JP4148411B2

JP4148411B2 - Acoustic fluid machinery

Info

Publication number: JP4148411B2
Application number: JP2003084399A
Authority: JP
Inventors: 正昭川橋; 完藤岡; 昌之齋藤
Original assignee: Anest Iwata Corp
Current assignee: Anest Iwata Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004293357A

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、気体用音響流体機械に関する。
【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流体機械は公知である。
【０００３】
この音響流体機械は、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、音響共振管の基端部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、上述した音響流体機械は、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、得られる圧縮比並びに流量が比較的小さいという本質的な問題がある。
【０００６】
高圧大流量を得るためには、ピストンの受圧面積と、加振装置が発生する振幅と振動数をできるだけ大とすることが必要であることは言うまでもない。
【０００７】
しかし、ピストンの受圧面積を大とすると、その重量および作用圧力が増すので、加振装置の負荷が大となり、その容量を大とすることが必要となる。
【０００８】
このようなことは、音響共振管の内圧を高めておき、ピストンを高圧下で作動させることにより、高圧で大流量の圧縮気体を効果的に得ようとする着想を実施する場合において、特にその必要性が高い。
【０００９】
従って、前述したような音響流体機械においてその性能を上げるためには、ピストンをできるだけ軽量化して、その慣性を小とし、かつ加振装置を、できるだけ出力の大きいものとすることが必要である。
【００１０】
しかし、材料を選択し、かつ構造的に補強手段を講じても、強度的にピストンの薄肉化と軽量化には限度がある。また加振装置を大容量のものとすると、コスト的および寸法的に不利となる。
【００１１】
本発明は、前述したような音響圧縮機を含む音響流体機械において、ピストンに作用する負荷を極力低減させることにより、小容量の加振装置によっても、高圧の吐出気体が得られるようにすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するため、次のような手段を採用している。
（１）音響共振管の大径の基端部内側に、加振装置をもって、微小振幅で軸線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流体機械において、音響共振管内におけるピストンの表裏の空間の一部同士を、通気路をもって互いに連通させることにより、加振装置によりピストンの表裏面に作用する圧力を、可及的に相殺させるようにし、かつ音響共振管の内圧を高めておき、ピストンを高圧下で作動させるようにする。
【００１３】
（２）上記１項において、ピストンに、軸線方向を向く適数の小径の通気孔を穿設することにより、ピストンの表裏の空間の一部同士を互いに連通させる。
【００１４】
（３）上記(１)項において、音響共振管の内面とピストンの外周面との間に、軸線方向を向く通気路を設けることにより、ピストンの表裏の空間を互いに連通させる。
【００１５】
（４）上記(３)項において、ピストンの外周面に適数の軸線方向の切込溝を設け、この切込溝と音響共振管の内面との空間をもって通気路とする。
【００１６】
（５）上記(３)項において、ピストンの外周面に適数の軸線方向を向くフラット面を設け、このフラット面と音響共振管の内面との空間をもって、通気路とする。
【００１７】
（６）上記(３)項において、音響共振管の内面におけるピストンが往復運動する領域をやや超えて、軸線方向を向く適数の通気用凹条を設け、この通気用凹条をもって通気路とする。
【００１８】
（７）上記(３)項において、音響共振管に、ピストンの表裏の空間を互いに連通させる通気孔を設け、この通気孔をもって通気路とする。
【００１９】
（８）上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、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。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１または２記載、並びに請求項８または９記載の発明に係る音響流体機械の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【００２１】
この音響流体機械は、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。
【００２２】
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
ｒ_P：下端部（加振側基端部）の半径
ｒ_o：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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
吸込室(12)と吐出室(16)は、画室(17)で区分されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
ピストン(５)が、音響共振管(１)の下端である大径の基端部で、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。
【００３１】
前述したように、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。
【００３２】
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)より吐出させられる。
【００３３】
従って、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高められ、ひいては、大きな吐出圧力および吐出量が得られる。
【００３４】
前記ピストン(５)には、本発明に従って、軸線方向を向く小径の複数の通気孔(18)が、中心対称的に設けられている。
【００３５】
そのため、ピストン(５)が高速で軸線方向に振動させられた際、ピストン(５)の表裏の気体の一部は、ピストン(５)の反対側へ流通し、ピストン(５)の表裏面に作動する圧力は、緩和低減される。
【００３６】
従って、ピストン(５)を比重の軽い材料よりなるものとすることができるとともに、薄肉化して軽量化することができ、その寿命を延ばすことができ、また加振装置(２)を、小容量のものとすることができる。
【００３７】
図２は、請求項３または４記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断正面図、図３は、図２におけるIII−III線横断面図である。
【００３８】
基本的構成は、図１のものと同様であるので、異なる部分についてのみ説明する（以下同じ）。
【００３９】
ピストン(５)の外周面に、軸線方向を向く適数の切込溝(19)を設け、シール部材(６)を、音響共振管(１)の内面の対応する個所に嵌設してある。
【００４０】
切込溝(19)により、ピストン(５)の表裏の空間は連通され、所期の目的を達成することができる。
【００４１】
図４は、請求項３または５記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断正面図、図５は、図４におけるＶ−Ｖ線横断面図である。
【００４２】
ピストン(５)の外周面に、軸線方向を向く適数のフラット面(20)を設け、シール部材(６)を、音響共振管(１)の内面の対応する個所に嵌設してある。
【００４３】
フラット面(20)により、ピストン(５)の表裏の空間は連通され、所期の目的を達成することができる。
【００４４】
図６は、請求項３または６記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断面図、図７は、図６におけるVII−VII線横断面図である。
【００４５】
音響共振管(１)の内面におけるピストン(５)が往復する領域をやや超えて、軸線方向を向く適数の通気用凹条(21)を設け、シール部材(６)をピストン(５)の外周面に嵌設してある。
【００４６】
通気用凹条(21)により、ピストン(５)の表裏面の空間は連通されるので、所期の目的を達成することができる。
【００４７】
図８は、請求項３または７記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断面図、図９は、図８におけるIＸ−IＸ線横断面図である。
【００４８】
音響共振管(１)の壁体におけるピストン(５)が往復する領域をやや超えて、上下端がそれぞれ通孔(22a)(22b)により、音響共振管(１)内のピストン(５)の表面側空間、および裏面側空間と連通する軸線方向の通気孔(22)を穿設してある。
【００４９】
シール部材(６)は、ピストン(５)の外周面に設けてある。このようにしても、所期の目的を達成しうることは明白である。
【００５０】
通気孔(22)を音響共振管(１)の壁体に穿設する代わりに通気孔(22)と同様同効の通気管を、音響共振管(１)の外面に止着してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明：加振装置によりピストンを往復運動させた際、その表裏面に作用する圧力はかなり相殺されるので、ピストンは効果的に機能するとともに、その強度を下げることができ、軽量化とコストの低減を図ることができる。また加振装置も、従来に比して小型とすることができる。
さらに、気体を高圧で加圧して吐出させることができる。
【００５２】
請求項２記載の発明：ピストンの表裏面に作用する圧力を減少させるべく、ピストンの表裏面を連通させる手段として、通気孔を穿設するだけでよいから、加工が簡単である。
【００５３】
請求項３記載の発明：ピストンの外周面もしくは音響共振管の内面に、若干の加工を施すのみでよいから、既存の音響流体機械に対して、容易に実施することができる。
【００５４】
請求項４記載の発明：ピストンの外周面に切込溝を設けるだけでよいから、その加工が簡単であり、また切込溝の増設および寸法拡大も容易である。
【００５５】
請求項５記載の発明：ピストンの外周面にフラット面を削成するのみでよいから、加工が簡単である。
【００５６】
請求項６記載の発明：ピストンになんらの加工を施こす必要もない。
【００５７】
請求項７記載の発明：シール部材が通気路によって傷められることはない。
【００５８】
請求項８記載の発明：運転に伴い、音響共振管の内部を自動的に加圧して、高圧かつ大量の吐出気体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、２、８、９のいずれかに記載の発明の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【図２】請求項３または４記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断正面図である。
【図３】図２におけるIII−III線横断面図である。
【図４】請求項３または５記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断正面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線横断面図である。
【図６】請求項３または６記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断面図である。
【図７】図６におけるVII−VII線横断面図である。
【図８】請求項３または７記載の発明の一実施形態を示す要部拡大縦断面図である。
【図９】図８におけるIＸ−IＸ線横断面図である。
【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)通気孔
(19)切込溝
(20)フラット面
(21)通気用凹条
(22)通気孔
(22a)(22b)通孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustic fluid machine for gas using amplitude pressure fluctuation based on acoustic resonance.
[0002]
[Prior art]
Inside the large diameter proximal end of the acoustic resonance tube, a piston that can be reciprocated at a high speed in the axial direction with a small amplitude is provided with a driving sound source, and gas is generated by pressure fluctuations in the acoustic resonance tube due to the reciprocation of this piston. An acoustofluidic machine adapted to be sucked into and discharged from an acoustic resonance tube from a small diameter tip is known.
[0003]
This acoustohydrodynamic machine 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 in the axial direction with a minute amplitude. As such, it is only provided with a vibration device that reciprocates the piston provided inside the base end of the acoustic resonance tube at a high speed.
[0004]
Therefore, it has the features that the structure is extremely simple and the risk of failure is small, and is expected to be widely used in the future.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described acoustofluidic machine has an essential problem that the compression ratio and the flow rate obtained are relatively small because the gas is sucked and discharged only by the slightly vibrating piston.
[0006]
Needless to say, in order to obtain a high pressure and a large flow rate, it is necessary to make the pressure receiving area of the piston, the amplitude and frequency generated by the vibration generator as large as possible.
[0007]
However, when the pressure receiving area of the piston is increased, its weight and working pressure increase, so that the load of the vibration exciter becomes large and its capacity needs to be increased.
[0008]
This is especially true when the idea to effectively obtain a high pressure and large flow rate of compressed gas is achieved by increasing the internal pressure of the acoustic resonance tube and operating the piston under high pressure. The necessity is high.
[0009]
Therefore, in order to improve the performance of the acoustic fluid machine as described above, it is necessary to reduce the weight of the piston as much as possible, to reduce its inertia, and to increase the output of the vibration device as much as possible.
[0010]
However, even if a material is selected and structural reinforcement is taken, there is a limit to reducing the thickness and weight of the piston in terms of strength. In addition, if the vibration device has a large capacity, it is disadvantageous in terms of cost and dimensions.
[0011]
According to the present invention, in the acoustic fluid machine including the acoustic compressor as described above, the load acting on the piston is reduced as much as possible so that a high-pressure discharge gas can be obtained even with a small-capacity vibration device. It is an object.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems.
(1) A piston that can be reciprocated at high speed in the axial direction with a minute amplitude is provided inside the large diameter proximal end of the acoustic resonance tube, and the pressure fluctuation in the acoustic resonance tube due to the reciprocation of this piston is provided. In the acoustic fluid machine in which gas is sucked into the acoustic resonance tube and discharged from the tip of the small diameter, a part of the space on the front and back sides of the piston in the acoustic resonance tube is communicated with each other through a ventilation path. Thus, the pressure acting on the front and rear surfaces of the piston is canceled as much as possible by the vibration device , and the internal pressure of the acoustic resonance tube is increased so that the piston is operated at a high pressure .
[0013]
(2) In the above item 1, a part of the space on the front and back sides of the piston is made to communicate with each other by forming an appropriate number of small-diameter vent holes facing the axial direction in the piston.
[0014]
(3) In the above item (1), a space is provided between the inner surface of the acoustic resonance tube and the outer peripheral surface of the piston so as to communicate with the front and back spaces of the piston.
[0015]
(4) In the above item (3), an appropriate number of axial cut grooves are provided on the outer peripheral surface of the piston, and a space between the cut grooves and the inner surface of the acoustic resonance tube is used as a ventilation path.
[0016]
(5) In the above item (3), an appropriate number of flat surfaces facing the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the piston, and a space between the flat surface and the inner surface of the acoustic resonance tube is used as an air passage.
[0017]
(6) In the above item (3), an appropriate number of venting grooves are provided in the inner surface of the acoustic resonance tube so as to face the axial direction slightly beyond the region in which the piston reciprocates. To do.
[0018]
(7) In the above item (3), the acoustic resonance pipe is provided with a vent hole that allows the front and back spaces of the piston to communicate with each other, and this vent hole serves as a vent path.
[0019]
(8) In any one of the above items (1) to (7) , an open air suction check valve and an open resistance are provided at the small diameter tip of the acoustic resonance tube. Ru provided a large pressurized gas discharge check valve than.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal front view schematically showing an embodiment of an acoustic fluid machine according to the first or second aspect and the eighth or ninth aspect of the invention.
[0021]
This acoustofluidic machine is constructed by attaching a vibration device (2) to the large-diameter base end which is the lower end of the acoustic resonance tube (1) and attaching a valve device (3) to the small-diameter distal end which is also the upper end. Has been.
[0022]
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 shape of the resonance hole (4) is expressed by the following equation. 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.
[0023]
The vibration exciter (2) also serves as a support, and has a piston (5) that is vibrated up and down by an appropriate vibration unit (not shown) on the upper surface. The piston (5) is made of a light alloy and is fitted to the lower end of the resonance hole (4), and a seal member (6) is fitted to the outer periphery thereof.
[0024]
The acoustic resonance tube (1) has an outward flange (7) at the lower end, and the outward flange (7) is superposed on the upper surface of the vibration exciter (2) to produce the outward flange (7) and the exciter (2). Is fastened with an appropriate number of bolts (8).
[0025]
The valve device (3) includes an inlet hole (9) on one side surface and a suction chamber (11) having an inward check valve (10) 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) having an outlet hole (13) on the other side and a discharge hole (15) with an outward check valve (14) for discharging pressurized gas on the upper surface of the bottom wall (3a). ) In parallel, and is mounted on the top of the small diameter of the acoustic resonance tube (1).
[0026]
The suction chamber (12) and the discharge chamber (16) are divided by the compartment (17).
[0027]
The inward and outward check valves (10) and (14) are each made of a thin steel plate or the like with 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, it may be of a ball type or other type.
[0028]
The valve opening resistance force of the outward check valve (14) is set to be considerably larger than that of the inward check valve (10).
[0029]
The drive frequency of the vibration exciter (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.
[0030]
When the piston (5) reciprocates with a small amplitude in the axial direction at the base end of the large diameter which is the lower end of the acoustic resonance tube (1), the pressure amplitude in the acoustic resonance tube (1) is minimized. Then, outside air is sucked from the inlet hole (9), flows into the suction chamber (12), passes through the suction hole (11) and the inward check valve (10), and passes through the acoustic resonance tube (1). ) Is inhaled. In addition, when the pressure amplitude in the acoustic resonance tube (1) reaches a maximum, from the acoustic resonance tube (1) through the discharge hole (15) and the outward check valve (14), Then, the liquid is discharged from the discharge chamber (16) through the outlet hole (13).
[0031]
As described above, the opening resistance of the outward check valve (14) in the discharge hole (15) is considerably larger than that of the inward check valve (10) in the suction hole (11).
[0032]
Therefore, in the initial stage of the operation, the air sucked into the resonance hole (4) through the suction hole (11) and the inward check valve (10) by the operation of the piston (5) immediately follows it. No discharge is made 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 ( It is discharged from 13).
[0033]
Accordingly, the density of the gas sucked and discharged into the resonance hole (4) is increased by the reciprocating motion of the piston (5), and thus a large discharge pressure and discharge amount can be obtained.
[0034]
According to the present invention, the piston (5) is provided with a plurality of small-diameter vent holes (18) facing the axial direction in a symmetric manner.
[0035]
Therefore, when the piston (5) is vibrated in the axial direction at high speed, part of the gas on the front and back sides of the piston (5) flows to the opposite side of the piston (5), and on the front and back sides of the piston (5). The operating pressure is relaxed and reduced.
[0036]
Therefore, the piston (5) can be made of a material having a low specific gravity, and can be made thinner and lighter, extending its life, and the vibration exciter (2) can be reduced in capacity. Can be.
[0037]
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional front view showing an embodiment of the invention described in

claim

3 or 4, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
[0038]
Since the basic configuration is the same as that of FIG. 1, only different parts will be described (hereinafter the same).
[0039]
An appropriate number of cut grooves (19) facing the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the piston (5), and the seal member (6) is fitted at a corresponding position on the inner surface of the acoustic resonance tube (1). .
[0040]
The front and back spaces of the piston (5) are communicated with each other by the cut groove (19), and the intended purpose can be achieved.
[0041]
4 is an enlarged longitudinal sectional front view showing an embodiment of the invention described in

claim

3 or 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
[0042]
An appropriate number of flat surfaces (20) facing the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the piston (5), and a seal member (6) is fitted at a corresponding position on the inner surface of the acoustic resonance tube (1).
[0043]
By the flat surface (20), the front and back spaces of the piston (5) communicate with each other, and the intended purpose can be achieved.
[0044]
FIG. 6 is an enlarged vertical sectional view showing a main part of an embodiment of the invention described in

claim

3 or 6, and FIG. 7 is a horizontal sectional view taken along line VII-VII in FIG.
[0045]
An appropriate number of ventilation recesses (21) facing the axial direction are provided slightly beyond the region where the piston (5) reciprocates on the inner surface of the acoustic resonance tube (1), and the seal member (6) is attached to the piston (5). The outer peripheral surface is fitted.
[0046]
Since the space on the front and back surfaces of the piston (5) communicates with each other by the vent groove (21), the intended purpose can be achieved.
[0047]
FIG. 8 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a main part of an embodiment of the invention described in

claim

3 or 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 8.
[0048]
The piston (5) in the wall of the acoustic resonance tube (1) is slightly beyond the region where the piston (5) reciprocates, and the upper and lower ends are respectively formed through the through holes (22a) and (22b). A vent hole (22) in the axial direction communicating with the front side space and the back side space is formed.
[0049]
The seal member (6) is provided on the outer peripheral surface of the piston (5). Obviously, the intended purpose can be achieved.
[0050]
Instead of drilling the vent hole (22) in the wall of the acoustic resonance pipe (1), a vent pipe having the same effect as the vent hole (22) may be fixed to the outer surface of the acoustic resonance pipe (1). .
[0051]
【The invention's effect】
The invention according to claim 1: When the piston is reciprocated by the vibration device, the pressure acting on the front and back surfaces thereof is considerably canceled out, so that the piston functions effectively and its strength can be lowered, Weight reduction and cost reduction can be achieved. Further, the vibration exciter can also be made smaller than before.
Further, the gas can be discharged under a high pressure.
[0052]
Invention of Claim 2: In order to reduce the pressure which acts on the front and back surfaces of a piston, it is only necessary to make a vent hole as means for communicating the front and back surfaces of the piston, so that the processing is simple.
[0053]
Invention of Claim 3: Since it is only necessary to give some processing to the outer peripheral surface of the piston or the inner surface of the acoustic resonance tube, it can be easily carried out for an existing acoustic fluid machine.
[0054]
Invention of Claim 4: Since it is only necessary to provide a notch groove on the outer peripheral surface of the piston, the machining is simple, and the addition of the notch groove and the enlargement of the dimension are easy.
[0055]
Invention of Claim 5: Since it is only necessary to cut a flat surface on the outer peripheral surface of the piston, the processing is simple.
[0056]
Invention of Claim 6: It is not necessary to give any processing to a piston.
[0057]
Invention of Claim 7: A sealing member is not damaged by an air passage.
[0058]
Invention of Claim 8: The inside of an acoustic resonance pipe is automatically pressurized with a driving | operation, and a high pressure and a large amount of discharge gas can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view schematically showing an embodiment of the invention according to any one of

claims

1, 2, 8, and 9.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional front view showing an embodiment of the invention according to

claim

3 or 4;
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional front view showing an embodiment of the invention according to

claim

3 or 5;
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
FIG. 6 is an enlarged vertical sectional view showing an essential part of an embodiment of the invention according to

claim

3 or 6;
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view showing a main part of an embodiment of the invention according to

claim

3 or 7;
9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
[Explanation of symbols]
(1) Acoustic resonance tube
(2) Excitation device
(3) Valve device
(3a) Bottom wall
(4) Resonance hole
(5) Piston
(6) Seal member
(7) Outward flange
(8) Bolt
(9) Entrance 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) Painting wall
(18) Vent
(19) Cut groove
(20) Flat surface
(21) Concave groove for ventilation
(22) Vent
(22a) (22b) Through hole

Claims

A piston that can be reciprocated at a high speed in the axial direction with a small amplitude is provided inside the large diameter proximal end of the acoustic resonance tube, and gas is generated by pressure fluctuations in the acoustic resonance tube due to the reciprocation of this piston. In the acoustic fluid machine that is designed to inhale the gas into the acoustic resonance tube and discharge it from the tip portion having a small diameter, by communicating a part of the space between the front and back surfaces of the piston in the acoustic resonance tube with each other through an air passage, The pressure acting on the front and back surfaces of the piston by the vibration device is canceled as much as possible , and the internal pressure of the acoustic resonance tube is increased to operate the piston under high pressure. Acoustic fluid machine.

2. The acoustic fluid machine according to claim 1, wherein a part of the space on the front and back sides of the piston is made to communicate with each other by forming an appropriate number of small-diameter vent holes facing the axial direction in the piston.

2. The acoustic fluid machine according to claim 1, wherein a space is provided between the inner surface of the acoustic resonance tube and the outer peripheral surface of the piston so that the space on the front and back sides of the piston communicates with each other.

The acoustic fluid machine according to claim 3, wherein an appropriate number of axial grooves are provided on the outer peripheral surface of the piston, and a space between the groove and the inner surface of the acoustic resonance tube is used as a ventilation path.

The acoustic fluid machine according to claim 3, wherein a flat surface facing an appropriate number of axial directions is provided on the outer peripheral surface of the piston, and a space between the flat surface and the inner surface of the acoustic resonance tube is used as a ventilation path.

4. An adequate number of venting grooves are provided in the inner surface of the acoustic resonance tube so as to face the axial direction slightly beyond the region where the piston reciprocates, and the venting groove is used as an air passage. Acoustic fluid machine.

4. The acoustic fluid machine according to claim 3, wherein the acoustic resonance pipe is provided with a vent hole that allows the front and back spaces of the piston to communicate with each other, and the vent hole serves as a vent path.

The acoustic resonance tube is provided with a check valve for sucking outside air and a check valve for discharging pressurized air whose opening resistance is larger than the opening resistance of the check valve for sucking outside air. The acoustic fluid machine according to claim 1.