(57)【要約】  圧力脈動を受ける流体のための減衰装置であって、少なくとも１つの油圧アキュムレータ（２）を備え、そのアキュムレータハウジング（４、６）は、気体側（１４）を流体室（１６）から分離し、かつ流体室（１６）内にある流体によって加圧可能である可動分離要素（１８）を有している減衰装置において、アキュムレータハウジング（４、６）の構成要素として第２流体室（３８）を備えた減衰器ハウジング（３４）が設けられており、第２流体室（３８）は圧力脈動を受ける流体が貫流でき、油圧アキュムレータ（２）の第２流体室（３８）を第１流体室（１６）からデッドスペースなく分離する第２可動分離要素（４０）を有していることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力脈動を受ける流体のための減衰装置であって、前記減衰装置は少なくとも１つの油圧アキュムレータ（２）を備え、前記少なくとも１つの油圧アキュムレータ（２）のアキュムレータハウジング（４、６）は、前記気体側（１４）を流体室（１６）から分離し、かつ前記流体室（１６）内にある流体によって加圧可能である可動分離要素（１８）を有している、減衰装置において、
前記アキュムレータハウジング（４、６）の構成要素として、第２流体室（３８）を備えた減衰器ハウジング（３４）が設けられており、前記第２流体室（３８）は圧力脈動を受ける流体が貫流でき、前記油圧アキュムレータ（２）の前記第２流体室（３８）を前記第１流体室（１６）からデッドスペースなく分離する第２可動分離要素（４０）を有していることを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
前記減衰器ハウジング（３４）は、前記アキュムレータハウジング（４、６）に取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
【請求項３】
前記第１流体室（１６）では、前記第２可動分離要素（４０）が故障した場合に減衰されるべき流体システムの汚染を引き起こさない化学的に中性の分離液が使用されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の減衰装置。
【請求項４】
前記可動分離要素（１８）及び前記第２可動分離要素（４０）の内の少なくとも一方、好ましくは、前記可動分離要素（１８）及び前記第２可動分離要素（４０）の両方は、ダイヤフラム（１８、４０）によって形成されているか若しくはダイヤフラム（１８、４０）であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項５】
前記可動分離要素（１８）と前記第２可動分離要素（４０）の間で前記流体室（１６）にまたがって前記アキュムレータハウジング（４、６）の壁部材（６）が延びており、両分離要素（１８、４０）は完全に偏向した位置でこの壁部材（６）に当接することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項６】
前記流体室（１６）にまたがる前記アキュムレータハウジング（４、６）の壁部材（６）は、両部分室を互いに接続する恒久的な貫通路（２２）を有しており、両部分室のうち一方の部分室は分離要素（１８）によって画定され、他方の部分室は分離要素（４０）によって画定されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項７】
前記アキュムレータハウジング（４、６）は、
前記減衰器ハウジング（３４）と、
前記流体室（１６）にまたがる前記アキュムレータハウジング（４、６）の壁部材（６）と、
前記気体側（１４）を画定している上部ハウジング部材（４）とからなるハウジング構成要素から構成されており、それぞれ隣接する前記ハウジング構成要素はねじ結合によって互いに固定されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項８】
前記減衰器ハウジング（３４）内にある前記第２流体室（３８）は、円筒状のトラフによって形成されており、その内部は前記油圧アキュムレータ（２）に向かって前記第２可動分離要素（４０）によって画定されていて、互いに反対側の流体入口（４２）と流体出口（４４）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項９】
トラフの内部の遠心フラッシングを形成するために、少なくとも流体入口（４２）はトラフの内壁（５４）に対して斜め方向に内部に開口していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１０】
流体入口（４２）と流体出口（４４）は、ハウジング軸線（１０）の方向で高さがずれていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１１】
動作中に減衰されるべき前記流体室（３８）内で流体のサイクロン流れが発生し、流体入口（４２）と流体出口（４４）が水平方向でも垂直方向でも互いにずれて前記減衰器ハウジング（３４）内に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１２】
前記油圧アキュムレータ（２）のダイヤフラムは、少なくともその最終位置で前記減衰器ハウジング（３４）に向かって半球形に湾曲しており、好ましくはローリングダイヤフラム（１８）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１３】
前記第２可動分離要素を形成するダイヤフラム（４０）は、そのすべての動作状態において前記減衰器ハウジング（３４）の内部をデッドスペースなく画定し、前記アキュムレータハウジング（４、６）と前記減衰器ハウジング（３４）との間の分離箇所で枢着されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１４】
前記減衰器ハウジング（３４）のトラフの内部を画定するダイヤフラムはフラットダイヤフラム（４０）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１５】
少なくとも１つのダイヤフラム（１８、４０）、好ましくは両ダイヤフラム（１８、４０）は、ＰＴＦＥ又はエラストマーから、特に好ましくはＰＴＦＥ、布及びエラストマーを含む複合物から形成されているか若しくは前記複合物であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１６】
前記アキュムレータハウジング（４、６）と前記減衰器ハウジング（３４）とは、取り外し可能なねじ結合（３０、３２）によって互いに接続されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１７】
前記アキュムレータハウジング（４、６）が複数の部分からなり、前記油圧アキュムレータ（２）のダイヤフラム（１８）の枢着箇所が、前記アキュムレータハウジングの分離可能なハウジング部分（４、６）の間に締め付けて固持されていることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１８】
前記減衰器ハウジング（３４）とのねじ結合（３０、３２）が形成されている前記アキュムレータハウジング（４、６）のハウジング部分（２８）内に、前記第１流体室（１６）を分離液で満たすための充填接続部（４８）が形成されていることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の減衰装置。
【請求項１９】
媒体と接触している金属部分が電解研磨されていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力脈動を受ける流体のための減衰装置であって、少なくとも１つの油圧アキュムレータを備え、そのアキュムレータハウジングは、気体側を流体室から分離し、かつ流体室内にある流体によって加圧可能である可動分離要素を有している減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性のある圧力クッションを備えた油圧アキュムレータを有する減衰装置は先行技術であり、さまざまな流体システムで発生する圧力脈動を滑らかにするために使用されている。例えば特許文献１（独国特許出願公開第１０２００７００３７２４号明細書）は、減衰アキュムレータとして使用するために利用できるダイヤフラム形アキュムレータの形式の油圧アキュムレータを示している。化学／食品化学又は製薬用途での使用など種々の用途で、減衰装置は、順次減衰装置に圧送される種々の流体に対して使用されることがよくある。それぞれ有効な純度要件、例えば食品規則（ＦＤＡ）を満たすために、圧送される流体を交換するときにシステムの汚染を排除しなければならない。即ち、流体の残留物を減衰装置から完全に除去しなければならない。
【０００３】
減衰装置の洗浄には問題がある。ここで発生する難点の本質的な理由は、油圧アキュムレータの分離要素と、圧力のない流体室の洗浄過程で分離要素が当接しているアキュムレータ壁との間に閉じ込められている流体残留物を除去することはほとんど可能ではないか、実用的に不可能である。それゆえ油圧アキュムレータを分解して洗浄し、再び組み立てることを余儀なくされる。このプロセスシーリング部材も一緒に交換しなければならないため複雑で高価であり、プロセスは時間がかかり、システムの停止時間が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００３７２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題に鑑みて、本発明の課題は、種類の異なる流体を使用する場合も効率的で廉価に使用できる、冒頭に記載した種類の減衰装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記の課題は、請求項１の特徴をその全体において有する減衰装置によって解決される。
【０００７】
請求項１の特徴部によれば、本発明の本質的特徴は、アキュムレータハウジングの構成要素として第２流体室を備えた減衰器ハウジングが設けられており、第２流体室は圧力脈動を受ける流体が貫流でき、油圧アキュムレータの第２流体室を第１流体室からデッドスペースなく分離する第２可動分離要素を有していることにある。油圧アキュムレータの流体室内にありその分離要素に作用する流体は、第２分離要素によって減衰されるべき流体から分離されていることにより、減衰されるべき流体は、油圧アキュムレータの流体室内にありその分離要素を加圧する流体と接触しないままである。油圧アキュムレータの流体室は動作中に第２可動分離要素を介して、減衰されるべき流体の圧力脈動によって加圧されて、油圧アキュムレータが減衰する圧力クッションを提供するにもかかわらず、実行されるべき洗浄措置は専ら減衰されるべき流体とのみ接触する減衰器ハウジングに制限される。第２分離要素は減衰器ハウジング内にある第２流体室をデッドスペースなく画定するので、洗浄は減衰器ハウジングのフラッシングによって簡単に行うことができる。アキュムレータの分解と再組立を含む油圧アキュムレータの洗浄措置はなくすことができる。したがって減衰装置の洗浄は、いわば動作プロセスの内部で行うことができ、その結果として長い停止時間が回避される。
【０００８】
有利には、減衰器ハウジングは、アキュムレータハウジングに取り外し可能に取り付けることができる。したがって減衰されるべき流体を交換する際には、先に動作していた減衰器ハウジングを洗浄済みの新しい減衰器ハウジングと交換するという手順を実施することも可能である。
【０００９】
特に有利には、第１流体室では、第２分離要素が故障した場合に減衰されるべき流体システムの汚染を引き起こさない化学的に中性の分離液を使用することができる。
【００１０】
有利な実施形態では、分離要素の少なくとも１つは、ダイヤフラムによって形成されており、好ましくは両分離要素がそれぞれ１つのダイヤフラムによって形成されている。
【００１１】
特に有利な実施形態では、減衰器ハウジング内にある第２流体室は、円筒状のトラフによって形成されており、その内部は油圧アキュムレータに向かって第２分離要素によって画定されていて、互いに反対側の流体入口と流体出口を有する。
【００１２】
この点に関して有利には、トラフの内部の遠心フラッシングを形成するために、少なくとも流体入口はトラフの内壁に対して斜め方向に内部に開口しているように構成できる。このようにして生成されるサイクロン効果により、フラッシングにより特に効果的な洗浄を実現できる。
【００１３】
流体入口と流体出口が、ハウジング軸線の方向で高さがずれていると、より強力なサイクロン効果を得ることできる。
【００１４】
油圧アキュムレータのダイヤフラムは、少なくともその最終位置で減衰器ハウジングに向かって半球形に湾曲しており、好ましくはローリングダイヤフラムによって形成されている。
【００１５】
特に有利な例示的な実施形態では、第２分離要素を形成するダイヤフラムは、そのすべての動作状態において減衰器ハウジングの内部をデッドスペースなく画定し、アキュムレータハウジングと減衰器ハウジングとの間の分離箇所で枢着されている。
【００１６】
減衰器ハウジングの内部を完全にデッドスペースなく形成するために、減衰器ハウジングのトラフの内部を画定するダイヤフラムはフラットダイヤフラムによって形成されている。このようにして、ダイヤフラムは一方では正の前方湾曲、他方では負の内方湾曲によって流動室若しくは第２流体室を画定する。さらにダイヤフラムは両端部がアキュムレータハウジングに緊締されているので、ダイヤフラムとアキュムレータハウジングの関連する壁部材との間に、意図せず汚染を寄生微生物などの形も含めて受容する可能性のあるスペースが生じない。特に可動なダイヤフラム構成は「アンダーカット」を形成しなくて済む。
【００１７】
それぞれの用途でダイヤフラムの材料に課せられる要件を満たすために、少なくとも１つのダイヤフラム、好ましくは両ダイヤフラムはＰＴＦＥ又はエラストマーから、特に好ましくは両ダイヤフラムはＰＴＦＥ又はエラストマーから、特に好ましくはＰＴＦＥ、布及びエラストマーを含む複合物から形成されているか若しくは当該複合物であるように構成することが有利である。
【００１８】
アキュムレータハウジングと減衰器ハウジングとは、有利には取り外し可能なねじ結合によって互いに接続できる。
【００１９】
油圧アキュムレータに関して、アキュムレータハウジングが複数の部分からなり、油圧アキュムレータのダイヤフラムの枢着箇所が、アキュムレータハウジングの分離可能なハウジング部分の間に締め付けて固持されているように有利に構成できる。
【００２０】
さらに、減衰器ハウジングとのねじ結合が形成されているアキュムレータハウジングのハウジング部分内に、第１流体室を分離液で満たすための充填接続部を形成することができる。
【００２１】
純度要件を満たすために、有利な例示的な実施形態では、媒体と接触している金属部分が電解研磨されている。
【００２２】
以下に本発明を図面に示した実施形態に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明による減衰装置の実施形態の縦断面図である。
【図２】図２は、図１による実施形態の減衰器ハウジングのハウジングポットを模式的に簡略化し破断して示す水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面に示される実施形態は、全体を２で示す油圧・空気圧式ダイヤフラム形アキュムレータ２の形態の油圧アキュムレータを有し、その構造は実質的に独国特許出願公開第１０２００７００７７２４号明細書に示された蓄圧器に対応している。アキュムレータハウジングは、ハウジング部分４及び６の複数部分から構成されており、ユニオンナット８によって互いに分離可能に固持されている。図１で上側ハウジング部分４は中空半球の形状を有し、そこに垂直軸線１０と同軸に配置された水素などの作動ガスのための充填接続部１２がある。下側ハウジング部分６の内壁は半球状の球冠の形状を有する。充填接続部１２に隣接する気体側１４と、アキュムレータ２の流体室１６との間の可動分離要素を形成するダイヤフラムとして、ローリングダイヤフラム１８が設けられている。これは図１に示す最終位置では半球状に湾曲して、下側ハウジング部分６の内壁に当接しており、ローリングダイヤフラム１８の中央に軸線１０と同軸に配置された端部補強材２０が、流体室１６の一部である下側ハウジング部分６内の壁貫通路２２を覆っている。ローリングダイヤフラム１８の周縁部は、この種類のダイヤフラムで通常のように補強用の縁隆起部２４を有しており、これによりローリングダイヤフラム１８は上側ハウジング部分４と下側ハウジング部分６との間の接続箇所に締め付けて枢着されている。
【００２５】
ハウジング部分６は、ユニオンナット８でねじ結合するために設けられた雄ねじ２６の下方に、外径が拡大された円筒形端部２８があり、そこにも別の雄ねじ３０がある。これは、減衰器ハウジング３４の周縁部に設けた雌ねじ３２と共にねじ結合を形成し、それによって減衰器ハウジング３４をアキュムレータハウジングの別の構成要素としてハウジング部分６に取り外し可能に取り付けることができる。減衰器ハウジング３４の内部は、閉じた平坦な底部３６を備えた円筒形ハウジングポットの形状を有する。トラフの内部は、底部３６に隣接する部分と共に第２流体室３８を形成する。第２流体室３８は、貫通路２２を通ってローリングダイヤフラム１８の外側まで延び油圧アキュムレータ２に付属する流体室を形成している第１流体室１６から、第２可動分離要素を形成するフラットダイヤフラム４０によって分離されている。
【００２６】
減衰器ハウジング３４内の第２流体室３８は、減衰されるべき流体が貫流することができ、直径方向で互いに反対側に流体入口４２と流体出口４４を有する。図１に示すように、入口４２と出口４４は、軸線１０の方向で互いに高さがずれており、入口４２は底部３６に隣接している。フラットダイヤフラム４０は、縁隆起部４６の形で全周に延びる補強材を有しており、これによりフラットダイヤフラム４０は雄ねじ３０と雌ねじ３２によって形成されるねじ結合によって減衰器ハウジング３４と油圧アキュムレータ２のハウジング端部２８との間の分離箇所で締付けにより枢着されている。したがってフラットダイヤフラム４０は減衰器ハウジング３４内で第２流体室３８の上にデッドスペースなく張設されており、それゆえ汚れ又は残留物が意図せず蓄積する可能性があるアンダーカットは形成されない。油圧アキュムレータ２に付属する第１流体室１６を充填するために、ハウジング端部２８に分離液を導入するための充填接続部４８が設けられている。
【００２７】
図１は、減衰されるべき流体が貫流できる第２流体室３８にシステム圧力が存在しない動作状態を示しており、第１分離要素であるローリングダイヤフラム１８も、第２分離要素であるフラットダイヤフラム４０も、油圧アキュムレータ２の気体側１４に存在する事前充填圧力の影響下で下方に湾曲した最終位置にあり、ローリングダイヤフラム１８はハウジング内壁に当接している。フラットダイヤフラム４０は、ハウジング端部２８の下端面５０から離れている。図示のように、端面５０は平坦ではなく、中央貫通路２２の方向でトラフ状に凹んでいて、フラットダイヤフラム４０が縁隆起部４６の平面を越えて上方に移動できるように自由空間が形成されている。第２流体室３８内で減衰されるべき圧力脈動を伴うシステム圧力が作用している減衰器動作において、システム圧力はフラットダイヤフラム４０及び隣接する非圧縮性分離液を通して減衰アキュムレータを形成する油圧アキュムレータ２のローリングダイヤフラム１８の外側に作用する。分離液として化学的に中性の液体が想定されているので、フラットダイヤフラム４０が故障した場合は接続されている高純度の流体システムの汚染は引き起こされない。
【００２８】
例えば減衰されるべき流体を交換する際に洗浄するために、第２流体室３８は油圧アキュムレータ２を分解する必要なく洗浄液によってフラッシングできる。フラットダイヤフラム４０は流体室３８を完全にデッドスペースなく画定しているので、それによりすべての流体残留物を除去することができる。図２に示すように、流体入口４２と流体出口４４は互いに高さがずれているだけでなく、入口４２は流入する流体にトラフ内壁５４に対して斜めに延びる流動方向を指定して、減衰器ハウジング３４のトラフ内で接線流５２を生成し、その結果としてトラフの内部に遠心フラッシングが発生する。こうすることにより流体残留物を特に確実に洗い流すことができるだけでなく、トラフ内のサイクロン効果によって、減衰動作中にトラフ内壁５４に流体の凝集物が堆積するリスクも防止される。
【００２９】
ダイヤフラム１８及び４０は、それぞれの用途の要件を満たす材料で作られている。この目的のために、ＰＴＦＥ、又はエラストマー又は複合物も想定できる。ＰＴＦＥ、布及びエラストマーを含む複合物を有利に想定できる。そのような材料は耐熱性を有し、汎用性があり、食品要件（ＦＤＡ）にも適合する。純度要件を特に確実に満たすために、本発明による減衰装置では媒体と接触している金属部分は電解研磨される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2021519889.tif 000005
2021519889.tif 000006
2021519889.tif 000007
2021519889.tif 000008
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