JP2004293356A - Acoustic compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響共振に基づく振幅圧力変動を利用した、気体用音響圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
音響共振管の大径の基端の内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を、小径の先端部から音響共振管内へ吸入して吐出させるようになっている音響圧縮機は公知である。
【0003】
この音響圧縮機は、ピストンを軸線方向に微小振幅で往復させた際のピストンの運動に伴う管内気柱の共振現象により生じる音響定在波の振幅圧力変動を利用しているもので、作動部としては、音響共振管の基端内側に設けたピストンを高速で往復運動させる加振装置を備えているのみである。
【0004】
従って、構造がきわめて簡単で、故障のおそれも小さいという特長を有し、今後広く利用されるものと期待されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した音響圧縮機は、微振動するピストンのみによって、気体を吸入吐出させるものであるから、得られる圧縮比が小さいという本質的な問題がある。
【0006】
本発明は、音響圧縮機の利用範囲を大幅に広めるべく、きわめて簡単な手段により、高圧の圧縮気体を得ることができ、ひいては小型化を可能にしたもので、その具体的手段は、次の如くである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)音響共振管の大径の端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響圧縮機において、吐出行程に先立ち、音響共振管内を加圧するようにする。
【0008】
(2)上記(1)項において、音響共振管の小径の先端部に、外気吸入用逆止弁と、開弁抵抗が、外気吸入用逆止弁の開弁抵抗よりも大きい加圧気体吐出用逆止弁を設ける。
【0009】
(3)上記(1)項または(2)項において、音響共振管内に、その大径の基端部より小径の先端部付近へ至る圧力流体充填袋を装入する。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、請求項1または2記載の発明に係る音響圧縮機の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【0011】
この音響圧縮機は、音響共振管(1)の下端である大径の基端部に加振装置(2)を取付け、同じく上端である小径の先端部にバルブ装置(3)を取付けて構成されている。
【0012】
音響共振管(1)は、下端部が大径で、上端部が小径となっている共鳴孔(4)を有し、共鳴孔(4)の内面形状は、次式により表される1/2周期余弦関数形状となっている。すなわち、
【数式1】
L:共鳴孔の長さ
rP:下端部(加振側基端部)の半径
ro:上端部(吸込・吐出側先端部)の半径
で形成される1/2周期余弦関数形状となっている。
【0013】
加振装置(2)は支持台を兼ね、上面に、図に表れない適宜の振動ユニットによって、上下に振動させられるピストン(5)を備えている。ピストン(5)は軽合金からなり、共鳴孔(4)の下端部に嵌合され、その外周縁には、シール部材(6)が嵌設されている。
【0014】
音響共振管(1)は、下端に外向フランジ(7)を有し、この外向フランジ(7)を加振装置(2)の上面に重合し、外向フランジ(7)と加振装置(2)は、適数のボルト(8)をもって締着されている。
【0015】
バルブ装置(3)は、一側面に入口孔(9)を備え、かつ底壁(3a)の下面に外気吸入用の内向き逆止弁(10)付き吸入孔(11)を備える吸込室(12)と、他側面に出口孔(13)を備え、かつ底壁(3a)の上面に加圧気体吐出用の外向き逆止弁(14)付き吐出孔(15)を備える吐出室(16)を並設したもので、音響共振管(1)の小径の頂部に装着されている。
【0016】
内向きおよび外向き逆止弁(10)(14)は、それぞれ一端を、吸込室(12)の底面の下側、および吐出室(16)の底面の上側に止着した薄肉鋼板等からなるリード弁、あるいはゴム板弁からなっている。しかし、ボール式その他の型式のものであってもよい。
【0017】
外向き逆止弁(14)の開弁抵抗力は、内向き逆止弁(10)のそれに比して、かなり大きく定められている。その理由については、後で詳しく述べる。
吸込室(12)と吐出室(16)は、画壁(17)で区分されている。
【0018】
加振装置(2)の駆動周波数は、図示しないファンクションシンセサイザーにより制御され、ピストン(5)の加速度を、0.1Hz程度の精度で調整しうるようになっている。
【0019】
ピストン(5)が、音響共振管(1)の下端の大径の基端部で軸線方向に微小振幅で往復運動すると、これに伴い、音響共振管(1)内の圧力振幅が極小となったときに、外気は、入口孔(9)より吸入されて、吸込室(12)へ流入し、吸入孔(11)および内向き逆止弁(10)を経て、音響共振管(1)内へ吸入される。また、音響共振管(1)内の圧力振幅が極大となったときに、音響共振管(1)内から、吐出孔(15)および外向き逆止弁(14)を経て、加圧状態で、吐出室(16)より出口孔(13)を経て吐出する。
【0020】
前述したように、図示の実施形態において、吐出孔(15)における外向き逆止弁(14)の開弁抵抗力を、吸入孔(11)における内向き逆止弁(10)のそれよりもかなり大としてある。
【0021】
そのため、運転の初期において、ピストン(5)の作動により、吸入孔(11)および内向き逆止弁(10)を経て共鳴孔(4)内へ吸込まれた空気は、それに追随して、直ちに吐出孔(15)から吐出することはなく、共鳴孔(4)内の圧力が一定以上に上昇した後に、始めて外向き逆止弁(14)を開いて、吐出孔(15)および出口孔(13)より吐出させることとなる。
【0022】
従って、両逆止弁(10)(14)の開弁抵抗力が等しい場合に比して、ピストン(5)の往復運動により共鳴孔(4)内へ吸入吐出される気体の密度は大となり、ひいては吐出圧力および吐出量も大となる。
【0023】
図2は、本発明の他の実施形態を示す図1と同様の図である。
【0024】
図2に示す音響圧縮機は、基本的には図1で示したものと同様であるので、図1におけるのと同様の部材には、同一の符号を付してその説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
【0025】
図2においては、音響共振管(1)の共鳴孔(4)の内側面に沿って、上端部(18a)を吸入孔(11)および吐出孔(15)より若干低位としたゴム製の圧力袋(18)を重合し、圧力気体(19)を、開閉弁(20)を介して、音響共振管(1)の側壁に設けた送入孔(21)より、圧力袋(18)内へ送入して充填しうるようにしてある。
【0026】
そのため、ピストン(5)の往復運動により吸入孔(11)より共鳴孔(4)内へ吸入された気体は、圧力袋(18)の上端部(18a)を押圧して一定量変形させ、上端部(18a)の上下移動に伴って、外部気体が共鳴孔(4)内の上部の小径の先端部内へ吸引され、この部分における気体の圧力が一定値以上となった後、吐出孔(15)より吐出することとなる。
【0027】
このように、圧力袋(18)の小径の上端部(18a)は、ピストン(5)のストロークに比して、大きなストロークで、強力に往復運動するとともに、その上方における共鳴孔(4)の内側空間を加圧するので、大きな吐出圧力を得ることができる。
【0028】
【発明の効果】
請求項1記載の発明:ピストンの微振動により、吸入気体は強力で加圧されて吐出されるから、音響圧縮機を小型化して、高圧の圧縮気体を得ることができる。
【0029】
請求項2記載の発明:簡単な構成で、音響共振管の内圧を自動的に高めることにより、高い効率をもって、外気を吸入し、かつ加圧して吐出させることができる。
【0030】
請求項3記載の発明:簡単な構成で、起動直後より、音響共振管の内圧を、所望に従って高め、高圧の圧縮気体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【図2】本発明の異なる実施形態を略示する縦断正面図である。
【符号の説明】
(1)音響共振管
(2)加振装置
(3)バルブ装置
(3a)底壁
(4)共鳴孔
(5)ピストン
(6)シール部材
(7)外向フランジ
(8)ボルト
(9)入口孔
(10)内向き逆止弁
(11)吸入孔
(12)吸込室
(13)出口孔
(14)外向き逆止弁
(15)吐出孔
(16)吐出室
(17)画壁
(18)圧力流体充填袋
(18a)上端部
(19)圧力気体
(20)開閉弁
(21)送入孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic compressor for gas using amplitude pressure fluctuation based on acoustic resonance.
[0002]
[Prior art]
A piston is provided inside the large-diameter base end of the acoustic resonance tube, which can be reciprocated at a high speed in the axial direction with a small amplitude with a driving sound source, and the pressure fluctuation in the acoustic resonance tube due to the reciprocation of the piston causes gas to be released. A known acoustic compressor is designed so that it is sucked from a small-diameter end into an acoustic resonance tube and discharged.
[0003]
This acoustic compressor uses the amplitude pressure fluctuation of the acoustic standing wave generated by the resonance phenomenon of the air column in the pipe accompanying the movement of the piston when the piston is reciprocated at a small amplitude in the axial direction. Is merely provided with a vibrating device that reciprocates a piston provided inside the base end of the acoustic resonance tube at high speed.
[0004]
Therefore, it has features that the structure is extremely simple and the possibility of failure is small, and it is expected that it will be widely used in the future.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-described acoustic compressor sucks and discharges gas only by the micro-vibrating piston, there is an essential problem that the obtained compression ratio is small.
[0006]
The present invention is capable of obtaining a high-pressure compressed gas by a very simple means and thus miniaturizing the same in order to greatly widen the range of use of the acoustic compressor. It is like that.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) A piston is provided inside the large-diameter end of the acoustic resonance tube, which can be reciprocated at a high speed in the axial direction with a small amplitude with a driving sound source, and the pressure fluctuation in the acoustic resonance tube due to the reciprocation of the piston causes In an acoustic compressor adapted to suck gas into the acoustic resonance tube and discharge the gas from the small-diameter end portion, the interior of the acoustic resonance tube is pressurized prior to the discharge stroke.
[0008]
(2) In the above item (1), a check valve for outside air suction and a pressurized gas discharge whose valve opening resistance is larger than the valve opening resistance of the check valve for outside air suction are provided at the small-diameter end of the acoustic resonance tube. A check valve is provided.
[0009]
(3) In the above item (1) or (2), a pressure fluid filling bag extending from the large-diameter base end portion to the small-diameter distal end portion is inserted into the acoustic resonance tube.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view schematically showing an embodiment of an acoustic compressor according to the first or second aspect of the present invention.
[0011]
This acoustic compressor is configured such that a vibration device (2) is attached to a large-diameter base end which is a lower end of an acoustic resonance tube (1), and a valve device (3) is attached to a small-diameter distal end which is also an upper end. Have been.
[0012]
The acoustic resonance tube (1) has a resonance hole (4) having a large diameter at the lower end and a small diameter at the upper end, and the inner surface shape of the resonance hole (4) is represented by 1 / It has a two-period cosine function shape. That is,
[Formula 1]
L: length r P resonance holes: radius r o of the lower portion (under Fugawa proximal end): a half period cosine function shape formed by a radius of the upper end (suction and discharge side tip) ing.
[0013]
The vibrating device (2) also serves as a support table, and has on its upper surface a piston (5) that is vibrated up and down by an appropriate vibrating unit not shown in the figure. The piston (5) is made of a light alloy, is fitted to the lower end of the resonance hole (4), and a seal member (6) is fitted to the outer peripheral edge thereof.
[0014]
The acoustic resonance tube (1) has an outward flange (7) at the lower end, and the outward flange (7) is overlapped on the upper surface of the vibration device (2), and the outward flange (7) and the vibration device (2) are overlapped. Are fastened with an appropriate number of bolts (8).
[0015]
The valve device (3) is provided with an inlet hole (9) on one side and a suction chamber (11) with an inward check valve (10) for sucking outside air on the lower surface of the bottom wall (3a). 12) and a discharge chamber (16) provided with an outlet hole (13) on the other side surface and a discharge hole (15) with an outward check valve (14) for discharging pressurized gas on the upper surface of the bottom wall (3a). ) Are mounted side by side and mounted on the small diameter top of the acoustic resonance tube (1).
[0016]
The inward and outward check valves (10) and (14) are each formed of a thin steel plate or the like having one end fixed to the lower side of the bottom surface of the suction chamber (12) and the upper side of the bottom surface of the discharge chamber (16). It consists of a reed valve or a rubber plate valve. However, a ball type or other types may be used.
[0017]
The valve opening resistance of the outward check valve (14) is determined to be considerably larger than that of the inward check valve (10). The reason will be described in detail later.
The suction chamber (12) and the discharge chamber (16) are separated by an image wall (17).
[0018]
The drive frequency of the vibration device (2) is controlled by a function synthesizer (not shown), so that the acceleration of the piston (5) can be adjusted with an accuracy of about 0.1 Hz.
[0019]
When the piston (5) reciprocates with a small amplitude in the axial direction at the large-diameter base end at the lower end of the acoustic resonance tube (1), the pressure amplitude in the acoustic resonance tube (1) is minimized accordingly. At this time, the outside air is sucked through the inlet hole (9), flows into the suction chamber (12), passes through the suction hole (11) and the inward check valve (10), and enters the acoustic resonance tube (1). Inhaled to When the pressure amplitude in the acoustic resonance tube (1) reaches a maximum, the pressure is increased from the inside of the acoustic resonance tube (1) through the discharge hole (15) and the outward check valve (14). The liquid is discharged from the discharge chamber (16) through the outlet hole (13).
[0020]
As described above, in the illustrated embodiment, the opening resistance of the outward check valve (14) at the discharge hole (15) is greater than that of the inward check valve (10) at the suction hole (11). There is quite large.
[0021]
Therefore, in the early stage of the operation, the air sucked into the resonance hole (4) via the suction hole (11) and the inward check valve (10) by the operation of the piston (5) immediately follows the air and immediately follows it. No discharge is performed from the discharge hole (15), and after the pressure in the resonance hole (4) rises above a certain level, the outward check valve (14) is opened for the first time, and the discharge hole (15) and the outlet hole ( 13).
[0022]
Accordingly, the density of the gas sucked and discharged into the resonance hole (4) by the reciprocating motion of the piston (5) becomes larger than the case where the valve opening resistance of the two check valves (10) and (14) is equal. Consequently, the discharge pressure and the discharge amount also increase.
[0023]
FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing another embodiment of the present invention.
[0024]
Since the acoustic compressor shown in FIG. 2 is basically the same as that shown in FIG. 1, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the points will be described.
[0025]
In FIG. 2, the rubber pressure is set such that the upper end (18a) is slightly lower than the suction hole (11) and the discharge hole (15) along the inner surface of the resonance hole (4) of the acoustic resonance tube (1). The bag (18) is polymerized, and the pressurized gas (19) is introduced into the pressure bag (18) through the on-off valve (20) from the inlet (21) provided in the side wall of the acoustic resonance tube (1). It can be sent and filled.
[0026]
Therefore, the gas sucked into the resonance hole (4) from the suction hole (11) by the reciprocating motion of the piston (5) presses the upper end portion (18a) of the pressure bladder (18) and deforms by a certain amount. As the part (18a) moves up and down, the external gas is sucked into the small-diameter tip part in the upper part of the resonance hole (4), and after the gas pressure in this part reaches a certain value or more, the discharge hole (15) ).
[0027]
As described above, the small-diameter upper end portion (18a) of the pressure bladder (18) reciprocates strongly with a large stroke compared to the stroke of the piston (5), and the resonance hole (4) above the piston (5). Since the inner space is pressurized, a large discharge pressure can be obtained.
[0028]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the suction gas is strongly pressurized and discharged by the fine vibration of the piston, it is possible to reduce the size of the acoustic compressor and obtain a high-pressure compressed gas.
[0029]
The invention according to claim 2: With a simple configuration, by automatically increasing the internal pressure of the acoustic resonance tube, it is possible to inhale the external air and discharge it under pressure with high efficiency.
[0030]
The invention according to claim 3: With a simple configuration, the internal pressure of the acoustic resonance tube can be increased as desired immediately after startup, and a high-pressure compressed gas can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view schematically showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional front view schematically showing a different embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) Acoustic resonance tube (2) Vibration device (3) Valve device (3a) Bottom wall (4) Resonance hole (5) Piston (6) Seal member (7) Outward flange (8) Bolt (9) Inlet hole (10) Inward check valve (11) suction hole (12) suction chamber (13) outlet hole (14) outward check valve (15) discharge hole (16) discharge chamber (17) picture wall (18) pressure Fluid filling bag (18a) Upper end (19) Pressure gas (20) Open / close valve (21) Inlet
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003084398A JP2004293356A (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Acoustic compressor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003084398A JP2004293356A (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Acoustic compressor |
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JP2004293356A true JP2004293356A (en) | 2004-10-21 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006266204A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Anest Iwata Corp | Parallel type acoustic compressor |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003084398A patent/JP2004293356A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006266204A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Anest Iwata Corp | Parallel type acoustic compressor |
US7443060B2 (en) | 2005-03-25 | 2008-10-28 | Anest Iwata Corporation | Acoustic compressor with two resonators |
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