JP5633079B2 - 自動吸排気バルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は自動吸排気バルブ装置に関し、流体移動時、配管の内に存在する空気を排出及び流入させるための自動吸排気バルブ装置に関する。

一般に、水または配管システムが目的に合う用事を正しく行なうためには、配管の中の空気やその他の非凝縮性ガスを除去することが必ず必要である。これは、空気やガスが配管の内に詰まるようになれば、流体の流れを妨害して有用設備の誤作動を誘発する等の問題があり、また過度な騷音と振動が発生することは勿論、腐食や破壊は勿論、メインテナンス費用を増加させる要因となり、配管システムの充水（filing）時、またはポンプの起動を妨害するエアロック（air lock）の問題も発生するためである。

このような問題は配管の内の空気を排出してからまた流入できるように空気の流出入を制御するエアー／真空バルブ装置を使用することによって解決できる。

このような従来のエアー／真空バルブ装置は、内部に流出入される流体により球をフローティングさせて空気排出孔を開閉している。ここに使われる球は水で浮かぶことができるように比重が１より小さいものを使用する。ところで、このような従来のエアー／真空バルブ装置は、流体によりフローティングされる球とバルブを支持する支持構造を共に具備しなければならないので、その構造が複雑であるため、製作及び組立が容易でなくて生産性を低下させる問題があった。

また、従来のエアー／真空バルブ装置は、複雑な構造によって製作コストが上昇することは勿論、メインテナンスが容易でないという問題があった。

また、従来のエアー／真空バルブ装置は、構造上、大口径の自動吸排気バルブ装置の製作が容易でないという問題があった。

上記の問題点を解決するために、本発明は構造がシンプルで、製作及びメインテナンスが容易で、かつ大口径の吸排気孔を有する自動吸排気バルブ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、一側にオリフィス孔を具備し、他側に吸排気孔を具備した胴体部と、上記胴体部の内に非拘束状態で移動可能に挿入されて上記吸排気孔を開閉する開閉部材と、上記胴体部の一側に延長形成されて上記胴体部を通常の配管と連通可能に連結する連結部材と、を含み、上記開閉部材は、流体が上記配管から上記オリフィス孔を通じて上記胴体部に流入して上記吸排気孔に排出される時、流体の流れが有する流速により浮游して上記吸排気孔を閉鎖し、上記胴体部に流入した流体の水位が低くなれば、自重により上記胴体部の下方に落下しながら上記吸排気孔を開放することを特徴とする、自動吸排気バルブ装置を提供する。

上記開閉部材は、その比重が上記流体の比重に対し、１．０〜９．０倍のものが好ましい。

上記オリフィス孔は、上記配管の直径より狭い幅で形成されることが好ましい。また、上記オリフィス孔は、長孔からなることができる。また、上記オリフィス孔は、互いに距離を置いて配置された一対で形成され、そのうち、少なくとも１つは上記吸排気孔の位置に対応する所に位置することが好ましい。

上記開閉部材は球形状からなり、上記オリフィス孔の幅より大きい直径を有することができる。

上記連結部材は管形状からなり、上記配管と連結される側が開放され、他側が閉鎖される。また、上記連結部材は管形状からなり、上記配管と連結される側とその他側が全て開放されることも勿論可能である。

上記連結部材は配管の一面に付着される密着部と、上記密着部の両端に一端が各々連結され、他端が各々分離可能に連結される固定バンドと、を含むことができる。

上記密着部は、上記胴体部のオリフィス孔が形成された側の周辺に沿って延長形成され、配管に密着可能に所定の曲率を有することが好ましい。

上記胴体部は、開閉部材のメインテナンスのための取出孔を形成し、上記取出孔を開閉するための清掃用栓を含むことができる。

上記連結部材は、配管と相互ネジ結合される。また、上記連結部材と配管は合成樹脂材からなり、上記連結部材及び配管は接着剤により相互連結されるか、溶接により相互連結できる。また、上記連結部材と配管は金属材からなり、上記連結部材及び配管は溶接により相互連結されることも勿論可能である。

上記連結部材は配管と連結される側に配置されるジョイント部材を具備し、上記ジョイント部材は上記連結部材の一端と分離可能にネジ結合される第１部分と、上記配管の一端がネジ結合されるか、接着剤により連結される第２部分とを含むことができる。この場合、上記連結部材と上記第２部分とが相互接する部分に気密維持用パッキングを配置することが好ましい。

また、上記連結部材は配管と連結される側に配置されるジョイント部材を具備し、上記ジョイント部材は上記連結部材の一端と分離可能にネジ結合される第１部分と、上記第１部分の内側に位置した状態で上記配管の外周に嵌合される圧縮リングとを含み、上記圧縮リングは上記第１部分を上記連結部材に締結すれば、上記第１部分、上記連結部材の開放端部、及び上記配管に各々密着して気密を維持することができる。

上記連結部材は上記胴体部の後方に形成された第１結合部、及び上記配管の一側に形成された第２結合部を含み、上記第１及び第２結合部は相互分離可能にスライディング結合することができる。

また、本発明は配管に形成されたオリフィス孔と、一側が上記オリフィス孔と連通され、他側に吸排気孔を具備し、上記配管に溶接または接着剤により結合される胴体部と、上記胴体部の内に非拘束状態で移動可能に挿入されて上記吸排気孔を開閉する開閉部材と、を含み、上記開閉部材は流体が上記配管から上記オリフィス孔を通じて上記胴体部に流入して上記吸排気孔に排出される時、流体の流れが有する流速により浮游して上記吸排気孔を閉鎖し、上記胴体部に流入した流体の水位が低くなれば、自重により上記胴体部の下方に落下しながら上記吸排気孔を開放することを特徴とする自動吸排気バルブ装置を提供することによって上記の目的を達成することができる。

本発明によれば、胴体部に流入及び排出される流体により吸排気孔を開閉する開閉部材を具備するによって、全体的な構造をシンプルに構成できるので、製作及び組立の容易性により生産性を向上させることができる利点がある。

また、本発明は簡単な構造によりメインテナンスが容易で、かつ製品のコストを低めることができる。

また、本発明の構造上、大口径の吸排気孔を持っているので、汚水排出時、滓などにより吸排気孔が塞がることを防止することによって、バルブ装置の誤作動を未然に防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を示す斜視図である。 図１に表示されたII−II線に沿って示す断面図である。 図１に表示されたIII−III線に沿って示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を貯蔵容器に設置した例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置の作用を順次に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を通常の熱交換ステムに適用した例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を通常のポンプ装置に適用した例を示す概略図である。 第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置の胴体部に形成されたオリフィス孔の他の例を各々示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置に清掃口を設置した状態を示す断面図である。 第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置と配管に適用される多様な連結構造を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水平配管から分枝された垂直配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水中ポンプ装置に設置した例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置の作用を順次に示す断面図である。 第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置と配管に適用される多様な連結構造を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水中ポンプ装置に設置した例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る自動吸排気バルブ装置の作用を順次に示す断面図である。 第３実施形態に係る自動吸排気バルブ装置の配管に適用される多様な連結構造を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を垂直配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水平配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第５実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を示す分解図である。 本発明の第５実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を垂直配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第５実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水平配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を垂直配管に設置した例を示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を水平配管に設置した例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る自動吸排気バルブ装置を、添付した図面を参考して順次に説明する。

図１を参考すると、第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００は、胴体部１１０、開閉部材１３０、及び連結部材１５０を含む。

胴体部１１０は内側に開閉部材１３０が流動可能に非拘束状態で挿入される空間部１１１を具備し、両側に各々オリフィス孔１１３及び吸排気孔１１５を具備する。

図２を参考すると、空間部１１１は下方から上方に行くほど徐々に広く形成されることによって、胴体部１１０の上部の一側が突出した形状をなす。

オリフィス孔１１３はその幅（ｌ、図３参考）が連結部材１５０の直径（Ｄ）より狭く形成される。これによって、連結部材１５０を経て胴体部１１０の空間部１１１に流入する流体はオリフィス孔１１３を通過しながらその流速が増加する。

吸排気孔１１５は流体と一緒にオリフィス孔１１３を通じて胴体部１１０の空間部１１１に流入した空気が排出される。また、吸排気孔１１５は開閉部材１３０により閉鎖された吸排気孔１１５が開放される場合、外部の空気が胴体部１１０の空間部１１１に流入する通路の役割をする。

開閉部材１３０は球形状からなり、流体が胴体部１１０の空間部１１１に流入する初期に浮び上がらないように流体の比重に対し、約１．０〜９．０倍でなされる。このような開閉部材１３０の比重範囲は、連結部材１５０及び胴体部１１０の空間部１１１に存在する空気が全て吸排気孔１１５を通じて外部に排出された後に浮び上がって、吸排気孔１１５が閉鎖できるように所定のインターバルを有するために考慮された範囲である。上記開閉部材は、合成樹脂、鉄、または非鉄金属材質からなることが好ましい。

この場合、開閉部材１３０の比重が１．０倍未満の場合、連結部材１５０及び胴体部１１０の空間部１１１に存在する空気が外部に排出される前に吸排気孔１１５が開閉部材１３０により閉鎖され、比重が９．０倍以上の場合、開閉部材１３０が浮び上がらないで空間部１１１の底にそのまま沈んでいる場合が多いので、吸排気孔１１５の閉鎖が円滑になされないことがある。

このような開閉部材１３０は、流体が貯蔵容器１８０からオリフィス孔１１３を通じて胴体部１１０の空間部１１１に流入して吸排気孔１１５に排出される時、ベルヌイ効果による流体の流速により開閉部材１３０の上方の周囲で発生する圧力が低くなりながら開閉部材１３０が浮游して吸排気孔１１５を閉鎖する。この際、流体の静圧により開閉部材１３０は吸排気孔１１５を閉鎖状態に維持するようになる。また、開閉部材１３０は胴体部１１０の空間部１１１に流入した流体の水位が低くなれば、自重により胴体部１１０の空間部１１１の下方に落下しながら吸排気孔１１５を開放する。

連結部材１５０は、略管形状で、胴体部１１０の一側に延長形成されて、胴体部１１０を貯蔵容器１８０と連通可能に連結する。このように、連結部材１５０は胴体部１１０と配管１８３とを相互連通することによって、貯蔵容器１８０の内に存在する空気の外部への排出、または流入を可能にする。また、第１実施形態で説明する連結部材１５０は、貯蔵容器１８０と連結される側のみに開口１５１（図２参考）が形成される。

このように構成された第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００は、図４のように、貯蔵容器１８０の内部の空気を外部に排出したり、反対に、貯蔵容器１８０の内部に空気が流入できるように、貯蔵容器１８０の上方に連結した後に使用する。

上記貯蔵容器１８０に設置された第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００の作用を添付した図４乃至図８を参考して説明する。

まず、貯蔵容器１８０に流体、例えば、水を詰める場合、流入バルブ１８１を開けて、ドレーンバルブ１８２を閉じた状態で、流入バルブ１８１を通じて持続的に水を貯蔵容器１８０に提供する。これによって、貯蔵容器１８０に流入した水は貯蔵容器１８０の底面から詰まるようになり、貯蔵容器１８０の内部に存在する空気は自動吸排気バルブ装置１００を通じて徐々に貯蔵容器１８０の外部に抜け出る。

引続き、貯蔵容器１８０に詰められた水は貯蔵容器１８０に完全に詰められると連結部材１５０に流入する。連結部材１５０に流入した水Ｗは、図５のように、オリフィス孔１１３を通じて胴体部１１０の空間部１１１に流入する。この場合、水Ｗは貯蔵容器１８０から連結部材１５０に流入する速度より速い流速で胴体部１１０の空間部１１１に流入する。この場合、開閉部材１３０は、水より比重が大きいので浮び上がらないで、そのまま空間部１１１に沈んだ状態にある。

次に、図６のように、水Ｗがオリフィス孔１１３を通じて持続的に流入しながら開閉部材１３０が水Ｗに完全に浸るようになる。この際、ベルヌイ効果によってオリフィス孔１１３を通じて速い速度で流入する水Ｗの動圧により開閉部材１３０の上方の周囲で発生する圧力が開閉部材の下方の周囲で発生する圧力に比べて低くなるので、開閉部材１３０が浮び上がり、図７のように、吸排気孔１１５側に移動するようになる。このように、開閉部材１３０が所定のインターバルを置いて浮び上がることによって、連結部材１５０の内部及び胴体部１１０の空間部１１１に存在する空気Ａが吸排気孔１１５を通じて全て外部に排出される。

その後、開閉部材１３０は、図８のように、貯蔵容器１８０の内部の静圧により吸排気孔１１５を完全に閉鎖する。このように、図５から図８に至る過程は非常に短い時間に行われる。

一方、貯蔵容器１８０に装入された水を外部に提供する場合、流入バルブ１８１を止めて、ドレーンバルブ１８２を開放する。これによって、貯蔵容器１８０から水が排出され、自動吸排気バルブ装置１００の内に詰められた水もその水位が徐々に低くなる。

これによって、開閉部材１３０は自重により胴体部１１０の空間部１１１の底に落下して吸排気孔１１５が開放される。開放された吸排気孔１１５を通じて外部から空気が流入して、結局、貯蔵容器１８０の内部が大気圧状態になりながら貯蔵容器１８０の内の水がドレーンバルブ１８２を通じて円滑に排出される。また、貯蔵容器１８０の内で真空発生により貯蔵容器１８０が潰す等の真空破壊を防止することができる。

上記の図４は第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００を貯蔵容器１８０に適用した例を説明したが、その使用領域は貯蔵容器１８０に制限されず、図９に図示されたように、通常の熱交換ステムに適用したり、図１０に図示されたように、通常のポンプ装置に適用することも勿論可能である。

図９の未説明符号２００は循環ポンプ、２０１は吐出配管、２０３は熱源機器、２０５は熱交換器、２０７は膨脹タンクを示し、図１０の未説明符号２１０は水槽、２１１は吸入配管、２１３はポンプ、２１５はモータ、２１７は逆止チェックバルブを各々示す。

上記第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００は、図１１乃至図２３に図示されたように、各部分に対する多様な実施形態を適用することができる。

図１１を参考すると、上記第１実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００は、オリフィス孔１１３を長孔で形成したが、これに限定されず、所定の間隔を有する２つのオリフィス孔１１４ａ、１１４ｂで形成することができる。この場合、２つのオリフィス孔１１４ａ、１１４ｂは互いに距離を置いて配置され、そのうちの少なくとも１つは吸排気孔１１５の位置に対応する所に設定される。

このように、オリフィス孔１１４ａ、１１４ｂが２つに形成される場合、胴体部１１０の空間部１１１及び連結部材１５０の内部に流入する流体の水位が上昇すれば、下方のオリフィス孔１１４ｂで１次に流体が進入し、これによって、胴体部１１０の空間部１１１及び連結部材１５０の内部から空気が排出された後、上方のオリフィス孔１１４ａで２次に流体が進入して流速を発生させる。したがって、開閉部材１３０は流体の中で浮游しながら吸排気孔１１５を閉鎖する。

図１２を参考すると、オリフィス孔を中央の狭いピーナッツ形状の単一オリフィス孔１１４ｃで形成することも勿論可能である。この場合、ピーナッツ形状の単一オリフィス孔１１４ｃを採用する場合にも、上記２つのオリフィス孔を形成する場合と似ているように開閉部材１３０が吸排気孔１１５を閉鎖する。

図１３を参考すると、第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００は、胴体部１１０の内に設置された開閉部材１３０のメインテナンスのために、胴体部１１０の一側に取出孔１１６を形成する。取出孔１１６は開閉部材１３０を取り出して、胴体部１１０の内部及び開閉部材１３０を清掃できる清掃口の役割をする。併せて、取出孔１１６は着脱可能に結合される清掃用栓１１７を具備し、平常時には清掃用栓１１７により取出孔１１６を閉鎖し、清掃及びメインテナンス時には清掃用栓を開放する。この場合、清掃用栓１１７は取出孔１１６にネジ結合され、取出孔１１６への結合時、漏水を防止するために別のシーリング（sealing）のようなパッキング部材を具備することが好ましい。

また、上記第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００は、図１４乃至図２２のように、多様な連結構造を通じて配管１８３と相互連結できる。

即ち、図１４を参考すると、ネジ結合方式により自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３とが連結される。即ち、連結部材１５０開放端側に内周面に沿ってネジ山Ｓａが形成されたソケットＳを延長形成し、このソケットＳに挿入される配管１８３の一端には外周面に沿って上記ソケットＳのネジ山Ｓａにネジ結合されるネジ山１８３ａが形成される。

図１５を参考すると、ボンド接着方式により自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３とが連結される。即ち、連結部材１５０の開放端側に配管１８３の一端が挿入されるソケットＳを延長形成し、このソケットＳの内周にボンドのような接着剤１９０を塗布した後、配管１８３の一端をソケットＳに挿入することによって相互連結される。このようなボンド接着方式は、主に連結部材１５０と配管１８３がＰＶＣ管のように合成樹脂材からなる場合に適用することが好ましい。

図１６を参考すると、溶接により自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３とを相互連結する。このような溶接連結方式は、連結部材１５０と配管１８３が全て金属材、または全て合成樹脂材からなる場合に適用できる。図１６の未説明符号１９１は溶接肉を示す。

図１７乃至図２２を参考すると、自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３とはジョイント部材を媒介にして相互連結される多様なユニオン連結方式により相互連結できる。

図１７及び図１８に図示された連結方式はユニオンボンド接着方式であって、ジョイント部材３００が連結部材１５０の一端が挿入される第１部分３１０と、配管１８３の一端が挿入される第２部分３３０とを含む。第１部分３１０は、連結部材１５０の一端に形成されたネジ山１５０ａがネジ結合されるように第１部分３１０の内側にネジ山３１１を形成する。第２部分３３０は、内周面に塗布する接着剤３５０を通じて配管１８３と連結される。この場合、第２部分３３０と連結部材１５０とが接する部分にゴム材質からなるパッキング３７０を配置して自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３との間の漏水を防止する。

図１９及び図２０に図示された連結方式はユニオンネジ連結方式であって、ジョイント部材３００ａの構成が上記図１７及び図１８に図示したジョイント部材３００と大部分同一であり、但し、配管１８３と第２部材３３０との結合が接着剤でないネジ結合により行われた点に差がある。このようなネジ結合のために、配管１８３の一端の外周面にネジ山１８３ａが形成され、第２部材３３０の内周面にネジ山３３１が各々形成される。

図２１及び図２２に図示された連結方式はユニオン圧縮リング連結方式であって、ジョイント部材３００ｂは第１部分３１０及び圧縮リング３８０を含む。連結部材１５０及び第１部分３１０は、相互ネジ山１５０ａ、３１１を通じて分離可能に結合される。

圧縮リング３８０は弾力を有する天然ゴム、合成ゴム、テフロン(登録商標)、及び合成樹脂のうち、いずれか１つの材質からなることができる。上記圧縮リング３８０は、第１部分３１０の内側に位置した状態で配管１８３の外周に嵌合される。この場合、第１部分３１０を連結部材１５０と締結する方向に回転すれば、圧縮リング３８０は徐々に連結部材１５０の開放端部１５０ｂにより押さえられながら、第１部分３１０、連結部材１５０の開放端部１５０ｂ、及び配管１８３に各々密着することによって、最終的に自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３との間の漏水を防止する。

この場合、連結部材１５０は内周面に開放端部１５０ｂから連結部材１５０の内側に所定の間隔を置いてストッパー１５０ｃが突出形成される。このストッパー１５０ｃは、ジョイント部材３００ｂを通じて自動吸排気バルブ装置１００と配管１８３とを相互連結する時、配管１８３が自動吸排気バルブ装置１００に挿入取付される深さを制限する。

図２３を参考すると、上記第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００は、水平に配置された第１配管１８８に垂直に分枝された第２配管１８９に設置して使用することも勿論可能である。

以下、第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ａの構成を説明する。本発明の第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ａは、第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と大部分の構成が同一であり、但し、図２５に図示されたように、連結部材１５０に２つの開口１５１、１５３が形成された点が相異する。したがって、第２実施形態の場合、自動吸排気バルブ装置１００ａの構成のうち、上記第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一な構成に対してはその説明を省略する。

図２４及び図２５を参考すると、第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ａは、図２５に図示された連結部材１５０の構成により、配管が一対からなる場合、その一対の配管の間に設置して使用することができる。

例えば、図２４のように、汚水排出装置の汚水曹４００の内に設置された水中ポンプ４１０に連結された一対の吐出配管４４５ａ、４４５ｂに適用することができる。この場合、汚水曹４００に装入された汚水を揚水時、一対の吐出配管４４５ａ、４４５ｂのうち、下方に配置される吐出配管４４５ａの内部とポンプケーシング４１０ａの内部に存在する空気を排出させる。これによって、装置の各部分の内部に存在する空気により発生するエアロック（air lock）現象を防止することができる。

このように、揚水時、下方に配置された吐出配管４４５ａと水中ポンプ４１０のポンプケーシング４１０ａの内部に存在する空気を自然に排出することによって、水中ポンプ４１０が持続的に空回転することによって過熱されることを防止して、水中ポンプ４１０を保護することができる。

図２４で、未説明符号４４６は水中ポンプ４１０に汚水が逆流することを防止するためのチェックバルブを示す。

上記のように構成された第２実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ａの作用を図２６乃至図２９を参考して説明する。

まず、汚水曹４００の内の流体、例えば汚水を揚水する場合、水中ポンプ４１０を作動させれば、汚水は連結部材１５０の一側開口１５１に連結された配管４４５ａを通じて連結部材１５０に流入する。

連結部材１５０に流入した汚水Ｗ１は、図２６のように、小口径のオリフィス孔１１３を通じて胴体部１１０の空間部１１１に流入し、これによって、汚水Ｗ１は配管４４５ａから連結部材１５０に流入する速度より速い流速で胴体部１１０の空間部１１１に流入する。この場合、開閉部材１３０は水より比重が大きいので、浮び上がらないで、そのまま空間部１１１に沈んだ状態にある。

次に、図２７のように、汚水Ｗ１がオリフィス孔１１３を通じて持続的に流入しながら開閉部材１３０が汚水Ｗ１に完全に浸るようになる。この際、ベルヌイ効果によってオリフィス孔１１３を通じて速い速度で流入する汚水Ｗ１により開閉部材１３０の上方の圧力が開閉部材の下方に比べて低くなりながら開閉部材１３０が浮び上がる。次に、開閉部材１３０は、図２８のように、汚水Ｗ１の動圧により吸排気孔１１５側に移動する。このように、開閉部材１３０が所定のインターバルを置いて浮び上がることによって、吐出配管４４５ａ、水中ポンプ４１０のポンプケーシング４１０ａの内部、連結部材１５０の内部、及び胴体部１１０の空間部１１１に存在する空気Ａが吸排気孔１１５を通じて全て外部に排出される。この際、吸排気孔１１５は従来のバルブ装置より大きく製作されるので、汚水に混ざっている滓やスラッジなどによる塞がり現象を減らすことができる。

その後、開閉部材１３０は、図２９のように、吐出配管４４５ａの内の流体の静圧により吸排気孔１１５を完全に閉鎖する。これによって、下方の吐出配管４４５ａの内部とポンプケーシング４１０ａの内部に存在する空気を排出させて、エアロック現象無しで汚水Ｗ１が上方の吐出配管４４５ｂに連結された連結部材１５０の開口１５３を通じて円滑に吐出される。

上記第２実施形態の場合、上記第１実施形態と同様に、図２６から図２９に至る過程は非常に短い時間内に行われる。

一方、水中ポンプの作動を止めれば、下方の吐出配管４４５ａの内に存在する汚水Ｗ１が重力により水中ポンプ側に移動するようになり、これと共に開閉部材１３０は自重により胴体部１１０の空間部１１１の底に落下して吸排気孔１１５が開放されて、次の汚水排出のための水中ポンプ４１０の再稼働時、空気を排出できる準備状態となる。

上記第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ａは、第１実施形態と同様に、配管と多様な連結構造を通じて相互連結できる。即ち、第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ａと一対の配管４４５ａ、４４５ｂは、図３０乃至図３５のように、相互多様な連結構造を通じて相互連結され、具体的な連結構造は第１実施形態と同一であるので説明を省略する。図３０の未説明符号４４６ａ及び４４６ｂはネジ山を示し、図３３乃至図３５の未説明符号１５０ａ、３１１と図３４の未説明符号４４６ａは各々ネジ山を示す。

上記第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ａと一対の配管４４５ａ、４４５ｂとの連結構造は、ネジ結合方式（図３０参考）、ボンド接着方式（図３１参考）、及び溶接連結方式（図３３参考）からなることができる。また、第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ａは、ユニオンボンド接着方式（図３４参考）、ユニオンネジ連結方式（図３５参考）、及びユニオン圧縮リング連結方式（図３６参考）により一対の配管４４５ａ、４４５ｂの間に設置されることも可能であり、このようにユニオン方式を適用する場合、一対の配管４４５ａ、４４５ｂから自動吸排気バルブ装置１００ａの脱着が容易になるので、メインテナンスを容易に行なうことができる。

以下、第３実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｂの構造を図３６及び図３７を参考して説明する。

第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂは、上記第１及び第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００、１００ａとは異なり、垂直配管でない水平に配置された一対の配管４４６ａ、４４６ｂに適用される。

この場合、第３実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｂは、連結部材１５０の両端が同一軸上に水平に配置された一対の配管４４６ａ、４４６ｂに連結される。胴体部１１０は連結部材１５０の上方に結合され、配管４４６ａ、４４６ｂに沿って移動する流体の移動方向に関わらず、開閉部材１３０を昇降させることができるように胴体部１１０が両側対称に形成される。

胴体部１１０と連結部材１５０とはオリフィス孔１１３を通じて相互連通され、この場合、オリフィス孔１１３は連結部材１５０の長手方向に沿って形成される長孔形状からなることが好ましい。

また、胴体部１１０の上端には空気Ａを外部に排出及び吸入するための吸排気孔１１５が形成される。吸排気孔１１５は開閉部材１３０が胴体部１１０の外部に離脱しないように開閉部材１３０の直径より小さく形成されることが好ましい。

このように構成された第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂの動作を添付した図３８乃至図４１を参考して説明する。

まず、汚水曹４００の内の流体、例えば、汚水を揚水する場合、水中ポンプ４１０を作動させれば、汚水Ｗ１は連結部材１５０の右側に配置された配管４４７ａから左側に配置された配管４４７ｂに移送される。次に、汚水Ｗ１は図３８のように、連結部材１５０の一側開口１５１に連結された水平に配置された配管４４７ａを通じて連結部材１５０に流入する。

連結部材１５０に流入した汚水Ｗ１は、図３９のように、汚水は配管４４７ａから連結部材１５０に流入する速度よりオリフィス孔１１３を通じてより速く胴体部１１０の空間部１１１に流入する。この場合、開閉部材１３０は水より比重が大きいので、浮び上がらないで、そのまま空間部１１１に沈んだ状態にある。

次に、図４０のように、汚水Ｗ１がオリフィス孔１１３を通じて持続的に流入しながら開閉部材１３０が汚水Ｗ１に完全に浸るようになる。この際、吸排気孔１１５を通じて速い速度で排出する空気と微少量の汚水Ｗ１により開閉部材１３０の上方の周囲に発生する圧力が開閉部材の下方の周囲に発生する圧力に比べて低くなる。この場合、開閉部材１３０はベルヌイ効果により浮び上がりながら汚水Ｗ１の動圧により吸排気孔１１５側に移動する。このように、開閉部材１３０が所定のインターバルを置いて浮び上がることによって、吐出配管４４７ａ、水中ポンプ４１０の内部、連結部材１５０の内部、及び胴体部１１０の空間部１１１に存在する空気Ａは吸排気孔１１５を通じて全て外部に排出される。この際、吸排気孔１１５は従来のバルブ装置より大きく製作されるので、汚水に混ざっている滓やスラッジなどによる塞がり現象を減らすことができる。

その後、開閉部材１３０は、図４１のように、流体の静圧により吸排気孔１１５を完全に閉鎖する。これによって、吐出配管４４７ａの内に存在する空気を排出させてエアロック現象無しで汚水Ｗ１が一側の吐出配管４４７ｂを通じて円滑に移動する。

上記第３実施形態の場合、上記第１実施形態と同様に、図３８から図４１に至る過程は非常に短い時間内に行われる。

一方、水中ポンプ４１０の作動が止めれば、一対の吐出配管４４５ａ、４４５ｂの内に存在する汚水Ｗ１が重力により水中ポンプ４１０側に移動するようになり、これと共に開閉部材１３０は自重により胴体部１１０の空間部１１１の底に落下して吸排気孔１１５を開放して、次の汚水排出のための水中ポンプ４１０の再稼働時、空気を排出できる準備状態となる。

上記第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂは、第１及び第２実施形態と同様に、配管と多様な連結構造を通じて相互連結できる。即ち、第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂと一対の配管４４７ａ、４４７ｂは、図４２乃至図４７のように、相互多様な連結構造を通じて相互連結され、具体的な連結構造は第１及び第２実施形態と同一であるので説明を省略する。図４２の未説明符号Ｓａ、４４８ａ、４４８ｂはネジ山を示し、図４５乃至図４７の未説明符号１５０ａ、３１１と、図４６の未説明符号３３１、４４８ａは各々ネジ山を示す。

上記第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂと一対の配管４４７ａ、４４７ｂとの間の連結構造は、ネジ結合方式（図４２参考）、ボンド接着方式（図４３参考）、及び溶接連結方式（図４４参考）によりなされる。また、第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｂは、ユニオンボンド接着方式（図４５参考）、ユニオンネジ連結方式（図４６参考）、及びユニオン圧縮リング連結方式（図４７参考）により一対の配管４４７ａ、４４７ｂの間に設置されることも勿論可能であり、このように、ユニオン方式を適用する場合、一対の配管４４７ａ、４４７ｂから自動吸排気バルブ装置１００ｂの脱着が容易になるので、メインテナンスを容易に行なうことができる。

以下、本発明の第４実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｃの構成を添付した図４８乃至図５０を参考して説明する。

第４実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃは、連結部材１５５ａ、１５５ｂを除いた残りの構成が上記第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一である。したがって、第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一な第４実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃについての構成説明は省略する。

第４実施形態の連結部材１５５ａ、１５５ｂは、第１乃至第３実施形態の管形状からなる連結部材１５０と異なり、密着部１５５ａと一対の固定バンド１５５ｂを具備する。

密着部１５５ａは、胴体部１１０のオリフィス孔１１３が形成された側の周辺に沿って延長形成され、配管４４９（図４９参考）に密着可能に所定の曲率を有する。一対の固定バンド１５５ｂは密着部１５５ａの両端の外周面に各々形成された挿入溝１５５ｃに一部が掛かっている状態で胴体部１５５ａを配管４４９に固定させる。併せて、一対の固定バンド１５５ｂは開放端が各々固定ネジ１６１及びナット１６３により相互分離可能に連結される。

このような第４実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃは、既存に設置された配管４４９にオリフィス孔１１３に対応する貫通孔４４９ａを形成した後、オリフィス孔１１３と貫通孔４４９ａとが相互対応するように配管に設置して使用する。これによって、第３実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃは、第１乃至第２実施形態の自動吸排気バルブ装置１００、１００ａ、１００ｂに比べて設置位置に制限されず、配管に結合して使用することができる。

併せて、第４実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃは、垂直配管４４９の他にも、図５０のように、水平に配置された配管４５０に設置することも勿論可能である。この場合、胴体部１１０は配管４５０に沿って移動する流体の移動方向に関わらず、開閉部材１３０を昇降させることができるように、第３実施形態のように両側が対称に形成される自動吸排気バルブ装置１００ｂの胴体部１１０と同一な構造で製作されることが好ましい。

このような第４実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｃを通じた吸排気作用は、第１乃至第３実施形態と同一に行われるので、第４実施形態の作用説明は省略する。

以下、本発明の第５実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｄの構成を添付した図５１乃至図５３を参考して説明する。

第５実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｄは、連結部材１５６ａ、１５６ｃを除いた残りの構成が上記第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一である。したがって、第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一な第５実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｄについての構成説明は省略する。

図５１を参考すると、連結部材１５６ａ、１５６ｃは、胴体部１１０は後方に形成された第１結合部１５６ａと、垂直配管４５１の一側に形成された第２結合部１５６ｃとからなる。この場合、第２結合部１５６ａ、１５６ｃが第１結合部１５６ａのスロット１５６ｂにスライディング挿入されることによって、第１及び第２結合部１５６ａ、１５６ｃは相互分離可能に連結される。

このような第５実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｄは、垂直配管４５１の他にも、図５３のように、水平に配置された配管４５２に設置することも勿論可能である。この場合、胴体部１１０は配管４５２に沿って移動する流体の移動方向に関わらず、開閉部材１３０を昇降させることができるように、第３実施形態のように、両側が対称に形成される自動吸排気バルブ装置１００ｂの胴体部１１０と同一な構造で製作されることが好ましい。

このような第５実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｄを通じた吸排気作用は、第１乃至第３実施形態と同一に行われるので、第５実施形態の作用説明は省略する。

以下、本発明の第６実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｅの構成を添付した図５４及び図５５を参考して説明する。第６実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｅは、第１実施形態の自動吸排気バルブ装置１００と同一に構成され、但し、連結部材の代りに溶接または接着剤を用いて配管に連結される。

即ち、第６実施形態に係る自動吸排気バルブ装置１００ｅは、図５４に示すように、溶接またはボンドなどの接着剤により配管４５３に胴体部１１０を直接付着する。この場合、胴体部１１０を配管４５３に付着する前にオリフィス孔４５３ａを予め配管４５３の一部に形成する。このような長孔形状のオリフィス孔４５３ａは、第１実施形態で説明したように、一対の孔（図１１参考）またはピーナッツ形状（図１２参考）に形成できる。

このような第６実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｅは、垂直配管４５３の他にも、図５５のように、水平に配置された配管４５４に設置することも勿論可能である。この場合、胴体部１１０は配管４５４に沿って移動する流体の移動方向に関わらず、開閉部材１３０を昇降させることができるように、第３実施形態のように、両側が対称に形成される自動吸排気バルブ装置１００ｂの胴体部１１０と同一な構造で製作されることが好ましい。この場合、長孔形状のオリフィス孔４５４ａは、第１実施形態で説明したように、一対の孔（図１１参考）またはピーナッツ形状（図１２参考）に形成できる。

上記第６実施形態の自動吸排気バルブ装置１００ｅによる吸排気作用は第１乃至第３実施形態と同一に行われるので、第６実施形態の作用説明は省略する。

本発明は一般的なポンプシステムまたは汚排水装置のポンプシステムに適用して使用することができる。

Claims (18)

1. 内部に空間部を有するものであって、一側にオリフィス孔を、他側の上部に吸排気孔を具備し、オリフィス孔から吸排気孔に向けて流体が通過し得る胴体部と、
   前記胴体部の内に非拘束状態で移動可能に挿入されて前記吸排気孔を開閉するものであって、流体の通過がないときには、胴体部の空間部の底で、空間部を通過する流体の流れに接する位置にあり、その比重が前記流体の比重に対し、１．０〜９．０倍である開閉部材と、
   前記胴体部の一側に延長形成されて前記胴体部を通常の配管と連通可能に連結する連結部材と、を含み、
   前記開閉部材は、流体が前記配管から前記オリフィス孔を通じて前記胴体部に流入して前記吸排気孔に排出される時、流体の流速によって、開閉部材の上方の範囲の圧力が低くなることによって胴体部の空間内を浮遊し、吸排気孔の方向に移動して前記吸排気孔を閉鎖し、前記胴体部に流入した流体の水位が低くなれば、自重により前記胴体部の下方に落下しながら前記吸排気孔を開放することを特徴とする、自動吸排気バルブ装置。
2. 前記オリフィス孔は、前記配管の直径より狭い幅で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
3. 前記オリフィス孔は、長孔からなることを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
4. 前記オリフィス孔は、互いに距離を置いて配置された一対で形成され、そのうちの少なくとも１つは前記吸排気孔の位置に対応する所に位置することを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
5. 前記開閉部材は球形状からなり、前記オリフィス孔の幅より大きい直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
6. 前記連結部材は管形状からなり、前記配管と連結される側が開放され、他側が閉鎖されたことを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
7. 前記連結部材は管形状からなり、前記配管と連結される側とその他側が全て開放されたことを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
8. 前記連結部材は、
   配管の一面に付着される密着部と、
   前記密着部の両端に一端が各々連結され、他端が各々分離可能に連結される固定バンドと、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
9. 前記密着部は、前記胴体部のオリフィス孔が形成された側の周辺に沿って延長形成され、配管に密着可能に所定の曲率を有することを特徴とする、請求項８に記載の自動吸排気バルブ装置。
10. 前記胴体部は、開閉部材のメインテナンスのための取出孔を形成し、前記取出孔を開閉するための清掃用栓を含むことを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
11. 前記連結部材は、配管と相互ネジ結合されることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の自動吸排気バルブ装置。
12. 前記連結部材と配管は合成樹脂材からなり、前記連結部材及び配管は接着剤により相互連結されるか、溶接により相互連結されることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の自動吸排気バルブ装置。
13. 前記連結部材と配管は金属材からなり、前記連結部材及び配管は溶接により相互連結されることを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の自動吸排気バルブ装置。
14. 前記連結部材は配管と連結される側に配置されるジョイント部材を具備し、
    前記ジョイント部材は前記連結部材の一端と分離可能にネジ結合される第１部分と、前記配管の一端がネジ結合されるか、接着剤により連結される第２部分とを含むことを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の自動吸排気バルブ装置。
15. 前記連結部材と前記第２部分とが相互接する部分に気密維持用パッキングを配置することを特徴とする、請求項１４に記載の自動吸排気バルブ装置。
16. 前記連結部材は配管と連結される側に配置されるジョイント部材を具備し、
    前記ジョイント部材は前記連結部材の一端と分離可能にネジ結合される第１部分と、前記第１部分の内側に位置した状態で前記配管の外周に嵌合される圧縮リングとを含み、
    前記圧縮リングは前記第１部分を前記連結部材に締結すれば、前記第１部分、前記連結部材の開放端部、及び前記配管に各々密着して気密を維持することを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の自動吸排気バルブ装置。
17. 前記連結部材は前記胴体部の後方に形成された第１結合部と、前記配管の一側に形成された第２結合部とを含み、
    前記第１及び第２結合部は相互分離可能にスライディング結合することを特徴とする、請求項１に記載の自動吸排気バルブ装置。
18. 縦方向の配管の側部に形成されたオリフィス孔と、
    内部に空間部を有するものであって、一側が前記オリフィス孔と連通され、他側の上部に吸排気孔を具備し、前記配管に溶接または接着剤により結合され、オリフィス孔から吸排気孔に向けて流体が通過し得る胴体部と、
    前記胴体部の内に非拘束状態で移動可能に挿入されて前記吸排気孔を開閉するものであって、吸排気孔の開放状態のときには、胴体部の空間部の底で、空間部を通過する流体の流れの下方に、その流れに接する位置にあり、その比重が前記流体の比重に対し、１．０〜９．０倍である開閉部材と、を含み、
    前記開閉部材は流体が前記配管から前記オリフィス孔を通じて前記胴体部に流入して前記吸排気孔に排出される時、流体の流速によって、開閉部材の上方の範囲の圧力が低くなることによって胴体部の空間内を浮遊し、吸排気孔の方向に移動して前記吸排気孔を閉鎖し、前記胴体部に流入した流体の水位が低くなれば、自重により前記胴体部の下方に落下しながら前記吸排気孔を開放することを特徴とする、自動吸排気バルブ装置。

Images