JPH0682496U - 空気分離装置の静音構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気分離塔９の壁面９Ａ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。 【構成】 膨張タービン１と空気分離塔９とが隣接して
配設され、膨張タービン１出口からの配管８が空気分離
塔９の壁９Ａ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、耐極低温性の
吸音材３が内貼りされた曲がりダクト２を膨張タービン
１出口に接続し、この曲がりダクト２の出口と前記配管
８の入口とを、振動吸収能を持つ可撓性管５を介して接
続する。

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１５０ dB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２ ２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)

【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。