JPH08166001A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキュムレータを取付けた配管内の衝撃力を
小さくして、騒音の発生を防止する。 【解決手段】 アキュムレータの液体室の流入孔に弁体
と弁座体とを開閉弁可能に構成すると共に弁体を流入孔
の開口側に対向するようにばね手段で押圧し、且つ弁座
体又は弁体に両側の流入孔に連通する通路を設け、この
通路が流入孔の流通断面積より小さく構成されているも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アキュムレータに
関するものである。特に、配管中の流体の脈動を吸収す
ると共に、衝撃音の発生を防止するアキュムレータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の先行技術として、例えば、実開
平１−８３４０２号公報に示すアキュムレータが存在す
る。この従来のアキュムレータは、図１０に示す通りで
ある。図１０において、シェル３０は、有底円筒状に形
成されて、開口部３７が流入ポート３１を有するエンド
カバー３２により閉塞されている。そして、シェル３０
の内部は空室３３に形成されている。この空室３３はブ
ラダ３４により、流入ポート３１に連通する液体室３５
とガスを封入した気体室３６に仕切られている。そし
て、流入ポート３１は、径の異なる二段の通路に形成さ
れている。これらの通路はある程度の流量が流れるよう
に形成されていなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流入ポート
３１より流入した流体圧力はブラダ３４を介して気体室
３６を圧縮し、蓄圧を成す。単なる蓄圧の場合には、脈
動の発生が大きな問題とならないので、このアキュムレ
ータに問題はないが、流体に脈動が発生する場合には、
このアキュムレータでは、騒音発生を防止することが困
難になる。

【０００４】すなわち、このアキュムレータを水道管に
接続した場合、最近は、バルブを急停止できるため、水
道管内に脈動圧が発生する。この脈動圧は、アキュムレ
ータにより一旦吸収されるが、アキュムレータの蓄圧が
反対に水道水圧に作用し、新たな圧力波動が惹起する。
図５は、従来のアキュムレータを取付けた状態の配管内
の波動圧力状態である。元圧を基準にして負圧側に波動
圧力が発生すると衝撃力が大きくなり、騒音発生の原因
となる。

【０００５】特に、高層住宅などでは、保守管理上か
ら、配管を固定せず、ダクト内に複数の配管を配列する
ため、流体圧力の衝撃力により、配管同士が衝突し、こ
の点からも騒音の原因となっている。特に、コンクリー
ト住宅では、この騒音が響くため、夜間などには大きな
公害問題となる。

【０００６】本発明は、上述のような問題を解決するた
めに成されたものであって、その目的は、流体中の脈動
を吸収すると共に、脈動によって発生する衝撃力および
騒音を防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
課題に鑑み成されたものであって、その技術的手段は以
下のように構成されている。すなわち、

【０００８】請求項１は、配管と連通可能な流入孔を有
すると共に流入孔と連通する空室を内部に有するシェル
と、シェルの空室内を流入孔に連通する液体室とガスを
内在した気体室とに仕切るブラダとを有するアキュムレ
ータであって、流入孔を横断する弁体を有すると共に、
弁体が閉弁したとき流入孔と連通する通路を有し、且つ
圧力流体が流入して開弁したとき通路が流通量を拡大す
る構成に成されているバルブを具備したことを特徴とす
るものである。

【０００９】請求項２は、バルブは流入孔のブラダ向き
に弁座を有する弁座体と、弁座に対しブラダ側へ開閉弁
する弁体と、弁体を弁座に押圧すると共に流入する流体
圧力により開弁される押圧手段とを具備し、弁座体と弁
体との接合面に両側の流入孔と連通すると共に流入孔よ
り流通断面積が小さく形成され通路を有することを特徴
とする請求項１に記載のものである。

【００１０】請求項３は、流入孔には流入孔を横断する
と共に複数の貫通孔を有する絞り板と、絞り板の貫通孔
の一部を開閉する弁とを有し、弁が弁体に連動して作動
し貫通孔を閉弁したとき閉弁されない貫通孔の流通断面
積が通路の流通断面積より小さく形成されていることを
特徴とする請求項２に記載のものである。

【００１１】請求項４は、バルブはゴム状弾性材製で流
入孔を横断すると共に流入孔と連通する通路を有し、か
つ通路が流入孔から液体室に流入する圧力流体により流
通断面積を拡大し、反対に液体室から流入孔へ流出する
圧力流体により復元する構成に成されていることを特徴
とする請求項１に記載のものである。

【００１２】請求項５は、シェルは流入孔を有してブラ
ダの収縮の下限を支持するストッパーを有し、バルブが
ストッパーをブラダ側から覆うと共に通路の放射方向に
分割部が形成されていることを特徴とする請求項４に記
載のものである。

【００１３】

【作用】上述の構成により、流体に脈動圧が発生する
と、作動圧力流体が流入孔より流入して弁体に作用し、
流体圧力に応じ弁体の通路を拡大して流入し液体室に作
用する。その結果、脈動はブラダを介して気体室に作用
するから、流体中の脈動は吸収される。特に、脈動が配
管へ逆流伝播しようとすると、弁体の通路を縮小しよう
とするから、逆流脈動は、ブラダと弁体との間で伝播し
ながら更にブラダに作用する結果となって吸収される。
反対に、配管内の圧力が液体室の圧力より低下すると、
気体室を圧縮した流体圧力は、流入孔より配管内に作用
しようとするが、弁体の通路は縮小するから、更に液体
室に逆流する形になるので、気体室によって脈動が効率
良く吸収されて脈動を発生させるのが防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
アキュムレータの断面図である。１はシェルであって、
シェル１の開口端部１ａはエンドカバー２により閉塞さ
れている。その結果、シェル１の内部は空室６に形成さ
れている。

【００１６】空室６はガス不透過性の材料より成るブラ
ダ３により液体室４と気体室５に密封的に区画されてい
る。このブラダ３は樹脂材製によってガス不透過性に構
成されている。このため、可撓性を有するようにベロー
ズ状に形成されている。更に、ガス不透過性を発揮する
ため、ブラダ３の拡大図に示すように、ガス遮断層７の
表裏に弾性柔軟層８が接着剤９を介して一体に形成され
ている。ガス遮断層７は、例えば、ポリ塩化ビニリデン
系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、セルロース樹脂
などであり、弾性柔軟層８は熱可塑性エラストマー、軟
質樹脂あるいはゴムなどである。好ましくは、加工性の
点から熱可塑性の樹脂を用いられる。

【００１７】尚、ブラダ３をゴム又は樹脂材のみで構成
しても問題はない。又、ベローズタイプでなくても良
い。

【００１８】次に、ブラダ３の開口部３ａをシェル１の
開口端部１ａに圧着しているエンドカバー２には、流入
孔１０が形成されている。又、流入孔１０にはねじ係合
した弁座体１１が形成されている。弁座体１１にも流体
が通る流入孔１０を有し、流入孔１０のまわりには弁座
１２が形成されている。この弁座１２には、全体が放射
状を成す溝が形成されて通路１３を成している。この通
路１３は弁座１２面にねじ状溝を形成しても良く、又、
弁座体１１に貫通孔を設けて流入孔１０と連通させても
良く、更に、弁体１４に上述と同様なものを設けても良
い。弁座体１１は大径の流入孔１０にねじ係合されてお
り、脈動圧力に対応して調整できるように構成されてい
るが水道配管などに用いるときは、脈動圧に大きな変化
がない場合には、弁座体１１をエンドカバー２と一体に
形成しても十分に機能を発揮する。

【００１９】弁座１２と開閉弁する弁体１４は、弁座１
２に対しブラダ３側に配置されてばね手段１５により弁
座１２に常に押圧されている。弁体１４は金属製でも良
いが、樹脂材製にすると騒音発生を防止する点から好ま
しい。金属の場合は鉄の他に、アルミ材、ステンレス材
が好ましい。更に、弁体１４は弁座１２と接合する面に
樹脂材をコーティングしても良い。尚、弁体１４は、図
示の他に、ばね受座部１６に固着されたばね手段１５の
他端に固着して、ロッド２０のない構成でも良い。又、
ばね手段１５とばね受座部１６により押圧手段１５、１
６を構成する。

【００２０】ばね受座部１６は、流入孔１０にねじ係合
されている。このばね受座部１６には、弁体１４のロッ
ド２０と摺動自在に嵌合するロッド案内孔２２と両側の
流入孔１０に連通する複数の貫通孔１７が形成されてい
る。尚、ばね受座部１６はエンドカバー２に段部状に形
成しても良い。

【００２１】流入孔１０の流入側は管用ねじが形成され
ており、配管にＴ形状に取付けられるように構成されて
いる。尚、シェル１の気体室５側には気体を封入するた
めのガス栓２４がねじ２３により係合されて、その間は
Ｏリング２５によりシールされている。

【００２２】図２は他の実施の形態のアキュムレータの
断面図である。弁体１４のロッド２０の端部には傘形の
弁２１が形成されており、この傘形の弁２１は流入孔１
０を仕切るように形成されたばね受座部１６に有する複
数の貫通孔１７のうちの一部の貫通孔１７を閉弁できる
ように形成されている。尚、傘形の弁２１はロッド２０
に一体に形成しても良く、又は、連結にゴム材製で形成
しても良い。傘形の弁２１は傘形ではなく、板形状の弁
２１でも良い。これを単に弁２１と言う。その他の構成
は図１と同一符号で示すごとくほぼ同一である。

【００２３】図３は、流体圧力の脈動圧がアキュムレー
タに作用した後に、配管内に生じる圧力変動状態図であ
る。この図３から明らかなように、圧力変動圧力は元圧
よりも低圧に変動しないことが認められる。

【００２４】次に、上述の実施の形態の作用効果につい
て説明する。このアキュムレータは、流入孔１０に有す
るねじ１８が水道用の配管のねじに取付けられている。
そして、蛇口を急停止すると、配管内に脈動圧力が発生
する。この脈動圧力は、アキュムレータの流入孔１０よ
り流入し、弁体１４に作用する。この圧力により弁体１
４は、ばね手段１５を圧縮する形で開弁させられるか
ら、流体圧力はこの開弁した流入孔１０より、ばね受座
部１６に有する貫通孔１７を通過し、ブラダ３を介して
気体室５に作用し、脈動等が吸収される。

【００２５】このとき、配管内の圧力が高圧でないと、
アキュムレータ内の脈動圧力は配管内に伝播しようとす
るが、弁体１４はばね手段１５の付勢により急速に閉弁
するから、アキュムレータ内の脈動圧力は、配管内に伝
播するのが防止される。そして、アキュムレータ内の圧
力は、流入孔１０が閉じられた通路１３より配管内に流
出するが、通路１３は流通断面積が小さいから、徐々に
流出し、小さな脈動になって配管内に流れるので、衝撃
力を減少していく。

【００２６】その圧力の波動状態は、図３に示すような
形になるので、配管内で大きな衝撃力を発生することが
なく、騒音の原因となるのを効果的に防止できる。

【００２７】その結果、ビル等の水道管より騒音が発生
し、夜間に騒音公害となるのも防止される。又、ビル等
では、配管を固定せず、ダクト内に多数配列する形にし
ているが、このとき、水圧による衝撃により配管同士が
当接して騒音を発生することや、配管が破損するのを効
果的に防止できる。

【００２８】次に、本発明の第３の実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００２９】図４は、本発明のアキュムレータの断面図
である。図４において、１はシェルである。シェル１
は、有底円筒状に形成されて開口端部１ａ側の嵌合部１
ｂがエンドカバー２の嵌着部２ｃと嵌合し、開口端部１
ａをカシメることにより嵌着している。そして、内部に
空室６を形成している。

【００３０】エンドカバー２は、流体が流入できる流入
孔１０を有すると共に、空室６に連通する貫通孔１７を
有する。又、貫通孔１７は流入孔１０より小径に形成さ
れている。エンドカバー２には、空室６側に突出してブ
ラダ３が収縮したとき、下限でストップさせるストッパ
ー２ａを有する。そして、前述の貫通孔１７は、ストッ
パー２ａを貫通している。

【００３１】ストッパー２ａには、係合凹部２ｂが、シ
ェル１と嵌合する側に形成されている。

【００３２】エンドカバー２の空室６側は、バルブ２６
が嵌着している。図５は、このバルブ２６の断面図であ
る。図６は、図５の平面図である。

【００３３】図５および図６において、バルブ２６は、
エンドカバー２のストッパー２ａに嵌合する円筒部２６
ａを有すると共に、開口端にエンドカバー２の係合凹部
２ｂに嵌着する係止部２６ｂを有する。そして、バルブ
２６は、エンドカバー２の空室６側に嵌合する内面２６
ｃに形成されている。

【００３４】バルブ２６は、ゴム又は樹脂材製である。
そして、ストッパー２ａの貫通孔１７を覆っている弁体
２７は、中央に貫通孔１７と連通する通路１３を有す
る。又、弁体２７には、通路１３から放射状に４か所の
分割部２８が形成されていると共に、分割部２８の外方
端は孔２８ａに形成されて弁体２７が開弁しやすく形成
されている。

【００３５】バルブ２６の係止部２６ｂの外周面には、
シールリップ２６ｄが形成されている。このシールリッ
プ２６ｄは、シェル１のエンドカバー２との嵌合部１ｂ
側に突出している。

【００３６】シェル１の空室６は、ブラダ３によりエン
ドカバー２側が液体室４に区画すると共に、シェル１の
有底側が気体室５に区画している。

【００３７】そして、ブラダ３の開口部３ａは、シェル
１の嵌合部１ｂとエンドカバー２の嵌着部２ｃとの間に
密封に挟持されている。又、バルブ２６のシールリップ
２６ｄとも密接し、液体室４の流体の漏洩を防止してい
る。

【００３８】ブラダ３は、ゴム又は樹脂材製である。特
に、ゴム材製の場合は、気体室５のガスが透過しないよ
うに、図１に示すブラダ３と同様にガス遮断層７が埋設
されている。そして、ベローズ形に形成されている。こ
の形状は収縮しやすくするためであるので、必ずベロー
ズ形にしなければならないとは限らず、円筒状でも良
い。

【００３９】シェル１内の気体室５には、Ｎ₂ ガスが封
入されていると共に、液体室４には、流入孔１０より流
入する液体、この場合は水道水が流入するように成され
ている。

【００４０】次に、上述の第２の実施の形態の作用とそ
の効果について説明する。

【００４１】図７は、アキュムレータの流入孔１０より
液体が流入して弁体２７が開弁した断面図である。図７
において、流入孔１０より流入した流体は、貫通孔１７
により絞られると共に、弾性弁体２７を押圧して開弁
し、通路１３を拡径する。

【００４２】その結果、配管中の圧力流体は、拡径した
通路１３を通過してブラダ３に作用するので、脈動を吸
収すると共に、衝撃音の発生を効果的に防止することが
できる。特に、弁体２７は弾性体であるので、開弁時騒
音を発生することなく、流体圧力に応じ通路１３を拡径
して、脈動圧力をブラダ３によって吸収させることがで
きる。

【００４３】次に、流入孔１０側の流体圧力が低下する
と、液体室４内の流体圧力は、相対的に高圧になるか
ら、流入孔１０側へ逆流する。しかし、このとき弁体２
７は、原形状態に戻るから通路１３の原径状態になり、
流体が衝撃力をもって逆流するのを防止し、この逆流に
よって生じる衝撃音の発生を防止する。図８は、その液
体室４内の流体圧力が流入孔１０側の圧力より大きく
て、逆流する場合のアキュムレータの断面図である。こ
の図８から明らかなように、通路１３により液体室４内
の流量は絞られるから、ブラダ３と弁体２７との弾性力
によって、流体中の脈動や衝撃音を発生させることがな
い。

【００４４】図９は、液体室４の流体圧力が流入孔１０
側へ逆流した状態の断面図である。このとき、ブラダ３
は、図９に示すようにバルブ２６により支持されるか
ら、バルブ２６がストッパー２ａに当接するときの騒音
を発生させることもないし、又、ストッパー２ａにブラ
ダ３が当接して損傷するのも、ゴム状弾性材のバルブ２
６によって防止される。

【００４５】尚、バルブ２６は、第３の実施の形態の変
形として、弾力性を有するゴム材製で成形し、中央に通
路１３を形成すると共に、外周を流入孔１０を横断する
ようにして固定することもできる。

【００４６】そして、通路１３を通過する流体圧力に応
じて、ゴム材製の弾力性により形成された通路１３を拡
大するものである。この場合は、流体圧力と通路１３を
流れる流量を比例させることも可能になる。

【００４７】

【発明の効果】本発明のアキュムレータは、バルブに流
入孔から液体室に連通する流入孔より流通断面積の小さ
い通路が設けられており、しかも、流入孔に流入する圧
力流体により通路を拡大して大流量を流入できると共
に、液体室から圧力流体が流出しようとするときには原
形の通路に縮小して流量を絞るように成されている。そ
の結果、

【００４８】イ）請求項１は、アキュムレータに接続さ
れた配管内に脈動圧力が生じても、弾力性を有して閉じ
ることのできる弁体と、ブラダを介した気体室との二重
の弾発手段により、脈動圧力の高い波動と低い波動に対
応して、作用圧力を効果的に吸収することができる。そ
して、配管内の圧力が、アキュムレータ内の圧力よりも
低圧になると、アキュムレータ内の脈動圧力が配管内に
作用しようとするが、弾発力を有する弁体が、すばやく
閉弁するので、配管内に脈動圧力が伝播するのを効果的
に防止することができる。特に、図３に示す圧力変動状
態から明らかなように、元圧力に対して高圧の波動圧力
が小さい上に、元圧よりも低圧に形成される波動圧力が
ほとんど生じることがなく、更に、大きな波動が連続し
ないから（大きな波動の間に小さな波動が介在するの
で）、配管内に衝撃力が発生しない。その結果、配管か
ら衝撃力による騒音が発生することもなく、更に、配管
の保守のため、ダクト内に多数の配管を固定することな
く配列しても、互いの配管の当接による騒音の発生も惹
起しない。 ロ）請求項２のアキュムレータは、特に、押圧手段によ
り弁体を作動するように構成されているので、使用する
圧力流体の圧力範囲に応じて調整でき、機能を対応させ
ることができる。又、圧力流体の脈動の変化の激しいも
のに対応して耐久性にすぐれる。 ハ）請求項３のアキュムレータは、特に、弁体に連動し
て貫通孔の流量を絞ることのできる弁を具えているか
ら、液体室に流入した脈動を流入孔から配管側へ伝播さ
せることなく、気体室によって吸収することが期待でき
る。 ニ）請求項４のアキュムレータは、特に、小さい脈動圧
に対して対応し、効果的に脈動圧等を吸収する効果が期
待できる。又、バルブがゴム状弾性製であるから、衝撃
音等を効果的に吸収し、アキュムレータから騒音を発生
するのを防止できる。 ホ）請求項５は、ストッパーを弁体が覆っているから、
液体室でブラダと共に衝撃音を吸収する効果が期待でき
る。又、ブラダがストッパーにより摩耗又は変形して損
傷するのも効果的に防止し、耐久性を発揮させることが
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアキュムレー
タの断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係るアキュムレー
タの断面図である。

【図３】本発明のアキュムレータの作動後の配管内の圧
力波動状態図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係るアキュムレー
タの断面図である。

【図５】図４に示すバルブの断面図である。

【図６】図４に示すバルブの平面図である。

【図７】図４の開弁状態のアキュムレータの断面図であ
る。

【図８】図４の閉弁しようとするアキュムレータの断面
図である。

【図９】図４の閉弁したアキュムレータの断面図であ
る。

【図１０】従来例のアキュムレータの断面図である。

【図１１】従来例のアキュムレータの作動後の配管内の
圧力波動状態図である。

【符号の説明】

１、３０……シェル １ａ……開口端部 １ｂ……嵌合部 ２、３２……エンドカバー ２ａ……ストッパー ２ｂ……係合凹部 ２ｃ……嵌着部 ３、３４……ブラダ ３ａ、３７……開口部 ４、３５……液体室 ５、３６……気体室 ６、３３……空室 ７……ガス遮断層 ８……弾性柔軟層 ９……接着剤 １０……流入孔 １１……弁座体 １２……弁座 １３……通路 １４、２７……弁体 １５……ばね手段 １６……ばね受座部 １７……貫通孔 １８、２３……ねじ １９……絞り板 ２０……ロッド ２１……弁 ２２……ロッド案内孔 ２４……栓 ２５……Ｏリング ２６……バルブ ２６ａ……円筒部 ２６ｂ……係止部 ２６ｃ……内面 ２６ｄ……シールリップ ２８……分割部 ２８ａ……孔 ３１……流入ポート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管と連通可能な流入孔（１０）を有す
   ると共に前記流入孔（１０）と連通する空室（６）を内
   部に有するシェル（１）と、前記シェル（１）の空室
   （６）内を前記流入孔（１０）に連通する液体室（４）
   とガスを内在した気体室（５）とに仕切るブラダ（３）
   とを有するアキュムレータであって、前記流入孔（１
   ０）を横断する弁体（１４）を有すると共に、前記弁体
   （１４）が閉弁したとき前記流入孔（１０）と連通する
   通路（１３）を有し、且つ圧力流体が流入して開弁した
   とき前記通路（１３）が流通量を拡大する構成に成され
   ているバルブ（２６）を具備したことを特徴とするアキ
   ュムレータ。
2. 【請求項２】 前記バルブ（２６）は前記流入孔（１
   ０）の前記ブラダ（３）向きに弁座（１２）を有する弁
   座体（１１）と、前記弁座（１２）に対し前記ブラダ
   （３）側へ開閉弁する弁体（１４）と、前記弁体（１
   ４）を前記弁座（１２）に押圧すると共に流入する流体
   圧力により開弁される押圧手段（１５、１６）とを具備
   し、前記弁座体（１１）と前記弁体（１４）との接合面
   に両側の前記流入孔（１０）と連通すると共に前記流入
   孔（１０）より流通断面積が小さく形成され通路（１
   ３）を有することを特徴とする請求項１に記載のアキュ
   ムレータ。
3. 【請求項３】 前記流入孔（１０）には前記流入孔（１
   ０）を横断すると共に複数の貫通孔（１７）を有する絞
   り板（１９）と、前記絞り板（１９）の貫通孔（１７）
   の一部を開閉する弁（２１）とを有し、前記弁（２１）
   が前記弁体（１４）に連動して作動し前記貫通孔（１
   ７）を閉弁したとき閉弁されない前記貫通孔（１７）の
   流通断面積が前記通路（１３）の流通断面積より小さく
   形成されていることを特徴とする請求項２に記載のアキ
   ュムレータ。
4. 【請求項４】 前記バルブ（２６）はゴム状弾性材製で
   前記流入孔（１０）を横断すると共に前記流入孔（１
   ０）と連通する通路（１３）を有し、かつ前記通路（１
   ３）が前記流入孔（１０）から前記液体室（４）に流入
   する圧力流体により流通断面積を拡大し、反対に前記液
   体室（４）から前記流入孔（１０）へ流出する圧力流体
   により復元する構成に成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のアキュムレータ。
5. 【請求項５】 前記シェル（１）は流入孔（１０）を有
   して前記ブラダ（３）の収縮の下限を支持するストッパ
   ー（２ａ）を有し、前記バルブ（２６）が前記ストッパ
   ー（２ａ）を前記ブラダ（３）側から覆うと共に前記通
   路（１３）の放射方向に分割部（２８）が形成されてい
   ることを特徴とする請求項４に記載のアキュムレータ。