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です。排気ポートの液面が一定のレベルに達すると、フロートは自動的に上昇し、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上昇します。特定の圧力により、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、大量の空気を放出します。パイプ内の空気がなくなるとすぐに、液体が流れ込みます。バルブ水は浮いているボールの入ったボウルの中を流れ、浮いているボールを押し戻し、ボールを浮かせて閉じます。

ポンプが故障すると、負圧が発生し始め、浮球が急降下し、パイプラインの安全性を維持するためにかなりの吸引力が使用されます。ブイが空になると、重力によってレバーの一端が下に引っ張られます。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存在す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、液体の浮力によってフロートが上方に浮き上がります。レバーのシール端面は、通気孔全体が完全に塞がれるまで、徐々に通気孔に押し付けられます。

排気バルブの重要性

都市部の水道管にガスが含まれているかどうか、またそれが管破裂につながる可能性があるかどうかについての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、長らく解決できていませんでした。ガスを含むタイプの断水におけ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、通常の水道網運用中にガスが蓄積される可能性のある原因、そして管の圧力上昇と管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。これは、通常運転時の給水管網におけるガスの発生源です。

（１）配管網が何らかの理由で一部または全部遮断された場合

（２）特定の配管区間を急いで修理し、空にする

（３）一つまたは複数の主要使用者の流量が急激に変化してパイプライン内に負圧が発生するため、排気弁とパイプラインがガス注入を許容するほど密閉されていない。

（４）流れていないガスの漏洩

（５）運転時の負圧によって発生したガスは、水ポンプの吸込管とインペラ内で放出される。

2. 給水管網エアバッグの挙動特性と危険性分析：

配管内のガス貯蔵の主な方法はスラグ流であり、これは配管上部に存在するガスが不連続な多数の独立した気泡として存在する状態を指します。これは、給水配管網の配管径が主水流方向に沿って大小変化するためです。気泡の長さと占有される水断面積は、ガス含有量、配管径、配管の縦断面特性などの要因によって決まります。理論研究と実際の応用から、気泡は配管上部に沿って水流とともに移動し、配管の曲がり部、バルブ、その他直径の異なる構造物の周囲に蓄積する傾向があり、圧力変動を引き起こすことが示されています。

水流速度の変化の程度は、配管網内の水流速度と方向の予測不可能性が高いため、ガス移動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裂させるのに十分です。また、配管網全体で圧力変動が、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も留意しておくことが重要です。これにより、ガスが充填された水流の圧力変化が悪化し、管破裂の可能性が高まります。ガス含有量、配管構造、および運用はすべて、配管内のガスの危険性に影響を与える要素です。危険性は、明示的および隠れた 2 つのタイプに分類でき、そ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）排気が固いため水が流れにくくなる 水とガスが同位相の場合、フロート式排気弁の大きな排気口はほとんど機能せず、微細孔からの排気のみに頼るため、深刻な「空気詰まり」が発生し、空気の排出が妨げられ、水の流れが不均一になり、水路の断面積が減少または消失し、水の流れが阻害され、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、ウォーター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増加します。

（２） （２） 空気の排出が不均一なために水流や管の破裂が発生し、給水システムが正常に機能しなくなる。多くの管の破裂は、微量の空気を排出できる排気弁によって引き起こされる。排気不良によるガス爆発は、最大２０〜４０気圧の圧力に達し、４０〜８０気圧の静圧に相当する破壊力を持つため、給水管を破壊する可能性がある。工学で使用される最も強靭なダクタイル鋳鉄でさえ損傷を受ける可能性がある。工学部の技術者らは分析の結果、ガス爆発であったと判断した。南部の都市の水道管の一部は長さがわずか８６０メートル、管径がDN１２００mmであったが、１年間の運用で６回も管が爆発した。

結論によれば、排気弁の不備による水道管の排気不足が原因で発生するガス爆発による被害は、ごくわずかな排気量に限られる。そこで、排気弁を十分な排気量を確保できる高速排気弁に交換することで、配管爆発の根本的な問題を解決した。

（３）パイプ内の水流速度と動圧は絶えず変化し、システムパラメータは不安定であり、水中の溶存空気の継続的な放出と気泡の漸進的な形成と拡大の結果として、大きな振動と騒音が発生する可能性がある。

（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促進される。

（５）パイプラインは不快な騒音を発する。

転がり不良によって生じる隠れた危険

1. 排気が不均一だと、パイプラインの圧力が変動し、流量調整が不正確になり、パイプラインの自動制御が不正確になり、安全保護対策が効果を発揮しなくなる可能性があります。

2. 水道管からの水漏れが増加した。

3. パイプラインの故障が増加し、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継ぎ目が弱くなり、寿命の短縮やメンテナンスコストの増加などの問題が発生する。

数多くの理論的研究といくつかの実例によって、加圧給水管に大量のガスが含まれている場合、最も破壊的で配管にとって危険なウォーターハンマー現象がいかに簡単に発生するかが実証されている。長期使用は管壁の寿命を縮め、脆さを増し、水漏れを増加させ、最終的には管の爆発を引き起こす可能性がある。

都市部の水道管漏水の主な根本原因は、配管の排気問題です。配管底部を清掃する必要があり、解放可能な排気弁が最適な解決策となります。現在、動的高速排気弁がそ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、あらゆるパイプラインシステムにおいて排気弁は不可欠な補助部品です。排気弁は、パイプライン内の余分なガスを排出して効率を高め、エネルギー消費量を削減するために、高い位置やエルボ部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。送水過程で空気は水から継続的に排出され、配管の最高部に溜まって気泡（エアポケット）を形成します。この気泡は送水を困難にし、システムの送水能力を5～15%低下させる可能性があります。このマイクロ排気弁の主な目的は、この2VOL%の溶存空気を除去することであり、高層ビル、製造パイプライン、小型ポンプ場などに設置することで、システムの送水効率を維持または向上させ、エネルギーを節約することができます。

シングルレバー式（シンプルレバータイプ）マイクロ排気弁の弁本体は楕円形です。フロート、レバー、レバーフレーム、弁座など、内部部品はすべて304SSステンレス鋼を使用しています。内部には1/16インチの排気穴規格が採用されています。PN25までの作動圧力設定に対応しています。