JP3990295B2 - 消音器、圧縮気体の消音方法、除湿装置 - Google Patents

消音器、圧縮気体の消音方法、除湿装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消音器及びそれを用いた除湿装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エアシリンダ等のようなエアの圧力を利用したアクチュエータを駆動させる場合には、圧縮空気中に含まれる水分を充分に除去しておくことが必要になる。そのため、圧縮空気供給源とエアシリンダとの間には除湿装置が介在されている。
【0003】
このような除湿装置の一種としては、例えば図8に示される除湿装置71が知られている。すなわち、除湿装置71には、2つの乾燥剤収容筒72,73が設けられており、エア入口74から導入される圧縮エアは、一方の乾燥剤収容筒72を通過することで除湿が図られ、エア出口75を介して図示しないアクチュエータに供給される。一方の乾燥剤収容筒72が使用されているとき、他方の乾燥剤収容筒73内に収容されている乾燥剤は、一方の乾燥剤収容筒72によって乾燥した圧縮エアを利用して再生される。そして、再生が完了した時点で圧縮エアの流れを一方の乾燥剤収容筒72から他方の乾燥剤収容筒73に切り換える。圧縮エアの流路を切り換える際に、両乾燥剤収容筒72,73内に圧力差が生じていると、一方の乾燥剤収容筒72及びエア入口74から他方の乾燥剤収容筒73に圧縮エアが急激に流れるため、それを防止するために両乾燥剤収容筒72,73内の圧力が等しくなるように高めている。その後、再生させる方の乾燥剤収容筒72内の圧縮エアは大気開放口76を介して排出されるが、このとき大気開放口76からは高圧(例えば0.7MPa程度)の圧縮エアが排気されることから、非常に大きい排気音を発生する。そのため、大気開放口76には消音器77が設けられ、消音器77によって排気音の低減が図られている。
【0004】
この種の消音器77は、図9に示すような構成(非特許文献1参照)のものが従来から知られている。すなわち、消音器77には外周面に多数の通気孔が穿設されているケース79内に筒状の消音筒78が設けられ、この消音筒78の内部空間に高圧の圧縮エアが流入すると、圧縮エアが消音筒78の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ、消音筒78及びケース79を通過して大気中に放出される。これにより、圧縮エアの流速が低下され、大気開放口76で発生する排気音が低減される。
【0005】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のようなものがある。
【0006】
【非特許文献1】
「オートマフラ」、1996年9月、ウエスターン・トレーディング株式会社、1頁
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した構成からなる消音器77は、圧縮エアの排気音が完全に消音されるものではない。そこで、排気音の低減効果を高めるために、消音筒78を分厚くすることが考えられる。しかしながら、消音筒78を分厚くすると、排気音の低減効果は向上する反面、排気抵抗が大きくなるため、再生する乾燥剤が収容されている乾燥剤収容筒72,73内を流れる圧縮エアの流量が低下する。この結果、乾燥剤の再生効率が低下するという問題を招く。
【0008】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、圧縮気体の高圧時には消音効果が高く、低圧時には排気抵抗が小さい消音器及び消音方法を提供することにある。又、消音効果が高いとともに乾燥剤の再生効率が高い除湿装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の発明…実施形態1,2に対応)
請求項1に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【0010】
この構成によれば、圧縮気体が高圧であるときには、流路切換手段により高圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が大きくなり、消音効果が高くなる。一方、圧縮気体が低圧であるときには、流路切換手段により低圧用流路に切り換えられ、消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗が小さくなる。そのため、低圧時には消音室内に導入された圧縮気体をスムーズに排気することが可能になり、消音器に接続される外部機器等に支障をきたすのを低減することができる。
【0011】
(請求項2の発明…実施形態1,2に対応)
請求項2に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と前記低圧用流路とを機械的に切り換えることを要旨とする。
【0012】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて高圧用流路と低圧用流路との切り換えタイミングが正確なものとなる。
(請求項3の発明…実施形態1,2に対応)
請求項3に記載の発明では、前記流路切換手段は、前記消音室内に設けられた弁座と、弁座に対して接離可能な弁体と、前記低圧用流路を形成する方向に前記弁体を常時付勢する弾性部材とから構成されていることを要旨とする。
【0013】
この構成によれば、消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と低圧用流路とを機械的に切り換えることが可能になる。そのため、圧力変化に伴って瞬時に流路切り換えを行うことが可能になる。
【0014】
(請求項4の発明…実施形態1,2に対応)
請求項4に記載の発明では、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材は筒状に形成されるとともに同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置され、前記高圧用流路における消音部材の厚みの総和と、低圧用流路とにおける消音部材の厚みの総和とを異ならせていることを要旨とする。
【0015】
この構成によれば、除湿装置の仕様変更等により排気抵抗を変更する場合には、消音筒の数を変更することによって簡単に対応することが可能になる。
(請求項5の発明…実施形態1,2に対応)
請求項5に記載の発明では、消音部材の両端部には同消音部材の外周面を露出させるように挟み込む2つの挟持部材が配置され、それらの挟持部材は、連結手段によって離間不能となるように連結されていることを要旨とする。
【0016】
この構成にすれば、消音部材を収容するケースが不要になることから、消音部材の外周面を露出させることができ、排気抵抗が大きくなるのを防止することができる。
【0017】
(請求項6の発明…実施形態2に対応)
請求項6に記載の発明では、前記低圧用流路と高圧用流路とはその上流側の一部が共通化されており、前記両流路が共通化されている部分を除く高圧用流路上には絞り通路が設けられていることを要旨とする。
【0018】
この構成にすれば、高圧用流路の排気抵抗を更に小さくすることができ、消音効果をよりいっそう向上することが可能になる。
(請求項7の発明…実施形態1,2に対応)
請求項7に記載の発明では、圧縮気体が通る第1気体通路と第2気体通路上に乾燥剤収容筒をそれぞれ配置し、それら気体通路を交互に切り換える切換弁を設け、この切換弁の切り換えにより一方の乾燥剤収容筒で圧縮気体の乾燥させつつ、他方の乾燥剤収容筒で乾燥剤の再生を行う除湿装置において、前記気体通路に接続される排気通路の排気口に請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の消音器を設けたことを要旨とする。
【0019】
この構成にすれば、排気音の小さい除湿装置を提供することが可能になる。
(請求項8の発明…実施形態1,2に対応)
請求項8に記載の発明では、圧縮気体導入口から消音室内に導入される圧縮気体を、通気性を有する消音部材を介して排気させることにより圧縮気体の消音を行うようにした圧縮気体の消音方法において、上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、これら高圧用流路と低圧用流路とを前記消音室内の圧力に応じて切り換えるようにしたことを要旨とする。
【0020】
この方法にすれば、消音室に導入される圧縮気体が高圧であるときには消音効果が高く、低圧であるときには排気抵抗を小さくすることが可能になる。
請求項9に記載の発明では、圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、前記消音部材は、筒状に形成され、その筒状の厚みを異ならせて肉厚部及び肉薄部を設け、所定の条件に基づいて、前記肉厚部を通過する高圧用流路と、前記肉薄部を通過する低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを要旨とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態について、図面を参照して説明する。
【0022】
図1に示すように、除湿装置10は、第1気体通路としての第1エア通路11と、第2気体通路としての第2エア通路12とを備えている。両エア通路11,12の上流端にはコンプレッサ等の圧縮エア供給源に通じる共通のエア入口14が設けられ、下流端には図示しないエアシリンダ等のアクチュエータに接続される共通のエア出口15が設けられている。エア出口15から圧縮エアがアクチュエータに供給されることにより、アクチュエータが駆動するようになっている。
【0023】
第1エア通路11には第1乾燥剤収容筒17が設けられ、第2エア通路12には第2乾燥剤収容筒18が設けられている。これらの乾燥剤収容筒17,18に圧縮エアを通過させることにより、それらの内部に収容された図示しない乾燥剤によって圧縮エアに含まれる水分が除去され、乾燥した圧縮エアがアクチュエータに供給される。
【0024】
第1エア通路11において第1乾燥剤収容筒17とエア入口14との間に位置する箇所には、第1通路切換弁19が設けられている。第2エア通路12において第2乾燥剤収容筒18とエア入口14との間に位置する箇所には、第2通路切換弁20が設けられている。第1及び第2通路切換弁19,20が交互に開閉することにより、エア通路11,12が切り換えられる。すなわち、エア入口14からの圧縮エアが、2つあるエア通路11,12のうちいずれか一方のみに供給される。
【0025】
第1エア通路11において第1乾燥剤収容筒17とエア出口15との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第1逆止弁21と第1絞り弁22とが設けられている。第2エア通路12において第2乾燥剤収容筒18とエア出口15との間に位置する箇所には、並列な接続関係を有する第2逆止弁23と第2絞り弁24とが設けられている。
【0026】
第1逆止弁21は、第2エア通路12にエア入口14からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第1エア通路11へ流れ込むのを完全に防止する役割がある。第2逆止弁23は、第1エア通路11にエア入口14からの圧縮エアが供給されているときに、その圧縮エアが第2エア通路12へに流れ込むのを完全に防止する役割がある。
【0027】
第1絞り弁22は、第2エア通路12にエア入口14からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第1エア通路11に供給させるためのものである。第2絞り弁24は、第1エア通路11にエア入口14からの圧縮エアが供給されているときに、乾燥されている少量のエアを第2エア通路12に供給させるためのものである。
【0028】
各エア通路11,12において、各乾燥剤収容筒17,18と通路切換弁19,20との間に位置する箇所には、乾燥剤収容筒17,18内に収容されている乾燥剤を再生するのに使用される再生用エアを排気するための排気通路25が接続されている。この排気通路25上には開閉する第1排気弁27及び第2排気弁28が設けられている。第1及び第2排気弁27,28が交互に開閉することにより、排気通路25を流れるエアの経路が切り換えられる。
【0029】
排気通路25の大気開放口(排気口)25aには消音器30が設けられている。消音器30により、排気通路25の大気開放口25aからエアが排気されるときに生じる排気音が低減される。以下に消音器30の内部構造について説明する。
【0030】
図2,図3,図4に示すように、消音器30は、離間配置されている2つの挟持板(挟持部材)31,32間に通気性を有する消音部材としての消音筒33,34,35が複数設けられている。各消音筒33,34,35は、それぞれ径が異なっており、同一軸線を中心にして同じ間隔をおいて配置されている。本実施形態において、消音筒33,34,35は3つ設けられ、最も内側に位置する消音筒35は、それよりも外側に位置する他の消音筒33,34よりも長さが短くなっている。そのため、最も内側に位置する消音筒35は図2の上側にある一方の挟持板31寄りに配置され、同消音筒35と図2の下側にある他方の挟持板32との間には支持筒36が介在されている。
【0031】
両挟持板31,32には、タイロッド38が複数貫通されており、このタイロッド38の両端部に螺合されるナット39を締め付けることにより、各消音筒33,34,35は、両挟持板31,32によって挟み込み支持されるようになっている。消音筒33,34,35は、ポリプロピレン製の不織布から形成されており、両挟持板31,32によって挟み込まれる力によって押し潰されないように、ある程度の硬さを有している。本実施形態では、タイロッド38とナット39とから連結手段が構成されている。なお、消音筒33,34,35の形成材料は、任意に変更可能であり、例えばポリエチレン樹脂等からなる多孔質材料に変更することが可能である。
【0032】
最も外側に位置する消音筒33の内周面と前記両挟持板31,32によって囲まれる空間が消音室41となっており、排気通路25の大気開放口25aから排気される圧縮エアが、一方の挟持板31に設けられている圧縮気体導入口としてのエア導入口31aを介して消音室41内に導入されるようになっている。
【0033】
消音室41内には、前記エア導入口31aから導入される圧縮エアが高圧(0.05Mpa以上)であるときに、3つの消音筒33,34,35を全て通過する高圧用流路(図2に示す矢印)43が形成されている。又、消音室41内には、圧縮エアが低圧(0.05Mpa未満)であるときに、支持筒36に形成された複数の抜け孔36aを介して2つの消音筒34,35のみ通過する低圧用流路(図3の矢印)44が形成されている。これら高圧用流路43と低圧用流路44とは上流側の一部が共通化されている。
【0034】
本実施形態において、各消音筒33,34,35の厚みはそれぞれ同じに設定されているため、高圧用流路43における消音筒33,34,35の厚みの総和と、低圧用流路44における消音筒34,35の厚みの総和とが異なっている。すなわち、高圧用流路43における消音筒33,34,35の厚みの総和が、低圧用流路44にける消音筒34,35の厚みの総和よりも大きくなっている。従って、圧縮エアが通過する消音筒33,34,35の数が多い高圧用流路43の方が、低圧用流路44よりも排気抵抗が大きく設定されている。
【0035】
支持筒36内には、前記高圧用流路43と低圧用流路44とを切り換える流路切換手段としての流路切換弁45が設けられている。この流路切換弁45は、支持筒36に固定された弁座46と、弁座46に対して接離可能であって外周縁にシールリング47が装着された弁体48と、弁体48を弁座46から離間させる方向、つまり低圧用流路44を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ49とから構成されている。圧縮コイルバネ49は、弁座46の中央部に形成された通気孔46aに挿通され、一端部は他方の挟持板32に固定され、他端部は弁座46の中央部に形成された突部48aに嵌合されている。
【0036】
消音器30のエア導入口31aから高圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ49の弾性力に抗して弁座46に弁体48が接することにより、高圧用流路43が形成される。消音器30のエア導入口31aから低圧の圧縮エアが導入されると、圧縮コイルバネ49の弾性力により弁座46から弁体48が離れることにより、低圧用流路44が形成される。このように、流路切換弁45は、消音器30のエア導入口31aから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室41内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路43と低圧用流路44とを切り換える。
【0037】
最も内側に位置する消音筒35と支持筒36との境界部には、両消音筒35,36内同士を連通させる連通孔50aを有する支持板50が固定されている。この支持板50において弁体48と対向する面には、同一円周上に等間隔に配置される複数のストッパピン51が突設されている。そして、弁座46に対して弁体48が離間した際に、ストッパピン51に弁体48が当接することにより、支持板50の連通孔50aを塞がないように弁体48の移動が規制される。
【0038】
次に、上記のように構成された除湿装置10と消音器30の作用について説明する。
除湿装置10は、第1及び第2乾燥剤収容筒17,18のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。例えば、第1乾燥剤収容筒17によってエア入口14から供給される圧縮エアの除湿が行われ、第2乾燥剤収容筒18内に収容されている乾燥剤が再生する場合には、第1通路切換弁19と第2排気弁28とが開かれ、第2通路切換弁20と第1排気弁27とが閉じられる。
【0039】
この状態では、圧縮エア供給源から湿気を含む圧縮エアは、エア入口14を介して第1エア通路11に導入され、第1乾燥剤収容筒17を通過することで除湿される。除湿によって乾燥された圧縮エアは、第1逆止弁21、エア出口15を介してアクチュエータに供給される。それとともに、第1乾燥剤収容筒17によって乾燥された圧縮エアの一部は、再生用エアとして第2絞り弁24を介して第2乾燥剤収容筒18内に供給され、除湿能力が低下した乾燥剤の再生が行われる。ここでいう乾燥剤の再生とは、除湿能力が低下した乾燥剤に再生用エアを晒すことで、除湿能力が低下した乾燥剤を乾燥させることをいう。第2乾燥剤収容筒18内の圧力は大気圧に設定されているため、第2エア通路12において再生用エアはスムーズに流れ、乾燥剤の再生効率が高められる。第2乾燥剤収容筒18を通過した再生用エアは、排気通路25に導入され、その大気開放口25a及び消音器30を介して大気に排気される。
【0040】
所定時間が経過すると、第1乾燥剤収容筒17内に収容されている乾燥剤の除湿能力が低下するとともに、第2乾燥剤収容筒18内に収容されている乾燥剤の再生が終わる。この場合には、エア入口14から導入される圧縮エアの導入先を第1エア通路11から第2エア通路12に切り換えることで、第1乾燥剤収容筒17ではなく第2乾燥剤収容筒18に圧縮エアを供給し、この第2乾燥剤収容筒18によって圧縮エアを除湿する。ここで、圧縮エアの導入先を切り換えるのに先立ち、第2排気弁28が閉じられる。つまり、第1通路切換弁19のみが開かれ、他の第2通路切換弁20、第1排気弁27、第2排気弁28は閉じた状態とされる。この状態では、第2乾燥剤収容筒18からの再生用エアが排気されなくなるため、第2乾燥剤収容筒18を含む第2エア通路12の圧力が、第1乾燥剤収容筒17を含む第1エア通路11の圧力と同じになるまで上昇される。圧力の上昇が完了したときの圧力は、大気圧よりも大きい0.7Mpaに設定されている。両エア通路11,12の圧力を同じにする理由としては、圧縮エアの導入先を切り換えるときに圧力差があると、圧縮エアの流れが乱れるため、両乾燥剤収容筒17,18や他の機器に支障をきたすからである。
【0041】
第2乾燥剤収容筒18内の圧力が第1乾燥剤収容筒17内の圧力と同じになった後、第1通路切換弁19が閉じられると同時に第2通路切換弁20が開かれ、エア入口14からの圧縮エアの導入先が第1エア通路11から第2エア通路12へと切り換えられる。その後、第1排気弁27が開かれ、第1乾燥剤収容筒17内の圧縮エアが排気通路25の大気開放口25aを介して大気中に排気され、第1乾燥剤収容筒17内の圧力が大気圧となる。この切り換えにより、エア入口14からの圧縮エアは第2乾燥剤収容筒18によって除湿されることとなり、第2乾燥剤収容筒18によって乾燥された圧縮エアの一部が再生用エアとして第1乾燥剤収容筒17内に供給される。
【0042】
前記両乾燥剤収容筒17,18が同圧、つまり大気圧よりも高い状態で第1排気弁27が開かれると、第1乾燥剤収容筒17内の圧縮エアは一気に排気されるため、大気開放口25aから非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は、消音器30によって低減される。すなわち、図2に示すように、第1排気弁27が開かれた直後においては、消音器30のエア導入口31aから高圧の圧縮エアが消音室41内に供給され、その圧力によって弁体48が弁座46に接することで、流路切換弁45が閉じられ、高圧用流路43が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、3つの消音筒33,34,35を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒33,34,35の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【0043】
第1排気弁27が開かれてから所定時間(本実施形態では極めて短い時間)が経過すると、消音器30の消音室41内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値(0.05Mpa)よりも低下すると、図3に示すように、弁体48が圧縮コイルバネ49の弾性力によって押し戻され、流路切換弁45が開かれることにより、低圧用流路44が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒35を除く2つの消音筒34,35を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【0044】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)消音器30の消音室41に導入される圧縮エアの圧力に応じて、流路切換弁45が開閉される。つまり、圧縮エアが高圧である場合には排気抵抗が高い高圧用流路43が形成され、低圧である場合には排気抵抗が低い低圧用流路44が形成されるようになっている。そのため、特に圧縮エアが高圧であるときに発生する排気音の消音効果を高くすることができる。それとともに、圧縮エアが低圧であるときにおいては、高圧時よりも排気抵抗が小さいため、再生をしているいずれか一方の乾燥剤収容筒17,18から排気される圧縮エアの排気流量が低下することがなく、再生効率が低下するのを防止することができる。従って、消音効果が高いにも拘わらず、乾燥剤の再生効率が低下するのを防止することができる。
【0045】
(2)消音器30のエア導入口31aから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室41内における圧力の大きさに基づいて、流路切換弁45が機械的に開閉することにより、高圧用流路43と低圧用流路44とが切り換えられる。そのため、高圧用流路43と低圧用流路44との切り換えタイミングが正確になり、消音器30の消音効果をよりいっそう向上することができる。
【0046】
(3)複数の消音筒33,34,35は、同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置されており、高圧用流路43における厚みの総和と、低圧用流路44とにおける厚みの総和とを異ならせることで、高圧用流路43と低圧用流路44とにおける排気抵抗を異ならせている。そのため、例えば除湿装置10の仕様変更等に伴い排気抵抗を変更する場合には、消音筒33,34,35の数を変更することによって簡単に対応することができる。
【0047】
(4)複数の消音筒33,34,35の両端には、それを挟み込むように2つの挟持板31,32が配置され、そこに貫通される複数のタイロッド38にナット39が締め付けられることにより、各消音筒33,34,35は挟持板31,32によって挟持されている。そのため、消音筒33,34,35を多数の孔が穿設されたケース等に収容する必要がなく、消音室41内に導入される圧縮エアが低圧であるときに排気抵抗が大きくならない。よって、乾燥剤の再生効率をいっそう向上することができる。更には、消音筒33,34,35を収容するケースを設けなくて済むことから、消音器30全体の軽量化を図ることができる。
【0048】
(第2実施形態)
第2実施形態の消音器30を、第1実施形態と異なる部分を中心に説明し、それ以外の部分については同一符号を付すとともに説明を省略する。
【0049】
図5,図6,図7に示すように、消音室41内において、一方の挟持板31の内面にはエア導入口31aよりも大径なる支持筒36が固定され、他方の挟持板32の内面には最も内側に位置する消音筒35が固定されている。消音筒35と支持筒36とは間隔をおいて対向配置されており、消音筒35及び支持筒36の間の配置スペース60には流路切換弁45が設けられている。流路切換弁45は、消音器30のエア導入口31aから導入される圧縮エアの圧力の大きさ、つまり消音室41内における圧力の大きさに基づいて、図5に示される高圧用流路43と、図6に示される低圧用流路44とを切り換える。
【0050】
流路切換弁45は、支持筒36に固定された弁座46と、弁座46に対して接離可能であって外周縁にシールリング47が装着された弁体48と、弁体48を弁座46から離間させる方向、つまり低圧用流路44を形成する方向に付勢する弾性部材としての圧縮コイルバネ49とから構成されている。圧縮コイルバネ49の一端部は、最も内側に位置する消音筒35の端部に固定された支持体61に固定され、他端部は弁座46の中央部に形成された突部48aに嵌合されている。
【0051】
消音室41内において高圧用流路43と低圧用流路44とが共通化されている部分を除く箇所である配置スペース60には絞り管62が設けられ、この絞り管62の一端部は弁座46に接続されるとともに、他端部は支持体61に接続されている。絞り管62を介して最も内側に位置する消音筒35の内部と支持筒36の内部とが連通されている。絞り管62は、その径が支持筒36や消音筒35の径に比較して極端に小さいため、絞り通路(絞り弁)としての機能を有している。
【0052】
さて、第1実施形態で説明したように、本実施形態の除湿装置10は、第1及び第2乾燥剤収容筒17,18のうちいずれか一方で圧縮エアの除湿が行われると同時に他方で乾燥剤の再生が行われる。そして、圧縮エアの除湿を行っている乾燥剤の除湿能力が低下したときには、エア入口14から導入される圧縮エアの導入先が切り換えられる。その切り換えに先立ち、両乾燥剤収容筒17,18を含む両エア通路11,12内の圧力を高圧にした後、乾燥剤の再生を行う方の乾燥剤収容筒17,18が設けられているエア通路11,12内の圧縮エアは、排気通路25を介して大気中に排気される。このとき、高圧の圧縮エアが一気に排気されるため、排気通路25の大気開放口25aで非常に大きい排気音が発生するが、この排気音は消音器30によって低減される。
【0053】
すなわち、図5に示すように、消音器30のエア導入口31aから高圧の圧縮エアが消音室41内に供給され、その圧力によって弁体48が弁座46に接することで、流路切換弁45が閉じられ、高圧用流路43が形成される。そして、高圧の圧縮エアは、絞り管62、3つの消音筒33,34,35を介して排気される。このとき、圧縮エアが各消音筒33,34,35の内周面によって跳ね返り合うことで相互干渉を起こしつつ圧縮エアの流速が低下され、排気音は低減される。
【0054】
消音器30のエア導入口31aから高圧の圧縮エアが導入されてから所定時間(本実施形態では極めて短い時間)が経過すると、消音器30の消音室41内に導入される圧縮エアの圧力は急激に低下する。そして、その圧縮エアの所定値(0.05Mpa)よりも低下すると、図6に示すように、弁体48が圧縮コイルバネ49の弾性力によって押し戻され、流路切換弁45が開かれることにより、低圧用流路44が形成される。そして、低圧の圧縮エアは、最も内側に位置する消音筒35を除く2つの消音筒33,34を介して排気され、高圧時と同様の原理でもって排気音は低減される。
【0055】
従って、高圧用流路43上に設けられる絞り管62によって絞り通路が構成されているため、瞬間的な圧縮エア流量が規制され、高圧の圧縮エアが消音室41内に導入されたときに、高圧用流路43の排気抵抗を更に小さくすることができる。そのため、第1実施形態で説明した消音器30と比較して、消音筒33,34,35の数を増やしていないにも拘わらず、消音効果をよりいっそう向上することができる。しかも、消音効果を向上するのに、消音筒33,34,35の数を増やさなくて済むため、消音器30が径方向に大型化するのを抑制する効果もある。
【0056】
(別の実施形態)
本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・高圧用流路43と低圧用流路44とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、最も内側に位置する消音筒35とその他の消音筒33,34との形成材料を異ならせることとしてもよい。具体的には、高圧用流路43の形成時に圧縮気体が通る消音筒35の形成材料を、他の消音筒33,34よりも排気抵抗の大きい材料を用いて形成してもよい。
【0057】
・高圧用流路43と低圧用流路44とで圧縮気体の排気抵抗を異ならせるために、1つの消音筒を設け、その消音筒の厚みを部分的に異ならせてもよい。この場合には、消音筒において高圧用流路43にあたる部分に肉厚部を形成し、低圧用流路44にあたる部分に肉薄部を形成する。
【0058】
・高圧用流路43と低圧用流路44とを切り換える流路切換弁45を電気的に開閉させるようにしてもよい。この場合、消音室41内の圧力を検出する圧力センサを設け、圧力センサからの検出信号に基づいて流路切換弁45の開閉を制御するマイコンを設ける。圧力センサによって検出される圧力が高いと、マイコンによって流路切換弁45が閉じられて高圧用流路43が形成され、圧力が低いと、マイコンによって流路切換弁45が開かれて低圧用流路44が形成される。
【0059】
・前記実施形態では、圧縮気体として圧縮エアを使用しているが、任意の気体に変更してもよい。
・消音筒33,34,35消音筒の数を2つ又は4つ以上に変更してもよい。
【0060】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
(1)圧縮気体エア導入口と、この圧縮気体エア導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する筒状の消音部材とを備えた消音器において、前記消音室内に、圧縮気体が高圧時に通る高圧用流路と低圧時に通る低圧用流路とをそれぞれ設け、前記高圧用流路上に設けられている前記消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を大きく設定するとともに、前記低圧用流路上に設けられている消音部材を通過する圧縮気体の排気抵抗を小さく設定し、所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
【0061】
【発明の効果】
請求項1〜6、8及び9に記載の発明によれば、圧縮気体の高圧時には消音効果を高くすることができ、低圧時には排気抵抗を小さくすることができる。
【0062】
請求項7に記載の発明によれば、消音効果を高くすることができるとともに乾燥剤の再生効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における除湿装置の概略回路図。
【図2】同じく高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図3】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図4】図2の4−4断面図。
【図5】第2実施形態を示し、高圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図6】同じく低圧用流路が形成されている時における消音器の断面図。
【図7】図5の7−7断面図。
【図8】従来の技術における除湿装置の概略回路図。
【図9】従来の技術における消音器の断面図。
【符号の説明】
10…除湿装置、11…第1エア通路(第1気体通路)、12…第2エア通路(第2気体通路)、17,18…乾燥剤収容筒、19,20…通路切換弁(切換弁)、25…排気通路、25a…大気開放口(排気口)、30…消音器、31,32…挟持板、31a…エア導入口(圧縮気体導入口)、33,34,35…消音筒、38…タイロッド(連結手段)、39…ナット(連結手段)、41…消音室、43…高圧用流路、44…低圧用流路、45…流路切換弁(流路切換手段)、46…弁座、48…弁体、49…圧縮コイルバネ、62…絞り管(絞り通路)。

Claims (9)

  1. 圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、
    上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、
    該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、
    所定の条件に基づいて前記高圧用流路と前記低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
  2. 前記流路切換手段は、前記消音室内における圧力の大きさに基づいて、高圧用流路と前記低圧用流路とを機械的に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の消音器。
  3. 前記流路切換手段は、前記消音室内に設けられた弁座と、弁座に対して接離可能な弁体と、前記低圧用流路を形成する方向に前記弁体を常時付勢する弾性部材とから構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の消音器。
  4. 前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材は筒状に形成されるとともに同一軸線を中心にして所定の間隔をおいて配置され、前記高圧用流路における消音部材の厚みの総和と、低圧用流路とにおける消音部材の厚みの総和とを異ならせていることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の消音器。
  5. 前記消音部材の両端部には同消音部材を挟み込むように2つの挟持部材が配置され、それらの挟持部材は連結手段によって離間不能となるように連結されていることを特徴とする請求項4に記載の消音器。
  6. 前記低圧用流路と高圧用流路とはその上流側の一部が共通化されており、前記両流路が共通化されている部分を除く高圧用流路上には絞り通路が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一項に記載の消音器。
  7. 圧縮気体が通る第1気体通路と第2気体通路上に乾燥剤収容筒をそれぞれ配置し、それら気体通路を交互に切り換える切換弁を設け、この切換弁の切り換えにより一方の乾燥剤収容筒で圧縮気体の乾燥させつつ、他方の乾燥剤収容筒で乾燥剤の再生を行う除湿装置において、
    前記気体通路に接続される排気通路の排気口に請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の消音器を設けたことを特徴とする除湿装置。
  8. 圧縮気体導入口から消音室内に導入される圧縮気体を、通気性を有する消音部材を介して排気させることにより圧縮気体の消音を行うようにした圧縮気体の消音方法において、
    上流側に位置する第一の消音部材と、下流側に位置する第二の消音部材と、前記第一の消音部材の上流側及び下流側を結ぶ抜け孔とを備えた圧縮気体の流路を設け、
    該圧縮気体の流路に、前記第一の消音部材及び前記第二の消音部材を通過する高圧用流路と、前記抜け孔及び前記第二の消音部材を通過する低圧用流路とを設け、これら高圧用流路と低圧用流路とを前記消音室内の圧力に応じて切り換えるようにしたことを特徴とする圧縮気体の消音方法。
  9. 圧縮気体導入口と、この圧縮気体導入口に通じる消音室が内部空間に設けられた通気性を有する消音部材とを備えた消音器において、
    前記消音部材は、筒状に形成され、その筒状の厚みを異ならせて肉厚部及び肉薄部を設け、
    所定の条件に基づいて、前記肉厚部を通過する高圧用流路と、前記肉薄部を通過する低圧用流路とを選択的に切り換える流路切換手段を設けたことを特徴とする消音器。
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