JPS5947193B2 - ドレン弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重油貯蔵タンク等に溜る水を排出する為のドレ
ン弁に関するものである。

一般に水より比重の軽い重油等を貯蔵するタンクの底部
にはその重油等から分離した相当な量の水が溜まる。

例えば貯蔵されている重油が５０００ｍ響ありその１係
が水分として分離したとすると５０−の水が貯蔵タンク
の底部に溜まることになる。

従来この水を排出する為に、作業員が重油貯蔵タンク等
の底部に取付けられた開閉弁を手動にて操作していた。

ところがこの場合、水を１０−７時の流出速度で流した
としても排出を完了するまでに５時間もかかり、この間
作業員はつきつきりで監視し重油等の流出を防止しなげ
ればならなかった。

又、重油等から分離する水の量は重油等の貯蔵時間、貯
蔵量及び水分含有率等により大きく異ってくるので、水
を完全に排出させるのに要する時間は全く見当のつかな
いものであり、その為に排出する液体を常時検査する必
要があった。

従って、作業員はかなりの労力と熟練を要し、複数の作
業員を要するのが普通であった。

又、開閉弁の操作時期の判断が難しくて誤操作をし易い
という問題もあった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、側壁に設けられた入口
側通路と底壁に設けられた出口側通路との間に弁座を有
する弁箱と、前記出口側通路の途中に設けられた開閉弁
と、前記弁座と前記開閉弁との間の前記出口側通路の部
分と弁箱の上部とを連通ずる側路管と、前記側路管の途
中に前記開閉弁と連動して逆の開閉動作をするようにし
て設けられた均圧弁と、水中にては浮上し重油等中にて
は沈下するように自重が調節され且つ前記弁箱内に配置
された前記弁座の弁座口の開閉を行うためのフロート組
立体と、前記フロート組立体の上昇を確認する検知手段
とを有していて、開閉弁を一旦全閉すると均圧弁が全開
されてフロート組立体の閉弁力が失われることにより開
弁じ、次に開閉弁を徐開すると均圧弁が徐閉されること
により開閉弁から重油等を含む水が少量流出すると共に
フロート組立体が上昇し、次にフロート組立体の上昇を
確認した後開閉弁を全開すると均圧弁が全閉し、開閉弁
から水が多量に排出され、次に相当の時間経過後水の排
出が終りに近づき重油等が弁箱内に流入し始めるとフロ
ート組立体が下降して自動的に閉弁状態となるようにな
っており、その結果一人の作業員が初期に簡単な操作を
するだけで後は自動的に作動し、従って水の排出が完了
すると確実に自動的に閉弁することによって特に熟練し
た作業員を必要とせず作業の労力及び手間を軽減し且つ
誤って多量の重油等を流出させることのないようにした
ドレン弁を提供せんとするものである。

以下、本発明の一実施例について図面に基づき説明する
。

１は弁箱、２は弁箱１の側壁に設けられていて開閉弁３
を介して重油貯蔵タンク等の底部に接続された入口側通
路、４は弁箱１の底壁にボルト５により取付けられた弁
座口４ａを有する弁座、６は弁座４の下流側に設けられ
ていてその途中には開閉弁７が取付けられ更にその先方
部が排出口６ａとなっている出口側通路である。

尚、上記入口側通路２は、水８が弁座口４ａから流出し
ている時に生ずる動圧の影響をできるだげ受げないよう
に弁座４から適当に離され且つその通過面積は弁座口４
ａの通過面積より比較的大きめになっている。

９は弁座４と開閉弁７との間の出口側通路６の部分と弁
箱１の上部とを連通せしめている側路管、１０は側路管
９の途中に取付けられていて連動装置１１により開閉弁
７と連動せしめられて一操作で開閉弁７と逆の開閉動作
を行うように構成されている均圧弁である。

１２はガイド管１３に案内されなから弁箱１内の液体（
水８と重油１４等）の比重の変化により上下動して弁座
口４ａを開閉するフロート組立体であって、中空の球状
のフロート１５の上部に設げられた注入管１６のフラン
ジ部１６ａ上に、ガイド棒１７が固着された盲フランジ
１８をＯリング１９を介してボルト２０により取付けて
注入管１６を密封することにより構成されている（第３
図参照）。

即ちこのフロート組立体１２は、フロート１５内に適当
な封入物２１例えば作業現場にある適当な重量物又は貯
蔵タンク内の水８もしくは重油等１４を入れることによ
り自重を調節し得るようになっている。

２２は弁箱１を密閉する為に弁箱１の上に０リング２３
を介してボルト２４により取付けられた蓋であって、そ
の中央下部には上記ガイド棒１７を案内するガイド管１
３が固着されている。

又、この蓋２２のガイド管１３の中心に相当する位置に
はガイド棒１７の上端１７ａを目視する為の透孔２２ａ
が設けてあり、この透孔２２ａの上にはＯリング２５を
介してガラス等の透明材料から成る透視板２６が埋設さ
れ、該透視板２６は中央部に透孔２７ａを有する押圧板
２７を介してボルト２８により蓋２２に密着固定されて
いる（第４図参照）。

尚、ガイド棒１７の上端１７ａを目視し易くする為に該
上端１７ａの上面には螢光塗料を塗布すると良い。

次に本実施例の作動原理について説明するが、本実施例
を作動せしめる前にまずフロート組立体１２の自重を下
記の要領で調節しておく。

即ち、フロート１５内に適当な封入物２１を適当量大れ
ることによって、水８と重油等１４の二つの液体の入っ
た容器内にこのフロート組立体１２を入れた時この二つ
の液体の境界面２９とフロート１５の中心とが略一致す
るようにフロート組立体１２の自重を調節する（第３図
参照）。

こうすれば、フロート組立体１２は確実に水８中にては
浮上し且つ重油等１４中にては沈下するようにななので
、境界面２９より下方の水８は自動的に排出させるが境
界面２９より上方の重油等１４は自動的に排出させない
。

これを理論的に説明すると、フロート１５の中心と境界
面２９が一致している状態におけるフロート組立体１２
に作用している力の関係は、 となる。

但し、Ｖｆはフロート１５０体積（Ｃ；１１）、Ｖｇは
フロート組立体１２のフロート１５を除いた部分の体積
し扇、γは水８の比重量（ｇ１０ｒ？ ）、ｒｏは重油
等１４の比重量（ｇ／Ｃｒり、Ｗｆはフロート組立体の
重ｆ（ｇ）、Ｗｏはフロート１５内に入れた封入物２１
０重量曽）である。

γ＝１．ＯＯｖ′ｆ １／贋）、ｖｇ（−であるから、 となる。

従って、フロート組立体１２の見かけの比重量をγｆＣ
ｊ９／ｃｒｒｈとすれば、式（３）との関係より、 となる。

又、０〈ｖｆ（１であるから、式（４）との関係より ｒｏくｖｆ（１・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（５）となることは明らかである。

従って、フロート組立体１２は、水８中にては浮上し且
つ重油等１４中にては沈下するようになる。

尚、フロート組立体１２を水８中に入れた時の余剰浮力
Ｆａ（，９）は、ｖｆ Ｆａ＝（Ｖｆ＋Ｖｇ）ｒ （Ｗｆ−１−Ｗｏ）キー（
１−ｒｏ）・・・・・・・・・・・・（６） となり、フロート組立体１２を重油等１４中に入れた時
の沈下刃Ｆ ｂ ＜９＞は、 ｖｆ Ｆｂ＝（Ｗｆ−１−Ｗｏ）−（Ｖｆ＋Ｖｇ）ｒｏ＝−（
１−ｒｏ）・・・・・・・・・・・・（７） となる。

次に本実施例を第５図に示したような重油貯蔵タンク等
３０に接続して開閉弁３を全開した場合本実施例の作動
原理について説明する。

まず作動の最初の状態では、開閉弁７が全開し且つ均圧
弁１０が全閉しており、フロート組立体１２は第１図に
示したように弁箱１内に重油等１４が来ている為沈下し
更にタンク３０の水頭圧によるスラストで弁座４に押し
付けられるので、弁座口４ａは完全に閉塞されている。

この時のフロート組立体１２にかかる閉弁力Ｆ ｃ（＆
）は、 ｖｆ Ｆ ｃ＝１０ＯＡ（ｒｏＨｏ＋Ｈ）十−（１−ｒ ｏ
） −−（８）である。

但し、Ａは弁座４のシート面積（ｃｒＡ）、Ｈは弁座４
のシート面から境界面２９′までの高さく川、Ｈｏは境
界面２９′から重油等１４の液面までの高さく−である
。

次にタンク３０の底部に溜った水８が弁箱１内の重油等
１４と置換しながら開閉弁３及び入口側通路２を通って
弁箱１内に入るので、弁箱１内の入口側通路２より下側
の重油等１４は完全に水８と置換される。

しかし、この段階においては、弁箱１内の入口側通路２
より上側の重油等１４は置換されずに残っている。

この時フロート組立体１２に対して下方に作用する力Ｆ
（（９）は、 となる。

ここで、ｖｆ−７−ｄ３．Ａ＝二ｄｏ２とすれば、６
４ 式（９）は、 ６惰 Ｆ＝２５πｄｏ２ＨｒｏＨｏ＋Ｈ）−−（−１−ｒｏ）
）・・（ｌｄ１３００ ｄ。

となる。

但し、ｄはフロート１５の外径−１ｄ。は弁座４のシー
ト径ｉである。

従って、ｄ （ｒｏＨｏ＋Ｈ）＞ （−）２（１−ｒｏ）の持方
Ｆは３００ ｄ。

Ｆ）Ｏとなり閉弁力として作用するので、フロート組立
体１２は弁座４に密着し続け、水８は排出されることが
ない（これが一般の状態である）。

次にこのままの状態で開閉弁７を一旦全閉すると、これ
と同時に均圧弁１０が連動装置１１により全開されて弁
箱１内と出口側通路６とが側路管９により連通せしめら
れるので、フロート組立体１２には水頭圧（ｒｏ Ｈｏ
＋Ｈ）による開弁力が作用しなくなり、式（６）及び
（９）から明らかなように余剰浮力Ｆａだげが作用する
ようになる。

従って、フロート組立体１２はフロート１５の中心が入
口側通路２付近の境界面２９と一致するまで浮上して静
止する。

次に開閉弁７を徐開すると、同時に均圧弁１０が連動装
置１１により徐閉されるので、両弁７及び１０は共に中
間開度状態となり、弁箱１内の下部の水８は弁座口４ａ
を通って出口側通路６に入り、この水８と側路管９及び
均圧弁１０を通って出口側通路６に入った弁箱１内の上
部の重油等１４とが混ざり合いながら開閉弁７を通って
排出口６ａから少量流出する。

この場合、弁座口４ａから流出する水８の量は少なく、
又フロート組立体１２は弁座口４ａからかなり離れてい
る為動圧による閉弁力は無視できるぐらいに小さい。

従って弁箱１内の上部の重油等１４が流出すると境界面
２９が次第に上昇するのでフロート組立体１２も境界面
２９と共に上昇し、ついには第２図に示したようにガイ
ド棒１７の上端１７ａが蓋２２の下面に当ってフロート
組立体１２の上昇は停止する。

尚、この時ガイド棒１７の上端１７ａが蓋ηの下面に当
たる音が発生すると共に、透視板２６を通して上端１７
ａ自身又は上端１７ａの上面の螢光塗料の発光が確認で
きる。

次にこのままの状態をわずかな時間だけ放置すると、弁
箱１内の重油等１４は殆どなくなり、排出口６ａからは
水８だけが流出するようになる。

この間流出する重油等１４の量は弁箱１内に残っていた
だけの量であり排出しようとするタンク３０内の水８の
量と比べごくわずかな量であるので、バケツ等で受ける
ことにより簡単に処理できる。

最終的に開閉弁７を全開し同時に均圧弁１０を全閉すれ
ば、水８は排出口６ａから多量に排出される。

次に相当の時間が経過してタンク３０内の水８の排出が
終りに近づき入口側通路２から重油等１４が流入し始め
ると、この重油等１４は弁箱１内の上部の水８と置換す
るようになり、その結果境界面２９が次第に下降してい
く。

そしてこの境界面２９がフロート１５の中心に到達する
と、フロート組立体１２はこの境界面２９と共に下降し
始める。

次にフロート１５がほぼ入口側通路２の位置まで下降す
ると、弁座口４ａから流出する水８の動圧力がフロート
組立体１２に作用するので該フロート組立体１２は急速
に下降し、ついには第１図に示したように弁座口４ａを
完全に閉塞するようになる。

従って、弁箱１内の底部に水８が少量残るが、重油等１
４の流出は全くなく、自動的に閉弁動作が行われる。

こうして本実施例によるタンク３０内の水８の排出が完
了する。

次に本実施例を第６図に示したような他の重油貯蔵タン
ク等３１に接続して開閉弁３を全開した場合の本実症例
の作動原理について説明する。

この例のように、タンク３１の底部に溜った水８を取出
す配管の取出口が第６図に示す如く下方に折れ曲ってい
る場合は、タンク３１の木取出口から本実施例の入口側
通路２までの配管内及び弁箱１内の重油等１４とタンク
３１の底部に溜った水８が自然に置換することはない。

従って、最初は第１図に示したようにフロート組立体１
２が弁座口４ａを閉塞しており、式（８）で表わされた
閉弁力Ｆｃ（功カ常にフロート組立体１２に作用してい
るので、上記の場合のようにまず最初に弁箱１内の重油
等１４が自動的に排出されるようなことはない。

そこで、まず開閉弁７を一旦全閉しこれと同時に連動装
置１１により均圧弁１０を全開する。

しかし、弁箱１内には重油等１４が入ったままなのでフ
ロート組立体１２には沈下刃Ｆｂが作用しており、該フ
ロート組立体１２は浮上しない。

次に開閉弁７を徐開すると、同時に均圧弁１０が連動装
置１１により徐閉されるがほぼ全開に近いので、弁箱１
内及びタンク３１の木取出口から本実施例の入口側通路
２までの配管内の重油等１４は側路管９、均圧弁１０、
出口側通路６、開閉弁７及び排出口６ａを通って自動的
に排出され、これと共にタンク３１の底部に溜った水８
が徐々に弁箱１内に流入してくるので、境界面２９が上
昇し始める。

この境界面２９がフロート１５の上部に達すると、フロ
ート組立体１２には下記の力Ｆ′（ｇ）が下方に作用す
る。

但し、Ｐｌは弁箱１内の圧力（Ｋ／ｃｒ！ ）、Ｐ２は
弁座口４ａにおける圧力（Ｋり／ｃｒｙ）である。

この場合、開閉弁Ｔは徐開である一方均圧弁１０は全開
に近いこと、又排出孔６ａを通って流出する重油等１４
の流量が少ないことからＰ２キＰ１となる。

従って、弐αや支び式（６）から明らかなように、フロ
ート組立体１２には余剰浮力Ｆａだけが作用するので、
フロート組立体１２が浮上して弁座口４ａが開かれ、水
８が出口側通路６に流れる。

この時水８が弁座口４ａから流出することによって生じ
る動圧の影響がフロート組立体１２に対して閉弁力とし
て作用するが、弁座口４ａを通る水８の流量が少ないの
でその影響は殆ど無視できるくらい小さい。

故に、フロート組立体１２はフロート１５の中心が境界
面２９と一致するまで上昇し、次いで境界面２９と共に
上昇し、ついには第２図に示したようにガイド棒１７の
上端１７ａが蓋２２の下面に当ってフロート組立体１２
の上昇は停止する。

尚、この時ガイド棒１７の上端１７ａが蓋２２の下面に
当たる音が発生すると共に、透視板２６を通して上端１
７ａ自身又は上端１７ａの上面の螢光塗料の発光が確認
できる。

次にこのままの状態をわずかな時間だけ放置すると、弁
箱１内の重油等１４は殆どなくなり、排出口６ａからは
水８だけが流出するようになる。

この間流出する重油等１４の量は弁箱１内及びタンク３
１の木取出口から本実施例の入口側通路２までの配管内
に残っていただけの量であり排出しようとするタンク３
１内の水８の量と比べごくわずかな量であるので、バケ
ツ等で受けることにより簡単に処理できる。

本実施例の次の作動は上記の如く本実施例をタンク３０
に接続した場合と全く同じなのでその説明は省略する。

以上のように、本発明によるドレン弁は、一人の作業員
が初期に開閉弁及び均圧弁を簡単に操作するだけで後は
自動的に作動し、水の排出が完了すると確実に閉弁する
。

又、一般には一旦閉弁すると作業員が開閉弁及び均圧弁
を操作しない限り開弁することは絶対になく、多量の重
油等が自然に流出することは全くない。

更に、開閉弁と均圧弁は連動して逆の開閉動作をするの
で、作業員は一操作で簡単に且つ確実にこのドレン弁を
操作できる。

即ち、均圧弁を閉じることを閉じることを忘れたまま開
閉弁を開いた結果フロートが弁座口を閉じた後も均圧弁
を通って重油等が流出し続けるという危険を防止できる
。

従って、本発明によるドレン弁を使用すれば、特に熟練
した作業員を必要とせず、作業員の労力及び手間を軽減
し、且つまた確実に水を排出させることが出来ると共に
重油等の流出を完全に防止できるので、その効果は極め
て犬である。

更に、本発明によるドレン弁は、フロート組立体のガイ
ド棒の上端に塗布された螢光塗料の発光を透視板を通し
て目視すると共に該ガイド棒の上端が蓋に当って発生す
る音を聞き取ることにより、フロート組立体が完全に上
昇したことを確認できる。

従って、弁箱内等に残っていた少量の重油等が殆ど流出
した後に開閉弁を全開しこれと同時に均圧弁を全閉する
という操作の時期判断な確実且つ容易に行うことができ
、誤操作の恐れが全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるドレン弁の一実施例の閉弁状態を
示す垂直断面図、第２図は本実施例の開弁状態を示す垂
直断面図、第３図は本実施例のフロート組立体の垂直断
面図、第４図は本実施例の透視板周辺部を示す垂直断面
図、第５図は本実施例を重油貯蔵タンク等に接続した状
態を示す概略図、第６図は本実施例を他の重油貯蔵タン
ク等に接続した状態を示す概略図である。 １・・・・・・弁箱、２・・・・・・入口側通路、３，
７・・・・・・開閉弁、４・・・・・・弁座、４ａ・・
・・・・弁座口、５．２０゜２８・・・・・・ボルト、
６・・・・・・出口側通路、６ａ・・・・・・排出口、
８・・・・・・水、９・・・・・・側路管、１０・・・
・・・均圧弁、１１・・・・・・連動装置、１２・・・
・・・フロート組立体、１３・・・・・・ガイド管、１
４・・・・・・重油等、１５・・・・・・フロート、１
６・・・・・・注入管、１６ａ・・・・・・フランジ部
、１７・・・・・・ガイド棒、１８・・・・・・盲フラ
ンジ、１９，２３゜２５・・・・・・０リング、２１・
・・・・・封入物、２２・・・・・・蓋、２２ａ 、２
７ａ・・・・・・透孔、２４・・・・・・ボルト、２６
・・・・・・透視板、２７・・・・・・押圧板、２９．
２９’・・・・・・境界面、３０．３１・・・・・・重
油貯蔵タンク等。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 側壁に設けられた入口側通路と底壁に設げられた出
   口側通路との間に弁座を有する弁箱と、前記出口側通路
   の途中に設けられた開閉弁と、前記弁座と前記開閉弁と
   の間の前記出口側通路の部分と弁箱の上部とを連通ずる
   側路管と、前記側路管の途中に前記開閉弁と連動して逆
   の開閉動作をするようにして設けられた均圧弁と、水中
   にては浮上し重油等中にては沈下するように自重が調節
   され且つ前記弁箱内に配置された前記弁座の弁座口の開
   閉を行うためのフロート組立体と、前記フロート組立体
   の上昇を解読する検知手段とを有することを特徴とする
   ドレン弁。