JP4267167B2 - 圧力コンペンセータ - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、内部に液体を満たした状態で水中に浸漬される箱体に装着され、外部の水圧に応じて箱体の実質内容積を拡縮する圧力コンペンセータ（アキュームレータ）に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
例えば潜水艦においては、その外壁面に、障害物を検知するための超音波センサを液体（オイル）と一緒に収納した箱体を設置することが行われる。この箱体を仮に完全に閉じた部屋とすると、水深（水圧）の変化によって箱体自体が変形してしまい、内部の液体の状態が変化するため、正しい情報が得られない。このため、外部の水圧に応じて箱体の実質内容積を拡縮する圧力コンペンセータ（アキュームレータ）が要求される。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、このような用途に用いて好適な小型で外部への突出部分の大きさが変化しない圧力コンペンセータを得ることを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、内部に液体を満たした状態で水中に浸漬される箱体に装着され、外部の水圧に応じて箱体の実質内容積を拡縮する圧力コンペンセータであって、箱体に固定されたハウジング；このハウジング内に、ローリングダイアフラムを有するピストン体によって画成された、上記箱体内に連通する内部室と外部に連通する外部室；ピストン体の移動方向に向けてハウジング内の外部室内に固定したガイドロッド；及びこのガイドロッドとピストン体との間に、ピストン体の移動方向に相対摺動自在にして介在させた少なくとも一つの中間摺動ガイド体；を有することを特徴としている。
【０００５】
ハウジングは、具体的には、両者の間にローリングダイアフラムの周縁部を挟着するアッパハウジングとロワハウジングから構成して、ロワハウジングを箱体側に位置させ、アッパハウジングには該アッパハウジング内に突出させてガイドロッドを固定することができる。
【０００６】
本発明の圧力コンペンセータは、少なくとも、箱体が潜水艦の外面に装着され、該箱体の内部に液体とともにセンサを収納する態様で使用できる。
【０００７】
【発明の実施形態】
図５は、障害物を検知するための超音波センサ１１を液体（オイル）１２と一緒に収納した箱体１３を、潜水艦の外壁面１０に設けた状態の概念図である。箱体１３の外壁面には、該箱体１３の実質的内容積を水深（水圧）に応じて変化させる本発明による圧力コンペンセータ２０が複数（図では４基）備えられている。
【０００８】
図１ないし図４は、圧力コンペンセータ２０の一実施形態を示している。箱体１３の壁面には各圧力コンペンセータ２０に対応させて連通穴１４が形成されており、この連通穴１４上に、筒状のロワハウジング２１が固定ねじ２２で固定されている。ロワハウジング２１は、連通穴１４と連通する連通穴２１ａを有する。ロワハウジング２１上には、有底円筒状のアッパハウジング２３が位置し、このロワハウジング２１とアッパハウジング２３の間に、ローリングダイアフラム２４の周縁ビード部２４ａが挟着されている。ロワハウジング２１とアッパハウジング２３は、周縁ビード部２４ａを挟着した状態でそのロックリング溝２５ａ、２５ｂ（図４）に、アッパハウジング２３に形成した導入穴からロックリング２５を挿通することにより固定される。アッパハウジング２３には、多数の海水流入穴２３ａが穿設されている。
【０００９】
ロワハウジング２１とアッパハウジング２３で構成されるハウジング内は、ローリングダイアフラム２４によって、箱体１３内に連通する内部室２６と、海水流入穴２３ａを介して外部と連通する外部室２７とに画成されている。ローリングダイアフラム２４には、外部室２７側に位置するピストン体２８が沿い、このピストン体２８は、アッパハウジング２３の底部と該ピストン体２８の間に挿入した圧縮ばね２９により、常時ローリングダイアフラム２４に沿いかつ内部室２６の容積を減少させる方向に移動付勢されている。ローリングダイアフラム２４は、ピストン体２８に沿う円形中心部と周縁ビード部２４ａとの間に、曲折方向を反転したコンボリューション部２４ｂを有する周知のダイアフラムであり、ピストン体２８の移動距離を大きくとることができ、かつピストン体２８の移動位置によらず受圧面積が一定の（変化しない）ダイアフラムとして知られている。
【００１０】
ピストン体２８は、その中心部に、外部室２７側に延びる小径筒状部２８ａを有し、一方、アッパハウジング２３には、その軸部に、小径筒状部２８ａと同軸で、アッパハウジング２３内に突出するガイドロッド３０が固定ねじ３１で固定されている。そして、この小径筒状部２８ａとガイドロッド３０との間には、該小径筒状部２８ａとガイドロッド３０の双方に対して摺動自在な中間摺動筒３２が介在している。すなわち、中間摺動筒３２は、その内径部にガイドロッド３０を相対摺動自在に嵌入させ、外径部をピストン体２８の小径筒状部２８ａ内に相対摺動自在に嵌入させている。２８ｂ、３２ｂはそれぞれ、小径筒状部２８ａの中間摺動筒３２との摺動面、中間摺動筒３２のガイドロッド３０との摺動面に設けたすべり軸受である。中間摺動筒３２とガイドロッド３０には、ガイドロッド３０からの中間摺動筒３２の脱落を防止する内方フランジ３２ｆと外方フランジ３０ｆが形成されており、ガイドロッド３０は、ピストン体２８の全移動範囲において、すべり軸受２８ｂとガイドロッド３０との摺動関係を維持する。
【００１１】
上記構成の本圧力コンペンセータ２０は、箱体１３の壁面に固定され、その内部室２６内には、箱体１３内の液体と同じ液体１２が満たされる。いま、図１の状態を、特定の水深で内部室２６内の圧力と、外部室２７内の圧力と圧縮ばね２９のばね力との合力とがバランスする基準状態とすると、この基準状態より水深が浅くなると、外部室２７内の圧力が減少する結果、ピストン体２８はガイドロッド３０側に移動し（図２）、逆に基準状態より水深が深くなると、外部室２７内の圧力が増加する結果、ピストン体２８は箱体１３側に移動する（図３）。この図２と図３の間をピストン体２８が移動する間、中間摺動筒３２は、ガイドロッド３０及び小径筒状部２８ａとの相対位置を変えながら、ピストン体２８の移動をガイドする。
【００１２】
本実施形態の圧力コンペンセータ２０は、以上のように、ピストン体２８の移動を、アッパハウジング２３に固定したガイドロッド３０だけでなく、ガイドロッド３０と小径筒状部２８ａとの間に介在させた中間摺動筒３２によってガイドするため、小型でありながら、内部室２６、つまりは箱体１３の実質的内容積の変化の吸収能の高い圧力コンペンセータ２０が得られる。本実施形態では、中間摺動筒３２が一段であるが、二段以上の複数段としてよい。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、内部に液体を満たした状態で水中に浸漬される箱体に装着され、外部の水圧に応じて箱体の実質内容積を拡縮する圧力コンペンセータであって、小型で外部への突出部分の大きさが変化しない圧力コンペンセータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧力コンペンセータの一実施形態を示す、ピストン体の基準位置での断面図である。
【図２】同内容積を最大にした状態での断面図である。
【図３】同内容積を最小にした状態での断面図である。
【図４】図１ないし図３の装置の分解斜視図である。
【図５】図１ないし図３の装置を装着した潜水艦のソナー収納室部分の断面図である。
【符号の説明】
１１ 超音波センサ
１２ 液体
１３ 箱体
１４ 連通穴
２０ 圧力コンペンセータ
２１ ロワハウジング
２３ アッパハウジング
２３ａ 海水流入穴
２４ ローリングダイアフラム
２４ａ 周縁ビード部
２４ｂ コンボリューション部
２５ ロックリング
２６ 内部室
２７ 外部室
２８ ピストン体
２８ａ 小径筒状部
２８ｂ ３２ｂ すべり軸受
２９ 圧縮ばね
３０ ガイドロッド
３２ 中間摺動筒（中間ガイド部材）

Claims (3)

1. 内部に液体を満たした状態で水中に浸漬される箱体に装着され、外部の水圧に応じて箱体の実質内容積を拡縮する圧力コンペンセータであって、
   箱体に固定されたハウジング；
   このハウジング内に、ローリングダイアフラムを有するピストン体によって画成された、上記箱体内に連通する内部室と外部に連通する外部室；
   上記ピストン体の移動方向に向けてハウジング内の外部室内に固定したガイドロッド；及び
   このガイドロッドとピストン体との間に、該ピストン体の移動方向に相対摺動自在にして介在させた少なくとも一つの中間摺動ガイド体；
   を有することを特徴とする圧力コンペンセータ。
2. 請求項１記載の圧力コンペンセータにおいて、ハウジングは、両者の間にローリングダイアフラムの周縁部を挟着するアッパハウジングとロワハウジングからなっていて、ロワハウジングが箱体側に位置し、アッパハウジングに、該アッパハウジング内に突出させて上記ガイドロッドが固定されている圧力コンペンセータ。
3. 請求項１または２記載の圧力コンペンセータにおいて、箱体は、潜水艦の外面に装着され、その内部に液体と一緒にセンサを収納している圧力コンペンセータ。

Images