JPH04125391A - 圧力脈動の減衰方法及び圧力脈動減衰管路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、圧力脈動の減衰方法及び圧力脈動減衰管路に
係り、特に、管路における往復振動を効果的に減衰させ
るものである。

「従来の技術」 一般に、ポンプ等の回転機械、圧縮機等の往復動機械の
運転によって、流体圧力の変化が短時間で線り返される
脈動が発生することがあり、脈動の程度によっては、配
管やその配管に接続されている各種機器等を保護する必
要がある。

第３図は、管路における圧力脈動を減衰させる手段（装
置）の従来例を示すものであり、配管１の途中に、圧力
吸収のためのアキュムレーター２を配設するとともに、
該アキュムレーター２の部分を、配管１を接続するとと
もに可撓性を有するダイヤフラム部３と、該ダイヤフラ
ム部３の周囲を囲むジャケット４と、該ジャケット４の
中に配管１の内部流体に対して圧縮性の大きな例えば窒
素ガスが封入される圧力ガス室５とにより構成している
。

そして、配管ｌの中に矢印で示すように、流体か流れか
つ脈動が生してしする場合であると、圧力脈動モートの
側部となるダイヤフラム部３の変形によって、窒素ガス
が圧縮されて圧力の一部が逃デることにより、アキュム
レーター２の部分て圧力脈動が減衰され、下流への圧力
脈動の伝ｌｉ量を低減することかできるものである。

口発明か解決しようとする課題 しかし、圧力脈動を効果的に減衰させる！こめによ、一
箇所のみに圧力脈動減衰装置を設置するだけては不十分
であり、例えば複数段に設置して圧力脈動を徐々に減衰
させること等の配虜が必要で、圧力脈動減衰のための管
路が長くなり易く、かっ、多段に圧力脈動減衰装置を設
置しに場合でも、圧力脈動の減衰効果か完全なものとな
ることは少ない 本発明は、このような課題を解決するもので、管路の一
箇所において効果的に圧力脈動を減衰させ、かつ、各種
管路への応用性を高めることを目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明では、かかる課題を解決する４つの手段を提案し
ている。

第１の手段は、圧力脈動の減衰方法に係るもので、主配
管の途中にバイパス配管を接続して圧力脈動を分岐させ
、該分岐点から離間したバイパス配管の合流点までの主
配管の長さに対応する圧力脈動波の任意波長数に対して
、バイパス配管の長さによって上記任意波長数より半分
の波長だけずらした圧力脈動波を合流点に付与し、正逆
圧力脈動波の相殺によって圧力脈動波を減衰させる方法
である。

第２の手段は、圧力脈動の減衰方法に係るもので、主配
管の途中にバイパス配管を接続して圧力脈動を分岐させ
、該分岐点から離間したバイパス配管の合流点までの主
配管の流体密度による圧力脈動波の伝播速度に相当する
圧力脈動波の任意波長数に対して、バイパス配管の中に
充填された他の流体の流体密度に対応する伝播速度によ
って上記任意波長数より半分の波長だけずらした圧力脈
動波を合流点に付与し、正逆圧力脈動波の相殺によって
圧力脈動波を減衰させる方法である。

第３の手段は、圧力脈動減衰管路に係るもので、主配管
の途中に接続されて分岐点と合流点との間で圧力脈動を
分岐させるバイパス配管を配設し、該バイパス配管か、
分岐点ないし合流点までの主配管の長さに対応する圧力
脈動波の任意波長数に対して、半分の波長１こけずらし
た圧力脈動波を合流点に付与する長さに設定される構成
を有するものである。

第４の手段は、圧力脈動減衰管路に係るもので、主配管
の途中に接続されて分岐点と合流へとの間で圧力脈動を
分岐させるバイパス配管を配設し、該バイパス配管に充
填される内部流体が、分岐点ないし合流点までの主配管
の内部流体の密度に対応する圧力脈動波の任意波長数に
対して、半分の波長だけずらした圧力脈動波を合流点に
付与する密度に設定される構成を有するものである。

「作用　」 第１の手段及び第３の手段にあっては、分岐点から合流
点まての主配管の内部を圧力脈動波が伝播するときの波
長数に対して、バイパス配管の内部を分岐圧力脈動波か
伝播するときの波長数か、主配管とバイパス配管との長
さの差によって波長の半分たけずれ、合流点における圧
力脈動波と分岐圧力脈動波との位相か反対になることに
よって正逆圧力脈動波か相殺されて圧力脈動波か減衰し
合流点よりも下流に伝播される圧力脈動波を低減するも
のである。

第２の手段及び第４の手段にあっても、第１の手段及び
第３の手段と同様に、分岐点から合流点までの主配管及
びバイパス配管の圧力脈動波及び分岐圧力脈動波の伝播
差によってｉ＊長の半分だけずれ、合流点における圧力
脈動波と分岐圧力脈動波との位相が反対になることによ
って、正逆圧力脈動波が相殺されて圧力脈動波が減衰さ
せられるものであるが、主配管の流体密度による圧力脈
動波の伝播速度と、バイパス配管の他の流体の流体密度
に対応する分岐圧力脈動波の伝播速度との差によって設
定が行なわれる。

「実施例」 以下、第１図及び第２図に基づいて、本発明に係る圧力
脈動の減衰方法を適用した圧力脈動減衰管路の一実施例
について説明する。

該−実施例の圧力脈動減衰管路は、第１図に示すように
、主配管ｌの途中に分岐点Ｐ１と合流点Ｐ、とか設定さ
れ、分岐点Ｐ１と合流点Ｐ、との間に、圧力脈動を分岐
させるバイパス配管１１が配設される。

該バイパス配管１１の口径は、圧力脈動の伝達時に主配
管玉と比較して著しい減衰を起こさない程度に細く設定
さることが可能で、その内部には主配管ｌと同一の流体
が充満させられる。

そして、バイパス配管１１の長さρは、主配管１１に充
満している流体中を圧力脈動波が伝達される際の分岐点
Ｐ、ないし合流点Ｐｔまでの主配管ｌの長さしよりも長
くされ、例えば距離りの間における圧力脈動波の波長λ
が！波長であるとき、距離ｇの間ては、半分の波長だけ
ずらした１、５λとなるように設定される。したがって
、第１図例の場合では、分岐点Ｐ、ないし合流点Ｐ、ま
での主配管１の長さしに対してバイパス配管１１の長さ
Ｑは、 ρ　＝　１　　５　Ｌ の関係を有するものとされる。

このように構成されている圧力脈動減衰管路であると、
主配管１を流れる流体の圧力脈動が、分岐点Ｐ１から合
流点Ｐ、までの距離りを１．０λ分伝達されるとき、バ
イパス配管Ｕの中を経由する圧力脈動は、距離Ｑを１５
λ分伝達されることになる。このため、合流点Ｐ、にお
いて、主配管ｌを経由して伝達される圧力脈動に対して
、バイパス配管１１を経由して伝達される圧力脈動の方
が、０，５λだけ常に遅れるものとなる。

言い替えると、第２図に実線で示す大きさの主配管ｌを
経由する圧力脈動波ｗ１と、第２図に鎖線で示す大きさ
のバイパス配管１１を経由する圧力脈動波Ｗ１、とがあ
るとき、鎖線で示す圧力脈動波Ｗ、は０．５λだけ伝達
が遅れることにより、実際に合流点Ｐ、に加わる圧力脈
動は、実線の圧力脈動波Ｗ、と、０．５λに相当する時
間だけ前に生じた圧力脈動波、ｗ、１とが、第２図の矢
印と破線とて示すようにずれて、同一箇所の合流点Ｐ。

に加えられることによって重畳したものであるために、
これらの正逆圧力脈動波の相殺によって当初の圧力脈動
波を減衰させてしまうものとなり、合流点Ｐ、から下流
の圧力脈動を０に近付けることができる。

次いで、圧力脈動を減衰させる他の方法及びこの方法を
適用した圧力脈動減衰管路の一実施例について説明する
と、第１図例における主配管ｌとバイパス配管ｌｌとの
内部流体が、密度の異なるものとされており、圧力波の
進行速度をＶ、体積弾性率をに１流体の密度をρとする
と、 Ｖ＝（Ｋ／ρ　）０・５ の式が成立する。したがって、主配管Ｉとバイパス配管
１１との密度の違いによる圧力脈動の伝達差に基づいて
、分岐点Ｐ１ないし合流点Ｐ、までの間で、主配管１と
バイパス配管１１とを経由する圧力脈動波について、波
長が半分ずれるように設定される。

そして、この場合において、分岐点Ｐ１と合流点Ｐ、と
には、二つの流体を隔離するとともに圧力脈動の伝達を
円滑に行なうｆコめ、第３図例に準するダイヤプラム部
３が設けられる。また、主配管１の長さし；バイパス配
管１１の長さＱとした場合であると、体積弾性率にと密
度ρとの比か、主配管監とバイパス配管１１との間で、
０２５倍や２．２５倍等の関係を有して、一方の波長数
に対して、他方が半分の波長だけずれるように密度の設
定が行なわれる。

液体の密度の例を第１表に示す。

第１表 く他の実施態様〉 本発明にあっては、上述の実施例に代えて次のように構
成することかてさる。

（１）主配管とバイパス配管との長さの比によって、圧
力脈動波に０５波長の差を付与する場合において、　０
５波長と　１０波長、　１５波長と　２０波長、１０波
長と　２５波長等の組み合わせ、めるいは、一方か任意
波長数であるときに、他方かその任意波長数に対して０
５・　１５・　２５　　というように半分の波長だけず
れるように設定すること。

（２）主配管の内部流体とバイパス配管の内部流体との
密度の比によって、圧力脈動波に０５波長の差を付与す
る場合において、長さによる波長差の設定手段を併用す
ること。

（３）圧力脈動減衰管路とアキュムレーターとを併用す
ること。

「発明の効果」 以上説明したように、第１の発明及び第３の発明、つま
り、請求項１及び請求項１１１に係る圧力脈動の減衰方
法及び圧力脈動減衰管路によると、分岐点から合流点ま
での主配管及びバイパス配管の長さを、主配管の圧力脈
動波の任意波長に対して、バイパス配管の圧力脈動波か
半分の波長だけずれる設定をして、合流点で二つの圧力
脈動波を合流させているので、主配管を経由する圧力脈
動波と分岐圧力脈動波との位相が反対になることにより
正逆圧力脈動波が相殺されて、圧力脈動成分が著しく小
さくなり、合流点よりも下流に伝播される圧力脈動を、
一箇所において効果的に減衰させることかてきる。

第２の発明及び竿４の発明、つまり、請求項及び請求項
１ｖに係る圧力脈動の減衰方法及び圧力脈動減衰管路に
よると、分岐点から合流点までの主配管及びバイパス配
管の内部流体の間で密度差が付与されて、この密度差に
基づく圧力脈動波及び分岐圧力脈動波の伝播時間によっ
て、合流点における圧力脈動波と分岐圧力脈動波との波
形がずれてその位相が反対となることにより正逆圧力脈
動波か相殺されて、合流点よりも下流に伝播される圧力
脈動を、−ｍ所において効果的に減衰させることができ
るとともに、バイパス配管の密閉及び密度差の付与か容
易であることにより、各種管路への応用性を高めること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧力脈動の減衰方法か適用される
圧力脈動減衰管路の一実施例を示す一部を断面した正面
図、第２図は第１図例の圧力脈動減衰管路における圧力
脈動波の減衰作用の説明図、第３図は圧力脈動減衰管路
の従来例を示す一部を断面した正面図である。 配管（主配管） アキュムレーター ダイヤフラム部 ノヤケット 圧力ガス室、 ・バイパス配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉ、主配管の途中にバイパス配管を接続して圧力脈動を
   分岐させ、該分岐点から離間したバイパス配管の合流点
   までの主配管の長さに対応する圧力脈動波の任意波長数
   に対して、バイパス配管の長さによって上記任意波長数
   より半分の波長だけずらした圧力脈動波を合流点に付与
   し、正逆圧力脈動波の相殺によって圧力脈動波を減衰さ
   せることを特徴とする圧力脈動の減衰方法。 ｉｉ、主配管の途中にバイパス配管を接続して圧力脈動
   を分岐させ、該分岐点から離間したバイパス配管の合流
   点までの主配管の流体密度による圧力脈動波の伝播速度
   に相当する圧力脈動波の任意波長数に対して、バイパス
   配管の中に充填された他の流体の流体密度に対応する伝
   播速度によって上記任意波長数より半分の波長だけずら
   した圧力脈動波を合流点に付与し、正逆圧力脈動波の相
   殺によって圧力脈動波を減衰させることを特徴とする圧
   力脈動の減衰方法。 ｉｉｉ、主配管の途中に接続されて分岐点と合流点との
   間で圧力脈動を分岐させるバイパス配管を配設し、該バ
   イパス配管が、分岐点ないし合流点までの主配管の長さ
   に対応する圧力脈動波の任意波長数に対して、半分の波
   長だけずらした圧力脈動波を合流点に付与する長さに設
   定されることを特徴とする圧力脈動減衰管路。 ｉＶ、主配管の途中に接続されて分岐点と合流点との間
   で圧力脈動を分岐させるバイパス配管を配設し、該バイ
   パス配管に充填される内部流体が、分岐点ないし合流点
   までの主配管の内部流体の密度に対応する圧力脈動波の
   任意波長数に対して、半分の波長だけずらした圧力脈動
   波を合流点に付与する密度に設定されることを特徴とす
   る圧力脈動減衰管路。