JP2004136991A

JP2004136991A - Pneumatic element and pneumatic carrying method

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Publication number: JP2004136991A
Application number: JP2002300685A
Authority: JP
Inventors: Kenji Matsuda; 松田　健志; Toshiya Kimura; 木村　敏也; Michihiro Ohashi; 大橋　道博; Yutaka Koiwa; 小岩　裕; Taichi Fujishima; 藤嶋　太一
Original assignee: Japan Nuclear Fuel Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Global Nuclear Fuel Japan Co Ltd
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP4310095B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To convey an article keeping a predetermined speed without vibration in a conduit and without breaking the article, a pneumatic element, a pipe, or the like. <P>SOLUTION: This pneumatic element A moves in the transportation conduit by air current inside the pipe P. The pneumatic element A is formed in a cylindrical shape so as to store the article inside, stream lines of the air current generated in the moving direction are different at one or two places, and a part having different stream line is biased. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気送設備に用いられる気送子及び該気送子を用いた気送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
物品を目的地に輸送する設備の一つとして、パイプ内の気流の流れを利用した気送設備がある。前記気送設備において、その内部に物品を格納して遠隔場所へ輸送するための容器を気送子という。
【０００４】
上記気送設備は、例えば、原子力プラントにおいて、検査のために採取した試料（例えば、使用済み燃料棒を強酸に溶かしたもの等の放射能を有する物体）を目的地まで搬送する設備として用いられている。
【０００５】
図１１（Ａ）は、従来の気送子の一例の正面図であり図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す気送子の側面図である。
【０００６】
図１１（Ａ）に示す気送子９０は円筒形状の胴体部９１と、胴体部９１の離れた場所に胴体部９１と同一中心軸の円形のつば部９２、９３を有している。また、胴体部９１はつば部９２側の一端部９１１がテーパ形状に形成されており、他端部９１２は本体内部の気送子内に物品ＢＰを格納するため空間９８の開口部９５が形成されている。開口部９５には開口部９５を閉じるためのキャップ９４を有している。気送子９０は、軸９ｃを中心とした回転体である。
【０００７】
気送子９０のパイプＰ内での移動について説明する。
【０００８】
パイプＰ内に配置された気送子９０は、パイプの端部に設けられた図示を省略した送風機又は排風機にて発生するパイプ内の気流９６又は気流９７が気送子９０を押すことで、気流９６、９７の向きと同じ方向にパイプＰ内を移動する。つば部９２及び９３の直径は同じである。
【０００９】
気送子９０において、つば部９２及び９３の直径９ｅは、パイプ内の気流９６、９７が気送子９０に有効に作用する大きさに設定される。直径９ｅがパイプ内径ｄと同じであれば、気流９６及び９７が気送子９０に最も有効に作用するが、パイプＰとつば部９２及び９３の間に摩擦力が発生し、最悪の場合、気送子９０がパイプＰ内を移動できない。また、かろうじて移動は可能であっても、湾曲部の移動ができない等の不具合が生じる。そこで、つば部直径９ｅをパイプ内径ｄよりも小さくし隙間９ｆを設ける必要がある。しかし、つば部直径９ｅをパイプ内径ｄよりも小さすぎると、換言すれば隙間９ｆを大きくしすぎると、気送子９０の気流９６及び９７を受ける面積が小さくなり、気送子９０に働く気流が小さくなり、結果として気送子９０の移動速度が低下する。
【００１０】
また、隙間９ｆを設けることによって、隙間９ｆに気流が発生し、パイプＰとつば部９２、９３の接触摩擦を防止するいわゆるガスベアリング効果を発生することも可能である。隙間９ｆには、微変動はあるが略同じ速さの気流が流れている。その気流は、互いに等しい又は略等しい圧力で気送子９０に作用しており、結果的に、気送子にかかる圧力はつりあっている。
【００１１】
よってつば部９２、９３の直径９ｅの大きさは、気送子の移動速度、パイプの内径、気流量、気送子の重さ、パイプ管路の曲率等から最適なものが採用される。
【００１２】
また、上述の実施例のごとくつば部９２、９３を有しているものだけでなく、つば部を有していない気送子も考えられる。その場合、気送子の胴体部の直径がパイプの内径に近づく。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−１２３２２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、気送子の移動速度に対してつば部の直径を最適に設定した気送子であっても、パイプ管路の継ぎ手部分や、内部加工不良等のパイプ内壁面の小さな凹凸等とつば部が接触し減速する。このとき隙間９ｆが接触部で隙間が小さくなり、隙間９ｆを流れる気流の流速は上昇し、気送子の外周面のパイプ内壁との接触部に気送子に向いた気送子の移動方向に対して垂直な力が発生する。この気送子にかかる局所的な流体圧力のわずかな変動によって気送子の姿勢は変化する。
【００１５】
図１２（Ａ）、（Ｂ）にこの姿勢変化の状況を模式的に示した。気送子９０は、矢印の方向に移動しており、図１２（Ａ）に示す姿勢と、図１２（Ｂ）に示す姿勢を交互に繰り返すことで、気送子９０は自励的な振動状態となる。
【００１６】
気送子が前記振動を始めると管内の気流が乱れ、気送子の移動速度は低下し、場合によっては、管路に沿った移動はせずに一箇所にとどまったままで振動し続けることもありうる。
【００１７】
また、振動による速度低下及び移動停止は、管路が水平又は垂直で且つ直線であるときに多く発生している。
【００１８】
気送子が振動することによって、内部に格納された物品の破損、気送子自体の破損、パイプの破損等の不具合が発生する。
【００１９】
このような問題を鑑みて、本発明は管路内で振動させることなく、所定の速度を保って物品を搬送することができる気送子を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は振動により物品、気送子、パイプ等の破損を生じることなく該物品を搬送することができる気送子を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者は研究を重ね次の知見を得た。
気送子は半径方向の力の微妙な釣合いで姿勢を維持しながらパイプ内を移動しており、一度力の釣合いが壊れると振動が発生しやすい。ところが、気送子の一部に形状の異なる部分がある場合、該気送子が安定した姿勢で移動することがわかった。
【００２２】
そこで本発明は、パイプ内部の気流にのって輸送管路内部を移動する気送子であって、内部に物品を格納することができるように筒状に形成されており、移動方向に発生する気流の流線が１又は２箇所以上で異なり、前記流線の異なる部分が偏っていることを特徴とするものである。
【００２３】
このようにすることで、前記流線の異なる部分においては、その他の部分と比べて流体圧力が異なる。気送子の移動方向に気流が流れた場合に、気送子の半径方向の力の釣合いが崩れて、該気送子に偏った力がかかった状態でパイプ内を移動する。
【００２４】
その結果、気送子周りの気流の流速が変化しても、該気送子には予め流体圧力による力が作用しており、気送子の傾きが生じにくく、結果として該気送子の振動の発生を抑えることができる。
【００２５】
前記気送子は、断面形状が非点対称であるものを例示できる。
【００２６】
前記断面形状が非点対称であることで、前記気送子に異なる流線を形成することができ、また、流線が異なることで生じる速度差から引き起こされる流体圧力が相殺されないので、該気送子には常に圧力による力がかかっている。これにより、気送子は振動しにくい状態でパイプ内を移動することが可能である。
【００２７】
立体形状が回転体でない気送子を例示できる。
【００２８】
気送子が軸周りに回転して表される回転体でない場合、表面を流れる気流の流線がそれぞれに異なるため、速度に変化が生じ流体圧力に差が生じる。その流体圧力の差による力が気送子に作用しつづける、該気送子は安定して移動し、気送子の振動を防止することができる。
【００２９】
前記気送子に切り欠きが設けられているものを例示できる。
【００３０】
前記気送子に気流を乱す部材が設けられているものを例示できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１に本発明に係る気送子の１例の正面図を示す。
【００３２】
図１に示す気送子Ａは、円筒形に形成された胴体部１と、胴体部１の一方の端部１１側に形成された第１つば部２と、胴体部１の他方の端部１２側に形成された第２つば部３とを有している。
【００３３】
胴体部１は一方の端部１１がテーパ面に形成されており、他方の端部１２は物品を収納するための開口部が形成されている。開口部にはふたをするためのキャップ４が備えられている。胴体部１は軸ｃを中心とした回転体である。
【００３４】
第１つば部２は、胴体部１と同様に軸ｃを中心とした回転体の、一部（図面上では上側）を平面状に取り除いた切り欠き部２１を有している。
【００３５】
切り欠き部２１の中心軸ｃからの最短距離は、それに限定されることはないが、ここでは胴体部１の半径ｈと同一である。
【００３６】
また、第２つば部３は、胴体部と同様に軸ｃを中心とした回転体であり、第１つば部２の切り欠き部２１を除く部分の半径ｅ１と、第２つば部３の半径ｅ２は、ここでは同じであるが異なっていてもよい。いずれの半径ｅ１、ｅ２もパイプＰ内の気流ＦＬの流れを十分に受けて、気送子Ａを十分な速度で移動させることができるものを広く採用することができる。
【００３７】
気送子ＡはパイプＰ内部を一方の端部１１側及び他方の端部１２側両方に往復移動するものであるが、それに限定されるものではなく、例えば他方の端部１２側にのみ移動するものとしてもよい。
【００３８】
図１に示す気送子Ａは、一方の端部１１側から他方の端部１２側に気流が流れている例を示しており、矢印は気流ＦＬの流れを示している。
【００３９】
気流ＦＬは、第１つば部２を押すと同時に、第１つば部１１とパイプＰ内壁の間の隙間ｆに流れ込む。隙間ｆに流れ込んだ気流ＦＬ１はそのままパイプに沿って流れ、第２つば部３とパイプＰの間の隙間ｇに流れ込む。隙間ｆ及びｇの面積はパイプＰ内部の面積に比べて非常に小さいので、気流ＦＬ１の流速は気流ＦＬの流速に比べて非常に速い。また、切り欠き部２１では、切り欠き部２１とパイプＰ内面とが隙間ｆ１を形成している
【００４０】
隙間ｆと隙間ｆ１の面積が異なるので、両隙間ｆ、ｆ１を流れる気流の流速も異なり、結果として各隙間ｆ及びｆ１に作用する流体圧力も異なる。また、隙間ｆ、ｆ１を流れる流速は速いので面積のちょっとの変化でも大きく流速が変わり、それゆえ、流体圧力も大きく変化する。
【００４１】
気流ＦＬ１の速度の差が生じることで、図１（Ｂ）に示すように、気送子Ａの切り欠き部２１に流体圧力による力Ｍが作用する。その結果、気送子Ａは力Ｍによって、傾いた姿勢（図１（Ｃ）参照）で安定してパイプＰ内部を移動する。
【００４２】
予め流体圧力がかかった状態で、姿勢を維持してパイプＰ内部を移動するので、気流ＦＬ１の乱れによる圧力変化の影響を受けにくい。
【００４３】
図２に本実施例の他の例の気送子の正面図を示す。
【００４４】
図２に示す気送子Ａ２は、第１つば部及び第２つば部以外は、第１の実施例で開示した気送子Ａと実質上同じである。実質上同じ部分には同じ符号が付してある。
【００４５】
気送子Ａ２は、胴体部１と同様に軸ｃを中心とした回転体である第１つば部２ａと、胴体部と同様に軸ｃを中心とした回転体の、一部（図面上では上側）を平面状に取り除いた切り欠き部３１を有する第２つば部３ａを有している。
【００４６】
切り欠き部３１の中心軸ｃからの最短距離は、それに限定されることはないが、ここでは胴体部１の半径ｈと同一である。
【００４７】
気送子Ａ２は第１の実施例で示した気送子Ａとは異なり、第２つば部３ａに切り欠き部３１を備えているので、図１（Ｃ）に示した気送子Ａの傾きとは反対側に傾く。傾きは異なるが、傾くことによって安定した姿勢でパイプＰ内部を移動できることは同じである。
【００４８】
上記の実施例において、切り欠き部３１は胴体部１と同じ高さの位置まで切り欠かれているがそれに限定されるものではなく、切り欠き部３１と切り欠き部以外の部分に十分な気流の速度差が生じるものを広く採用することができる。
【００４９】
切り欠き部２１、３１はそれぞれ、第１つば部２、第２つば部３ａに１箇所ずつ設けられているがそれに限定されるものではなく、流体圧力によって生じる気送子への力が軸周りで釣り合わないようなものを広く採用することができる。
【００５０】
（第２の実施例）
図３に本発明に係る気送子の他の例の正面図を示す。
【００５１】
図３に示す気送子Ｂは、第１つば部及び第２つば部以外は第１実施例で示した気送子Ａと同一であり同一の部分には同一の符号が付してある。
【００５２】
気送子Ｂの第１つば部２ｂには切り欠き部２１ｂが設けられており、第２つば部３ｂにも切り欠き部３１ｂが形成されている。切り欠き部２１ｂ、３１ｂは気送子Ｂの進行方向から見て同じ位置（図面上では気送子Ｂの上側）に形成されている。
【００５３】
切り欠き部２１ｂ及び３１ｂの大きさは同一であり（つば部２ｂ及び３ｂを正面視で胴体部１と同じ高さになるように切り欠いた）等しい流体圧力による力が発生する。これによって気送子Ｂは切り欠き部２１ｂ、３１ｂ側に押され、パイプＰと接触した状態で安定した姿勢をとって、パイプＰ内部を移動する。
【００５４】
本実施例では切り欠き部２１ｂと切り欠き部３１ｂの大きさが等しいものを示したが、異なる大きさのものでも良い。そのとき、切り欠き部に作用する流体力が異なるので、傾いた状態で安定姿勢をとる。
【００５５】
また、本実施例では、切り欠き部２１ｂ及び３１ｂが気送子Ｂの進行方向から見て同じ位置に設けられているが、どちらかの切り欠き部を、軸ｃ回りに回転した位置にあるもの（図４参照）も採用できる。この場合も同様に切り欠き方向に引っ張られるので、傾いた状態で安定姿勢をとる。上記例はいずれも切り欠き部２１ｂ、３１ｂの大きさが同じであるが異なっていてもよい。
【００５６】
（第３の実施例）
図５に発明に係る気送子のさらに他の例の正面図を示す。
【００５７】
図５に示す気送子Ｃは、円筒形の胴体部１ｃと、胴体部１ｃに着脱可能にとり付けられたキャップ４ｃを有している。
【００５８】
胴体部１ｃは、内部が空洞でできており、その部分に物品を格納できるようになっており、キャップ４ｃによって脱落しないように蓋をすることができる。また、胴体部１ｃのキャップ４ｃがとり付けられた側とは反対側の端部には切り欠き部４１ｃが形成されている。
【００５９】
気流の流れの中にあるとき気送子Ｃは切り欠き部１１ｃで気流の速度が変化し、速度変化によって流体圧力が変化する。流体圧力の変化により切り欠き部４１ｃには、力が加わり結果として、傾いた状態で安定した姿勢をとる。
【００６０】
上記の実施例においては、切り欠き部１１ｃを胴体部１ｃの端部に設けているがこれに限定されるものではなく、胴体部１ｃの全長にわたって設けられているもの、端部以外の中間部に切り欠きを有するもの等、気流の変化により流体圧力の差を発生することができるものを広く採用することができる。切り欠きは必ずしも端部を含む必要はない。
【００６１】
上記実施例の気送子Ｃにおいては、切り欠き部１１ｃが直線状に切り取られているが、それに限定されるものではなく、例えば、図６に示す気送子Ｃ２ような断面形状Ｖ字型の切り欠き１１１ｃを有するもの等、切り欠き部において気流の変化が生じ、流体圧力の差が生じるものを広く採用できる。
【００６２】
（第４の実施例）
図７（Ａ）に本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図を、図７（Ｂ）に図７（Ａ）に示す気送子の左側面図を示す。
【００６３】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示す気送子Ｄは、円筒形の胴体部１ｄと、胴体部１ｄに着脱可能に取り付けられたキャップ４ｄを有している。
【００６４】
胴体部１ｄには、気流の流れを変化させるための抵抗部８ｄが、外周面に取り付けられている。抵抗部８ｄは胴体部１ｄの外周面に沿って、気密に連結されている。抵抗部８ｄは胴体部１ｄの円周方向の一部を覆うように形成されている。また、全長方向にも一部を覆う程度の形状を有している。
【００６５】
胴体部１ｄに抵抗部８ｄを取り付けることで、抵抗部８ｄが取り付けられた部分で気流の流速が変化して流体圧力が他の部分に比べて変化し、その部分に気送子Ｄの進行方向に対し垂直向きの力が作用する。それによって、気送子ＤはパイプＰに対して傾いた状態で姿勢を維持する。
【００６６】
傾いた状態で姿勢を維持することで、安定化しており、気流の速度変化による流体圧力に起因する振動は、防止することができる。
【００６７】
本実施例に用いた抵抗部８ｄは、胴体部１ｄの一部のみを覆う形状であったが、全長にわたって覆うものであってもよい。気流の変化によって、流体圧力の差が生じるものを広く採用できる。
また、胴体部１ｄの先端はテーパ状に形成されていてもよい。
【００６８】
（第５の実施例）
図８（Ａ）に本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図を、図８（Ｂ）に左側面図を示す。
【００６９】
図８（Ａ）、（Ｂ）に示す気送子Ｅは、先端部１１ｅ及び後端部１２ｅを有しており、気送子Ｅの開口部に蓋をするキャップ４ｅを備えている。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示しているように、先端部１１ｅと後端部１２ｅの中心がαずれている。そして、先端部１１ｅ及び後端部１２ｅが滑らかに連結された軸の曲がったテーパ形状を有している。
【００７０】
気送子Ｅ周りに気流が流れることで、気送子Ｅの図面上上側２ｅと下側３ｅの流線の長さが異なり、それゆえ両部分２ｅ、３ｅを流れる気流の流速がそれぞれ異なる。流速が異なることで、流体圧力の差が生じ、結果として力が作用する。予め力が作用しているので、気流の乱れによる流体圧力変化によって、気送子Ｅが振動することを防ぐことができる。
【００７１】
（第６の実施例）
図９（Ａ）に本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図を、図９（Ｂ）に左側面図を示す。
【００７２】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示す気送子Ｆの胴体部１ｆは同一半径を有する半円柱状の第１部材１３ｆと第２部材１４ｆを中心軸ｃｆ１、ｃｆ２をβずらした状態で貼り合わせた形状を有している。また、中空部に蓋をするキャップ４ｆを備えている。
【００７３】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す気送子Ｆの場合、第１部材１３ｆと第２部材１４ｆのずれによって生じる隙間１３１ｆ、１４１ｆの部分がほかの部分に比べて流速が変化するので、流体圧力の変化が生じ、圧力差による力が胴体部１ｆに加わる。それによって、気送子Ｆは安定して移動することができる。
【００７４】
本実施例の気送子Ｆは、第１部材１３ｆと第２部材１４ｆとが同じ半径の半円柱を貼り合わせたが、半径の異なるものであってもかまわない。
【００７５】
段差が徐々に小さくなって、端部においては滑らかに接続しているものも例示できる。
【００７６】
（第７の実施例）
図１０（Ａ）に本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図を、図１０（Ｂ）に左側面図を示す。
【００７７】
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す気送子Ｇは、図１０（Ｂ）上右側に半径Ｒの部分、図１０（Ｂ）上左側に半径ｒの部分を有しているものである。半径はＲ＞ｒとなっており、それにより円形状のパイプＰに挿入した場合、隙間の大きさに差ができ、流速に差が生じる。それにより、流体圧力に差が生じ、気送子Ｇには流体圧力に起因する力が作用し安定した姿勢を維持してパイプ内部を移動する。
【００７８】
このことより、気送子Ｇは常に流体圧力の差による力が作用しており、気流の変化による振動を抑えることができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によると、管路内で振動させることなく、所定の速度を保って物品を搬送することができる気送子を提供することができる。
【００８０】
また、本発明によると振動により物品、気送子、パイプ等の破損を生じることなく該物品を搬送することができる気送子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（Ａ）は本発明に係る気送子の一例の正面図であり、図（Ｂ）は側面図であり、図（Ｃ）は傾いた状態を示す正面図である。
【図２】図１に示す気送子の他の例の正面図である。
【図３】本発明に係る気送子の他の例の正面図である。
【図４】図３に示す気送子の他の例の正面図である。
【図５】本発明にかかる気送子のさらに他の例の正面図である。
【図６】図５に示す気送子の他の例の側面図である。
【図７】本願発明に係る気送子の正面図及び左側面図である。
【図８】本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図及び左側面図である。
【図９】本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図及び左側面図である。
【図１０】本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図及び左側面図である。
【図１１】本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図及び左側面図である。
【図１２】本発明に係る気送子のさらに他の例の正面図及び左側面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ　気送子
１　胴体部
２　第１つば部
２１　切り欠き部
３　第２つば部
３１　切り欠き部
４　キャップ
Ｐ　パイプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic element used for pneumatic equipment and a pneumatic method using the pneumatic element.
[0002]
[Prior art]
[0003]
As one of facilities for transporting goods to a destination, there is a pneumatic facility utilizing a flow of an airflow in a pipe. In the pneumatic equipment, a container for storing articles therein and transporting the goods to a remote place is referred to as a pneumatic element.
[0004]
The pneumatic equipment is used, for example, as a facility for transporting a sample (for example, a radioactive object such as a spent fuel rod dissolved in a strong acid) collected for inspection to a destination in a nuclear power plant. ing.
[0005]
FIG. 11 (A) is a front view of an example of a conventional pneumatic element, and FIG. 11 (B) is a side view of the pneumatic element shown in FIG. 11 (A).
[0006]
A pneumatic element 90 shown in FIG. 11A has a cylindrical body portion 91 and circular flange portions 92 and 93 having the same central axis as the body portion 91 at a position separated from the body portion 91. The body 91 has a tapered shape at one end 911 on the flange 92 side, and the other end 912 has an opening 95 of a space 98 for storing an article BP in a pneumatic element inside the main body. Have been. The opening 95 has a cap 94 for closing the opening 95. The pneumatic element 90 is a rotating body about the shaft 9c.
[0007]
The movement of the pneumatic element 90 in the pipe P will be described.
[0008]
The pneumatic element 90 disposed in the pipe P is formed by an air flow 96 or an air flow 97 in the pipe generated by an unillustrated blower or exhaust fan provided at an end of the pipe by pushing the pneumatic element 90. , Move in the pipe P in the same direction as the directions of the air flows 96 and 97. The diameters of the collars 92 and 93 are the same.
[0009]
In the pneumatic element 90, the diameter 9e of the collar portions 92 and 93 is set to a size that allows the air flows 96 and 97 in the pipe to effectively act on the pneumatic element 90. If the diameter 9e is the same as the pipe inner diameter d, the airflows 96 and 97 work most effectively on the pneumatic element 90, but a frictional force is generated between the pipe P and the flanges 92 and 93, and in the worst case, The pneumatic element 90 cannot move in the pipe P. In addition, there are problems such as the movement of the curved portion being impossible even though the movement is barely possible. Therefore, it is necessary to make the flange diameter 9e smaller than the pipe inner diameter d to provide the gap 9f. However, if the flange diameter 9e is smaller than the inner diameter d of the pipe, in other words, if the gap 9f is too large, the area of the pneumatic element 90 that receives the airflows 96 and 97 becomes small, and the airflow acting on the pneumatic element 90 is reduced. Is reduced, and as a result, the moving speed of the pneumatic element 90 decreases.
[0010]
Further, by providing the gap 9f, an airflow is generated in the gap 9f, so that a so-called gas bearing effect of preventing contact friction between the pipe P and the flange portions 92 and 93 can be generated. An airflow having substantially the same speed flows through the gap 9f, though there is a slight fluctuation. The air flows act on the pneumatic element 90 at equal or substantially equal pressure to each other, so that the pressure on the pneumatic element is balanced.
[0011]
Therefore, the size of the diameter 9e of the collar portions 92 and 93 is optimally selected from the moving speed of the pneumatic element, the inner diameter of the pipe, the air flow rate, the weight of the pneumatic element, the curvature of the pipe conduit, and the like.
[0012]
Further, in addition to those having the flange portions 92 and 93 as in the above-described embodiment, a pneumatic element having no collar portion is also conceivable. In that case, the diameter of the body of the pneumatic element approaches the inner diameter of the pipe.
[0013]
[Patent Document 1]
JP 2002-12322 A
[Problems to be solved by the invention]
However, even with a pneumatic element in which the diameter of the collar part is optimally set with respect to the moving speed of the pneumatic element, small irregularities on the pipe wall surface such as a joint portion of the pipe pipeline and internal processing defects, etc. The parts contact and decelerate. At this time, the gap 9f becomes smaller at the contact portion, the flow velocity of the air flow flowing through the gap 9f increases, and the moving direction of the air lancet toward the air lance at the contact portion of the outer surface of the air lance with the pipe inner wall. A force is generated perpendicular to. A slight change in the local fluid pressure applied to the pneumatic element changes the attitude of the pneumatic element.
[0015]
FIGS. 12A and 12B schematically show the state of this posture change. The pneumatic element 90 is moving in the direction of the arrow, and the pneumatic element 90 repeats the posture shown in FIG. 12A and the posture shown in FIG. State.
[0016]
When the pneumatic element starts to vibrate, the air flow in the pipe is disturbed, the moving speed of the pneumatic element decreases, and in some cases, the air element does not move along the pipeline and may continue to vibrate while remaining at one place. It is possible.
[0017]
Further, the speed reduction and the movement stop due to the vibration often occur when the pipeline is horizontal or vertical and straight.
[0018]
Vibration of the pneumatic element causes problems such as damage to articles stored therein, damage to the pneumatic element itself, and damage to the pipe.
[0019]
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a pneumatic element that can convey an article at a predetermined speed without vibrating in a pipeline.
[0020]
It is another object of the present invention to provide a pneumatic element that can convey an article, a pneumatic element, a pipe, and the like without being damaged by vibration.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present inventor has conducted studies and obtained the following findings.
The pneumatic element moves in the pipe while maintaining its posture with a delicate balance of the radial force, and once the balance of the force is broken, vibration is likely to occur. However, it has been found that when a part of the air lancet has a different shape, the air lancet moves in a stable posture.
[0022]
Therefore, the present invention relates to a pneumatic element that moves in a transport pipeline along an airflow in a pipe, and is formed in a cylindrical shape so that articles can be stored therein, and is generated in a moving direction. The streamline of the generated airflow is different at one or more places, and different portions of the streamline are biased.
[0023]
By doing so, the fluid pressure is different in the different part of the streamline as compared with other parts. When an air current flows in the moving direction of the air lance, the balance of the radial force of the air lance is lost, and the air lance moves in the pipe with a biased force applied thereto.
[0024]
As a result, even if the flow velocity of the airflow around the air lancet changes, a force due to the fluid pressure acts on the air lance in advance, so that the air lancet hardly tilts, and as a result, Generation of vibration can be suppressed.
[0025]
Examples of the pneumatic element include a pneumatic element having a non-point-symmetric cross-sectional shape.
[0026]
Since the cross-sectional shape is astigmatically symmetric, different streamlines can be formed in the pneumatic element, and the fluid pressure caused by the velocity difference caused by the different streamlines is not canceled out. The transmitter is always under pressure. Thereby, the pneumatic element can move in the pipe in a state where it is hard to vibrate.
[0027]
A pneumatic element whose three-dimensional shape is not a rotating body can be exemplified.
[0028]
If the pneumatic element is not a rotating body represented by rotation about an axis, the streamlines of the airflow flowing on the surface are different from each other, so that the velocity changes and the fluid pressure differs. The force caused by the difference in the fluid pressure continues to act on the pneumatic element, so that the pneumatic element moves stably and vibration of the pneumatic element can be prevented.
[0029]
An example in which the pneumatic element is provided with a notch can be exemplified.
[0030]
An example in which a member that disturbs the air flow is provided in the pneumatic element can be exemplified.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
FIG. 1 shows a front view of an example of a pneumatic element according to the present invention.
[0032]
A pneumatic element A shown in FIG. 1 includes a body portion 1 formed in a cylindrical shape, a first flange portion 2 formed on one end 11 side of the body portion 1, and the other end portion of the body portion 1. And a second flange portion 3 formed on the 12th side.
[0033]
The body 1 has one end 11 formed in a tapered surface, and the other end 12 formed with an opening for storing articles. The opening is provided with a cap 4 for covering. The body 1 is a rotating body about an axis c.
[0034]
The first brim portion 2 has a cutout portion 21 in which a part (upper side in the drawing) of the rotating body about the axis c is removed in a plane shape similarly to the body portion 1.
[0035]
The shortest distance of the notch 21 from the central axis c is not limited thereto, but is the same as the radius h of the body 1 here.
[0036]
The second flange 3 is a rotating body about the axis c, like the body, and has a radius e1 of a portion of the first flange 2 excluding the cutout portion 21 and a radius of the second flange 3. e2 is the same here but may be different. Any of the radii e1 and e2 that can sufficiently receive the flow of the airflow FL in the pipe P and can move the pneumatic element A at a sufficient speed can be widely used.
[0037]
The pneumatic element A reciprocates inside the pipe P to both the one end 11 side and the other end 12 side, but is not limited to this. For example, it moves only to the other end 12 side. You may do it.
[0038]
The air feeder A shown in FIG. 1 shows an example in which an airflow flows from one end 11 side to the other end 12 side, and arrows show the flow of the airflow FL.
[0039]
The airflow FL pushes the first flange 2 and simultaneously flows into the gap f between the first flange 11 and the inner wall of the pipe P. The airflow FL1 flowing into the gap f flows along the pipe as it is, and flows into the gap g between the second flange portion 3 and the pipe P. Since the areas of the gaps f and g are very small compared to the area inside the pipe P, the flow velocity of the air flow FL1 is much faster than the flow velocity of the air flow FL. In the notch 21, the notch 21 and the inner surface of the pipe P form a gap f1.
Since the area of the gap f is different from the area of the gap f1, the flow velocity of the airflow flowing through the gaps f and f1 is also different, and as a result, the fluid pressure acting on each of the gaps f and f1 is also different. Further, since the flow velocity flowing through the gaps f and f1 is high, even a small change in the area greatly changes the flow velocity, and therefore, the fluid pressure also largely changes.
[0041]
Due to the difference in the speed of the air flow FL1, a force M due to the fluid pressure acts on the cutout portion 21 of the air feeder A, as shown in FIG. As a result, the pneumatic element A stably moves inside the pipe P by the force M in an inclined posture (see FIG. 1C).
[0042]
Since the inside of the pipe P is moved while maintaining the posture in a state where the fluid pressure is applied in advance, it is hardly affected by the pressure change due to the turbulence of the air flow FL1.
[0043]
FIG. 2 is a front view of a pneumatic element according to another example of the present embodiment.
[0044]
The pneumatic element A2 shown in FIG. 2 is substantially the same as the pneumatic element A disclosed in the first embodiment, except for the first and second flanges. Substantially the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0045]
The pneumatic element A2 is composed of a first brim portion 2a, which is a rotating body about the axis c similarly to the body section 1, and a part of the rotating body about the axis c like the body section (in the drawing, It has a second flange 3a having a notch 31 with its upper side removed in a plane.
[0046]
The shortest distance of the notch 31 from the central axis c is not limited thereto, but is the same as the radius h of the body 1 here.
[0047]
The pneumatic element A2 differs from the pneumatic element A shown in the first embodiment in that the notch 31 is provided in the second flange portion 3a, so that the pneumatic element A shown in FIG. Lean to the side opposite to the tilt. Although the inclination is different, the fact that the inside of the pipe P can be moved in a stable posture by the inclination is the same.
[0048]
In the above embodiment, the notch 31 is cut out to a position at the same height as the body 1, but the present invention is not limited to this, and sufficient airflow is provided to the portion other than the notch 31 and the notch. Can be widely adopted.
[0049]
The notches 21 and 31 are provided in the first flange portion 2 and the second flange portion 3a, respectively. However, the present invention is not limited thereto. Can be widely adopted.
[0050]
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a front view of another example of the pneumatic element according to the present invention.
[0051]
The pneumatic element B shown in FIG. 3 is the same as the pneumatic element A shown in the first embodiment except for the first and second flanges, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0052]
The notch 21b is provided in the first flange 2b of the pneumatic element B, and the notch 31b is also formed in the second flange 3b. The notches 21b and 31b are formed at the same position (the upper side of the pneumatic element B in the drawing) when viewed from the traveling direction of the pneumatic element B.
[0053]
The notches 21b and 31b have the same size (the collars 2b and 3b are cut out so as to be the same height as the body 1 in a front view), and a force is generated by the same fluid pressure. As a result, the pneumatic element B is pushed toward the notches 21b and 31b, takes a stable posture in contact with the pipe P, and moves inside the pipe P.
[0054]
Although the notch 21b and the notch 31b have the same size in the present embodiment, they may have different sizes. At this time, since the fluid force acting on the notch portion is different, a stable posture is taken in an inclined state.
[0055]
In the present embodiment, the notches 21b and 31b are provided at the same position when viewed from the traveling direction of the pneumatic element B, but one of the notches is located at a position rotated about the axis c. (See FIG. 4) can also be employed. In this case as well, since it is similarly pulled in the notch direction, it takes a stable posture in an inclined state. In each of the above examples, the sizes of the notches 21b and 31b are the same, but may be different.
[0056]
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
[0057]
The pneumatic element C shown in FIG. 5 has a cylindrical body 1c and a cap 4c detachably attached to the body 1c.
[0058]
The body part 1c is made of a hollow inside, in which articles can be stored, and can be covered by a cap 4c so as not to fall off. A cutout portion 41c is formed at the end of the body 1c opposite to the side where the cap 4c is attached.
[0059]
When the airflow element C is in the airflow, the airflow velocity changes at the notch 11c, and the fluid pressure changes due to the speed change. A force is applied to the notch 41c due to a change in the fluid pressure, and as a result, the notch 41c assumes a stable posture in an inclined state.
[0060]
In the above embodiment, the notch 11c is provided at the end of the body 1c. However, the present invention is not limited to this. The notch 11c is provided over the entire length of the body 1c, and the intermediate portion other than the end is provided. A device that can generate a difference in fluid pressure due to a change in air flow, such as a device having a notch, can be widely used. The notch need not necessarily include the end.
[0061]
In the pneumatic element C of the above embodiment, the cutout portion 11c is cut out in a straight line. However, the present invention is not limited to this. For example, a V-shaped cross section like the pneumatic element C2 shown in FIG. A notch having a notch 111c, such as a notch, in which a change in airflow occurs in the notch and a difference in fluid pressure can be widely used.
[0062]
(Fourth embodiment)
FIG. 7A shows a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention, and FIG. 7B shows a left side view of the pneumatic element shown in FIG. 7A.
[0063]
The air feeder D shown in FIGS. 7A and 7B has a cylindrical body portion 1d and a cap 4d detachably attached to the body portion 1d.
[0064]
A resistance portion 8d for changing the airflow is attached to the outer peripheral surface of the body portion 1d. The resistance portion 8d is airtightly connected along the outer peripheral surface of the body portion 1d. The resistance portion 8d is formed so as to cover a part of the body portion 1d in the circumferential direction. In addition, it has such a shape as to partially cover the entire length direction.
[0065]
By attaching the resistance portion 8d to the body portion 1d, the flow velocity of the airflow changes at the portion where the resistance portion 8d is attached, the fluid pressure changes as compared with the other portions, and the traveling direction of the pneumatic element D A vertical force acts on. Thereby, the pneumatic element D maintains the posture while being inclined with respect to the pipe P.
[0066]
By maintaining the posture in an inclined state, the posture is stabilized, and the vibration caused by the fluid pressure due to the change in the speed of the air flow can be prevented.
[0067]
Although the resistance portion 8d used in this embodiment has a shape that covers only a part of the body portion 1d, it may cover the entire length. Those that generate a difference in fluid pressure due to a change in airflow can be widely used.
Further, the tip of the body portion 1d may be formed in a tapered shape.
[0068]
(Fifth embodiment)
FIG. 8A is a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention, and FIG. 8B is a left side view.
[0069]
8A and 8B has a front end 11e and a rear end 12e, and includes a cap 4e for covering an opening of the air lancet E. As shown in FIGS. 8A and 8B, the centers of the front end 11e and the rear end 12e are shifted by α. The front end 11e and the rear end 12e have a smoothly connected tapered shape with a shaft.
[0070]
The flow of the airflow around the pneumatic element E causes the lengths of the stream lines of the upper part 2e and the lower part 3e of the pneumatic element E to be different from each other in the drawing, so that the flow rates of the airflows flowing through the two portions 2e and 3e are different. The different flow velocities create a difference in fluid pressure, resulting in a force. Since the force is applied in advance, it is possible to prevent the pneumatic element E from vibrating due to a change in the fluid pressure due to the turbulence of the air flow.
[0071]
(Sixth embodiment)
FIG. 9A shows a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention, and FIG. 9B shows a left side view.
[0072]
9A and 9B, a body part 1f of a pneumatic element F is attached to a semi-cylindrical first member 13f and a second member 14f having the same radius with the central axes cf1, cf2 shifted by β. It has a matched shape. In addition, a cap 4f that covers the hollow portion is provided.
[0073]
In the case of the pneumatic element F shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B), the flow rates of the gaps 131f and 141f generated by the displacement of the first member 13f and the second member 14f change as compared with the other parts. Therefore, a change in fluid pressure occurs, and a force due to the pressure difference is applied to the body 1f. Thereby, the pneumatic element F can move stably.
[0074]
In the pneumatic element F of the present embodiment, the first member 13f and the second member 14f are bonded to each other with a semi-cylindrical column having the same radius, but they may have different radii.
[0075]
An example in which the step is gradually reduced and the ends are connected smoothly is also exemplified.
[0076]
(Seventh embodiment)
FIG. 10 (A) is a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention, and FIG. 10 (B) is a left side view.
[0077]
A pneumatic element G shown in FIGS. 10A and 10B has a radius R portion on the upper right side in FIG. 10B and a radius r portion on the upper left side in FIG. 10B. . The radius satisfies R> r, so that when inserted into a circular pipe P, there is a difference in the size of the gap, resulting in a difference in flow velocity. As a result, a difference is generated in the fluid pressure, and a force due to the fluid pressure acts on the pneumatic element G to move inside the pipe while maintaining a stable posture.
[0078]
Thus, the force caused by the difference in the fluid pressure acts on the pneumatic element G at all times, and vibration caused by a change in the air flow can be suppressed.
[0079]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pneumatic element which can convey an article at predetermined speed, without vibrating in a pipeline can be provided.
[0080]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a pneumatic element that can convey an article, a pneumatic element, a pipe, and the like without being damaged by vibration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view of an example of a pneumatic element according to the present invention, FIG. 1B is a side view, and FIG. 1C is a front view showing a tilted state.
FIG. 2 is a front view of another example of the pneumatic element shown in FIG.
FIG. 3 is a front view of another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 4 is a front view of another example of the pneumatic element shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a front view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 6 is a side view of another example of the pneumatic element shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a front view and a left side view of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 8 is a front view and a left side view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 9 is a front view and a left side view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 10 is a front view and a left side view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 11 is a front view and a left side view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
FIG. 12 is a front view and a left side view of still another example of the pneumatic element according to the present invention.
[Explanation of symbols]
A, B, C, D, E, F, G Pneumatic element 1 Body 2 First collar 21 Notch 3 Second collar 31 Notch 4 Cap P Pipe

Claims

A pneumatic element that travels inside the transport pipeline along with the airflow inside the pipe,
It is formed in a tubular shape so that articles can be stored inside,
The streamline of the airflow generated in the moving direction is different in one or more places,
A pneumatic element characterized in that portions having different streamlines are biased.

The pneumatic element according to claim 1, wherein the cross-sectional shape is asymmetry.

The pneumatic element according to claim 1 or 2, wherein the three-dimensional shape is a non-rotating body.

The pneumatic element according to claim 1, 2 or 3, wherein a notch is provided on the outer peripheral surface.

5. A pneumatic element according to claim 1, wherein a member for changing a streamline is attached to the outer peripheral surface.

A pneumatic method for conveying a pneumatic element inside the pipe by the flow of an air current inside the pipe, wherein the pneumatic element according to any one of claims 1 to 5 is used as the pneumatic element. Sending method.