脈動ダンパーとは

脈動ダンパーは、圧力変動を最小限に抑え、最適なパフォーマンスを確保するように設計された流体処理システムの重要なコンポーネントです。この包括的な記事では、流体の脈動の原因とリスク、脈動ダンパーの動作原理、およびさまざまなタイプと用途について説明します。

ポンプシステムで脈動が発生する仕組み

ポンプ システムの脈動は、ダイヤフラム ポンプ、ピストン ポンプ、蠕動ポンプなどの容積式ポンプの往復運動の性質により発生します。吐出ストローク中に、ポンプは流体の脈動を発生させ、システム内の圧力変動を引き起こします。

流体の脈動から生じるリスク

流体の脈動はポンプ システムにいくつかのリスクをもたらします。

1. 過度の振動: 圧力変動によりパイプのガタガタ音や振動が発生し、パイプの溶接部や配管が損傷する可能性があります。
2. ウォーターハンマーウォーターハンマーと呼ばれる突然の圧力上昇により、パイプ、バルブ、計器類に重大な損傷が発生する可能性があります。
3. 機器の寿命が短くなる: 圧力脈動によって生じる一定のストレスにより、ポンプ、バルブ、その他のコンポーネントの寿命が短くなる可能性があります。
4. 非効率的な運用脈動流はポンプの効率を低下させ、流量計測装置の精度に影響を与える可能性があります。

脈動ダンパーとは

脈動ダンパーは、流体処理システムの圧力変動を最小限に抑えるために設計されたデバイスです。ショックアブソーバーとして機能し、圧力スパイク時に余分なエネルギーを吸収し、圧力トラフ時にそれを放出します。このプロセスにより、安定した流量が維持され、流体脈動がシステムに及ぼす悪影響が軽減されます。

脈動ダンパーはどのように機能するのか

脈動ダンパーは、流体圧力の変動に応じてエネルギーを吸収および放出する圧縮性ガスのクッションまたは柔軟なブラダーを提供することで機能します。ダンパーは通常、ポンプの排出口の近くに設置され、圧力脈動がシステム全体に伝わる前に効果的に減衰させることができます。

ポンプが圧力スパイクを生成すると、ダンパーの圧縮ガスまたはフレキシブルブラダーが膨張し、過剰な圧力を吸収します。圧力の谷間では、圧縮ガスまたはブラダーが蓄積されたエネルギーを放出し、システム内の圧力をより一定に保ちます。

脈動ダンパーの種類

アクティブ脈動ダンパー

アクティブ パルセーション ダンパーは、圧縮空気などの外部エネルギー源を使用して、圧力変動をアクティブに抑制します。システム圧力を継続的に監視し、それに応じてダンピング効果を調整します。アクティブ ダンパーはパッシブ ダンパーよりも複雑で高価ですが、要求の厳しい用途で優れたパフォーマンスを発揮します。

パッシブ脈動ダンパー

パッシブ脈動ダンパーは、外部からの介入なしにエネルギーを吸収および放出するダンパー装置の固有の特性に依存します。

ガス充填ダンパー

ガス充填式ダンパーはブラダーダンパーとも呼ばれ、柔軟なブラダーによって 2 つのチャンバーに分割された圧力容器で構成されています。 1 つのチャンバーには圧縮ガスが含まれ、もう 1 つのチャンバーは流体システムに接続されています。 流体圧力が上昇すると、ブラダーがガスを圧縮し、余分なエネルギーを吸収します。 圧力が低下すると、圧縮ガスが膨張し、蓄積されたエネルギーがシステムに戻されます。

インラインパッシブ脈動ダンパー

インライン パッシブ脈動ダンパーは、インレット スタビライザーとも呼ばれ、流体ラインに直接取り付けられます。通常、スプリング式ピストンやゴム製ブラダーなどの圧縮性材料が入った小さなチャンバーで構成されています。流体圧力が変動すると、圧縮性材料がエネルギーを吸収して放出し、脈動を減衰します。

脈動ダンパーの利点

• ポンプの寿命を延ばす: 脈動ダンパーは、圧力変動によってポンプにかかる機械的ストレスを軽減することで、ポンプ装置の寿命を延ばすのに役立ちます。
• ウォーターハンマーの影響と振動を最小限に抑える: 脈動ダンパーはウォーターハンマーと振動を効果的に低減し、パイプ、バルブ、計器を損傷から保護します。
• ポンプのメンテナンスコストを削減: 機械的ストレスと振動が軽減されるため、ポンプのメンテナンス頻度が減り、全体的なメンテナンスコストが削減されます。
• システムへのノイズと機械的ストレスの低減: 圧力脈動を減衰させることで、動作音が静かになり、流体処理システム全体にかかる機械的ストレスが軽減されます。
• 振動や損傷からのパイプ、バルブ、計装機器の保護: 脈動ダンパーは振動と圧力スパイクを最小限に抑えることで重要なコンポーネントを損傷から保護し、その寿命を延ばします。
• よりスムーズな流量と圧力変動の低減: 脈動ダンパーは、より一貫した流量と圧力を維持し、流体処理システムの全体的なパフォーマンスを向上させます。
• 計量精度とポンプ効率の向上脈動が減少すると、流量計測装置はより正確な測定値を提供でき、ポンプはより効率的に動作できます。
• 排出圧力制御の改善: 脈動ダンパーは、より安定した排出圧力を維持し、ポンプシステムの制御とパフォーマンスを向上させます。
• キャビテーションを防ぐ: 脈動ダンパーは圧力変動を最小限に抑えることで、ポンプやその他のコンポーネントに損傷を与える可能性があるキャビテーションを防ぐのに役立ちます。
• Npsh（正味吸引ヘッド）の強化脈動ダンパーは、ポンプ入口での圧力変動を減らし、キャビテーションのリスクを最小限に抑え、適切なポンプの動作を確保することで、NPSH を改善できます。

脈動ダンパーの応用

脈動ダンパーは、以下を含むさまざまな業界や用途で広く使用されています。

• 化学処理脈動ダンパーは、化学処理プラントにおいて、圧力変動による機器の損傷を防ぎ、化学物質の正確な投与を確保するために不可欠です。
• 水処理水処理施設では、脈動ダンパーが一定の流量と圧力を維持し、ろ過および消毒プロセスの効率を向上させます。
• オイルとガス: 脈動ダンパーは、石油およびガスの用途で、圧力脈動による有害な影響からパイプライン、バルブ、および計装機器を保護するために使用されます。
• 医薬品: 医薬品製造において、脈動ダンパーは正確な投与を保証し、圧力変動による損傷から敏感な機器を保護します。
• 食品および飲料: 脈動ダンパーは、食品および飲料の加工において、一定の流量と圧力を維持し、製品の品質を確保し、機器を損傷から保護するために使用されます。

よくある質問

サージサプレッサと脈動ダンパーの違いは何ですか

サージ サプレッサーと脈動ダンパーはどちらも流体処理システムを圧力変動から保護するように設計されていますが、目的は異なります。

サージ サプレッサーは、ウォーター ハンマーなどによって発生する突然の大きな圧力スパイクから保護するために使用されます。一方、脈動ダンパーは、容積式ポンプの往復動作によって発生する一定した低レベルの圧力変動を最小限に抑えるように設計されています。

吸引ダンパーと脈動ダンパーの違いは何ですか

吸引ダンパーと脈動ダンパーはどちらも流体処理システムの圧力変動を最小限に抑えるために使用されますが、設置場所は異なります。

吸入ダンパーは入口スタビライザーとも呼ばれ、圧力変動を最小限に抑え、ポンプをキャビテーションから保護するためにポンプの入口に取り付けられます。一方、脈動ダンパーは、圧力脈動を減衰し、下流のコンポーネントを損傷から保護するために、通常、ポンプの排出口に取り付けられます。

結論

脈動ダンパーは、圧力変動を最小限に抑え、機器を損傷から保護するように設計された流体処理システムの重要なコンポーネントです。流体脈動の原因とリスク、脈動ダンパーの動作原理、さまざまなタイプと用途を理解することで、エンジニアとオペレーターは特定のニーズに最も適した減衰ソリューションを選択できます。