エアロック

この記事は、ガスが配管の中で制限を引き起こすことについての記事です。 エンジン内の燃料の流れの制限については、ベーパーロックを参照。

エアロックは、液体で満たされたパイプシステムの高所に閉じ込められた蒸気によって引き起こされる液体の流れの制限、または完全な停止である。 気体は液体より密度が小さいので、どんな高いところにも上がってくる。

高い流量または圧力でシステムを洗浄すると、ガスを最高点から遠ざけるのに役立つ。 また、ガスを排出するために、蛇口(または自動ベントバルブ)を設置することができる。

空気ロック問題は、意図的に(サービスのために)または誤って空にされた後、システムを再運転しようとするときによく発生する。 たとえば、ラジエーターに水を送るために循環ポンプを使用するセントラルヒーティングシステムです。 このようなシステムで水を満たすと、ラジエーターに空気が溜まります。 この空気は、ラジエーターに組み込まれたスクリューバルブで排出する必要があります。 配管のレイアウトにもよりますが、回路内に逆さの「U」がある場合は、最も高い位置の空気を排出する必要があります。 そうしないと、エアロックによって、エアロックの高さと同じだけ水頭が失われ、滝のような流れが発生することがあります。

Fig 1 Gravity filling of a empty distribution pipe with undulating ground

Fig 1 shows a reservoir that feeds a gravity distribution system – for drinking water or irriigation. パイプが敷設されている地面がHi1、2などの高い点とLo1、2などの低い点を持っている場合、パイプが上から充填され、空だった場合、パイプはHi1までOKで充填される。 水の流速が気泡の上昇速度以下であれば、水は低点Lo2まで流れ落ち、Hi1とLo2の間に残った空気を捕捉する。 さらに水が流れ落ちると、上方の足Lo2からHi2までが満たされる。 このとき、閉じ込められた空気には、水深H2 m(WG=水位計)またはH1のどちらか小さい方の圧力がかかります。 H2がH1より大きい場合、完全なエアロックとなり、上行脚Lo2からHi2の水位はH1で停止し、それ以上水は流れなくなります。 H1がH2より大きい場合、多少の水は流れるが、全管水頭H3には達しないため、流量は予想よりはるかに少なくなる。 さらに起伏がある場合は、背圧の影響が加わります。 明らかに、かなり平坦ではあるが起伏のある土地にある長いパイプラインには、このような高低差が多く存在するはずである。 空気やガスのロックを避けるために、ある圧力以上になると空気やガスを排出する自動ベントが取り付けられます。 また、真空下で空気を取り込むように設計されている場合もある。 例えば、

ドレインへの「S」トラップ入口

エアロック現象は、多くの有用な方法で利用することができる。 隣の図は「S」トラップです。 これは、a)液体は上部(1)から下部(4)へ支障なく流れ、b)気体はトラップの液体ヘッドに打ち勝つだけの余分な圧力がない限りトラップを通過できない、という特性を持っている。 この圧力は通常水深75~100mm程度で、トイレや洗面台などに接続された排水システムから悪臭を放つ空気が逆流するのを防ぐことができます。 S字トラップは、排水に砂が含まれていない限り、うまく機能します。砂はS字のU字部分に集まります。