JP2013231310A - 真空弁及び真空弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】真空弁内の夾雑物を容易に除去することができる真空弁及びこの真空弁を備えた真空弁ユニットを提供する。
【解決手段】貯留槽２から下水を吸引する吸込み管３と真空源に連通した真空下水管４との間に配設される配管９と、配管９の流路を開閉する弁体１０と、弁体１０を配管９内に着座させる弁座とを備えた真空弁において、弁体１０により流路Ｒを閉じた状態で、貯留槽２内の下水Ｗを真空下水管４に向けて排出可能とするバイパス管６を接続させるバイパス管用分岐部３０が、弁座の形成位置に隣接して配管９の周壁部に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、各家庭や工場等の建物から排出された下水を、真空圧により下水本管に排出する真空弁及びこの真空弁を用いた真空弁ユニットに関する。

近年、下水道の排水システムとして、各家庭や工場等の建物から排出された下水を高所から低所に向けて流下させる自然流下式に代えて、真空圧を利用して低所から高所にも流水可能とし、地形及び地下埋設物の配置等の諸条件に好適に対応可能な真空式下水システムが広く採用されている。従来より、真空式下水システムでは、例えば下記特許文献１に記載された真空ユニットが用いられ、下水を真空ユニットに一時的に貯留し、断続的に下水本管に排水できるようになっている。

図５に示すように、特許文献１に記載の真空ユニットＵは、下水Ｗを一時的に貯留する貯留槽５０と、貯留槽５０内に貯留された下水Ｗを吸引する吸込み管５１と、吸込み管５１と真空源に連通された真空下水管５２との間に設置され、これらの間を連通又は遮断させる真空弁５３及び仕切弁５４と、仕切弁５４よりも真空下水管５２側に接続され、真空弁５３又は仕切弁５４を閉じた状態で貯留槽５０内の下水Ｗを真空下水管５２に排出させることのできるバイパス管５５とを備えている。

特開２０１１−１６８９６２号公報

ところで、真空弁５３は、油類等の液体その他の夾雑物を含む下水Ｗを流動させるものであるため、不図示の弁体を着座させる弁座の周辺に夾雑物が堆積してその開弁又は閉弁に支障が生じたり、下水Ｗの流動性が低下したりすることがあった。しかし、真空弁５３内の夾雑物の除去は、真空弁５３を分解して行う必要があるため、作業負担が過大であるという問題があった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、真空弁内の夾雑物を容易に除去することができる真空弁及びこの真空弁を備えた真空弁ユニットを提供することを課題とする。

本発明は、貯留槽に貯留された下水を吸引する吸込み管と真空源に連通した真空下水管との間に配設される配管と、前記配管の流路を開閉する弁体と、この弁体を前記配管内に着座させる弁座とを備えた真空弁において、前記弁体により前記流路を閉じた状態で、前記貯留槽内の下水を真空下水管に排出可能とするバイパス管を接続させるバイパス管用分岐部が、前記弁座の形成位置に隣接して前記配管の周壁部に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、前記弁座の形成位置に隣接して設けられたバイパス管用分岐部に、バイパス管を接続させることができる。したがって、下水内に含まれた夾雑物が弁座の周辺に堆積した場合に、バイパス管用分岐部から噴出する水流で前記夾雑物を除去することが可能となる。
また、本発明は、前記配管には、前記弁体を駆動する駆動部が支持された弁体用分岐管が設けられ、前記バイパス管用分岐部は、前記弁体用分岐管に隣接して、上方に突出して設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、バイパス管用分岐部が、弁体用分岐管に隣接して、上方に突出して設けられているため、下水を弁座周辺に向けて強力に流下させることができる。したがって、バイパス用分岐管から噴出する下水により、弁座の周辺に堆積した夾雑物を効果的に除去することができる。また、下水を流下させるため、バイパス管用分岐部内又はバイパス管の接続部近傍に夾雑物を堆積させ難くすることができる。
また、本発明は、前記バイパス管用分岐部が、前記真空下水管側に傾斜する方向に突出していることを特徴とする。
本発明によれば、前記バイパス管用分岐部が、前記真空下水管側に傾斜する方向に突出しているため、このバイパス管用分岐部内を流動する前記下水を、弁座の周辺に堆積した夾雑物に向かうように噴出させることができる。したがって、弁座周辺に堆積した夾雑物を好適に除去することができる。
また、本発明は、各建物からの下水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽内に設置された請求項１〜３のいずれかに記載の真空弁と、前記真空弁が閉じられた状態で、前記貯留槽内の下水を真空下水管に向けて排出可能とするバイパス管とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、真空弁ユニットが、弁座の周辺に堆積した夾雑物を、バイパス管用分岐部から噴出する水流で除去することが可能な真空弁を備えている。したがって、バイパス管を用いて下水を排出するだけで夾雑物の堆積により低下した真空ユニットの排水機能を容易に回復させることができる。

本発明によれば、弁座の形成位置に隣接した配管の周壁部にバイパス管用分岐部を設けており、このバイパス管用分岐部にバイパス管を接続させることができる。したがって、弁座の周辺に堆積した夾雑物をバイパス管用分岐部から噴出する下水の水流で除去することが可能となり、真空弁内の詰まりや水流の低下を容易に解消することができるという効果を奏する。

は、本発明の第一実施形態として示した真空弁ユニットの内部を示した側断面図である。 は、本発明の第一実施形態として示した真空弁の内部を示した側断面図である。 は、本発明の第一実施形態として示した真空弁の変形例の内部を示した側断面図である。 は、本発明の第一実施形態として示した真空弁の変形例を示した図であり、（ａ）は、真空弁の内部を示した側断面図であり、（ｂ）は（ａ）をＸ−Ｘ線視した断面図である。 は、従来の真空弁ユニットを示した側面断面図である。

以下、本発明に係る真空弁及び真空弁ユニットの実施形態について、図１，図２を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態として示した真空弁ユニット１であり、不図示の一又は複数戸の建物の排水管３３に接続され、地中に埋設されるものである。

真空弁ユニット１は、各家庭や工場等の建物から排出された下水Ｗを一時的に貯留する貯留槽２と、貯留槽２内に貯留された下水Ｗを吸引する吸込み管３と、この吸込み管３と不図示の真空源に連通した真空下水管４との間に接続され、これらの間で開弁又は閉弁して連通又は遮断させる真空弁５と、真空弁５に接続されたバイパス管６とを備えている。

貯留槽２は、上方が開口した略有底円筒状の槽２Ａと、槽２Ａの開口部を封止する蓋部材７とを備えている。
貯留槽２内の上部側は、真空弁５の設置スペース２ａとされ、設置スペース２ａの下部側は、下水Ｗを貯留するタンク部２ｂとされている。
吸込み管３は、一端部３ａがタンク部２ｂの底部８近傍に配置され、他端部３ｂが真空弁５の設置スペース２ａまで引き上げられて真空弁５に接続されている。真空下水管４は、貯留槽２に形成された開口部に一端部４ａが挿入されて真空弁５に接続され、他端が不図示の真空源に接続されている。

図２に示すように、真空弁５は、配管９と、配管９の流路Ｒを開閉させる弁体１０と、弁体１０を支持する弁軸１１と、弁体１０及び弁軸１１を駆動する駆動機構Ｆとを備え、吸込み管３と真空下水管４との間に配設されている。
配管９は、吸込み管３と真空下水管４との間に管軸方向Ｌ３が水平方向を向くように配置され、カップリング１２，１２を用いて一端部９ａが吸込み管３に、他端部９ｂが真空下水管４に接続されている。
配管９の内壁面９ｓには、弁体１０を着座させる弁座１３が突出して形成されている。また、配管９の周壁部９ｔには、弁体１０及び弁軸１１が収容されるとともに駆動機構Ｆが支持される弁体用分岐管１５が、吸込み部３側に傾いて突出している。

弁体用分岐管１５は、小径部１５Ａと大径部１５Ｂとを備え、配管９の流路Ｒと連通している。大径部１５Ｂには、その内壁面に沿って弁体用分岐管１５を塞ぐようにインナーハウジング１６が設置されている。このインナーハウジング１６には、弁軸１１を挿通させる挿通孔１６ａが形成されている。また、大径部１５Ｂの開口部１５ｋには、端部が径方向に張り出したフランジＹ１が形成されている。

弁体用分岐管１５には、略有底円筒形状の筐体１８がその開口部１８ｋに形成されたフランジＹ２をフランジＹ１に対向させて設置されている。そして、筐体１８側には、内部空間Ｓが形成されている。
内部空間Ｓには、軸線Ｌ１方向に付勢するスプリング１９、スプリング１９を筐体１８内に保持し、かつ、弁軸１１の端部１１ａを挿通させて固定する有底円筒状のダイヤフラムカップ２０、スプリング１９が配置された内部空間Ｓを気密に封止するシール部材２１及びシール部材２１をダイヤフラムカップ２０と共に挟み込むダイヤフラム押さえ２２が配されている。
筐体１８には、バイパス管６の後述する真空管側管路６Ｐに連通したパイプ２３が接続されており、筐体１８の先端部に設置されたコントローラ２４により適時に内部空間Ｓとバイパス管６の真空管側管路６Ｐ内との間が連通又は遮断されるようになっている。

上記の構成の下に、弁体用分岐管１５と筐体１８とは、それぞれのフランジＹ１，Ｙ２を対向させるとともに、フランジＹ１，Ｙ２同士の間にインナーハウジング１６及びシール部材２１の各端部を挟み込んだ状態で、かつ、弁体用分岐管１５、筐体１８、インナーハウジング１６、スプリング１９及び弁軸１１の軸線Ｌ１を共通にして、不図示のボルト及びナットにより緊締されている。

そして、スプリング１９、ダイヤフラムカップ２０、ダイヤフラム押さえ２２、コントローラ２４及びこれらを保持する筐体１８は、弁体１０及び弁軸１１を駆動させる駆動機構Ｆを構成している。駆動機構Ｆは、弁体１０及び弁軸１１を弁体用分岐管１５の軸線Ｌ１に沿って弁座１３に向かって進出及び退避させるよう構成されている。

また、配管９の周壁部９ｔには、バイパス管６を接続させるバイパス管用分岐部３０が、その先端を鉛直方向上方に向け、弁体用分岐管１５の下流側に隣接して設けられている。すなわち、バイパス管用分岐部３０は、弁座１３の形成位置に隣接した位置、言い換えると、このバイパス管用分岐部３０に接続させたバイパス管６から噴出する下水Ｗを、配管９の弁座１３の周辺に向けて流下させ、下水Ｗを弁座１３の周辺に及ばせて乱流させ、弁座１３の周辺に滞留した不図示の夾雑物を除去し得る位置に形成されている。

バイパス管６は、真空弁５の弁体１０の開閉に関わらず、タンク部２ｂに貯留された下水Ｗ（図１参照）を真空下水管４に排出できるように設置されたものであり、一端部６ａがバイパス管用分岐部３０に接続されて上方に向かって延び、図１に示すように貯留槽２の蓋部材７近傍で折曲して水平方向に延び、その後下方に向かって折曲し、他端部６ｂがタンク部２ｂの底部８近傍に配置されている。

バイパス管６が蓋部材７近傍で水平方向に延びた部分には、手動でバイパス管６の流路を開閉できる手動バルブ３１が設けられており、真空弁５の弁体１０が配管９の流路Ｒを閉じた状態においても手動バルブ３１を開弁させることにより、タンク部２ｂ内の下水Ｗを排出できるようになっている。手動バルブ３１は、定常時において閉じられており、この状態においては手動バルブ３１よりも真空下水管４側に接続された真空管側管路内６Ｐだけに真空圧が作用するようになっている。

タンク部２ｂの周壁３２には、不図示の建物に設けられた排水機構から延び、下水Ｗを貯留槽２内に流入させる排水管３３の一端部３３ａが、タンク部２ｂに貯留させる所定の最高水位よりも上方に挿入されて固定されており、下水Ｗをタンク部２ｂに随時流入させ、貯留できるようになっている。
また、排水管３３が固定されたタンク部２ｂの周壁３２よりも更に高所には、通気用配管３４の一端部３４ａが挿入されており、貯留された下水Ｗが真空下水管４に吸引された場合に、タンク部２ｂ内に空気が補充されるようになっている。
更に、タンク部２ｂ内には、水位検知管３５が設置され、下水Ｗの水圧及び水位を常時検出できるようになっており、検出結果の信号を不図示のホースにより真空弁５のコントローラ２４に送信するようになっている。

次に、真空弁ユニット１の作用機能について説明する。
図１に示すように、真空弁ユニット１は、建物から排出された下水Ｗを排水管３３を介してタンク部２ｂに流入させ、所定水位に至るまで一時的に貯留する。下水Ｗの水位が、所定水位に至ると、水位検知管３５がこれを検出し、その検出結果をコントローラ２４に伝達する。
図２に示すように、コントローラ２４は、図１に示す水位検知管３５からの伝達を受けて、スプリング１９を配置させた内部空間Ｓとパイプ２３とを連通させ、内部空間Ｓを真空引きする。これにより、内部空間Ｓがスプリング１９の付勢力に抗して真空圧によって圧縮され、ダイヤフラムカップ２０に固定された弁軸１１が筐体１８内に引き込まれ、弁体１０が弁体用分岐管１５内に退避する。

弁体１０が弁体用分岐管１５内に退避することで配管９が開口し、配管９の流路Ｒを介して吸込み管３と真空下水管４とを連通させるため、真空下水管４内の真空圧により、真空弁５の配管９及び吸込み管３内の空気が真空下水管４に向かって引き込まれる。その後、下水Ｗが、図１に示す吸込み管３の先端３ａから吸い上げられるとともに、配管９の流路Ｒを経由して真空下水管４に排出される。タンク部２ｂ内の下水Ｗの水位が所定位置まで下がると、コントローラ２４がこれを検知し、パイプ２３と内部空間Ｓとを遮断し、内部空間Ｓを漸次大気圧に戻す。内部空間Ｓの真空圧が減少すると、真空弁５のスプリング１９が弾性復帰し、弁体１０が弁座１３に向けて前進し、弁座１３に着座することにより配管９の流路Ｒが再び閉じられる。

真空弁ユニット１は、定常時に上記の動作を繰り返し、真空弁ユニット１のタンク部２ｂに貯留された下水Ｗを真空下水管４を介して不図示の下水本管に排水する。
一方、弁体１０が配管９の流路Ｒを閉じた状態で真空弁５が作動しない場合や、真空弁ユニット１が一定期間使用された後で、真空弁５内に夾雑物が溜まる頃には、手動バルブ３１を閉弁し、バイパス６を用いて下水Ｗを排水する。

バイパス管６の手動バルブ３１を開弁すると、配管９を介して真空下水管４の真空圧がバイパス管６内に作用するため、バイパス管６の他端部６ｂから下水Ｗが強制的に吸引され、バイパス管用分岐部３０を介して下水Ｗが配管９の流路Ｒに噴出する。この際、下水Ｗは、バイパス管用分岐部３０が弁座１３の形成位置に隣接して弁座１３の下流に設けられているため、バイパス管用分岐部３０から噴出して弁座１３に至り、弁座１３及びその周辺に堆積した不図示の夾雑物を流路Ｒ内に舞い上がらせて、この夾雑物と共に真空下水管４に向かって流動する。

このように、真空弁５の動作を停止し、バイパス管６を用いてタンク部２ｂ内の下水Ｗを排出すると、同時に配管９の流路Ｒの夾雑物が除去される。そして、真空弁５が修理され、又は、真空弁５内が清掃された後にバイパス管６の手動バルブ３１を閉弁させてバイパス管６からの排水を止め、真空弁５を用いた定常時の動作を回復させる。

以上のように、真空弁５及びこれを用いた真空弁ユニット１によれば、弁座１３の形成位置に隣接してこの弁座１３の下流側にバイパス用分岐部３０が形成されているため、バイパス６を用いてタンク部２ｂ内の下水Ｗを排出すると同時に、弁座１３周辺に下水Ｗを噴出し、弁座１３の周辺に堆積した夾雑物を除去して配管９の流路Ｒの詰まりを解消させることができるという効果が得られる。
また、バイパス用分岐部３０が、配管９に設けられているため、真空弁５とバイパス管６の設置スペース２ａをコンパクトにすることができ、真空弁ユニット１をコンパクトに形成することができるという効果が得られる。

次に、真空弁５の変形例について図３を用いて説明する。本変形例において、上述した実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、相違する点についてのみ説明する。
図３に示すように、本変形例の真空弁５においては、真空弁５のバイパス管用分岐部４０が、配管９の周壁部９ｔから真空下水管４側に傾いて突出しており、バイパス管６を用いてタンク部２ｂ内の下水Ｗを排出する際に、下水Ｗが弁座１３及びその周辺に向けてダイレクトに排出されるようになっている。

本変形例では、バイパス管用分岐部４０が、上記のように形成されていることにより、バイパス管６を経由して排出される下水Ｗが、弁座１３に着座した弁体１０の板面１０ａに沿って流動し、弁座１３に向けて真っ直ぐに噴出され、弁座１３及び下水Ｗの噴出方向に対向する配管９の内壁面９ｓに衝突して乱流となる。したがって、弁座１３及びその周辺に堆積した不図示の夾雑物を強力に分散させて舞い上がらせ、下水Ｗと共に真空下水管４に効率的に排出することができるという効果が得られる。

以上、本発明の一実施形態とその変形例について説明したが、図２，図３に示すバイパス用分岐部３０，４０は、上記した位置及び向きに形成されたものに限定されない。
すなわち、例えば、図４（ａ）において二点鎖線で示されたバイパス用分岐部４１，４２，４３，４４のいずれかに示すように、弁座１３よりも下流側であって、バイパス管６を介してタンク部２ｂ内の下水Ｗを排水する際に、下水Ｗが弁座１３及びその周辺に達して、弁座１３の周辺に堆積した夾雑物を除去し得る周壁部９ｔに突設されていればよい。

特に、図４（ａ），（ｂ）のバイパス用分岐部４１〜４４のいずれかに示すように、弁座１３の下部側により近い位置から上方に向けてバイパス用分岐部を突出させた場合には、夾雑物が堆積しやすい弁座１３の下部側により強い水流を噴射させ、夾雑物に当てることができる。また、バイパス用分岐部を配管９の内壁面９ｓの接線方向に設けた場合には、水流を渦流にすることができ、効果的に夾雑物を除去することが可能となる。
また、バイパス用分岐部３０，４０の突出方向は、吸込み部３側又は真空下水管４側のいずれ側に傾斜していてもよい。

また、上記の実施形態とその変形例において、バイパス管用分岐部３０，４０〜４４は、配管９に一体成形されているが、上述した位置及び向きで配置されたものであれば、配管９に一体成形されたものでなくともよく、例えば、配管９にソケットを取り付けてバイパス管用分岐部としたもの等であってもよい。

１ 真空弁ユニット
２ 貯留槽
３ 吸込み管
４ 真空下水管
５ 真空弁
６ バイパス管
９ 配管
９ｔ 周壁部
１０ 弁体
１１ 弁軸
１３ 弁座
１５ 弁体用分岐管
３０，４０〜４４ バイパス管用分岐部
Ｌ１〜Ｌ３ 軸線
Ｒ 流路
Ｗ 下水

Claims (4)

1. 貯留槽に貯留された下水を吸引する吸込み管と真空源に連通した真空下水管との間に配設される配管と、前記配管の流路を開閉する弁体と、この弁体を前記配管内に着座させる弁座とを備えた真空弁において、
   前記弁体により前記流路を閉じた状態で、前記貯留槽内の下水を真空下水管に排出可能とするバイパス管を接続させるバイパス管用分岐部が、前記弁座の形成位置に隣接して前記配管の周壁部に設けられていることを特徴とする真空弁。
2. 前記配管には、前記弁体を駆動する駆動部が支持された弁体用分岐管が設けられ、
   前記バイパス管用分岐部は、前記弁体用分岐管に隣接して、上方に突出して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空弁。
3. 前記バイパス管用分岐部は、前記真空下水管側に傾斜する方向に突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空弁。
4. 各建物からの下水を一時的に貯留する貯留槽と、この貯留槽内に設置された請求項１〜３のいずれかに記載の真空弁と、前記真空弁が閉じられた状態で、前記貯留槽内の下水を真空下水管に向けて排出可能とするバイパス管とを備えていることを特徴とする真空弁ユニット。

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