(57)【要約】【課題】  音響流体機械において、音響共振管の基部と先端部との間の温度勾配を小さくする。【解決手段】  音響共振管２の大径の基端部内側に、加振装置３をもって、微小振幅で軸線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２内の圧力変動により、音響共振管２の先端部に設けたバルブ手段４を介して、流体を音響共振管２内へ吸入し吐出させるようになっている音響流体機械１に、基端部が開口する導気筒７を、若干の間隙を設けて被せ、かつ導気筒７の先端部に、その内側に収容されている音響流体機械１のバルブ手段４部分を冷却するための外気を送るようになっている送風ファン８を設ける。【選択図】  図１
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【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、加振装置をもって、微小振幅で軸線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り、音響共振管の先端部に設けたバルブ手段を介して、流体を音響共振管内へ吸入し吐出させるようになっている音響流体機械に、基端部が開口する導気筒を、若干の間隙を設けて被せ、かつ導気筒の先端部に、その内側に収容されている音響流体機械の前記バルブ手段部分を冷却するための外気を送るようになっている送風ファンを設けたことを特徴とする温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項２】
送風ファンを、電動式としてなる請求項１記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項３】
音響共振管の適所の温度を検知しうる温度センサーをもって、電動式送風ファンに対する給電を制御するようにしたことを特徴とする請求項２記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項４】
送風ファンを、圧力空気駆動体をもって駆動されるものとしてなる請求項１記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項５】
圧力空気駆動体を、音響流体機械のバルブ手段から吐出する圧力空気により駆動されるようにしたことを特徴とする請求項４記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項６】
音響流体機械のバルブ手段から吐出する圧力空気を、調節弁を介して、圧力空気駆動体へ送るようにし、かつこの調節弁の開度を、音響共振管の適所に設けた温度センサーをもって制御するようにしたことを特徴とする請求項５記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項７】
圧力空気駆動体からの排気をも、冷却用として音響共振管の内部へ送り込むようにしたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項８】
圧力空気駆動体からの排気を冷却するようにしたことを特徴とする請求項７記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【請求項９】
送風ファンにより送られて、バルブ手段部分を冷却した外気を、音響流体機械と導気筒との間隙を通して、導気筒の基端より吐出させるようにしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の温度勾配を小とした音響流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響共振管における加振装置が設けられている基部と、吸入吐出用のバルブ手段が設けられている先端部との間の温度勾配を極力小としうるようにした音響流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
音響共振によって管内波動を生起させうるようにした先細状の音響共振管の基部に、ピストンを備える加振装置を設け、かつ音響共振管の先端部に、その内部の圧力変動に伴って、流体を吸入し吐出させるバルブ手段を設けた音響流体機械は公知である（例えば特許文献１）。
【０００３】
この音響流体機械においては、音響共振管の形状や寸度は、流体の温度が一定範囲にある時に、最適の共振周波数を発生するように設定されており、この最適の共振周波数によってのみ、流体の最適な吸入吐出が行われるようになっている。
従って共振周波数が決められた一定範囲から外れると、圧縮比は小さくなって、所望の吐出圧力を得ることはできなくなる。
【０００４】
この共振周波数は、共鳴管の温度が変化するのに伴って変化するので、その共振周波数を演算して、この共振周波数に合うように、ピストンの加振駆動装置の周波数を変更させて、所要の吸入吐出機能を発揮させるようにしている。
【０００５】
そのためには、演算機器を使用して、ピストンの加振駆動装置を変更操作することが必要であり、構成が複雑となるとともにコスト高となる。
【０００６】
また、音響流体機械の音響共振管内の温度は、通常は閉じられている先端部、すなわちバルブ手段側装置側では高く、かつ通常は開口されているピストンとその加振装置側では低くて、その温度勾配は大である。この音響共鳴管内の温度勾配をできるだけ小とすれば、設定した共振周波数はずれることなく（あるいはそのずれは小さくて）正常な圧縮領域内に収まることとなる。
【特許文献１】特開２０００４−１１６３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような観点から、音響共振管の基部と先端部との間の温度勾配をできるだけ小としうるようにした音響流体機械を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、〔特許請求の範囲〕の各請求項に、記載されている次の発明によって解決される。
(１)音響共振管の大径の基端部内側に、加振装置をもって、微小振幅で軸線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り、音響共振管の先端部に設けたバルブ手段を介して、流体を音響共振管内へ吸収し吐出させるようになっている音響流体機械に、基端部が開口する導気筒を、若干の間隙を設けて被せ、かつ導気筒の先端部に、その内側に収容されている音響流体機械の前記バルブ手段部分を冷却するための外気を送るようになっている送風ファンを設ける。
【０００９】
(２)上記(１)項において、送風ファンを電動式とする。
【００１０】
(３)上記(２)項において、音響共振管の適所の温度を検知しうる温度センサーをもって、電動式送風ファンに対する給電を制御するようにする。
【００１１】
(４)上記(１)項において、送風ファンを、圧力空気駆動体をもって駆動されるものとする。
【００１２】
(５)上記(４)項において、圧力空気駆動体を、音響流体機械のバルブ手段から吐出する圧力空気により駆動されるようにする。
【００１３】
(６)上記(５)項において、音響流体機械のバルブ手段から吐出する圧力空気を、調節弁を介して、圧力空気駆動体へ送るようにし、かつこの調節弁の開度を、音響共振管の適所に設けた温度センサーをもって制御するようにする。
【００１４】
(７)上記(４)〜(６)項のいずれかにおいて、圧力空気駆動体からの排気をも、冷却用として音響共振管の内部へ送り込むようにする。
【００１５】
(８)上記(７)項において、圧力空気駆動体からの排気を冷却するようにする。
【００１６】
(９)上記(１)〜(８)項のいずれかにおいて、送風ファンにより送られて、バルブ手段部分を冷却した外気を、音響流体機械と導気筒との間隙を通して、導気筒の基端より吐出させるようにする。
【発明の効果】
【００１７】
各請求項に記載の発明の効果は、次のとおりである。
請求項１記載の発明：−主要構成要素である音響共振管、加振装置、ピストン、バルブ手段に対して、個々に冷却手段を設けなくても、１つの送風ファンにより、これら全部を同時に冷却させることができる。
【００１８】
冷却は、音響共振管の熱い先端側から、低い基端側に向かって行われるので、音響共振管内の加圧時の温度勾配は小となり、温度の影響による共振周波数のずれをなくすことができる。そのため、共振周波数の変化に伴い、再度計算してピストンの周波数を変更するために加振装置を制御することはなく、ほぼ一定の圧縮比を得ることができる。
【００１９】
また音響流体機械全体が、導気筒により覆われているので、熱や騒音の外部への放散は抑制される。
【００２０】
請求項２記載の発明：−送風ファンの起動停止を簡単に行わせることができ、かつ送風ファンを、電動機とともに簡単に着脱することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明：−外気温度が変化した場合にも、音響共振管における選択された個所の温度に応じて、送風ファンを起動させたり、停止させたりすることができ、音響共振管の各部の温度勾配を、極力一定範囲内に維持させ、音響流体機械として、極力安定した機能を発揮させることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明：−構成は簡単となり、電気配線の必要もなくなる。
【００２３】
請求項５記載の発明：−別途の圧力空気源を要することなく、所期の目的を達成することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明：−音響共振管における選択された個所の温度に対応させて、送風ファンの回転速度を変化させることができる。
【００２５】
請求項７記載の発明：−  圧力空気駆動体の排気は、音響流体機械の冷却用に有効に利用される。
【００２６】
請求項８記載の発明：−前項における冷却効果はより大となる。
【００２７】
請求項９記載の発明：−送風ファンを駆動した外気をもって、バルブ装置部分だけではなく、加振装置その他音響流体機械の他の部分も冷却される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付図面は、各請求項に記載の諸発明の実施形態を略示する縦断面図である。
【００２９】
各図において、(１)は、公知の適宜の音響流体機械で、音響共振管(２)の大径の基部の内側に、加振装置(３)をもって、微小振幅で軸線方向に高速で往復運動させられるピストン（図示せず）を設け、このピストンの往復運動に伴う音響共振管(２)内の圧力変動により、その先端部に設けたバルブ手段(４)を介して、吸気管(５)から、外気（その他の流体）を音響共振管(２)内へ吸入し、吐出管(６)から吐出させるようになっている。
【００３０】
音響流体機械(１)は、基端部および先端部が開口する導気筒(７)内へ、若干の間隙を設けて収容され、かつ導気筒(７)の先端部内側には、送風ファン(８)が設けられている。
【００３１】
以上の構成は、各請求項に記載の発明において共通であるので、以下、共通部分には同一の符号を付すにとどめ、各請求項における異なる部分のみについて説明する。
【００３２】
図１は、請求項１および２記載の発明の実施形態を示し、送風ファン(８)は、導気筒(７)の先端部外側に、支持ブラケット(９)をもって取付けた電動機(10)により駆動されるようになっている。
【００３３】
図２は、請求項３記載の発明の実施形態を示し、図１に示したのと同様の電動機(10)に対する給電量を音響共振管(２)の適所に設けた温度センサー(11)（複数とすることもある）の検知温度の高低に応じて、制御装置(12)を介して、多寡変化させるようにしてある。すなわち、音響共振管(２)の温度の高低に応じて、送風ファン(８)による冷却風量を大小変化させるようにしてある。
【００３４】
図３は、請求項４記載の発明の実施形態を示し、図１、図２のものにおいて、送風ファン(８)を、空気管(13)より送られてくる圧縮空気作動式タービン(14)その他の駆動体をもって駆動させるようにしたものである。
【００３５】
図４は、請求項５記載の発明の実施形態を示し、図３における圧力空気作動式タービン(14)を、吸気管(５)から吸入され、バルブ手段(４)を介して、吐出管(６)から吐出する加圧空気をもって駆動させるようにしたものである。
圧力空気作動式タービン(14)から出た加圧空気は、本来の用途に供せられる。
【００３６】
図５は、請求項６記載の発明の実施形態を示し、バルブ手段(４)から吐出する圧力空気を、調節弁(15)を介して、圧力空気作動式タービン(14)へ送るようにし、かつこの調節弁(15)の開度を、音響共振管(２)の適所に設けた温度センサー(16)により、制御装置(17)を介して制御するようにしてある。
【００３７】
図６および図７は、請求項７記載の発明の実施形態を示し、それぞれ、図４および図５に示した圧力空気作動式タービン(14)の排気管(18)を、音響共振管  (２)の先端部内に開口させ、バルブ手段(４)のまわりを、よりよく冷却させるようにしてある。
【００３８】
この場合、図６、図７に示すように、排気管(18)に冷却フィン(19)を設けるか、その他の手段により、音響共振管(２)内へ送入する排気を冷却するのが望ましい（請求項８）。
【００３９】
図１〜図７のいずれかの場合にも、導気筒(７)の先端部から吸引した外気を、バルブ手段(４)に吹き当てた後、導気管(７)の後端開口部より吐出させるようにしてある（請求項９）。
【００４０】
なお、上記したいずれの実施形態の場合においても、図示は省略したが、音響共振管(２)の外側面に、放熱を均一とし、かつ促進させるために、放熱フィン(20)を立設しておくことがある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】請求項１および２記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図２】請求項３記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図３】請求項４記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図４】請求項５記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図５】請求項６記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図６】請求項７記載の発明の実施形態を略示する縦断正面図である。
【図７】請求項７記載の別の実施形態を略示する縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
(１)音響流体機械
(２)音響共振管
(３)加振装置
(４)バルブ手段
(５)吸気管
(６)吐出管
(７)導気筒
(８)送風ファン
(９)支持ブラケット
(10)電動機
(11)温度センサー
(12)制御装置
(13)空気管
(14)圧力電気作動式タービン
(15)調節弁
(16)温度センサー
(17)制御装置
(18)排気管
(19)冷却フィン
(20)放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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