(57)【要約】【課題】  仕切弁の逆流を目視によって容易に確認できるようにする。【解決手段】  水Ｗと空気Ａとを仕切弁４で仕切り、水Ｗの圧力が空気Ａの圧力よりも高い場合には、仕切弁４の空気側弁体４４が空気側弁座４３に当接して水Ｗと空気Ａとが仕切られ、空気Ａの圧力を水Ｗの圧力よりも高くすると、仕切弁４の水側弁体４５が水側弁座４２に当接して水Ｗと空気Ａとが仕切られるとともに、水側弁体４５に設けられたバランスホール４５ａから空気Ａが水Ｗ内に流入するようにする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液体槽と、前記液体槽と連通し気体を収容する気体槽と、前記液体槽と気体槽とを仕切る仕切弁と、前記気体槽内に気体を供給する気体供給源と、を備え、
前記仕切弁は、前記液体槽内の圧力が前記気体槽内の圧力よりも高い場合に、前記気体槽側の弁座に当接して前記液体と気体とを仕切る第１の弁体と、前記気体槽内の圧力が前記液体槽内の圧力よりも高い場合に、前記液体槽側の弁座に当接して前記液体と気体とを仕切る第２の弁体と、を有し、前記第２の弁体には前記液体槽側の弁座に当接した際に前記気体槽内の気体を前記液体槽内に流入させるバランスホールが設けられている、ことを特徴とする仕切弁逆流再現装置。
【請求項２】
液体と気体とを仕切弁で仕切り、
前記液体の圧力を前記気体の圧力よりも高くして、前記仕切弁の第１の弁体を前記気体側の弁座に当接させて前記液体と気体とを仕切り、
前記気体の圧力を前記液体の圧力よりも高くして、前記仕切弁の第２の弁体を前記液体側の弁座に当接させて前記液体と気体とを仕切るとともに、前記第２の弁体に設けられたバランスホールから前記気体を前記液体内に流入させる、ことを特徴とする仕切弁逆流再現方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、仕切弁の逆流（シートリーク）を実験的に再現する仕切弁逆流再現装置および仕切弁逆流再現方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
仕切弁の逆流は、仕切弁の前後（左右）の圧力差が変化することにより、液体や気体が逆流する現象である。このような仕切弁の逆流を実験的に再現して体感させる装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、図４、５に示すように、仕切弁１００の一方側（図中左側）の管に透明な透明水Ｗ１が満たされ、他方側（図中右側）の管に着色した着色水Ｗ２が満たされている。そして、透明水Ｗ１側が着色水Ｗ２側よりも高圧に設定され、図４に示すように、仕切弁１００の第１の弁体１０１が第１の弁座１０２に押し付けられ、第１の弁体１０１によって透明水Ｗ１と着色水Ｗ２とが仕切られている。この状態から、着色水Ｗ２側の圧力を上げると、図５に示すように、仕切弁１００の第２の弁体１０３が第２の弁座１０４に押し付けられ、第２の弁体１０３によって透明水Ｗ１と着色水Ｗ２とが仕切られる。と同時に、第２の弁体１０３に形成されたバランスホール１０３ａから、着色水Ｗ２が透明水Ｗ１側に流入する。このようにして着色水Ｗ２が透明水Ｗ１内に流入するのを、透明水Ｗ１の管に設けられた覗き窓で見ることで、着色水Ｗ２の逆流（リーク）を目視で確認できるものである。
【特許文献１】実用新案登録第３０７０３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような装置では、バランスホール１０３ａが小さいため透明水Ｗ１側に流入する着色水Ｗ２は微量で、しかも流入した着色水Ｗ２は透明水Ｗ１によってすぐに希釈されてしまう。このため、着色水Ｗ２の流入を目視で確認することが極めて困難である。さらに、時間の経過に伴って、着色水Ｗ２によって透明水Ｗ１が変色する（濁る）ため、着色水Ｗ２の流入を確認することがさらに困難となる。
【０００４】
そこでこの発明は、仕切弁の逆流を目視によって容易に確認することができる仕切弁逆流再現装置および仕切弁逆流再現方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、液体を収容する液体槽と、前記液体槽と連通し気体を収容する気体槽と、前記液体槽と気体槽とを仕切る仕切弁と、前記気体槽内に気体を供給する気体供給源と、を備え、前記仕切弁は、前記液体槽内の圧力が前記気体槽内の圧力よりも高い場合に、前記気体槽側の弁座に当接して前記液体と気体とを仕切る第１の弁体と、前記気体槽内の圧力が前記液体槽内の圧力よりも高い場合に、前記液体槽側の弁座に当接して前記液体と気体とを仕切る第２の弁体と、を有し、前記第２の弁体には前記液体槽側の弁座に当接した際に前記気体槽内の気体を前記液体槽内に流入させるバランスホールが設けられている、ことを特徴とする仕切弁逆流再現装置である。
【０００６】
この発明によれば、液体槽内の圧力が気体槽内の圧力よりも高い場合には、仕切弁の第１の弁体が気体槽側の弁座に当接して液体と気体とが仕切られる。一方、気体供給源から気体槽内に気体を供給して、気体槽内の圧力を液体槽内の圧力よりも高くすると、仕切弁の第２の弁体が液体槽側の弁座に当接して液体と気体とが仕切られる。さらに、第２の弁体のバランスホールを介して、気体槽内の気体が液体槽内に流入する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、液体と気体とを仕切弁で仕切り、前記液体の圧力を前記気体の圧力よりも高くして、前記仕切弁の第１の弁体を前記気体側の弁座に当接させて前記液体と気体とを仕切り、前記気体の圧力を前記液体の圧力よりも高くして、前記仕切弁の第２の弁体を前記液体側の弁座に当接させて前記液体と気体とを仕切るとともに、前記第２の弁体に設けられたバランスホールから前記気体を前記液体内に流入させる、ことを特徴とする仕切弁逆流再現方法である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１および２に記載の発明によれば、仕切弁の逆流が発生する場合、つまり気体の圧力が液体の圧力よりも高い場合には、第２の弁体のバランスホールを介して気体が液体内に流入する。これにより液体内に気泡が発生し、仕切弁の逆流を目視によって容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、この発明の実施の形態に係る仕切弁逆流再現装置１を示す概略構成図である。この仕切弁逆流再現装置１は、仕切弁の逆流を実験的に再現する装置であり、水管（液体槽）２、空気管（気体槽）３、仕切弁４などを備えている。
【００１１】
図２、３に示すように、水管２は、水（液体）Ｗを収容する管、空気管３は空気（気体）Ａを収容する管で、水管２と空気管３とは仕切弁４を介して連通している。水管２には、透明な覗き窓（図示せず）が設けられ、この覗き窓から後述する気泡が観察、確認できるようになっている。この水管２には、第１の配管２１の一端部が接続され、この第１の配管２１を経由して貯水タンク５内の水Ｗが水管２に供給されるようになっている。すなわち、第２の配管２２を介して貯水タンク５とポンプ６とが接続され、ポンプ６の吐出口側に接続された第３の配管２３に第１の配管２１の他端部が接続されている。そして、ポンプ６が稼働すると、貯水タンク５内の水Ｗが吸い出され（汲み出され）、第２の配管２２、第３の配管２３および第１の配管２１を経由して水管２に供給され、水管２内が水Ｗで満たされる。
【００１２】
ここで、第１の配管２１には第１の弁７１が配設され、第２の配管２２には第２の弁７２が配設され、第３の配管２３には第２の弁７３と圧力計７０とが配設されている。また、水管２には、水管２内の水Ｗを排水する排水管２４が接続され、この排水管２４には第４の弁７４が配設されている。さらに、水管２には、後述するようにして水管２内に逆流した空気Ａを排気する排気管２５が接続され、この排気管２５には第５の弁７５が配設されている。
【００１３】
空気管３には、空気供給管２６を介してコンプレッサ（気体供給源）８が接続され、コンプレッサ８で生成された圧縮空気Ａが空気管３に供給されるようになっている。また、空気供給管２６には第６の弁７６が配設されている。
【００１４】
仕切弁４は、水管２と空気管３とを仕切る弁で、水管２の一端と空気管３の一端とを対向させた間に配設されている。この仕切弁４は、水管２の一端と空気管３の一端とが接続されたケーシング４１を備えている。このケーシング４１の水管２側には、水管２と連通するためのリング状の水側弁座４２が配設され、空気管３側には、空気管３と連通するためのリング状の空気側弁座４３が配設されている。この水側弁座４２と空気側弁座４３との間には、円板状の空気側弁体（第１の弁体）４４と水側弁体（第２の弁体）４５とが配設されている。
【００１５】
すなわち、空気側弁体４４と水側弁体４５とは中間ブロック４６を介して接続され、この中間ブロック４６には、ケーシング４１の上壁を貫通するロッド４７が取り付けられている。このロッド４７は、ケーシング４１の上壁に形成された長孔状の（図２、３中左右方向に延びた）ガイドに沿って移動可能となっており、これにより、空気側弁体４４と水側弁体４５とが水側弁座４２と空気側弁座４３との間を移動できるようになっている。また、水側弁体４５には、水側弁座４２の内円内に位置するように、バランスホール４５ａが形成されている。
【００１６】
そして、水管２内の水圧（圧力）が空気管３内の気圧（圧力）よりも高い場合には、図２に示すように、空気側弁体４４が空気側弁座４３に当接して水Ｗと空気Ａとを仕切る。また、空気管３内の気圧が水管２内の水圧よりも高い場合には、図３に示すように、水側弁体４５が水側弁座４２に当接して水Ｗと空気Ａとを仕切るとともに、バランスホール４５ａを介して空気管３内の空気Ａが水管２内に流入するようになっている。
【００１７】
次に、このような構成の仕切弁逆流再現装置１の作用および、この仕切弁逆流再現装置１による仕切弁逆流再現方法について説明する。
【００１８】
まず、第１の弁７１および第３の弁７３を「閉」、第２の弁７２を「開」とし、さらに第６の弁７６を「閉」とした状態から、ポンプ６を起動し、第３の弁７３を開いてポンプ６の吐出口側の圧力（圧力計７０が示す圧力値）を所定の圧力に調整する。これにより、上記のように、貯水タンク５内の水Ｗが第１の配管２１などを経由して水管２に供給され、水管２内が所定圧力の水Ｗで満たされる。また、水管２内の余剰な水Ｗは、排水管２４を介して外に排水される。この状態では、水管２内の水圧が空気管３内の気圧よりも高く、図２に示すように、空気側弁体４４が空気側弁座４３に当接して、空気側弁体４４によって水Ｗと空気Ａとが仕切られる。この実施の形態では、このような状態を正流状態とする。
【００１９】
次に、コンプレッサ８を起動し、生成される圧縮空気の圧力を所定の圧力にする。すなわち、水管２内の水圧（ポンプ６の吐出口側の圧力）よりも高い圧力に設定する。その後、第５の弁７５と第６の弁７６を開く。これにより、コンプレッサ８からの圧縮空気が空気供給管２６を介して空気管３内に満たされる。この状態では、空気管３内の気圧が水管２内の水圧よりも高く、図３に示すように、水側弁体４５が水側弁座４２に当接して、水側弁体４５によって水Ｗと空気Ａとが仕切られる
【００２０】
同時に、水側弁体４５のバランスホール４５ａを介して空気管３内の空気Ａが水管２内に流入し、水管２内の水Ｗ中に気泡Ａ１が発生する。つまり、空気Ａが逆流した状態となる。また、水管２内の気泡Ａ２は排気管２５を介して、外に排気される。このようにして発生した気泡Ａ１を水管２の覗き窓から目視で確認することで、逆流の発生を確認、体験する。その後、第１の弁７１、第３の弁７３および第６の弁７６を閉じ、ポンプ６とコンプレッサ８を停止するものである。
【００２１】
以上のように、この仕切弁逆流再現装置１および仕切弁逆流再現方法によれば、空気管３内の気圧を水管２内の水圧よりも高くすることで、仕切弁４の逆流が発生し、バランスホール４５ａを介して空気Ａが水Ｗ側に流入（逆流）する。これにより水Ｗ中に気泡Ａ１が発生し、仕切弁４の逆流を目視によって容易に確認することができる。すなわち、着色された水が透明の水に流入する場合に比べて、気泡Ａ１の有無によって容易かつ確実に逆流を確認することができる。しかも、着色水の場合と異なりすぐに希釈されることもなく、また、圧力が低い水Ｗ側に流入すると気泡Ａ１が膨張するため、少ない逆流（リーク）であっても容易かつ確実に逆流を確認することができる。さらに、着色水を使用しないため、再現後に配管や仕切弁４などを洗浄する必要がなく、保守が容易となる。
【００２２】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、仕切弁逆流再現装置１を単一現象の再現装置としているが、複数の現象を再現する装置において、仕切弁の逆流を再現させる機構に上記の仕切弁逆流再現装置１の機構を適用してもよい。すなわち、貯水タンクやポンプ、制御装置などを共用化し、仕切弁の逆流やキャビテーション、ウォーターハンマなどの複数の現象を再現させる装置において、仕切弁の逆流を再現させる際に、仕切弁４に圧縮空気を供給して被逆流側（水Ｗ側）に気泡を発生させるようにしてもよい。また、液体槽および気体槽を管状の水管２および空気管３で構成しているが、水槽などその他の収容体で構成してもよく、さらに、水管２に透明な覗き窓を設けているが、水管２全体を透明な管で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態に係る仕切弁逆流再現装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の仕切弁逆流再現装置の仕切弁の正流状態を示す断面図である。
【図３】図１の仕切弁逆流再現装置の仕切弁の逆流状態を示す断面図である。
【図４】従来の仕切弁逆流再現装置における仕切弁の正流状態を示す断面図である。
【図５】従来の仕切弁逆流再現装置における仕切弁の逆流状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        仕切弁逆流再現装置
２        水管（液体槽）
３        空気管（気体槽）
４        仕切弁
４１      ケーシング
４２      水側弁座
４３      空気側弁座
４４      空気側弁体（第１の弁体）
４５      水側弁体（第２の弁体）
４５ａ    バランスホール
５        貯水タンク
６        ポンプ
８        コンプレッサ（気体供給源）
Ｗ        水（液体）
Ａ        空気（気体）
Ａ１      気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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