JP2012047046A

JP2012047046A - ツイン・エアー循環回路

Info

Publication number: JP2012047046A
Application number: JP2008336158A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishimoto; 昌司西本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2012-03-08

Abstract

【課題】従来のエアー循環回路では、１つの回路で、動力の出力・始動エアータンクの充填・各サージングタンクの充填を行うため、回路内のコンプレッサ等の動力装置が作動状態になると動力の出力が変動することがある。
【解決手段】エアー循環回路を２系統組み合わせ、１系等は動力出力用、もう１系等を回路内動力専用用とすることで、出力する正味動力を安定させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、２系統のエアー循環回路を備え、第一系統のエアー循環回路は連続してエアー循環回路を維持するために用いる内部使用動力を補う専用エアー循環回路で、前記第一エアー循環回路で発生した高圧エアーを利用し、第二系統エアー循環回路を起動させることによって回転する安定したエアーモータ出力は外部出力専用の動力として利用する。２系統のエアー循環回路を備える事により、安定した外部出力を得ることを可能とするツインエアー循環回路に関する。

従来から必要としている代表産業として自動車産業、船舶およびその他多くの産業において利用している従来の動力は化石燃料を燃焼し動力を発生する内燃機関が利用されているのが現状である。この結果ＣＯ_２の増加に起因すると言われているオゾン層の破壊によると見られている地球温暖化、ＮＯｘおよびその他の有害物質の増加による地球環境の悪化が問題視されている。本発明のエアー循環回路はエアーモータに理想的回転力を得る事を可能にするだけでなく、地球環境にやさしく、産業界で活用可能な動力として応用および利用できる。この動力変動を制御するため、外部出力および内部消費動力を分離する事が必要である。
渡辺一郎著「空気機械」コロナ社出版１９５９年竹花有也著「自動車工学概論」理工学社出版１９９５年

解決しようとする問題点は、エアー循環回路から出力される動力をより安定化させることである。

本発明は、エアー循環回路を２回路で構成し、第一系統エアー循環回路を回路内部で消費する動力用とし、第二系統エアー循環回路を外部出力用のエアーモータを回転する専用のエアー回路とすることである。

エアー循環回路を２系統の構成により、動力出力用、回路内動力専用に分けることで使用上の安定化がより向上することになり、安定した外部出力用の動力を得ることが可能となった。

エアー循環回路を２系統組み合わせた構成によって、エアー循環回路１を回路内の動力用に使用しエアー循環回路２を動力引き出し用として、２系統のエアー循環回路を使うことで、より出力が安定化した動力を得ることが実現した。

図１は、本発明の装置の実施例であって、１〜１２４の部品構成による、ツイン・エアー循環回路である。図１に於いて、エアー循環回路１が回路内の動力用であり、エアー循環回路２が動力出力用である。起動の前準備として最初に起動用に用いる圧縮エアーを得るため、コンプレッサ１（１）を駆動し、エアーチャージバルブ（２）を用いて、エアータンク（３）に９．０Ｋｐａの圧縮空気を初期充填する。初期充填後は、エアー循環回路１の回路用エアーモータ（１２）の出力により、コンプレッサ２（２２）が起動し、常に空気圧は９．０Ｋｐａに保持される。開閉バルブ１（６）、２（１０６）を開き、圧縮エアーは３方バルブ１（８）、２（１０８）に至る。エアーコントロールユニット１、２エアー増幅器１、２アクセレータ＋ソレノイドバルブ１，２に至り停止する。

次に、アクセレータ＋ソレノイドバルブ１（１１）、２（１１１）をＯＮにすると３方バルブ１（８）、２（１０８）から圧縮エアーが流れエアーコントロールユニット１（９）、２（１０９）によって自動的に、圧縮空気は６．３Ｋｐａとなり、エアー増幅器１（１０−１）、４（１１０−１）を通過するとエアー増幅器内は負圧となる。この負圧の発生でエアー増幅器の外周に配備した４個の吸気孔から外気が流入し第２室内の循環エアー量が増加し第３室に至る。

第３室内も前記同様に負圧を発生し、エアー増幅器に配備した４個の吸気孔から外気が流入し、エアー流量は増幅器の第２室と第３室を通過時、約１０倍に増加する。エアー増加でエネルギーを蓄えた循環エアーはアクセレータ＋ソレノイドバルブ１（１１）、２（１１１）を経て回路用エアーモータ（１２）、出力用エアーモータ（１１２）を駆動し、動力を発生させる。

発生した出力は、クラッチシステム１（Ｃ１）、２（Ｃ２）と減速機１（Ｇ１）、２（Ｇ２）で調整され、各出力共、必要のない場合は、クラッチシステム１（Ｃ１）、２（Ｃ２）により切断される。

回路用エアーモータ（１２）の出力は、コンプレッサ２（２２）、３（２１）ブローワ１、２の等の回路内動力として使用し、出力用エアーモータ（１１２）は動力出力専用として使用する。

回路用エアーモータ（１２）、出力用エアーモータ（１１２）から吐出した排気循環エアーは分流器１（１３）、３（１１３）により、Ａ、Ｂの２方向の排気循環エアーに別れＡ方向の排気循環エアーはサージングタンク１（１４）、５（１１４）に蓄えられ、エアー増幅器２（１０−２）、３（１０−３）、５（１１０−２）、６（１１０−３）を通りサージングタンク２（１８）、６（１１８）に至る。一方Ｂ方向の排気循環エアーは、エアーレギュレータ１（１５）、２（１１５）に流れ、ここで排気循環エアーはブローワ１（１６）、２（１１６）の吸気ポートに排出され、この時、余分の排気エアーは捨てられる。

ブローワ１（１６）、２（１１６）で送られたエアーはサージングタンク４（１７）、８（１１７）に蓄えられ、配管により、エアー増幅器２（１０−２）、５（１１０−２）の外周に配備されたチェックバルブ付吸気孔を経て、排気循環エアーは増幅器内に吸引され、エアー増幅器２（１０−２）、５（１１０−２）内の排気循環エアー量は増加する。同様に、エアー増幅器３（１０−３）、６（１１０−３）内でも、エアー増幅器２（１０−２）、５（１１０−２）と同様の排気循環エアーの増加がおこなわれ、増加した排気循環エアーはサージングタンク２（１８）、６（１１８）に蓄えられる。

サージングタンク２（１８）、６（１１８）でＡとＢの２つの流れの排気循環エアーは合流して、分流器２（１９）、４（１１９）を経て、コンプレッサ３（２１）の圧縮エアーと合流して、サージングタンク３（２０）、７（１２０）に蓄えられる。サージングタンクに蓄えられたエアーは３方バルブ１（８）、２（１０８）に戻りエアー増幅器１（１０−１）、４（１１０−１）に流れ、回路用エアーモータ（１２）、出力用エアーモータ（１１２）を駆動させ、動力を発生させる。アクセレータ＋ソレノイドバルブ１（１１）、２（１１１）をＯＦＦにするまで、エアー循環行程が繰り返し、動力の発生が続けられる。

エアータンク（３）は、エアー循環回路１の回路用エアーモータ（１２）の動力を使いコンプレッサ２（２２）を駆動させ、常に９．０Ｋｐａの圧力に保持されている。

エアー循環回路を２つ組み合わせ、出力の安定を向上させることにより、より広範囲の産業で利用できる。

本発明のツイン・エアー循環回路の実施方法を示した説明図初期起動のフローチャート図補機用機器関係のエアーモータ駆動フローチャート図外部動力用エアーモータの駆動フローチャート図

符号の説明

１コンプレッサ１
２エアーチャージバルブ
３エアータンク
４圧力ゲージ
５リリーフバルブ
６開閉バルブ１
７チェックバルブ１
８３方バルブ１
９エアーコントロールユニット１
１０−１エアー増幅器１
１０−２エアー増幅器２
１０−３エアー増幅器３
１１アクセレータ＋ソレノイドバルブ１
１２回路用エアーモータ
１３分流器１
１４サージングタンク１
１５エアーレギュレータ１
１６ブローワ１
１７サージングタンク４
１８サージングタンク２
１９分流器２
２０サージングタンク３
２１コンプレッサ３
２２コンプレッサ２
１０６開閉バルブ２
１０７チェックバルブ２
１０８３方バルブ２
１０９エアーコントロールユニット２
１１０−１エアー増幅器４
１１０−２エアー増幅器５
１１０−３エアー増幅器６
１１１アクセレータ＋ソレノイドバルブ２
１１２動力用エアーモータ
１１３分流器３
１１４サージングタンク５
１１５エアーレギュレータ２
１１６ブローワ２
１１７サージングタンク８
１１８サージングタンク６
１１９分流器４
１２０サージングタンク７
Ｓ１サクションポート１
Ｄ１デリバリーポート１
Ｓ２サクションポート２
Ｄ２デリバリーポート２

Claims

エアーモータを外部動力用として使用するために、前記エアーモータを回転するための作動流を効果的に発生するための、エアー循環回路を２系統設け、第一エアー循環回路はエアーモータを効果的に連続して駆動させるための、エアー循環回路であって、補器運転専用に利用するエアー循環回路１、外部出力用専用の第二回路であるエアー回路２から構成される。エアー循環回路の流れはエアーモータのエアー吸気ポート前又は排気ポート後の近傍にエアー増加を効率良く安定しておこなうために、エアー増幅器を配備して行い、第一系統回路で発生した動力を介して補機関係機器、コンプレッサおよびブローワ等を作動するための使用し、補機関係機器を作動関係なく、外部出力のみの専用エアー循環のすなわち第二エアー循環回路から構成したことを特徴としたツインエアー循環回路。
請求項１に記載されたエアー循環回路であって、前記エアー増幅器の一次流および二次流の近傍に逆流防止弁を配備し、増幅効果をより効果的におこない、エアー循環回路中に圧力及び流量の安定化ために、サージングタンクを設け循環エアーの安定化を図り、圧力変動および流量変化を防止した事を特徴とするエアー循環回路。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたツインエアー循環回路であって、過剰に増幅した循環エアーをエアーレギュレータで調整し余分に発生した循環エアーをリリースするための安全弁をエアー循環回路中のブローワの直前に配備したことを特徴とするツインエアー循環回路。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたツインエアー循環回路であって、前記エアーモータから排気した循環エアーをＡ方向およびＢ方向の２回路に分岐し、Ａ方向に分岐したエアーは前記エアー増幅器の一次流方向へ流し、Ｂ方向に分岐したエアーは前記エアー増幅器の二次流に流れる。一次流の流速が速いほど混合室は真空度が高くなるため、吸引される２次流は増加し、循環するエアー量は安定した量となる。このように作動エアー流量の増加のために、エアー循環工程中において前記エアーモータ排気後に分流器を設け、エアーフローを２方向すなわちＡ方向およびＢ方向に分岐することにより、エアー増幅することを特徴とするツインエアー循環回路