JPH0437314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、気密室内で生じた水分を気密性を保
ちつつ外部に排出したり、あるいは気密室内に要
する水分を気密性を保ちつつ内部に供給するよう
にした水封装置の改良に関するもので、例えば高
速鉄道車両に好適なものである。

〔発明の背景〕

従来の水封装置を特許第976658号で出願された
水封装置により説明する。第１図は、隔壁で仕切
られた貯水室５，６内に貯留水４を流入管２より
供給した状態を示している。貯水室５には気密室
１に通ずる流入管２を、貯水室６には大気に通ず
る流出管３を設け、貯水室５と６の間は先端近く
に通気穴７，８を有するサイフオン管９で連通し
た構造とし、貯水室５と６の容積をほぼ等しくす
る。また、流入管２と流出管３の先端とサイフオ
ン管９の頂部との間隔における貯水室５，６の各
容積がサイフオン管９の内容積以上となるように
それらの間隔を設定しておく。

このような装置において、第１図に示す如く流
入管２より貯留水４が供給されるとまず貯水室５
内に蓄積され、サイフオン管９の頂部曲り部断面
の下端位置に達すると貯留水４は越流して貯水室
６側へ供給される。さらに貯留水４の供給を続
け、貯留水４が通気穴８の上部位置に達するとサ
イフオン管９内に中間空気層１１が形成される。
さらに流入管２より貯留水４の供給を続けると、
貯水室５，６の水位は共に上昇し第２図の状態に
なり、これ以上貯留水４を供給しても流出管３か
ら排出されるだけで水位の変化は起こらない。

気密室１内外の圧力が等しい初期状態において
は、中間空気層１１は貯水室６内では流出管３の
水面よりH₁だけ水頭差を持つており、また貯水
室５内においても流入管２と中間空気層１１の間
にH₁だけサイフオン管９側が低い水頭差がある
ため、中間空気層１１は圧縮されて水頭H₁に相
当する正の圧力を発生する。この圧力はサイフオ
ン管９内の流れに対して抵抗として働き、水封装
置の排水能力を低下させる欠点があつた。

そこで、前記不具合を解決するため、第２図に
おいて、流出管３の上部先端と流出側貯水室６の
上面との間隔H₂を短くする。すなわち、前記間
隔H₂と流出管３の上部先端の周囲長さとを掛け
合わせた面積がサイフオン管９の断面積に等しい
か、又はそれよりも小さくなるように、前記間隔
H₂を設定する。

このように構成することにより、流量の増大も
しくは気密室１内の圧力が上昇すると、流出管３
の内部が貯留水４で充満され、第３図の状態にな
る。この状態の圧力バランスは、流出管３の下端
と中間空気層１１はH₃の負の方向の水頭差とな
り、これは貯水室５と中間空気層１１とで生じる
水頭差H₁と同方向であり、水封装置全体に加わ
る水頭はH₁＋H₃となり水流が増大して中間空気
層１１を排出し、第４図に示すようにサイフオン
管９は連通状態となる。

一旦、連通状態が形成されると排出が続き、第
５図に示す如く貯水室５内の貯留水４がサイフオ
ン管９の通気穴７に達すると通気穴７から気密室
１内の空気が気泡１０として吸込まれ、サイフオ
ン管９に中間空気層１１を再形成する。しかし、
貯水室６内の貯留水４はサイフオン管９と流出管
３下端において水頭差H₃を有しているため流出
を継続し、中間空気層１１は拡大し通気穴８の位
置まで達し通気穴８から気泡１０を排出すること
になり、貯水室６の上部と流出管３に空気層を形
成して流出が停止する。この状態を第６図に示
す。

第６図の状態になると流出管３上部は大気圧と
なるため貯水室６側のサイフオン管９部分でH₁、
貯水室５側でH₄の水頭圧が同方向に加わり、貯
水室６側の中間空気層１１を貯水室５側へ押出し
第７図の状態となる。さらに貯水室５および６内
の水頭に基があるため流動が続き、第８図に示す
如く貯水室５および６とサイフオン管９内の水頭
差が共にH₅となり中間空気層１１を残して流動
が停止し、中間空気層１１を完全に排除すること
ができない。

このようにサイフオン管９内に中間空気層１１
が残つた場合、該中間空気層１１には貯水室５お
よび６のH₅の水頭圧が作用しており圧縮された
状態となつている。したがつて、この状態で流入
管２から排水が供給された場合、前記中間空気層
１１が抵抗となつて貯留水４が円滑に流れなくな
るという不具合がある。すなわち、サイフオン管
９内に水が充満し連通状態にある場合には、該サ
イフオン管９内の貯留水４は貯水室５および６側
で相互にその水頭が釣り合つているため、特に抵
抗となるようなことはない。しかし、前記中間空
気層１１が存在する場合にはサイフオン管９内で
貯水室５側、貯水室６側へ前記中間空気層１１が
移動すること或いは中間空気層１１が圧縮されて
いることによつて両方の水頭が微妙に変化し、貯
留水４が円滑に流れないという不具合が発生す
る。このように、気密室１の内外の圧力差が大き
くなると、サイフオン管９内に中間空気層１１に
よつて排水が困難となる。

〔発明の目的〕

本発明の目的とするところは、サイフオン管内
に中間空気層が形成されないようにすることによ
つて、排水能力が低下することのない水封装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、流入管を接続した流入側貯水室と、
上部に流出管を接続した流出側貯水室と、流入側
貯水室と流出側貯水室とを接続したサイフオン管
と、からなる水封装置において、前記流入側貯水
室および前記流出側貯水室の外部であつて前記流
出管の上端よりも上方と前記サイフオン管の上部
とを接続する連通管と、前記流入管の圧力と前記
外部との圧力差が所定値以上の場合に前記連通管
を閉鎖する弁装置と、から構成したことを特徴と
する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第９図〜第１３図に
より説明する。図において、中間空気層１１を排
出するために、サイフオン管９の頂部と貯水室６
の上部に貫通した連通管１２を設け、該連通管１
２の先端に電磁弁１３を固着する。さらに流入管
２上部に気密室１外と連通する連通管１４を設
け、該連通管１４の先端に気密室内外の圧力バラ
ンスにより電磁弁１３の開閉制御を行なうための
圧力スイツチ１５を固着する。しかして、電源１
６と圧力スイツチ１５および電磁弁１３で電気回
路を構成するように設置し、圧力スイツチ１５は
気密室内外の圧力差がH₁に達する以前に作動す
るように圧力設定し、圧力スイツチ１５が作動し
て電気回路が構成されると、電磁弁１３が「閉」
となるように構成する。

第９図は気密室１内外の圧力に変動がなく釣合
つている状態を示す。流入管２から貯留水４が供
給されると、サイフオン管９の頂部は連通管１２
と電磁弁１３により気密室１外大気と連通されて
いるため貯留水４の増加と共に中間空気層１１は
外部へ排出され、サイフオン管９内部は貯留水４
で充満し、貯水室５から６への貯留水の移動が容
易に行なわれ、最終的には第１０図の状態とな
る。

気密室１内外の圧力が変動した場合、例えば気
密室１外の圧力が低下したときの状態を第１１図
に示す。すなわち、流入管２を通じて貯留水４の
表面に加わる圧力の方が高くなり貯水室５内の貯
留水４は押下げられ、ついにサイフオン管９の通
気穴７の位置まで達する。このときの気密室１内
外の圧力差はH₁となり、それ以前に圧力スイツ
チ１５が作動して電磁弁１３に電気指令が送られ
電磁弁１３が閉じ、サイフオン管９と気密室１外
大気とがしや断される。

第１２図は気密の破れる直前の状態を示す。す
なわち、第１１図の状態からさらに圧力差が大き
くなると通気穴７を通じ気泡１０がサイフオン管
９内に供給され、中間空気層１１を形成してサイ
フオン状態が破れる。さらに圧力差があるときは
気泡１０の供給が増加し、中間空気層１１の圧力
が増大してサイフオン管９内の水頭を押下げ反対
側の通気穴８の位置に達する。この状態での気密
室内外の圧力差を考えると、まず、中間空気層１
１の圧力は外部圧力よりH₁高く、流入管２によ
り通ずる気密室１内の圧力は中間空気層１１の圧
力よりさらにH₄だけ高いことになる。したがつ
て、気密保持能力はH₁＋H₄となる。

第１３図は、気密室１内に対して外部圧力が高
くなり気密が破れる直前の状態を示している。こ
の場合は第１１図、第１２図のときとは逆方向の
経過で圧力がバランスし、気密保持能力はH₄＋
H₆となる。第１２図、第１３図のいずれの場合
も、気密室１内外の圧力差がなくなると圧力スイ
ツチ１５の電気指冷が停止するので電磁弁１３が
連通状態となり、サイフオン管９内の中間空気層
１１は外部に排出され、サイフオン状態が再生さ
れる。

以上述べた実施例によれば、常時、容易にサイ
フオン管９の連通状態を生成することができ、通
常は必要な排水能力を確保し、気圧変動を生じた
ときの所期の気密保持能力を持つた水封装置を得
ることができる。

次に、本発明の他の実施例を第１４図〜第１６
図により説明する。図は、中間空気層１１を排出
するためにサイフオン管９の頂部と貯水室６の上
部を貫通した連通管１８を設け、該連通管１８の
先端に弁装置１７を固着している。この弁装置１
７と貯水室５の上部とを連通する連通管１９を設
け、弁装置１７の開閉を制御する構造とする。第
１５図は弁装置１７の詳細縦断面図である。２０
は弁体であり、連通管１８，１９との連結部に通
気穴２１，２２を設け、内部に滑弁２６を滑動自
在に設け、また、滑弁２６の内部に通気穴２５を
通気穴２１に対応して、さらに通気穴２５に対応
して弁体２０に通気穴２３を設ける。滑弁２６の
両側には弁体２０との間にばね２７，２８を介挿
し、その反力の釣合つている位置で上記通気穴２
１，２３，２５が連通するように設定する。ま
た、滑弁２６に対し通気穴２２の反対側に当る弁
体２０に通気穴２４を設け、大気と連通するよう
にする。

第１４図は気密室１内外の圧力に変動がなく釣
合つている状態を示している。流入管２より貯留
水４が供給されると、サイフオン管９の頂部は連
通管１８と弁装置１７とにより気密室１外大気へ
連通されているため、貯留水４の増大と共に中間
空気層１１は外部へ排出され、サイフオン管９の
内部は貯留水４で充満し、貯水室５から６への貯
留水４の移動が容易に行なわれる。第１５図にお
いて、気密室１内外の圧力が変動した場合、例え
ば気密室１外の圧力が低下したときは、滑弁２６
に対し左側より加わる力が大となるため滑弁２６
は右側へ滑動し、連通管１８、通気穴２１，２３
と２５の連通が遮断される。また、逆に気密室１
外の圧力が上昇したときは、滑弁２６が左側へ滑
動し同様に連通を遮断する。

第１６図に気密室１外の圧力が低下したときの
状態を表わし、サイフオン管９の頂部は弁装置１
７により気密室１外との連通が遮断されている。
貯水室５内の貯留水４は押し下げられ、さらに圧
力差が大きいときは気泡１０がサイフオン管９内
に供給され、中間空気層１１が形成されてサイフ
オン状態が破れる。それ以上圧力差があるときは
さらに気泡が供給され、中間空気層１１の圧力が
増大してサイフオン管９内の水頭を押し下げ反対
側の通気穴８の位置に達する。その耐気圧変動量
はH₁＋H₄となる。また、図示はしないが気密室
１外の圧力が増大したときは逆の経過で圧力がバ
ランスし、その耐気圧変動量はH₄＋H₆となるこ
とは明白である。

圧力差がなくなると弁装置１７は連通状態とな
り、中間空気層１１は外部に排出されてサイフオ
ン状態が再生される。

以上の実施例によれば、常時、容易にサイフオ
ン管９の連通状態を生成することができ、通常は
必要な排水能力を確保し、気圧変動を生じたとき
の所期の気密保持能力を持つた水封装置を得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サイフオン管内の中間空気層
を容易に排除することができるので、排水能力の
低下を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の水封装置の構造と作動を示
す縦断面図、第３〜８図は流出管の上端位置をサ
イフオン管断面積との関連性を保つて位置を設定
した場合の作動を示す縦断面図、第９図は本発明
の一実施例を示す縦断面図、第１０〜１３図は本
実施例の作動を示す縦断面図、第１４〜１６図は
他の実施例の構造と作動を示す縦断面図である。 １…気密室、２…流入管、３…流出管、４…貯
留水、５，６…貯水室、７，８…通気穴、９…サ
イフオン管、１０…気泡、１１…中間空気層、１
２，１４，１８，１９…連通管、１３…電磁弁、
１５…圧力スイツチ、１６…電源、１７…弁装
置、２０…弁体、２１〜２５…通気穴、２６…滑
弁、２７，２８…ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流入管を接続した流入側貯水室と、上部に流
   出管を接続した流出側貯水室と、流入側貯水室と
   流出側貯水室とを接続したサイフオン管と、から
   なる水封装置において、 前記流入側貯水室および前記流出側貯水室の外
   部であつて前記流出管の上端よりも上方と前記サ
   イフオン管の上部とを接続する連通管と、 前記流入管の圧力と前記外部との圧力差が所定
   値以上の場合に前記連通管を閉鎖する弁装置と、 からなる水封装置。