JP2554157Y2 - 空気分離装置の静音構造 - Google Patents

空気分離装置の静音構造

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JP2554157Y2 JP2398193U JP2398193U JP2554157Y2 JP 2554157 Y2 JP2554157 Y2 JP 2554157Y2 JP 2398193 U JP2398193 U JP 2398193U JP 2398193 U JP2398193 U JP 2398193U JP 2554157 Y2 JP2554157 Y2 JP 2554157Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、液化窒素製造プラント
等に用いられる空気分離装置の低騒音化を図るための静
音構造に関する。
【0002】
【従来の技術】液化窒素製造プラントでは、原料空気を
精製し、窒素とアルゴンを精留分離する一連のプロセス
の中で、騒音源となる圧縮機・膨張タービン、減圧弁等
の弁、配管、その支持部材などの構成機器が多数設けら
れる。図8に一般的な空気分離装置が示されるが、この
種の空気分離装置では、約40Kg/cm2の高圧の窒素ガス
を断熱膨張させるための膨張タービン1が、空気分離塔
9の隣に設置され、このタービン1出口からの配管8が
空気分離塔9の壁を貫通して塔内に入り、上方に立上が
って熱交換器10の下に入る構造となっている。
【0003】熱交換器10、配管8、該配管8中に設け
られる弁7は、空気分離塔9のH型鋼により形成される
支柱や、壁面からの支持部材11によって支持されてい
る。この空気分離塔9の内部は、−170℃前後の極低
温(寒冷)状態で、パーライト(保冷材)が充填されて
いる。一方、上記弁7は、図9に示されるように、弁棒
12の外周にパッキン箱13を設けて、これに直接接続
されるフランジ14により空気分離塔9の壁面にボルト
で締め付け固定し、弁箱15を壁面に取り付けた支持部
材16に対し、防振ゴム17を介して支持させている
(図10参照)。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】ところで、空気分離装
置で問題となる騒音の音源として挙げられるのは膨張タ
ービン1であり、その羽根切り音である数KHz の高周
波音を中心とした150dB以上の音圧が、吐出配管内を
伝播して配管振動を起こし、これが支持部材11を通じ
て空気分離塔9の支柱、壁面に伝播し、外部に騒音とし
て放射する。さらに、配管途中の弁7にも配管振動が伝
播するため、剛接触されている空気分離塔9の壁面に振
動が伝わって大きい騒音を発生し、弁自体が発生する衝
撃音と併せて、近隣に建設されている住宅の居住者に少
なからぬ苦痛を与える問題がある。また、空気分離塔9
内の配管近辺は−190℃前後の極低温であり、弁7に
接続している配管8が軸方向に熱収縮し、弁7が捻じれ
を受けるため、ボルト接合部で応力集中などが起こっ
て、金属疲労を生じさせるのも、また問題として挙げら
れている。
【0005】本考案は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本考案の目的は、空気分離
塔の壁面への内部からの振動伝播を抑止し、外部への騒
音放射を極力抑えて静音化対策が万全に講じられた低騒
音空気分離装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本考案は、膨張タービンと空気分離塔とが隣接して
配設され、膨張タービン出口からの配管が空気分離塔の
壁を貫通して塔内に入り、該分離塔に支持されて立上が
って設けられる空気分離装置において、入口面から出口
面が見通せない屈曲部を有し、かつ、耐極低温性の吸音
材が内貼りされた曲がりダクトが膨張タービン出口に接
続され、この曲がりダクトの出口と前記配管の入口と
が、振動吸収能を備える可撓性管を介して接続されるこ
とを特徴とする空気分離装置の静音構造である。
【0007】本考案はまた、膨張タービンと空気分離塔
とが隣接して配設され、膨張タービン出口からの配管が
空気分離塔の壁を貫通して塔内に入り、該分離塔に支持
されて立上がって設けられる空気分離装置において、前
記配管の立上がり部分に介設された減圧弁等の弁が、空
気分離塔の壁面に固定されるフランジと、弁棒に囲繞し
て設けられるパッキン箱とを切り離し、それらの間に亘
らせて設けられる振動遮断性及び断熱性を有する膜状板
体によって接続させてなることを特徴とする空気分離装
置の静音構造である。
【0008】
【作用】本考案に従えば、タービン出口から出る高周波
音は、曲がりダクトの内部で大きく減衰される。即ち、
曲がりダクトが、入口面から出口面を見通せない屈曲部
を有しているため、高周波音は曲がりダクトの出口面に
直接的に届くものが全然無くて屈曲部の内面に衝突し、
内貼りされている吸音材によって殆どが吸音され、減衰
する。その結果、配管振動が低減される。さらに、曲が
りダクトの出口に接続される可撓性管によって高周波振
動が吸収されることから、配管振動が一層低減され、空
気分離塔から外部に放射される騒音は大幅に軽減され
る。
【0009】また本考案によれば、配管の立上がり部分
に介設された弁に伝播した振動、弁自体が発する衝撃音
による振動が、振動遮断性及び断熱性を有する膜状板体
によって減衰されるため、空気分離塔壁面への振動伝播
が抑えられる。さらに、空気分離塔壁面に対する弁取り
付け構造がフレキシブルであるため、配管の熱伸縮によ
って弁棒に加わる曲げ荷重が軽減される。
【0010】
【実施例】以下、本考案の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図1は、本考案の第一実施例に係
る曲がりダクト部を概略的に示す正面図、図2は、図1
に示される曲がりダクト2の曲がり形状説明図、図3
は、同じく曲がりダクト2の要部断面図、図4は、図1
のA−A断面図である。空気分離装置における膨張ター
ビン1は、その出口に対して、曲がりダクト2が接続さ
れる。曲がりダクト2は、図2に示されるように、入口
面S1 と出口面S2 とが相互に見通せないような屈曲部
を有している。このような屈曲条件を満足するために
は、屈曲部が円弧状の例の場合は、両面S1,S2 におけ
る外円弧と接する各点を結ぶ直線が、内円弧に外接する
ように内径Ri,外径Ro を決定することが必要である。
これを、式で表すと、 Ri >√2÷2×
Ro となる。この条件が単一のダクトで実現できない場
合は、入口部及び/又は出口部に短直管を接続して曲が
りダクト2を延長することによって可能である。
【0011】この曲がりダクト2は、内面に耐極低温性
の吸音材3が内貼りされている。吸音材3としては、例
えば、ステンレスウール製のものが好適であり、充填密
度が少なくとも200Kg/m3で、厚さは50mm以上とし、30μ
程度の粗さの金網6の中に収めて、図3に示すように、
外側は開口率30%以上の穴あき板4、例えばパンチング
プレートによって所定形状に止着する。かかる構造とす
ることによって振動に強く、形状安定性の良い吸音材3
の層が形成される。なお、吸音材3は、ステンレスウー
ルに限らなく、耐極低温性を備える他の吸音材であって
も良く、例えば、吸音セラミック板,多孔質金属焼結板
等がその他の例として挙げられる。
【0012】上記曲がりダクト2は、出口部のフランジ
に、振動吸収能を備える可撓性管5が接続される。可撓
性管5は、一般にフレキシブルジョイントと称されて、
振動を絶縁するために管路中に介設される管、例えば金
属製コルゲート(襞付)管が挙げられる。そして、可撓
性管5の出口部に対して、配管が連結され、この配管
は、図8に示されるように、空気分離塔9内を立上がっ
て延び、熱交換器10に接続される。
【0013】図5は、本考案の第二実施例に係る曲がり
ダクト部を概略的に示す正面図である。図5に示される
実施例は前記第一実施例に類似し、対応する各部分には
同一の参照符号を付している。この第二実施例で注目さ
れる点は、曲がりダクト2が直角曲がりに形成されるこ
とであり、第一実施例における曲線曲がりのものに比し
て製作コスト及びコンパクトな構造の面で有利である。
【0014】図6は、本考案の第三実施例に係る弁取付
け部を概略的に示す正面図である。図6に示される弁7
は、例えば減圧弁であって、配管8の途中に介設され、
空気分離塔9の壁面9Aに取り付けられる。弁7は、配
管8が接続される弁箱15と、弁棒12と、蓋18と、
弁棒12に遊嵌装される中継管19と、壁面9Aに直接
固定する部材であるフランジ14と、弁棒12に囲繞さ
せるパッキン箱13と、によって形成される。パッキン
箱13とフランジ14とは、従来のものが直接連結され
るのに対して、本考案に係る上記弁7は、切り離された
構造を成していて、両者13,14をそれらの間に介設
されるフレクタと称される膜状板体20によって接続し
ている。膜状板体20は、振動遮断性及び断熱性を有す
る材料、例えばアスベストクロスを薄い膜状にした部材
であって、フランジ14とはボルト締めにより連結し、
パッキン箱13とは固定バンド21で締め付けて連結し
ている。
【0015】このように構成することによって、配管8
から弁7に伝播した振動は、膜状板体20を伝播する間
に、該材料中で内部減衰を起こし、フランジ14に伝わ
る振動の低減を図ることが可能であり、空気分離塔9の
壁面9Aへの振動伝播が効果的に抑えられる。一方、空
気分離塔9内は、−190℃前後の極低温域となってお
り、熱収縮により配管8が該軸方向に変形するために、
弁棒12に曲げ荷重が掛かるが、フレクタ20を設ける
ことにより、弁棒12の曲げ変形を吸収することがで
き、金属疲労の問題も解決される。
【0016】図7は、本考案の第四実施例に係る弁取付
け要部の部分断面図である。この第四実施例の弁7は、
パッキン箱13とフレクタ20との間に、さらに、円環
状のゴム製緩衝材22を介装した後に、固定バンド21
で締め付けて固定している。このように緩衝材22を設
けたことによって、弁7を伝播する振動が、緩衝材22
の内部減衰作用により空気分離塔9の壁面9Aに伝播す
る時点ではさらに低減される利点がある。
【0017】
【考案の効果】本考案は以上述べたように、タービン出
口が出る高周波音が、曲がりダクトの曲がりの効果と吸
音材の音吸収効果とによって減衰され、配管振動が大幅
に低減でき、さらに、曲がりダクト出口に接続される可
撓性管の振動吸収能により配管振動の低減が図られる。
従って、空気分離塔から放射される騒音の効果的な低減
が果たせる。また、本考案によれば、空気分離塔内の配
管途中に設けられた弁に伝播した振動が、膜状板体によ
って減衰させられるため、空気分離塔壁面への振動伝播
が抑えられる。この膜状板体が設けられることによっ
て、空気分離塔壁面への弁取付け部がフレキシブルな構
造となるため、配管の熱伸縮に伴う弁棒への曲げ荷重が
低減され、金属疲労の問題も併せて解決される効果が奏
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第一実施例に係る曲がりダクト部を概
略的に示す正面図である。
【図2】図1に示される曲がりダクト2の曲がり形状説
明図である。
【図3】図1に示される曲がりダクト2の要部断面図で
ある。
【図4】図1のA−A断面図である。
【図5】本考案の第二実施例に係る曲がりダクト部を概
略的に示す正面図である。
【図6】本考案の第三実施例に係る弁取付け部を概略的
に示す正面図である。
【図7】本考案の第四実施例に係る弁取付け要部の部分
断面図である。
【図8】空気分離装置の概略示正面図である。
【図9】従来の空気分離装置における配管中の弁の正面
図である。
【図10】従来の空気分離装置における弁取付け部を概
略的に示す正面図である。
【符号の説明】
1…膨張タービン、 2…曲がりダクト、 3…吸音材、 5…可撓性管、 7…弁、 8…配管、 9…空気分離塔、 9A…空気分離塔壁面、 11,16…支持部材、 12…弁棒、 13…パッキン箱、 14…フランジ、 15…弁箱、 20…膜状板体。

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張タービンと空気分離塔とが隣接して
    配設され、膨張タービン出口からの配管が空気分離塔の
    壁を貫通して塔内に入り、該分離塔に支持されて立上が
    って設けられる空気分離装置において、 入口面から出口面が見通せない屈曲部を有し、かつ、耐
    極低温性の吸音材が内貼りされた曲がりダクトが膨張タ
    ービン出口に接続され、この曲がりダクトの出口と前記
    配管の入口とが、振動吸収能を備える可撓性管を介して
    接続されることを特徴とする空気分離装置の静音構造。
  2. 【請求項2】 膨張タービンと空気分離塔とが隣接して
    配設され、膨張タービン出口からの配管が空気分離塔の
    壁を貫通して塔内に入り、該分離塔に支持されて立上が
    って設けられる空気分離装置において、 前記配管の立上がり部分に介設された減圧弁等の弁が、
    空気分離塔の壁面に固定されるフランジと、弁棒に囲繞
    して設けられるパッキン箱とを切り離し、それらの間に
    亘らせて設けられる振動遮断性及び断熱性を有する膜状
    板体によって接続させてなることを特徴とする空気分離
    装置の静音構造。
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