JPS61120990A

JPS61120990A - 衝撃エネルギー発生用エアーガン

Info

Publication number: JPS61120990A
Application number: JP60254608A
Authority: JP
Inventors: スチーブン　ヴイ　チエルミンスキ
Original assignee: Bolt Technology Corp
Current assignee: Teledyne Bolt Inc
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1985-11-13
Publication date: 1986-06-09
Also published as: DE182300T1; EP0182300A3; US4754443A; CA1255140A; EP0182300A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はシャトルを案内し、かつその作動ピストンまた
は燃焼ピストンがそれぞれのシリンダー壁と接触しない
よう、往復動自在なシャトルのシャフトを囲む細長いシ
ャフトシールを有するエアーガン型衝撃エネルギー源に
関する。このエアーガンの図示した実施例は高速繰返し
速度で自動燃焼するような寸法に配分されている。

エアーガンは当初、海洋探査、最近では地上探査用に用
いられる地震探査の分野で広く受は入れられている。本
発明はシリンダー壁が摩耗を受けない長寿命のエアーガ
ンを提供するもので、この結果得られるエアーガンは、
海洋で使用する場合有利である。

本発明は極めて耐久性のあるエアーガンを提供するもの
で、清掃のため進入することが通常極めて困難または不
可能な熱交換器、ボイラー、温水器のパイプおよび密閉
容器のその池内部領域に挿入でき、これらを清掃するよ
う使用できる小型エアーガンの新しい使用分野を開拓す
るものである。

１つまたは一連のエアーガンによって加圧ガスを容器内
の液体（通常、水）内に排気することによって、閉じ込
められた領域内の内面から沈殿物および付着物が排除さ
れ、分離された異物はエアーガンを囲む液体の流れによ
って流出できる。

本発明前に知られているエアーガンは作動部品として充
填ガスを高圧に保持するための燃焼室と、この加圧充填
ガスを排気ポートを介して急激に解放するよう作動でき
る解放手段と、高圧ガスを供給してこれを燃焼室に充填
するための手段と、燃焼室から加圧ガスを急激に排出す
るよう解放手段を作動させるための制御手段とを一般に
含む。解放手段はシャトルを含み、このシャトルは内部
に加圧充填ガスを保持するよう燃焼室の近くに位置する
燃焼ピストンと、作動シリンダーに位置する作動ピスト
ンとを有し、ここでは加圧ガスが解放されるまで解放ガ
スは作動ピストンに作用してシャトルを閉位置に保持す
る。シャトルのピストンはシャフトすなわちシャンクに
よって相互に接続されており、シャンクは供給加圧ガス
を作動シリンダーからこのシャンクを通して燃焼室に流
し、燃焼室に充填できるよう中空となっている。

本出願人の米国特許第３．３７９．２７３号では、燃焼
ピストンおよび作動ピストンの露出面の面積を適当な相
対的な寸法にすることにより、エアーガンを自動燃焼で
きるようにしたり、加圧ガス流をエアーガン内の種々の
燃焼通路を通しエアーガン内でのシャトルの急激な移動
を開始させるようソレノイドバルブを作動することによ
りエアーガンを遠隔制御し、燃焼させる方法を説明して
いる。本出願人の米国特許第３．３７９．２７３号には
エアーガンの作動の自動燃焼モードおよびソレノイドパ
ルプ制御式燃焼モードの双方が記載されている。米国特
許第３．８０８，８２２．３，９９７，０２１および４
，２７１．’９２４を参照すればエアーガンの背景に関
する情報が更に得られる。

本発明の図示した実施態様はエアーガンであり、このエ
アーガンは作動室と燃焼室との間に位置する円筒壁内に
排気ポートを備える細長い円筒形ハウジングを有する。

ボートと作動室との間の円筒形ハウジングは、シャトル
−ガイドシャフトベアリングが設けられている。このシ
ャフトベアリングは好ましくはシャトルシャフトの径の
１．７倍よりも長い長さを有する。

作動ピストンおよび燃焼ピストンはこれらピストンがシ
リンダー壁に接触しないようそれぞれのシリンダー壁の
径よりも若干小さい径を有し、摩耗部品を交換する前に
生じる燃焼サイクル数を大巾に増加するという点で新規
である。さらに作動および燃焼シールに加え１つの部品
すなわちシャトルシャフトガイドヘアリングしか交換し
ない。

従来のエアーガンでは交換部品は作動シリンダーの壁の
スリーブライナーおよび内部に排気ポートを有する排気
室シリンダーのスリーブライナーであった。すなわちい
ずれのスリーブライナーも摩耗し作動シールおよび燃焼
シールに加えてこれらライナーを交換する必要があった
。

図示したエアーガンのハウジングは内部貫通路を含み、
この貫通路は供給高圧ガスをエアーガンの長手方向に完
全に通過させるので、−つのエアーガンを次のエアーガ
ンと直列に接続できる。したがって、単一の高圧ガス源
を利用してフレキシブルなエアーガンのストリングを形
成する一連のエアーガンに次々にガスを送ることができ
る。

したがって、本発明の目的は二重ピストンを担持するシ
ャトルが作動する円筒形エアーガンの作動室および排気
ポート室内のスリーブライナーを交換する必要がなくエ
アーガンの摩耗と剥離を減少させこれら部品の交換に伴
なう停止時間をなくした新規な改良エアーガンを提供す
ることにある。

シャトルのシャンクを摺動自在に囲みシャンクの径の１
．７倍よりも長い長さを有するシャフトベアリングによ
って、シャトルのシャンクを案内し、長い作動寿命中に
最小の揺動すなわち摩耗にて高速移動シャトルを正確に
案内する改良されたエアーガンが提供される。このシャ
フトベアリングはベアリングの一端でシャトルのシャン
クと摺動接触することによって、、シャトルのシャンク
を案内し、かつ同時に第一端よりシャトルの外径の１．
７倍よりも長く軸方向に離間するベアリングの他端でシ
ャトルのシャンクと摺動接触することによってシャトル
のシャンクを案内し、これによって急激な燃焼ストロー
ク中および急激な復帰ストローク中でも正確かつ円滑な
シャトルのガイドが得られることがわかる。

本発明の別の目的はエアーガン自体のケーシング内で端
部から端部まで延長する軸方向通路を有し、複数のこれ
らエアーガンを直線状の配列にストリング状に接続し、
１つの共通ガス源を利用して直列接続されたこれら複数
のエアーガンに次々にガスを送ることができる新規かつ
改良されたエアーガンを提供することにある。

本発明の更に別の目的はパイプの内面から付着物を排除
するのに適した高速繰返し速度で自動燃焼する新規かつ
改良された小径エアーガンを提供することにある。本明
細書で使用する「自動燃焼」なる用語と「自動作動式燃
焼」なる用語は同じ意味を有するものである。

本発明の更に別の目的は、ストリングを形成する可撓性
ホース部分によって容器に接続でき装置の液体充填パイ
プおよびその池内部領域および接近できない領域に挿入
して付着物および侵入物を変位させてこれらを清掃する
のに利用できる新規かつ改良された小径エアーガンを提
供することにある。

本発明の更に別の目的は、寸法が極めて小さくかつ連続
に接続でき水取入口又は他の好ましくない領域例えば蒸
気′／！に縮器の取入口に水中生物が進入しこれをふさ
ぐことがないように水中生物を制御するのに利用できる
新規な改良されたエアーガンを提供することにある。

この発明の図示する態様に本発明を実施する場合、作動
ピストンから延長し他端に燃焼ピストンが設けられたシ
ャンクを有する往復動自在なシャトルの作動ピストンに
作動室内のガス圧を加えるエアーガンエネルギー源が設
けられる。作動室内の加圧ガスの圧力は作動ピストンに
作用し燃焼ピストンが燃焼シールと係合する第１位置に
シャトルを保持し燃焼室から排気室へのアクセスをブロ
ックしエアーガンが燃焼するまで燃焼室内の加圧ガスの
流出を防止し、エアーガンが燃焼したときガス圧の保持
作用がなくなり、シャトルは燃焼室が排気ポートと連通
ずる開位置まで急速に移動でき、これにより加圧ガスは
ポートを通って突出しパワーのある衝撃力を発生しその
後シャトルは第１位置に迅速に復帰する。エアーガンは
縞長い円筒状のハウジングを含み、このハウジングは作
動室と燃焼室との間に位置する排気室に排気ポートを有
し、排気ポートの近くの排気室にシャフトベアリングが
位置する。このシャフトベアリングはシャフトのシャン
クを囲み、ハウジング内で急速に移動するシャンクを案
内する。このシャフトベアリングはシャフトの径の１．
７倍よりも長い長さを有し、作動ピストンおよび燃焼ピ
ストンはこれらピストンがそれぞれ往復動する作動室お
よび燃焼室の内径よりも若干小さい径を有するのでこれ
ら２つの部屋の摩耗はなくなる。

細長いシャフトベアリングの種々の利点のうちの１つは
シャフトベアリングはピストンのシャンクのかなりの部
分に沿って案内し、両ピストンはこれらピストンが移動
する部屋の壁から離間しているので、これら部屋および
ピストンの摩耗がなくなり、これら部屋のスリーブまた
はライナーを交換する必要がなくなることである。ピス
トンが移動する部屋の壁に対してピストンの周面ば凹凸
に接触せず、かつこれらピストンの周面ば部屋の壁から
若干離間しているので、燃焼ストロークおよび復帰スト
ロークの双方でシャトルのガタのない無振動の高速走行
移動がスムーズに行なわれる。

エアーガンには軸方向に貫通する内部通路が設けられて
おり、これら貫通路は作動室および燃焼室から離間し、
これら部屋を超えて延長しており、第１エアーガン内の
燃焼室に高圧ガスを送るだけでな（燃焼室のまわりの円
筒室内の軸方向延長通路を通過させ、同じタイプの次の
エアーガンへ高圧ガスを送り、かつこれらエアーガンの
ストリングに沿って次々に高圧ガスを送ることを可能に
する。換言すれば、これら複数の自動燃焼エアーガンを
直列に接続し、単一の高圧ガス源を利用してエアーガン
ストリングの一端から自動燃焼エアーガンの全ストリン
グに高圧ガスを送ることができる。

添付図面を参照して次の説明を読めば別の特徴、目的、
利点と共に本発明がより明確に理解されよう。図中同一
部品には同一参照番号が付しである。

次に第１〜４図を参照すると、番号１０で示されるエア
ーガンは一般的に細長い円筒形のハウジング１２を有し
、このハウジングの一端は頂部キャンプすなわちエンド
プラグ１４により閉じられ、他端は底部キャンプすなわ
ちエンドプラグ１６により閉じられている。頂部キャン
プ１４および底部キャンプ１６の双方はその内部にスパ
ナ−レンチソケット１８を有し、これらソケットは本エ
アーガン１０の組立時および分解時に使用されるレンチ
を受けるようになっている。エンドキャップ１４および
１６の双方に形成された溝内には０リングシール２０が
取付けられ、円筒形ハウジング１２とこれらエンドキャ
ンプとの間をシールするようになっている。

底部キャップ１６の内側部分には燃焼室２２が形成され
ており、この室は、充填された加圧ガス、例えば圧縮空
気を比較的高圧に保持できる。この燃焼室２２の′入口
部分２３（第２図）は、キャンプ１６の内端に設けられ
た直立した軸方向延長リップ２４によって囲まれており
、可撓性０リング２６および耐久性のあるリング機素２
８から成る燃焼シールアセンブリを環状シート２５内に
保持する。このリング機素２８はシャンクすなわちシャ
フト３５を有する可動シャトル３０の燃焼ピストン３２
の周辺近くの下面に係合するよう配置されている。０リ
ング２６は、強靭で耐久性があり、弾性の可撓性材料、
例えば高強度ポリウレタンから形成される。このＯリン
グ２６はリングシール機素２８の後方に位置するスプリ
ング部材として働き、リングシール機素２８は強靭で、
耐久性のあるベアリングシール材料、例えばベリリウム
青銅、ナイロンポリアミド、デルリンアセクール樹脂ま
たは高強度の耐久性固形ポリウレタンから形成されるつ燃焼室２２の容積は、この底部キャップを特定用途に望
ましい大小のキャビティ２２を有する底部キャップと交
換することにより増減できる。後で述べるようにエアー
ガン１０を自動燃焼モードにすれば、この燃焼室２２が
大きくなればなるほど、燃焼繰返し速度は低速になる。

３３でねじ切りされたエンドキャンプ１６は燃焼室シー
ルアセンブリ２６および２８を所定位置に強固に保持す
ることに留意されたい。リング機素２８はハウジング１
２丙の内側ショルダ２９　（第２図）に載ることにより
捕捉される。円筒形ハウジングはキャップ１６内の溝内
に設けられた別のＯリングシール３４により更にシール
されている。このシール３４は０リングシール２０と共
に細長い円筒形ハウジング１２とキャップ１６との間に
てエアーガン１０の底端より高圧空気が逃げることを防
止する。

頂部キャンプ１４の下方部分に画定された作動室４０は
ロックナツト４４によってシャトルシャンク３５の上方
端に固定されたシャトル３０の作動ピストン４２を含む
つこのシャトルシャンク３５は通路３６の上方端内のね
し切りされたソケットにねじ込まれるオリフィス機素３
８を通って作動室４０と連通ずる軸方向に延長する貫通
通路３６を有する。エアーガンが燃焼した後に燃焼室２
２を再充填するよう軸方向通路３６を通って流れること
のできる加圧ガスの流量をセントすることにより燃焼を
繰返し速度を調節するようこのオリフィス機素３８を取
外し、通路３６に通じるオリフィスの有効径を変えるよ
う別のオリフィスと交換できる。このエアーガン１０の
実施態様では、燃焼ピストン３２はシャンク３５の端部
に一体的に形成されている。

燃焼室２２の上方の細長い円筒形ハウジング１２の多少
厚い円筒形ボート部分４６には、排気ボート室３１　（
第２図）と直接連通する複数の排気ボート５０が設けら
れている。シャトル３０が第１位置にあり、燃焼ピスト
ンが燃焼シールアセンブリ２６．２ａのリング機素２８
に載っているときボート室３１とボート５０は燃焼室２
２からブロックされる。換言すれば、第１図に示すよう
な第１予燃焼位置では燃焼室２２の入口部分２３（第２
図）は燃焼ピストン３２により閉じられる。

従って、シャトル３０がこの第１の予燃焼充填位置にあ
るときは予圧ガスは燃焼室２２から逃げることはできな
い。

ボート壁４６はその上に環状ショルダ４８を有し、この
ショルダ４８に長さしのシャフトベアリング兼ガイド５
２が配置されている。このシャフトベアリング５２は、
シャトルシャフト３５に対するガイドとしてもまたこの
シャフトに対するベアリングとしても働く。更にこのベ
アリング５２はスライドシールとしても働くが、このこ
とはヘアリング５２が排気室３１から作動室４０の下方
部分を分離するだめのシャトルシャンク３５と共にスラ
イドシールを形成していることを示す第２図を検討すれ
ば理解されよう。このシャフトベアリング５２は、適当
な耐食性ヘアリング材料、例えば青銅、デルリンアセク
ール樹脂またはトークン（Ｔｏｒｌｏｎ）ポリ　（アミ
ド・イミド）から形成される。この点で、作動ピストン
４２の外径と燃焼ピストン３２の外径はこれらピストン
が移動するチャンバ４０と３１のそれぞれの壁の内径よ
りも若干小さいことに留意されたい。従って、作動ピス
トン４２および燃焼ピストン３２の周面とそれらの室４
０および３１とはそれぞれ接触せず、これらピストンが
移動し、ピストンを案内する交換可能なスリーブライナ
ーを不要にしている。

この一体的シャフトシールベアリング５２はシャトル３
０のシャンクすなわちシャフト３５の径の１．７倍より
も長い長さしを有していることが好ましい。従って、ベ
アリングはその上方端に近い５３で摺ｖｓ茎内すると同
時に下方端に近い５５でも摺動案内し、燃焼および復帰
中に高速移動するシャトルを正確に案内し、高速燃焼お
よび復帰ストローク中のシャトルの揺動運動を防止する
。このシャトルシャンク３５用のガイドベアリング５２
は、作動および燃焼ピストンの周面とこれらピストンが
移動する作動室４０および円筒形ボート室３１の側壁と
の間に間隙を意図的に形成することを可能にしている。

この実施態様では、ヘアリング５２の長さしは、シャフ
トの径りの１．９７倍であるので、この径の略２倍であ
り、この径り自体は後ｔ、こ述べる理由から比較的大き
い。

シャフトシール兼ガイドベアリング５２の上方端は、Ｏ
リング作動シール５６を収容する環状シール５４を有し
、このシールはエアーガンシャトル３０が第１図に示す
第１予燃焼充填位置にあるとき作動ピストン４２の周面
近くの下方面とシール係合する。シャフトシール兼ガイ
ドベアリング５２は、上記のような適当なベアリング材
料から形成され、この上でステンレススチール製のシャ
フト２５が容易に摺動する。シャトルは極めて高強度の
耐食性材料、例えばステンレススチール、例えば１７−
４Ｈ（析出硬化）ステンレススチールから形成されてい
る。シャフト３５の径Ｄ（第２図）は、作動ピストン４
２の外径と比較して比較的大きいが、この理由はシャフ
ト径りが比較的大きいと、燃焼の後で作動室４０内の加
圧ガスの圧力により押圧されてシャトル３０が最初のシ
ール位置へ急速に戻るからである。シャトルのこの急速
復帰および再座着はエアーガンの燃焼繰返し速度を増加
し、更に各燃焼中に排気される加圧ガス量を少なくする
ので、燃焼室２２内の圧力が各燃焼中に大気圧まで低下
してしまうことを防止する。従って、この外径りは作動
ピストン４２の外径の少なくとも４０％であることが好
ましい。本実施態様では、Ｄは、作動ピストン４２の外
径の４７％すなわち外径の約半分である。

頂部キャンプ１４はＯリングシール６２を担持する下方
延長スカート６０を有し、更に第３図に最も明瞭に示す
ように作動室４０を囲む内面に複数のフライス加工した
スロット５８を有する。これらスロット５８はエアーガ
ンの燃焼中に作動シール５６とのシール係合から作動ピ
ストン４２が解放されて、作動室内の加圧ガスを作動ピ
ストン４２の下面に達することができるようにしてエア
ーガンを燃焼させたときピストン４２の上方および下方
で作動室内の圧力を等しくするバイパスチャンネルとし
て働く。

頂部キャンプ１４上の環状スカート６０はリップ６４で
終端し、このリップはシャフトシール兼ガイドベアリン
グ５２上の環状シート５４内に作動シール５６を係止し
、正しく座着させる。頂部キャンプ１４は、ねじ部６６
にねじ込むことによりハウジング１２内に固定されてい
る。

円筒形ハウジング１２は、第１〜４図に示すようにハウ
ジング１２の円筒形側壁に孔開けした４つの長い孔の形
状をした複数の軸方向に延長するＷ通路６８を含む。第
２図では、これら軸方向に延長する通路６８は、排気ポ
ート５０の近くに切欠かれて示されているが、これは４
つの軸方向乙こ延長する通路６８は第４図に明瞭に示す
ようにこれら排気ポート５０からずれており、４つの排
気ポートの内でハウジング１２の壁に沿って延長してい
るからである。第１図および第２図から明らかなように
頂部キャップ１４には複数の下方に広がるすなわち外方
に傾斜した通路７０が孔開けされており、これら通路は
作動室４０を軸方向延長貫通路６８に連通ずる。同様に
底部キャップ１６は、複数の下方に収束するすなわち内
側に傾斜した通路７２を有し、これら通路は貫通路６８
を底部キャップ１６内の出口室７４に接続する。エアー
ガン１０にはカンブリング部材７８を介して高圧ガス例
えば圧縮空気が矢印７６の示すように供給され、カンブ
リング部材は取付具８２によって固定される高圧ホース
供給ライン８ｏを有する。

カップリング部材７６は作動室４ｏおよび傾斜通路７０
と連通ずる人力室８４に接続するソケット８３にねじ込
まれる。エアーガンの他端では、出口室７４に接続する
ソケット８７にカップリング部材８６がねし込まれる。

カップリング部材８６には取付具８８により長い高圧ホ
ース９ｏが取付けられるうこのようなまた他の形式のカ
ンプリング手段および長い高圧ホース９ｏを利用するこ
とにより、複数の自動燃焼エアーガンを例えば第５図に
示すようにストリング状に直列に容易かつ便宜的に接続
できる。

図示したエアーガン１０は、自動燃焼作動をするように
なっているので、供給ライン８ｏの圧力を制御するだけ
でなく、ピストンの有効面積、燃焼室２２の寸法および
オリフィスプラグ３８の寸法を配分することによってエ
アーガンの燃焼の繰返し速度を制御できる。このオリフ
ィスが小さくなればなるほど、燃焼の繰返し速度は遅（
なる。

自動燃焼作動を行うため、ピストン３２の面Ｙ（燃焼室
２２に対して下方に向う）の有効面積は作動ピストン４
２の面Ｘ（上方に向う）の有効面積よりも広（しである
。

この自動燃焼配置では、作動室４ｏ内の圧力と面積Ｘと
の積が燃焼室２２内の圧力と面積Ｙの大存効面積との積
よりも大きければ、作動ピストン４２はその作動シール
５０に載っている。加圧ガス７６が高圧源、例えばエア
ーコンプレッサがら供給ホース８０を通って人力室８４
、従って、作動室４０へ導入されると、加圧ガスはオリ
フィス機素３８を通過し、シャトルシャンク３５内の軸
方向ｉｌｌ路３６を通って燃焼室２２に進入し、この燃
焼室２２に充填されるので、燃焼室２２の圧力は上昇す
る。最初燃焼室２２内の圧力は作動室４０内の圧力より
も低い。燃焼ピストンの面Ｙに作用する燃焼室内の圧力
が作動ピストン４２の面Ｘに作用する作動ピストン内の
圧力により発生される保持力とバランスしている間シャ
トル３０は停止したままであるが、前者の力が後者の力
より大きくなると、作動ピストン４２をシール５６から
離間する燃焼ストローク１００　（第２図）にて急激に
移動することによりエアーガンは自然に燃焼する。その
直後作動ピストン４２の上方および下方の圧力は環状ス
カート６０内のフライス加工したスロ・ノド５６に助け
られて平衡点に近づき、シャトル３０の急激な上方加速
燃焼ストローク１００が生じる。燃焼ピストン３２はシ
ールアセンブリ２６．２８から離間するので、燃焼室２
３の入口部分３２をボート室３１に急速に開け、燃焼室
２２内に充填されていた高圧ガスは、排気ボー）５０を
通って周辺の液体、通常水の中に突入するので、第２図
の５１で示すように周辺の液体に急激なパワーのある衝
撃力が発生する。燃焼ストロークの直後、シャトルは高
速復帰ストロークで最初の位置へ復帰する。

燃焼シールアセンブリ２６．２８はベント９２により換
気され、一方作動シール５６はベント９４により換気さ
れ、このシールの下方での圧力の増加を防止し、燃焼作
動中にこれらの環状シート２５および５４からシールを
吹き出されないようにしている。これらベント９２およ
び９４は第３図および第４図に示すように貫通路６４か
らずれておりこれら貫通路とは連通していない。

充填加圧ガスが排気ポート５０から排出された後、燃焼
室２２内の圧力は大気圧まで大きく低下するが、作動室
４０内の圧力はライン８０を通って進入するガス７６の
圧力に近い高圧のままであるう作動室４０内のこの高圧
力はピストン４２の真の有効面（この真の有効面はシャ
ンクの径りにより定められる）に作用し、シャトル３０
を閉じたシール位置まで復帰ストロークで急速に押圧し
、このシール位置では（作動ピストン４２の周面に近い
）下面は作動シール５６に再びシール係合し、一方燃焼
ピストン３２も再びシールアセンブリ２６．２８とシー
ル係合する。燃焼室は再びオリフィス機素３８およびシ
ャトル３０内の軸方向通路３６を通して再び充填され、
一方ガスフ６は作動室４０に補充され、燃焼室２２が再
充填されている間、室４０はほぼ供給圧に維持される。

この自動燃焼配列で供給ラインホース８０を通して例え
ば１平方インチあたり２０００ポンド（ｐ、ｓ、ｉ）の
高圧空気７６が送られると、ライン８０を通して供給さ
れる一定の圧カフ６を除く制御信号を受けることなくエ
アーガンは自動的に次々に周期運動をする。従って、例
えば２秒以下の周期の燃焼インターバルでパワーのある
衝撃力が得られる。一定圧力のガス７６を使用するとき
燃焼インターバルを長くするためすなわち繰返し速度を
遅くするためには燃焼室２２内の圧力が作動室４０内の
圧力で生じる保持力より太き（なる前の遅延時間が長く
なるようにオリフィス機素３８内の制限された通路を小
さくすればよいし、燃焼の間のインターバルを短くする
にはすなわち繰返し速度を速くするには通路を大にすれ
ばよい。更に既に述べたように、燃焼室２２の寸法を太
き（することによっても（衝撃力５１ら強くなる）燃焼
インターバルを長くできる。更に供給圧カフ６を上昇す
れば、燃焼インターバルは長くなり、各衝撃力５［は更
に強くなる。

高圧ガス７６が供給されて、これと同時にこの高圧ガス
が作動室４０に流入するとき、このガスはこれら通路６
８も通り、第５図に直列接続された１つ以上のエアーガ
ンを流れる。ストリングの最終のエアーガン１０は、取
外し自在なねじプラグ９１により閉塞された出ロソケソ
ト８７を有する。

従って、このような好ましい配列では、単一の高圧源を
使って一連の自動燃焼エアーガンを作動でき、この配列
は多数の小さなエアーガンが好ましい場合、例えばこの
ような一連のガンを液体１０２、例えば水を含む密閉容
器９６内へ挿入し、容器９６を清掃するときに最良とな
る。このような密閉容器９６としては、例えば清掃のた
め届くことが極めて困難又は不可能な熱交換器、コンデ
ンサ、ボイラー、温水器のパイプまたはチューブまたは
通路および密閉容器の他の内部領域９５がある。これら
チューブまたはバイブは、その内面に附着物、浸入物、
沈殿物、不溶性鉱Ｘ物、および同等物が累積することが
多い。

従って、このような好ましくない附着物（これら衝撃力
５１でゆるめることができる）が累積する傾向があるこ
のような閉じ込められた領域９５の内面９８にパワーの
ある衝撃力５１が印加される。内面９８上の附着物を効
果的にゆるめるため第５図に示すように適当な長さのホ
ース９０により互いに結合したエアーガンのストリング
を制限された領域９５内に挿入し、移動することができ
る。更に周辺の液体１０２内に高圧ガスを何回も排出す
れば、液体が撹拌され続け、ゆるんだ粒子は浮遊するの
で、この液体の突出流れ１０４を維持すれば粒子を容器
９６から流出することができる。この液体流１０４は容
器９６を通してエアーガンストリングを駆動するよう使
用できる。

第５図に示すようなエアーガン１０のストリングは、亀
および魚のような水中生物が浸入して、詰まらないよう
にすることが望まれる水取入れ口、コンデンサの吸入部
等を保護するため水中生物を排除する領域近くの水中に
沈めて利用できる。

本発明を具体化したエアーガンは小寸法、中間の寸法ま
たは大寸法に製造でき、耐食性材料から形成される。シ
ャトル３−０およびシャトルガイド゛ベアリング５２に
適した耐食性材料としては既に述べたものがある。ハウ
ジング１２は強耐食性材料、例えばステンレススチール
から形成され、エンドキャップ１４および１６は同じ材
料から形成される。製造を容易にしたい場合、エンドキ
ャップ１４および１６は容易に機械加工できるアルミ青
銅か、ら形成できる。使用材料は、耐医性があり、高強
度であり、用途によっては耐食性のあるもの本゛発明を
具体化した”エアーガンは自動燃焼式のものを示したが
、本明細書の虚人部では引用した私の特許を検討す丸ば
判るようにソレノイドバルブを利用することにより燃焼
するよう改良できる。

次に有効面積ＸはＹよりも若干広くし、ソレノイドバル
ブからの加圧ガスのトリガー流れが作動ピストン４２の
下面に急激に達することができるよう燃焼通路が設けら
れ、すなわちこのトリガー流れがこのピストン４２の下
面とベアリング５２の端面との間に急激に進入し、エア
ーガンを燃焼させるよう作動シールからシャトルを急速
に離間させるよう駆動するようになっている。シャトル
シャンク３５を案内し、作動ピストン４２および燃焼ピ
ストン３２の周面と室壁ベアリング面とを接触する必要
性をな（するシャフトシールヘアリング５２によって得
られる利点は、このようなソレノイドバルブ燃焼式エア
ーガンでも得られる。

本明細書で使用した「上方」および「下方」および「頂
部」および「底部」なる用語は、図面を参照して説明す
る上での便宜的なものにすぎないと解すべきで、加圧ガ
ス７６が供給される第１図および第２図の左側はエアー
ガン１０の頂端すなわち土方端と考えられる。実際の使
用例では、エアーガン１０は地球の重力場に対して任意
の配列で作動できる。

更に「加圧ガス」なる用語は、圧縮空気または他の加圧
ガス、例えば窒素、二酸化炭素または蒸気、または加圧
混合ガス、例えばエアーガンで使用できる加圧燃焼生成
物を含むと解すべきである。

使用される加圧ガスは通常圧縮空気であって、例えば所
望圧力レベル、例えば１インチ平方あたりＳＯＯポンド
（ｐ、ｓ、ｉ　）　〜６０００ｐ、ｓ、ｉの作動圧力レ
ベルで多段高圧空気コンプレッサから供給されるが、使
用するエアーガンおよびそれらの用途に応じてこれより
低いかまたは高い作動圧力を利用できる。

入口接続手段７８．８３および出口接続手段８６．８７
は各端部の中央に設けられでおり、すなわち同心状に設
けられているという事実のために、第５図に示すように
対称的ストリングを形成する短い長さの高圧ホース９０
によって互いに複数の実質的に同じエアーガン１０を接
続でき、このとき中間ホースは細長い容器９６の内部９
５をストリングが容易に通過できるよう各エアーガンの
軸に心出しされる。換言すれば、容器の内側９５で障害
となるようなかたよったすなわち非対称的なものではな
い。更にエアーガン１０の間の接続部は軸方向に心出し
されたホース９０だけであるので、エアーガン全体のス
トリングにはかなりの柔軟性があり、密閉容器９６をエ
アーガンのストリングは容易に通過できる。

当業者にとっては特定の作動条件および環境に合致させ
るよう変更および改良することは明らかであるので、本
発明は説明のため選択した実施例のみに限定されると解
してはならず、特許請求の範囲にある全ての変更および
改良を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼ピストンが燃焼シールと保合し、燃焼準備
のため燃焼室内に高圧空気または他のガスまたは加圧混
合ガスを保持する第１位置にあるシャトルの燃焼ピスト
ン・を図示する、本発明に係わる高速繰返し自動燃焼高
圧円筒形エアーガンの軸方向断面図であり、第２図はエ
アーガンの燃焼を示す第１図と同様な図であり、ガス圧
の保持作用が既になくなり、シャトルは燃焼ストローク
で急速に移動し、これにより燃焼室は排気ポートと連通
し加圧ガスはポートを急激に突出しており、第３図は第
１図の３−３線に沿った横断面図であり、第４図は第１
図の４−４線に沿った横断面図であり、第５図は直列に
接続さ机清掃すべきバイブ内に挿入された本発明のエア
ーガンの配列を示し、本図では各エアーガンは第１図か
ら４図のエアーガンよりも小さな寸法に示されている。２２・・・・・・燃焼室２８・・・・・・燃焼シール３０・・・・−・シャトル３１・・・・・・排気室３２・−・・・・燃焼ピストン３５・・・・・・シャンク４０・・・・・・作動室４２・・・・・・作動ピストン５０・・・・・・排気ポート５２・・・・・・ガイド手段７６・・・・・・加圧ガス

Claims

【特許請求の範囲】

（１）作動ピストンから燃焼ピストンまで延長するシャ
ンクを有する往復自在なシャトル（３０）の作動ピスト
ン（４２）へ作動室（４０）内の加圧ガス（７６）の圧
力を加え、前記シャトルの燃焼ピストンが燃焼シール（
２８）と係合し燃焼室（２２）から少なくとも一つの排
気ポート（５０）への接近をブロックする第１位置（第
１図）にシャトルを保持し、前記エアーガンが燃焼（第
２図）するまで前記燃焼室内の加圧ガスが逃げないよう
になっており、更に前記エアーガンが燃焼すると、前記
シャトルから前記ガス圧の保持作用が解放され、前記シ
ャトルは前記燃焼室が前記排気ポートと連通し、加圧ガ
スは前記燃焼室から前記排気ポートを通って急に排出さ
れ衝撃力を発生できる開放位置まで急に移動（１００）
するようになっている衝撃エネルギー発生用エアーガン
において、シャトルのシャンク（３５）と摺動接触する
だけで燃焼ストロークおよび復帰ストローク中に往復動
自在なシャトル（３０）を案内するガイド手段（５２）
が設けられ、作動ピストン（４２）の周面は作動室（４
０）の壁の内面より内側に離間し、燃焼ピストン（３２
）の周面は排気室（３１）の壁内面より内側に離間して
いることを特徴とする衝撃エネルギー発生用エアーガン
。
（２）前記ガイド手段（５２）は前記排気室と前記作動
室との間に配置され、前記ガイド手段は前記ハウジング
内でシャンクが移動するときシャンクと摺動案内接触し
て前記シャンク（３５）を囲み、前記シャンクの径Ｄの
少なくとも１．７倍の案内長さＬを有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のエアーガン。
（３）シャトルのシャンク（３５）と摺動接触するだけ
でシャトル（３０）を案内する前記ガイド手段（５２）
は一つの領域（５３）でシャトルのシャンクと摺動接触
しながらシャトルのシャンクと係合し、同時に前記第１
領域からシャンクの外径Ｄの少なくとも１．７倍の長さ
Ｌだけ離れた別の領域（５５）でシャトルシャンクと摺
動接触しながら係合することを特徴と特許請求の範囲第
２項記載のエアーガン。
（４）前記長さＬはＤの実質的に倍である特許請求の範
囲第２または３項記載のエアーガン。
（５）前記シャトルガイド兼シール手段（５２）は一体
的で一般に円筒形のプラスチック部材であり、シャトル
のシャンクが貫通し、これと摺動接触する軸方向ボアを
有する特許請求の範囲第１、２、３または４項記載のエ
アーガン。
（６）前記シャトルガイド兼シール手段は、作動ピスト
ンに向う端部に位置する環状シート（５４）と、この環
状シートに位置する作動シール（５６）を含み、前記エ
アーガンは頂部部材（１４）から下方に延長するスカー
ト（６４）を有する頂部部材（１４）を含み、前記スカ
ートは前記頂部部材がエアーガン（１０）に取付けられ
ているとき前記環状シート内に前記作動シールを座着し
保持することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
エアーガン。
（７）前記作動室（４０）近くのエアーガンの端部に加
圧ガス入口手段（８４）が設けられ、前記燃焼室近くの
エアーガンの端部に加圧ガス出口手段（７４）が設けら
れ、円筒状ハウジング手段（１２）は軸方向に延長する
複数の長手方向通路を含み、該通路は排気ポート（５０
）から周辺方向にずれており、この長手方向通路は前記
入口手段および前記出口手段とガス連通し、エアーガン
の端部と端部が離間した状態で接続し、複数の同じエア
ーガンをストリング状に接続でき、このときストリング
内の最初のエアーガンの端部にある加圧ガス入口手段に
加圧ガスを送ることができ、ストリング内の最終エアー
ガンの端部の出口手段は閉塞されて（９１）いることを
特徴とする特許請求の範囲第１、２、３、４、５または
６項記載のエアーガン。
（８）前記円筒形ハウジング手段（１２）内に頂端部部
材（１４）および底端部材（１６）が設けられ、前記ガ
ス入口手段（８４）は前記頂端部材内に同心状に配置さ
れ、前記ガス出口手段（７４）は前記底端部材内に同心
状に配置され、前記頂端部材は複数の下方かつ外方に傾
斜する通路（７０）を含み、該通路は前記ガス入口手段
および前記長手方向通路（６８）と連通して前記ガス入
口手段から前記長手方向通路内へ加圧ガスを送るように
なっており、前記底端部材は複数の下方かつ内側へ傾斜
する通路（７２）を含み、この通路は前記長手方向通路
および前記ガス出口通路と連通して前記長手方向通路か
ら前記ガス出口手段への加圧ガスを送るようになってい
る特許請求の範囲第７項記載のエアーガン。
（９）燃焼ピストン（３２）はシャトル（３０）が前記
第１の閉位置にあるとき燃焼室（２２）に向いた面Ｙを
有し、作動ピストン（４２）は面Ｙから逆方向に向いた
面Ｘを有し、前記面Ｙは前記面Ｘよりも大きな有効径を
有し、更に各燃焼の後にエアーガスが自動燃焼できるよ
うに加圧ガス（７６）が燃焼室に再充填される速度を制
限するための制限部（３８）が設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記載の
エアーガン。
（１０）前記シャンク（３０）は、作動ピストン（４２
）の面Ｘの径の４０％より大きな径「Ｄ」を有し、この
ためエアーガンの各燃焼の後にシャトルが比較的迅速に
第１の閉位置（第１図）に復帰し、エアーガンの燃焼中
に燃焼室内のすべての加圧ガスが燃焼室から突出しない
ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第９
項記載の自動燃焼式エアーガン。
（１１）シャトル（３０）のシャンク（３５）は作動ピ
ストン（４２）の周面の径の約２分の１の径「Ｄ」を有
し、このため各燃焼後にシャトルが第１の閉位置（第１
図）に迅速に復帰し、高速燃焼繰返し速度を与えること
を特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の自動燃焼式
エアーガン。
（１２）前記エアーガンは比較的小さな外径を有し、両
端（１４および１６）には同心状に配置されたガス入口
手段（８４）およびガス出口手段（７４）が設けられ、
端部と端部が離間した複数の自動燃焼エアーガンを連続
するエアーガンの間に配置した長い高圧ホースで接続し
てほぼ対称的なストリングとし、容器内の液体中に挿入
して容器の内壁から異物、例えば附着物、浸入物、沈殿
物、不溶性鉱質物または同等物を排除するようエアーガ
ンを繰返して自動燃焼することを特徴とする特許請求の
範囲９、１０または１１項記載の自動燃焼式エアーガン
。
（１３）各々の自動燃焼エアーガンは、２秒またはそれ
より短い時間置きに１回の繰返し速度で繰り返し燃焼し
、液体中の撹拌を維持し、容器の内面からの異物の除去
を助けることができることを特徴とする特許請求の範囲
第１２項記載の自動燃焼式エアーガンのストリング。