JP3339663B2 - 水撃対策用空気弁 - Google Patents
水撃対策用空気弁Info
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- JP3339663B2 JP3339663B2 JP26948594A JP26948594A JP3339663B2 JP 3339663 B2 JP3339663 B2 JP 3339663B2 JP 26948594 A JP26948594 A JP 26948594A JP 26948594 A JP26948594 A JP 26948594A JP 3339663 B2 JP3339663 B2 JP 3339663B2
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- water
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- pipe
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/04—Devices damping pulsations or vibrations in fluids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Self-Closing Valves And Venting Or Aerating Valves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、停電などによって送水
管路内に水撃作用による大きな負圧が発生して水柱分離
を生じ、この分離した水柱が、吐出側の水の逆流によっ
て再衝突し、非常に大きな衝撃音や振動を発生し、送水
管を破損するなどの危険を防止するための水撃対策用空
気弁に関する。
管路内に水撃作用による大きな負圧が発生して水柱分離
を生じ、この分離した水柱が、吐出側の水の逆流によっ
て再衝突し、非常に大きな衝撃音や振動を発生し、送水
管を破損するなどの危険を防止するための水撃対策用空
気弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】長い管路で構成されている送水設備で
は、不測の停電などでポンプを駆動する電動機の出力が
急に断たれると送水管路内に負圧が生じ、その負圧が管
内の水の飽和蒸気圧以下になると水柱分離を発生する。
は、不測の停電などでポンプを駆動する電動機の出力が
急に断たれると送水管路内に負圧が生じ、その負圧が管
内の水の飽和蒸気圧以下になると水柱分離を発生する。
【０００３】水柱分離を起こした箇所よりも先の送水管
のレベルが高い場合には、送水管端の静水頭によって水
柱分離箇所より先の水が逆流を生じ、水柱分離箇所付近
で再衝突を起こし、管路破壊などの発生することが良く
知られており、これを防ぐための対策がとられている。
のレベルが高い場合には、送水管端の静水頭によって水
柱分離箇所より先の水が逆流を生じ、水柱分離箇所付近
で再衝突を起こし、管路破壊などの発生することが良く
知られており、これを防ぐための対策がとられている。
【０００４】すなちわ、比較的小型のポンプではフライ
ホイールを付加し、停電が発生してもフライホイールの
慣性でポンプの回転が徐々に低下するようにして管路に
発生する負圧が大きくならないようにする。しかしこの
方法はフライホイールの大きさに製作上・運転上の制約
があり、負圧が非常に大きい場合や、ポンプが大型にな
るとフライホイールが大きくなり、実施が困難になる。
ホイールを付加し、停電が発生してもフライホイールの
慣性でポンプの回転が徐々に低下するようにして管路に
発生する負圧が大きくならないようにする。しかしこの
方法はフライホイールの大きさに製作上・運転上の制約
があり、負圧が非常に大きい場合や、ポンプが大型にな
るとフライホイールが大きくなり、実施が困難になる。
【０００５】また、送水管の負圧を発生する箇所に調圧
水槽（ワンウエイサージタンク）を設置する方法がある
が、送水管が長く、水柱分離の発生箇所が２箇所以上の
場合には発生箇所ごとに調圧水槽を設置しなければなら
ず、設置場所の用地確保が必要であり設備費も高価にな
る。
水槽（ワンウエイサージタンク）を設置する方法がある
が、送水管が長く、水柱分離の発生箇所が２箇所以上の
場合には発生箇所ごとに調圧水槽を設置しなければなら
ず、設置場所の用地確保が必要であり設備費も高価にな
る。
【０００６】また、圧力空気槽をポンプ機場内に設置す
る方法があり、ポンプ機場内に設置すれば全送水管路に
対して効果があるので用地確保の問題は無くなるが、実
揚程が小さく、ポンプ全揚程の大半が送水管の損失であ
る送水設備には使用が困難であり、また設備費が調圧水
槽よりも高価になる。
る方法があり、ポンプ機場内に設置すれば全送水管路に
対して効果があるので用地確保の問題は無くなるが、実
揚程が小さく、ポンプ全揚程の大半が送水管の損失であ
る送水設備には使用が困難であり、また設備費が調圧水
槽よりも高価になる。
【０００７】これら従来の技術では上記のように、いず
れの対策でも効果の問題や価格の問題があり、次善の対
策ではあるが、設備費が安い対策として水柱分離を発生
する箇所に水道用空気弁（ＪＩＳ Ｂ ２０６３）ある
いはこれと類似の構造の空気弁を設置し、空気を積極的
に吸引導入することで、水柱の分離を大気圧下で行わせ
ることにより水柱再衝突時の圧力上昇や衝撃を緩和しよ
うとする方法がおこななわれている（例えば本出願人に
よる実開平３−６０６９０号公報）。
れの対策でも効果の問題や価格の問題があり、次善の対
策ではあるが、設備費が安い対策として水柱分離を発生
する箇所に水道用空気弁（ＪＩＳ Ｂ ２０６３）ある
いはこれと類似の構造の空気弁を設置し、空気を積極的
に吸引導入することで、水柱の分離を大気圧下で行わせ
ることにより水柱再衝突時の圧力上昇や衝撃を緩和しよ
うとする方法がおこななわれている（例えば本出願人に
よる実開平３−６０６９０号公報）。
【０００８】しかし現在使用されている空気弁は送水管
路に負圧が発生すると多量の空気を管内に吸引するが、
水柱分離した水の逆流が始まると、管内に吸引導入した
空気を急速に排出するので、管路内を逆流してきた水柱
は大気圧下で再衝突をすることになる。この場合に水柱
の再衝突時の圧力上昇値が空気弁を設置した場合には管
内の空気の影響で、空気弁を設置しなかった場合の数倍
に上昇する例もあり、特定の場合を除いては従来の空気
弁は水撃対策として使用できない。
路に負圧が発生すると多量の空気を管内に吸引するが、
水柱分離した水の逆流が始まると、管内に吸引導入した
空気を急速に排出するので、管路内を逆流してきた水柱
は大気圧下で再衝突をすることになる。この場合に水柱
の再衝突時の圧力上昇値が空気弁を設置した場合には管
内の空気の影響で、空気弁を設置しなかった場合の数倍
に上昇する例もあり、特定の場合を除いては従来の空気
弁は水撃対策として使用できない。
【０００９】
【考案が解決しようとする課題】水撃作用によって水柱
分離が発生する箇所に空気弁を設け、負圧になったとき
に空気を吸引導入させれば、ほぼ大気圧の空気が入るの
で管内の水柱は大気圧下で容易に水柱分離をする。送水
管端の実揚程によって水柱分離した水が逆流して再衝突
するが、現在使用されている空気弁は吸引された空気を
多量に排出するので空気の排出抵抗が小さく、従って、
水柱はほぼ自然落下に近い状態で衝突し、衝撃も大きく
また圧力上昇も大きくなる。
分離が発生する箇所に空気弁を設け、負圧になったとき
に空気を吸引導入させれば、ほぼ大気圧の空気が入るの
で管内の水柱は大気圧下で容易に水柱分離をする。送水
管端の実揚程によって水柱分離した水が逆流して再衝突
するが、現在使用されている空気弁は吸引された空気を
多量に排出するので空気の排出抵抗が小さく、従って、
水柱はほぼ自然落下に近い状態で衝突し、衝撃も大きく
また圧力上昇も大きくなる。
【００１０】本発明は構造簡単で安価であり有効な水撃
対策用空気弁を提供することを目的としている。
対策用空気弁を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、送水管
路に立設されたケーシング（１）を備えた水撃対策用空
気弁において、前記ケーシング（１）の上部に大口径の
吸気流路（４）を有する吸気カバー（３）が設けられ、
前記ケーシング（１）の内部に筒状のピストンガイド
（５）を介してピストン（６、６Ａ）が上下動自在に設
けられ、前記ピストン（６、６Ａ）と前記ピストンガイ
ド（５）との間には吸気流路（４）を閉じる方向にピス
トン（６、６Ａ）を付勢するスプリング（７）が介装さ
れ、ピストン（６、６Ａ）の頂部には小口径の空気排出
孔（８、１３）が設けられ、そしてその空気排出孔
（８、１３）に対向する方向のピストンガイド（５）の
内部に球形のフロート（１０、１０Ａ）が設けられてい
る。
路に立設されたケーシング（１）を備えた水撃対策用空
気弁において、前記ケーシング（１）の上部に大口径の
吸気流路（４）を有する吸気カバー（３）が設けられ、
前記ケーシング（１）の内部に筒状のピストンガイド
（５）を介してピストン（６、６Ａ）が上下動自在に設
けられ、前記ピストン（６、６Ａ）と前記ピストンガイ
ド（５）との間には吸気流路（４）を閉じる方向にピス
トン（６、６Ａ）を付勢するスプリング（７）が介装さ
れ、ピストン（６、６Ａ）の頂部には小口径の空気排出
孔（８、１３）が設けられ、そしてその空気排出孔
（８、１３）に対向する方向のピストンガイド（５）の
内部に球形のフロート（１０、１０Ａ）が設けられてい
る。
【００１２】
【作用】本発明は、上記のように構成されているので、
ポンプを運転して送水している時に、停電などによって
ポンプが停止し、送水管路内に水撃による負圧が発生す
ると、ピストンの内側に負圧が掛かり、ピストンが移動
して吸気通路が開いて多量の空気を送水管内に吸引し、
空気弁取付け箇所でほぼ大気圧に近い状態で送水管の中
の水が水柱分離を発生する。
ポンプを運転して送水している時に、停電などによって
ポンプが停止し、送水管路内に水撃による負圧が発生す
ると、ピストンの内側に負圧が掛かり、ピストンが移動
して吸気通路が開いて多量の空気を送水管内に吸引し、
空気弁取付け箇所でほぼ大気圧に近い状態で送水管の中
の水が水柱分離を発生する。
【００１３】この分離した水柱が次には、吐出側の水位
によって逆流を生じるが、空気弁からの空気の排出は徐
々にしか行われないので、逆流が始まっても吸引した空
気の大部分が送水管内に残っており、この空気が水柱の
逆流による衝突を疎外するので、逆流する水柱のエネル
ギーに相当した量だけ管内の空気が圧縮されて圧力上昇
が発生するだけであるが、空気を吸引時と同じ速度で排
出する従来の空気弁の場合には水柱の逆流速度に見合っ
てほとんど無抵抗で空気が排出されるので、大気圧下で
水柱が再衝突をすることになり、衝突時の圧力上昇も大
きな値となり、管が破損するなどの不都合を生じること
がある。
によって逆流を生じるが、空気弁からの空気の排出は徐
々にしか行われないので、逆流が始まっても吸引した空
気の大部分が送水管内に残っており、この空気が水柱の
逆流による衝突を疎外するので、逆流する水柱のエネル
ギーに相当した量だけ管内の空気が圧縮されて圧力上昇
が発生するだけであるが、空気を吸引時と同じ速度で排
出する従来の空気弁の場合には水柱の逆流速度に見合っ
てほとんど無抵抗で空気が排出されるので、大気圧下で
水柱が再衝突をすることになり、衝突時の圧力上昇も大
きな値となり、管が破損するなどの不都合を生じること
がある。
【００１４】管内に吸引された空気は空気排出口から徐
々に排出されるので、空気の排出に伴う水柱の移動速度
が小さく、空気の排出に伴う圧力上昇は発生しない。ま
た本発明の空気弁を設置してある箇所が送水管の上り勾
配あるいは下り勾配の途中である場合には、管内に吸引
された空気は時間の経過とともに、送水管の傾斜に沿っ
て上昇して送水管の管端から放出されるか、あるいは送
水管路途中の頂部に溜り、この部分に設置してある空気
弁から空気を排出する。
々に排出されるので、空気の排出に伴う水柱の移動速度
が小さく、空気の排出に伴う圧力上昇は発生しない。ま
た本発明の空気弁を設置してある箇所が送水管の上り勾
配あるいは下り勾配の途中である場合には、管内に吸引
された空気は時間の経過とともに、送水管の傾斜に沿っ
て上昇して送水管の管端から放出されるか、あるいは送
水管路途中の頂部に溜り、この部分に設置してある空気
弁から空気を排出する。
【００１５】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１において、全体を符号Ａで示す水撃対策用空気
弁のケーシング１は、フランジ部２により図示しない送
水管路に垂直に立設されている。そのケーシング１の上
部には、吸気カバー３が設けられ、この吸気カバー３に
は、大口径の吸気流路４が形成されている。
る。図１において、全体を符号Ａで示す水撃対策用空気
弁のケーシング１は、フランジ部２により図示しない送
水管路に垂直に立設されている。そのケーシング１の上
部には、吸気カバー３が設けられ、この吸気カバー３に
は、大口径の吸気流路４が形成されている。
【００１６】他方、ケーシング１の内部には、筒状のピ
ストンガイド５を介してピストン６が上下動自在に収め
られている。そのピストン６とピストンガイド５との間
には、ピストン６が吸気流路４を閉じる方向に付勢する
スプリング７が介装されている。
ストンガイド５を介してピストン６が上下動自在に収め
られている。そのピストン６とピストンガイド５との間
には、ピストン６が吸気流路４を閉じる方向に付勢する
スプリング７が介装されている。
【００１７】また、ピストン６の頂部には、小口径の空
気排出孔８を備えた弁座９が設けられ、ピストン６の内
部には、球形のフロート１０が設けられている。そし
て、このフロート１０は、ピストンガイド５に立設され
た筒状のフロートケース１１により空気排出孔８に正中
されている。
気排出孔８を備えた弁座９が設けられ、ピストン６の内
部には、球形のフロート１０が設けられている。そし
て、このフロート１０は、ピストンガイド５に立設され
た筒状のフロートケース１１により空気排出孔８に正中
されている。
【００１８】次に作用について説明する。送水管路内が
負圧になると、ピストン６の内面に作用する力がスプリ
ング７の付勢力よりも大きくなり、したがって、ピスト
ン６が下降して大口径の吸気流路４が開かれ、多量の空
気が送水管路内に吸引導入される。また、空気が空気弁
Ａ内に導入されると同時に、フロート１０は弁座９から
離れ、従って、小口径の空気排出孔８からも極くわずか
ではあるが、空気が吸引される。
負圧になると、ピストン６の内面に作用する力がスプリ
ング７の付勢力よりも大きくなり、したがって、ピスト
ン６が下降して大口径の吸気流路４が開かれ、多量の空
気が送水管路内に吸引導入される。また、空気が空気弁
Ａ内に導入されると同時に、フロート１０は弁座９から
離れ、従って、小口径の空気排出孔８からも極くわずか
ではあるが、空気が吸引される。
【００１９】空気を充分に吸引導入することで大気圧下
で送水管路内の水柱が分離して負圧が解消すると、ピス
トン６はスプリング７の力で上昇して吸気流路４を閉じ
る。
で送水管路内の水柱が分離して負圧が解消すると、ピス
トン６はスプリング７の力で上昇して吸気流路４を閉じ
る。
【００２０】分離した水柱が吐出側の水位によって逆流
し始めると、送水管路内の圧力が上昇し始め、弁座９に
設けた小径の空気排出孔８から徐々に空気を排出する。
空気の排出量よりも水柱の逆流速度のほうが早いので、
逆流のエネルギーに相当するだけ管路内の空気が圧縮さ
れて圧力上昇するが、管路内に多量の空気が残っている
ので、水柱の衝突が発生せず、従って、衝撃的な圧力の
異常上昇も発生しない。
し始めると、送水管路内の圧力が上昇し始め、弁座９に
設けた小径の空気排出孔８から徐々に空気を排出する。
空気の排出量よりも水柱の逆流速度のほうが早いので、
逆流のエネルギーに相当するだけ管路内の空気が圧縮さ
れて圧力上昇するが、管路内に多量の空気が残っている
ので、水柱の衝突が発生せず、従って、衝撃的な圧力の
異常上昇も発生しない。
【００２１】図２は本発明の別の実施例を示し、空気弁
Ａ１のフロート１０Ａの径を、前記フロート１０Ａの１
００ｍｍに対し例えば４４ｍｍと小径に形成し、従っ
て、フロートケース１１Ａを小径に形成し、他を図１と
同様に構成した例である。
Ａ１のフロート１０Ａの径を、前記フロート１０Ａの１
００ｍｍに対し例えば４４ｍｍと小径に形成し、従っ
て、フロートケース１１Ａを小径に形成し、他を図１と
同様に構成した例である。
【００２２】図３も本発明の別の実施例を示し、空気弁
Ａ２のフロートケース１１Ｂを、ピストン６の頂部から
吊設し、他を図２と同様に構成した例である。
Ａ２のフロートケース１１Ｂを、ピストン６の頂部から
吊設し、他を図２と同様に構成した例である。
【００２３】図４も本発明の別の実施例を示し、空気弁
Ａ３のピストン６Ａの頂部に、凹状の弁座１２を形成
し、空気排出孔１３を備えたプラグ１４を設け、さら
に、フロート１０Ａに対しルーズなフロートケース１１
Ｃを設けた例である。
Ａ３のピストン６Ａの頂部に、凹状の弁座１２を形成
し、空気排出孔１３を備えたプラグ１４を設け、さら
に、フロート１０Ａに対しルーズなフロートケース１１
Ｃを設けた例である。
【００２４】なお、空気を排出し終えたときフロート１
０、１０Ａが空気排出孔８、１３を密閉し得る構造であ
れば、特にフロートケース１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１
Ｃを設ける必要はない。
０、１０Ａが空気排出孔８、１３を密閉し得る構造であ
れば、特にフロートケース１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１
Ｃを設ける必要はない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果が奏される。即ち、停電などによる送水ポ
ンプの急激な停止によって、送水管路内に負圧が発生す
るとピストンが下降して多量の空気を送水管路内に吸引
導入する。負圧が解消すればただちにピストンはスプリ
ングの力で上昇して空気の流路を閉じてしまうので、吸
引導入された大量空気は小さい排出孔から徐々に排出さ
れるので、分離した送水管路内の水が、吐出側の水位に
よって逆流してきても、逆流のエネルギーを管内に残っ
ている空気が圧縮されることで吸収してしまうので、逆
流のエネルギーに相当する圧力上昇が発生するので、水
柱同士の衝突が発生せず、従って、送水管路の破損など
の危険が回避できる。また、ピストンフロートなどの簡
単な構造で安価に提供することができる。
のような効果が奏される。即ち、停電などによる送水ポ
ンプの急激な停止によって、送水管路内に負圧が発生す
るとピストンが下降して多量の空気を送水管路内に吸引
導入する。負圧が解消すればただちにピストンはスプリ
ングの力で上昇して空気の流路を閉じてしまうので、吸
引導入された大量空気は小さい排出孔から徐々に排出さ
れるので、分離した送水管路内の水が、吐出側の水位に
よって逆流してきても、逆流のエネルギーを管内に残っ
ている空気が圧縮されることで吸収してしまうので、逆
流のエネルギーに相当する圧力上昇が発生するので、水
柱同士の衝突が発生せず、従って、送水管路の破損など
の危険が回避できる。また、ピストンフロートなどの簡
単な構造で安価に提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す側断面図。
【図２】本発明の第２実施例を示す側断面図。
【図３】本発明の第３実施例を示す側断面図。
【図４】本発明の第４実施例を示す側断面図。
Ａ、Ａ１〜Ａ３・・・水撃対策用空気弁 １・・・ケーシング ２・・・フランジ部 ３・・・吸気カバー ４・・・吸気流路 ５・・・ピストンガイド ６、６Ａ・・・ピストン ７・・・スプリング ８、１３・・・空気排出孔 ９、１２・・・弁座 １０、１０Ａ・・・フロート １１、１１Ａ〜１１Ｃ・・・フロートケース １４・・・プラグ
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 良男 北海道室蘭市みゆき町２丁目13番１号 北海道高度情報技術センター内 株式会 社荏原環境テクノ北海道内 (56)参考文献 実開 平１−168075（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−104096（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−110334（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 24/00 F16L 55/04 F16L 55/07
Claims (1)
- 【請求項１】 送水管路に立設されたケーシング（１）
を備えた水撃対策用空気弁において、前記ケーシング
（１）の上部に大口径の吸気流路（４）を有する吸気カ
バー（３）が設けられ、前記ケーシング（１）の内部に
筒状のピストンガイド（５）を介してピストン（６、６
Ａ）が上下動自在に設けられ、前記ピストン（６、６
Ａ）と前記ピストンガイド（５）との間には吸気流路
（４）を閉じる方向にピストン（６、６Ａ）を付勢する
スプリング（７）が介装され、ピストン（６、６Ａ）の
頂部には小口径の空気排出孔（８、１３）が設けられ、
そしてその空気排出孔（８、１３）に対向する方向のピ
ストンガイド（５）の内部に球形のフロート（１０、１
０Ａ）が設けられていることを特徴とする水撃対策用空
気弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26948594A JP3339663B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 水撃対策用空気弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26948594A JP3339663B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 水撃対策用空気弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128551A JPH08128551A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3339663B2 true JP3339663B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17473103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26948594A Expired - Fee Related JP3339663B2 (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 水撃対策用空気弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339663B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4583288B2 (ja) * | 2005-10-21 | 2010-11-17 | 株式会社清水鐵工所 | 空気弁 |
| JP4777767B2 (ja) * | 2005-12-15 | 2011-09-21 | 株式会社テイエルブイ | 排気弁 |
| JP5053008B2 (ja) * | 2007-09-14 | 2012-10-17 | 株式会社テイエルブイ | 排気弁 |
| CN114413098B (zh) * | 2022-02-10 | 2023-09-05 | 西安航空学院 | 一种内缸式防水锤缓冲排气阀 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26948594A patent/JP3339663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08128551A (ja) | 1996-05-21 |
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Legal Events
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |