JP2014113533A - 気体排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気体排出装置は、配管内に液体がない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管内に液体が流通すると液体を漏らすことなく気体を排出し続けること可能にする。
【解決手段】軸線Ｏ方向に延在する配管１と、配管１の径方向に延びるように設けられ、配管１の内外を連通させる気体排出管２と、液体の透過を不能とするとともに気体の透過を可能とする気体透過膜３０３を有する閉塞部３０を備え、閉塞部３０は、配管１に流通する液体に作用する力に基づいて気体排出管２を気体透過膜３０３によって配管１の内外が隔てられるように閉塞することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管中の気体を取り除く気体排出装置に関する。

配管を用いて液体を送る場合、配管周り温度の変化等によって配管内を流通する液体内に気泡が発生し、液体中に気体が混入してしまうことがある。配管を用いてポンプに液体を送る場合には、液体に気体が混入するとポンプに気体が入りこみ、ポンプが空転状態となることで脈動が発生し、送液効率が低下するだけでなく配管やポンプの破損を招くおそれがある。また、タンク等に液体を送る場合には、配管内で発生した気体がタンクに溜まってしまい所定の液量をタンクに充填することができなくなってしまう。

そこで、液体を送る配管には、気体である空気等を除去するために気体排出装置として空気抜き弁が複数設けられている。空気抜き弁は、空気等の気体が配管内にある場合には開放状態として気体を排出し、配管中の気体がなくなると閉口状態とすることで流通する液体が漏れることを防止する。

例えば、特許文献１のように、気体を通し液体の透過を阻止する気体透過膜で配管に設けられた孔部を閉塞する簡便な構造の気体排出装置が開示されている。気体透過膜を介して気体である空気のみを排出できる構造とすることで、複雑な機械や動力を用いずに簡単な機構によって配管内が満水になっても液体を漏らすことなく、配管内に発生した気体を連続的に排出することができる。

特開２００１−３１４７０１号公報

しかしながら、上述した気体排出装置は、配管内に液体を流通させる際に発生する気泡のような少量の気体を除去するには適しているが、気体透過膜を用いているために大量の気体を一斉に排出することが難しい。例えば、配管に液体が流通しておらず気体である空気が充満している状態で循環ポンプ等が起動した場合には配管内に大量の液体が流れ込むため配管内の大量の空気を一斉に排出する必要がある。しかし、気体透過膜にて閉塞された状態では、大量の空気を効率的に排出することができないという問題を有している。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、大量の気体を排出可能としながら、配管内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが可能な気体排出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る気体排出装置は、軸線方向に延在する配管と、該配管の径方向に延びるように設けられ、該配管の内外を連通させる気体排出管と、液体の透過を不能とするとともに気体の透過を可能とする気体透過膜を有する閉塞部を備え、前記閉塞部は、前記配管に流通する液体に作用する力に基づいて前記気体排出管を前記気体透過膜によって前記配管の内外が隔てられるように閉塞することを特徴とする。

このような構成の気体除去構造よれば、配管内に流通する液体に作用する力に基づいて気体排出管を閉塞部で閉塞させるようにすることで、配管内に液体がない場合には、力が働かず気体排出管が開口しており大量の空気を一斉に排出することができる。そして、配管内を液体が流通すると、力が働き気体排出管を閉塞することで配管内を流通する液体が満水となっても漏れることがない。また、閉塞後も、閉塞部が気体透過膜を有することで配管内を流通する液体内に混在する気体のみを気体透過膜によって排出し続けることができる。これによって、配管内に液体がない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが可能となる。

また、本発明の他の態様に係る気体排出装置は、前記閉塞部は、前記気体排出管内における前記配管から流入する前記液体の水位の上昇に伴って前記気体排出管を閉塞することを特徴とする。

このような構成の気体除去構造よれば、気体排出管内の水位が上昇してから気体排出管を閉塞することで、一定の水位となるまでは気体排出管が開放されており大量の気体を一斉に排出することができる。そして、水位が上昇すると閉塞部によって気体排出管を閉塞することで配管内を流通する液体が満水となっても漏れることを防止することができる。このように液体や気体の通過できる流路が閉塞されても、閉塞部が気体透過膜を有することで配管内を流通する液体内に混在する気体のみを気体透過膜によって排出し続けることができる。これによって、配管内に液体がない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが容易に可能となる。

また、本発明の他の態様に係る気体排出装置は、前記閉塞部は、前記水位の上昇によって浮力を受けることで上昇することを特徴とする。

このような構成の気体除去構造によれば、水位が上昇するに伴って配管内の液体から作用する浮力を受けて閉塞部が上昇して気体排出管を閉塞することで、気体排出管内への液体の流入に伴って、液体が満水となって漏れだす前に自動的に気体排出管を閉塞する構造を容易に形成することが可能となる。

さらに、本発明の他の態様に係る気体排出装置は、前記水位を検知する検知部と、前記閉塞部を可動させて前記気体排出管を閉塞させる駆動部と、前記検知部による予め定めた規定水位までの前記水位の上昇の検知に基づいて、前記駆動部に閉塞部の可動を行わせる制御部と、を備えることを特徴とする。

このような構成の気体排出装置によれば、予め定めた規定水位まで水が上昇すると検知部で液体を検知し制御部を介して閉塞部で気体排出管を閉塞することで、空気の排出量をコントロールすることができる。これによって、効率的な空気の排出を行うことが可能となる。

また、本発明の他の態様に係る気体排出装置は、前記閉塞部は、前記配管内を流通する液体の流通方向に作用する力に基づいて、前記気体排出管を閉塞することを特徴とする。

このような構成の気体排出装置によれば、液体の流通方向に働く力を受けて閉塞部で閉塞する構造とすることによって、液体の性質に関わらず配管内を流通すれば自動的に気体排出管を閉塞することができる。これによって、密度の高い液体を配管内に流通させても容易に気体排出管を閉塞すること可能となる。

本発明の気体排出装置によれば、配管内に流通する液体に作用する力によって気体透過膜を有する閉塞部が気体排出管を閉塞することで、配管内に液体が少ない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る気体排出装置を説明する横断面図である。 本発明の第二実施形態に係る気体排出装置を説明する横断面図である。 本発明の第三実施形態に係る気体排出装置を説明する横断面図である。 本発明の第四実施形態に係る気体排出装置を説明する横断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第一変形例を説明する横断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第二変形例を説明する横断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第三変形例を説明する横断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第四変形例を示し、同図（ａ）は第四変形例全体を説明する横断面図、同図（ｂ）は円盤閉塞部を説明するＡ−Ａにおける断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第五変形例を説明する横断面図である。 本発明の第一実施形態に係る気体排出装置の第六変形例を説明する横断面図である。

以下、本発明に係る第一実施形態について図１を参照して説明する。
図１に示すように、第一本実施形態の気体排出装置は、軸線Ｏ方向（図１左右方向）に沿って延在する配管１と、軸線Ｏ方向と垂直方向（図１上下方向）に配管１から延びる気体排出管２と、気体排出管２の内部に配置されている閉塞部３０とを備えている。

配管１は、断面円形状をなして軸線Ｏ方向に延在して設けられている。配管１は、内部に液体である水Ｗが流通可能となっており、図示しないポンプを起動することで、配管１内へ水Ｗが流入を開始する。

気体排出管２は、配管１から配管１の径方向である垂直方向の上側に延びるように配管１を内外に連通して設けられている。気体排出管２は、配管１の上部と接続され垂直方向に延びる気体排出管接続部２１と、気体排出管接続部２１の上面と接続され垂直方向の上側が開口する気体排出管開口部２２とを有している。

気体排出管接続部２１は、円筒形状をなして垂直方向の上側に延びており、垂直方向の下側が配管１と接続されている。気体排出管接続部２１は、垂直方向の上側が閉塞されており、この上側の面に周方向に離間する複数の孔部が形成されており、複数の孔部を閉塞するようにそれぞれに気体排出管気体透過膜２３が張られている。気体排出管気体透過膜２３は、後述の気体透過膜３０３と同様の膜材で構成されている。
気体排出管開口部２２は、気体排出管接続部２１よりも径の小さい円筒形状をなして垂直方向の上側に延びており、気体排出管接続部２１と同軸上に配置されて、垂直方向の下側で気体排出管接続部２１の上側の面と接続されている。気体排出管開口部２２は、配管１から気体排出管接続部２１と気体排出管開口部２２との内部を介して上側の開口まで連通している。

閉塞部３０は、気体排出管２を閉塞、開放可能に設けられている。この閉塞部３０は、垂直方向に延在しており、気体排出管２の内部に配置される。閉塞部３０は、気体排出管接続部２１の内周面から離間して配置される閉塞部本体３０１と、閉塞部本体３０１の上面に接続され気体排出管開口部２２の内周面から離間して配置されるガイド部３０２と、閉塞部本体３０１の下側に配置される気体透過膜３０３と、ガイド部の上面に設けられる落下防止鍔部３０４とを有する。
閉塞部本体３０１は、垂直方向に延在する有底円筒形状をなしており、底面の中心に孔部が形成され、この孔部を閉塞するように気体透過膜３０３が張られている。閉塞部本体３０１は、気体排出管接続部２１と同軸上に、外周面が気体排出管接続部２１の内周面と離間して配置されている。
ガイド部３０２は、閉塞部本体３０１よりも径の小さい円筒形状をなして垂直方向に延在しており、閉塞部本体３０１と同軸上に配置されて閉塞部本体３０１の上面に接続されている。ガイド部３０２は、外周面が気体排出管開口部２２の内周面と離間して配置されている。
閉塞部３０は、閉塞部本体３０１の下側の孔部からガイド部３０２の上側の開口まで連通している。

気体透過膜３０３は、液体である水Ｗの透過を不能とし気体である空気Ａのみを透過を可能とする膜材で構成されている。気体透過膜３０３は、フィルム状をなして閉塞部本体３０１の下側の孔部に設けられている。気体透過膜３０３に用いられる膜材としては、例えば、フッ素系樹脂重合体やシリコーン系樹脂重合体が用いられる。
閉塞部３０が気体排出管２を閉塞する際は、該閉塞部３０の気体透過膜３０３が気体排出管２の内外が隔てられる。
落下防止鍔部３０４は、ガイド部３０２の上面に外周面から矩形状の突起が複数突出して形成されており、それぞれの突起が離間して配置されている。

次に、上記構成の第一実施形態の気体排出装置の作用について説明する。
上記のような第一実施形態の気体排出装置は、ポンプを起動すると配管１内に液体である水Ｗが流入する。水Ｗが配管１内に流入し始めた段階では、閉塞部３０は気体排出管２に落下防止鍔部３０４が引っ掛かった状態となっている。このため配管１内に水Ｗがない状態でも閉塞部３０は配管１内に落下することがない。
この状態で、水Ｗが配管１内に流入し始めると、配管１内に充満している気体である空気Ａが、気体排出管２を介して落下防止鍔部３０４の突起の隙間から外部へ排出される。
その後、配管１内を流通する水Ｗの水位が上昇し始めると、配管１に流通する液体である水Ｗから作用する力である浮力Ｆを閉塞部３０が閉塞部本体３０１の下側から受けて、閉塞部３０は垂直方向の上側に水位の上昇と共に上昇し始める。この際、閉塞部３０のガイド部３０２は気体排出管開口部２２の内周面に沿って、かつ、閉塞部本体３０１も気体排出管接続部２１の内周面に沿って垂直方向の上側へ移動する。ガイド部３０２の外周面と気体排出管開口部２２の内周面との間、閉塞部本体３０１の外周面と気体排出管接続部２１の内周面との間、及び閉塞部本体３０１の上面と気体排出管接続部２１の上面の内側面との間にはそれぞれ隙間があり、水Ｗや空気Ａが流通可能となっているため、これらの隙間から空気Ａが外部へ排出され続ける。

そして、水Ｗが配管１内に充満すると気体排出管２である気体排出管接続部２１内に配管１から水Ｗが流入する。気体排出管２である気体排出管接続部２１内の水位の上昇に伴って、閉塞部本体３０１の上面と気体排出管接続部２１の上面の内側面とが接地し隙間がなくなる。これにより、閉塞部３０と気体排出管２との間に隙間がなくなり水Ｗや空気Ａが通過できる流路がなくなるため水Ｗが満水となっても外部へ漏れることがない。また、閉塞部本体３０１の外周面と気体排出管接続部２１の内周面との隙間に溜まった空気Ａは、気体排出管接続部２１の上側の面に設けられた気体排出管気体透過膜２３から外部へ排出される。

一方、配管１内にわずかに残る空気Ａや流通する水Ｗに混在する空気Ａは、閉塞部本体３０１の下側に設けられた気体透過膜３０３を介して、閉塞部本体３０１とガイド部３０２との内部を介して外部へ排出し続けられる。
さらに、ポンプを止めて配管１内の水Ｗがなくなり水位が下がってくると、閉塞部３０も水位に合わせて下がり始める。そして、再び気体排出管２の開口が開放され、空気Ａの流路が確保されることで、再度ポンプを起動して配管１内に水Ｗが流通すると、大量の空気Ａを気体排出管２から再び排出することができる。

上記のような気体排出装置によれば、配管１内に流通する水Ｗの力に基づいて気体排出管２を閉塞する構造としているため、気体排出管２である気体排出管接続部２１及び気体排出管開口部２２と、閉塞部３０である閉塞部本体３０１及びガイド部３０２との隙間は、配管１内に水Ｗが少ない場合には閉塞部３０に浮力が働かず、この隙間が閉塞されない。そのため、気体排出管２の内部であるこの隙間を介して気体排出管開口部２２の開口から大量の空気Ａを一斉に排出することができる。そして、配管１内に液体が流通すると、液体である水Ｗから浮力が働き、この隙間が閉塞されるため、水Ｗも空気Ａも気体排出管開口部２２の開口から排出することができなくなり配管１内を流通する水Ｗが満水となっても外部に漏れることがない。また、気体排出管２と閉塞部３０との隙間を閉塞した後も、閉塞部３０である閉塞部本体３０１の下側に気体透過膜３０３を有することで、配管１内を流通する水Ｗに混在する気体のみを排出し続けることができる。これによって、配管１内に液体が少ない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管１内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが可能となる。

また、気体排出管２である気体排出管接続部２１内の水位が上昇してから、気体排出管２である気体排出管接続部２１と閉塞部３０である閉塞部本体３０１との隙間を閉塞することで、一定の水位となるまでガイド部３０２と気体排出管開口部２２との隙間や、閉塞部本体３０１と気体排出管接続部２１との隙間によって気体排出管２の開口は開放されている状態を維持できる。そのため、配管１内にたまっており水Ｗによって押し出されてくる大量の空気Ａを一斉に排出することができる。

そして、一定の水位よりも上昇した後には、気体透過膜３０３を設けられた閉塞部３０によって気体排出管２との隙間が閉塞され、配管１内を流通する液体である水Ｗが満水となっても外部に漏れることを防止できる。このように水Ｗや空気Ａが通過できる流路が閉塞されても、閉塞部３０の下側に気体透過膜３０３を有することで、配管１内を流通する水Ｗに混在する気体のみを排出し続けることができる。これによって、配管１内に液体がない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管１内に液体が流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体を排出し続けることが容易に可能となる。

また、水位の上昇に伴って配管１に流通する水Ｗから作用する力である浮力Ｆを受けて閉塞部３０が上昇し、閉塞部３０によって気体排出管２との隙間を閉塞することで、気体排出管２内への水Ｗの流入に伴って、水Ｗが満水となって漏れだす前に自動的に気体排出管２を閉塞する構造を容易に得ることが可能となる。

次に、図２を参照して第二実施形態の気体排出装置について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の気体排出装置は、制御部５を用いて閉塞部３０を可動させて気体排出管２を閉塞する構造を有する点について、第一実施形態と相違する。

即ち、第二実施形態の気体排出装置は、第一実施形態の気体排出管２の代わりに円筒気体排出管２０と、検知部４からの信号を受けて閉塞蓋を可動させる信号を出力する制御部５と、制御部５からの信号を受けて円筒気体排出管２０を閉塞する第二閉塞部（閉塞部）３１とを備えている。
円筒気体排出管２０は、配管１から垂直方向の上側に円筒形をなして延びており、垂直方向の下側で配管１と接続されている。

検知部４は、予め定めた規定水位となる位置に設置された水位計を有しており、水位計から出力される信号を制御部５へと送っている。水位計は、円筒気体排出管２０の側面の予め定められた規定水位となる位置に設けられており、水Ｗと接触すると信号を出力する。水位計は、本実施形態において接触式としているがこれに限定されるものではなく、例えば、フロート式や超音波式や静電容量式等の公知の水位計を用いても良い。
制御部５は、検知部４から出力された信号を受けて円筒気体排出管２０内の水位が規定水位まで上昇していることを検知し、第二閉塞部３１が円筒気体排出管２０を閉塞するように可動する信号を出力する。

第二閉塞部３１は、制御部５から信号を受けて可動する駆動部３１１と、円筒気体排出管２０を閉塞する第二閉塞部本体３１２と、第二閉塞部本体３１２に配置される気体透過膜３０３とを有している。
駆動部３１１は、制御部５と接続されており、円筒気体排出管２０の上側の端部に固定されている。駆動部３１１は、軸線Ｏ方向及び垂直方向と直交する方向（図２紙面奥行方向）を軸方向として回転可能とされており、制御部５からの信号により回転する。
第二閉塞部本体３１２は、円板形状をなし側面の一部が駆動部３１１と固定されており、駆動部３１１を起点に回転して円筒気体排出管２０の上側の開口を閉塞可能とされている。閉塞部本体３０１は、中心に円形状の孔部を有しており、この孔部に第一実施形態と同様の気体透過膜３０３が張られている。

次に、上記構成の第二実施形態の気体排出装置の作用について説明する。
上記のような第二実施形態の気体排出装置は、第一実施形態と同様にポンプが起動すると配管１内に液体である水Ｗが流入する。水Ｗが流入し始めると、配管１内に充満している気体である空気Ａが、円筒気体排出管２０を介して外部へ排出される。
その後、配管１内を流通する水Ｗの水位が上昇して円筒気体排出管２０内まで水Ｗが流入し、さらに規定水位まで水位が上昇すると検知部４である水位計が水Ｗを検知する。そして、検知部４から信号が出力され、制御部５にて第二閉塞部３１を可動させる信号が出力される。第二閉塞部３１である第二閉塞部本体３１２は、制御部５からの信号を受けて駆動部３１１を起点に回転し円筒気体排出管２０の上側の開口を閉塞する。これにより、円筒気体排出管２０の開口から水Ｗが満水となっても外部へ漏れることがない。
一方、第二閉塞部３１が円筒気体排出管２０の開口を閉塞した後でも、配管１内にわずかに残る空気Ａや流通する水Ｗに混在する空気Ａは、第二閉塞部本体３１２の設けられた気体透過膜３０３を介して、外部へ排出し続ける。

また、ポンプを止めて配管１内の水Ｗがなくなり水位が下がると、検知部４である水位計と水Ｗが接触しなくなることで、制御部５への信号が止まり、第二閉塞部本体３１２が駆動部３１１を起点に回転し、円筒気体排出管２０の開口が開放され始める。そして、再び円筒気体排出管２０の開口が開放され空気Ａの流路が確保されることで、再度ポンプを起動して配管１内に水Ｗが流通すると大量の空気Ａを円筒気体排出管２０から再び排出することができる。

上記のような気体排出装置によれば、配管１内の水位が上昇し円筒気体排出管２０内の予め定めた規定水位まで水Ｗが上昇すると、検知部４である水位計が水Ｗを検知し、制御部５を介して第二閉塞部３１で円筒気体排出管２０を閉塞する構造としている。そのため、使用される配管１によって規定水位の位置を任意に指定したり、制御部５によって第二閉塞部３１が円筒気体排出管２０を閉口させるタイミングをずらしたりすることで、空気Ａの排出量をコントロールすることができる。これにより、使用される配管１ごとに効率的な空気Ａの排出を行うことが可能となる。

次に、図３を参照して第三実施形態の気体排出装置について説明する。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態の気体排出装置は、配管１内の液体である水Ｗの流通方向の力を用いて、閉塞部３０を可動させて気体排出管２を閉塞する構造を有する点について、第一実施形態と相違する。

即ち、第三実施形態の気体排出装置は、気体排出管２として第二実施形態と同様の円筒気体排出管２０を備え、さらに配管１内の液体の流通方向の力を受けて円筒気体排出管２０を閉塞する第三閉塞部（閉塞部）３２を備えている。
第三閉塞部３２は、配管１内に垂らされた水受け部３２１と、円筒気体排出管２０の開口を直接閉塞する第三閉塞部本体３２２と、第三閉塞部本体３２２に接続された弾性部材であるバネ３２３を有している。
第三閉塞部本体３２２は、円板形状をなし、中心に円形状の孔部を有しており、この孔部に第一実施形態と同様の気体透過膜３０３が張られている。

水受け部３２１は、展張時に半球状をなす傘体３２１ａと、傘体３２１ａと第三閉塞部本体３２２とを接続する紐状部材３２１ｂとを有している。水受け部３２１は、傘体３２１ａを第三閉塞部本体３２２から紐状部材３２１ｂを介して配管１内に垂らして配置されている。
バネ３２３は、公知のバネ材が使用され、一方を第三閉塞部本体３２２と接続され、他方を円筒気体排出管２０の開口の上側の壁面に接続されており、第三閉塞部本体３２２を垂直方向の上側に弾性的に引張りながら配置されている。なお、バネ３２３は公知の弾性部材であれば良く、例えばゴム材のように第三閉塞部本体３２２を弾性的に引っ張ることを可能とする弾性部材であれば良い。

次に、上記構成の第三実施形態の気体排出装置の作用について説明する。
上記のような第三実施形態の気体排出装置は、第一実施形態と同様にポンプが起動すると配管１内に液体である水Ｗが流入する。水Ｗが流入し始めると、配管１内に充満している気体である空気Ａが、円筒気体排出管２０を介して外部へ排出される。
その後、配管１内を流通する水Ｗの水位が上昇し水Ｗが一定の水位まで上昇すると、傘体３２１ａが水Ｗを受けて展張し水Ｗの流通方向に力を受ける。その結果、紐状部材３２１ｂを介して第三閉塞部本体３２２が垂直方向の下側に引っ張られる力が、弾性部材であるバネ３２３によって垂直方向の上側に引っ張られる力よりも大きくなると、第三閉塞部本体３２２が下降し円筒気体排出管２０を閉塞する。これにより、円筒気体排出管２０の開口から水Ｗが満水となっても外部へ漏れることがない。なお、紐状部材３２１ｂの長さを変更し、傘体３２１ａの位置を調整することで、配管１内の水Ｗが任意の水位まで達した時に円筒気体排出管２０の開口を閉塞することができる。

一方、第三閉塞部本体３２２が円筒気体排出管２０の開口を閉塞した後でも、配管１内にわずかに残る空気Ａや流通する水Ｗに混在する空気Ａは、第三閉塞部本体３２２に設けられた気体透過膜３０３を介して、外部へ排出し続ける。
また、ポンプを止めて配管１内の水Ｗがなくなり水位が下がると、傘体３２１ａが水Ｗの流通方向へ引っ張られる力が弱くなることで、弾性部材であるバネ３２３に引っ張られる力の方が大きくなり、第三閉塞部本体３２２が上昇し円筒気体排出管２０の開口が開放される。そして、再び円筒気体排出管２０の開口が開放され、空気Ａの流路が確保されることで、再度ポンプを起動して配管１内に水Ｗが流通すると、大量の空気Ａを円筒気体排出管２０から再び排出することができる。

上記のような気体排出装置によれば、水Ｗの流通方向に働く力である水Ｗの流れる力を受けて第三閉塞部本体３２２が下降して閉塞する構造とすることによって、液体の性質に関わらず配管１内を流通すれば自動的に円筒気体排出管２０を閉塞することができる。これによって、密度の高い液体を配管１内に流通させても容易に円筒気体排出管２０を閉塞すること可能となる。
また、第三閉塞部３２を配管１の外部に設けることができるため、すでに敷設された配管１に対しても容易に気体排出装置を設置することが可能となる。

次に、図４を参照して第四実施形態の気体排出装置について説明する。
第四実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第四実施形態の気体排出装置は、閉塞部３０の代わりに配管１内の液体である水Ｗの静圧を用いる外部閉塞機構（閉塞部）６を備えている点について、第一実施形態と相違する。

即ち、第四実施形態の気体排出装置は、第一実施形態の気体排出管２の代わりに第二実施形態と同様の円筒気体排出管２０を備え、閉塞部３０の代わりに外部閉塞機構６を備えている。
外部閉塞機構６は、配管１に円筒気体排出管２０と隣接して形成される静圧受け管６１と、静圧受け管６１内に配置される静圧受け部６２と、静圧受け部６２を配管１に向かって押圧する押圧部６３と、円筒気体排出管２０を閉塞するよう可動する外部閉塞蓋６４と、静圧受け部６２と外部閉塞蓋６４をつなぐ滑車部６５と、静圧受け管６１と円筒気体排出管２０との間で配管１を縮径する配管絞り部６６とを有している。

静圧受け管６１は、円筒形状をなし、配管１の上側に円筒気体排出管２０と離間して垂直方向の上側に開口して配置されている。
静圧受け部６２は、円板形状をなし、静圧受け管６１の内周面に沿って摺動可能に配置されている。
押圧部６３は、弾性部材であるバネ材で構成されており、静圧受け部６２の垂直方向の上に設けられた壁面７に一端が固定され、他端が静圧受け部６２に固定されている。押圧部６３は、弾性部材であるバネ材を圧縮して配置されており、静圧受け部６２を垂直方向の下側に押圧している。

外部閉塞蓋６４は、垂直方向に延在し垂直方向の上側に底面を有する有底円筒形状をなしており、底面の中心に孔部が形成されている。この孔部には、気体透過膜３０３が張られている。
滑車部６５は、二つの滑車を介して静圧受け部６２と浮力Ｆ閉塞部３０とを接続している。滑車部６５は、静圧受け部６２が上昇すると外部閉塞蓋６４を下降させ、静圧受け部６２が下降すると外部閉塞蓋６４を上昇させるように静圧受け部６２と外部閉塞蓋６４とを接続している。
配管絞り部６６は、静圧受け管６１と円筒気体排出管２０との間に配置され、配管１を円筒気体排出管２０に向かうにしたがって縮径している。

このような構造にすることで、配管１内の水位が上昇すると、静圧受け管６１内に配置された静圧受け部６２は配管１内を流通する水Ｗから静圧を受けて押圧部６３を垂直方向の上方に押返すようにして上昇を開始する。これに伴い、滑車部６５を介して、外部閉塞蓋６４が下降を開始する。そして、円筒気体排出管２０内の水Ｗが満水となる前に、外部閉塞蓋６４が円筒気体排出管２０を閉塞する。配管１内に流通する水Ｗが満水になると得静圧受け部６２だけでなく、外部閉塞蓋６４も流通する水Ｗから静圧を受ける。ところが、配管１に配管絞り部６６が設けられていることで、円筒気体排出管２０がある下流側の方が水の流速が早くなる。そのため、外部閉塞蓋６４にかかる圧力が静圧受け部６２にかかる圧力よりも小さくなり、外部閉塞蓋６４は浮き上がること円筒気体排出管２０を閉塞し続けることが可能となる。

なお、配管１内を水Ｗが流通する間に圧力損失を生じさせるだけ円筒気体排出管２０と静圧受け管６１の位置を離すことで、配管絞り部６６を設けずとも外部閉塞機構６を設けることができる。これにより、静圧よって気体排出管２を閉塞する構造を配管１の外部から設けることできるため、すでに敷設された配管１に対しても容易に設置することが可能となる。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、第一実施形態の変形例として図５から図１０が挙げられる。
図５に示すように、第一変形例として、閉塞部本体３０１の底面ではなく側面に気体透過膜３０３を設けても良い。
このような構造にすることで、気体排出管接続部２１の上面に気体排出管気体透過膜２３を設けない無膜気体排出管２ａとしても、閉塞部本体３０１の外周面と気体排出管接続部２１の内周面との隙間に溜まった空気Ａを排出することができ、より簡単な構造で気体排出装置を形成することができる。
なお、第一変形例の場合、さらに気体排出管気体透過膜２３を有していても良い。

また、図６に示すように、第二変形例として、閉塞部本体３０１の底面を円板形状として板厚の薄い平板閉塞部本体３０１ａとしても良い。
このような構造にすることで、気体排出管接続部２１の上面に気体排出管気体透過膜２３を設けなくとも、閉塞部本体３０１の外周面と気体排出管接続部２１の内周面との隙間に溜まった空気Ａを排出することができ、より簡単な構造で気体排出装置を形成することができる。

さらに、図７に示すように、第三変形例として、閉塞部３０に気体透過膜３０３を設けない単純閉塞部３０ａと、第一実施形態と同様に、気体排出管接続部２１の上面に気体排出管気体透過膜２３とを有している。
このような構造にすることで、第一実施例と同様に、配管１内に液体が少ない状態では大量の気体を排出可能としながら、配管１内に液体である水Ｗが流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体排出管気体透過膜２３から気体を排出し続けることが可能となる。さらに、単純閉塞部３０ａは浮力によって気体排出管２を閉塞するだけの構造で形成することができる。

なお、第三変形における単純閉塞部３０ａは、水Ｗが満水となって単純閉塞部３０ａが上昇して気体排出管接続部２１の上面と接触しても気体排出管気体透過膜２３と重ならない大きさとすることが好ましい。
このような構造とすることで、気体排出管気体透過膜２３による気体の排出を妨げることがない。

さらに、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第四変形例として、第一実施形態における最小構成の閉塞部３０としては、円板形状をなして中心に孔部を有しており、孔部に閉塞する気体透過膜３０３を有する円板閉塞部３３としても良い。
円盤閉塞部は、円盤形状をなしており、外周の一部を矩状に切り欠いた気体排出切欠き部３３ａと中心に気体透過膜３０３とを有している。
このような構造にすることで、配管１内に液体が少ない状態では気体排出切欠き部３３ａから大量の気体を排出可能とし、配管１内に液体である水Ｗが流通し満水となっても液体を漏らすことなく気体透過膜３０３から気体を排出し続けることが可能となる。これにより、非常に簡単な構造で閉塞部３０を形成することが可能となる。

なお、気体排出管接続部２１の内周面に液体が配管１内に流通していない場合に円板閉塞部３３が配管１内に落下しないよう落下防水構造を設けることが好ましい。落下防止構造としては、気体排出管接続部２１の内周面に凸形状の落下防止部３４を設けることで簡単に形成することができる。

また、図９に示すように、第五変形例として、図６に示す円板閉塞部３３を用いる場合、閉塞部ガイド３５を設けても良い。閉塞部ガイド３５は、円板閉塞部３３の外縁に周方向に離間して複数設けられたガイド孔部３５ａと、気体排出管接続部２１の内周面に円板閉塞部３３を垂直方向の上下にて挟み込む突起部３５ｂと、突起部３５ｂ間に垂直方向に沿ってガイド孔部３５ａと対応する位置に配置されるガイド棒３５ｃとを有する。
このような構造にすることで、閉塞部ガイド３５は、突起部３５ｂに設けられたガイド棒３５ｃが円板閉塞部３３のガイド孔部３５ａに嵌められることで、円板閉塞部３３を垂直方向のみに移動可能とすることができる。また、配管１内に水Ｗが流通していない時であっても、突起部３５ｂによって配管１内に円板閉塞部３３が落下しない。これにより、簡単な構造でありながら安定して機能を発揮することが可能な気体除去構造を得ることが可能となる。

さらに、図１０に示すように、第六変形例として、円板閉塞部３３の側面の一部と気体排出管開口部２２の内周面に一部とを回転可能に接続する回転可動部３３１を有しても良い。
このような構造にすることで、円板閉塞部３３は、配管１内の水Ｗの水位が上昇することで浮力Ｆを受けると回転軸を中心に回転して上昇し気体排出管開口部２２を閉塞することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。

なお、本発明で対応とする気体は空気Ａに限られるものではなく、例えば、ポンプではなく液体に圧力を加えて配管１内の液体を送る場合に加圧媒体として使用される窒素等でも良い。また、配管１内を流通する液体は水Ｗに限定されものではなく、例えば、粘性の高い他の水溶液であっても良い。

Ｏ…軸線 １…配管 ２…気体排出管 ２１…気体排出管接続部 ２２…気体排出管開口部 ２３…気体排出管気体透過膜 ３０…閉塞部 ３０１…閉塞部本体 ３０２…ガイド部 ３０３…気体透過膜 ３０４…落下防止鍔部 Ｗ…水 Ａ…空気 Ｆ…浮力 ２０…円筒気体排出管 ４…検知部 ５…制御部 ３１…第二閉塞部 ３１１…駆動部 ３１２…閉塞部本体 ３２…第三閉塞部 ３２１…水受け部 ３２１ａ…傘体 ３２１ｂ…紐状部材 ３２２…第三閉塞部本体 ３２３…バネ ３０１ａ…平板閉塞部本体 ３３…円板閉塞部 ３３ａ…気体排出切欠き部 ３４…突起部 ３５…閉塞部ガイド ３５ａ…ガイド孔部 ３５ｂ…突起部 ３５ｃ…ガイド棒 ３３１…回転可動部 ６…外部閉塞機構 ６１…静圧受け管 ６２…浮力受け部 ６３…押圧部 ６４…外部閉塞蓋 ６５…滑車部 ６６…配管絞り部

Claims (5)

1. 軸線方向に延在する配管と、
   該配管の径方向に延びるように設けられ、該配管の内外を連通させる気体排出管と、
   液体の透過を不能とするとともに気体の透過を可能とする気体透過膜を有する閉塞部を備え、
   前記閉塞部は、前記配管に流通する液体に作用する力に基づいて前記気体排出管を前記気体透過膜によって前記配管の内外が隔てられるように閉塞することを特徴とする気体排出装置。
2. 前記閉塞部は、前記気体排出管内における前記配管から流入する前記液体の水位の上昇に伴って前記気体排出管を閉塞することを特徴とする請求項１に記載の気体排出装置。
3. 前記閉塞部は、前記水位の上昇によって浮力を受けることで上昇することを特徴とする請求項２に記載の気体排出装置。
4. 前記水位を検知する検知部と、
   前記閉塞部を可動させて前記気体排出管を閉塞させる駆動部と、
   前記検知部による予め定めた規定水位までの前記水位の上昇の検知に基づいて、前記駆動部に閉塞部の可動を行わせる制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の気体排出装置。
5. 前記閉塞部は、前記配管内を流通する液体の流通方向に作用する力に基づいて、前記気体排出管を閉塞することを特徴とする請求項１に記載の気体排出装置。

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