JP5374435B2 - アキュムレータ - Google Patents
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Description
(2)上記図12の先行技術において、機器に配置されたアキュムレータは、その機器の運転が停止すると、制御液体が徐々に排出される。それに伴いアキュムレータ内部のベローズは内部ガスの作用によって、その内部の制御液体を排出する方向にストロークし、所定ストロークでベローズキャップにバネを介して配設されたシール部材とステーの端面が当接する。この当接により、シールおよびステーとベローズ間の液体が密封され、ガス圧とバランスする液体圧が発生する。この液体圧により、ベローズのガス側と液体側の差圧発生が抑制され、ガス圧によるベローズの異常変形が防止される。(ゼロダウン状態)
(3)このゼロダウン状態が低温または常温で生じ、その状態で温度上昇した場合、ベローズ内側で密封された液体が膨張する。このとき、ベローズキャップとシール間のバネが縮むことにより、密封された液体の膨張量に応じベローズがストロークする。このストロークにより、密封された液体の熱膨張によるベローズの異常変形が防止される。
(4)しかしながら、このゼロダウン状態が高温または常温で生じ、その状態で温度低下した場合、ベローズ内側で密封された液体が収縮するが、密封された液体の収縮量に応じベローズはストロークすることができない。これにより、密封された液体の熱収縮によるベローズの異常収縮が発生し、ベローズの耐久性に支障が生じる場合がある。
(6)上記構造を有する本発明によれば、ゼロダウン状態が高温または常温で生じ、その状態で温度低下した場合、液室内で密封された液体が収縮する。このとき、第1バネが伸びるとともに第2バネが縮むことにより、密封された液体の収縮量に応じベローズがストロークする。このストロークにより、密封された液体の熱収縮によるベローズの異常変形が防止される。
(7)また、ゼロダウン状態が低温または常温で生じ、その状態で温度上昇した場合、ベローズ内側で密封された液体が膨張する。このとき、第1バネが縮むとともに第2バネが伸びることにより、密封された液体の膨張量に応じベローズがストロークする。このストロークにより、密封された液体の熱膨張によるベローズの異常変形が防止される。
(8)以上の結果、ゼロダウン状態で温度変化(昇温、降温)が生じても、ベローズに異常変形が発生するのを防止し、本来のベローズ耐久性を維持することができる。
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。また、この図1は同アキュムレータ1の定常作動時の状態を示しており、図2はゼロダウン時、図3はゼロダウン状態における熱膨張時、図4はゼロダウン時における熱収縮時の状態をそれぞれ示している。
上記したように図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、可動プレート21およびその一面上に設けられたシール手段25はスプリングリテーナ28,29、バネ手段22,23およびスプリングホルダ24を介してベローズキャップ12に保持された状態でベローズキャップ12とともに移動することによりステー17の端面部17bから離れているので、ステー17の端面部17bに設けられた液体出入口18は開いている。したがってこの液体出入口18を通してポート穴4と液室13とが連通し、ポート穴4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12は可動プレート21とともに液体圧および封入ガス圧が均衡するように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ゼロダウン状態になると、液室13内の液体が液体出入口18およびポート穴4から徐々に排出され、これに伴って図2に示すように、封入ガス圧によりベローズ11が収縮するとともにベローズキャップ12および可動プレート21がベローズ11の収縮方向(下方)へ移動し、可動プレート21がその一面に設けられたシール手段25によってステー17の端面部17bに当接した段階で移動が停止するとともに液体出入口18が閉じられる。したがって液室13が閉塞され、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11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11の破損が防止される。
図2に示したゼロダウン状態、すなわち可動プレート21がシール手段25によってステー17の端面部17bに当接して液室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3に示すように、この圧力差を受けてベローズキャップ12が液体圧および封入ガス圧が均衡する位置まで一方のバネ手段22を収縮させるとともに他方のバネ手段23を伸長させながら可動プレート21から離れる方向(上方)へ移動する。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11内外の圧力差によりベローズ11が破損するのが防止される。尚、この熱膨張時、可動プレート21はその両面における受圧面積の差によりステー17の端面部17bに押し付けられたままで移動しない。したがって液体出入口18は閉じたままとされている。
また、図2に示したゼロダウン状態、すなわち可動プレート21がシール手段25によってステー17の端面部17bに当接して液室13が閉塞された状態で、雰囲気温度の低下等によって液室13に閉じ込められた液体および封入ガスが熱収縮すると、液体のほうが封入ガスよりも圧力の低下度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図4に示すように、この圧力差を受けてベローズキャップ12が液体圧および封入ガス圧が均衡する位置まで一方のバネ手段22を伸長させるとともに他方のバネ手段23を収縮させながら可動プレート21に近付く方向(下方)へ移動する。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11内外の圧力差によりベローズ11が破損するのが防止される。尚、この熱収縮時にも、可動プレート21はその両面における受圧面積の差によりステー17の端面部17bに押し付けられたままで移動しない。したがって液体出入口18は閉じたままとされている。
ゼロダウン状態が解消されてポート穴4および液体出入口18から液体が流入すると、この液体の圧力が可動プレート21に作用して可動プレート21をステー17の端面部17bから離間させる。引きつづき液体は液体出入口18から液室13に導入されるので、ベローズキャップ12に直接作用し、この液体圧および封入ガス圧が均衡する位置までベローズキャップ12および可動プレート21を移動させる。したがって初期状態に復帰することになる。
シール手段25について、上記第一実施例では、可動プレート21の一面上にシール手段25を設けることにしたが、これに代えて、ハウジング2側にシール手段25を設けるようにしても良い。この点について、図5に示す第二実施例では、ステー17にシール手段25が設けられ、すなわちステー17の端面部17b上にリップシール構造のシール手段25がシールホルダ31によって固定されている。またステー17には、ベローズキャップ12および可動プレート21が液体出入口18に近付く方向へ移動したときに可動プレート21が当接することによりその移動限を規定するための環状のストッパ部32が設けられており、このストッパ部32とシールホルダ31との間にリップシール構造のシール手段25が保持されている。液体出入口18はシールホルダ31の内周空間に形成されている。したがってこの例では、ゼロダウン状態になると、可動プレート21がストッパ部32に当接することによりベローズキャップ12および可動プレート21の移動が停止するとともに、このとき可動プレート21がリップシール構造のシール手段25に当接することにより液体出入口18が閉じられ、液室13が閉塞される。
図6は、本発明の第三実施例に係るアキュムレータ1の断面を示している。また、この図6は同アキュムレータ1の定常作動時の状態を示しており、図7はゼロダウン時、図8はゼロダウン状態における熱膨張時、図9はゼロダウン時における熱収縮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、可動プレート21はスプリングリテーナ28,29、バネ手段22,23およびスプリングホルダ24を介してベローズキャップ12に保持された状態でベローズキャップ12とともに移動することによりオイルポート3のストッパ部32から離れているので、可動プレート21はシール手段25とも離れている。したがって液体出入口18を通してポート穴4と液室13とが連通し、ポート穴4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12は可動プレート21とともに液体圧および封入ガス圧が均衡するように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ゼロダウン状態になると、液室13内の液体が液体出入口18およびポート穴4から徐々に排出され、これに伴って図7に示すように、封入ガス圧によりベローズ11が伸長するとともにベローズキャップ12および可動プレート21がベローズ11の伸長方向(下方)へ移動し、可動プレート21がオイルポート3のストッパ部32に当接した段階で移動が停止するとともにシール手段25に密接する。したがって液室13が閉塞され、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11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11の破損が防止される。
図7に示したゼロダウン状態、すなわち可動プレート21がオイルポート3のストッパ部32に当接するとともにシール手段25に密接して液室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12が液体圧および封入ガス圧が均衡する位置まで一方のバネ手段22を収縮させるとともに他方のバネ手段23を伸長させながら可動プレート21から離れる方向(上方)へ移動する。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11内外の圧力差によりベローズ11が破損するのが防止される。尚、この熱膨張時、可動プレート21はその両面における受圧面積の差によりオイルポート3のストッパ部32およびシール手段25に押し付けられたままで移動しない。したがって液室13は閉塞されたままとされている。
また、図7に示したゼロダウン状態、すなわち可動プレート21がオイルポート3のストッパ部32に当接するとともにシール手段25に密接して液室13が閉塞された状態で、雰囲気温度の低下等によって液室13に閉じ込められた液体および封入ガスが熱収縮すると、液体のほうが封入ガスよりも圧力の低下度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図9に示すように、この圧力差を受けてベローズキャップ12が液体圧および封入ガス圧が均衡する位置まで一方のバネ手段22を伸長させるとともに他方のバネ手段23を収縮させながら可動プレート21に近付く方向(下方)へ移動する。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11内外の圧力差によりベローズ11が破損するのが防止される。尚、この熱収縮時にも、可動プレート21はその両面における受圧面積の差によりオイルポート3のストッパ部32およびシール手段25に押し付けられたままで移動しない。したがって液室13は閉塞されたままとされている。
ゼロダウン状態が解消されてポート穴4および液体出入口18から液体が流入すると、この液体の圧力が可動プレート21に作用して可動プレート21をオイルポート3のストッパ部32およびシール手段25から離間させる。引きつづき液体は液体出入口18から液室13に導入されるので、ベローズキャップ12に直接作用し、この液体圧および封入ガス圧が均衡する位置までベローズキャップ12および可動プレート21を移動させる。したがって初期状態に復帰することになる。
2 ハウジング
3 オイルポート
4 ポート穴
5 シェル
6 ガス注入口
7 ガスプラグ
11 ベローズ
11a 固定端
11b 遊動端
12 ベローズキャップ
13 液室
14 ガス室
15 制振リング
17 ステー
17a 筒状部
17b 端面部
18 液体出入口
19,30 空間
21 可動プレート
22,23 バネ手段
24 スプリングホルダ
24a 係合部
25 シール手段
26 ゴム状弾性体
27 シール突起
28,29 スプリングリテーナ
31 シールホルダ
32 ストッパ部
41 ガスエンドカバー
Claims (7)
- 制御液体の出入口を設けたアキュムレータハウジングと、前記ハウジング内に配設されて前記ハウジング内の空間を前記出入口に通じる液室とガスを封入するガス室とに仕切るベローズおよび前記ベローズの遊動端に設けられたベローズキャップと、前記ベローズキャップに保持されて前記ベローズキャップとともに移動する可動プレートと、前記制御液体の圧力が低下して前記ベローズキャップおよび前記可動プレートが前記出入口に近付く方向の移動限に達したときに前記液室を閉塞するシール手段とを有し、
前記可動プレートは、その厚み方向両側にそれぞれ配置したバネ手段を介して前記ベローズキャップに保持され、
前記シール手段により閉塞された前記液室内の作動液体が熱膨張したときには、一方の前記バネ手段が収縮するとともに他方の前記バネ手段が伸長しつつ前記ベローズキャップが前記可動プレートから離れる方向へ変位し、前記シール手段により閉塞された前記液室内の作動液体が熱収縮したときには、一方の前記バネ手段が伸長するとともに他方の前記バネ手段が収縮しつつ前記ベローズキャップが前記可動プレートに近付く方向へ変位する構造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、
一端を前記ベローズキャップに固定するとともに他端に係合部を設けたスプリングホルダを有し、前記スプリングホルダの内周側に前記可動プレートが相対変位可能に配置され、前記係合部と前記可動プレートの間に前記一方のバネ手段が配置されるとともに前記可動プレートと前記ベローズキャップの間に前記他方のバネ手段が配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または2記載のアキュムレータにおいて、
前記シール手段は前記可動プレートの一面上に設けられ、前記シール手段が前記ハウジング内のステーまたはオイルポートの内側端部に当接することにより前記液室が閉塞されることを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1または2記載のアキュムレータにおいて、
前記シール手段は前記ハウジング内のステーまたはオイルポートの内側端部に設けられ、前記可動プレートが前記シール手段に当接することにより前記液室が閉塞されることを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1ないし4の何れかに記載されたアキュムレータにおいて、
当該アキュムレータは、前記ベローズの外周側に前記ガス室が配置されるとともに前記ベローズの内周側に前記液室が配置される外ガスタイプのアキュムレータであることを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1ないし4の何れかに記載されたアキュムレータにおいて、
当該アキュムレータは、前記ベローズの内周側に前記ガス室が配置されるとともに前記ベローズの外周側に前記液室が配置される内ガスタイプのアキュムレータであることを特徴とするアキュムレータ。 - 請求項1ないし6の何れかに記載されたアキュムレータにおいて、
当該アキュムレータは、前記ベローズが金属ベローズとされる金属ベローズ型アキュムレータであることを特徴とするアキュムレータ。
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