JP4681281B2 - 二段式アキュムレータ - Google Patents

Description

この発明は、液圧回路等に配設されるアキュムレータに関するものであり、特に、塩化アルミ溶液などの特殊流体用の二段式アキュムレータに関するものである。

塩化アルミ溶液が供給される液圧回路には、ブラダ型アキュムレータやピストン型アキュムレータが配設されている。例えば、このピストン型アキュムレータの場合は、シリンダと、該シリンダ内を気体室と液体室に仕切るピストンと、該シリンダの一端に設けられ、かつ、給気栓を有する上側閉鎖部と、該シリンダの他端に設けられ、かつ、給排液口を有する下側閉鎖部と、を備えている（例えば、特許文献１、参照）。

特開２００１−１６５１０１公報

従来例のピストン型アキュムレータは、油や水等の液圧回路に配設する場合には、腐食の問題を発生することはない。
しかし、このアキュムレータを液化アルミ溶液用の液圧回路に配設すると、該溶液と接触する部分、即ち、シリンダの内壁、ピストン及び上下の閉鎖部、が腐食するので、使用寿命が短くなる。

そこで、前記問題を解決するため、アキュムレータを耐腐食性に優れた材料、例えば、ニッケルモリブデン合金（ハステロイ合金）で形成しなければならない。しかし、このハステロイは、高価である上、加工性の悪い材料であるので、製作費用が嵩んでしまう。そのため、製品がコストアップとなり、経済的に好ましくない。

この発明は、上記事情に鑑み、特殊流体に対応できるアキュムレータを提供することを目的とする。他の目的は、製品のコストダウンを図ることである。

この発明は、上本体と、該上本体内を気体室と上段液体室に仕切る分離部材と、該上本体の一端を封鎖し、かつ、前記分離部材を固定する側板と、該上本体の他端を封鎖し、かつ、連通孔を有する共有側板とを備えた上段アキュムレータと， 一端を前記共有側板により封鎖した下本体と、該下本体内を下段液体室と給排液室に仕切るブラダと、該下本体の他端を封鎖し、かつ、前記ブラダを固定する耐腐食性側板と、該耐腐食性側板に設けられた液体給排口とを備えた下段アキュムレータと、を備えている二段式アキュムレータであって、前記共有側板が、連通孔、上段液体室、又は、下段液体室に連通する給排液手段を備えていることを特徴とする。

前記ブラダは、合成ゴムで形成されていることを特徴とする。前記合成ゴムが、ニトリルブタジエンゴムであることを特徴とする。前記耐腐食性側板が、ニッケルモリブデン合金で形成されていることを特徴とする。

前記上段及び下段液体室に、水が充填されていることを特徴とする。

この発明の二段式アキュムレータでは、特殊流体はブラダと耐腐食性側板だけに接触するが、前記ブラダは、合成ゴム等の耐腐食性に優れた材料で形成され、又、前記側板は、耐腐食性材料で形成され、耐腐食性対策が施されている。そのため、アキュムレータの腐食を防止できるので、使用寿命が長くなる。
又、ブラダ自体は、合成ゴム等により形成されているため、耐腐食性があるので、下段アキュムレータの側板だけを耐腐食性材料で形成すれば、腐食を防止することが出来る。そのため、製作費用等が安価になるので、製品のコストダウンをはかることが出来る。

給排液調整手段により上段液体室と下段液体室に充填されている水等の液量を調整することにより、簡単に、アキュムレータの作動範囲を調整することができる。

通常のブラダ型アキュムレータのブラダは、天然ゴムや合成ゴムなどで形成されており、耐腐食性において優れている。
そこで、本発明者は、前記アキュムレータを塩化アルミ溶液などの特殊流体に用いることを考えた。
しかし、この通常のアキュムレータでは、特殊流体は、下側板の内面、ブラダの外周面、本体の内周面、に接触するので、下側板及び本体を、耐腐食性に優れているハステロイなどの特殊材料で形成しなければならない。そのため、制作費が嵩みコストアップになってしまう。

そこで、この問題を解決するため、上側が気体室で下側が液体室である、ブラダ型アキュムレータを倒立させ、その上側を気体室にし、その下側を液体室にし、該液体室の側板に給排口を設けた。この給排口から特殊流体を前記給排室に出入させると、前記特殊流体と接触するのは、ブラダと前記側板だけになるので、該側板だけを耐腐食性に優れた特殊材料で形成すれば足りる。そうすると、特殊材料で加工すべき部分が従来例に比べ、大幅に少なくすることができる。

前記倒立したブラダアキュムレータでは、気体室の大きさが液体室に比べ大幅に小さくなり、アキュムレータの作動範囲に問題が生じることがある。
そこで、本発明者は、この問題を解決するため、倒立したブラダ型アキュムレータに他のアキュムレータを重ねて二段式アキュムレータを構成した。即ち、
上段アキュムレータは、上本体と、該上本体内を気体室と上段液体室に仕切る分離部材と、該上本体の一端を封鎖し、かつ、前記分離部材を固定する側板と、該上本体の他端を封鎖し、かつ、連通孔を有する共有側板と、を備えている。
又、下段アキュムレータは，一端を前記共有側板により封鎖した下本体と、該下本体内を下段液体室と給排液室に仕切るブラダと、該下本体の他端を封鎖し、かつ、前記ブラダを固定する耐腐食性側板と、該耐腐食性側板に設けられた液体給排口と、を備えている。
このアキュムレータでは、上段及び下段液体室に水等の液体が充填されており、この充填量は、共有側板に設けた給排液調整手段により調節される。この充填量を調節することにより、アキュムレータの作動範囲を調整することができる。

この発明の実施例を図１〜図３により説明する。二段式アキュムレータＡＣＣは、上段アキュムレータ１と、該上段アキュムレータ１に積設された下段アキュムレータ２０とから構成されている。

上段アキュムレータ１は、上本体２と、該上本体２の上端部に螺着された側板４と、該上本体２の下端部に螺着された共有側板６と、該上本体２内を気体室８と上段液体室１０に仕切る分離部材１２と、を備えている。

上本体２は、ステンレス(SUS)により円筒状に形成されている。
分離部材１２として、ブラダが用いられるが、該ブラダ１２の底部には、当金１２ａが設けられている。
前記ブラダ１２は、天然ゴム、又は、合成ゴムで、断面Ｕ字状に形成されている。このブラダ１２のフランジ部１２ｂは、前記上本体２と側板４により支持されている。なお、分離部材として、例えば、ダイアフラムやピストン、を用いることも可能である。

側板４に給気口１４から所定圧の窒素ガスＧを供給すると、ブラダ１２は膨張して断面Ｕ字状になり、気体室８の体積が、上段液体室１０のそれに比し大幅に大きくなり、例えば、４倍になる。

共有側板６は、ステンレス(SUS)により形成され、その中心部には、上段液体室１０と下段液体室２２とを連通せしめる、連通孔１６が設けられている。この連通孔１６には、給排液手段、例えば、プラグ１７が連通している。このプラグ１７は、前記連通孔１６に液体、例えば、水を供給し、上段液体室１０及び下段液体室２２に充水させるとともに、その水量を調整する。
共有側板６の上面６ａ及び下面６ｂは、湾曲面となっており、それぞれ液体室１０、２２の底面をなしている。

下段アキュムレータ２０は、上端部が前記共有側板６に螺着された下本体２４と、該下本体２４の下端部に挿着された耐腐食性側板２６と、該下本体２４内を下段液体室２２と給排液室２８に仕切るブラダ３０と、前記耐腐食性側板２６に設けられた給排液口３１と、を備えている。

下本体２４は、ステンレス(SUS)により円筒状に形成されている。
ブラダ３０の底部には、当金３０ａが設けられている。このブラダ３０のフランジ部３０ｂは、前記下本体２４と耐腐食性側板２６により支持されている。前記ブラダ３０は、耐腐食性の材料、例えば、合成ゴム、により断面Ｕ字状に形成されている。この合成ゴムとして、例えば、NBR（ニトリルブタジエンゴム）が用いられる。

耐腐食性側板２６は、耐腐食性に優れた特殊材料、例えば、ニッケルモリブデン合金（ハステロイ合金）により形成される。耐腐食性側板２６は、下本体２４の下端部に螺着された固定部材３５により締め付けられている。

給排液口３１から所定圧の液体を給排液室２８に供給すると、ブラダ３０は膨張して断面Ｕ字状になり、給排液室２８の体積が下段液体室２２のそれに比し大幅に大きくなり、例えば、４倍になる。この時の給排液室２８の体積は、前記気体室８のそれとほぼ同一である。

次に、本実施例の作動について説明する。
セッテング時：
二段式アキュムレータACCの気体室８内は、給気口１４から供給された窒素ガスＧにより設計圧になっている。上段及び下段液体室１０、２２内は、プラグ１７を介して供給された水Ｗにより設計圧になっている。給排液室２８には液圧回路３６内の特殊流体、例えば、塩化アルミ溶液Ｒが流入し、ブラダ３０を押圧している。前記溶液Ｒは、前記ブラダ３０の内面と耐腐食性側板１６の内面及び給排液口３１の内面にのみに接触し、他の部分に接触することはない。

液圧低下時：
液圧回路３６の液圧が低くなると、ブラダ３０を押圧する上方向の力が低下するので、気体室８内のガスＧが膨張し、ブラダ１２が下方に伸びる。そのため、上段液体室１０内の水Ｗは、連通孔１６を介して下段液体室２２内に流入し、ブラダ３０を下方に押圧する。そうすると、ブラダ３０は、給排液室２８内の前記溶液Ｒを液圧回路３６に排出しながら、図２の３０Ａに示すように変形する。

この時、ブラダ１２は、図２の１２Ａに示すように変形し、該ブラダ１２の当金１２ａは、上段液体室１０の底面に当接し、連通孔１６が閉鎖される。そのため、ブラダ１２が、該連通孔１６内に吸い込まれることはないので、ブラダの破損を防止することが出来る。

液圧上昇時：
液圧回路３６の液圧が上昇すると、ブラダ３０を押圧する上方向の力が上昇する。そのため、下段液体室２２内の水Ｗは、連通孔１６を介して上段液体室１０内に流入するので、ブラダ１２は圧縮され、図３の１２Ｂの様に変形する。

この時、ブラダ３０は、図３の３０Ｂに示すように変形し、該ブラダ３０の当金３０ａは、下段液体室２２の底面に当接し、連通孔１６が閉鎖される。そのため、ブラダ３０が、該連通孔１６内に吸い込まれることはないので、ブラダの破損を防止することが出来る。

この発明の第２実施例を図４により説明するが、図１〜図３と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この実施例と第１実施例との相違点は、下段アキュムレータ２０のブラダ給排液室２８内に、流通孔付きブラダマスク４０を同心状に設けたことである。このブラダマスク４０は、円筒部４０ａと円錐体部４０ｂとからなる多孔体である。

この実施例では、液圧回路の低下によりブラダ３０が圧縮され変形するが、その変形の途中で流通孔付きブラダマスク４０に当接し、それ以上変形できなくなる。そのため、ブラダ３０が給排液口３１内に吸い込まれることがないので、ブラダの破損を防止できる。

本件発明の第１実施例を示す縦断面図である。 液圧低下時の縦断面図である。 液圧上昇時の縦断面図である。 本件発明の第２実施例を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 上段アキュムレータ
２ 上本体
４ 側板
６ 共有側板
８ 気体室
１０ 上段液体室
１２ ブラダ
１６ 連通孔
２０ 下段液体室
２４ 下本体
２６ 耐腐食性側板
１８ 給排液室
３０ ブラダ
ACC 二段式アキュムレータ

Claims (5)

1. 上本体と、該上本体内を気体室と上段液体室に仕切る分離部材と、該上本体の一端を封鎖し、かつ、前記分離部材を固定する側板と、該上本体の他端を封鎖し、かつ、連通孔を有する共有側板とを備えた上段アキュムレータと， 一端を前記共有側板により封鎖した下本体と、該下本体内を下段液体室と給排液室に仕切るブラダと、該下本体の他端を封鎖し、かつ、前記ブラダを固定する耐腐食性側板と、該耐腐食性側板に設けられた液体給排口とを備えた下段アキュムレータと、を備えている二段式アキュムレータであって、
   前記共有側板が、連通孔、上段液体室、又は、下段液体室に連通する給排液手段を備えていることを特徴とする二段式アキュムレータ。
2. ブラダが、合成ゴムで形成されていることを特徴とする請求項１記載の二段式アキュムレータ。
3. 合成ゴムが、ニトリルブタジエンゴムであることを特徴とする請求項２記載の二段式アキュムレータ。
4. 耐腐食性側板が、ニッケルモリブデン合金で形成されていることを特徴とする請求項１記載の二段式アキュムレータ。
5. 上段及び下段液体室に、水が充填されていることを特徴とする請求項１，２，３，又は、４記載の二段式アキュムレータ。

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