JPS608388B2 - ノズル部における水撃圧防止方法 - Google Patents

ノズル部における水撃圧防止方法

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JPS608388B2
JPS608388B2 JP50114470A JP11447075A JPS608388B2 JP S608388 B2 JPS608388 B2 JP S608388B2 JP 50114470 A JP50114470 A JP 50114470A JP 11447075 A JP11447075 A JP 11447075A JP S608388 B2 JPS608388 B2 JP S608388B2
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piping
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water
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康明 大畑
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NGK Insulators Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、碍子洗浄装置などにおいて発生しやすい洗浄
開始時のノズル部における水撃現象の防止方法に関する
ものである。
従来、変電所において多く用いられている固定ノズルを
使用した碍子洗浄装置では、経済的な配管を行うために
、碍子群を数区画から数十区画に分け、区画ごとに区画
弁を設けて碍子群の図りに設けた固定ノズルより注水し
て碍子を水洗するものであって、例えば第1図に示すよ
うに、ポンプーの吐出側に主弁2及び一次側配管3を接
続し、この一次側配管3より変電所内各所の洗浄区画に
分岐配管されかつ被洗浄碍子4のまわりのノズル5に至
る二次側配管6に区画弁7を設けて配管系を構成し、冬
期における配管の凍結損傷を防止するため二次側配管6
の一部に排水弁8を設置して二次側配管6の大気露出部
の残水を排水するようになっている。
このように排水された配管系において、次回の碍子洗浄
操作を行う場合は、ポンプ1の運転により一次側配管3
に水圧がかかった後に該当区画弁7に関弁指令が与えら
れ、二次側配管6に洗浄水が流れ始めるが、この二次側
配管6内はほとんど空気で満たされているので、末端の
ノズル5に水が到達するまでは区画弁7がこの配管系の
唯一の絞りとなる。このため二次側配管6の圧力はほと
んど大気圧に近く、区画弁7を通る水の流量は区画弁7
をノズルとして大気中に放水する場合の流量に近くなり
、かなりの水量が流れる。このような区画弁7に用いら
れる従釆の流体圧駆動弁では、若干一次側配管3の水圧
変化の影響を受けるとしても第2図に実線で示すように
ほぼ等速度で開弁していくものであるので、二次側配管
6がノズル5まで充水される直前では区画弁7はかなり
の閉口度(第2図01)となり、従ってこのときの流速
(第3図のVI)も非常に大きくなり、ポンプ1の揚水
量は設計値を越えることがある。一般にポンプ11ま設
計値以上の揚水量になるとモーター(図示せず)が過負
荷となったり、ポンプ吸込管でキャピテ−ションを生ず
ることもあって好ましくない。さらにノズル5まで二次
側配管6が充水されたとき、ノズル5が大きな絞りとな
るため流速は瞬間的に減ぜられ、流体圧駆動弁の急閉鎖
による水繋現象に似た異常水圧上昇が起こり、配管系を
損傷することがある。この水圧上昇値は充水直前と直後
の流速の差に比例するため、充水直前の弁開度を適切な
関度に保つことにより、充水直前の流速をある程度以下
に保てば、この水撃圧を許容値以下に押さええることが
できる。さらに充水前の最高流速を低く押さえることに
より、モーターの過負荷及びポンプ吸込管におけるキャ
ビテーションも防止することができる。このため第2図
の破線で示すようにゆっくりと流体圧駆動弁を開けてや
れば、充水時の弁関度(第2図の01)は流体圧駆動弁
を急に開けた場合の充水時の弁関度(第2図の01)に
比べて小さくなる。また充水直前の流速(第3図のVI
)も流体圧駆動弁を急に開けた場合の流速(第3図のV
I)より小さくなる。従って充水前後の流速の差も小さ
くなり、水筆圧を低くすることができる。しかしながら
、この方法では流体圧駆動弁を全開するまでに要する時
間が長くなる上、二次側配管6が充水されてから流体圧
駆動弁が全開になるまでに要する時間も長くなり、その
間は規定圧以下の低い圧力で碍子4に注水され、碍子4
の耐電圧が低下するので好ましくない。従って、流体圧
駆動弁を全開にするまでに要する時間を短く保ち、二次
側配管6充水後の水圧の立上がりを急にし、かつ水撃圧
を低く保つためには第4図又は第6図に示すように非直
線的に開弁すれば良いことがわかる。そこで従来は特殊
な形状の弁体を採用することにより第4図又は第6図に
示すような関弁特性を有する流体圧駆動弁を得ていたが
、これでは関弁特性が固定されてしまい、二次側配管6
の空水量が比較的大きい場合には、例えば第4図の閉口
度03のときに充水されることも起こるので、すべての
場合に水撃圧を許容値以内に押さえることができない欠
点があった。
本発明のノズル部における水撃圧防止方法は、従来のも
のに見られた前記の諸欠点を解消したもので、流体圧駆
動弁の二次側配管が開弁前には空の状態にあり、しかも
その二次側配管の末端には該配管の断面積より狭い断面
積を持つノズルを有した配管系において、前記流体圧駆
動弁が、一次側配管とピストン室とを連結する一次側導
管を有し、かつピストン室または前記一次側配管と二次
側配管とを二次側導管で連結するとともに、前記一次側
導管および二次側導管の途中に流量調節弁を設けて、関
弁時に流体圧駆動弁の一次側からピストン室内に流入し
ようとする流体を流体圧駆動弁の二次側の圧力に応じて
流体圧駆動弁の二次側に流出させ、ピストン室内の流体
圧がバネの反発力に打ち勝って流体圧駆動弁弁体を下方
に押し下げることによる開弁の速度を流体圧駆動弁の二
次側の圧力に応じて変化させるように構成したものとし
て、該流体圧駆動弁の開弁時に配管系末端のノズル部で
発生する水繋圧を防止可能としたノズル部における水撃
圧防止方法である。
本発明を図示の実施例にもとづいてさらに詳細に説明す
る。
本発明のノズル部における水撃圧防止方法に用いる流体
圧駆動弁は例えば第1図の区画弁7として用いられるも
ので下記に記載し第8図に示すような構造をとり、第9
図〜第12図に示すような制御回路で制御する。
この流体圧駆動弁が第9図の制御回路で制御される場合
を例にとって構造と作用を述べる。ポンプ1起動後、第
9図の接点aが閉じると、流量調節弁である電磁弁9の
マグネットMgが励磁され、電磁弁弁体10が第8図の
実線で示した部分に吸引され、一次側配管3すなわち流
体圧駆動弁一次側は導管11及び12を通してピストン
室13と導通される。
そして前記ピストン室13内に所定の給水がされ、これ
により流体圧駆動弁弁体15に下方向にかかる流体圧駆
動弁一次側の水圧力がバネ16の反発力に打ち勝って流
体圧駆動弁17は開き始める。流体圧駆動弁18の閥度
がある程度(第4図の02)になったところでタイマー
T(第9図)が働き接点tが閉じ、流量調節弁である電
磁弁17のマグネットMg2が励磁され、電磁弁17は
関弁され、二次側配管6すなわち流体圧駆動弁二次側は
導管18を通してピストン室13と導通される。このと
き流体圧駆動弁二次側の圧力は流体圧駆動弁一次側の圧
力に比べて非常に小さいため、ピストン室13に流入す
る水は導管18を通って流体圧駆動弁二次側5へ流出し
てしまう。ピストン室13に流入する水量と流出する水
量を流量調節弁である手段弁19及び20により調整す
ることにより、ピストン室13の水の増加量を零にする
ことができ、このとき流体圧駆動弁は中間開の位置で停
止する。さらに時間が経過し、二次側配管6が/ズル5
(第1図)まで充水されると瞬間的に流量が減じ、流体
圧駆動弁二次側の圧力は急に上昇する。このためピスト
ン室13から流体圧駆動弁二次側に流出する水の量も減
じてピストン室13内の水が増加し、流体圧駆動弁は急
速に開き始める。この結果第4図に示すように開弁特性
となる。この場合の流速変化は第5図に示すような特性
となる。第5図によれば、第3図の実線で示した場合に
比べ、二次側配管6の充水前後の流速変化が非常に少な
くなるため、水撃圧が少なくなることがわかる。また弁
全開までに要する時間及び二次側配管6に充水後弁全開
に至るまでに要する時間も長くなることもない。なお、
一次側配管3や二次側配管6中を流れる流体の流量を調
節するための流量調節弁は手動弁でも電磁弁でもよいが
、タイムリーに流量調節が出来る点で電磁弁である方が
好ましい。第10図の回路により制御される場合には、
タイマーTのかわりにリミットスィツチーにより弁停止
開度を決めるもので、流体圧駆動弁5の動作は第9図の
回路により制御される場合と同じである。第11図の回
路により制御される場合には、接点aが閉じると、電磁
弁9のマグネットMg1と電磁弁17のマグネットMg
2が同時に励磁され、一次側配管3とピストン室13及
びピストン室13と二次側配管6はそれぞれ導管11,
12,18を介して導通される。
このとき流体圧駆動弁一次側11からピストン室13の
流入する水量とピストン室13から流体圧駆動弁二次側
へ流出する水量を手動弁19及び20により適切に調整
することによって適切な関弁速度とすることができる。
このことは適用される配管系の状態に合わせて適切に開
弁速度を調整でき、従っていかなる配管系においても閥
弁時に発生する水撃圧を確実に防止できる。二次側配管
6が充水されるとピストン室13から流出する水量が少
なくなるため、閥弁速度は充水前に比べて速くなる。第
11図の回路で制御された流体圧駆動弁の関弁特性を第
6図に示しその流速特性を第7図に示す。
この場合にも二次側配管充水前後流速変化は少なく、従
って水繋圧も低くできる。また弁全開に要する時間も長
くなることはなく、充水後の水圧の立上がりも急である
。また導管18に電磁弁17を設けずに、第12図に示
す制御回路を用いて制御しても、第6図に示す関弁特性
を得ることができる。
閥弁は、接点aを開くことにより電磁弁9の弁体10が
第8図の破線で示した位置に移動し、ピストン室13は
大気と導通して大気圧となるため、ピストン14は水圧
によって上方に押し上げられることにより達成される。
なお前記の実施例では、導管18によりピストン室13
と流体氏駆動弁二次側とを導通したが、導管12と流体
圧駆動弁二次側とを導管18により直接導通してもよい
。さらに実施例では流体を水で示したが、水以外のどの
ような液体でもよい。以上述べたように本発明のノズル
部における水肇庄防止方法は、開弁時において発生しや
すいノズル部における水肇庄を低下させ、さらにポンプ
の過負荷、ポンプ吸込管におけるキャビテーションを防
止するため、ポンプ及びモーターに無理を生じさせるこ
とがなく、かつ配管材料の仕様を低下させて経済的な配
管設計を可能にするため、産業の発達に寄与するところ
が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は碍子洗浄装置配管系の説明図、第2図、第4図
、第6図は流体圧駆動弁10の弁関度と時間の関係のグ
ラフで第2図は従来形の流体圧駆動弁のものを示し、第
4図、第6図は本発明に用いる流体圧駆動弁のものを示
し、第3図、第5図、第7図はそれぞれ第2図、第4図
、6図のものの流速と時間の関係を示すグラフ、第8図
は本発明に用いる流体圧駆動弁の構造の一実施例の説明
図、第9図〜第lq図ま本発卵こ用し、る流体圧駆動弁
の制御回路の実施例の説明図である。 1…・・・ポンプ、2…・・・主弁、3…・・・一次側
配管、4・・・・・・碍子、5・・・・・・ノズル、6
・・・・・・二次側配管、7・…・・区画弁、8…・・
・排水弁、9,17・・・・・・電磁弁、10・・・・
・・電磁弁弁体、11,12,18・・・・・・導管、
13・・・・・・ピストン室、14・・・・・・ピスト
ン、15・・・・・・流体圧駆動弁弁体、16・・・・
・・バネ、19,20・・…・手動弁、Mg1,Mg2
・…・・マグネット、a,t……接点、T……タイマー
、1……リミットスイッチ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第、0図 第11図 第12図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流体圧駆動弁の二次側配管が開弁前には空の状態に
    あり、しかもその二次側配管の末端には該配管の断面積
    より狭い断面積を持つノズルを有した配管系において前
    記流体圧駆動弁が、一次側配管とピストン室とを連結す
    る一次側導管を有し、かつピストン室または前記一次側
    配管と二次側配管とを二次側導管で連結するとともに、
    前記一次側導管および二次側導管の途中に流量調節弁を
    設けて、開弁時に流体圧駆動弁の一次側からピストン室
    内に流入しようとする流体を流体圧駆動弁の二次側の圧
    力に応じて流体圧駆動弁の二次側に流出させ、ピストン
    室内の流体圧がバネの反発力に打ち勝って流体圧駆動弁
    弁体を下方に押し下げることによる開弁の速度を流体圧
    駆動弁の二次側の圧力に応じて変化させるように構成さ
    れ、該流体圧駆動弁の開弁時に配管系末端のノズル部で
    発生する水撃圧を防止可能としたことを特徴とするノズ
    ル部における水撃圧防止方法。
JP50114470A 1975-09-22 1975-09-22 ノズル部における水撃圧防止方法 Expired JPS608388B2 (ja)

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