JPH07248278A

JPH07248278A - 脈動流発生装置

Info

Publication number: JPH07248278A
Application number: JP187495A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Takahira; 信廣高比良; Shigeto Matsuo; 栄人松尾; Hikari Higuchi; 光樋口
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1995-09-26
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JP3358902B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】本脈動流発生装置は、高圧流体源からの流体
を受け入れて、試験を行う機器へ供給するタービン流入
口４と、タービン流入口４と遮断して設けられ、高圧流
体源から流入する流体をバイパスラインに放出するバイ
パス流出口７と、高圧流体源に連通するタービン流入口
４に設けられた開口５、およびバイパス流出口７に設け
られた開口１０を、それぞれ開閉して、タービン流入口
４、およびバイパス流出口７を交互に高圧流体源に連通
するロータリ弁１３を設けた。【効果】タービン流入口４が閉鎖されたときに生じて
いた、上流側の圧力変動の発生が、レザーバタンクを設
置することなく防止でき、振動、騒音の発生を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン排気で作動す
るターボチャージャ等、脈動流体中で作動する機器のシ
ュミレーション試験等に使用する脈動流発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】脈動流体中で作動する機器のシュミレー
ション試験等に使用する脈動流発生装置としては、図
７、図８に示すものが、従来からある。

【０００３】図に示す脈動流発生装置は、横置き円筒状
の流体室０２を両側に具え、この流体室０２の間に設置
され、各流体室０２側部にあけられた開口０４と連通す
る開口０３′を両側部に設けた、タービン流入口０３を
具えるＴ字管からなるハウジング０１と、開口０４を間
欠的に開閉する開閉装置０５とからなる。

【０００４】流体室０２の入口は、配管を介して、図示
しないターボコンプレッサ等の高圧流体源に連通すると
ともに、タービン流入口０３の流出口は、同様に配管を
介して、試験を行う機器に設けられた、図示しない流体
取入口に連通させている。

【０００５】また、開閉装置０５は、流体室０２の外側
部に設置された軸受け０６に両端が支持された軸０７に
挿嵌され、ナット０８にて固定されて、流体室０２側の
開口４周縁上を回動し、開口０４を開閉するロータリ弁
０９、図示しない可変速モータの駆動力をベルトにより
伝達し、軸０７を任意の回転数にて回転させるプーリ０
１０からなる。

【０００６】そして、ロータリ弁０９には、開口０４の
大きさに合せて、数カ所開口部０９ａが設けてあり、ロ
ータリ弁０９の開口部０９ａが開口０４上を通過すると
き、流体室０２とタービン流入口０３とは開状態とな
り、高圧流体源からの流体は、タービン流入口０３を経
由して、機器の流体取入口へ流れる。また、ロータリ弁
０９に設けられた閉鎖部０９ｂが、開口０１上を通過す
るとき、流体室０２とタービン流入口０３とは閉状態と
なり、高圧流体源からの流体は遮断される。

【０００７】この様に、ロータリ弁０９の回転により、
タービン流入口０３内部の圧力は、継続的に高、低状態
を繰り返し、機器に設けられた流体取入口に到達する流
体は、脈動流となって機器内へ流れていくこととなる。

【０００８】上述の通り、従来の脈動流発生装置では、
ロータリ弁０９の回転により、タービン流入口０３内部
の圧力が、高圧となったり、低圧となったりして脈動流
を発生させることができ、機器等の試験によっては、開
口部０９ａ数の設定、および可変速モータの回転数を変
えることにより、任意の周波数の脈動流を発生させ、こ
れによって試験を行うことができる反面、ロータリ弁０
９による開口０４の開閉によって、高圧流体源とタービ
ン流入口０３との間の上流側の流体経路の抵抗が、大き
く変わることとなり、上流側に変動圧が生じ、騒音・振
動を発生させることがある。

【０００９】このために、大容量のレザーバタンクを、
高圧流体源とタービン流入口０３との間に設置する等、
この変動圧を吸収する装置を設ける必要があり、脈動流
発生装置が大型化し、また、その費用が嵩むという不具
合がある。

【００１０】また、上述した脈動流発生装置は、シュミ
レーション試験等を行う機器が複数あり、しかも、同時
に試験を行う必要のある場合、例えば、ツインスクロー
ルを具えるターボチャージャのタービンシュミレーショ
ン試験を行う場合等、各機器に、それぞれ個別に脈動流
を発生させるため、試験を行う機器の数だけ脈動流発生
装置を必要とする不具合がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の上述
した脈動流発生装置の不具合を解消するため、高圧流体
源とタービン流入口との間に、レザーバタンク等の変動
圧吸収装置を設置することなく、タービン流入口の上流
側に変動圧を生じさせることの少い、脈動流発生装置を
提供することを課題とする。

【００１２】また、他の本発明は、上述した課題に加
え、ツインスクロールを装備したターボチャージャ等、
複数設置された機器の試験を同時に行う場合において、
少くとも２つの機器に対し、１基設置することにより試
験が行える脈動流発生装置を提供することを課題とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の脈動
流発生装置は、次の手段とした。（１）高圧流体源からの流体を受け入れ、試験を行う機
器に受け入れた流体を供給するタービン流入口を設け
た。（２）タービン流入口とは遮断されて設置され、高圧流
体源からの流体を受け入れ、外部、若しくは、タービン
流入口が高圧流体源と連通されたときと同等の抵抗値に
されたバイパスラインに、受け入れた流体を放出するバ
イパス流出口を設けた。（３）高圧流体源と、タービン流入口およびバイパス流
出口との間に介装されて、高圧流体源がタービン流入口
と連通するときは、高圧流体源とバイパス流出口とを遮
断し、高圧流体源がバイパス流出口と連通するときは、
高圧流体源とタービン流入口とを遮断する操作を、交互
に行うロータリ弁を設けた。

【００１４】また、他の本発明の脈動流発生装置は、次
の手段とした。（４）高圧流体源からの流体を受け入れ、試験を行う複
数の機器の一つに、受け入れた流体を供給する第１のタ
ービン流入口を設けた。（５）第１のタービン流入口とは遮断されて設置され
て、高圧流体源からの流体を受け入れ、試験を行う複数
の機器の他の１つに、受け入れた流体を供給する第２の
タービン流入口を設けた。（６）高圧流体源と第１および第２のタービン流入口と
の間に介装されて、高圧流体源が第１のタービン流入口
と連通するときは、高圧流体源と第２のタービン流入口
との間を遮断し、高圧流体源が第２のタービン流入口と
連通するときは、高圧流体源と第１のタービン流入口と
の間を遮断する操作を、交互に行うロータリ弁を設け
た。なお、第１および第２のタービン流入口から、それ
ぞれ流体が供給される機器は１つに限定されるものでは
なく、機器に流体を供給する管路を分岐することによ
り、複数の機器に供給することもできる。

【００１５】

【作用】本発明の脈動流発生機器は、上述した（１）〜
（３）の手段を採用したことにより、（１）タービン流入口に対して、ロータリ弁が高圧流体
源との連通を開状態とする時、バイパス流出口に対し
て、ロータリ弁は閉状態にし、また、バイパス流出口に
対して、ロータリ弁が開状態になる時、タービン流入口
に対しては、ロータリ弁が閉状態になる様に、タービン
流入口、バイパス流出口およびロータリ弁を構成するこ
とにより、ロータリ弁の連続的な回転により、タービン
流入口は継続的に高圧流体源との連通が開閉状態を繰り
返すこととなり、高圧流体源からの流体は、試験を行う
機器へ脈動流となって流れていく。また、タービン流入
口が閉状態になる時、バイパス流出口は開状態となる為
に、高圧流体源からの管路の抵抗は、タービン流入口の
開閉に拘わらず、略同一状態に保持され、タービン流入
口と高圧流体源との間で、従来発生していた圧力変動に
よる振動、騒音の発生を、変動圧吸収装置を設置するこ
となく、完全に防止できる。

【００１６】また、他の本発明の脈動流発生装置は、上
述した（４）〜（６）の手段を採用したことにより、（２）複数の機器の一つに高圧流体源からの流体を供給
する、第１のタービン流入口に対して、ロータリ弁が高
圧流体源との連通を開状態とする時、複数の機器の他の
一つに流体を供給する、第２のタービン流入口に対して
は、ロータリ弁は閉状態になり、逆に、第２のタービン
流入口に対して、ロータリ弁が開状態になる時、第１の
タービン流入口に対しては、ロータリ弁が閉状態になる
様に、第１のタービン流入口、第２のタービン流入口お
よびロータリ弁を構成することにより、ロータリ弁の連
続的な回転により、第１および第２タービン流入口は、
それぞれ断続的に、高圧流体源との連通が開閉状態を繰
り返すこととなり、高圧流体源からの流体は、試験を行
うそれぞれの機器へ、位相のずれた脈動流となって流れ
ていく。また、第１および第２タービン流入口の何れか
が常に開状態になる為に、高圧流体源からの管路の抵抗
は、第１および第２のタービン流入口の開閉に拘わら
ず、略同一状態に保持され、タービン流入口と高圧流体
源との間で、従来発生していた圧力変動による、振動、
騒音の発生を変動圧吸収装置を設置することなく完全に
防止できる。

【００１７】また、複数設置された機器のうちの少くと
も２つの機器の試験が、脈動流発生装置１基で同時に行
うことができる。また、脈動流発生装置に高圧流体を供
給するターボコンプレッサ等の高圧流体源の数を削減で
きるとともに、供給される高圧流体のほとんどが試験に
使用され、有効活用されて大気圧等に無駄に放出される
ことがなくなるため、試験コストを低減することができ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の脈動流発生装置の実施例を図
面に基づき説明する。図１、ないし図３は、本発明の第
一実施例を示す図であって、図１は横断面図、図２はタ
ービン流入口が開状態における図１の矢視Ａ−Ａ図、図
３はタービン流入口が閉状態における図１の矢視Ａ−Ａ
図である。

【００１９】これらの図において、１はハウジング、２
はハウジング１の両側部を構成し、横置き円筒状に形成
された流体室で、流体室２には、それぞれ図示しない高
圧流体源と連結するフランジ付きの流入管３が固着され
ている。４は両側に配置された流体室２の側面を形成す
る隔壁６にあけられた開口５と連通する開口２４を側面
に設け、流体室２の間に形成された、ハウジング１の中
央部を構成するタービン流入口、７はタービン流入口４
と同様にして形成され、同様にハウジング１の中央部を
構成し、流体室２隔壁６にあけられた開口１０と連通す
る開口２５で連通されたバイパス流出口である。

【００２０】タービン流入口４には、試験を行う機器へ
流体を流出するためのフランジ付きの流出管８が連結さ
れ、また、バイパス流出口７には、流入する流体を外
部、又はタービン流入口４下流側の配管抵抗と略同一に
するため圧力調整弁等が設けられ、所定の場所に流出さ
せるために設けられた、図示しないバイパスラインに接
続する流出管９が連結されている。なお、タービン流入
口４、およびバイパス流出口７は、開口５、１０と同一
断面積の開口２４，２５をもつものとして説明したが、
タービン流入口４、およびバイパス流出口７との間に、
開口付きの隔壁を設けるようにしても良い。

【００２１】次に、１１は流体室２の両側に設置された
軸受、１２は両端部が軸受１１に支持され、ハウジング
１および流体室２を貫通して設置された軸、１３は軸１
２に嵌挿され、周辺部に開口部１３ａと閉鎖部１３ｂが
形成されて、前記隔壁６面上を摺動して隔壁６に設けら
れた開口５，１０の開閉を行うロータリ弁、１４はロー
タリ弁１３を軸１２に固定するナット、１６は軸１４端
に固着され、図示しない可変速モータからベルトで伝達
された駆動力で、軸１４を回動するプーリである。

【００２２】本実施例の脈動流発生装置は、上述のよう
に構成されるので、可変速モータからの駆動力で軸１２
が回動すると、軸１２に固着されたロータリ弁１２は、
隔壁６面上を摺動しながら回動する。

【００２３】ロータリ弁１３が、図２に示す状態に回動
したとき、流体室２とタービン流入口４とは開状態、言
葉をかえれば、高圧流体源とタービン流入口４とは連通
し、タービン流入口４内の流体圧は高くなる。また、流
体室２とバイパス流出口３とは閉状態、すなわち、高圧
流体源とバイパス流出口３とは遮断された状態になる。

【００２４】ロータリ弁１３が、さらに、図３に示す状
態にまで回動すると、流体室２とバイパス流出口３とは
開状態、流体室２とタービン流入口４とは閉状態にな
り、高圧流体源からの流体は、バイパス流出口７を経由
して、バイパスラインに逃がされるとともに、タービン
流入口４内部の流体圧力は低くなる。

【００２５】この開閉状態がロータリ弁１３の１回転中
に、ロータリ弁１３の周辺部に形成された、開口部１３
ａ、閉鎖部１３ｂの数だけ、繰り返し起り、タービン流
入口４には、可変速モータの回転制御で決まるロータリ
弁１３の回転数と、開口部１３ａ、閉鎖部１３ａの数で
決まる周波数の脈動流が発生し、試験に供することがで
きる。一方、タービン流入口４が閉状態では、高圧流体
源からの流体は、バイパス流出口７を通ってバイパスラ
インに逃がされるので、高圧流体源とタービン流入口４
との間に、従来生じていた圧力の変動はなくなり、これ
に伴う騒音、振動の発生は、レザーバタンクを設けるま
でもなく、防止される。なお、開口５，１０の断面形
状、設置場所、およびロータリ弁１３の開口部１３ａ
（閉鎖部１３ｂ）の形状等を変えることにより、１周波
数における脈動流の形状を変化させることもできる。

【００２６】次に、図４ないし図６は、本発明の第二実
施例を示す図であって、図４は横断面図、図５は第１の
タービン流入口が開状態における図４の矢視Ｂ−Ｂ図、
図６は第１のタービン流入口が開状態における図４の矢
視Ｃ−Ｃ図である。

【００２７】これらの図において、３１は、互いに遮断
された第１のタービン流入口３２、および第２のタービ
ン流入口３３が画成されたハウジング、３５はハウジン
グ３１の両側部、および下部に設置された流体室であ
る。左右の流入室３５は、第一実施例とは異なり、下部
で連通させている。また、ハウジング３１の側面に接し
て設けられた流入室３５の隔壁３６には、第１のタービ
ン流入口３２、および第２のタービン流入口３３の側面
にあけられた開口３７，３８と、それぞれ連通する開口
３９，４０が設けられている。さらに、第１のタービン
流入口３２、および第２のタービン流入口３３には、そ
れぞれ試験を行う機器へ流体を流出させるための流出管
４１，４２が連結されている。

【００２８】また、第一実施例と同様に、軸受１１に支
承された軸１２には、図５，図６で示すように、周辺部
に開口部１３ａと閉鎖部１３ｂが形成されて、隔壁３６
面上を摺動して、隔壁３６にあけられた開口３９，４０
を開閉するロータリ弁１３が固定ナット１４で固着され
ている。

【００２９】本実施例は、上述のように構成されている
ので、可変速モータからの駆動力でプーリ１６を介して
軸１２が回動すると、ロータリ弁１３は隔壁３６面上を
摺動しながら回動する。ロータリ弁１３が、図５に示す
状態に回動したとき、流体室３５と第１のタービン流入
口３２とは開状態となり、高圧流体源と第１のタービン
流入口３２とは連通して、第１のタービン流入口３２内
は、高圧状態となり、連結された機器へ流体を供給す
る。また、このとき流体室３５と第２のタービン流入口
３３とは、図６に示すように、開口４０がロータリ弁１
３の閉鎖部１３ｂで閉鎖されて、閉状態となり、第２の
タービン流入口３３に連結された機器には、高圧流体源
からの流体は供給されなくなる。

【００３０】ロータリ弁１３が、さらに回動すると、流
体室３５と第２のタービン流入口３３とは開状態、流体
室３５と第１のタービン流入口３２とは閉状態となり、
高圧流体源からの流体は、第２のタービン流入口３３に
連結された機器にのみ供給される。この開閉状態がロー
タリ弁１３の１回転中に、ロータリ弁１３の周辺部に形
成された、開口部１３ａ、閉鎖部１３ｂの数だけ、繰り
返し起り、第１および第２のタービン流入口３２，３３
には、可変速モータの回転制御で決まるロータリ弁１３
の回転数と、開口部１３ａ、閉鎖部１３ａの数で決まる
周波数の脈動流が発生し、試験に供する。第１および第
２のタービン流入口３２，３３に、それぞれ連結され
た、少くとも２つの機器に脈動流を供給できる。

【００３１】また、図４においては、ハウジング３１の
両側部に、それぞれ設けた流体室３５を個別に高圧流体
源に連結したものを示したが、本実施例においては、両
流体室３５は下部で連結されており、一方の流体室３５
のみが高圧流体源と連結するようにしても良い。これに
より、高圧流体源および配管を一層少なくすることが出
来る。

【００３２】また、ロータリ弁１３は、図５，図６に示
すように、流体室３５と第１および第２のタービン流入
口３２，３３を開閉するものが、同一形状にされて、第
１および第２のタービン流入口３２，３３に連結された
機器に、位相遅れのある同一周波数の脈動流を供給する
ようにしているが、必ずしもその必要はなく、機器の試
験目的によっては、第１のタービン流入口３２の開閉を
行うロータリ弁１３の開口部１３ａ、閉鎖部１３ｂの数
又は形状と、第２のタービン流入口３３の開閉を行うロ
ータリ弁１３の開口部１３ａ、閉鎖部１３ｂの数又は形
状を違えて、異なる周波数又は波形の脈動流を、それぞ
れのタービン流入口に連結された機器に供給するように
することもできる。

【００３３】また、第一実施例にも共通することではあ
るが、第１および第２のタービン流入口３２、３３の流
出管４１，４２は、必ずしも、試験を行う機器の１つに
連結しなければならぬものではない。すなわち、流体管
４１，４２に連結される配管を分岐することにより、そ
れぞれ複数の機器に脈動流を供給するようにすることも
できるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の脈動流発生
装置は、請求項１に示す構成により、脈動流を簡単に発
生できるとともに、従来、タービン流入口上流側に発生
していた圧力変動の発生を、レザーバタンクを設置する
ことなく防止でき、変動圧の発生に伴う騒音、振動の発
生を阻止できる。さらに、可変速モーターの回転制御、
及びロータリ弁に設ける開口部数の設定により、広範囲
な周波数の脈動流を発生させることができ、また、脈動
流の波形を変えることもできる。

【００３５】また、本発明の脈動流発生装置は、請求項
２に示す構成により、１基の脈動流発生装置によって、
少くとも２つの機器の試験を同時に行うことができる。
これにより、脈動流発生装置の数を削減できるばかりで
なく、脈動流発生装置に高圧の流体を供給する高圧流体
源の数を削減できるとともに、供給された高圧の流体
は、ほとんどが有効に試験に供されるので、試験コスト
の低減にも継げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脈動流発生装置の第１実施例を示す横
断面図。

【図２】タービン流入口が開状態における、図１の矢視
Ａ−Ａ図。

【図３】タービン流入口が閉状態における、図１の矢視
Ａ−Ａ図。

【図４】本発明の第２実施例を示す横断面図。

【図５】第１のタービン流入口が開状態における、図４
の矢視Ｂ−Ｂ図。

【図６】第２のタービン流入口の閉状態における、図４
の矢視Ｃ−Ｃ図。

【図７】従来の脈動流発生装置の横断面図。

【図８】図７の矢視Ｄ−Ｄ図である。

【符号の説明】

１，３１ハウジング２３５流体室３流入管４タービン流入口５タービン流入口への流体室の開口６，３６隔壁７バイパス流出口８流出管９吐出管１０バイパス流出口への流体室の開口１１軸受１２軸１３ロータリ弁１４ナット１６プーリ２４タービン流入口の開口２５タービン流出口の開口３２第１のタービン流入口３３第２のタービン流入口３７第１のタービン流入口の開口３８第２のタービン流入口の開口３９第１のタービン流入口への流体室の開口４０第２のタービン流入口への流体室の開口４１第１のタービン流入口の流出管４２第２のタービン流入口の流出管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脈動を伴う流体で行う機器の試験に使用
する脈動流発生装置において、高圧流体源からの流体を
前記機器へ供給するタービン流入口と、前記タービン流
入口と遮断して設置され、前記高圧流体源からの流体を
放出するバイパス流出口と、前記高圧流体源と前記ター
ビン流入口および前記バイパス流出口との間に介装さ
れ、前記タービン流入口および前記バイパス流出口を交
互に前記高圧流体源に連通するロータリ弁を具えたこと
を特徴とする脈動流発生装置。
【請求項２】脈動を伴う流体で、複数設けられた機器
の試験を行うための脈動流発生装置において、高圧流体
源からの流体を前記機器の一つに供給する第１のタービ
ン流入口と、前記第１のタービン流入口と遮断して設置
され、前記高圧流体源からの流体を前記機器の他の一つ
に供給する第２のタービン流入口と、前記高圧流体源と
前記第１のタービン流入口および第２のタービン流入口
との間に介装され、前記第１のタービン流入口および第
２のタービン流入口を交互に前記高圧流体源に連通する
ロータリ弁を具えたことを特徴とする脈動流発生装置。