(57)【要約】【課題】  高圧流体で圧力容器内の作動流体を作動部側へ供給するに際し、圧力容器の内外圧力を常時均衡しながら作動流体を効率良く圧送し、また容器壁の圧壊を防止する。【解決手段】  作動部Ｒに接続したバルブＶ付きの作動流体供給口３を一端に備え、開放した圧力流体供給口４を他端に備えた圧力容器２を形成する。圧力容器２の内空間をバルブＶ付きの作動流体供給口３側の第１室２Ａ、開放した圧力流体供給口４側の第２室２Ｂそれぞれに仕切り、作動流体供給口３から第１室２Ａ内へ圧送する作動流体Ｐ圧力によって第２室２Ｂ側へ向けて押圧膨張可能とし、且つ開放している圧力流体供給口４から第２室２Ｂ内へ導入する圧力流体Ｑ圧力によってバルブＶ開放時に第１室２Ａ側へ向けて押圧膨張可能とした伸縮自在なダイヤフラム５を設ける。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動部に接続したバルブ付きの作動流体供給口を一端に備え、開放された圧力流体供給口を他端に備えて成る圧力容器と、該圧力容器の内空間をバルブ付きの作動流体供給口側の第１室、開放された圧力流体供給口側の第２室それぞれに仕切り、作動流体供給口から第１室内へ圧送される作動流体圧力によって第２室側へ向けて押圧膨張可能とし、且つ開放されている圧力流体供給口から第２室内へ導入される圧力流体圧力によってバルブ開放時に第１室側へ向けて押圧膨張可能としたダイヤフラムとを備えたことを特徴とする流体供給装置。
【請求項２】
ダイヤフラムは、伸縮自在なゴム弾性材によって形成されている請求項１記載の流体供給装置。
【請求項３】
作動流体供給口に通じるよう形成された第１室の連通開口部、圧力流体供給口に通じるよう形成された第２室の連通開口部それぞれには、微細孔を有する隔壁を付設した請求項１または２記載の流体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば海中にて作動させる例えば各種水中モータ等の作動部に圧縮空気の如き作動流体を供給する等の場合のように、例えば海中深部の如き高水圧あるいは高気圧状態等の高圧雰囲気の高圧流体環境下において使用され、この高圧流体圧を利用して前記の作動流体を作動部側へ圧送させることが可能な流体供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、海中にて作動させる例えば各種水中モータ等の作動部に圧縮空気を供給するには、水圧に十分に耐え得るよう肉厚な容器壁を備えた圧縮ボンベ等の圧力容器を必要とするものである。すなわち、圧縮空気を作動部側に圧送して圧力容器内部が減圧されることで当該圧力容器内外の圧力均衡が破られたとしても外部からの水圧によって容易には潰れないようにするために十分に堅固な圧力容器を予め用意する必要がある。このため圧力容器自体が外部からの水圧、内部からの圧縮空気それぞれの圧力に十分に耐えるような肉厚を有する圧力容器を使用するものとしている。
【特許文献１】特に無し
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のように水圧、圧縮空気等の内外の圧力に十分に耐えるような肉厚な圧力容器を使用する場合には、この肉厚によって圧力容器自体が嵩張り且つ重くなると共に、使用勝手も非常に悪くなるという問題点を有していた。
【０００４】
そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、圧力容器内の圧縮気体の如き作動流体の作動部側への供給に際し、圧力容器の内外圧力を常時均衡可能にさせることで圧力容器の肉厚が薄くても何等の影響を受けずに高圧雰囲気等の高圧流体環境下における当該高圧流体を利用して作動流体を作動部側へ効率良く圧送させることのできる軽量で且つ使い勝手の良い流体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明にあっては、作動部Ｒに接続したバルブＶ付きの作動流体供給口３を一端に備え、開放された圧力流体供給口４を他端に備えて成る圧力容器２と、該圧力容器２の内空間をバルブＶ付きの作動流体供給口３側の第１室２Ａ、開放された圧力流体供給口４側の第２室２Ｂそれぞれに仕切り、作動流体供給口３から第１室２Ａ内へ圧送される作動流体Ｐ圧力によって第２室２Ｂ側へ向けて押圧膨張可能とし、且つ開放されている圧力流体供給口４から第２室２Ｂ内へ導入される圧力流体Ｑ圧力によってバルブＶ開放時に第１室２Ａ側へ向けて押圧膨張可能としたダイヤフラム５とを備えることで、流体供給装置１としたものである。
【０００６】
また、ダイヤフラム５は、伸縮自在なゴム弾性材によって形成されているものとしたり、作動流体供給口３に通じるよう形成された第１室２Ａの連通開口部６、圧力流体供給口４に通じるよう形成された第２室２Ｂの連通開口部６それぞれには、微細孔好ましくはミクロンサイズの微細孔を有する隔壁７を付設したものとできる。
【０００７】
以上のように構成された本発明に係る流体供給装置１にあって、伸縮自在なゴム弾性材によって形成されているダイヤフラム５は、圧力容器２の内空間を、バルブＶ付の作動流体供給口３を備えた第１室２Ａと、開放された圧力流体供給口４を備えた第２室２Ｂとに分割区画させると共に、バルブＶを開放して作動流体供給口３から第１室２Ａ内に作動部Ｒ供給用の圧縮気体の如き作動流体Ｐを任意の圧力で圧送した際に、この作動流体Ｐ圧力によってダイヤフラム５は第２室２Ｂ側へ押圧膨張して第２室２Ｂ内の圧力を圧力流体供給口４から逃がし、圧力容器２内の全空間に圧縮された作動流体Ｐが充填された状態となったときにバルブＶが閉鎖される。
そして、圧力容器２を高圧雰囲気下に配置、例えば海水深部の高液圧中に沈潜配置させてからバルブＶを開放させることにより、開放されている圧力流体供給口４から高液圧の海水の如き圧力流体Ｑ圧力が導入供給され、この圧力流体Ｑ圧力によって第２室２Ｂが次第に膨張してダイヤフラム５を第１室２Ａ側へ押圧膨張させることで当該第１室２Ａ内の圧縮されている圧縮気体の如き前記作動流体Ｐを作動流体供給口３から作動部Ｒ側へ圧送させる。
このように圧力容器２に圧力流体Ｑ圧力がかかっているときには、当該圧力流体Ｑ圧力と圧力容器２内部の圧縮されている作動流体Ｐ圧力とが均衡し、バルブＶの開放で圧力流体Ｑ圧力が圧力容器２内に加わると、圧縮されている作動流体Ｐを圧力容器２外の作動部Ｒに供給しながらも圧力容器２の容器壁にかかる内外の圧力は等しいものとなるため圧力容器２を圧潰させないものとなる。
また、作動流体供給口３に通じる第１室２Ａの連通開口部６、圧力流体供給口４に通じる第２室２Ｂの連通開口部６それぞれに付設した隔壁７は、ダイヤフラム５が第１室２Ａ側もしくは第２室２Ｂ側に向けて押圧膨張した際に、当該ダイヤフラム５の膨張先端部分が第１室２Ａもしくは第２室２Ｂの連通開口部６の内奥部に食い込んでしまうのを阻止させる。
尚、作動流体Ｐは圧縮空気、圧力流体Ｑは高圧水液として説明したが、流体それぞれは気体、液体のいずれであってもよく、また水中等の高水圧下における高圧水を圧力流体Ｑとするのみならず、高気圧雰囲気下における高気圧を圧力流体Ｑとして利用するとき、更には液体を作動流体Ｐとするときも同様に作動する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧力容器２内の作動流体Ｐの作動部Ｒ側への供給に際し、圧力容器２の内外圧力を常時均衡可能にさせることで当該圧力容器２の肉厚が薄くても何等の影響を受けずに液体深部、高気圧雰囲気の如き高圧環境下における当該高圧流体を利用して圧縮空気の如き作動流体Ｐを作動部Ｒ側へ効率良く圧送させることのできる軽量で且つ使い勝手の良い流体供給装置を提供することができる。
【０００９】
すなわちこれは本発明が、作動部Ｒに接続したバルブＶ付きの作動流体供給口３を一端に備え、開放された圧力流体供給口４を他端に備えて成る圧力容器２と、該圧力容器２の内空間をバルブＶ付きの作動流体供給口３側の第１室２Ａ、開放された圧力流体供給口４側の第２室２Ｂそれぞれに仕切り、作動流体供給口３から第１室２Ａ内へ圧送される作動流体Ｐ圧力によって第２室２Ｂ側へ向けて押圧膨張可能とし、且つ開放されている圧力流体供給口４から第２室２Ｂ内へ導入される圧力流体Ｑ圧力によってバルブＶ開放時に第１室２Ａ側へ向けて押圧膨張可能としたダイヤフラム５とを備えたからであり、これにより、圧力容器２を高圧雰囲気下に配置させた状態でバルブＶを開放させても圧力容器２内外の圧力均衡を常時保つことができ、肉厚の薄い圧力容器２であっても圧潰を防止しながら圧力容器２内の作動流体Ｐを、圧力容器２内に流入される圧力流体Ｑによって作動部Ｒ側へ効率良く圧送させることができる。
【００１０】
また、ダイヤフラム５は、伸縮自在なゴム弾性材によって形成されているので、当該ダイヤフラム５が第１室２Ａ側もしくは第２室２Ｂ側に向けて押圧膨張した際に、ダイヤフラム５自体が第１室２Ａ側もしくは第２室２Ｂ側の内壁面に隙間無く密着されるものとなり、これによって圧力容器２内の圧縮空気の如き作動流体Ｐを作動部Ｒ側へ無駄なく圧送させることができる。
【００１１】
さらに、作動流体供給口３に通じる第１室２Ａの連通開口部６、圧力流体供給口４に通じる第２室２Ｂの連通開口部６それぞれには、微細孔を有する隔壁７を付設したので、ダイヤフラム５が第１室２Ａ側もしくは第２室２Ｂ側に向けて押圧膨張した際に、当該ダイヤフラム５の膨張先端部分が第１室２Ａもしくは第２室２Ｂの連通開口部６の内奥部に食い込んで当該ダイヤフラム５の連通開口部６それぞれに圧接する部分が破断してしまうのを未然に防止することができる。
【００１２】
尚、上記の課題を解決するための手段、発明の効果の項夫々において付記した符号は、図面中に記載した構成各部を示す部分との参照を容易にするために付したもので、図面中の符号によって示された構造・形状に本発明が限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して本発明を実施するための最良の一形態を説明すると、図において示される符号１は、例えば海中にて作動させる例えば各種水中モータ等の作動部Ｒに圧縮空気の如き作動流体Ｐを供給する等、海中の液圧すなわち圧力流体Ｑを利用して作動流体Ｐを作動部Ｒ側へ圧送させるための流体供給装置であり、図１に示すように、例えば深海底等の例えば約１０００ｋｇ／平方ｃｍ程度の海中深部の液圧環境下で作動部Ｒを駆動するために使用されるものである。
【００１４】
この流体供給装置１は、図２に示すように、肉厚の薄い円筒状の容器を略半分に分割し、それぞれの開口部側にフランジ部８Ａ，８Ｂを形成して成る一対の有底円筒体の当該フランジ部８Ａ，８Ｂ同士を、例えばゴム風船状の丈夫で且つ伸縮自在ないし膨縮自在となるゴム弾性材によって形成されているシート状、例えば圧力容器２の断面形状に対応した円板状のダイヤフラム５の外周縁部を挟み込むようにして合致させてからボルトナット部材９によって締結固定することで当該ダイヤフラム５を介して内空間を第１室２Ａと第２室２Ｂとに仕切って成る肉薄円筒状の圧力容器２が形成されるようにしてある。
【００１５】
図３に示すように、圧力容器２の第１室２Ａ側の一端には、作動部Ｒに接続される例えばＬ字管によって形成されたバルブＶ付きの作動流体供給口３に通じるよう連通開口部６が形成されると共に、圧力容器２の第２室２Ｂ側の一端には、開放された例えばＬ字管によって形成された圧力流体供給口４に通じるよう連通開口部６が形成されている。そして、第１室２Ａの連通開口部６、第２室２Ｂの連通開口部６それぞれには、微細孔、好ましくはミクロンサイズの微細孔を有する円板状の隔壁７が当該連通開口部６全体を閉塞するように嵌合されており、この微細孔によって圧力容器２内外の空気（ａｉｒ）、水（ｗａｔｅｒ）を円滑に流通させるようにしてあると共に、ダイヤフラム５の圧力容器２外への連通開口部６に対する局所的な膨出を防止するようにしている。
【００１６】
使用に際し、ダイヤフラム５は、図４に示すように、作動流体供給口３から連通開口部６を通して圧力容器２外から、外部の高圧雰囲気下にある流体すなわち液体あるいは気体が作動流体Ｐとして導入されるとき、第１室２Ａ内へ圧送される作動流体Ｐ圧力によって第２室２Ｂの連通開口部６側へ向けて略ゴム風船状に押圧膨張可能としてある。且つ開放されている圧力流体供給口４から連通開口部６を通して第２室２Ｂ内へ導入される圧力流体Ｑ圧力によってバルブＶ開放時に第１室２Ａの連通開口部６側へ向けて略ゴム風船状に押圧膨張可能となるようにしてある。これによって、圧力容器２外から導入される作動流体Ｐ圧力で圧力容器２から作動部Ｒへ作動流体Ｐを排出供給しながらも、圧力容器２の容器壁にかかる内外の圧力を常時均衡可能となるようにしてある。
【００１７】
次に、上記した構成による流体供給装置１の使用・動作について説明すると、先ず、バルブＶを開放して作動流体供給口３から連通開口部６を通して圧力容器２の第１室２Ａ内に作動部Ｒ供給用の圧縮空気の如き作動流体Ｐを任意の圧力で圧送する。この作動流体Ｐ圧力によってダイヤフラム５は第２室２Ｂの連通開口部６側へ向けて押圧膨張してゆき、第２室２Ｂの連通開口部６を通して当該第２室２Ｂ内の圧力を圧力流体供給口４から外部へ逃がす。こうして圧力容器２内の全空間に圧縮された作動流体Ｐが充填された状態となったときには、バルブＶが閉鎖される。
【００１８】
このとき、図４（ａ）に示すように、ダイヤフラム５は、圧縮された作動流体Ｐ圧力によって第１室２Ａが次第に膨張して第２室２Ｂ側の圧力容器２内壁面に隙間無く密着されることで圧力容器２の全容積が第１室２Ａによって占有されるものとなる。
【００１９】
そして、圧力容器２を例えば深海底等の例えば約１０００ｋｇ／平方ｃｍ程度の圧力における液圧中に沈潜配置させてからバルブＶを開放させる。このとき、図４（ｂ）に示すように、開放されている圧力流体供給口４から連通開口部６を通して高圧水の如き圧力流体Ｑ圧力が供給されてゆき、この圧力流体Ｑ圧力によって第２室２Ｂが次第に膨張してダイヤフラム５が第１室２Ａの連通開口部６側へ向けて押圧膨張することで当該第１室２Ａ内の圧縮されている作動流体Ｐを作動流体供給口３から作動部Ｒ側へ圧送する。
【００２０】
このとき、圧力容器２には外側から圧力流体Ｑ圧力がかかっているが、隔壁７の微細孔を経て圧力容器２内外の気体あるいは液体が交換されるように給排され、また当該圧力流体Ｑ圧力と圧力容器２内部の圧縮されている作動流体Ｐ圧力とが常に均衡しているため、バルブＶを開放して圧力流体Ｑ圧力が圧力容器２内に加わっても圧力容器２の容器壁にかかる内外の圧力は等しいものとなり、例え肉厚の薄い圧力容器２であっても容易には圧潰しないものとなるのである。
【００２１】
第１室２Ａ内の圧縮された作動流体Ｐが全て作動部Ｒ側へ圧送された後には、図４（ｃ）に示すように、ダイヤフラム５は、供給された圧力流体Ｑ圧力によって第２室２Ｂが次第に膨張して第１室２Ａ側の圧力容器２内壁面に隙間無く密着されることで圧力容器２の全容積が第２室２Ｂによって占有されるものとなる。
【００２２】
また、ダイヤフラム５が第１室２Ａの連通開口部６側もしくは第２室２Ｂの連通開口部６側に向けて押圧膨張した際には、微細孔によって気体・液体の給排の終了後では当該ダイヤフラム５の膨張先端部分が第１室２Ａもしくは第２室２Ｂの連通開口部６の内奥部に食い込んでしまうのを隔壁７によって阻止した状態となる。
【００２３】
尚、この実施の形態においては、作動流体Ｐを圧縮空気、圧力流体Ｑを高圧水液として説明したが、作動流体Ｐが液体、圧力流体Ｑが高圧気体等のいずれであってもよく、すなわち水中等の高水圧下における高圧水を圧力流体Ｑとするのみならず、高気圧雰囲気下における高気圧を圧力流体Ｑとして利用する等であっても良いのである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における使用状態の概略を示す斜視図である。
【図２】同じく圧力容器の分解斜視図である。
【図３】同じく圧力容器の使用状態を示す断面図である。
【図４】同じく本構成の作動原理を説明するもので、（ａ）は圧力容器内に作動流体が封入された状態で作動流体供給口のバルブを開放する前の断面図、（ｂ）はバルブを開放して作動部側に、圧力容器内に流入される圧力流体によって作動流体を圧送している状態を示す断面図、（ｃ）は圧力容器内の作動流体が完全に放出され、作動流体が充満した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｐ…作動流体                            Ｑ…圧力流体
Ｒ…作動部                              Ｖ…バルブ
１…流体供給装置                        ２…圧力容器
２Ａ…第１室                            ２Ｂ…第２室
３…作動流体供給口                      ４…圧力流体供給口
５…ダイヤフラム                        ６…連通開口部
７…隔壁                                ８Ａ，８Ｂ…フランジ部
９…ボルトナット部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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