JPH04191594A - 配管振動防止装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はポンプ等の排出圧力に脈動を生ずる流体機械に
接続した配管に取付けて、排出流体の脈動を除去または
減衰させ、下流に配設した配管の振動を防止する装置に
関する。

（従来の技術） 従来、配管の振動を防止するため、ポンプ等の排出圧力
の脈動を除去または減衰させる方法としてはつぎのよう
なものが知られている。すなわち、（ａ）第１０図に示
すように、主流路１０の側方に端部が閉じた分岐管１１
を設け、分岐管１１の閉止部１２から反射してくる圧力
波が分岐部に戻ったとき主流の脈動から半波長遅れるよ
うに分岐の長さを決定する。そして閉止部１２から反射
した圧力波が主流路１０内の主流に伝達されることによ
り、合流点（分岐点）下流の流れをはソ平滑にする。こ
こで、分岐管１２の主流路の１０の中心からの長さはｆ
２　（ｎ−１）＋１１　　Ｘλ／４となる（ここにｎは
正の整数、λは脈動の波長である）。

（ｂ）第１１図および第１２図に示すように、主流路１
０から分岐し下流で再び主流路１０に合流するＵ字型バ
イパス管１３、またはらせん状バイパス管１４を設ける
。そして、それぞれバイパス管１３．１４を通った脈動
する圧力波が主流路１０との合流部で主流路１０内の脈
動する圧力波から半波長遅れるようにバイパス管１３．
１４の長さをそれぞれ決定する。これによりバイパス管
１３．１４を通った脈動圧力波が主流路１０内の主流に
伝達されることにより、合流点（分岐点）下流の流れを
はゾ平滑にすることができる。バイパス管１３．１４の
長さは（ｎ＋１／２）λとなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来のいずれの方法も管から分岐
管またはバイパス管を設けるため、かなりのスペースを
必要とし、さらに、そのためのサポートや保温を必要と
する。とくに、第１２図のものではバイパス管１４の形
成に３次元の曲げ加］−が必要であるため、その加工お
よび保守が極めて困難であった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ポン
プ等流体機械に接続する配管において、脈動による配管
振動の防止を、余分なスペースを要することなく、特別
な流路の設計方法および制振材料を利用して一層効果あ
るものとし、しかも流体機械に近い所でその下流の配管
内の脈動を防止または減少することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、流体機械から吐出された流体を二つの流路に
分岐し、これらの流路を通過した後合流させて脈動を減
衰する配管振動防止装置において、周囲にらせん板を固
定した内筒を外筒内に同心に配置し、内筒内に内側流路
を、また、内筒と外筒との間にらせん状流路を形成し、
さらにらせん板を制振鋼板により構成したことを特徴と
する配管振動防止装置に関する。

また内側通路の断面積Ａｉと外側通路の断面積Ａｏとの
総和がこれら通路に接続される配管の断面積Ａｐにほぼ
等しく、かつ、断面積Ａｔと断面積Ａｏがほぼ等しく、
また、内側通路と外側通路の入口部における分岐点から
合流点に至るそれぞれの流体通路の長さの管が圧力脈動
波の波長の１／２にほぼ等しく、さらに、外側通路のら
せん部の１ピッチの長さをＰとすると、らせん部１ピッ
チ分での内側通路と外側通路の距離の差が（ここで、ｄ
ｏ・・・外側通路の内径 ｄｉ・・・内側通路の内径） であることを特徴とする配管振動防止装置に関する。

（作　用） つぎに第５図と第６図に基づいて本発明の配管振動防止
装置の流路の設計方法に基づく作用を説明する。

（ａ）内側通路４の断面積Ａｉと外側通路３の断面積Ａ
。との総和は、圧力損失等の関係より、これらに接続さ
れる接続配管６ａの断面積Ａ　にできるだけ近づけるよ
うにする。

（ｂ）また、出口部１ｂの合流点で、位相の異なる圧力
脈動液がバランスよく打ち消し合うためには、内側通路
４を通過してきた圧力脈動液と外側通路３を通過してき
た圧力脈動波がほぼ等しい圧−６＝ 力波としての力（圧力×断面積）をもつことが望ましい
。したがって内側通路４の断面積Ａｉと外側通路３の断
面積Ａ。とをほぼ等しくする。

（ｃ）内側通路４と外側通路３の入口部１ａにおける分
岐点から合流点に至るそれぞれの流体通路の長さの差は
、圧力脈動の位相が１８０°ずれる距離、すなわち圧力
脈動の波長の１／２とする。

例えば、３０００ｒｐｍの羽根枚数５枚のポンプであれ
ば、水中の音速を１４００ｍ／ｓとしたとき、１波長は
１４００／　（３０００／６０）Ｘ５＝５．６ｍとなり
半波長は２．８ｍとなる。

（ｄ）いま、外側通路３のらせん部の１ピッチの長さを
Ｐとすると、第５図と第６図に示すとおり、らせん部１
ピッチ分で内側通路４と外側通路３の距離の差は、 となる。ここで、ｄｏは、外側通路の内径、ｄｉは内側
通路の内径である。

（実施例） 以下、本発明の配管振動防止装置の実施例を第１図およ
び第２図を参照して説明する。

本発明の配管振動防止装置は、図示しない流体機械の吐
出口に接し、あるいは近接して設置される。

本発明の配管振動防止装置は二重の同心円筒形すなわち
外筒１および内筒２を同心に設け、これら内外筒内に二
つの流路を形成したものである。

外筒１内にこれと同心に設けられた内筒２は外筒１より
もいくぶんその長さが短く、かつ内筒２の上流および下
流の入口部１ａと出口部１ｂには流体が分岐および合流
するための空間が設けられている。外筒１と内筒２との
間に一定の流路断面を保持するため、内筒２はその上流
端および下流端において鋼片すなわち複数の固定用駒７
．８によって外筒１の内壁に同心に支持されている。な
お、外筒１は内部を流れる流体の圧力を受けるため耐圧
性が必要であるが、内筒２はその両側からはゾ同じ圧力
を受けるためそれ程の耐圧性は必要ない。

図示しない流体機械から吐出された流体は、接続配管６
ａから本発明の装置内に流入し、装置の入口部１ａにお
いて外筒１と内筒２の間の環状の外側通路３と内筒２内
部の内側通路４とに分岐して流入する。それぞれ外側通
路３および内側通路４を通った流体は出口部１ｂにおい
て合流し、さらに下流に接続配管６ｂを介して流れる。

外側通路３と内側通路４との間には、入口部１ａから出
口部１ｂまでの間に所定の通過距離の差を生じさせるた
め内筒２の周りにほぼその全長にわたってらせん状に流
体を導くリボン状板５が設けられている。リボン状板５
は内筒２の外周面に溶接により固定され、らせん板が形
成される。

リボン状板５は、例えば、第３図（ａ）のような内環の
一部Ｃを切断してこれを第３図（ｂ）。

（ｃ）のように円環の切断部Ｃを互い違いに引張って変
形させ内筒２に巻きつける。このリボン状板５を何枚も
連結して円筒２に巻きつけ、継目Ｓで接合すれば第４図
に示すような所望の長さのらせん状流路を内筒２の外周
に沿って形成することまた、本発明装置の使用利料とし
ては炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼等がある。しかし
、耐圧部材でない内筒２とリボン状板５とを最近家庭用
電器にも広く使用されるようになって制振鋼板（鋼板と
樹脂を組み合わせた複合材料で振動エネルギを樹脂のず
れ、伸び、あるいは圧縮に要する熱エネルギとして吸収
させ、共振、共鳴によって発生する振動、騒音が低減さ
れる。）によって製作すれば、本装置内においても振動
を一層抑制することが期待できる。

つぎに、本発明の装置の組立方法を説明する。

第７図から第９図に示すように、ます内筒２にリボン状
板５を溶接等の方法によって継目Ｓで接合してらせん状
に固定する。そして、これを外筒１内に挿入し、外筒１
の内壁の両端部付近に、固定用駒７．８によって外筒１
に同心に固定する。このようにして二重同心管が得られ
る。

図示しない流体機械から接続用配管６ａを通して供給さ
れた流体は入口部１ａにおいて内側通路４および外側通
路３とに分岐して分流し、制振鋼製のリボン状板５によ
って脈動がいくぶん緩和されるとともに、両道路３，４
の長さに差があるため、それぞれの脈動に位相差が生じ
、出口部１ｂにおいて合流した後は、脈動はほとんど緩
和され、はゾ静的な流れとしてその下流に接続配管６ｂ
を介して供給される。このため接続配管５　ａ　％　６
　ｂに騒音を発生したり損傷を生じたりすることが避け
られる。

また、内筒２およびらせん部を鋳鉄または鋳鋼により一
体に製作することもできる。

〔発明の効果〕

本発明はポンプ等の流体機械において発生し、接続され
た各部分に振動を惹起し、ひいては計器、サポート等を
損傷する可能性のもある圧力脈動をコンパクトな装置内
で特別な流路設計および制振鋼板の助けを借りて、長さ
に差がある二つの流路に分岐し、二つの流れの圧力脈動
に位相を生じさせることにより、防止あるいは低減させ
る。本発明の装置は、コンパクトであるため脈動発生源
の直近に使用でき、その結果、配管装置の信頼性を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の配管振動防止装置の縦断面図、第２図
は第１図の■−■矢視線に沿った横断面図、第３図はリ
ボン状板の製作方法を示す説明図、第４図はらせん状通
路の概念図、第５図と第６図はリボン状板のピッチの決
め方を示す説明図、第７図は本発明の配管振動防止装置
の組立方法を示す・説明図であり、第８図は第７図のＡ
部の拡大図、第９図は同じくＢ部の拡大図、第１０図か
ら第１２図は従来の配管振動防止装置の説明図である。 １・・・外筒、２・・・内筒、３・・・外側通路、４・
・・内側通路、５・・・リボン状板、６ａ、６ｂ・・・
接続配管、出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体機械から吐出された流体を二つの流路に分岐し
   、これらの流路を通過した後合流させて脈動を減衰する
   配管振動防止装置において、周囲にらせん板を固定した
   内筒を外筒内に同心に配置し、前記内筒内に内側流路を
   、また、前記内筒と前記外筒との間にらせん状流路を形
   成したことを特徴とする配管振動防止装置。 ２、前記らせん板を制振鋼板により構成したことを特徴
   とする請求項１記載の配管振動防止装置。 ３、前記内側通路の断面積Ａｉと前記外側通路の断面積
   Ａｏとの総和がこれら通路に接続される配管の断面積Ａ
   ｐにほぼ等しく、かつ、前記断面積Ａｉと前記断面積Ａ
   ｏがほぼ等しく、また、前記内側通路と前記外側通路の
   入口部における分岐点から合流点に至るそれぞれの流体
   通路の長さの差が圧力脈動波の波長の１／２にほぼ等し
   く、さらに、前記外側通路のらせん部の１ピッチの長さ
   をＰとすると、前記らせん部１ピッチ分での前記内側通
   路と前記外側通路の距離の差が、 √［Ｐ＾２＋｛π／２（ｄｏ＋ｄｉ｝＾２−Ｐ］（ここ
   で、ｄｏ・・・外側通路の内径 ｄｉ・・・内側通路の内径） であることを特徴とする請求項１記載の配管振動防止装
   置。