物質が砕かれる。
【0007】
上記装置の長所は、装置が自動動作可能であるために、接近しにくい場所に装置を配置できることである。
【0008】
従って、公知の装置は、ガス流体アキュムレータの接続行程で設置されるガス流体の空気流制御装置と、場合によっては排気ノズルとを含む。
【0009】
かくして、一般に、排出装置は、ピストンを収容する本体を含み、ピストンの前面が、排出管路に通じるいわゆる排出孔を閉鎖し、この本体は、流体貯蔵室すなわちキャパシタに接続される流入管路を備える。
【0010】
キャパシタを充填する期間中ずっと、ピストンの背面は、排出孔にピストンを保持する圧力に従う。
【0011】
ピストンの保持圧を解放すると、ピストンは急に後退し、ノズルを内蔵したまたは内蔵しない排出管路の側にキャパシタからの流体を通過させる。
【0012】
今日知られている装置では、排出管が、キャパシタと装置本体との連通孔と同じ一定の断面を長手方向軸に沿って設けられる。
【0013】
それに対し、排出管路の構成が軸に沿って異なることがよくあり、すなわち、ピストンを押しつけるゾーンでは円形である排出管路の断面が、時として楕円形に変わることがよくある。
【0014】
これらの装置の効率は、流体貯蔵室に含まれる空気の排出速度に直接関係する。
【0015】
こうした排出速度は、特にピストンの開放速度に依存する。
【0016】
そのため、ピストンを軽量化することを考慮した。
【0017】
そのため、特に円錐台形の皿形形状にピストンを構成し、ピストンの凸形の前面が排出孔を閉鎖し、凹形の背面が装置本体とのガイド手段を支持するようにする。
【0018】
このガイド手段は、好適には、装置本体の後部に固定されたガイド軸受部で移動するスライダとされる。
【0019】
これにより、ピストンを軽量化すると同時に、ガイド面の減少により摩擦を少なくすることができる。
【0020】
特に、こうした急速排出装置を設置する上でのさまざまな理由から、キャパシタに空気流制御装置を接続する流入管路を、排出管路に対してほぼ垂直にすることが好都合である。
【0021】
これにより、さらに、流入部と排出部との間の行程を制限できる。
【0022】
その行程に沿って、必然的に、装置の効率を下げる水頭損失が認められる。
【0023】
確かに、流体貯蔵室の単位容積あたりの容量を増やすことによって、あるいは流体貯蔵室に含まれる空気圧を上げることによって、こうした装置の効率を高めることができるが、これは、経済的に、あるいは急速排出装置の設置に関する理由から、常に可能であるとは限らない。
【0024】
別の問題は、後方チャンバに含まれる空気の排出によって発生するノイズに起因する。
【0025】
後方チャンバの排出時のノイズを低減するには、このチャンバに含まれる空気を直接または間接的に排出管路に排出することが知られている。
【0026】
そのため、特許文献1から、順次配置される一連の弁をピストンの前面に備えることが知られている。
【0027】
このような組立では、主要弁の重量が増加し、その結果、装置の効率が損なわれる。
【0028】
【特許文献1】
米国特許出願公開第4201362号明細書
【0029】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記システムの効率を向上させるための解決方法を提供することを目的としている。
【0030】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路(3)と排出管路(5)との間に配置される空気の急速排出装置であって、末端で測定される排出管路の断面積が、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される流入管路の断面積よりも大きいことを特徴としている。
【0031】
本発明は、図示された添付図面に関して限定的ではない例として挙げられた以下の説明を読めば、いっそう理解されるであろう。
【0032】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、空気流制御装置2を備える空気の急速排出装置1は、一定の空気容積を蓄積するキャパシタ4に接続される流入管路3と排出管路5との間に配置されていることが分かる。
【0033】
装置のキャパシタを決定するために、たとえば、装置本体の流入管路にフランジ6を備える。
【0034】
第二のフランジ7は、通常、壁またはノズルに排出管路を接続するように構成される。
【0035】
一般に、空気流制御装置2は、弁座2Bに押し当てられる弁2Aから構成される。主要弁は、キャパシタ4から送られる空気を排出管路5の側に自在に通過させるように、弁座から離れることができる。排出管路は、場合により、ノズルを含んでおり、この組立体も、同様に排出管路と呼ばれる。
【0036】
図示された例では、主要弁2Aが、必要に応じて円錐台形のピストンすなわちカップ状部材の形状をとり、カップ状部材の前面2Cが弁座2Bで支持される。
【0037】
従って、前面2Cは、カップ状部材の凸面に配置される。
【0038】
このピストンすなわちカップ状部材は、排出管路の入口を閉鎖する。
【0039】
見て分かるように、流入管路3は、装置本体100の側面に通じている。
【0040】
主要弁は、並進ガイドされる。
【0041】
このため、提示されている例では、特に皿形の弁の場合、カップ状部材の背面が、排出装置本体が備えるガイド軸受部11と協働するスライダ10を支持する。
【0042】
このガイド軸受部は、排出装置本体の着脱式の壁部12により支持される。
【0043】
キャパシタを充填するために、制御された空気の流入部は、
−装置本体の後方チャンバ13に通じていて、このチャンバの側壁とカップ状部材との間の遊隙によりキャパシタに空気を供給可能であり、あるいは、
−流入管路に通じていて、同様に、上記遊隙が後方チャンバに空気を供給することによりピストンまたはカップ状部材を押しつけることができる。
【0044】
後方チャンバとキャパシタとに二重に同時供給する解決方法も考えられている。
【0045】
閉鎖位置に主要弁を戻すための戻し手段130を設けることがよくあるが、これは必ずしも必要というわけではない。
【0046】
装置14は、後方チャンバに含まれる空気を排出し、それによってカップ状部材すなわちピストンを後退させることができる。
【0047】
本発明の特徴によれば、末端で測定される排出管路の断面積Cが、空気流制御装置付近に配置される端で測定される流入管の断面積Aよりも大きい。
【0048】
末端とは、カップ状部材またはピストンから最も離れた排出管路端を意味する。
【0049】
有利には、主要弁の弁座に近い端で測定される排出管路の断面積Bは、空気流制御装置付近に配置される端部で測定される流入管路の断面積Aと同じである。
【0050】
排出管路の末端の断面Cは、近位部分で測定される上記区間の断面Bよりも大きい。
【0051】
有利には、排出管路が、空気の排出方向に、収束区間5Aとそれに続く発散区間5Bとを含む。
【0052】
こうした構成により、狭まり部の位置で空気の速度を加速し、したがって爆燃を改善することができる。
【0053】
第二の構成をとることにより、同様に爆燃を改善することができる。
【0054】
特に円錐台形のカップ状部材が排出管路への接近手段を解放するようにするため、後方チャンバ13に含まれる空気を速やかに排出しなければならない。
【0055】
このため、一般には、後方チャンバ13に含まれる空気の流れを排出管路5の側に制御する、いわゆる排出弁16を装置14に装備する。
【0056】
後方チャンバ13の空気が排出されると、カップ状部材すなわち主要弁2Aは後退して通路を解放する。
【0057】
本発明によれば、排出弁16の弁座17は、カップ状部材すなわち主要弁の前面2Cに配置され、後方チャンバに含まれる空気を排出するために、カップ状部材2Aが弁座を離れるとき、排出弁16は、カップ状部材とは反対方向に前方に移動する。
【0058】
このような技術的な構成は非常に有利である。
【0059】
実際、後方チャンバに含まれる空気の解放によって発生するノイズは、以前のように外部に送られないので、もはや聞こえなくなり、爆燃と同化される。
【0060】
第二の長所は、排出弁の前方への移動により、カップ状部材の前面になされうる空気の蓄積が毎回除去されることにある。
【0061】
第三の長所は、排出弁16がカップ状部材2Aとの連結を解除されるので、カップ状部材がより軽くなって、より速く後退可能になることにある。
【0062】
排出弁16は、円錐台形のカップ状部材を介して並進ガイドされる操作ロッド16Aの端により支持される。
【0063】
この操作ロッド16Aの端は、移動を引き起こす駆動手段20に接続される。
【0064】
実施形態では、駆動手段20は、所望の方向に操作ロッドを支持または駆動する電気機械装置である。
【0065】
別の実施形態では、駆動手段20は、いわゆる制御チャンバ21に及ぼす圧力に従って、ロッド操作を行うために移動可能な可変ダイアフラムである。
【0066】
空気を排出するために開放されるチャンバの反対側に配置されるチャンバ22は、弁16を弁座に保持しやすくするように、後方チャンバと同じ圧力で空気を供給される。
【0067】
したがって、操作ロッド16Aは、ガイド軸受部およびスライダを貫通する。
【0068】
戻しばね23は、排出弁を弁座の所定の位置に戻す。
【0069】
戻しばねは、ガイド軸受部内に設けた中ぐり部分に収容される。
【0070】
見て分かるように、このガイド軸受部は、空気を急速に輩出する急速排出装置本体の背面に支持されている。
【0071】
後方チャンバ13に含まれる空気を、排出弁の弁座により縁取られる孔に送るために、円錐台形のカップ状部材は、いわゆる前方チャンバ26に通じる排出チャネル25を備え、排出弁の一部を収容する。
【0072】
有利なことに、カップ状部材2Aの凹部が、スライダ10の椀状部材30を形成する部品を収容し、椀状部材30に形成されたリング状溝が、ガイド軸受部11に面した装置本体の後方に向いており、この椀状部材30とガイド軸受部11とが、円錐台形のカップ状部材の後退位置で、カップ状部材の後退時のダンパをなす、いわゆる圧縮チャンバ31を形成する。
【0073】
特に円錐台形のカップ状部材2Aの戻しばねは、このカップ状部材を弁座に押し付ける。
【0074】
図2から分かるように、カップ状部材2Aは3個の段を含む。
【0075】
後方の段は、長手方向軸に沿って半径がほぼ一定の回転円筒体である。
【0076】
他の2個の段もまた回転円筒体であるが、半径が長手方向軸に沿って変化し、カップ状部材の前方に向かって著しく小さくなる。
【0077】
カップ状部材2Aの弁座2Bは、装置本体内に加工されるが、好適には、装置本体にはめ込まれるリング120から形成され、メンテナンスを容易にしている(図5)。
【0078】
別の変形実施形態(図6)は、カップ状部材2Aにはめ込まれるリング121を設けることからなる。
【0079】
これらのリング120または121は、対向部品と接する材料よりも柔らかい材料からなる。
【0080】
図4から分かるように、カップ状部材の後方の段にパッキン40を設けた。
【0081】
パッキンは、完全なシールを行うために設けられているわけではないが、機能上の遊隙を約0.2〜0.3mmに減らすことができる。
【0082】
その場合、各側の遊隙をもっと大きくして、ピストンすなわちカップ状部材が焼き付かないようにすることができる。
【0083】
有利な実施形態(図6)では、カップ状部材2Aの後方の段は、機能上のわずかな遊隙を伴って装置本体と協働する代わりに、ジャケット41と協働する。ジャケットは本体にはめ込まれるが、好適には、このジャケットは後方の壁で支持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】空気排出装置の一端を示す図である。
【図2】図1のAA線に沿った断面図である。
【図3】変形実施形態の部分断面図である。
【図4】本発明の主要弁に設けたパッキンを示す部分断面図である。
【図5】本発明の主要弁と座部との係合状態を示す部分断面図である。
【図6】本発明の主要弁と座部との別の係合状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 急速排出装置
2 空気流制御装置
2A カップ状部材
2B 弁座
3 流入管路
4 キャパシタ
10 スライダー
11 ガイド軸受部
13 後方チャンバ
16 排出弁
16A 操作ロッド
17 弁座
20 駆動装置
Claims (10)
- 一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路(3)と排出管路(5)との間に配置される空気の急速排出装置であって、末端で測定される前記排出管路の断面積(C)は、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される前記流入管路の断面積(A)よりも大きいことを特徴とする、空気の急速排出装置。
- ピストンまたはカップ状部材の弁座に近い端部で測定される前記排出管路の断面積(B)は、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される前記流入管路の断面積(A)と同じであることを特徴とする請求項1記載の空気の急速排出装置。
- 前記排出管路は、空気の排出方向に、収束区間(5A)と、それに続く発散区間(5B)とを含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の空気の急速排出装置。
- カップ状部材(2A)を形成するピストンの移動により、後方チャンバに含まれる空気の流れを前記排出管の側に制御する、いわゆる排出弁(16)を含み、前記排出弁(16)の弁座(17)は、カップ状部材の前面(2C)に配置されており、前記後方チャンバに含まれる空気を排出するために、前記カップ状部材(2A)が前記弁座を離れるときに、前記排出弁(16)は、前記カップ状部材とは反対方向に前方へ移動することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気の急速排出装置。
- 前記排出弁(16)は、円錐台形の前記カップ状部材を介して並進ガイドされる操作ロッド(16A)の一端部により支持され、前記操作ロッド(16A)の一端部は、移動を引き起こす駆動手段(20)に接続されることを特徴とする請求項4記載の空気の急速排出装置。
- 前記駆動手段(20)は、所望の方向に前記操作ロッド(16A)を支持または駆動する電気機械装置であることを特徴とする請求項5記載の空気の急速排出装置。
- 前記駆動手段(20)は、制御チャンバ(21)内に及ぼす圧力に従って移動し、この圧力によって前記操作ロッド(16A)を駆動する可変ダイアフラムであることを特徴とする請求項5記載の空気の急速排出装置。
- 前記カップ状部材(2A)の凹部は、ガイド軸受部(11)に面するリング状溝を形成する椀状部材(30)を装置本体の後方に収容しており、前記椀状部材(30)および前記ガイド軸受部(11)は、前記カップ状部材(2A)の後退位置で、前記カップ状部材の後退時にダンパをなす圧縮チャンバ(31)を形成することを特徴とする請求項5記載の空気の急速排出装置。
- 前記カップ状部材(2A)からなるピストン(2A)の弁座(2B)は、急速排出装置の本体にはめ込まれるリング(120)から形成されることを特徴とする請求項4記載の空気の急速排出装置。
- 前記カップ状部材(2A)に別のリング(121)をはめ込むことを特徴とする請求項4記載の空気の急速排出装置。
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