JP2006024379A - Pedestal with built-in flow path - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は流路内蔵型台座に関する。 The present invention relates to a pedestal with a built-in channel.
流路内蔵型台座は複数枚(例えば2枚)の平板状プレートを接合してなるものであって、前記平板状プレートのうちの少なくとも1枚の平板状プレートの接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面(平板状プレートの表面)に機器が取り付けられるものである。 The channel built-in type pedestal is formed by joining a plurality of (for example, two) flat plate plates, and a groove formed on a bonding surface of at least one flat plate of the flat plate plates is formed into a fluid. As a flow path, a device is attached to the pedestal surface (the surface of the flat plate) on one side or both sides.
即ち、流路内蔵型台座はロジックプレート又は集積配管などとも称されるものであり、機器を取り付けるための台座として機能するものであり、且つ、流路内蔵型台座を構成する平板状プレートの接合面に形成された複数の溝を流体の流路として内蔵し、これらの流路(溝)がそれぞれ配管として機能することにより、集積配管としても機能するものである。また、流路内蔵型台座(平板状プレート)には、バルブなどの小型機器、センサやスイッチなどの電気部品、電気配線、プリント基板などで構成された制御機器などの各種機器が内蔵されることもある。 That is, the flow path built-in pedestal is also referred to as a logic plate or an integrated pipe, and functions as a pedestal for mounting equipment, and is joined to the flat plate constituting the flow path built-in pedestal. A plurality of grooves formed on the surface are incorporated as fluid flow paths, and each of these flow paths (grooves) functions as a pipe, thereby functioning as an integrated pipe. The built-in channel base (flat plate) contains various devices such as small devices such as valves, electrical components such as sensors and switches, electrical wiring, and control devices composed of printed circuit boards. There is also.
かかる流路内蔵型台座は、例えば家庭用などの固定用の燃料電池発電システムもしくは車載用の燃料電池発電システム、又は、列車のエアブレーキシステム等の流体制御システムなど、各種の産業分野における各種のシステムに適用されている。そして、流路内蔵型台座は、これらのシステムを構成する部品や装置などの各種機器を台座表面に取り付けること、前記機器を連結する複雑な配管に代えて内蔵流路(溝)を設けること(内蔵流路を前記配管として機能させること)、更には電気配線なども内蔵することにより、コンパクトに一体化した家庭用の燃料電池発電ユニットなどの固定式ユニットや、車載用の燃料電池発電ユニットなどの可動式ユニットなどの実現に供されている。 Such a flow path built-in pedestal is used in various industrial fields such as a stationary fuel cell power generation system for home use or a vehicle fuel cell power generation system, or a fluid control system such as a train air brake system. Applied to the system. And the flow channel built-in type pedestal is provided with various devices such as parts and devices constituting these systems on the surface of the pedestal, and provided with a built-in flow channel (groove) instead of the complicated piping connecting the devices ( The built-in flow path functions as the piping), and further, by incorporating electric wiring and the like, a fixed unit such as a household fuel cell power generation unit that is compactly integrated, an in-vehicle fuel cell power generation unit, etc. It is used for the realization of movable units.
流路内蔵型台座の具体的な構成例としては、既に様々なものが提案されているが、例えば下記の[特許文献1]で開示された構成を挙げることができる。ここでは、図7、図8(a)及び図8(b)に基づいて、従来の流路内蔵型台座の構成例について説明する。図7は従来の流路内蔵型台座の全体構成の概要を示す分解斜視図、図8(a)は従来の流路内蔵型台座の一部を詳細に示す断面図、図8(b)は図8(a)のA−A線矢視断面図である。 Various specific examples of the configuration of the channel-embedded pedestal have already been proposed. For example, the configuration disclosed in the following [Patent Document 1] can be given. Here, based on FIG. 7, FIG. 8 (a) and FIG. 8 (b), the structural example of the conventional flow-path built-in type base is demonstrated. FIG. 7 is an exploded perspective view showing an outline of the overall configuration of a conventional channel built-in pedestal, FIG. 8A is a cross-sectional view showing a part of a conventional channel built-in pedestal in detail, and FIG. It is AA arrow sectional drawing of Fig.8 (a).
これらの図7、図8(a)及び図8(b)に示すように、流路内蔵型台座1は、平板状プレートである上プレート2と、他の平板状プレートである下プレート3とを、下記の[特許文献2]などで公知の摩擦攪拌接合法や接着剤等の適宜の接合手段により接合してなるものである。流路内蔵型台座1の片側の表面、即ち上プレート2の表面2aには、例えば燃料電池発電システムや流体制御システムなどを構成する部品や装置などの各種の機器4が取り付けられている(図7では上プレート表面2a上の機器4を一点鎖線で示している)。即ち、流路内蔵型台座1は機器4を取り付けるための台座としての機能を果している。
As shown in FIGS. 7, 8 (a) and 8 (b), the flow path built-in pedestal 1 includes an
図7では、機器4を、図7に示すように下プレート3に植え込まれ、且つ、上プレート2のボルト孔2aに挿通される植え込みボルト5Aと、この植え込みボルト5Aに螺合されるナット6Aとにより、上下プレート2,3とともに締結して、台座表面(上プレート表面2a)に固定するようになっている。図8では、機器4を、上下プレート2,3に形成されたボルト孔2b,3aに挿通された貫通ボルト5Bと、この貫通ボルト5Bに螺合されたナット6Bとにより、上下のプレート2,3とともに締結されて、台座表面(上プレート表面2a)に固定されている。
In FIG. 7, the
そして、図7、図8(a)及び図8(b)に示すように、下プレート3の接合面3bには、エンドミル、フライス盤、ボール盤などの適宜の加工手段によって複数の溝7が形成されている。
As shown in FIGS. 7, 8 (a) and 8 (b), a plurality of
これらの溝7は、それぞれ所定の断面積(流体の流れる方向と直交する断面の面積:図8(b)参照)を有し、且つ、適当な長さと方向に形成されている。そして、この下プレート3に形成された溝7を覆うようにして(溝7に蓋をするようにして)、上プレート2が、下プレート3に接合されている。かくして、流路内蔵型台座1の内部には、溝7からなる流体の流路が形成される。
Each of the
また、上プレート2には連通孔8が形成されており、溝7は、これらの連通孔8を介して機器4に連通されている。即ち、流路内蔵型台座1には複数の溝7が流体の流路として内蔵されており、これらの内蔵流路(溝7)が、機器5同士を連結する配管としての機能を担っている。つまり、流路内蔵型台座1は、集積配管としての機能も果たしている。各溝7(内蔵流路)の断面積は、各溝7内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定され、各溝7(内蔵流路)の長さや方向は、各機器4の配置などによって決定される。なお、図中の9は機器4と上プレート2(連通孔8)との間に介設されたシール用のOリングである。
Further,
上記のように、溝(内蔵流路)の断面積は溝内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定されるため、例えば、大流量の流体を必要とする場合や、高粘性流体を低い圧力損失で流動させる場合などには、溝(内蔵流路)の断面積を大きくする必要がある。一方、圧力空気による機器の制御等に供する場合のように圧力は伝達するが、流量は少量でよい場合などには、溝(内蔵流路)の断面積は小さくてもよい。 As described above, the cross-sectional area of the groove (built-in flow path) is determined from the properties of the fluid flowing in the groove, the flow velocity, the pressure loss, and the like. When the fluid is caused to flow with a low pressure loss, it is necessary to increase the cross-sectional area of the groove (built-in channel). On the other hand, the pressure is transmitted as in the case of control of equipment using pressurized air, but the cross-sectional area of the groove (built-in flow path) may be small when the flow rate may be small.
また、圧力空気や圧油やなどの作動流体を、主流路から複数の支流路に分流して、各シリンダや各バルブなどを作動させるような場合には、主流路となる溝(内蔵流路)は、大流量の作動流体を流す必要があるため、断面積を大きくする必要がある一方、支流路となる溝(内蔵流路)は、小流量の作動流体を流すだけでよいため、断面積を小さくしてもよい。 In addition, when working fluid such as pressurized air or pressurized oil is divided from the main flow path to a plurality of branch flow paths to operate each cylinder or each valve, a groove (built-in flow path) ) Requires a large flow of working fluid, so the cross-sectional area must be increased. On the other hand, the groove (built-in flow path) that serves as the branch flow path only needs to flow a small flow of working fluid. The area may be reduced.
そして、このように他の配管に比べて口径が非常に大きな大口径配管が混在するシステムに流路内蔵型台座を適用して、ユニット化を図ろうとする場合、従来の流路内蔵型台座では、前記大口径配管も溝(内蔵流路)に置き換えることになる。 And, when applying a built-in channel type pedestal to a system in which large-diameter pipes with a very large diameter compared to other pipes are mixed in this way, The large-diameter pipe is also replaced with a groove (built-in channel).
このため、例えば図9に例示すように下プレート3には、前記大口径配管として機能する大きな断面積の溝7A(内蔵流路)と、前記他の配管として機能する小さな断面積の溝7B(内蔵流路)とを形成する必要がある。従って、この場合には、一部の溝7Aの大きな断面積を確保するだけのために下プレート3全体の厚さhを大きくする必要がある。このため、下プレート3には無駄な部分が多くなり、この下プレート3によって構成される流路内蔵型台座1も、大きくて重いものになってしまう。
For this reason, for example, as shown in FIG. 9, the
従って、この場合、固定式ユニットや可動式ユニットにおけるユニット全体のコンパクト化や軽量化の妨げとなり、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどを困難にしていた。 Therefore, in this case, the entire unit of the fixed unit and the movable unit is hindered from being made compact and lightweight, and it has been difficult to reduce the installation space and improve the ease of transportation.
また、図10には、構成機器として圧力空気などを貯留するタンク11が存在するシステムの構成例を示している。 FIG. 10 shows a configuration example of a system in which a tank 11 for storing pressurized air or the like is present as a component device.
このシステムでは、架台12上にフレーム13を固定され、このフレーム13にタンク11を取り付けられている。このようなシステムに流路内蔵型台座を適用する場合にも、配管だけでなく、タンク11も溝(内蔵流路)に置き換えようとすると、非常に断面積の大きな溝(内蔵流路)をプレートに形成する必要があり、プレート全体の厚みが大きくなり過ぎてしまう。このため、上記と同様の問題を生じることになり、製作も困難である。
In this system, a
従って本発明は上記の事情に鑑み、流路内蔵型台座を構成する平板状プレートの厚さを大きくすることなく、大口径配管やタンクなどとして機能する中空構造部を備えることができる流路内蔵型台座を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention has a built-in flow path that can be provided with a hollow structure part that functions as a large-diameter pipe or a tank without increasing the thickness of the flat plate constituting the built-in flow path type pedestal. An object is to provide a mold base.
上記課題を解決する第1発明の流路内蔵型台座は、複数枚の平板状プレートを接合してなるものであり、前記平板状プレートのうちの少なくとも1枚の接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、
屈曲プレートを片側又は両側の台座表面に接合することにより、少なくとも前記平板状プレートの厚さ方向における寸法が前記溝の前記厚さ方向における寸法に比べて大きな中空構造部を、前記片側又は両側の台座表面に形成したことを特徴とする。
The channel-embedded pedestal of the first invention that solves the above problems is formed by joining a plurality of flat plates, and a groove formed on at least one of the flat plates is formed as a fluid. In the built-in channel type pedestal in which the device is mounted on the surface of the pedestal on one side or both sides.
By joining the bent plate to the pedestal surface on one or both sides, at least the hollow structure portion in the thickness direction of the flat plate is larger than the dimension in the thickness direction of the groove on the one or both sides. It is formed on the pedestal surface.
また、第2発明の流路内蔵型台座は、第1発明の流路内蔵型台座において、
前記屈曲プレートは流路部材であり、前記中空構造部は流体の流路であることを特徴とする。
Further, the channel-embedded pedestal of the second invention is the channel-embedded pedestal of the first invention,
The bent plate is a flow path member, and the hollow structure portion is a fluid flow path.
また、第3発明の流路内蔵型台座は、第1発明の流路内蔵型台座において、
前記屈曲プレートはタンク部材であり、前記中空構造部は流体を貯留するタンクであることを特徴とする。
Further, the channel-embedded pedestal of the third invention is the channel-embedded pedestal of the first invention,
The bent plate is a tank member, and the hollow structure portion is a tank for storing a fluid.
また、第4発明の流路内蔵型台座は、第3発明の流路内蔵型台座において、
前記タンク部材を前記両側の台座表面に接合して、前記タンクを前記両側の台座表面に形成し、且つ、これらのタンクを、前記平板状プレートを前記厚さ方向に貫通した連通孔によって連通させることにより、一体のものとしたことを特徴とする。
Further, the channel-embedded pedestal of the fourth invention is the channel-embedded pedestal of the third invention,
The tank members are joined to the pedestal surfaces on both sides, the tanks are formed on the pedestal surfaces on both sides, and these tanks are communicated with each other through a communication hole penetrating the flat plate in the thickness direction. Therefore, it is characterized by being integrated.
第1発明の流路内蔵型台座によれば、複数枚の平板状プレートを接合してなるものであり、前記平板状プレートのうちの少なくとも1枚の接合面に形成した溝を流体の流路として内蔵し、且つ、片側又は両側の台座表面に機器が取り付けられる流路内蔵型台座において、屈曲プレートを片側又は両側の台座表面に接合することにより、少なくとも前記平板状プレートの厚さ方向における寸法が前記溝の前記厚さ方向における寸法に比べて大きな中空構造部を、前記片側又は両側の台座表面に形成したことを特徴とするため、平板状プレート全体の厚みを大きくすることなく、大口径配管、タンク又は収容部などとして機能する断面積の大きな(少なくともプレート厚さ方向の寸法が溝(内蔵流路)よりも大きな)中空構造部を、流路内蔵型台座に備えることができる。 According to the channel-embedded pedestal of the first invention, a plurality of flat plates are joined together, and a groove formed on at least one joining surface of the flat plates is formed as a fluid flow passage. In the pedestal with a built-in flow path in which a device is mounted on the surface of one or both sides of the pedestal, and at least the dimension in the thickness direction of the flat plate plate is joined to the surface of the pedestal on one or both sides. Is formed on the surface of the pedestal on one side or both sides with a large hollow structure portion as compared with the dimension in the thickness direction of the groove. A hollow structure with a large cross-sectional area (at least the dimension in the plate thickness direction is larger than the groove (built-in channel)) that functions as a pipe, tank, or storage unit. It can be provided to.
従って、大口径配管、タンク又は収容部などを要するシステムに本発明の流路内蔵型台座を適用して固定式ユニットや可動式ユニットを構成する場合にも、ユニット全体のコンパクト化や軽量化を図ることができるため、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどが可能となる。勿論、かかる効果は中空構造部の断面積(プレート厚さ方向の寸法)と溝(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法)との差が大きいほど顕著である。 Therefore, even when a fixed unit and a movable unit are configured by applying the pedestal with a built-in flow path of the present invention to a system that requires a large-diameter pipe, a tank, or a housing portion, the entire unit can be made compact and lightweight. Therefore, it is possible to reduce the installation space and improve the ease of transportation. Of course, this effect becomes more prominent as the difference between the cross-sectional area of the hollow structure portion (dimension in the plate thickness direction) and the cross-sectional area of the groove (built-in channel) (dimension in the plate thickness direction) increases.
また、第2発明の流路内蔵型台座によれば、第1発明の流路内蔵型台座において、前記屈曲プレートは流路部材であり、前記中空構造部は流体の流路であることを特徴とするため、平板状プレート全体の厚みを大きくすることなく、大口径配管として機能する断面積の大きな(少なくともプレート厚さ方向の寸法が溝(内蔵流路)よりも大きな)流路を備えることができる。 According to the channel-embedded pedestal of the second invention, in the channel-embedded pedestal of the first invention, the bent plate is a channel member, and the hollow structure portion is a fluid channel. Therefore, a large cross-sectional area (at least the dimension in the plate thickness direction is larger than the groove (internal flow path)) that functions as a large-diameter pipe without increasing the thickness of the entire flat plate. Can do.
従って、大口径配管が混在するシステムに本発明の流路内蔵型台座を適用して固定式ユニットや可動式ユニットを構成する場合にも、ユニット全体のコンパクト化や軽量化を図ることができるため、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどが可能となる。勿論、かかる効果は流路の断面積(プレート厚さ方向の寸法)と溝(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法)との差が大きいほど顕著である。 Therefore, even when a fixed unit or movable unit is configured by applying the pedestal with a built-in flow path of the present invention to a system in which large-diameter pipes are mixed, the entire unit can be made compact and lightweight. It is possible to reduce the installation space and improve the ease of transportation. Of course, such an effect becomes more prominent as the difference between the cross-sectional area of the flow path (dimension in the plate thickness direction) and the cross-sectional area of the groove (built-in flow path) (dimension in the plate thickness direction) increases.
また、第3発明の流路内蔵型台座によれば、第1発明の流路内蔵型台座において、前記屈曲プレートはタンク部材であり、前記中空構造部は流体を貯留するタンクであることを特徴とするため、平板状プレート全体の厚みを大きくすることなく、断面積の大きな(少なくともプレート厚さ方向の寸法が溝(内蔵流路)よりも大きな)タンクを備えることができる。 Further, according to the flow path built-in type pedestal of the third invention, in the flow path built-in type pedestal of the first invention, the bent plate is a tank member, and the hollow structure part is a tank for storing a fluid. Therefore, a tank having a large cross-sectional area (at least the dimension in the plate thickness direction is larger than that of the groove (built-in flow path)) can be provided without increasing the thickness of the entire flat plate.
従って、タンクを要するシステムに本発明の流路内蔵型台座を適用して固定式ユニットや可動式ユニットを構成する場合にも、ユニット全体のコンパクト化や軽量化を図ることができるため、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどが可能となる。勿論、かかる効果はタンクの断面積(プレート厚さ方向の寸法)と溝(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法)との差が大きいほど顕著である。 Therefore, even when a fixed unit or a movable unit is configured by applying the pedestal with a built-in channel according to the present invention to a system that requires a tank, the entire unit can be made compact and light, so that the installation space can be reduced. Can be reduced, and the ease of transportation can be improved. Of course, this effect becomes more prominent as the difference between the cross-sectional area of the tank (dimension in the plate thickness direction) and the cross-sectional area of the groove (built-in channel) (dimension in the plate thickness direction) increases.
また、第4発明の流路内蔵型台座によれば、第3発明の流路内蔵型台座において、前記タンク部材を前記両側の台座表面に接合して、前記タンクを前記両側の台座表面に形成し、且つ、これらのタンクを、前記平板状プレートを前記厚さ方向に貫通した連通孔によって連通させることにより、一体のものとしたことを特徴とするため、両側のタンクを一体の大容量タンクとして活用することができる。即ち、平板状プレート全体の厚みを大きくすることなく、大容量のタンクを流路内蔵型台座に備えることができる。 Further, according to the flow path built-in type pedestal of the fourth invention, in the flow path built-in type pedestal of the third invention, the tank member is joined to the surface of the pedestal on both sides, and the tank is formed on the surface of the pedestal on both sides. In addition, these tanks are integrated by connecting the flat plate plate with a communication hole penetrating in the thickness direction, so that the tanks on both sides are integrated into a large-capacity tank. Can be used as That is, a large-capacity tank can be provided on the channel-embedded pedestal without increasing the thickness of the entire flat plate.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
<実施の形態例1>
図1は本発明の実施の形態例1に係る流路内蔵型台座の構成を示す平面図、図2は図1のB−B線矢視断面図、図3は図1のC−C線矢視断面図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a channel built-in type pedestal according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 3 is a line CC in FIG. It is arrow sectional drawing.
これらの図1、図2及び図3に示すように、流路内蔵型台座21はロジックプレート又は集積配管などとも称され、平板状プレートである上プレート22と、他の平板状プレートである下プレート23とを、所要の接合強度などに応じて適宜選択される摩擦攪拌接合法や接着剤などの接合手段により、接合してなるものである。流路内蔵型台座21の片側(図示例では上側)の表面、即ち、上プレート22の表面22aには、例えば燃料電池発電システムや流体制御システムなどを構成する部品や装置等の各種機器54A,54Bが取り付けられている。即ち、流路内蔵型台座21は、機器24A,24Bを取り付けるための台座としての機能を果している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the channel-embedded
機器24A,24Bは、上下のプレート22,23に形成されたボルト孔22b,23aに挿通された貫通ボルト25と、この貫通ボルト25に螺合されたナット26とにより、上下のプレート22,23とともに締結されて、台座表面(上プレート表面22a)に固定されている。
The devices 24 </ b> A and 24 </ b> B include upper and
また、下プレート23の接合面23bには、エンドミル、フライス盤、ボール盤などの適宜の加工手段によって複数の溝27が形成されている。これらの溝27は所定の断面積(流体の流れる方向と直交する断面の面積:図2参照)を有し、且つ、適当な長さと方向に形成されている。そして、上プレート22が、これらの溝27を覆うようにして(溝27に蓋をするようにして)下プレート23に接合されることにより、流体の流路が形成されている。なお、各溝27の断面積は、各溝27内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定され、各溝27の長さや方向は各機器24Aの配置などによって決定される。
A plurality of
但し、これらの溝27の断面積には大きな差がない。更に言えば、これらの溝27は、少なくとも上下のプレート22,23の厚さ方向(図2中の上下方向:以下、単にプレート厚さ方向という。)における寸法h1,h2に大きな差がない。つまり、本実施の形態例1では、断面積(プレート厚さ方向の寸法h1,h2)が比較的小さくてあまり差のない流路だけを、下プレート接合面23aの溝27による内蔵流路として形成している。換言すれば、下プレート23は、断面積(プレート厚さ方向の寸法h1,h2)が比較的小さい溝27(内蔵流路)を形成可能な程度の薄い板厚のものである。
However, there is no significant difference in the cross-sectional areas of these
上プレート22には連通孔29が形成されており、溝27は、これらの連通孔29を介して機器24Aに連通されている。即ち、流路内蔵型台座21には複数の溝27が流体の流路として内蔵されており、これらの溝27(内蔵流路)が、機器24A同士を連結する配管としての機能を担っている。即ち、流路内蔵型台座21は、集積配管としての機能も果たしている。なお、図中の31は機器24A,24Bと上プレート22(連通孔29)との間に介設されたシール用のOリングである。
A
そして、大口径配管に相当する流路を必要とする機器24Bの間には、これに対応する下プレート23の表面23cの所定位置に屈曲プレートとしての流路部材28が接合されている。この流路部材28は上下のプレート22,23とは別に用意された適当な肉厚の屈曲プレートである。かかる流路部材28を下プレート表面23cに接合することにより、上記の溝27からなる内蔵流路に比べて断面積の大きな中空構造部としての流路30が形成されている。即ち、この流路30は、プレート接合面に形成された内蔵流路ではなく、台座表面(下プレート表面23c)に形成された流路である。
And between the
流路30は、大流量の流体を流すこと、或いは、高粘性流体を低い圧力損失で流動させることなどの理由から、溝27によって形成された内蔵流路に比べて、断面積(流体の流れる方向と直交する断面の面積:図2参照)が非常に大きなものとなっている。即ち、流路30のプレート厚さ方向の寸法h3は、溝27によって形成された内蔵流路のプレート厚さ方向の寸法h1,h2に比べて非常に大きなものとなっている。
The
流路部材28は、図2のように断面形状がU字状に屈曲した鋼製やアルミニウム製などの屈曲プレートである。また、流路部材28の周縁部には、下プレート23への接合部となるフランジ部28aが、外側に向かって突設されている。
The
このような形状の流路部材28は、例えば鋼板やアルミニウム板などの平板状で適当な肉厚のプレートをプレス加工等の加工手段によって屈曲させることや、鋳造などの手段によって、製作することができる。そして、流路部材28のフランジ部28aを、摩擦攪拌接合法や他の溶接手段、或いは接着などにより、下プレート23の表面23cに接合することによって、大口径配管としての機能を担う断面積(プレート厚さ方向の寸法h3)の大きな流路30が形成されている。
The
流路部材28のフランジ部28aは、その全周にわたって下プレート23に接合されており、この接合部からの流路30を流れる流体の漏洩を防止している。流路30の長さや方向、即ち、流路部材28の長さや方向は、各機器24Bの配置などによって決定されている。
The flange portion 28a of the
また、上下のプレート22,23には連通孔29が形成されており、流路30は、これらの連通孔29を介して機器24Bに連通されている。なお、流路部材28の断面形状は、必ずしもU字状に限定するものでなく、例えば半円形状などの円弧状であってもよい。また、流路部材28は、下プレート23の表面23cに限らず、上プレート22の表面22aに接合してもよい。
In addition, communication holes 29 are formed in the upper and
以上のように、本実施の形態例1の流路内蔵型台座21によれば、流路部材28を片側の台座表面(下プレート表面23c又は上プレート表面22a)又は両側の台座表面(下プレート表面23c及び上プレート表面22a)に接合すること、即ち大口径配管を要する場所に流路部材28を接合することにより、断面積(プレート厚さ方向の寸法h3)が溝27(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法h1,h2)に比べて大きな流路30を形成したため、下プレート23全体の厚みや上プレート22全体の厚みを大きくすることなく、大口径配管として機能する断面積の大きな(プレート厚さ方向の寸法h3が溝27(内蔵流路)のプレート厚さ方向の寸法h1,h3よりも大きな)流路30を備えることができる。
As described above, according to the flow path built-in
従って、大口径配管が混在するシステムに本発明の流路内蔵型台座を適用して固定式ユニットや可動式ユニットを構成する場合にも、ユニット全体のコンパクト化や軽量化を図ることができるため、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどが可能となる。勿論、かかる効果は流路30の断面積(プレート厚さ方向の寸法h3)と溝27(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法h1,h2)との差が大きいほど顕著である。 Therefore, even when a fixed unit or movable unit is configured by applying the pedestal with a built-in flow path of the present invention to a system in which large-diameter pipes are mixed, the entire unit can be made compact and lightweight. It is possible to reduce the installation space and improve the ease of transportation. Of course, such an effect becomes more prominent as the difference between the cross-sectional area of the flow path 30 (dimension h3 in the plate thickness direction) and the cross-sectional area of the groove 27 (built-in flow path) (dimensions h1 and h2 in the plate thickness direction) increases. is there.
<実施の形態例2>
図4は本発明の実施の形態例2に係る流路内蔵型台座の構成を示す平面図、図5は図1のB−B線矢視断面図である。また、図6は前記流路内蔵型台座におけるタンク部の他の構成を示す断面図である。
<
4 is a plan view showing a configuration of a channel built-in type pedestal according to
図4及び図5に示すように、流路内蔵型台座41はロジックプレートや集積配管などとも称され、平板状プレートである上プレート42と、他の平板状プレートである下プレート43とを、所要の接合強度などに応じて適宜選択される摩擦攪拌接合法や接着剤などの接合手段により、接合してなるものである。流路内蔵型台座41の片側(図示例では上側)の表面、即ち、上プレート42の表面42aには、例えば燃料電池発電システムや流体制御システムなどを構成する部品や装置等の各種機器44A,44Bが取り付けられている。即ち、流路内蔵型台座41は、機器44A,44Bを取り付けるための台座としての機能を果している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the flow path built-in
機器44A,44Bは、上下のプレート42,43に形成されたボルト孔42b,43aに挿通された貫通ボルト45と、この貫通ボルト45に螺合されたナット46とにより、上下のプレート42,43とともに締結されて、台座表面(上プレート表面42a)に固定されている。
The
また、下プレート43の接合面43bには、エンドミル、フライス盤、ボール盤などの適宜の加工手段によって複数の溝47が形成されている。これらの溝47は所定の断面積(流体の流れる方向と直交する断面の面積:図5参照)を有し、且つ、適当な長さと方向に形成されている。そして、上プレート42が、これらの溝47を覆うようにして(溝47に蓋をするようにして)下プレート43に接合されることにより、流体の流路が形成されている。なお、各溝47の断面積は、各溝47内を流動する流体の性状、流速及び圧力損失などから決定され、各溝47の長さや方向は、各機器44A,44Bやタンク48(詳細後述)の配置などによって決定される。
A plurality of
但し、これらの溝47の断面積には大差がない。更に言えば、これらの溝47は、少なくとも上下のプレート42,43の厚さ方向(図5中の上下方向:以下、単にプレート厚さ方向という)における寸法h4,h5に大きな差がない。換言すれば、下プレート43は、断面積(プレート厚さ方向の寸法h4,h5)が比較的小さい溝47(内蔵流路)を形成可能な程度の薄い板厚のものである。
However, there is no great difference in the cross-sectional areas of these
そして、これらの溝47(内蔵流路)に比べて断面積の大きな中空構造部としてのタンク48は、プレート接合面にタンク用の溝を形成して内蔵するのではなく、上下のプレート42,43とは別に用意した屈曲プレートとしてのタンク部材49によって、台座表面(上プレート表面42a)に形成されている。
The
上プレート42には連通孔50が形成されており、溝47は、これらの連通孔50を介して機器44Aとタンク48とに連通されている。また、機器44Bも、連通孔50を介して溝47に連通されている。即ち、流路内蔵型台座41には複数の溝47が流体の流路として内蔵されており、これらの溝47が(内蔵流路)が、機器44Aとタンク48とを連結する配管や機器44B同士を連結する配管としての機能を担っている。即ち、流路内蔵型台座41は、集積配管としての機能も果たしている。なお、図中の51は機器44Aと上プレート42(連通孔50)との間に介設されたシール用のOリングである。
A
タンク48は、例えば圧力空気や圧油などを貯留する蓄圧タンクなど、各種のタンクに適用することができるものであり、所定の容量を確保するため、溝57によって形成された流路に比べて、断面積(図5参照)が非常に大きなものとなっている。即ち、タンク48のプレート厚さ方向の寸法h6は、溝57によって形成された内蔵流路のプレート厚さ方向の寸法h4,h5に比べて非常に大きなものとなっている。
The
タンク部材49は、図5のように断面形状がU字状に屈曲した鋼製やアルミニウム製などの屈曲プレートである。また、タンク部材49の周縁部には、下プレート23への接合部となるフランジ部49aが、外側に向かって突設されている。
The
このような形状のタンク部材49は、例えば鋼板やアルミニウム板などの平板状で適当な肉厚のプレートをプレス加工等の加工手段によって屈曲させることや、鋳造などの手段によって、製作することができる。なお、タンク部材49の断面形状は、必ずしもU字状に限定するものでなく、例えば半円形状などの円弧状であってもよい。そして、タンク部材49のフランジ部49aを、摩擦攪拌接合法や他の溶接手段、或いは接着剤などにより、上プレート42の表面42aに接合することによって、断面積(プレート厚さ方向の寸法h6)の大きなタンク48が形成されている。
The
タンク48のフランジ部48aは、その全周にわたって上プレート42に接合されており、この接合部からのタンク48に貯留された流体(気体又は液体)の漏洩を防止している。タンク48の断面積や長さ、即ち、タンク部材49の断面積や長さは、タンク48の容量などによって決定されている。
The flange portion 48a of the
上プレート42には連通孔50が形成されており、この連通孔50を介してタンク48と溝47(内蔵流路)とが連通されている。この溝47(内蔵流路)はタンク48から空気や油などの流体を排出するための排出配管として機能する一方、タンク48(タンク部材49)の側部には前記流体をタンク48に供給するための供給配管52が接続されている。なお、これに限らず、一般の配管を排出配管として用いてもよく、また、溝による内蔵流路を供給配管として機能させるようにしてもよい。
A
また、図5では一方の台座表面(上プレート42の表面42a)にのみタンク部材49を接合してタンク48を形成しているが、これに限らず、他方の台座表面(下プレート43の表面43c)にタンク部材49を接合してタンク48を形成してもよく、更には、図6に示すように両側の台座表面にタンク部材49を接合してタンク41を形成してもよい。
Further, in FIG. 5, the
図6では、上プレート42の表面42aと下プレート43の表面43cとにそれぞれタンク部材41が接合されてタンク41が形成され、且つ、これらのタンク41が、上下プレート42,43をプレート厚さ方向に貫通した連通孔50によって、互いに連通されている。このことにより、上下のタンク41は一体の大容量タンクとして活用することができるようになっている。上下のタンク41と溝47(流路)は、連通孔50を介して連通されている。
In FIG. 6, the
なお、上下のタンク41を別個のタンクとして利用する場合には、上下のタンク41を連通孔50によって連通せずに分離する。この場合には、それぞれのタンク41に対して供給配管又は供給配管として機能する内蔵流路と、排出配管又は排出配管として機能する内蔵流路を設ければよい。図6のその他の構成については、図4及び図5の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。
When the upper and
以上のように、本実施の形態例2の流路内蔵型台座41によれば、タンク部材49を片側の台座表面(上プレート表面42a又は下プレート表面43c)又は両側の台座表面(上プレート表面42a及び下プレート表面43c)に接合すること、即ちタンクを要する場所にタンク部材49を接合することにより、断面積(プレート厚さ方向の寸法h6)が溝27(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法h4,h5)に比べて大きなタンク48を形成したため、上プレート22全体の厚みや下プレート23全体の厚みを大きくすることなく、断面積の大きな(プレート厚さ方向の寸法h6が溝27(内蔵流路)のプレート厚さ方向の寸法h4,h5よりも大きな)タンク48を備えることができる。
As described above, according to the channel built-in
従って、タンクを要するシステムに本発明の流路内蔵型台座を適用して固定式ユニットや可動式ユニットを構成する場合にも、ユニット全体のコンパクト化や軽量化を図ることができるため、設置スペースを低減することや、輸送の容易さを向上させることなどが可能となる。勿論、かかる効果はタンク48の断面積(プレート厚さ方向の寸法h6)と溝47(内蔵流路)の断面積(プレート厚さ方向の寸法h4,h5)との差が大きいほど顕著である。 Therefore, even when a fixed unit or a movable unit is configured by applying the pedestal with a built-in channel according to the present invention to a system that requires a tank, the entire unit can be made compact and light, so that the installation space can be reduced. Can be reduced, and the ease of transportation can be improved. Of course, this effect becomes more prominent as the difference between the cross-sectional area of the tank 48 (dimension h6 in the plate thickness direction) and the cross-sectional area of the groove 47 (built-in flow path) (dimensions h4 and h5 in the plate thickness direction) increases. .
また、本実施の形態例2の流路内蔵型台座41によれば、図6のようにタンク部材49を両側の台座表面(上プレート表面42a及び下プレート表面43c)に接合してタンク48を両側の台座表面に形成し、且つ、これらのタンク41を、上下プレート42,43を連通孔50によって連通させた場合には、上下両側のタンク41を一体の大容量タンクとして活用することができる。即ち、上プレート22全体の厚みや下プレート23全体の厚みを大きくすることなく、大容量のタンクを流路内蔵型台座41に備えることができる。
Further, according to the flow path built-in
なお、上記実施の形態例1,2では、上側の台座表面(上プレート表面22a,42a)に機器24A,24B,44A,44Bを取り付けた流路内蔵型台座21を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、本発明は下側の台座表面(下プレート表面23c,43c)に機器を取り付けた流路内蔵型台座や、両側の台座表面(上プレート表面22a,42a及び下プレート表面23c,43c)に機器を取り付けた流路内蔵型台座にも適用することができる。
In the first and second embodiments, the flow path type
また、上記実施の形態例1,2では、下プレート23,43の接合面23b,43bに溝27,47を形成した流路内蔵型台座21,41を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、本発明は上プレート22,42の接合面22c,42cに溝を形成した流路内蔵型台座や、上プレート22,42の接合面22c,42c及び下プレート23,43の接合面23b,43bに溝を形成した流路内蔵型台座にも適用することができる。
In the first and second embodiments, the flow path built-in
また、上記実施の形態例1,2では、2枚の平板状プレート(上下プレート22,23、上下プレート42,43)を接合してなる流路内蔵型台座21,41を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、本発明は3枚以上の平板状プレートを接合してなる流路内蔵型台座にも適用することができる。この場合、何れの平板状プレートの接合面に溝を形成してもよい。
In the first and second embodiments described above, the flow path built-in
また、本願発明は上記実施の形態例1,2の流路内蔵型台座21,41のように中空構造部として大口径配管の機能を担う流路30や、タンク48を設ける場合に適用して有用なものであるが、必ずしもこれだけに限定するものではなく、本発明は他の用途の中空構造部を流路内蔵型台座に設ける場合にも適用することができる。例えば、電子部品や制御機器などの各種機器の収容部として機能する中空構造部を、流路内蔵型台座に設ける場合にも適用することができる。この場合にも、下プレート全体の厚みや上プレート全体の厚みを大きくすることなく、収容部として機能する断面積(プレート厚さ方向の寸法)の大きな中空構造部を、流路内蔵型台座に備えることができる。
Further, the present invention is applied to the case where the
本発明は流路内蔵型台座に関し、特に断面積の大きな(少なくともプレート厚さ方向の寸法が溝(内蔵流路)よりも大きな)流路やタンクなどの中空構造部を、流路内蔵型台座に設ける場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to a pedestal with a built-in channel, and in particular, to a hollow structure such as a channel or a tank having a large cross-sectional area (at least the dimension in the plate thickness direction is larger than a groove (built-in channel)). It is useful when applied to.
21 流路内蔵型台座
22 上プレート
22a 表面
22b ボルト孔
22c 接合面
23 下プレート
23a ボルト孔
23b 接合面
23c 表面
24A,24B 機器
25 貫通ボルト
26 ナット
27 溝
28 流路部材
28a フランジ部
29 連通孔
30 流路
31 Oリング
41 流路内蔵型台座
42 上プレート
42a 表面
42b ボルト孔
42c 接合面
43 下プレート
43a ボルト孔
43b 接合面
43c 表面
44A,44B 機器
45 貫通ボルト
46 ナット
47 溝
48 タンク
49 タンク部材
49a フランジ部
50 連通孔
51 Oリング
52 供給配管
21 Built-in
Claims (4)
屈曲プレートを片側又は両側の台座表面に接合することにより、少なくとも前記平板状プレートの厚さ方向における寸法が前記溝の前記厚さ方向における寸法に比べて大きな中空構造部を、前記片側又は両側の台座表面に形成したことを特徴とする流路内蔵型台座。 A plurality of flat plates are joined, and a groove formed on a joining surface of at least one of the flat plates is built in as a fluid flow path, and on one or both pedestal surfaces In the built-in channel type pedestal to which the equipment is attached,
By joining the bent plate to the pedestal surface on one or both sides, at least the hollow structure portion in the thickness direction of the flat plate is larger than the dimension in the thickness direction of the groove on the one or both sides. A pedestal with a built-in channel characterized by being formed on the surface of the pedestal.
前記屈曲プレートは流路部材であり、前記中空構造部は流体の流路であることを特徴とする流路内蔵型台座。 In the pedestal with a built-in channel according to claim 1,
The pedestal with a built-in channel, wherein the bent plate is a channel member, and the hollow structure portion is a fluid channel.
前記屈曲プレートはタンク部材であり、前記中空構造部は流体を貯留するタンクであることを特徴とする流路内蔵型台座。 In the pedestal with a built-in channel according to claim 1,
The channel-embedded pedestal, wherein the bent plate is a tank member, and the hollow structure portion is a tank for storing a fluid.
前記タンク部材を前記両側の台座表面に接合して、前記タンクを前記両側の台座表面に形成し、且つ、これらのタンクを、前記平板状プレートを前記厚さ方向に貫通した連通孔によって連通させることにより、一体のものとしたことを特徴とする流路内蔵型台座。 In the flow path built-in base according to claim 3,
The tank members are joined to the pedestal surfaces on both sides, the tanks are formed on the pedestal surfaces on both sides, and these tanks are communicated with each other through a communication hole penetrating the flat plate in the thickness direction. Thus, a channel-embedded pedestal characterized by being integrated.
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JPS4928770A (en) * | 1972-07-17 | 1974-03-14 |
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2004
- 2004-07-06 JP JP2004198996A patent/JP2006024379A/en active Pending
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