アキュムレータを理解するには

アキュムレータ

 

油圧は、産業分野で縁の下の力持ちとしての役割を担い、工業技術に幅広く貢献してきています。油圧機器は、多くの可動部品とともに高低圧の油が満たされて流れます。油圧機器にはさまざまな構成や分類があり、個々が色々な役割を持ちつつ、複雑な機構・構造やシステムを構成しています。

 

今回は、油圧機器の要素としてのアキュムレータ(油圧の脈動を押さえる装置)を解説します。

 

1.アキュムレータとは

 

蓄圧器のことをアキュムレータと言い、電気の充電式バッテリーと似た働きをします。電気においては電気のエネルギーを蓄電池に蓄えますが、液圧においては液体のエネルギーをアキュムレータに蓄えておき、必要に応じてそのエネルギーを放出します。

 

アキュムレータは、油や水、その他流体の回路に対し、流体のポテンシャルエネルギーを有効に働かせ、安全かつ経済的に高精度を維持するのに不可欠な要素です。ACCと略されることもあります。

 

2.アキュムレータの仕組み

 

アキュムレータは蓄圧気体の圧縮性を利用したもので、流体の圧力を蓄えて、瞬間的に脈動や衝撃圧などを吸収することができます。窒素ガスと流体の分離方法によって、ブラダ型、ピストン型があり、ブラダ型が最も広く使用されています。

 

容器内部にはゴム膜等に封入した蓄圧気体が充填されており、ポンプから吐出された油圧系であれば作動油、空圧系であれば窒素や空気などの気体を弁などで封じ込めて蓄積し、流体を開放してやると蓄圧気体の膨張する力で流体を押し出して放出します。

 

一般に使用されているアキュムレータは、ほとんどが窒素ガスを充填する液/ガスタイプのものです。国内では窒素ガスを封入して使用する圧力容器として、高圧ガス保安法の適用を受けます。

 

アキュムレータのチェックは外観から判断するのは難しく、封入ガスの抜け、ゴム膜破れなどの不具合に対するチェックが必要です。ポンプ停止中もアキュムレータに接続された配管には圧力がかかり続けるため、配管分解工事の前には残圧を抜く必要があります。

 

3.アキュムレータの用途

 

アキュムレータの用途には、次のようなものがあります。

 

【脈動吸収】

脈動発生源の近くに、アキュムレータを設置することで、脈動を減衰させることができ、脈動が減衰されることで、機器の損傷も防止することができます。

 

【エネルギー蓄積】

アキュムレータを使用することで、油圧ポンプの小形化や電動機のアイドリングストップ運転ができるため、消費電力量が削減できます。アイドリングストップ運転させることで作動液の温度上昇も抑えることが出来るため、クーラーも不要となり、作動液の劣化防止も図ることができます。

 

【衝撃緩衝】

弁の急速開閉などにより生じる衝撃圧力は、アキュムレータを衝撃発生源の近くに設置することにより緩衝することができます。一方、衝撃が減衰することで機器や配管部材の振動や騒音も低減され、損傷を防止することができます。

 

【圧力保持】

装置でも特に長時間加圧状態を保つものでは、アキュムレータを使用して漏れによる圧力低下を防止します。温度変化により閉回路の管内圧力変動が大きい場合は、ほぼ一定圧力に保つことができます。

 

4.アキュムレータの据付け

 

アキュムレータは、フレームや壁面にバンドなどで固定します。当然ですがアキュムレータへの溶接やねじ・穴明け加工はしてはいけません。アキュムレータの自立は、振動で無理な力が作用してねじの緩みが生じるため危険です。

 

アキュムレータを使用する液圧配管系には安全装置として、本体に直結する位置に圧力制御弁を設け、最高使用圧力を...

アキュムレータ

 

油圧は、産業分野で縁の下の力持ちとしての役割を担い、工業技術に幅広く貢献してきています。油圧機器は、多くの可動部品とともに高低圧の油が満たされて流れます。油圧機器にはさまざまな構成や分類があり、個々が色々な役割を持ちつつ、複雑な機構・構造やシステムを構成しています。

 

今回は、油圧機器の要素としてのアキュムレータ(油圧の脈動を押さえる装置)を解説します。

 

1.アキュムレータとは

 

蓄圧器のことをアキュムレータと言い、電気の充電式バッテリーと似た働きをします。電気においては電気のエネルギーを蓄電池に蓄えますが、液圧においては液体のエネルギーをアキュムレータに蓄えておき、必要に応じてそのエネルギーを放出します。

 

アキュムレータは、油や水、その他流体の回路に対し、流体のポテンシャルエネルギーを有効に働かせ、安全かつ経済的に高精度を維持するのに不可欠な要素です。ACCと略されることもあります。

 

2.アキュムレータの仕組み

 

アキュムレータは蓄圧気体の圧縮性を利用したもので、流体の圧力を蓄えて、瞬間的に脈動や衝撃圧などを吸収することができます。窒素ガスと流体の分離方法によって、ブラダ型、ピストン型があり、ブラダ型が最も広く使用されています。

 

容器内部にはゴム膜等に封入した蓄圧気体が充填されており、ポンプから吐出された油圧系であれば作動油、空圧系であれば窒素や空気などの気体を弁などで封じ込めて蓄積し、流体を開放してやると蓄圧気体の膨張する力で流体を押し出して放出します。

 

一般に使用されているアキュムレータは、ほとんどが窒素ガスを充填する液/ガスタイプのものです。国内では窒素ガスを封入して使用する圧力容器として、高圧ガス保安法の適用を受けます。

 

アキュムレータのチェックは外観から判断するのは難しく、封入ガスの抜け、ゴム膜破れなどの不具合に対するチェックが必要です。ポンプ停止中もアキュムレータに接続された配管には圧力がかかり続けるため、配管分解工事の前には残圧を抜く必要があります。

 

3.アキュムレータの用途

 

アキュムレータの用途には、次のようなものがあります。

 

【脈動吸収】

脈動発生源の近くに、アキュムレータを設置することで、脈動を減衰させることができ、脈動が減衰されることで、機器の損傷も防止することができます。

 

【エネルギー蓄積】

アキュムレータを使用することで、油圧ポンプの小形化や電動機のアイドリングストップ運転ができるため、消費電力量が削減できます。アイドリングストップ運転させることで作動液の温度上昇も抑えることが出来るため、クーラーも不要となり、作動液の劣化防止も図ることができます。

 

【衝撃緩衝】

弁の急速開閉などにより生じる衝撃圧力は、アキュムレータを衝撃発生源の近くに設置することにより緩衝することができます。一方、衝撃が減衰することで機器や配管部材の振動や騒音も低減され、損傷を防止することができます。

 

【圧力保持】

装置でも特に長時間加圧状態を保つものでは、アキュムレータを使用して漏れによる圧力低下を防止します。温度変化により閉回路の管内圧力変動が大きい場合は、ほぼ一定圧力に保つことができます。

 

4.アキュムレータの据付け

 

アキュムレータは、フレームや壁面にバンドなどで固定します。当然ですがアキュムレータへの溶接やねじ・穴明け加工はしてはいけません。アキュムレータの自立は、振動で無理な力が作用してねじの緩みが生じるため危険です。

 

アキュムレータを使用する液圧配管系には安全装置として、本体に直結する位置に圧力制御弁を設け、最高使用圧力を越えないようにします。

 

5.アキュムレータの分解・組立・廃棄

 

アキュムレータの分解は、液圧回路内の圧力を大気圧にして、本体内のガスを完全に放出してから行います。窒素ガスの放出には、十分な換気を行います。ガス放出の方向を確認の上、放出して下さい。ガスの勢いで被害を受ける危険があります。

 

本体の再組立前に異常な腐食・傷・変形等がないことを確認します。アキュムレータの廃棄は、液圧・ガス圧とも大気圧にして、分解後は再利用できないように処理をしてから、産業廃棄物として適切に処理します。

 

 

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この記事の著者

嶋村 良太

商品企画・デザインとエンジニアリングの両方の視点を統合し、顧客満足度の高い商品開発を実現していきます。

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