JP2006292035A - Valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、流体の流量を調節することができる弁に関する。 The present invention relates to a valve capable of adjusting a flow rate of a fluid.
従来、流路における流量調節機構としては、たとえば特許文献1に記載されているように、弁座に対して弁体を移動させ、この弁体と前記弁座との間の流路面積を調節することにより、流体の流量の調節を行う機構のものがある。
Conventionally, as a flow rate adjusting mechanism in a flow path, for example, as described in
ここで、蒸気ボイラ,温水ボイラ,クーリングタワー,給湯器等の熱機器や、洗浄装置等の水使用機器などの機器へ供給する給水の水処理を行う水処理システムとして、被処理水中に含まれる不純物等を濾過する逆浸透膜部を有する水処理システムがある。この水処理システムでは、前記逆浸透膜部の一側から被処理水が流入し、この被処理水中に含まれる不純物等が前記逆浸透膜部で濾過される。そして、濾過された透過水が、前記逆浸透膜部の他側から流出し、給水として前記機器へ供給される。 Impurities contained in water to be treated as a water treatment system that performs water treatment of water supplied to equipment such as steam boilers, hot water boilers, cooling towers, water heaters, and other water-using equipment such as cleaning devices There is a water treatment system having a reverse osmosis membrane part for filtering the like. In this water treatment system, water to be treated flows from one side of the reverse osmosis membrane part, and impurities contained in the water to be treated are filtered by the reverse osmosis membrane part. And the filtered permeated water flows out from the other side of the reverse osmosis membrane part, and is supplied to the device as water supply.
ところで、前記逆浸透膜部の他側からは、透過水の他、濃縮水が流出する。前記水処理システムにおいては、水の有効利用を図るため、排水弁を備えた排水ラインから濃縮水の一部のみを排水し、残部を前記逆浸透膜部の上流側へ還流させる構成がある。
ここで、前記水処理システムにおいて水の利用効率を上げるためには、濃縮水の排水流量を少なくし、透過水の流量と濃縮水の排水流量との和に対する透過水の流量の割合(以下、「回収率」と云う。)を高くすればよい。しかし、濃縮水の排水流量を少なくして回収率を高くすればするほど、前記逆浸透膜部の上流側への濃縮水の還流量が多くなるため、逆浸透膜の表面付近において、濃縮水が混合された被処理水中の不純物の濃度が高くなり、ファウリングやスケーリングといった現象による膜の詰まりや劣化が発生しやすくなる。ここで、ファウリングとは、被処理水中の懸濁物質成分,コロイド成分,有機成分等が膜面に沈着または吸着する現象を云い、スケーリングとは、被処理水中に溶解している溶存物質が、溶解度以上に濃縮されることで、膜面に析出して沈着する現象を云う。 Here, in order to increase the water use efficiency in the water treatment system, the drainage flow rate of the concentrated water is decreased, and the ratio of the flow rate of the permeated water to the sum of the flow rate of the permeated water and the drainage flow rate of the concentrated water (hereinafter, "Recovery rate")). However, the lower the concentrated water drainage flow rate and the higher the recovery rate, the greater the amount of concentrated water recirculated to the upstream side of the reverse osmosis membrane part. As a result, the concentration of impurities in the water to be treated increases, and the film is likely to be clogged or deteriorated due to phenomena such as fouling and scaling. Here, fouling is a phenomenon in which suspended matter components, colloidal components, organic components, etc. in the treated water are deposited or adsorbed on the membrane surface. Scaling is a dissolved substance dissolved in the treated water. This is a phenomenon in which when it is concentrated above the solubility, it is deposited and deposited on the film surface.
前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化が発生すると、処理水質の悪化と云った事態を生じる。そこで、水の利用効率をできるだけ高く維持しつつ、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止することができる濃縮度合になるような回収率で常に運転することが望ましい。 When clogging or deterioration of the membrane in the reverse osmosis membrane portion occurs, a situation such as deterioration of the treated water quality occurs. Therefore, it is desirable to always operate at a recovery rate that provides a degree of concentration that can prevent clogging or deterioration of the membrane in the reverse osmosis membrane part while maintaining the utilization efficiency of water as high as possible.
ところで、給水の温度変化があると、水の粘性率や膜特性の変化によって前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化する。また、機器への給水ライン上に備えられた逆浸透膜部と膜式脱気部とを用いた水処理方法として、前記給水ラインを流れる給水の温度変化に応じて、不純物等の濾過および溶存気体の脱気を効率よく行う水処理方法が提案されているが(特願2004−97810号)、この水処理方法では、給水の温度に基づいて、その流量を制御するため、前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化する。このように、透過水の流量が変化すると、回収率を一定に保つことができず、水の利用効率が悪化するか、あるいは前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化が発生するおそれがある。 By the way, when there is a change in the temperature of the feed water, the flow rate of the permeated water from the reverse osmosis membrane portion changes due to a change in the viscosity of the water and the membrane characteristics. Further, as a water treatment method using a reverse osmosis membrane part and a membrane type deaeration part provided on the water supply line to the equipment, filtration and dissolution of impurities and the like according to the temperature change of the water supply flowing through the water supply line A water treatment method for efficiently degassing gas has been proposed (Japanese Patent Application No. 2004-97810). In this water treatment method, the flow rate is controlled based on the temperature of the water supply, so that the reverse osmosis membrane is used. The flow rate of permeated water from the section changes. Thus, when the flow rate of the permeated water changes, the recovery rate cannot be kept constant, and the water use efficiency may deteriorate, or the clogging or deterioration of the reverse osmosis membrane may occur. .
そこで、水の利用効率をできるだけ高く維持しつつ、前記逆浸透膜部におけるファウリングやスケーリングを抑制して処理水質の悪化を防止するために、前記逆浸透膜部からの透過水の流量に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節し、透過水の流量の変化に対応して回収率を一定に維持することが考えられる。 Therefore, based on the flow rate of the permeated water from the reverse osmosis membrane part in order to prevent the deterioration of treated water quality by suppressing fouling and scaling in the reverse osmosis membrane part while maintaining the utilization efficiency of water as high as possible. Thus, it is conceivable to adjust the drainage flow rate of the concentrated water from the drainage line and maintain the recovery rate constant corresponding to the change in the permeate flow rate.
また、被処理水に含まれるスケール生成成分の溶解度は、水質や水温によって変動する。これらの水質や水温は、地域的や季節的な要因によって変動し易い。したがって、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止するため、通常、水質や水温が最悪の条件を想定し、濃縮水の排水流量を増加させる側に設定する。このため、排水流量が多くなり、水の有効利用を図ることができないという問題点がある。 Moreover, the solubility of the scale generation component contained in the water to be treated varies depending on the water quality and the water temperature. These water quality and temperature are likely to fluctuate due to regional and seasonal factors. Therefore, in order to prevent clogging or deterioration of the membrane in the reverse osmosis membrane part, the worst condition is usually set for the water quality and the water temperature, and the drainage flow rate of concentrated water is set to be increased. For this reason, there exists a problem that drainage flow volume increases and the effective use of water cannot be aimed at.
そこで、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化による処理水質の悪化を防止することができるとともに、必要量以上の濃縮水の排水を防止するため、前記逆浸透膜部への給水,前記逆浸透膜部からの透過水または前記逆浸透膜部からの濃縮水のいずれかの水温,もしくは前記逆浸透膜部への給水の水質に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節することが考えられる。 Therefore, in order to prevent deterioration of treated water quality due to clogging or deterioration of the membrane in the reverse osmosis membrane part, and to prevent drainage of concentrated water more than necessary, water supply to the reverse osmosis membrane part, reverse Adjust the drainage flow rate of the concentrated water from the drainage line based on the temperature of either the permeated water from the osmosis membrane part or the concentrated water from the reverse osmosis membrane part, or the quality of the feed water to the reverse osmosis membrane part It is possible to do.
さらに、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制して、処理水質を維持するため、前記逆浸透膜部における膜の詰まり状態または劣化状態に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節することが考えられる。 Further, in order to suppress the progress of clogging and deterioration of the membrane in the reverse osmosis membrane part and maintain the quality of treated water, the concentration from the drainage line is based on the clogged state or deterioration state of the membrane in the reverse osmosis membrane part. It is conceivable to adjust the water discharge flow rate.
ここで、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量の調節は、所定の流量調節幅をもって行えるようになっている必要がある。しかし、前記特許文献1に記載されているような流量調節機構は、前記弁体と前記弁座との間の流路面積の可変範囲が小さく、必要な流量調節幅を確保することは困難であり、より広い流量調節幅を確保できる弁が必要となる。
Here, it is necessary to adjust the drainage flow rate of the concentrated water from the drainage line with a predetermined flow rate adjustment width. However, the flow rate adjusting mechanism described in
この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、広い流量調節幅を確保することができる弁を実現することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a problem to be solved is to realize a valve capable of ensuring a wide flow rate adjustment range.
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、流体入口からの流路を複数に分岐させて複数の流体出口を形成し、各流体出口への分岐流路のそれぞれを開閉する流路開閉機構を設けたことを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 forms a plurality of fluid outlets by branching a plurality of flow paths from the fluid inlet to each fluid outlet. A channel opening / closing mechanism for opening / closing each of the branch channels is provided.
請求項1に記載の発明によれば、前記流路開閉機構により、前記各分岐流路のそれぞれが開閉され、開状態に設定される前記各分岐流路の数に応じて段階的に流量が調節される。 According to the first aspect of the present invention, each of the branch channels is opened and closed by the channel opening and closing mechanism, and the flow rate is gradually increased according to the number of the branch channels set to the open state. Adjusted.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記各分岐流路に、定流量弁機構を設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、前記定流量弁機構により、前記各分岐流路の流量が一定に維持される。
According to the invention described in
さらに、請求項3に記載の発明によれば、請求項2において、前記定流量弁機構を、前記各分岐流路毎に異なる流量値に設定したことを特徴とする。 Further, according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the constant flow rate valve mechanism is set to a different flow rate value for each of the branch flow paths.
請求項3に記載の発明によれば、前記各流路開閉機構で開閉される前記各分岐流路の流量が異なっているので、広い流量調節幅を確保しつつ、流量を調節する段階数を増加させることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the flow rates of the branch flow channels opened and closed by the flow channel opening / closing mechanisms are different, the number of stages for adjusting the flow rate is secured while ensuring a wide flow rate adjustment range. Can be increased.
請求項1に記載の発明によれば、流量の調節が、開状態に設定される前記各分岐流路の数に応じて段階的に行われ、これによって広い流量調節幅を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the flow rate is adjusted stepwise in accordance with the number of the respective branch flow channels set to the open state, thereby ensuring a wide flow rate adjustment range. .
請求項2に記載の発明によれば、前記定流量弁機構の上流側における流体へ圧力を加えている状態において、その加圧力が変化したとしても、変化の前後で、前記各分岐流路の流量を一定に維持することができる。これにより、流量を所定の値に正確に調節することができる。 According to the second aspect of the present invention, even when the pressure is changed in a state where the pressure is applied to the fluid upstream of the constant flow valve mechanism, before and after the change, The flow rate can be kept constant. Thereby, the flow rate can be accurately adjusted to a predetermined value.
請求項3に記載の発明によれば、広い流量調節幅を確保しつつ、流量調節の段階数を増加させることによって、より精度よく所望の流量に調節することができる。 According to the third aspect of the present invention, the flow rate can be adjusted to a desired flow rate with higher accuracy by increasing the number of stages of flow rate adjustment while ensuring a wide flow rate adjustment range.
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明に係る弁の実施形態の一例を示す一部破断した正面図であり、具体例として排水弁を示している。そして、図2は、図1に示す排水弁の平面図、図3は、図1に示す排水弁の一部破断した左側面図、さらに図4は、図1に示す排水弁における第一分岐ユニットの一部縦断右側面図である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially broken front view showing an example of an embodiment of a valve according to the present invention, and shows a drain valve as a specific example. 2 is a plan view of the drain valve shown in FIG. 1, FIG. 3 is a left side view of the drain valve shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a first branch in the drain valve shown in FIG. It is a partially vertical right side view of the unit.
図1から図4に示す排水弁1は、下側本体部2とこの下側本体部2にネジ3で着脱自在に取り付けられた第一上側本体部4,第二上側本体部5および第三上側本体部6を備え、さらに前記下側本体部2にネジ7で取り付けられた第一電磁弁収納部8,第二電磁弁収納部9および第三電磁弁収納部10を備えている。
A
前記下側本体部2には、流体入口11,第一流体出口12,第二流体出口13および第三流体出口14がそれぞれ形成されている。そして、前記流体入口11から続く入口側流路15が、前記第一流体出口12へ続く第一分岐流路16,前記第二流体出口13へ続く第二分岐流路17および前記第三流体出口14へ続く第三分岐流路18にそれぞれ分岐している。前記各分岐流路16,17,18のそれぞれには、流路開閉機構19,19,19を構成するダイアフラム20,20,20と定流量弁機構21,21,21とが設けられている。
The
ここで、前記排水弁1は、第一分岐ユニット22,第二分岐ユニット23および第三分岐ユニット24を備えている。前記第一分岐ユニット22は、前記第一流体出口12,前記第一分岐流路16,前記流路開閉機構19,前記定流量弁機構21,前記第一上側本体部4および前記第一電磁弁収納部8を含んで構成されている。また、前記第二分岐ユニット23は、前記第二流体出口13,前記第二分岐流路17,前記流路開閉機構19,前記定流量弁機構21,前記第二上側本体部5および前記第二電磁弁収納部9を含んで構成されている。さらに、前記第三分岐ユニット24は、前記第三流体出口14,前記第三分岐流路18,前記流路開閉機構19,前記定流量弁機構21,前記第三上側本体部6および前記第三電磁弁収納部10を含んで構成されている。
Here, the
前記各分岐ユニット22,23,24の詳細な構成について、図4に基づいて説明する。ここで、前記各分岐ユニット22,23,24は、同一の構成となっている。したがって、以下の説明では、前記第一分岐ユニット22の構成について説明することとし、前記第二分岐ユニット23および前記第三分岐ユニット24については、その説明を省略する。
A detailed configuration of each of the
前記第一分岐ユニット22において、前記第一分岐流路16は、前記ダイアフラム20よりも上流側の上流側分岐流路25と、前記ダイアフラム20よりも下流側の下流側分岐流路26とを備えている。前記上流側分岐流路25は、円筒状に形成された壁部27の周囲に平面視リング状に形成されており、その一部が前記入口側流路15と連通している。前記下流側分岐流路26は、前記壁部27の中空部28を含んで構成されており、その流路中に前記定流量弁機構21が設けられている。この定流量弁機構21は、流体の圧力がかかるほど縮径するOリング29を備えた公知の機構である。ここで、前記各定流量弁機構21は、前記各分岐ユニット22,23,24で、それぞれ異なる流量値に設定されている。
In the
前記第一上側本体部4と前記ダイアフラム20との間には、液溜空間30が形成されている。この液溜空間30は、前記入口側流路15と第一連通流路31を介して連通している。
A
また、前記液溜空間30は、前記下流側分岐流路26と第二連通流路32を介して連通している。この第二連通流路32は、前記液溜空間30から前記第一電磁弁収納部8内を通って前記下流側分岐流路26まで達しており、前記第一電磁弁収納部8内に設けられた電磁弁(図示省略)によって、流路の開閉が行われるようになっている。
The
ここで、前記第一分岐流路16を開閉する前記流路開閉機構19について説明する。この流路開閉機構19は、前記壁部27の先端部分に形成された弁座33と、この弁座33に対して接離する弁体を構成する前記ダイアフラム20と、このダイアフラム20を作動させる前記電磁弁とを備えて構成されている。
Here, the channel opening /
前記ダイアフラム20は、前記下側本体部2と前記第一上側本体部4との間で挟持されて前記第一分岐流路16内に保持されている。前記ダイアフラム20には、前記第一連通流路31の一部を構成する第一貫通孔34と前記第二連通流路32の一部を構成する第二貫通孔35とが形成されている。ここで、符号36,37は、前記第一上側本体部4と前記下側本体部2との間をシールするためのOリングである。
The
また、前記ダイアフラム20には、有底筒状に形成されたダイアフラム補強部材38が、その開口部39が前記ダイアフラム20とは反対側へ向くようにして取り付けられている。このダイアフラム補強部材38は、前記液溜空間30内に配置されており、前記ダイアフラム20からピン40を貫通させ、このピン40の先端側から挿通したプッシュナット(図示省略)と前記ダイアフラム20との間で挟持させることにより、前記ダイアフラム20に取り付けられている。そして、前記ダイアフラム20は、前記ダイアフラム補強部材38の底部41と前記第一上側本体部4の天井部42との間に、バネ43を介装させることにより、前記弁座33へ向かって付勢されるようになっている。
A
前記流路開閉機構19においては、電線44を介して制御部(図示省略)と接続された前記電磁弁を、前記制御部からの指令に基づいて開閉させることにより、前記ダイアフラム20を作動させて前記第一分岐流路16を開閉するようになっている。具体的には、前記電磁弁が閉状態にあるときには、前記バネ43と、前記入口側流路15から前記第一連通流路31を通って前記液溜空間30内に溜まった流体によって、前記ダイアフラム20は、前記弁座33へ向かって押圧され、この弁座33に着座して前記第一分岐流路16を閉状態とする。逆に、前記電磁弁が開状態にあるときには、前記液溜空間30内に溜まった流体が、前記第二連通流路32から前記下流側分岐流路26へ流れ、これによって前記液溜空間30内の流体による前記ダイアフラム20への押圧力が解放されて、前記上流側分岐流路25からの前記ダイアフラム20への押圧力(前記弁座33から離反する方向への力)が強まり、前記ダイアフラム20が前記バネ43の弾発力に抗して前記弁座33から離反し、前記第一分岐流路16を開状態とする。
In the flow path opening /
このように構成された前記排水弁1は、たとえば機器への給水ラインに設けられた逆浸透膜部からの濃縮水の一部のみを排水し、残部を前記逆浸透膜部の上流側へ還流させる水処理システムにおいて、前記逆浸透膜部からの濃縮水の排水ラインに設けられる(図示省略)。この場合、前記流体入口11を前記逆浸透膜部側の前記排水ラインと接続し、前記各流体出口12,13,14を、それぞれ排水側の前記排水ラインと接続する。
For example, the
このように前記排水ラインに設けられた前記排水弁1は、たとえば前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化しても、透過水の流量に基づいて、回収率を一定にするように濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。また、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止するために、被処理水の水質や水温に基づいて、濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。さらに、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制して処理水質を維持するため、前記逆浸透膜部における膜の詰まり状態や劣化状態に基づいて、濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。
In this way, the
前記排水弁1による濃縮水の排水流量の調節は、前記各分岐流路16,17,18のそれぞれを、前記各流路開閉機構19で開閉させることにより調節する。すなわち、前記排水弁1は、前記各分岐流路16,17,18のうち、開状態にするものを選択することで、濃縮水の排水流量を段階的に変えることができ、前記制御部は、前記水処理システムの前記給水ラインに設けられた各種測定機器からの検出信号に基づいて、所望の排水流量となるよう、前記各流路開閉機構19を開閉制御する。ここに、所望の流量とは、たとえば回収率を一定にすることができる流量,前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止することができる流量,あるいは前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制することができる流量等である。
The drainage flow rate of the concentrated water by the
前記排水弁1によれば、前記各流路開閉機構19により、前記各分岐流路16,17,18を開閉することで、広い排水流量調節幅を確保することができる。これにより、前記水処理システムにおいて、回収率を一定にするために、あるいは前記逆浸透膜部の膜の詰まりや劣化の防止または抑制を図るために必要な濃縮水の排水流量調節幅を確保することができる。
According to the
また、前記水処理システムにおいて、前記逆浸透膜部の上流側に設けられたポンプ(図示省略)により、前記逆浸透膜部へ被処理水を供給する場合、前記ポンプによる加圧力を変化させたとしても、この変化の前後において、前記各定流量弁機構21により、前記各分岐流路16,17,18の流量をそれぞれ一定に維持することができる。これにより、排水流量を所定の流量に正確に調節することができる。
In the water treatment system, when water to be treated is supplied to the reverse osmosis membrane portion by a pump (not shown) provided upstream of the reverse osmosis membrane portion, the pressure applied by the pump is changed. However, before and after this change, the flow rates of the
さらに、前記各分岐流路16,17,18の流量は、前記各定流量弁機構21により、それぞれ異なる流量値が設定されているので、広い排水流量調節幅を確保しつつも、調節の段階数を増加させることができ、より精度よく所望の排水流量に調節することができる。
Further, the flow rate of each
ここで、前記各流路開閉機構19は、前記構成に限られるものではなく、たとえば前記入口側流路15内をスライドするピストンにより、前記各分岐流路16,17,18のそれぞれを開閉するものであってもよい。
Here, each flow path opening /
以上、具体的実施例として排水弁について説明したが、この発明は、液体のみならず、気体の流路における流量調節にも適用することができる。その他、この発明は、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。 Although the drain valve has been described as a specific embodiment, the present invention can be applied not only to liquid but also to flow rate adjustment in a gas flow path. In addition, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
1 弁
11 流体入口
12 第一流体出口(流体出口)
13 第二流体出口(流体出口)
14 第三流体出口(流体出口)
15 入口側流路(流路)
16 第一分岐流路(分岐流路)
17 第二分岐流路(分岐流路)
18 第三分岐流路(分岐流路)
19 流路開閉機構
21 定流量弁機構
1
13 Second fluid outlet (fluid outlet)
14 Third fluid outlet (fluid outlet)
15 Inlet side channel (channel)
16 First branch channel (Branch channel)
17 Second branch channel (Branch channel)
18 Third branch channel (Branch channel)
19 Channel opening /
Claims (3)
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