説明

自動吸排気バルブ装置

本発明は自動吸排気バルブ装置に関するものであって、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して、配管または設備装置の内部の空気を自動に吸排気させることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【発明の効果】
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】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2】図1に表示されたII−II線に沿って示す断面図である。
【図3】図1に表示されたIII−III線に沿って示す断面図である。
【図4】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。
【図5−8】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。
【図9】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。
【図10】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。
【図11−12】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。
【図13】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。
【図14−22】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。
【図23】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。
【図24−25】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。
【図26−29】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。
【図30−35】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。
【図36−37】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。
【図38−41】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。
【図42−47】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。
【図48】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。
【図49】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。
【図50】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。
【図51】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。
【図52】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。
【図53】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。
【図54】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。
【図55】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。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
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。
【0091】
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。
【0092】
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。
【0093】
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。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【産業上の利用可能性】
【0105】
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。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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、
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、流体の流れが有する流速により浮游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。
【請求項2】
前記開閉部材は、その比重が前記流体の比重に対し、1.0〜9.0倍であ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。
【請求項3】
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。
【請求項4】
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。
【請求項5】
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。
【請求項6】
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。
【請求項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。
【請求項8】
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。
【請求項9】
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。
【請求項10】
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9に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項11】
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。
【請求項12】
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7または請求項8に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項13】
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7または請求項8に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項14】
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7または請求項8に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項15】
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7または請求項8に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項16】
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15に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項17】
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7または請求項8に記載の自動吸排気バルブ装置。
【請求項18】
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。
【請求項19】
配管に形成されたオリフィス孔と、
一側が前記オリフィス孔と連通され、他側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、流体の流れが有する流速により浮游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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【図30】
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【図31】
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【図32】
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【図33】
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【図34】
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【図35】
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【図36】
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【図37】
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【図38】
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【図39】
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【図40】
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【図41】
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【図42】
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【図43】
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【図44】
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【図45】
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【図46】
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【図47】
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【図48】
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【図49】
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【図50】
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【図51】
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【図52】
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【図53】
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【図54】
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【図55】
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【公表番号】特表2013−506094(P2013−506094A)
【公表日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−530766(P2012−530766)
【出願日】平成22年9月8日(2010.9.8)
【国際出願番号】PCT/KR2010/006105
【国際公開番号】WO2011/037341
【国際公開日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【出願人】(512074102)
【Fターム(参考)】