(57)【要約】【課題】  シールリングが極力片当たりしたり偏摩耗したりすることがないようにし、もって、加圧された気体の漏洩を極力防止して、長期に亘って高性能を発揮することができ、しかもシールリングの寿命を、従来のものに比して格段に向上させた音響流体機械を提供する。【解決手段】  ピストン５の外周面に刻設されている環状凹溝６の内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起２０、２１を列設し、ピストン５の往復運動に伴い、環状凹溝内６に嵌合されているシールリング７が、環状凹溝６の内面の鋸歯状突起２０、２１を押圧することにより、シールリング７に円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その環状凹溝６内における位置を、円周方向へ徐々に変化させるようにする。【選択図】  図１
2006266202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響圧縮機において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝の内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記環状凹溝内に嵌合されているシールリングが、前記環状凹溝の内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その環状凹溝内における位置を、円周方向へ徐々に変化させるようにしたことを特徴とする音響流体機械。
【請求項２】
鋸歯状突起を、環状凹溝の内側面に設けたことを特徴とする請求項１記載の音響流体機械。
【請求項３】
鋸歯状突起を、環状凹溝の底面に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の音響流体機械。
【請求項４】
環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音響流体機械。
【請求項５】
音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響流体機械。
【請求項６】
音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響圧縮機において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱材からなり、前記環状凹溝と対応する断面形を有し、かつ内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起が列設されている溝型ライニングを嵌合するとともに、この溝型ライニング内にシールリングを嵌合し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記溝型ライニング内に嵌合されているシールリングが、溝型ライニングの内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに、円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その溝型ライニング内における位置を、円周を方向へ徐々に変化させるようにしたことを特徴とする音響流体機械。
【請求項７】
鋸歯状突起を、溝型ライニングの内側面に設けたことを特徴とする請求項６記載の音響流体機械。
【請求項８】
鋸歯状突起を、溝型ライニングの底面に設けたことを特徴とする請求項６または７記載の音響流体機械。
【請求項９】
音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の音響流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響共振に基づく振幅圧力変動を利用した、気体用音響圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響共振管の大径の基端の内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を、小径の先端部から、音響共振管内へ吸入して吐出させるようになっている音響流体機械は公知である。
【０００３】
この音響流体機械は、ピストンを軸線方向に微小振幅で往復させた際のピストンの運動に伴う管内気柱の共振現象により生じる音響定在波の振幅圧力変動を利用しているもので、作動部としては、音響共振管の基端内側に設けたピストンを高速で往復運動させる加振装置を備えているのみである。
【０００４】
従って、構造がきわめて簡単で、故障のおそれも小さいという特長を有し、今後広く利用されるものと期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような音響流体機械においては、音響共振管内に嵌挿されているピストンの外周には環状凹溝が形成され、この環状凹溝内に、Ｏリング等の可変形性のシールリングを嵌合し、音響共振管内におけるシールリングの摺動領域において、ピストンが微小振幅をもって軸線方向に往復振動し、これに伴い正弦波を発生させて、音響共振管内の気体を加工するようになっている。
【０００６】
ところで、通常の音響流体機械においては、前記シールリングの振幅は、１００〜５００μ程度で、かつ毎秒当たり、軸線方向に１０００回ほど微小往復運動を行うので、シールリングは片当たりして、その部分から洩れが発生するに至ることがある。
【０００７】
このようになると、音響流体機械としての性能は低下し、遂には使用に堪え得なくなる。
【０００８】
本発明は、従来の音響圧縮機における上記のような問題を解消するべく、運転長期に及んでも、シールリングが極力片当たりしたり偏摩耗したりすることがないようにし、もって、加圧された気体の漏洩を極力防止して、長期に亘って高性能を発揮することができ、しかもシールリングの寿命を、従来のものに比して格段に向上させた音響流体機械を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成しうるようにした本発明の音響流体機械は、次のように構成されている。
（１）音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響圧縮機において、前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝の内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記環状凹溝内に嵌合されているシールリングが、前記環状凹溝の内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その環状凹溝内における位置を、円周方向へ徐々に変化させるようにする。
【００１０】
（２）上記(１)項において、鋸歯状突起を、環状凹溝の内側面に設ける。
【００１１】
（３）上記(１)項または(２)項において、鋸歯状突起を、環状凹溝の底面に設ける。
【００１２】
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【００１３】
（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【００１４】
（６）音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響圧縮機において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱材からなり、前記環状凹溝と対応する断面形を有し、かつ内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起が列設されている溝型ライニングを嵌合するとともに、この溝型ライニング内にシールリングを嵌合し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記溝型ライニング内に嵌合されているシールリングが、溝型ライニングの内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに、円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その溝型ライニング内における位置を、円周を方向へ徐々に変化させるようにする。
【００１５】
（７）上記(６)項において、鋸歯状突起を、溝型ライニングの内側面に設ける。
【００１６】
（８）上記(６)項または(７)項において、鋸歯状突起を、溝型ライニングの底面に設ける。      
【００１７】
（９）上記(６)〜(８)項のいずれかにおいて、音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明：−
運転に伴いシールリングは自動的に円周方向へ移動するので、片当たりすることはなく、長期にわたって、全周において均一に摺動し、温度上昇や漏洩は極力防止され、長期間効率を低下させることなく、高い性能を発揮しうるとともに、寿命は格段と向上する。
【００１９】
請求項２に係る発明：−
ピストンの運動方向のいかんに拘わらず、シールリングは、円周方向の一定方向の推力が発生し、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２０】
請求項３に係る発明：−
ピストンの運動に伴い、シールリングが音響共振管の内面を押圧するのに伴い、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２１】
請求項４に係る発明：−
シールリングは、軽快かつ円滑に移動し、かつ過熱することはないので、耐久性は向上する。
【００２２】
請求項５に係る発明：−
シールリングが音響共振管の内面に当接摺動して、速やかに摩耗したり、熱の影響を受けて劣化することがなくなる。
【００２３】
請求項６に係る発明：−
鋸歯状突起の形成は、ピストンの外周の環状凹溝内に直接加工する場合に比して著しく簡単であり、かつ溝型ライニングを、例えば分割構造とするか、あるいは伸縮性のあるものとしておき、鋸歯状突起が摩耗もしくは変形して、十分な円周方向の推力が発生されなくなったような場合に、これを交換して、所望の推力を生成させ、シールリングの片当たりを防止することができる。
【００２４】
請求項７に係る発明：−
ピストンの運動方向のいかんに拘わらず、シールリングには、円周方向の一定方向の推力が発生し、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２５】
請求項８に係る発明：−
ピストンの運動に伴い、シールリングが音響共振管の内面を押圧するのに伴い、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２６】
請求項９に係る発明：−
シールリングは、軽快かつ円滑に移動し、かつ過熱することはないので、耐久性は向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、請求項１または２記載の発明に係る音響流体機械の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【００２８】
まず、図示の音響流体機械の概要について説明する。
音響共振管(１)の基端である下端大径部に加振装置(２)を取付け、同じく先端である上端小径部にバルブ装置(３)を取付けてある。
【００２９】
音響共振管(１)は、下端部が大径で、上方へ行くに従って漸次小径となっている共鳴孔(４)を有する。
【００３０】
加振装置(２)は支持台を兼ね、上面に、図に表れない適宜の振動ユニットによって、上下に振動させられるピストン(５)を備えている。ピストン(５)は軽合金からなり、共鳴孔(４)の下端部に嵌合され、その外周面には、環状凹溝(６)が刻設され、その中には、シールリング(７)が嵌合されている。
【００３１】
音響共振管(１)は、下端に外向フランジ(８)を有し、この外向フランジ(８)を加振装置(２)の上面に重合し、外向フランジ(８)と加振装置(２)とは、適数のボルト(９)をもって締着されている。
【００３２】
バルブ装置(３)は、一側面に入口孔(10)を備え、かつ底壁(11)の下面に外気吸入用の内向き逆止弁(12)付きの吸入孔(13)を備える吸込室(14)と、他側面に出口孔(15)を備え、かつ底壁(11)の上面に加圧気体吐出用の外向き逆止弁(16)付きの吐出孔(17)を備える吐出室(18)を並設したものである。
【００３３】
内向きおよび外向き逆止弁(12)(16)は、それぞれ一端を、吸込室(14)の底面の下側、および吐出室(18)の底面の上側に止着した薄肉鋼板等からなるリード弁、あるいはゴム板弁からなっている。しかし、ボール式その他の型式のものであってもよい。
【００３４】
外向き逆止弁(16)の開弁抵抗力は、内向き逆止弁(12)のそれに比して、かなり大きく定められている。
吸込室(14)と吐出室(18)は、画壁(19)で区分されている。
【００３５】
ピストン(５)が、音響共振管(１)の下端の大径の基端部で軸線方向に微小振幅で往復運動すると、これに伴い、音響共振管(１)内の圧力振幅が極小となったときに、外気は、入口孔(10)より吸入されて、吸込室(14)へ流入し、吸入孔(13)および内向き逆止弁(12)を経て、音響共振管(１)内へ吸入される。また、音響共振管(１)内の圧力振幅が極大となったときに、音響共振管(１)内から、吐出孔(17)および外向き逆止弁(16)を経て、加圧状態で、吐出室(18)より出口孔(15)を経て吐出する。
【００３６】
請求項１〜５のいずれかに記載されている発明においては、前記環状凹溝(６)の内面、すなわち、その内側面と底面のいずれか、または双方に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設してある。
【００３７】
図２〜図４は、環状凹溝(６)の内側面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(20)を列設した状態を示す。
【００３８】
図５は、環状凹溝(６)の底面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(21)を列設した状態を示す。
【００３９】
なお、これらの図における(22)は、音響共振管(１)の内面における前記シールリング(７)が摺動する領域に、所望により設けられるＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する断熱層である。
【００４０】
図２〜図５に示すいずれにおいても、共鳴孔(４)内のピストン(５)の往復運動に伴い、シールリング(７)の側面が環状凹溝(６)の内側面を強く押圧したり、あるいはシールリング(７)が片当たり等して、環状凹溝(６)の底面を強く押圧したりすると、シールリング(７)には、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(20)(21)により、一定方向の推力が発生し、シールリング(７)はその方向に徐々に移動する。
【００４１】
そのため、運動に伴い、シールリング(７)の各部分が、共鳴孔(４)に万遍なく当接摺動することとなり、シールリング(７)の片当たりが防止されるとともに、シールリング(７)に局部的な摩耗や劣化が生じるのが防止され、シールリング(７)の寿命は延びる。
【００４２】
図６、図７は、請求項６〜９のいずれかに記載の発明の実施形態を示す。
【００４３】
これらの図においては、環状凹溝(６)の内面に、直接図２〜５に示したような鋸歯状突起(20)(21)を刻設せず、内側面もしくは底面のいずれか、もしくは双方に、同様の鋸歯状突起(23)(24)を列設してある溝型ライニング(25)を、環状凹溝(６)に適正に嵌合してある。
【００４４】
薄型ランニング(25)は、自己潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、断熱性を有する材料、例えばＰＴＦＥをもって形成するのが好ましく、また環状凹溝(６)への着脱を容易にするために、適宜分割構造とするのがよい。
【００４５】
図６、図７においても、音響共振管(１)の内面におけるシールリング(７)に当接摺動する領域に、所望により、ＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する断熱性(26)が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の音響流体機械を略示する縦断正面図である。
【図２】請求項２〜４のいずれかに記載の発明を略示する図１におけるＡ部拡大図である。
【図３】図２におけるIII−III線横断面図である。
【図４】図２におけるIＶ−IＶ線縦断面図である。
【図５】請求項５に記載の発明を略示する図３と同様の図である。
【図６】請求項６〜９のいずれかに記載の発明を略示する図におけるＡ部拡大図である。
【図７】図６におけるVII−VII線断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
(１)音響共振管
(２)加振装置
(３)バルブ装置
(４)共鳴孔
(５)ピストン
(６)環状凹溝
(７)シールリング
(８)外向フランジ
(９)ボルト
(10)入口孔
(11)底壁
(12)内向き逆止弁
(13)吸入孔
(14)吸込室
(15)出口孔
(16)外向き逆止弁
(17)吐出孔
(18)吐出室
(19)画壁
(20)(21)鋸歯状突起
(22)断熱層
(23)(24)鋸歯状突起
(25)溝型ライニング
(26)断熱層
【図１】
2006266202.tif 000003
【図２】
2006266202.tif 000004
【図３】
2006266202.tif 000005
【図４】
2006266202.tif 000006
【図５】
2006266202.tif 000007
【図６】
2006266202.tif 000008
【図７】
2006266202.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月13日(2006.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響流体機械において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝の内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記環状凹溝内に嵌合されているシールリングが、前記環状凹溝の内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その環状凹溝内における位置を、円周方向へ徐々に変化させるようにしたことを特徴とする音響流体機械。
【請求項２】
鋸歯状突起を、環状凹溝の内側面に設けたことを特徴とする請求項１記載の音響流体機械。
【請求項３】
鋸歯状突起を、環状凹溝の底面に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の音響流体機械。
【請求項４】
環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音響流体機械。
【請求項５】
音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音響流体機械。
【請求項６】
音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響流体機械において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱材からなり、前記環状凹溝と対応する断面形を有し、かつ内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起が列設されている溝型ライニングを嵌合するとともに、この溝型ライニング内にシールリングを嵌合し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記溝型ライニング内に嵌合されているシールリングが、溝型ライニングの内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに、円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その溝型ライニング内における位置を、円周を方向へ徐々に変化させるようにしたことを特徴とする音響流体機械。
【請求項７】
鋸歯状突起を、溝型ライニングの内側面に設けたことを特徴とする請求項６記載の音響流体機械。
【請求項８】
鋸歯状突起を、溝型ライニングの底面に設けたことを特徴とする請求項６または７記載の音響流体機械。
【請求項９】
音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成したことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の音響流体機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響共振に基づく振幅圧力変動を利用した、音響流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響共振管の大径の基端の内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を、小径の先端部から、音響共振管内へ吸入して吐出させるようになっている音響流体機械は公知である。
【０００３】
この音響流体機械は、ピストンを軸線方向に微小振幅で往復させた際のピストンの運動に伴う管内気柱の共振現象により生じる音響定在波の振幅圧力変動を利用しているもので、作動部としては、音響共振管の基端内側に設けたピストンを高速で往復運動させる加振装置を備えているのみである。
【０００４】
従って、構造がきわめて簡単で、故障のおそれも小さいという特長を有し、今後広く利用されるものと期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような音響流体機械においては、音響共振管内に嵌挿されているピストンの外周には環状凹溝が形成され、この環状凹溝内に、Ｏリング等の可変形性のシールリングを嵌合し、音響共振管内におけるシールリングの摺動領域において、ピストンが微小振幅をもって軸線方向に往復振動し、これに伴い正弦波を発生させて、音響共振管内の気体を加工するようになっている。
【０００６】
ところで、通常の音響流体機械においては、前記シールリングの振幅は、１００〜５００μ程度で、かつ毎秒当たり、軸線方向に１０００回ほど微小往復運動を行うので、シールリングは片当たりして、その部分から洩れが発生するに至ることがある。
【０００７】
このようになると、音響流体機械としての性能は低下し、遂には使用に堪え得なくなる。
【０００８】
本発明は、従来の音響流体機械における上記のような問題を解消するべく、運転長期に及んでも、シールリングが極力片当たりしたり偏摩耗したりすることがないようにし、もって、加圧された気体の漏洩を極力防止して、長期に亘って高性能を発揮することができ、しかもシールリングの寿命を、従来のものに比して格段に向上させた音響流体機械を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成しうるようにした本発明の音響流体機械は、次のように構成されている。
（１）音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響流体機械において、前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝の内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記環状凹溝内に嵌合されているシールリングが、前記環状凹溝の内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その環状凹溝内における位置を、円周方向へ徐々に変化させるようにする。
【００１０】
（２）上記(１)項において、鋸歯状突起を、環状凹溝の内側面に設ける。
【００１１】
（３）上記(１)項または(２)項において、鋸歯状突起を、環状凹溝の底面に設ける。
【００１２】
（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【００１３】
（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【００１４】
（６）音響共振管の大径の基端部内側に、駆動音源をもって、微小振幅で軸方向に高速で往復運動させられるようにしたピストンを設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管内の圧力変動によって、気体を音響共振管内へ吸入して、小径の先端部より吐出させるようになっている音響流体機械において、
前記ピストンの外周面に刻設されている環状凹溝内に、自己潤滑性を有する断熱材からなり、前記環状凹溝と対応する断面形を有し、かつ内面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起が列設されている溝型ライニングを嵌合するとともに、この溝型ライニング内にシールリングを嵌合し、前記ピストンの往復運動に伴い、前記溝型ライニング内に嵌合されているシールリングが、溝型ライニングの内面の鋸歯状突起を押圧することにより、前記シールリングに、円周方向の一定方向を向く推力を発生させて、その溝型ライニング内における位置を、円周を方向へ徐々に変化させるようにする。
【００１５】
（７）上記(６)項において、鋸歯状突起を、溝型ライニングの内側面に設ける。
【００１６】
（８）上記(６)項または(７)項において、鋸歯状突起を、溝型ライニングの底面に設ける。      
【００１７】
（９）上記(６)〜(８)項のいずれかにおいて、音響共振管の内面におけるピストンの外周に嵌合されているシールリングが摺動する領域に、自己潤滑性を有する断熱層を形成する。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明：−
運転に伴いシールリングは自動的に円周方向へ移動するので、片当たりすることはなく、長期にわたって、全周において均一に摺動し、温度上昇や漏洩は極力防止され、長期間効率を低下させることなく、高い性能を発揮しうるとともに、寿命は格段と向上する。
【００１９】
請求項２に係る発明：−
ピストンの運動方向のいかんに拘わらず、シールリングは、円周方向の一定方向の推力が発生し、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２０】
請求項３に係る発明：−
ピストンの運動に伴い、シールリングが音響共振管の内面を押圧するのに伴い、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２１】
請求項４に係る発明：−
シールリングは、軽快かつ円滑に移動し、かつ過熱することはないので、耐久性は向上する。
【００２２】
請求項５に係る発明：−
シールリングが音響共振管の内面に当接摺動して、速やかに摩耗したり、熱の影響を受けて劣化することがなくなる。
【００２３】
請求項６に係る発明：−
鋸歯状突起の形成は、ピストンの外周の環状凹溝内に直接加工する場合に比して著しく簡単であり、かつ溝型ライニングを、例えば分割構造とするか、あるいは伸縮性のあるものとしておき、鋸歯状突起が摩耗もしくは変形して、十分な円周方向の推力が発生されなくなったような場合に、これを交換して、所望の推力を生成させ、シールリングの片当たりを防止することができる。
【００２４】
請求項７に係る発明：−
ピストンの運動方向のいかんに拘わらず、シールリングには、円周方向の一定方向の推力が発生し、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２５】
請求項８に係る発明：−
ピストンの運動に伴い、シールリングが音響共振管の内面を押圧するのに伴い、シールリングは徐々に円周方向に移動する。
【００２６】
請求項９に係る発明：−
シールリングは、軽快かつ円滑に移動し、かつ過熱することはないので、耐久性は向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、請求項１または２記載の発明に係る音響流体機械の一実施形態を略示する縦断正面図である。
【００２８】
まず、図示の音響流体機械の概要について説明する。
音響共振管(１)の基端である下端大径部に加振装置(２)を取付け、同じく先端である上端小径部にバルブ装置(３)を取付けてある。
【００２９】
音響共振管(１)は、下端部が大径で、上方へ行くに従って漸次小径となっている共鳴孔(４)を有する。
【００３０】
加振装置(２)は支持台を兼ね、上面に、図に表れない適宜の振動ユニットによって、上下に振動させられるピストン(５)を備えている。ピストン(５)は軽合金からなり、共鳴孔(４)の下端部に嵌合され、その外周面には、環状凹溝(６)が刻設され、その中には、シールリング(７)が嵌合されている。
【００３１】
音響共振管(１)は、下端に外向フランジ(８)を有し、この外向フランジ(８)を加振装置(２)の上面に重合し、外向フランジ(８)と加振装置(２)とは、適数のボルト(９)をもって締着されている。
【００３２】
バルブ装置(３)は、一側面に入口孔(10)を備え、かつ底壁(11)の下面に外気吸入用の内向き逆止弁(12)付きの吸入孔(13)を備える吸込室(14)と、他側面に出口孔(15)を備え、かつ底壁(11)の上面に加圧気体吐出用の外向き逆止弁(16)付きの吐出孔(17)を備える吐出室(18)を並設したものである。
【００３３】
内向きおよび外向き逆止弁(12)(16)は、それぞれ一端を、吸込室(14)の底面の下側、および吐出室(18)の底面の上側に止着した薄肉鋼板等からなるリード弁、あるいはゴム板弁からなっている。しかし、ボール式その他の型式のものであってもよい。
【００３４】
外向き逆止弁(16)の開弁抵抗力は、内向き逆止弁(12)のそれに比して、かなり大きく定められている。
吸込室(14)と吐出室(18)は、画壁(19)で区分されている。
【００３５】
ピストン(５)が、音響共振管(１)の下端の大径の基端部で軸線方向に微小振幅で往復運動すると、これに伴い、音響共振管(１)内の圧力振幅が極小となったときに、外気は、入口孔(10)より吸入されて、吸込室(14)へ流入し、吸入孔(13)および内向き逆止弁(12)を経て、音響共振管(１)内へ吸入される。また、音響共振管(１)内の圧力振幅が極大となったときに、音響共振管(１)内から、吐出孔(17)および外向き逆止弁(16)を経て、加圧状態で、吐出室(18)より出口孔(15)を経て吐出する。
【００３６】
請求項１〜５のいずれかに記載されている発明においては、前記環状凹溝(６)の内面、すなわち、その内側面と底面のいずれか、または双方に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起を列設してある。
【００３７】
図２〜図４は、環状凹溝(６)の内側面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(20)を列設した状態を示す。
【００３８】
図５は、環状凹溝(６)の底面に、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(21)を列設した状態を示す。
【００３９】
なお、これらの図における(22)は、音響共振管(１)の内面における前記シールリング(７)が摺動する領域に、所望により設けられるＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する断熱層である。
【００４０】
図２〜図５に示すいずれにおいても、共鳴孔(４)内のピストン(５)の往復運動に伴い、シールリング(７)の側面が環状凹溝(６)の内側面を強く押圧したり、あるいはシールリング(７)が片当たり等して、環状凹溝(６)の底面を強く押圧したりすると、シールリング(７)には、円周方向の一定方向を向く多数の鋸歯状突起(20)(21)により、一定方向の推力が発生し、シールリング(７)はその方向に徐々に移動する。
【００４１】
そのため、運動に伴い、シールリング(７)の各部分が、共鳴孔(４)に万遍なく当接摺動することとなり、シールリング(７)の片当たりが防止されるとともに、シールリング(７)に局部的な摩耗や劣化が生じるのが防止され、シールリング(７)の寿命は延びる。
【００４２】
図６、図７は、請求項６〜９のいずれかに記載の発明の実施形態を示す。
【００４３】
これらの図においては、環状凹溝(６)の内面に、直接図２〜５に示したような鋸歯状突起(20)(21)を刻設せず、内側面もしくは底面のいずれか、もしくは双方に、同様の鋸歯状突起(23)(24)を列設してある溝型ライニング(25)を、環状凹溝(６)に適正に嵌合してある。
【００４４】
薄型ランニング(25)は、自己潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、断熱性を有する材料、例えばＰＴＦＥをもって形成するのが好ましく、また環状凹溝(６)への着脱を容易にするために、適宜分割構造とするのがよい。
【００４５】
図６、図７においても、音響共振管(１)の内面におけるシールリング(７)に当接摺動する領域に、所望により、ＰＴＦＥ等の自己潤滑性を有する断熱性(26)が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の音響流体機械を略示する縦断正面図である。
【図２】請求項２〜４のいずれかに記載の発明を略示する図１におけるＡ部拡大図である。
【図３】図２におけるIII−III線横断面図である。
【図４】図２におけるIＶ−IＶ線縦断面図である。
【図５】請求項５に記載の発明を略示する図３と同様の図である。
【図６】請求項６〜９のいずれかに記載の発明を略示する図におけるＡ部拡大図である。
【図７】図６におけるVII−VII線断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
(１)音響共振管
(２)加振装置
(３)バルブ装置
(４)共鳴孔
(５)ピストン
(６)環状凹溝
(７)シールリング
(８)外向フランジ
(９)ボルト
(10)入口孔
(11)底壁
(12)内向き逆止弁
(13)吸入孔
(14)吸込室
(15)出口孔
(16)外向き逆止弁
(17)吐出孔
(18)吐出室
(19)画壁
(20)(21)鋸歯状突起
(22)断熱層
(23)(24)鋸歯状突起
(25)溝型ライニング
(26)断熱層