(57)【要約】【課題】本発明は、システムの効率を向上させるために空気を急速に流す空気の急速排出装置を提供すること。【解決手段】一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路３と、排出管路５との間に配置される、空気の急速排出装置であり、末端で測定される排出管路の断面積Ｃが、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される流入管路の断面積Ａよりも大きいことを特徴とする。【選択図】　　　図２
2004003660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路（３）と排出管路（５）との間に配置される空気の急速排出装置であって、末端で測定される前記排出管路の断面積（Ｃ）は、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される前記流入管路の断面積（Ａ）よりも大きいことを特徴とする、空気の急速排出装置。
【請求項２】
ピストンまたはカップ状部材の弁座に近い端部で測定される前記排出管路の断面積（Ｂ）は、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される前記流入管路の断面積（Ａ）と同じであることを特徴とする請求項１記載の空気の急速排出装置。
【請求項３】
前記排出管路は、空気の排出方向に、収束区間（５Ａ）と、それに続く発散区間（５Ｂ）とを含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気の急速排出装置。
【請求項４】
カップ状部材（２Ａ）を形成するピストンの移動により、後方チャンバに含まれる空気の流れを前記排出管の側に制御する、いわゆる排出弁（１６）を含み、前記排出弁（１６）の弁座（１７）は、カップ状部材の前面（２Ｃ）に配置されており、前記後方チャンバに含まれる空気を排出するために、前記カップ状部材（２Ａ）が前記弁座を離れるときに、前記排出弁（１６）は、前記カップ状部材とは反対方向に前方へ移動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気の急速排出装置。
【請求項５】
前記排出弁（１６）は、円錐台形の前記カップ状部材を介して並進ガイドされる操作ロッド（１６Ａ）の一端部により支持され、前記操作ロッド（１６Ａ）の一端部は、移動を引き起こす駆動手段（２０）に接続されることを特徴とする請求項４記載の空気の急速排出装置。
【請求項６】
前記駆動手段（２０）は、所望の方向に前記操作ロッド（１６Ａ）を支持または駆動する電気機械装置であることを特徴とする請求項５記載の空気の急速排出装置。
【請求項７】
前記駆動手段（２０）は、制御チャンバ（２１）内に及ぼす圧力に従って移動し、この圧力によって前記操作ロッド（１６Ａ）を駆動する可変ダイアフラムであることを特徴とする請求項５記載の空気の急速排出装置。
【請求項８】
前記カップ状部材（２Ａ）の凹部は、ガイド軸受部（１１）に面するリング状溝を形成する椀状部材（３０）を装置本体の後方に収容しており、前記椀状部材（３０）および前記ガイド軸受部（１１）は、前記カップ状部材（２Ａ）の後退位置で、前記カップ状部材の後退時にダンパをなす圧縮チャンバ（３１）を形成することを特徴とする請求項５記載の空気の急速排出装置。
【請求項９】
前記カップ状部材（２Ａ）からなるピストン（２Ａ）の弁座（２Ｂ）は、急速排出装置の本体にはめ込まれるリング（１２０）から形成されることを特徴とする請求項４記載の空気の急速排出装置。
【請求項１０】
前記カップ状部材（２Ａ）に別のリング（１２１）をはめ込むことを特徴とする請求項４記載の空気の急速排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良した排出管路を備える空気の急速排出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
様々な用途において、設備の適正な動作を損なう物質の蓄積をなくすことが必要である。
【０００３】
セメント工場、または重力により排出される非常に重量のある物質の貯蔵サイロが、そうした実例である。
【０００４】
このため、個人で操作する金属バータイプの純粋な機械手段を用いる代わりに、空気の急速排出装置を用いることが知られている。
【０００５】
これらの装置の原理は、所定の圧力で一定の空気貯蔵室すなわちキャパシタに空気を充填し、その空気を急激に排出して爆燃を発生することからなる。
【０００６】
爆燃作用により、蓄積された物質が砕かれる。
【０００７】
上記装置の長所は、装置が自動動作可能であるために、接近しにくい場所に装置を配置できることである。
【０００８】
従って、公知の装置は、ガス流体アキュムレータの接続行程で設置されるガス流体の空気流制御装置と、場合によっては排気ノズルとを含む。
【０００９】
かくして、一般に、排出装置は、ピストンを収容する本体を含み、ピストンの前面が、排出管路に通じるいわゆる排出孔を閉鎖し、この本体は、流体貯蔵室すなわちキャパシタに接続される流入管路を備える。
【００１０】
キャパシタを充填する期間中ずっと、ピストンの背面は、排出孔にピストンを保持する圧力に従う。
【００１１】
ピストンの保持圧を解放すると、ピストンは急に後退し、ノズルを内蔵したまたは内蔵しない排出管路の側にキャパシタからの流体を通過させる。
【００１２】
今日知られている装置では、排出管が、キャパシタと装置本体との連通孔と同じ一定の断面を長手方向軸に沿って設けられる。
【００１３】
それに対し、排出管路の構成が軸に沿って異なることがよくあり、すなわち、ピストンを押しつけるゾーンでは円形である排出管路の断面が、時として楕円形に変わることがよくある。
【００１４】
これらの装置の効率は、流体貯蔵室に含まれる空気の排出速度に直接関係する。
【００１５】
こうした排出速度は、特にピストンの開放速度に依存する。
【００１６】
そのため、ピストンを軽量化することを考慮した。
【００１７】
そのため、特に円錐台形の皿形形状にピストンを構成し、ピストンの凸形の前面が排出孔を閉鎖し、凹形の背面が装置本体とのガイド手段を支持するようにする。
【００１８】
このガイド手段は、好適には、装置本体の後部に固定されたガイド軸受部で移動するスライダとされる。
【００１９】
これにより、ピストンを軽量化すると同時に、ガイド面の減少により摩擦を少なくすることができる。
【００２０】
特に、こうした急速排出装置を設置する上でのさまざまな理由から、キャパシタに空気流制御装置を接続する流入管路を、排出管路に対してほぼ垂直にすることが好都合である。
【００２１】
これにより、さらに、流入部と排出部との間の行程を制限できる。
【００２２】
その行程に沿って、必然的に、装置の効率を下げる水頭損失が認められる。
【００２３】
確かに、流体貯蔵室の単位容積あたりの容量を増やすことによって、あるいは流体貯蔵室に含まれる空気圧を上げることによって、こうした装置の効率を高めることができるが、これは、経済的に、あるいは急速排出装置の設置に関する理由から、常に可能であるとは限らない。
【００２４】
別の問題は、後方チャンバに含まれる空気の排出によって発生するノイズに起因する。
【００２５】
後方チャンバの排出時のノイズを低減するには、このチャンバに含まれる空気を直接または間接的に排出管路に排出することが知られている。
【００２６】
そのため、特許文献１から、順次配置される一連の弁をピストンの前面に備えることが知られている。
【００２７】
このような組立では、主要弁の重量が増加し、その結果、装置の効率が損なわれる。
【００２８】
【特許文献１】
米国特許出願公開第４２０１３６２号明細書
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記システムの効率を向上させるための解決方法を提供することを目的としている。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、一定容積の空気を蓄積するキャパシタに接続される流入管路（３）と排出管路（５）との間に配置される空気の急速排出装置であって、末端で測定される排出管路の断面積が、空気流制御装置付近に配置された端部で測定される流入管路の断面積よりも大きいことを特徴としている。
【００３１】
本発明は、図示された添付図面に関して限定的ではない例として挙げられた以下の説明を読めば、いっそう理解されるであろう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、空気流制御装置２を備える空気の急速排出装置１は、一定の空気容積を蓄積するキャパシタ４に接続される流入管路３と排出管路５との間に配置されていることが分かる。
【００３３】
装置のキャパシタを決定するために、たとえば、装置本体の流入管路にフランジ６を備える。
【００３４】
第二のフランジ７は、通常、壁またはノズルに排出管路を接続するように構成される。
【００３５】
一般に、空気流制御装置２は、弁座２Ｂに押し当てられる弁２Ａから構成される。主要弁は、キャパシタ４から送られる空気を排出管路５の側に自在に通過させるように、弁座から離れることができる。排出管路は、場合により、ノズルを含んでおり、この組立体も、同様に排出管路と呼ばれる。
【００３６】
図示された例では、主要弁２Ａが、必要に応じて円錐台形のピストンすなわちカップ状部材の形状をとり、カップ状部材の前面２Ｃが弁座２Ｂで支持される。
【００３７】
従って、前面２Ｃは、カップ状部材の凸面に配置される。
【００３８】
このピストンすなわちカップ状部材は、排出管路の入口を閉鎖する。
【００３９】
見て分かるように、流入管路３は、装置本体１００の側面に通じている。
【００４０】
主要弁は、並進ガイドされる。
【００４１】
このため、提示されている例では、特に皿形の弁の場合、カップ状部材の背面が、排出装置本体が備えるガイド軸受部１１と協働するスライダ１０を支持する。
【００４２】
このガイド軸受部は、排出装置本体の着脱式の壁部１２により支持される。
【００４３】
キャパシタを充填するために、制御された空気の流入部は、
−装置本体の後方チャンバ１３に通じていて、このチャンバの側壁とカップ状部材との間の遊隙によりキャパシタに空気を供給可能であり、あるいは、
−流入管路に通じていて、同様に、上記遊隙が後方チャンバに空気を供給することによりピストンまたはカップ状部材を押しつけることができる。
【００４４】
後方チャンバとキャパシタとに二重に同時供給する解決方法も考えられている。
【００４５】
閉鎖位置に主要弁を戻すための戻し手段１３０を設けることがよくあるが、これは必ずしも必要というわけではない。
【００４６】
装置１４は、後方チャンバに含まれる空気を排出し、それによってカップ状部材すなわちピストンを後退させることができる。
【００４７】
本発明の特徴によれば、末端で測定される排出管路の断面積Ｃが、空気流制御装置付近に配置される端で測定される流入管の断面積Ａよりも大きい。
【００４８】
末端とは、カップ状部材またはピストンから最も離れた排出管路端を意味する。
【００４９】
有利には、主要弁の弁座に近い端で測定される排出管路の断面積Ｂは、空気流制御装置付近に配置される端部で測定される流入管路の断面積Ａと同じである。
【００５０】
排出管路の末端の断面Ｃは、近位部分で測定される上記区間の断面Ｂよりも大きい。
【００５１】
有利には、排出管路が、空気の排出方向に、収束区間５Ａとそれに続く発散区間５Ｂとを含む。
【００５２】
こうした構成により、狭まり部の位置で空気の速度を加速し、したがって爆燃を改善することができる。
【００５３】
第二の構成をとることにより、同様に爆燃を改善することができる。
【００５４】
特に円錐台形のカップ状部材が排出管路への接近手段を解放するようにするため、後方チャンバ１３に含まれる空気を速やかに排出しなければならない。
【００５５】
このため、一般には、後方チャンバ１３に含まれる空気の流れを排出管路５の側に制御する、いわゆる排出弁１６を装置１４に装備する。
【００５６】
後方チャンバ１３の空気が排出されると、カップ状部材すなわち主要弁２Ａは後退して通路を解放する。
【００５７】
本発明によれば、排出弁１６の弁座１７は、カップ状部材すなわち主要弁の前面２Ｃに配置され、後方チャンバに含まれる空気を排出するために、カップ状部材２Ａが弁座を離れるとき、排出弁１６は、カップ状部材とは反対方向に前方に移動する。
【００５８】
このような技術的な構成は非常に有利である。
【００５９】
実際、後方チャンバに含まれる空気の解放によって発生するノイズは、以前のように外部に送られないので、もはや聞こえなくなり、爆燃と同化される。
【００６０】
第二の長所は、排出弁の前方への移動により、カップ状部材の前面になされうる空気の蓄積が毎回除去されることにある。
【００６１】
第三の長所は、排出弁１６がカップ状部材２Ａとの連結を解除されるので、カップ状部材がより軽くなって、より速く後退可能になることにある。
【００６２】
排出弁１６は、円錐台形のカップ状部材を介して並進ガイドされる操作ロッド１６Ａの端により支持される。
【００６３】
この操作ロッド１６Ａの端は、移動を引き起こす駆動手段２０に接続される。
【００６４】
実施形態では、駆動手段２０は、所望の方向に操作ロッドを支持または駆動する電気機械装置である。
【００６５】
別の実施形態では、駆動手段２０は、いわゆる制御チャンバ２１に及ぼす圧力に従って、ロッド操作を行うために移動可能な可変ダイアフラムである。
【００６６】
空気を排出するために開放されるチャンバの反対側に配置されるチャンバ２２は、弁１６を弁座に保持しやすくするように、後方チャンバと同じ圧力で空気を供給される。
【００６７】
したがって、操作ロッド１６Ａは、ガイド軸受部およびスライダを貫通する。
【００６８】
戻しばね２３は、排出弁を弁座の所定の位置に戻す。
【００６９】
戻しばねは、ガイド軸受部内に設けた中ぐり部分に収容される。
【００７０】
見て分かるように、このガイド軸受部は、空気を急速に輩出する急速排出装置本体の背面に支持されている。
【００７１】
後方チャンバ１３に含まれる空気を、排出弁の弁座により縁取られる孔に送るために、円錐台形のカップ状部材は、いわゆる前方チャンバ２６に通じる排出チャネル２５を備え、排出弁の一部を収容する。
【００７２】
有利なことに、カップ状部材２Ａの凹部が、スライダ１０の椀状部材３０を形成する部品を収容し、椀状部材３０に形成されたリング状溝が、ガイド軸受部１１に面した装置本体の後方に向いており、この椀状部材３０とガイド軸受部１１とが、円錐台形のカップ状部材の後退位置で、カップ状部材の後退時のダンパをなす、いわゆる圧縮チャンバ３１を形成する。
【００７３】
特に円錐台形のカップ状部材２Ａの戻しばねは、このカップ状部材を弁座に押し付ける。
【００７４】
図２から分かるように、カップ状部材２Ａは３個の段を含む。
【００７５】
後方の段は、長手方向軸に沿って半径がほぼ一定の回転円筒体である。
【００７６】
他の２個の段もまた回転円筒体であるが、半径が長手方向軸に沿って変化し、カップ状部材の前方に向かって著しく小さくなる。
【００７７】
カップ状部材２Ａの弁座２Ｂは、装置本体内に加工されるが、好適には、装置本体にはめ込まれるリング１２０から形成され、メンテナンスを容易にしている（図５）。
【００７８】
別の変形実施形態（図６）は、カップ状部材２Ａにはめ込まれるリング１２１を設けることからなる。
【００７９】
これらのリング１２０または１２１は、対向部品と接する材料よりも柔らかい材料からなる。
【００８０】
図４から分かるように、カップ状部材の後方の段にパッキン４０を設けた。
【００８１】
パッキンは、完全なシールを行うために設けられているわけではないが、機能上の遊隙を約０．２〜０．３ｍｍに減らすことができる。
【００８２】
その場合、各側の遊隙をもっと大きくして、ピストンすなわちカップ状部材が焼き付かないようにすることができる。
【００８３】
有利な実施形態（図６）では、カップ状部材２Ａの後方の段は、機能上のわずかな遊隙を伴って装置本体と協働する代わりに、ジャケット４１と協働する。ジャケットは本体にはめ込まれるが、好適には、このジャケットは後方の壁で支持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気排出装置の一端を示す図である。
【図２】図１のＡＡ線に沿った断面図である。
【図３】変形実施形態の部分断面図である。
【図４】本発明の主要弁に設けたパッキンを示す部分断面図である。
【図５】本発明の主要弁と座部との係合状態を示す部分断面図である。
【図６】本発明の主要弁と座部との別の係合状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１　急速排出装置
２　空気流制御装置
２Ａ　カップ状部材
２Ｂ　弁座
３　流入管路
４　キャパシタ
１０　スライダー
１１　ガイド軸受部
１３　後方チャンバ
１６　排出弁
１６Ａ　操作ロッド
１７　弁座
２０　駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004003660.tif 000006
【図５】
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【図６】
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