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エアロックとは、液体で満たされた配管システムの高い箇所に閉じ込められた蒸気によって、液体の流れが制限される、あるいは完全に止まる現象です。気体は液体よりも密度が低いため、高い箇所まで上昇します。この現象は、ベーパーロック、またはエアロックとして知られています。
高流量または高圧力でシステムをフラッシュすることで、ガスを最高点から遠ざけることができます。また、ガスを排出するための 蛇口（または自動ベントバルブ）を設置することもできます。
エア ロックの問題は、システムを故意に (保守のため) または誤って空にした後に、システムを再稼働させようとするときによく発生します。たとえば、循環ポンプを使用してラジエーターに水を送るセントラル ヒーティングシステムを考えてみましょう。このようなシステムに水を満たすと、ラジエーターに空気が閉じ込められます。この空気は、ラジエーターに組み込まれたスクリュー バルブを使用して抜き取る必要があります。配管レイアウトによっては (回路に逆 U 字型があるかどうか)、最も高いポイントを抜き取る必要があります。そうしないと、エア ロックによって滝のような流れが発生し、水頭の損失がエア ロックの高さに等しくなります。水圧勾配ラインがパイプの出力よりも下がっている場合、回路のその部分を通る流れは完全に停止します。循環ポンプは通常、エア ロックを克服するのに十分な圧力を生成しないことに注意してください。
波打つパイプ
貯水池は、飲料水や灌漑用水のための重力式配水システムに水を供給します。貯水池の底からは、排水管が地中に伸びています。この管は波打っており、低位点と高位点が交互に現れます。貯水池から水が排出される際、最初の低位点を通過し、最初の高位点まで水を満たします。水流の速度が気泡の上昇速度を下回る場合、水は次の低位点まで滴り落ち、最初の高位点と2番目の低位点の間に残った空気を閉じ込めます。
より多くの水が流れ落ちると、2番目の低点以降の上昇区間が満たされます。これにより、両側の水から閉じ込められた空気に圧力がかかります。閉じ込められた空気の後のセクションからの水圧がさらに高くなると、完全なエアロックが形成され、水位は最初の高点で停止し、それ以上の水は流れなくなります。前のセクションからの水圧がさらに高くなると、いくらか水は流れますが、パイプ全体の水頭には達せず、流量は予想よりもはるかに少なくなります。さらに起伏がある場合は、背圧の影響が加算されます。
比較的平坦だが起伏のある土地に敷設された長いパイプラインには、このような高低差が多数存在します。エアロックやガスロックを防ぐため、一定以上の圧力で空気やガスを排出する自動ベントが設置されています。また、真空状態で空気を取り込むように設計されている場合もあります。水道管システムの設計には、他にも多くの設計上の考慮事項があります。例えば、[1] [説明が必要]
配管トラップ
エアロック現象は、様々な用途に活用できます。S字トラップ（貯水槽から下降し、再び上向きにカーブし、再び下降するパイプ）は、液体が上から下へスムーズに流れるようにします。一方、ガスはトラップの液面高さ（ヘッド）を超えるだけの圧力がかからない限り、トラップを通過できません。液面高さは通常75～100mm程度で、トイレや洗面台などの排水システムから逆流して悪臭を放つ空気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、効果的に機能します。砂が含まれていると、S字のU字部分に溜まってしまいます。
参照
参考文献
- ^ 「重力流パイプラインの理解」水流、エアロック、サイフォン、ブリティッシュコロンビア州農業土地省発行
