JPH01195990A - 無水撃揚水装置 - 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】 イ９発明の目的 「産業上の利用分野」 この発明は、その管路に逆止め弁を設けた揚水装置にお
いて、この逆止め弁の構造を、ポンプへの入力が絶たれ
たとき、管路的吐出方向流れが慣性力を失い停止する時
点で着座するよう、弁体およびその周辺の流路形状を構
成させて、管内水の逆流を阻止し、水撃発生の要因を断
つ揚水装置に係り、特許第４５２６１５号（特公昭４０
−８６５４号）「無水撃揚水装置」並びに特許第８５１
９７７号（特公昭５１２５９３０号）「無水撃揚水装置
の改良」を基本的技術とし、その技術概念を当業者にお
いて製品に具現するための設計製作手段に、未だ介在す
る未解決の課題の改良に関する。なお、以下説明上、こ
れらの原発明について、前者をＡ発明、後者をＢ発明と
呼称する。

「従来の技術」 揚水管路中に設けた逆止め弁が、ポンプ停止時の急激な
管内流速の変化に追従できずに、その逆流過程で着座す
ると、弁閉鎖の瞬間に弁下流側で水撃現象を生ずる。

従来、このような水撃作用を防止する揚水装置には、主
として次に述べる（Ａ）、（Ｂ）に属する技術がある。

すなわち （Ａ）弁部材に制動手段を設けて、その動作を緩慢にし
、さらには水撃による上昇圧力を、逃避、緩衝させる自
動弁装置や、サージタンクを配備することにより、ショ
ックの緩和を計る、言わば消極的な対症療法的手段を用
いた揚水装置。

（Ｂ）原発明の公告広報明細書に見られるように、慣性
による正方向流れが停止するときには、すでに弁着座す
るような逆止め弁装置を設けることにより、逆流現象を
生じないようにして、積極的に水撃発生の要因を断つ揚
水装置。

とがあるが、本発明では、この（Ｂ）項の揚水装置の改
良に係るものである。

「発明が解決しようとする課題」 従来の無水撃揚水装置においては、その逆止め弁の構造
は、弁の閉鎖運動を阻害しないように構成されていて、
その弁体自重による降下だけで、適正な弁閉鎖運動の設
定ができ、なお若干の誤差があれば、原Ａ、Ｂ発明明細
書に述べているように、弁体補償部（付加の形状修正部
、重量、ばね、など）により、その補正を行い、はぼそ
の目的が達成されていた。

しかし、当業者において、多年に亙り、このような基本
的技術の実施によっても、なお、次のような未踏の技術
的課題に遭遇した。

それを文節的に述べると （１）Ａ、Ｂ発明明細書の図面に忠実に、弁体を一節に
て弁箱に嵌合連結する形式では、設計製作に手違いのな
い限り、一応満足に作用する。

（２）特に、小形でない製品について、製作を容易かつ
経済的にする目的をもって、弁体を二部に云弁箱本体に
嵌合連結する形式（弁部を揺動支持軸を介して弁体腕部
に、その弁体腕部を揺動支持軸を介して弁箱本体に嵌合
連結する形式）を採用した場合、吐出管路が充分に長い
と、背圧がどんなに高くても、申し分のない作用をする
。

（３）しかし、（２）項の形式にて、管路が短い場合に
は、ポンプ装置の特性にも関わるが、激しい水撃作用を
発生することがしばしばある。

と言った現象である。

この発明は、無水撃揚水装置において、その構成要素で
ある逆止め弁装置につき、上記課題を解消し、同時に、
融通無碍な構造となし、設計、生産を容易にして、製造
原価を低減させ、簡明で経済的な無水撃揚水装置を提供
することを目的とする。

口８発明の構成 「課題を解決するための手段」 この発明を図面にもとづいて説明すると、第１図におい
て、ｌは揚水ポンプ（図示は省略する）からの配管の適
所に、装置された逆止め弁装置の弁箱であり、ａ、ｂは
、それぞれ弁箱の入口流路と、出口流路とを示す。

２は弁座、３は逆止め弁の弁部、４は弁体腕部であり、
５．６は揺動支持軸を示す。

弁部３は、揺動支持軸５を介して弁体腕部４と一体的に
、所要の自由度をもって嵌合連結され、さらに弁体腕部
４は揺動支持軸６を介して、弁箱本体■に所要の自由度
をもって嵌合連結されて、弁部３が弁座２の出口側に臨
んで揺動自在に保持されている。

以上の構成において、特に揺動支持軸５に関する所要の
自由度によって、弁閉鎖時に、弁部３の弁部閉鎖面８が
弁座２の弁座面７に対して整一な密着が適えられ、適正
な着座状態を示す。

止めボルト９は緊定手段の一実施例であって、適正な着
座状態を確認して、弁部３を弁体腕部４に対し、その自
由度を除去し緊定する。

ＩＯは弁箱蓋であり、１１．１２はそれぞれ弁箱の入口
側、出口側に接続する管路部分とする。

「作　用」 揚水ポンプへの入力が絶たれたとき発生する揚水系にお
けろ水撃現象を、管路内での水柱分離発生の危険範囲に
ない揚水装置について、普遍的に考察する。

先ず、管路に逆止め弁を設けない揚水装置においては、
逆流過程での緩やかな圧力の高まりを生じるに止どまる
。しかし、管路に逆流防止の目的をもって、逆止め弁を
設けた揚水装置においては、もしその逆止め弁に閉鎖遅
れがあれば、逆流過程に至って急に閉止する結果となり
、その最大逆流速度に比例した衝撃圧力を発生する、所
謂、水撃現象を誘発する。

そして、その水撃作用のエネルギーは、激しい振動、等
閑に付せない轟音となって発散される。

先に（イ）Ｓの「発明が解決しようとする課題」におい
て、文節的に記述した事例の内、（３）項の事例に見る
異常現象は、上述のような水撃現象に対して無作意な揚
水装置と異なり、原Ａ、Ｂ発明の技術に準拠した無水撃
揚水装置である限り、弁体（一体的に構成した弁部３と
弁体腕部４）の閉鎖遅れとは思えず、モして又、弁体の
閉鎖時間測定による解析をもってしても、弁体の閉鎖遅
れによる水撃現象とは見えない異常現象であった。

しかし、第２図に例示した通り、弁体全体としては、閉
鎖遅れでないにも拘わらず、最後の貴重な一瞬にも示す
と思考されるフラップ現象により、弁部３の弁座２への
着座の整一さを欠ぎ、それが−瞬の逆流を許し、水撃現
象を誘発することが、爾後の実験によって解明された。

従って、従来の無水撃揚水装置に見るこの種の水撃現象
は、大形装置に近付き運動量変化の割合の大きくなるほ
ど、顕著となる。

なお、第２図のような事例において、弁部２３の弁座面
２７への接触部位に、突接などによる、異常な摩捺抵抗
がある場合はさらに危険である。

ここに、第１図に示した弁体（一体的に構成した弁部３
と弁体腕部４）構成において、上述の未踏の課題を明快
に、しかも経済的に解決することができた。

「実施例」 本発明の実施に当たっては、弁部３を弁体腕部４に嵌合
連結する揺動支持軸５については、種々の方式がある。

第１図に示したものは、揺動支持軸５の軸心線が、弁箱
本体１の側の揺動支持軸６の軸心線と並行に構成された
方式のものである。

第３図には、揺動支持軸５が、揺動支持軸６及び弁部３
に直角に構成されたものを例示しである。

さらに、弁部３を弁体腕部４に対し、その自由度を除去
し緊定する手段についても、種々なる公知の技術を援用
することができる。

即ち、第１図に示すものは、弁体腕部４の、揺動支持軸
５に対し振り分けの位置に、緊定用ボルト９を立て込み
、弁部３との間の自由度を所要値まで調整緊定されてい
る。

先に（ロ）Ｉｌｌの「作用Ｊの項にて、第２図に示した
フラップ現象について記述しているが、このフラップ現
象を、正常な弁閉鎖の姿勢に矯正するための力は、弁閉
鎖時における弁部３前後面の圧力差には無関係であり、
量大流量時の抵抗値以上ではないから、その緊定手段に
弾性体部材を介して、弁部閉鎖面８の角度を調整しても
良い。

第３図Ｉこは、この理論が採用されて、さらに高次の働
きをさせるものについて、図示されている。

即し、閉鎖時には、正しい閉鎖姿勢を保持しながら、無
水撃揚水装置の役割を果たし、万一閉鎖の瞬間１こ、閉
鎖面に異物を噛んだ場合、揺動支持軸５の自由度が効い
て、要部である揺動支持軸５、揺動支持軸６を保護する
効果を発揮する。

ハ１発明の効果 この発明は以上説明したように、簡単かつ明快な構成の
もとに、これまで、難解であった従来の無水撃揚水装置
における未踏の課題を解決し、容易かつ経済的な技術手
段をもって、さらに幅広い用途に対応できる無水撃揚水
装置を実現できた。

従来、弁体構造部材の弁部３、弁体腕部４、揺動支持軸
５、揺動支持軸６並びに弁箱本体ｌにおける揺動支持軸
６の軸受部を含め、一体的に構成された弁作動部につい
て、弁体を管内流れに追従し、しかも、弁閉鎖時に弁座
２に対し、適正に着座して、些かも逆流を許さない構成
を実現するためには、各部材の加工精度（例えば、直角
度、平行度、軸受部の位置決め精度など）の高さが要求
され、殊に大形の逆止め弁装置ともなると、その実施は
容易ではなかった。

従って、主として揺動支持軸５の部分に充分な自由度を
もたせて、その難点を解消し、実用に供して来た。

そして、（イ）ｌの「発明が解決しようとする課題］に
おける（３）項、並びに（ｃｌ）欄の「作用」における
第２図の説明に見る現象が働いて、さらに難解な水撃現
象を誘発する場合は、その水撃作用を等閑に付せないも
のについては、（イ）欄の１従来の技術」における（Ａ
）項の技術手段などを用いて、対応せざるをえなかった
。

本発明は、ここに、（ロ）欄の「課題を解決するための
手段」並びに（ロ）欄の「実施例」における説明の通り
、簡単かつ容易に実施でき、しかも上述の重大な一連の
課題を、明快かつ的確に解消して、殊に大規模送水施設
の各所に設置する大形逆止め弁装置などにおいて、設計
、製作、実用テスト、維持管理などのあらゆる面に優れ
た成果を揚げることができ、実施効果の顕著さは、従来
技術と比較して極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る逆止め弁装置の縦断面図、第２図
は従来の逆止め弁装置の縦断面図を示し、共に、弁閉鎖
直前の状態を示すものとする。 第３図は、本発明に係る逆止め弁装置の、他の一実施例
を示す。 １、弁箱本体、　　２．弁座、　　　３．弁部、４、弁
体腕部、５．揺動支持軸、６．揺動支持軸７、弁座面、
８．弁部閉鎖面、９．止めボルト、１０、　　弁箱蓋、
　　１１．１２．　　管路・端、ａ、入口流路、　ｂ、
出口流路、 ｉｌ　図 寥２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプへの入力が絶たれたとき、この揚水管路内の
   吐出方向流れが慣性を失い停止する時点で、弁部が弁座
   にほぼ着座するように、弁部並びに弁座及びその周辺の
   流路形状を構成させた無水撃揚水装置において、弁部（
   ３）を、揺動支持軸（５）を介して弁体腕部（４）に所
   要の自由度をもって嵌合連結し、弁体腕部（４）を、揺
   動支持軸（６）を介して弁箱本体（１）に所要の自由度
   をもって嵌合連結することによって、弁部（３）が弁座
   （２）の出口側に臨んで揺動自在に保持されると共に、
   弁着座時における弁座面（７）、弁部閉鎖面（８）の整
   一な密着を適えさせ、爾後、弁部（３）と弁体腕部（４
   ）との間の自由度を、緊定手段によって除く構成にした
   、ことによってなる無水撃揚水装置。 ２、第１項記載の装置における緊定手段に、所定の剛性
   をもった弾性体部材を介在させてなる無水撃揚水装置。