JPS62251583A - 水封装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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〕

オ 従来の水封装置を特許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の容積セはぼ等
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の頂部面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Ｈｌだ
け水頭差を持っており、また貯水室ｓ内においても流入
管２と中間空気ｊｉｌｌｌの間にＨｌ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Ｈ，に相当する正の圧力を発生する。二の圧力
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った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、水封装置に初期の貯留水を供給すると
きおよび気密室内外の気圧変動が終り同圧−こなったと
きに、サイフオン管内に形成されている中間空気層を排
除してサイフオン管内を貯留水で完全に連通させ、排水
能力が低下し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、サイフオン管を気密室外と連通することによ
り中間空気層を排出し、サイフオン管を連通状態にする
ようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第２図において、流入管２から供給される貯留水４の流
量を流出管３の排水能力より増大させるか、気密室１内
の圧力を一時的に急激に上昇させることができる場合に
、流出管３の上部先端と貯水室６内の上面との間隔Ｈ８
を、該間隔と流出管３の上部先端周囲とよりなる流出管
３への流出面積がサイフオン管９の断面積と等しいか、
もしくはそれよりも小となるよう設定する。

このよう・こ構成された水封装置ｔ＋こおいて、前述の
如く流量の増大もし畷は気密室１内の圧力が上昇すると
、貯水室６内においてはサイフオン管９から流入する貯
留水４の増大に伴ない流出管３から排水するが、間隔ル
に前述の如き寸法関係があることおよび流出管３の上部
先端の周囲を貯留水４が乗越えて流入するため、貯水室
６の水位が上昇しその上部に存在する空気は流出管３を
通じて貯水室６外に排出されることになる。さらに流出
が続いて流出管３の内部が貯留水４で充満されると、第
３図に示す状態になる。この状態での圧力バランスは、
流出管３の下端と中間空気層１１はＨｌの負の方向の水
頭差となり、これは貯水室５と中間空気＠Ｕとで生しる
水頭５！Ｈ１と同方向であり、水封装置全体に加わる水
頭はＨｓ　＋　Ｈｓ　　となり水流が増大して中間空気
層１】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９０通気穴フに達すると通気穴フから気密室１内
の空気が気泡１Ｇ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り
を有しているため流出を継続し、中間空気＠Ｕは拡大し
通気穴８の位置まで違が停止する。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Ｈ１ｌ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
頭に差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ｈ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。

來 そこで、これを解明するための一実施例を第９図〜第１
３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
を貫通した連通管セを設け、核連通管セの先端に電磁弁
１３を固着する。さらに流入管２上部に気密室１外と連
通ずる連通管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ｌの開閉制御を行なう
ための圧カスイッＰ１５を固着する。しかして、電源１
６と圧カスイッＰ１５および電磁弁１３で電気回路を構
成するように設置し、圧力スイプテ１５は気密室内外の
圧力差がＨｌに達する以前に作動するように圧力設定し
、圧力スイッチ１５が作動して電気回路が構成されると
、電磁弁−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っている
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の頂部は連通管丘と電磁弁１３により気密
室１外大気と連通されている・哲 ため貯留水４の増加と共に中間空気ｓ１１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１Ｏ図の状態となる。

気密室ｌ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！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
方が高鳴なり貯水室５内の貯留水４は押下げられ、つい
にサイフオン管９の通気穴フの位置まで達する。このと
きの気密室１内外の圧力差はＨｌとなり、それ以前醤こ
圧力スイッチ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ｌ外大
気とがしゃ断される。

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
＠　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１１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ｌ内の圧力は中間空気層！１の圧力よりさらＩこＨ
４だけ高いことになる。したがって、気密保持能力はＨ
ｓ　＋　Ｈａ　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＋Ｈ・となる。第１２図、第１
３図のいずれの場合も、気密室１内外の圧　力差がなく
なると圧力スイッチ１５の電気指令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
能力を持っ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１
８を設け、該連通管正の先端に弁＊　ｆｉｌ　１７を固
着している。この弁装置１７と貯水室５の上部とを連通
ずる連通管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
。加は弁体であり、連通管１８．　１９との連結部に通
気穴４，２２を設け、内部に滑弁怒を滑動自在に設は客
、また、滑弁あの内部に通気穴５を通気穴乙に対応して
、さらに通気穴５に対応して弁体冗に通気穴ｎを設ける
。滑弁漢の両側には弁体加との間にばねが、２８を介挿
し、その反力の釣合っている位置で上記通気穴２１．Ｚ
３゜５が連通するように設定する。また、滑弁渇に対し
通気穴ｎの反対側に当る弁体頷に通気大賞を設け、大気
と連通ずるようにする。

第１４図は気密室１内外の圧力昏こ変動がなく釣合って
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１
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■１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、滑弁々に対し左側
より加わる力が大となるため滑弁謳は右側へ滑動し、連
通管１８１通気穴２１．２３と５の連通が遮断される。

また、逆に気密室ｌ外の圧力が上昇したときは、滑弁怒
が左側へ滑動し同様Ｉこ連通を遮断する。

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ｔ１７により気密
室ｌ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Ｉ
Ｏがサイフオン管９内に供給され、中間空気ａｌｌ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Ｈ，＋Ｈ
。

となる。また、図示はしないが気密室ｌ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Ｈ，＋Ｈ−となることは明白である。

圧力差がなくなると弁装＠　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。

以上の実施例会こよれば、常時、１１こサイフオン管９
の連通状態を生成する二とができ、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
力を持っ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
積との関連性を保っ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１Ｏ〜１３図は本実施例の作動を示す縦断面図、＄１
４〜１６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、　１Ｇ・・−・・気泡、１１・・・・・・中間
空気層、１２．１４．１８．１９・・−・・連通管、１
３・・・・・・電磁弁、巧・・−・・圧力スイッチ、１
６・・・・・・電源、１７・・・弁装置、頷・・・・・
・弁体、４〜２・・・・・・通気穴、５・・・・・・着
口　　　　　　　才２（２１ 才３図　　　　　　　　　才４ｅ ｆ′ｓ図　　　　　　　　才６ａ オフｍ　　　　　　才８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、貯水室の水頭を利用し、サイフォン管を内蔵するこ
   とにより耐気圧変動量を増大した気密室の水封装置にお
   いて、サイフォン管頂部と貯水室外とを連通する連通管
   と、該連通管に流入側の圧力と貯水室外部の圧力とのバ
   ランスにより開閉する弁装置を設けたことを特徴とする
   水封装置。