JP5680366B2 - Water hammer protector - Google Patents
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Description
本発明は、水撃防止器に関し、殊に、給水ラインを急激に遮断することによるウオーターハンマーの衝撃圧を吸収して装置の破損や異音の発生を防止する水撃防止器に関する。 The present invention relates to a water hammer preventer, and more particularly, to a water hammer preventer that absorbs an impact pressure of a water hammer caused by suddenly shutting off a water supply line to prevent damage to the device and generation of abnormal noise.
給水ラインを急激に遮断することで生じるウオーターハンマーの衝撃圧を、内部容積が弾性的に増減するブラダ内に導入することにより吸収して給水ラインに接続した装置の破損や異音の発生を防止する手段として、アキュムレータ(蓄圧器)と同様の構成を有した水撃防止器が周知である。 Water hammer impact pressure generated by suddenly shutting off the water supply line is absorbed into the bladder where the internal volume is elastically increased and decreased to prevent damage to the equipment connected to the water supply line and the generation of abnormal noise. As a means for doing this, a water hammer preventer having a configuration similar to that of an accumulator (pressure accumulator) is well known.
例えば、実開平6−40586号公報に記載され図6(A)に示すもののように、カップ状のブラダケース5の内部に有底円筒状で周壁を伸縮可能な蛇腹状に形成した弾性材料からなるブラダ10Cを配置して、その外周面とブラダケース5の内周面との間に空気室50を形成してなる水撃防止器1Cが知られている。
For example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-40586 and shown in FIG. 6A, the cup-shaped bladder case 5 is made of an elastic material having a bottomed cylindrical shape and a bellows shape whose peripheral wall can be expanded and contracted. A
この水撃防止器1Cは、給水ラインから分岐してブラダ10C内部側に接続して給水圧を導入するように配置され、ウオーターハンマー発生の際にブラダ10Cの弾性変形(容積拡大)によりその衝撃圧を吸収することに加え、その周りの空気室50の空気の弾力によっても吸収することができるため、水撃防止機能を確実に発揮しやすいものとなっている。
This water hammer preventer 1C is arranged so as to branch from the water supply line and connect to the inside of the bladder 10C to introduce water supply pressure, and when the water hammer is generated, the impact is caused by elastic deformation (volume expansion) of the bladder 10C. In addition to absorbing pressure, it can also be absorbed by the elasticity of the air in the surrounding
また、特開2001−120975号公報に記載され図6(B)に示すもののように、外周面にリブ100a,100b,100cを形成した有底円筒状でゴム製のブラダ10Dを、カップ状でゴム製のブラダケース6内部にその内周面との間にクリアランスを有するように配置した水撃防止器1Dも知られており、ウオーターハンマーの大きさに応じて、ブラダ10Dのみの変形による吸収、空気室60の空気の弾性による吸収、リブ100a,100b,100cが当接した状況での外筒6の変形による吸収、というように段階的に吸収を行うものとして、小型でも比較的大きな衝撃圧まで対応可能としている。
Further, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-120975 and shown in FIG. 6B, a bottomed
しかし、前者の水撃防止器1Cは、ブラダ10Cの容量変動幅を大きく確保するためにその周壁を蛇腹状にしている点で構造が複雑であり、コスト高であることに加え蛇腹屈曲部分の耐久性に難点を有したものとなっている。一方、後者の水撃防止器1Dは、大きな衝撃圧にも対応可能とするためにブラダ10Dの外周面にリブを設けるとともにブラダケース6もゴムで作成しており、耐候性を考慮するとブラダケース6の外周にさらに保護ケースが必要になることから、その分サイズアップとコスト高騰を伴いやすい。
However, the former water hammer preventer 1C has a complicated structure in that its peripheral wall is formed in an accordion shape in order to ensure a large capacity fluctuation range of the bladder 10C, and the cost is high in addition to the high cost. It has a difficulty in durability. On the other hand, the latter water hammer
また、これら両者に共通して、水道水の供給ラインに配設した場合には、水道水に含まれる塩素でブラダを構成するゴム材が比較的短期間で変質・劣化しやすいことが知られており、変質・劣化したゴム同士が密着する部分では互いに溶着しやすくなることも相俟って、さらに耐久性に難点を有したものとなってしまう。 In addition, it is known that the rubber material that constitutes the bladder with chlorine contained in tap water is easily deteriorated and deteriorated in a relatively short period of time when it is disposed in the tap water supply line in common with both of them. In addition, the parts where the deteriorated and deteriorated rubbers are in close contact with each other are easily welded to each other, resulting in a further difficulty in durability.
本発明は、上記のような問題を解決しようとするものであり、給水ラインの遮断によるウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの変形で吸収する水撃防止器について、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく優れた水撃防止機能を発揮可能とすることを課題とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and in regard to a water hammer preventer that absorbs the impact pressure of a water hammer caused by shutting off a water supply line by deformation of a bladder, the cost increases and the durability decreases. It is an object to enable an excellent water hammer prevention function without being accompanied.
そこで、本発明は、内部側が給水ラインに接続されるブラダと、このブラダを収装した状態で内部に空気を封入されてブラダ外部側に空気室を形成するブラダケースを有して、給水ラインに生じたウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの弾性変形と空気室の空気の弾力性の両者で吸収する水撃防止器において、そのブラダは、外周面を構成する周壁が平滑なカップ状に形成されて内外圧力差の変動により周壁が弾性変形して容量を通常時の状態から縮小・拡大可能なものとされ、給水圧力を導入しない状況で空気室の封入空気圧力と内部圧力の差で潰れて通常時よりも容量が縮小した状態となり、給水圧力を導入することで容量を増し、ウオーターハンマー発生時にはさらに容量を増して通常時よりも拡大する、ことを特徴とするものとした。 Therefore, the present invention has a bladder whose inner side is connected to the water supply line, and a bladder case in which air is enclosed inside the bladder while the bladder is installed to form an air chamber on the outer side of the bladder. In the water hammer preventer that absorbs the impact pressure of the generated water hammer by both the elastic deformation of the bladder and the elasticity of the air in the air chamber, the bladder has a peripheral cup that is formed in a smooth cup shape. The wall is elastically deformed due to fluctuations in the internal and external pressure and the capacity can be reduced or expanded from the normal state, and it is usually collapsed by the difference between the air pressure enclosed in the air chamber and the internal pressure without introducing the water supply pressure. The capacity is reduced more than the time, the capacity is increased by introducing the water supply pressure, and when the water hammer is generated, the capacity is further increased and the capacity is increased from the normal time.
ブラダケースに内装するブラダを、このように容量の縮小方向にも弾性変形可能なものとし、給水圧力導入前の状態で空気室側と内部側との圧力差でブラダが潰れて容量を縮小した状態になるものとしたことで、形状の複雑化によるコストの高騰を伴わずにブラダの容量変動幅を大きく設定可能として優れた水撃防止機能を発揮できるものとしながら、ブラダを蛇腹のように複雑な形状を有しない簡易な構造としたことにより耐久性に優れたものとなる。 The bladder in the bladder case can be elastically deformed in the direction of capacity reduction in this way, and the bladder is crushed by the pressure difference between the air chamber side and the internal side before the water supply pressure is introduced, and the capacity is reduced. As a result, the bladder can be made as complex as an accordion, while the capacity fluctuation range of the bladder can be set to a large value without increasing the cost due to the complexity of the shape, and an excellent water hammer prevention function can be demonstrated. By having a simple structure that does not have a simple shape, it becomes excellent in durability.
また、この水撃防止器において、そのブラダは、合成ゴムの一体成型によるものであって底面が球面状に形成されており、その底面の中心から底面に沿って所定長さで等角放射状に肉厚部を形成した3本の突条による折り畳みガイド部が形成されており、容量縮小方向に変形する際に、突条間の薄肉部が凹むことでこの凹みが周壁基端側まで達して谷折り線を形成するものとして、底面を周方向に回転させながら高さを縮小するように潰れる、ことを特徴としたものとすれば、複雑な蛇腹構造によらない簡易な構成でもブラダの通常時と縮小時との容量差が極めて大きなものとなる。 Further, in this water hammer preventer, the bladder is formed by integral molding of synthetic rubber, and the bottom surface is formed in a spherical shape, and is equiangularly radiated at a predetermined length from the center of the bottom surface along the bottom surface. A folding guide part is formed by three ridges that form a thick part, and when deforming in the capacity reduction direction, the thin part between the ridges is recessed, so that this dent reaches the peripheral wall proximal end side. If it is characterized by the fact that the bottom fold line is crushed so as to reduce the height while rotating the bottom surface in the circumferential direction, even with a simple configuration that does not depend on a complicated bellows structure, it is normal for the bladder The capacity difference between time and reduction is extremely large.
さらに、上述した水撃防止器において、そのブラダは、その内側面にフッ素コーティング層が形成されていることを特徴としたものとすれば、水道水の供給ラインに配置された場合に、水道水に含まれる塩素を原因としたブラダの構成素材の変質・劣化を軽減することができ、また、内周面同士の密着部分における溶着の発生を回避しやすいものとなる。 Further, in the above-described water hammer preventive device, if the bladder is characterized in that a fluorine coating layer is formed on the inner surface thereof, the tap water is disposed when arranged in the tap water supply line. It is possible to reduce the deterioration and deterioration of the constituent material of the bladder due to chlorine contained in the water, and it is easy to avoid the occurrence of welding at the close contact portion between the inner peripheral surfaces.
給水圧力導入前の状態で空気室側と内部側との圧力差でブラダが潰れて容量を縮小するものとした本発明によると、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく優れた水撃防止機能を発揮させることができる。 According to the present invention in which the bladder is crushed by the pressure difference between the air chamber side and the internal side before the supply water pressure is introduced and the capacity is reduced, the water hammer is excellent without increasing costs and reducing durability. The prevention function can be exhibited.
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態の水撃防止器1Aの正面図(一部縦断面図)を示すものであり、この水撃防止器1Aは、水道水の給水ラインに配設されることを想定したものであり、円盤状の本体2下面には、硬質素材をカップ状に形成したブラダケース3の開口部側が固定されている。
FIG. 1 shows a front view (partially longitudinal sectional view) of a
また、ブチルゴム等の合成ゴムを表裏面が平滑なカップ状に一体成形したブラダ10Aが、開口部側を本体2下面に固定した状態でブラダケース3に内装され、その外面とブラダケース3内面との間に形成された隙間に空気バルブ31を介して空気が封入されて空気室30を形成したものとなっている。
Also, a
そして、ブラダ10Aの内側空間が接続金具21を介して給水ライン側に接続されることにより、給水ラインに生じたウオーターハンマーの衝撃圧をブラダ10Aの弾性変形と空気室30の空気の弾力性の両者で吸収するようになっており、このこと自体は図6に記載した従来例とも共通している。
Then, the inner space of the
本発明においては、そのブラダ10Aの構成が図6に示した従来例とは異なっており、その外周面を構成する周壁の内外面は平滑であって蛇腹構造や周方向のリブを有しないものとされ、且つ、底面が略球面状に形成されており、内外圧力差の変動により周壁が弾性変形することでその内部容量を通常時の状態から縮小・拡大可能なものとなっている。
In the present invention, the structure of the
そして、図2に示すように、そのブラダ10Aは、給水圧力を導入していない状況では、空気室30の封入空気による外部圧力と内部圧力の差により周壁が潰れて変形前の通常時よりも容量が縮小した状態になる点を特徴としている。即ち、給水ラインに接続前の段階で、空気室30の封入空気の圧力を大気圧よりも高くなるように充填しブラダ10Aが潰れた状態にして空気バルブ31を閉止したものである。
As shown in FIG. 2, in the situation where the supply water pressure is not introduced, the
これにより、ブラダ10Aは給水圧力導入前の段階で容量を通常時よりも縮小した状態から、給水圧力を導入することでほぼ通常時の容量に戻り、ウオーターハンマー発生時には通常時よりも大きく拡大した容量となって、その衝撃圧を充分に吸収することができる。
As a result, the
そのため、周壁に蛇腹構造等を設けない簡易且つコンパクトな構成で容量の変動幅を大きく設定できるため、広範囲に亘って水撃防止機能を有効に発揮しやすいものとなる。また、蛇腹やリブを要しない簡易な構成であることはコストの低廉化と耐久性の向上に繋がっている。 For this reason, since the capacity fluctuation range can be set large with a simple and compact structure in which the peripheral wall is not provided with a bellows structure or the like, the water hammer prevention function can be effectively exhibited over a wide range. In addition, the simple configuration that does not require bellows or ribs leads to lower costs and improved durability.
さらに、本実施の形態においては、ブラダ10Aの内側全面にフッ素コーティング層が形成されている点も特徴部分となっている。これにより、水道水に含まれる塩素の影響でブラダ10Aの構成素材である合成ゴムが変質・劣化しにくくなることに加え、内側面同士が密着する部分があっても溶着の発生を回避可能として、一層耐久性に優れたものとしている。
Further, the present embodiment is also characterized in that a fluorine coating layer is formed on the entire inner surface of the
図3は、本実施の形態である水撃防止器1Aの機能(動作)を説明するためのものであり、図2に示した給水圧力導入前のブラダ10Aが潰れて容量を縮小した状態から、給水バルブ90を閉めた状態で給水圧力(静水圧力)を導入することにより、図3(A)に示すように、ブラダ10Aは変形前の通常時の容量よりもやや拡大した状態で、空気室30の圧力と静水圧力がバランスしている。
FIG. 3 is a view for explaining the function (operation) of the
次に、図3(B)に示すようにバルブ90を開いた給水時には、給水圧力が低下することでブラダ10Aはほぼ通常時の容量に戻った状態となり、空気室30の圧力と動水圧力がバランスする。そして、図3(C)に示すように給水バルブ90を急に閉鎖して給水が遮断されることでウオーターハンマーが発生した場合、その際の圧力波をブラダ10Aが容量をさらに拡大させてこれを完全に吸収する。
Next, as shown in FIG. 3B, at the time of water supply with the
図4は、上述した図1の水撃防止器1Aのブラダ10Aの応用例としてのブラダ10Bを示しており、その球面状に形成された底面の中心から底面に沿って底面半径の3分の2程度の長さで120°の等角放射状に他の部分の1.5倍程度の肉厚部を形成した3本の突条110a,110b,110cによる折り畳みガイド部11が形成されている点を特徴としている。
FIG. 4 shows a
この折り畳みガイド部により、ブラダ10Bはその容量縮小方向の変形の際に、突条110a,110b,110c間の薄肉部から凹み、図5に示すようにこの凹みが周壁基端側(開口部側)付近まで達して破線で示す谷折り線を各々形成し、底面側を周方向に回転させながら、高さを縮小して潰れるように動作する。
The folding guide portion causes the
この応用例では、斯かる簡易な構成の折り畳みガイド部11を設けただでで、蛇腹のように複雑で耐久性に悪影響を与えるような構造を設けずに安定した折り畳み動作を実現可能として、耐久性を損なうことなくブラダ10Bの通常時と縮小時との容量差をさらに大きく設定することが可能となっている。
In this application example, by providing the
以上、述べたように、給水ラインの遮断によるウオーターハンマーの衝撃圧をブラダの変形で吸収する水撃防止器について、本発明により、コストの高騰や耐久性の低下を伴うことなく、優れた水撃防止機能を発揮することができる。 As described above, the water hammer preventer that absorbs the impact pressure of the water hammer due to the interruption of the water supply line by the deformation of the bladder, according to the present invention, can provide excellent water without increasing costs and reducing durability. It is possible to exert a hit prevention function.
1A 水撃防止器、2 本体、3 ブラダケース、10A,10B ブラダ、11 折り畳みガイド部、30 空気室、31 空気バルブ、90 給水バルブ、110a,110b,110c 突条 1A Water hammer preventer, 2 body, 3 bladder case, 10A, 10B bladder, 11 folding guide part, 30 air chamber, 31 air valve, 90 water supply valve, 110a, 110b, 110c ridge
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