JP5139959B2 - アキュムレータ - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施例に係るアキュムレータ1の断面を示している。当該実施例に係るアキュムレータ1は、ベローズ10として金属ベローズを用いる金属ベローズ型アキュムレータであって、以下のように構成されている。
図1はアキュムレータ1の定常作動時の状態を示している。オイルポート3は図示しない機器の圧力配管に接続されている。この定常作動時においては、ベローズキャップ11に設けられたシール部17がステイ16の端面部16cから離れているので、ステイ16の端面部16cに設けられた液体出入口16dは開いている。したがってこの液体出入口16dを通してオイルポート3と液室(ベローズ内周空間)13とが連通し、オイルポート3から液室13へそのときどきの圧力を備えた液体が随時導入されるので、ベローズキャップ11は液体圧および封入ガス圧が均衡するよう随時移動することが可能とされている。
図1の状態から機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が極端に低下すると、液室13内の液体がオイルポート3から徐々に排出され、これに伴って封入ガス圧によりベローズ10が収縮するとともにベローズキャップ11がベローズ10の収縮方向すなわちステイ16に近付く方向へ移動する。ベローズキャップ11がステイ16に近付くと、シール部17がステイ16の端面部16cに当接し、液体出入口16dが閉じられる(ゼロダウン状態)。したがって液室(ベローズ内周空間)13が閉塞されてこの液室13に一部の液体が閉じ込められるので、液室13の更なる圧力低下が発生しなくなり、よってベローズ10内外で液体圧および封入ガス圧が均衡する。したがってベローズ10内外で大きな圧力差が発生せず、よってベローズ10が破損するのが防止される。以上の作動は上記シール部17を有するベローズキャップ11およびステイ16の組み合わせよりなる圧力低下時用安全機構18が作動したことになる。ゼロダウン状態が解消されると、オイルポート3から新たに液体が導入されて液体圧がベローズキャップ11に作用するので、ベローズキャップ11が移動し、シール部17がステイ16から離れることになる。
車両火災が発生する等してアキュムレータ1が火炎で焼かれると、ガス室12に封入されたガスおよび液室13に導入された液体が共に即時に膨張し、このときベローズキャップ11がシール部17でステイ16の端面部16cに当接して液体出入口16dが閉じたままであると、ガスおよび液体の逃げ場がないためアキュムレータ1が爆発する。したがってこれを防止すべく上記非常時用安全機構19が作動する。すなわち、火災が発生してアキュムレータ1が火炎で焼かれると、ガス室12に封入されたガスおよび液室13に導入された液体が共に即時に膨張して高圧が発生し、この高圧によって、ベローズキャップ11がシール部17でステイ16の端面部16cを押圧し、ステイ16が図2に示したように座屈し陥没し、結果、シール部17が少なくとも円周上一部でステイ16の端面部16cから離れることになる。したがって液体出入口16dが開いて高圧が開放され、爆発が防止される。以上の作動は上記座屈可能なステイ16よりなる非常時用安全機構19が作動したことになる。
図3(A)に示すように、非常時、ベローズキャップ11がステイ16を押圧してステイ16が段差16bで座屈するときにステイ16の端面部16cが傾きやすいように、円周上で高さが傾斜した円筒部材(スペーサとも称する)20をステイ16における筒状部16a(大径筒状部16e)の内周側であって段差16bまたは端面部16cのオイルポート3側(図では下方)に設置する。円筒部材20はその一端(図では下端)は軸直角平面状であってオイルポート部材6に固定されているが、その他端(図では上端)は斜めにカットされた形状に形成され、その最小高さH1と最大高さH2に寸法差が設定されている。したがってこのような円筒部材20が設置された状態でステイ16が座屈し陥没すると、図3(B)に示すようにステイ16の陥没部位がこの円筒部材20に着座する状態となり、これにより端面部16cが確実に傾くことになる。円筒部材20の形状としては円周上で高さの高低があれば良い。
図4(A)に示すように、非常時、ベローズキャップ11がステイ16を押圧してステイ16が段差16bで座屈するときにステイ16の端面部16cが傾きやすいように、段差16bを介して一体成形された大径筒状部16eと小径筒状部16fとを互いに偏心して配置する。符号01は大径筒状部16eの中心軸線を示し、符号02は小径筒状部16fの中心軸線を示している。このように設定すると、図4(B)に示すように円周上で座屈の状況が異なって陥没深さが異なることになるために、端面部16cが確実に傾くことになる。
図5は、本発明の第四実施例に係るアキュムレータ1の全体断面を示している。図6ないし図8は同アキュムレータ1の要部拡大断面を示している。図9は円盤状ガスケット22の単体図を示している。各図における作動の状態として、図6は定常作動時、図5および図7は圧力低下時(ゼロダウン時)、図8は圧力低下状態(ゼロダウン状態)における熱膨張時の状態をそれぞれ示している。
上記したように図6はアキュムレータ1の定常作動時の状態を示している。オイルポート3は図示しない機器の圧力配管に接続されている。この定常作動時において、円盤状ガスケット22はガスケットホルダ21に保持された状態でベローズキャップ11とともに移動することによりステイ16の端面部16cから離れているので、ステイ16の端面部16cに設けられた液体出入口16dは開いている。したがってこの液体出入口16dを通してオイルポート3と液室(ベローズ内周空間)13とが連通し、オイルポート3から液室13へそのときどきの圧力を備えた液体が随時導入されるので、ベローズキャップ11は円盤状ガスケット22とともに液体圧および封入ガス圧が均衡するよう随時移動することが可能とされている。
図6の状態から、機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が極端に低下すると、液室13内の液体がオイルポート3から徐々に排出され、これに伴って図5および図7に示すように、封入ガス圧によりベローズ10が収縮するとともにベローズキャップ11がベローズ10の収縮方向すなわちステイ16に近付く方向へ移動する。ベローズキャップ11のステイ16側の面には円盤状ガスケット22が保持されているので、この円盤状ガスケット22がそのシール部25でステイ16の端面部16cに当接し、液体出入口16dが閉じられる(ゼロダウン状態)。したがって液室(ベローズ内周空間)13が閉塞されてこの液室13に一部の液体が閉じ込められるので、液室13の更なる圧力低下が発生しなくなり、よってベローズ10内外で液体圧および封入ガス圧が均衡する。したがってベローズ10内外で大きな圧力差が発生せず、よってベローズ10が破損するのが防止される。以上の作動は上記シール部25を有する円盤状ガスケット22およびステイ16の組み合わせよりなる圧力低下時用安全機構18が作動したことになる。
図5および図7に示した圧力低下状態(ゼロダウン状態)すなわち円盤状ガスケット22がステイ16の端面部16cに当接して液室(ベローズ内周空間)13が閉塞された状態で、雰囲気温度の上昇等によって液室13に閉じ込められた液体および封入ガスが熱膨張すると、液体のほうが封入ガスよりも圧力の上昇度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図8に示すように、この圧力差を受けてベローズキャップ11が液体圧および封入ガス圧が均衡する位置までウェーブスプリング28を圧縮しながら移動する。したがって液体圧および封入ガス圧が常に均衡した状態となるので、ベローズ10内外で圧力差が発生せず、よってベローズ10が異常変形(塑性変形)するのが防止される。尚、この熱膨張時、円盤状ガスケット22はその両面における受圧面積の差によりステイ16の端面部16cに当接したままで移動しない。したがって液体出入口16dは閉じたままとされている。
車両火災が発生する等してアキュムレータ1が火炎で焼かれると、ガス室12に封入されたガスおよび液室13に導入された液体が共に即時に膨張し、このとき円盤状ガスケット22がシール部25でステイ16の端面部16cに当接して液体出入口16dが閉じたままであると、ガスおよび液体の逃げ場がないためアキュムレータ1が爆発する。したがってこれを防止すべく上記非常時用安全機構19が作動する。すなわち、火災が発生してアキュムレータ1が火炎で焼かれると、ガス室12に封入されたガスおよび液室13に導入された液体が共に即時に膨張して高圧が発生し、この高圧によって、ベローズキャップ11および円盤状ガスケット22がシール部25でステイ16の端面部16cを押圧し、ステイ16が上記第一実施例に係る図2に示したように座屈し陥没し、結果、シール部25が少なくとも円周上一部でステイ16の端面部16cから離れることになる。したがって液体出入口16dが開いて高圧が開放され、爆発が防止される。以上の作動は上記座屈可能なステイ16よりなる非常時用安全機構19が作動したことになる。
2 アキュムレータハウジング
3 オイルポート
4 ガス封入口
5 シェル
6 オイルポート部材
7 ガスプラグ
8 六角ナット付ピン
10 ベローズ
10a 固定端
10b 遊動端
11 ベローズキャップ
11a 凹部
12 ガス室
13 液室
14 制振リング
15 プロテクションリング
16 ステイ
16a,21a 筒状部
16b 段差
16c 端面部
16d 液体出入口
16e 大径筒状部
16f 小径筒状部
17,25 シール部
18 圧力低下時用安全機構
19 非常時用安全機構
20 円筒部材
21 ガスケットホルダ
21b フランジ部
22 円盤状ガスケット
23 剛性プレート
24 弾性体
26 スペーサ部
26a,27,29a 切欠部
28 ウェーブスプリング(バネ手段)
29 スプリングプレート
c 間隙
Claims (3)
- 圧力配管に接続されるオイルポートを備えるとともにガス封入口を反対側の端部に備えたアキュムレータハウジングと、前記ハウジング内にて前記オイルポートの内側に配置されるとともに段差付き筒状部先端の端面部に液体出入口を設けたステイと、前記ハウジング内に配置されるとともにベローズキャップを遊動端に備えて前記ハウジング内の空間をガスを封入するガス室および前記オイルポートに通じる液室に仕切るベローズとを有し、
前記圧力配管の圧力低下に伴って前記液室の圧力が低下したときに前記ベローズキャップまたは前記ベローズキャップに保持された部材と前記ステイの端面部との間が密閉されることにより前記液室に一部の液体を閉じ込める圧力低下時用安全機構を有し、
さらに火災発生等の非常時に高圧となるハウジング内圧によって前記ベローズキャップまたは前記ベローズキャップに保持された部材が前記ステイを押圧して前記ステイが前記段差で座屈することにより前記液室を開放する非常時用安全機構を有することを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1記載のアキュムレータにおいて、
前記非常時、前記ベローズキャップが前記ステイを押圧して前記ステイが前記段差で座屈するときに前記ステイの端面部が傾きやすいように、円周上で高さが傾斜した円筒部材が前記ステイにおける筒状部の内周側であって前記段差または前記端面部のオイルポート側に設置されていることを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1記載のアキュムレータにおいて、
前記非常時、前記ベローズキャップが前記ステイを押圧して前記ステイが前記段差で座屈するときに前記ステイの端面部が傾きやすいように、前記段差を介して一体成形された大径筒状部と小径筒状部とが互いに偏心して配置されていることを特徴とするアキュムレータ。
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