JP2006291941A

JP2006291941A - 圧縮空気量の増幅方法および増幅装置

Info

Publication number: JP2006291941A
Application number: JP2005134543A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Sugawara; 敏巳菅原
Original assignee: Fukuhara Co Ltd
Current assignee: Fukuhara Co Ltd
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】圧縮空気導入路を形成する流れで、左右に屈折しながら導入口から圧縮空気増幅流路に合流する際、内壁に衝突し乱流になりエネルギーを消費させ、更に圧縮空気が圧縮空気増幅流路に合流する導入口が、入口に近く、圧縮空気増幅流路の入口側に逆流することを防止する。
【解決手段】圧縮空気導入流路１００によって、圧縮空気を導入することが可能であり、大気に面している入口１５１と圧縮空気を導入する導入口１５２と増幅した圧縮空気の排出口１５３を形成した、圧縮空気増幅流路１５０は、圧縮空気を、圧縮空気導入流路を形成している継手１０２からリング状の空間が、連続した状態を成したラッパ状の隙間１０５と導入口１５２を経由して、圧縮空気増幅流路１５０を形成している出口より、流出するものであり、該継手から出口までの最短流路では蛇行することも無く、略湾曲の形状で流れるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、水滴の除去と乾燥や粉塵と切粉の除去と清掃や人体の冷却や溶接とガラスと鉄鋼製品の冷却や各種粉体の移送やはく離等の目的に使用する、圧縮空気量の増幅方法および増幅装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、如何にしたら圧縮空気量を増し、且つ推進力を増す圧縮空気量の増幅方法および増幅装置に関する技術について述べたものである。

従来、圧縮空気量の増幅方法および増幅装置に関する技術としては、図４に見られる様に、圧縮空気の流路が蛇行するものはあった。

ここで、圧縮空気導入流路１２０が蛇行するという意味は、少なくとも継手１０２以降の流れに於いて、空気溜まり１２３と絞り部１２４と隙間１２５と右側に流れ、更に導入口１６２を経由して圧縮空気増幅流路１６０を出口１５３に向かって左側に流れることを意味している。尚、圧縮空気導入流路１２０が蛇行することによって、流れが乱流になり易くなり、その分無駄にエネルギーを消費していた。

また、本体４０と調整バルブ９０によって隙間１２５を形成する為に、調整バルブ９０の側は略ドーナツの一部の形状をしたもので形成し、その半円の部分を調整ネジ６０ａの回転による調整によって本体４０に接近させ離間させることで隙間１２５の調整を行っていた。

しかしながら、このような従来の圧縮空気量の増幅方法および増幅装置に関しては、以下に示すような課題があった。

即ち、少なくとも圧縮空気導入流路を形成している継手以降の流れに於いて、右と左に曲がりながら導入口を経由して圧縮空気増幅流路に合流して出口から流出するに際して、圧縮空気が隙間を通過する時に本体の内壁に衝突することで、流れが乱流になり易くなり、その分無駄にエネルギーを消費していた。

また、本体と調整バルブによって隙間を確保する目的で、調整バルブの側に略ドーナツの一部の形状を形成していたが、加工と寸法管理が困難であった。

更に、圧縮空気が圧縮空気増幅流路に合流する導入口が圧縮空気増幅流路の大気の取り入れ口でもある入口に近い為に、圧縮空気が圧縮空気増幅流路の入口の側に逆流することがあった。

本発明は、圧縮空気導入流路１００、１１０によって圧縮空気を導入することが可能であり、大気に面している入口１５１と圧縮空気を導入する導入口１５２と増幅した圧縮空気を排出する出口１５３を形成した圧縮空気増幅流路１５０によって増幅した圧縮空気を流す圧縮空気量の増幅方法に於いて、圧縮空気は前記圧縮空気導入流路１００、１１０を形成している継手１０２からリング状の空間が連続した状態を成したラッパ状の隙間１０５、１１５と前記導入口１５２を経由して前記圧縮空気増幅流路１５０を形成している前記出口１５３より流出するものであり、且つ前記継手１０２から前記出口１５３までの最短流路で見たとき蛇行することも無く略湾曲の形状で流れるものであることを特徴とし、更には、前記圧縮空気導入流路１００、１１０を形成している前記ラッパ状の隙間１０５、１１５に流入する直前に圧縮空気を溜める空気溜まり１０３、１１３を経由するものであることを特徴とし、更には、前記ラッパ状の隙間１０５、１１５の形状が円錐の一部でありその頂角が３０〜１４０°であることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

また、本発明は、圧縮空気を導入する圧縮空気導入流路１００、１１０と、大気に面している入口１５１と圧縮空気を導入する導入口１５２と増幅した圧縮空気を排出する出口１５３を形成した圧縮空気増幅流路１５０によって増幅した圧縮空気を流す圧縮空気量の増幅装置に於いて、前記圧縮空気導入流路１００、１１０を形成している継手１０２と圧縮空気を溜める空気溜まり１０３、１１３と圧縮空気の流量を絞るために断面積を小さくした絞り部１０４、１１４とリング状の空間が連続した状態で形成したラッパ状の隙間１０５、１１５から前記導入口１５２を経由して前記圧縮空気増幅流路１５０を形成している前記出口１５３によって圧縮空気の流路を形成するものであり、且つ前記継手１０２から前記出口１５３までの中での最短流路が蛇行することも無く略湾曲の形状を形成するものであることを特徴とし、更には、前記空気溜まり１０３、１１３と前記絞り部１０４、１１４と前記ラッパ状の隙間１０５、１１５は、本体１０、２０、３０と調整バルブ６０、７０、８０の間に位置するものであり、前記ラッパ状の隙間１０５、１１５の間隔を調整ネジ６０ａ、２０ａ、３０ａによって調整することが可能であることを特徴とし、更には、前記導入口１５２の前記本体１０、２０、３０側の端部と前記継手１０２の中心を前記圧縮空気増幅流路１５０に投影した位置との距離が１０〜１５０ｍｍであることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。

第一に、圧縮空気導入流路を形成している継手と圧縮空気を溜める空気溜まりと圧縮空気の流量を絞るために断面積を小さくした絞り部とリング状の空間が連続した状態で形成したラッパ状の隙間から導入口を経由して圧縮空気増幅流路を形成している出口によって圧縮空気の流路を形成するものであり、且つ継手から出口までの中での最短流路が蛇行することも無く略湾曲の形状を形成することにより、流れが乱流になることを少しでも防止し、その分無駄にエネルギーを消費することを排除出来るようになった。

第二に、空気溜まりと絞り部とラッパ状の隙間は、本体と調整バルブの間に位置するものであり、ラッパ状の隙間の間隔を調整ネジによって調整することが可能とすることにより、従来の隙間に見られた流量が変化する乱流が発生し易い状況に比べ、常に一定の流量が確保出来るラッパ状の隙間によって前記効果を顕著にした。

第三に、ラッパ状の隙間の形状が円錐の一部でその頂角が３０〜１４０°であり、又は導入口の本体側の端部と継手の中心を圧縮空気増幅流路に投影した位置との距離が１０〜１５０ｍｍであることにより、圧縮空気が圧縮空気増幅流路の入口の側に逆流することは無くなった。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の全体を示した図であり、図２は、本発明の全体を示した別の例を示した図であり、図３は、本発明の全体を示した更に別の例を示した図である。

［第一実施例］
図１に見られるように、１０は本体であり、内側本体１１と外側本体１２より構成され接続ネジ１０ａによって一体にしている。尚、接続ネジ１０ａに関しては、流体の洩れを防止する意味から、少なくとも雄ネジの方をテーパーネジとしたり、接続ネジ１０ａ部に液体パッキンを塗布することが考えられる。従って、本体１０は、内側本体１１と外側本体１２に分離しないで、一体に加工することも考えられる。また、分割と接続の位置に関しては、接続ネジ１０ａの部分に限定する必要は無く、調整ネジ６０ａの延長上等その外の位置も考えられる。

尚、外側本体１２には、圧縮空気導入流路１００を構成している継手１０２を螺合によって配置している。また、継手１０２には圧縮空気導入流路１００を構成している圧縮空気を流す圧縮空気配管１０１を接続している。

ところで、本体１０は、調整ネジ６０ａを介して調整バルブ６０と接続している。尚、調整ネジ６０ａの部分から圧縮空気が漏洩しない様にＯリング６１を配設している。そして、本体１０と調整バルブ６０が接続することで、圧縮空気導入流路１００を構成している安定した状態で下流に圧縮空気を供給する目的で圧縮空気を溜めるようにした空気溜まり１０３と圧縮空気の流量を絞るために断面積を小さくした絞り部１０４と流量変化が少なく滑らかな流路であるラッパ状の隙間１０５を形成している。

この場合、空気溜まり１０３と絞り部１０４は、円筒状の空間を形成し、ラッパ状の隙間１０５は、リング状の空間が連続した状態で形成した円錐の一部を示している。尚、円錐の頂角としては３０〜１４０°が望ましい。その理由は、あまり頂角が小さいと装置の全長が長くなりすぎるし、あまり頂角が大きいと、即ち空気溜まり１０３から垂直の位置の近くに導入口１５２が位置することになり、この場合も乱流の発生し易い要因となるからである。尚、円錐という形状を別の観点から言うと、導入口１５２の本体１０を構成している内側本体１１側の端部と継手１０２の中心を圧縮空気増幅流路１５０に投影した位置との距離が１０〜１５０ｍｍであるとしても良い。

尚、より望ましい値としては、円錐の頂角としては５０〜１００°、導入口１５２の端部と継手１０２の中心の距離が２０〜８０ｍｍとも言える。

更に、ラッパ状の隙間１０５の形状を別の形で表現すると、本体１０を構成している内側本体１１を形成しているロート形状の雄端部と、調整バルブ６０を形成しているロート形状の雌端部の間に、形成された部分であるとも言えるのである。

ここで、ラッパ状の隙間１０５の間隔に関しては、調整ネジ６０ａを回転して調整することによって開いたり狭めたりすることが可能となっている。即ち、この調整によって圧縮空気の流量を増加させたり減少させたりすることが出来るのである。また、この調整によって推進力を増加することが出来るのである。

ところで、圧縮空気の流路に関しては、圧縮空気導入流路１００を形成している圧縮空気配管１０１と継手１０２と空気溜まり１０３と絞り部１０４とラッパ状の隙間１０５を経由して、圧縮空気増幅流路１５０を形成している導入口１５２から圧縮空気増幅流路１５０に流入し、最終的には圧縮空気増幅流路１５０を形成している出口１５３から排出されるようになっている。

特に、継手１０２から導入口１５２に至る間の、空気溜まり１０３と絞り部１０４とラッパ状の隙間１０５に於ける最短の流路と、導入口１５２から出口１５３に至る圧縮空気増幅流路１５０を合わせて見た場合に、略湾曲の形状を示しているのが本発明の特徴とも言える。

本発明による、圧縮空気量の増幅方法および増幅装置は前述したように構成されており、以下にその動作について説明する。

先ず、最初に圧縮空気導入流路１００を形成している圧縮空気配管１０１に圧縮空気を流すと、圧縮空気は継手１０２と空気溜まり１０３と絞り部１０４とラッパ状の隙間１０５を経由して、圧縮空気増幅流路１５０を形成している導入口１５２から圧縮空気増幅流路１５０に流入し、最終的には圧縮空気増幅流路１５０を形成している出口１５３から排出されるようになっている。

この場合、調整ネジ６０ａを回転して調整することによって、圧縮空気の流量を増加させたり減少させたりすることが出来るのである。

一つの例として、圧縮空気の圧力が０．４ＭＰａで、従来技術では増風量に対する入気の倍率が、型式の変更と調整ネジの調整で１．５〜４．５倍であったものが、６倍という値を達成することも可能となったのである。また、圧縮空気の圧力が０．４ＭＰａで、従来技術では推進力では１．８〜２３倍であったものが２７倍という値を達成することも可能となったのである。

所で、この様に増風量に対する入気の倍率や推進力の倍率が上昇した理由は、圧縮空気全体の流路が略湾曲した状態で形成されたことにより無駄なエネルギー損出が防止されたことによるものである。

［第二実施例］
図２に見られるように、２０は本体であり、調整ネジ２０ａを介して調整バルブ７０と接続している。この場合、調整バルブ７０は、外側バルブ７１と内側バルブ７２より構成され接続ネジ７０ａによって一体にしている。尚、接続ネジ７０ａに関しては、流体の洩れを防止する意味から、少なくとも雄ネジの方をテーパーネジとしたり、接続ネジ７０ａ部に液体パッキンを塗布することが考えられる。従って、調整バルブ７０は、外側バルブ７１と内側バルブ７２に分離しないで、一体に加工することも考えられる。

従って、第二実施例が第一実施例と異なる点は、調整ネジ２０ａの位置と、空気溜まり１１３と絞り部１１４及びラッパ状の隙間１１５に於ける圧縮空気の流れる道筋であるが、機能的にはほぼ同一と考えて良い。

基本的には、第一実施例と同じであるが、第二実施例が第一実施例と異なる点は、調整ネジ６０ａの位置と、空気溜まり１１３と絞り部１１４及びラッパ状の隙間１１５に於ける圧縮空気の流れる道筋であるが、機能的にはほぼ同一と考えて良い。

［第三実施例］
図３に見られるように、３０は本体であり、調整ネジ３０ａを介して調整バルブ８０と接続している。この場合、調整バルブ８０は、外側バルブ８１と内側バルブ７２より構成され接続ネジ７０ａによって一体にしている。尚、接続ネジ７０ａに関しては、流体の洩れを防止する意味から、少なくとも雄ネジの方をテーパーネジとしたり、接続ネジ７０ａ部に液体パッキンを塗布することが考えられる。従って、調整バルブ８０は、外側バルブ８１と内側バルブ７２に分離しないで、一体に加工することも考えられる。

ところで、上記以外の内容にかんしては、動作も含め第二実施例と同じになるので、詳細は省略する。

本発明の全体を示した図本発明の全体を示した別の例を示した図本発明の全体を示した更に別の例を示した図従来の全体を示した図

符号の説明

１０・・・・・・本体
１０ａ・・・・・接続ネジ
１１・・・・・・内側本体
１２・・・・・・外側本体
２０・・・・・・本体
２０ａ・・・・・調整ネジ
２１・・・・・・Ｏリング
３０・・・・・・本体
３０ａ・・・・・調整ネジ
３１・・・・・・Ｏリング
４０・・・・・・本体
６０・・・・・・調整バルブ
６０ａ・・・・・調整ネジ
６１・・・・・・Ｏリング
７０・・・・・・調整バルブ
７０ａ・・・・・接続ネジ
７１・・・・・・外側バルブ
７２・・・・・・内側バルブ
８０・・・・・・調整バルブ
８１・・・・・・外側バルブ
９０・・・・・・調整バルブ
１００・・・・・圧縮空気導入流路
１０１・・・・・圧縮空気配管
１０２・・・・・継手
１０３・・・・・空気溜まり
１０４・・・・・絞り部
１０５・・・・・ラッパ状の隙間
１１０・・・・・圧縮空気導入流路
１１３・・・・・空気溜まり
１１４・・・・・絞り部
１１５・・・・・ラッパ状の隙間
１２０・・・・・圧縮空気導入流路
１２３・・・・・空気溜まり
１２４・・・・・絞り部
１２５・・・・・隙間
１５０・・・・・圧縮空気増幅流路
１５１・・・・・入口
１５２・・・・・導入口
１５３・・・・・出口
１６０・・・・・圧縮空気増幅流路
１６２・・・・・導入口

Claims

圧縮空気導入流路（１００、１１０）によって圧縮空気を導入することが可能であり、大気に面している入口（１５１）と圧縮空気を導入する導入口（１５２）と増幅した圧縮空気を排出する出口（１５３）を形成した圧縮空気増幅流路（１５０）によって増幅した圧縮空気を流す圧縮空気量の増幅方法に於いて、圧縮空気は前記圧縮空気導入流路（１００、１１０）を形成している継手（１０２）からリング状の空間が連続した状態を成したラッパ状の隙間（１０５、１１５）と前記導入口（１５２）を経由して前記圧縮空気増幅流路（１５０）を形成している前記出口（１５３）より流出するものであり、且つ前記継手（１０２）から前記出口（１５３）までの最短流路で見たとき蛇行することも無く略湾曲の形状で流れるものであることを特徴とする圧縮空気量の増幅方法。
前記圧縮空気導入流路（１００、１１０）を形成している前記ラッパ状の隙間（１０５、１１５）に流入する直前に圧縮空気を溜める空気溜まり（１０３、１１３）を経由するものであることを特徴とする請求項１に記載の圧縮空気量の増幅方法。
前記ラッパ状の隙間（１０５、１１５）の形状が円錐の一部でありその頂角が３０〜１４０°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮空気量の増幅方法。
圧縮空気を導入する圧縮空気導入流路（１００、１１０）と、大気に面している入口（１５１）と圧縮空気を導入する導入口（１５２）と増幅した圧縮空気を排出する出口（１５３）を形成した圧縮空気増幅流路（１５０）によって増幅した圧縮空気を流す圧縮空気量の増幅装置に於いて、前記圧縮空気導入流路（１００、１１０）を形成している継手（１０２）と圧縮空気を溜める空気溜まり（１０３、１１３）と圧縮空気の流量を絞るために断面積を小さくした絞り部（１０４、１１４）とリング状の空間が連続した状態で形成したラッパ状の隙間（１０５、１１５）から前記導入口（１５２）を経由して前記圧縮空気増幅流路（１５０）を形成している前記出口（１５３）によって圧縮空気の流路を形成するものであり、且つ前記継手（１０２）から前記出口（１５３）までの中での最短流路が蛇行することも無く略湾曲の形状を形成するものであることを特徴とする圧縮空気量の増幅装置。
前記空気溜まり（１０３、１１３）と前記絞り部（１０４、１１４）と前記ラッパ状の隙間（１０５、１１５）は、本体（１０、２０、３０）と調整バルブ（６０、７０、８０）の間に位置するものであり、前記ラッパ状の隙間（１０５、１１５）の間隔を調整ネジ（６０ａ、２０ａ、３０ａ）によって調整することが可能であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮空気量の増幅装置。
前記導入口（１５２）の前記本体（１０、２０、３０）側の端部と前記継手（１０２）の中心を前記圧縮空気増幅流路（１５０）に投影した位置との距離が１０〜１５０ｍｍであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の圧縮空気量の増幅装置。