排気ガスバルブ作品

排気バルブの原理は、フロート上の液体の浮力を利用しています。排気ポートの液面が上昇すると、フロートは自動的に浮上し、排気ポートのシール面に接触します。バルブ液体の浮力により、ボールは上昇します。一定の圧力がかかると、ボールは自動的に閉じます。パイプラインが稼働しているとき、浮いているボールはボールボウルの底で停止し、大量の空気を排出します。パイプ内の空気がなくなると、液体はすぐにパイプに流れ込みます。バルブは、フローティングボールボウルを通って流れ、フローティングボールを押し戻し、浮かせて閉じます。

ポンプが故障すると、負圧が発生し始め、フロートボールが急降下し、パイプラインの安全を維持するために大きな吸引力が使用されます。ブイが排出されると、重力によってレバーの一端が引き下げられます。レバーは傾斜した位置になります。空気は、レバーと通気孔の接触部分の間にある隙間から通気孔から排出されます。空気の放出に伴って液面が上昇し、フロートは液体の浮力によって上方に浮き上がります。レバーのシール端面は、通気孔全体に徐々に押し付けられ、通気孔全体が完全に塞がれます。

排気バルブの重要性

都市部の給水管にガスが滞留しているかどうか、またそれが破裂につながるかどうかについて十分な知識がなかったため、水道管網における頻繁な漏水という根本的な問題は、長らく解決されていませんでした。ガスを含んだ止水によるウォーターハンマー現象をより深く理解するためには、通常の給水管網運用中にガスが滞留する潜在的な原因、そして管路圧力の上昇と破裂の理論を説明する必要があります。

1. 給水管網におけるガス発生は、主に以下の5つの条件によって引き起こされます。これが、通常の給水管網におけるガス発生源です。

（１）何らかの原因により水道管網が一部または全部が遮断されている場合

（２）特定の配管部分を急いで修理して空にすること。

（３）１つあるいは複数の主要な使用者の流量が急激に変更されてパイプライン内に負圧が生じ、そのため排気弁とパイプラインの密閉性が不十分でガス注入が不可能である。

（４）流れていないガスの漏れ

（５）運転負圧により発生したガスは、水ポンプの吸入管とインペラから放出される。

2.給水管網エアバッグの動作特性と危険性分析：

パイプ内のガス貯蔵の主な方法はスラグフローです。これは、パイプの上部にガスが不連続な多数の独立した気泡として存在することを意味します。これは、給水管網の管径が、主水流の方向に沿って大小さまざまな大きさに変化するためです。ガス含有量、管径、管の縦断面特性などの要因によって、エアバッグの長さと占有水断面積が決まります。理論研究と実用化により、エアバッグは水流とともにパイプの上部を移動し、パイプの曲がり部、バルブ、その他の直径の異なる部分に蓄積して圧力振動を引き起こすことが実証されています。

水道管網内の水流速度と方向は非常に予測不可能であるため、水流速度の変化の激しさは、ガスの動きによって引き起こされる圧力上昇に大きな影響を与えます。関連する実験では、その圧力が最大2Mpaまで上昇する可能性があることが実証されており、これは通常の給水管を破壊するのに十分です。また、全体的な圧力変動は、配管網内を任意の時点で移動するエアバッグの数に影響を与えることを覚えておくことも重要です。これは、ガスを含んだ水流の圧力変化を悪化させ、配管破裂の可能性を高めます。ガス含有量、配管構造、および運用はすべて、パイプライン内のガスの危険性に影響を与える要素です。危険性は、明示的と潜在的の2種類に分けられ、それぞれの特徴は次のとおりです。

明らかな危険には主に以下の側面が含まれます

（1）排気が困難で水が通りにくいフロート式排気弁の大きな排気口は、水とガスの位相が合っている場合、ほとんど機能を果たさず、微細孔排気に頼るだけになり、深刻な「空気閉塞」を引き起こし、空気の排出を妨げ、水の流れが不均一になり、水流路の断面積が減少または消失し、水の流れが遮断され、システムの循環能力が低下し、局所的な流量が増加し、水頭損失が増加します。元の循環量または水頭を維持するためには、水ポンプを拡張する必要があり、電力と輸送の面でコストがかかります。

（2） （2）不均一な空気の排出によって水の流れが悪くなり、パイプが破裂して給水システムが適切に機能しなくなる。多くのパイプ破裂は、微量の空気を排出できる排気バルブによって引き起こされる。給水管は、排気不良によるガス爆発で破壊される可能性があり、その圧力は20～40気圧に達し、静圧40～80気圧の破壊力に相当する。工学で使用される最も頑丈なダクタイル鋳鉄でさえも損傷を受ける可能性がある。工学部のエンジニアは分析の結果、ガス爆発であると判定した。南部の都市の水道管の一部は長さがわずか860メートルで、管径はDN1200mmであったが、1年間の運用で6回も爆発した。

結論によれば、排気弁の設置不足による水道管の排気ガス爆発による被害は、ごく微量の排気量にとどまる可能性がある。動圧式高速排気弁に排気弁を置き換えることで、十分な排気量を確保でき、水道管爆発の核心的な問題は最終的に解決される。

（３）パイプ内の水流速度と動圧は継続的に変化し、システムパラメータは不安定になり、水中の溶存空気が継続的に放出され、エアポケットが徐々に形成・拡大する結果、大きな振動や騒音が発生する可能性があります。

（４）金属表面の腐食は空気と水に交互にさらされることで加速されます。

（５）パイプラインは不快な騒音を発生する。

転がり不良による隠れた危険

1. 排気が不均一だと、パイプラインの圧力が変動したり、流量調整が不正確になったり、パイプラインの自動制御が不正確になったり、安全保護対策が効かなくなったりする可能性があります。

2. パイプラインからの水漏れが増加した。

3. パイプラインの破損が増加し、長期にわたる継続的な圧力ショックによりパイプの壁や接合部が弱まり、寿命の短縮やメンテナンスコストの上昇などの問題が発生します。

数多くの理論的研究といくつかの実践的事例により、加圧給水管内に大量のガスが含まれている場合、最も損傷の大きいウォーターハンマー（パイプラインにとって最も危険な現象）がいかに簡単に発生するかが実証されています。長期間使用すると、管壁の寿命が縮まり、脆くなり、漏水が増加し、さらにはパイプの爆発につながる可能性があります。

都市給水管の漏水の主な根本原因は、配管の排気問題です。配管底部の清掃が必要であり、解放可能な排気弁が最適な解決策です。動圧式高速排気弁は、この要件を満たしています。

ボイラー、エアコン、石油・ガスパイプライン、給排水パイプライン、長距離スラリー輸送など、あらゆる用途に排気弁は不可欠です。排気弁はパイプラインシステムの重要な補助部品です。パイプライン内の余分なガスを排出し、パイプラインの効率を高め、エネルギー消費量を削減するために、高所やエルボに設置されることがよくあります。

さまざまな種類の排気バルブ

水中の溶存空気量は通常約2VOL%です。送水プロセス中、この空気は絶えず水から排出され、パイプラインの高い位置に溜まってエアポケット（エアポケット）を形成します。エアポケットは送水に支障をきたし、システムの送水能力が5～15%低下する可能性があります。このマイクロ排気バルブの主な目的は、この2VOL%の溶存空気を除去することです。高層ビル、製造パイプライン、小規模ポンプ場などに設置することで、システムの送水効率を向上・維持し、エネルギーを節約します。

シングルレバー式（SIMPLE LEVER TYPE）マイクロ排気弁の弁体は楕円形です。フロート、レバー、レバーフレーム、バルブシートなど、すべての内部部品にSUS304ステンレス鋼を使用しています。内部には1/16インチの排気口規格を採用しています。PN25までの作動圧力設定が可能です。