水道管には数多くの付属設備が設置されていますが、地上式の消火栓以外は、水道管と同じように私たちの目に触れることはほとんどありませんよね。水道管路の付属設備であるバルブや弁は、管路を正常に機能させることを目的としており、適正な水圧や水量を確保し、安定給水に役立っています。そんなわけで、今回のテーマは水道管路における【バルブや弁の種類や特徴】についてです。【水道バルブ(弁)】バルブは水の流れを止めたり、流量や水圧の調節を行ったりする設備で、分類すると次のようになります。流量制御用バルブ圧力制御用バルブ遮断用バルブ逆流防止用バルブ弁とは、流体や気体を遮断したり、流量を調整したりするために開閉する装置のことで、バルブの構造の一部として設置されます。流量制御用バルブ管路内の流量を制御するもので、ポンプの吐出量、配水池や調整池への流入量や流出量の制御用に使用します。多孔可変オリフィス弁などがあります。圧力制御用バルブ管路中の水圧を制御して適正な水圧に減圧する場合に用いられます。代表的な弁として、バタフライ弁コーン弁オート弁(減圧弁)ボール弁ニードル弁スリーブ弁などがあります。遮断用バルブ水道管路で用いられる大部分のバルブはこの遮断が目的で使われています。全開、全閉によって管路内水流の通水と遮断を行います。金属弁座バタフライ弁コーン弁ボール弁などがあります。逆流防止用バルブ水流の方向を一定方向に制限するバルブで、他のバルブが電動、油圧、手動などで動作するのに対して、水の流れによる力で開閉されます。ポンプの吐出側に設置されることが多いです。代表的なものとして、スイング逆止弁やフート弁などがあります。ここでバルブの説明内で登場していた【弁】などについてさらにくわしく確認しておきましょう。弁箱内で円板状の弁体が、弁棒を軸として回転することによって開閉を行う弁です。弁棒が垂直であるものを立形バタフライ弁、水平であるものを横形バタフライ弁といいます。他のバルブに比べて軽量で開閉に要するトルクが小さく、さらに安価のため広く使用されています。スリーブ弁スリーブ弁は、弁体が二重のスリーブ(筒袖)状のバルブで、固定側あるいは稼働側のスリーブには多くの孔(ポート)があいています。可動側のスリーブを移動することによって開孔数を増減させ、水がこのポートを通ることによって流量と圧力を制御します。キャビテーションと言って小さな断面から水が急速に流出すると、断面近くの圧力が低下し、飽和蒸気圧以下になると水が気化し始める現象があります。同時に超音波や異常な振動が発生し、設備の破壊や騒音の原因になることもあります。この現象はバルブで微小流量を流したときなどに発生することが多いです。スリーブ弁は、水流を多くのポートから水中に噴出させてエネルギーを分散させるため、減勢効果がよくキャビテーションが起こりにくい構造になっています。特性上、減圧や制御用に使われますが、一般に高価で設置費用も大きくなります。オート弁(減圧弁)オート弁は、管路内の水圧を動力源として作動するものです。減圧弁として使用されるほか、水位制御などにも用いられています。弁上部にセットされたバネの強さと、ピストンシリンダーまたはダイアフラムがバランスをとり動作するものと、パイロット弁が圧力変動を感知してピストンを作動させるものがあります。仕切弁は、弁箱内の弁体を、弁棒を回転することによって上下させ、水の流れに直角に移動することで通水面積を変え、開閉を行います。ダクタイル鋳鉄製や鋼板製などがあります。機能および構造をもつ大形のバルブのことです。ボール弁ボール弁は流体の流れを制御する弁体がボールのような形状をしたものです。配管内の水、空気、ガス、粉体などの流れを止めたり、流したり、あるいは流量を制御したりできる機能があります。ボール弁はその中の「回転」の概念により、流体を流す(ON)、及び止める(OFF)用途に使用されます。バルブの流路と配管径が同等の「フルボア構造」のため、流体抵抗が非常に小さく、圧力損失が少ない弁種です。弁体を90度回転させればON-OFFの切り替えができるため、操作性に優れ、操作時間が短いという長所があります。ニードル弁ニードル弁とは、小さなオリフィスとなった流路を針状あるいは棒状のニードルで開度調整し、その流路抵抗変化により流量を制御するものです。ある意味で抵抗体にもなると言えるよねまた、形状が針(ニードル)に似ているため、この名称が名づけられたと言われています。オリフィス弁オリフィス弁は、流れをポートの開度で制御するスリーブ弁のひとつ。オリフィスは面積を減少した管路であり、その長さが断面寸法に比べて比較的短い場合の流路の絞りのことを指します。キャビティ解消用の大きな空間が必要なく、バルブ本体や弁室をコンパクトにできるのが特徴です。空気弁さらにさらに、弁で忘れちゃいけないのが【空気弁】です。空気弁とは、管路の凸部に設置し、管内の空気を排除するとともに、管内への空気を吸引するためのバルブのこと。水道管路内には、水中に溶解している空気の遊離などによって空気がたまり、通水断面積が減少して流れに支障をきたすことがあるため、管内の空気を排除する必要があります。管布設のときや断水工事後に管に充水する場合にも管内の空気を排除することが必要となります。工事などで断水する場合に管内の水を排水するときには、管内に空気を自動的に吸引しなければいけません。このように、空気弁は水道管路にとってとても重要な付属設備であり、一般的には管径350mm以下の管路には単口空気弁を、管径400mm以上の管路には双口空気弁もしくは急速空気弁を設置します。消火栓また一方で、みなさんも見たことがあるであろう【消火栓】についてです。消火栓は消火用水を供給するため、消防活動に便利な道路の交差点や分岐点などで配水管が交差して消火用水が多方面から集まる場所に、100~200mの間隔で設置することが必要です。消火栓は消火用水の供給のほか、配水管内の排水作業や災害時の臨時拠点吸水用にも使われます。消火栓の種類には、地下式の単口、双口および地上式があり、基本的な取付基準は以下のとおりです。管径300mm以上の配水管また市街地では消火栓1栓あたりの放水量は1m3/分以上を基準とし、1火点に少なくとも5基から集中放水できるようにすることが必要です。水道関連は以下の記事となっていますので、興味のある方はぜひご覧ください。水道水の処理方法~キレイな水ができるまで~浄水場のろ過方式について!種類や特徴かんたん解説ありがとうございました。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。UAVとは?UAVを用いた測量の作業工程や地形図作成について今回のテーマは【UAV】を用いた測量についてです。UAVの性能や測量の作業工程をまるっと解説しました。転職サイト【doda(デューダ)】の登録方法のご紹介です。5分ほどで登録できるのでぜひおためしください。自己分析っていろんな種類があってどれがいいのか迷ってしまいますよね。試験にもよく出ますこんにちは、ちゃんさとです。こんなお悩みを解決します。足場の最大積載荷重の基準や注意事項などをまとめましたので参考にしてください。(室内試験)の種類まとめ★含水比や密度の計算方法もありこんにちは、土木学士ちゃんさとです。こんなお悩みを解決します。土質試験は大きく分けて、室内試験と原位置試験のふたつに分類されます。4などの資格を取得しています。勉強方法や公務員のあれこれ、仕事の心得などをメインに情報発信をしています。