JPH116572A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アキュムレータの減衰周波数を液体の脈動周
波数に合わせるため、外部から調節を簡単にできるよう
にすることにある。 【解決手段】 アキュムレータの流体ポートの給排孔の
流通断面積を弁部の開閉孔により外部から加減する構成
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管内のウォータ
ハンマ等の脈動衝撃を防止するアキュムレータに関す
る。特に、脈動衝撃音が発生するときは、外部からハン
ドルを回して脈動衝撃力を吸収できるように調整可能に
したアキュムレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する先行技術として、図８に
示すアキュムレータが存在する。

【０００３】図８は、このアキュムレータの断面図であ
る。図８に於いて、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。尚、このブ
ラダ３４の仕切部３４ａは、取付部３８を介してシェル
３０とエンドカバー３２との間に密封に取付けられてい
る。

【０００４】そして、流入ポート３１より流体室３５に
流入した流体の圧力はブラダ３４を介して気体室３６を
圧縮し、蓄圧又は脈動吸収作用が成される。このとき、
単なる蓄圧の場合は、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、脈動が変化すると効果的に吸収することが困難
になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、流入ポート３
１に接続された図示されていない配管内を流れる流体の
脈動は、配管の端部側に取付けられている機械などによ
り変化することがある。このため、脈動を効果的に吸収
するためにはその脈動に適合した仕様のアキュムレータ
と交換しなければならない。

【０００６】一般に、アキュムレータの脈動吸収能力を
向上させるためには、アキュムレータの仕様により決ま
る周波数と脈動流体の周波数を一致させることである。
ところで、アキュムレータの減衰周波数は、アキュムレ
ータのガス容積、封入ガス圧力、ポートの流体路長さ、
ポートの流通路断面積などにより決定される。

【０００７】又、アキュムレータの構造を変えずに、減
衰周波数を変化させるためには、アキュムレータの気体
室３６の封入ガス圧力を変化させることも可能である。
しかし、封入ガス圧を調整できるようにするためには、
ガス封入設備を必要とし、実際上、これを装備すること
は困難である。又、この装備のためのコストが高くなり
採算が合わなくなる。

【０００８】又、例えば、アキュムレータに作動流体の
衝撃力（水撃など）を受ける場合には、ブラダが許容限
界以上の圧力を受けることになるから、ブラダが伸張さ
れて破損することがある。

【０００９】更に、アキュムレータに於いて、流入ポー
ト３１の径が異なるエンドカバー３２を変換するとか、
流入ポート３１の径に小径のパイプを嵌合して流入ポー
ト３１の径を変えることも考えられるが、このいずれの
場合も、アキュムレータを取付配管から取り外した上
に、アキュムレータを分解しなければならない。これら
の作業は、熟練者でないと不可能であるから、例えば、
家庭用の水道用アキュムレータとして用いた場合は、一
般人には調整することが不向きである。

【００１０】本発明は、上述のような問題点に鑑み成さ
れたものであって、その課題は、アキュムレータの仕様
を変更することなく、アキュムレータの減衰周波数を作
動流体の脈動周波数に対応できるようにすることにあ
る。

【００１１】又、アキュムレータを配管から取り外すこ
となく、減衰周波数を調整したり、作動流体の衝撃力を
緩和させるようにアキュムレータの外部から調整ができ
るようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために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、内部に空
室を有するとともに、一端に空室と連通する給排孔を設
けた流体ポートを有するシェルおよびシェルの空室を給
排孔に連通する液体室とガス圧を封入する気体室とに仕
切る仕切手段を具備し、流体ポートの給排孔を横断する
弁座面に回動自在に取付けられて回動により給排孔の流
通断面積を加減する開閉孔を設けた弁部と、弁部を流体
ポートの外方より回動できる回動手段とを有するもので
ある。

【００１３】

【作用】アキュムレータの流体ポートに有する給排孔５
の流体断面積は、弁部８を回動して開閉孔１０により重
なり具合を調整することにより加減することができる。
このため、流体の脈動周波数が変更されたときには、弁
部８を回動調整して、この脈動周波数に対応した減衰周
波数に設定する。そうすると、加減された給排孔５の流
通断面積により流入した脈動流体の周波数は、アキュム
レータの減衰周波数と対応するから、流体の脈動は効果
的に吸収される。しかも、この調整は回動手段２７によ
り外部から簡単にできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るアキュムレ
ータの実施の形態を図面に基づいて詳述する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態を示すアキ
ュムレータの断面図である。又、図２は、図１の弁部８
の平面図である。更に、図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面
図である。

【００１６】図１に於いて、１はアキュムレータであ
る。アキュムレータ１には、シェル２とブラダである仕
切手段１４とが設けられている。

【００１７】シェル２は、有底円筒状の本体３と有底円
筒状の本体３の開口部３ａを閉塞した流体ポート４とか
ら構成されている。この両者は、開口部３ａを流体ポー
ト４の段部にカシメることにより結合されることにな
る。そして、この両者間の内部に空室１１が形成され
る。

【００１８】流体ポート４には、流体が流れる下部給排
孔５ｂが設けられている。この下部給排孔５ｂには、配
管が連結できるように内面に管用ねじ６が形成されてい
る。又、この下部給排孔５ｂの図示上方には上部給排孔
５ａが、軸心を左側に偏心して、形成されている。この
上部給排孔５ａと下部給排孔５ｂとの全体は給排孔５に
形成されている。

【００１９】下部給排孔５ｂと上部給排孔５ａとの間附
近には、給排孔５の軸心に直角な取付溝１８が形成され
ている。この取付溝１８は、開口奥１８ａが弁部８と接
合する半円形に形成されているとともに、図示上面が弁
座面７に形成されている。

【００２０】弁部８は、金属材又は樹脂材製で円板状に
形成されている。弁部８の外周には、等配に取付穴２５
が形成されているとともに、開閉孔１０が設けられてい
る。この開閉孔１０は、図２に示すような変則な形に形
成されて、上部給排孔５ａの開度を調整できるようにな
っている。

【００２１】この流体ポート４の上部給排孔５ａと弁部
８の開閉孔１０の開度調整は、固定ボルト１９を緩める
とともに、ハンドル２６を取付穴２５に差込んで弁部８
を回動すると、弁部８に設けられている開閉孔１０との
重なり具合により、上部給排孔５ａの流通断面積が加減
されることになる。この回動可能にされた弁部８は、取
付穴２５とハンドル２６とで回動手段２７を構成してい
る。

【００２２】図３は、この弁部８が取付けられた状態を
示す図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【００２３】図３に於いて、弁部８は、上部給排孔５ａ
に対し開閉孔１０を調整して作動流体の脈動周波数に対
応した減衰周波数に設定される。そして、２個の固定ボ
ルト１９により弁部８を流体ポート４の取付溝１８の開
口奥１８ａに圧接されるとともに、弁座面７に接合して
取付けられる。弁部８には両側面に設けられているＯリ
ング取付溝２０にゴム材製のＯリング２３が装着されて
開閉孔１０から外部へ作動流体が流出するのを密封して
いる。

【００２４】次に、シェル２の空室１１は、ブラダ１４
により給排孔５に連通する液体室１５と窒素ガスを封入
した気体室１６とに仕切られている。ブラダ１４は、樹
脂又はゴム材製で、ベローズ形に形成されている。そし
て、ブラダ１４は作動流体の圧力が小さくなると気体室
１６の窒素ガスの圧力により流体ポート４側に収縮し、
流体ポート４のストッパ４ａに当接してそれ以上の圧縮
は防止される。

【００２５】上述のように構成されたアキュムレータ１
の脈動吸収性能としての減衰周波数Ｗは、次の式で表わ
される。

【００２６】

【数１】

【００２７】上述の式から流体ポートの給排孔５の流動
断面積Ａを変化させることにより脈動減衰周波数を変更
することができる。上式のうち、Ｐａおよびｌを変化さ
せても減衰周波数Ｗを変えることもできるが、それを変
化させることは、設計変更が伴うので困難である。その
困難性として、例えば、ｌを変化させるためには、流体
ポート４を多数製作し、減衰周波数Ｗに対応した流体ポ
ート４と交換しなければならないからである。一方、流
体ポートの流通断面積Ａを変更する場合には、弁部８を
回動して開閉孔１０により給排孔５との連通する流通断
面積を加減すれば良いことになる。

【００２８】図４は、Ｘ軸が減衰周波数であり、Ｙ軸が
脈動減衰率である。尚、脈動減衰率は次の式で表わされ
る。

【００２９】

【数２】

【００３０】図４に於いての例は、流体ポート４の流
通断面積を大きくした場合である。又、の例は、流体
ポート４の流通断面積を小さくした場合である。そし
て、の例は、流通断面積が中間の流通断面積の場合で
ある。

【００３１】このようにして、脈動周波数にアキュムレ
ータの弁部８を外部から簡単に調整して減衰周波数を対
応させれば、脈動減衰率のすぐれたアキュムレータを得
ることができる。

【００３２】図５は、本発明の他の実施の形態を示すア
キュムレータ１の断面図である。

【００３３】このアキュムレータ１のシェル２は球状の
本体３の開口部３ａを流体ポート４により閉塞されて内
部に空室１１を形成している。

【００３４】そして、空室１１を半球状のゴム材又は樹
脂材性のブラダ１４（仕切手段）により液体室１５と気
体室１６とに仕切っている。又、流体ポート４は２個の
上部給排孔５ａが軸心対称に形成されている。

【００３５】一方、弁部８は、下部給排孔５ｂの上面の
弁座面７に調整ボルト９により回動自在に取付けられて
いる。

【００３６】図６は、図５のＡ−Ａ矢視断面図である
（但し、本体３の面は省略）。図６に於いて、弁部８
は、軸中心を対称に長孔の開閉孔１０、１０が２個形成
されている。又、弁部８の外周には、ウォームギヤ８ａ
の歯形が形成されている。そして、この歯形を利用して
弁部８を回動することにより上部給排孔５ａの開度を調
整するように成されている。

【００３７】この弁部８は、外周面に形成されたウォー
ムギヤ８ａに流体ポート４に設けられたウォーム２４の
ねじ２４ａがかみ合っているので、ウォーム２４の流体
ポート４より突出したハンドル２６を回すことにより回
動されて、上部給排孔５ａの開度を調整できるように成
されている。このウォームギヤ８ａとウォーム２４とハ
ンドル２６とで回動可能にされた弁部８の回動手段２７
を構成している。

【００３８】その他の構成は、図１と略同様に構成され
ている。

【００３９】図７は、本発明の更に他の実施の形態を示
すアキュムレータ１の断面図である。

【００４０】このアキュムレータ１は、ピストン型アキ
ュムレータ１である。そして、シェル２は、円筒状の本
体３の開口部３ａを流体ポート４とエンドカバー１７に
より閉塞されることにより、内部に空室１１を形成して
いる。

【００４１】又、空室１１は、２個のピストン１４ａ、
１４ｂにより２つの気体室１５ｂ、１５ｃと１つの液体
室１５ａに仕切られている。

【００４２】又、流体ポート４の下部給排孔５ｂに弁部
８が嵌合している。そして、弁部８に設けられた開閉孔
１０と流体ポート４に形成された上部給排孔５ａとの開
度は、スパナーによりナット部２２を回して緩めてから
本体３を回動することにより調整される。この両者の開
度が設定されたら、ナット部２２を締付けて弁部８を弁
座面７との間で圧接固定する。尚、開閉孔１０、１０の
形状は、図６と略同様に形成されている。

【００４３】その他の構成は、図１と類似するもので説
明は省略する。尚、この実施の形態は、ピストン１４
ａ、１４ｂを２個の場合としたが、２個に限定されるも
のではなく、１個、又は３個の場合等がある。又、この
実施の形態の回動手段２７はナット部２２と弁部８と本
体３により構成される。

【００４４】以上、図１、図５および図７の実施の形態
は、全て弁部８を外部から相対回動して、流体の脈動周
波数とアキュムレータの減衰周波数とを適合させるもの
である。この複数の実施の形態から明らかなように、他
の類似の技術も同一発明として利用できる。例えば、弁
部８の外周にピニオンを形成するとともに、ラックを直
線移動させて外部から弁部８を回動するのもその同一技
術である。

【００４５】

【発明の効果】本発明のアキュムレータは、弁部と流体
ポートとを相対回動して給排孔の流体断面積を開閉孔に
より調節し、流体の脈動周波数とアキュムレータの減衰
周波数とを対応させ、１個のアキュムレータで、多くの
脈動周波数に対応させて吸収させることができる。そし
て、これらの弁部の回動調整は、外部から弁部を回動し
て簡単にできるものであるから、例えば、水道管用のア
キュムレータであっても誰にでも熟練を必要とせずに調
整することができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態を示すアキュムレー
タの断面図である。

【図２】図１に示す弁部の平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】本発明の流体の脈動減衰率と減衰周波数との関
係図である。

【図５】本発明の他の実施の形態を示すアキュムレータ
の断面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図７】本発明の更に他の実施の形態を示すアキュムレ
ータの断面図である。

【図８】従来のアキュムレータの断面図である。

【符号の説明】

１……アキュムレータ ２、３０……シェル ３……本体 ３ａ、３７……開口部 ４……流体ポート ４ａ……ストッパ ５、５ａ、５ｂ……給排孔 ６……管用ねじ ７……弁座面 ８……弁部 ８ａ……ウォームギヤ ９……調整ボルト １０……開閉孔 １１、３３……空室 １４、３４……仕切手段（ブラダ） １４ａ、１４ｂ……ピストン １５、１５ａ、３５……液体室 １６、３６……気体室 １７、３２……エンドカバー １８……取付溝 １８ａ……開口奥 １９……固定ボルト ２０……Ｏリング取付溝 ２１……配管 ２２…ナット部 ２３……Ｏリング ２４……ウォーム ２４ａ……ねじ ２５……取付穴 ２６……ハンドル ２７……回動手段 ３１……流入ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に空室（１１）を有するとともに、
   一端に前記空室（１１）と連通する給排孔（５）を設け
   た流体ポート（４）を有するシェル（２）および前記シ
   ェル（２）の空室（１１）を前記給排孔（５）に連通す
   る液体室（１５）とガス圧を封入する気体室（１６）と
   に仕切る仕切手段（１４）を具備し、前記流体ポート
   （４）の前記給排孔（５）を横断する弁座面（７）に回
   動自在に取付けられて回動により前記給排孔（５）の流
   通断面積を加減する開閉孔（１０）を設けた弁部（８）
   と、前記弁部（８）を前記流体ポート（４）の外方より
   回動できる回動手段（２７）とを有することを特徴とす
   るアキュムレータ。