JP2020133134A - 排水システム - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易な構成で、工場等で溜まった水を好適に排出可能にする排水システムを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る排水システム１０は、スチームエジェクタ１４と、該スチームエジェクタが配置される蒸気の流路１８に設けられる感温弁１６とを備える。前記感温弁１６は、前記流路１８に連通する弁流路２４を区画形成するハウジングＨと、前記ハウジングに設けられた感温作動部２６と、前記弁流路を開閉可能に設けられて、前記感温作動部の作動に応じて移動するように構成された弁本体２８とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工場に設置されたピットに滞留した水を自動的に排出するための排水システムに関する。

工場等に設置されたピットに滞留した水を自動的に排水する排水システムの一例を、特許文献１は開示する。特許文献１の排水システムは、駆動用流体として供給された蒸気によりピットの中の水をくみあげるように構成されたジェットポンプを備える。ジェットポンプへの蒸気の供給は、空気作動の蒸気仕切弁で制御される。蒸気仕切弁への圧縮空気の供給は、空気制御機構により制御される。空気制御機構は、所定の上限高さ以上の水位で開動作して蒸気仕切弁へ圧縮空気を供給する上限フロート弁と、所定の下限高さ以下の水位で開動作して蒸気仕切弁から圧縮空気を排出する下限フロート弁から構成される。水位が上昇すると、下限フロート弁が閉じて、上限フロート弁が開き、これにより圧縮空気が蒸気仕切弁に供給される。この結果、蒸気仕切弁の風船体が膨張して、その弁が開き、よって蒸気がジェットポンプに供給される。

特開平１０−３３１７９９号公報

しかし、特許文献１に記載の排水システムでは、ジェットポンプへの蒸気の供給のために、蒸気仕切弁及び空気制御弁の２つの弁を連動させる必要があり、より簡易な構成が望まれる。そこで、本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、より簡易な構成で、工場等で溜まった水を好適に排出可能にする排水システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、
スチームエジェクタと、
該スチームエジェクタが配置される蒸気の流路に設けられる感温弁と
を備え、
前記感温弁は、
前記流路に連通する弁流路を区画形成するハウジングと、
前記ハウジングに設けられた感温作動部と、
前記弁流路を開閉可能に設けられて、前記感温作動部の作動に応じて移動するように構成された弁本体と
を備えた、
排水システム
を提供する。

好ましくは、前記感温作動部は、温度感知部と、該温度感知部が感知した温度に応じて伸縮するとともに前記弁本体に接続された伸縮部とを備える。

前記感温作動部の少なくとも一部が所定箇所に滞留した水の水位が所定水位以上のときに水に浸かるように、前記感温作動部は設けられているとよい。

本発明の上記一態様に係る排水システムによれば、より簡易な構成で、工場等で溜まった水を好適に排出することができる。

本発明の一実施形態に係る排水システムの概略構成図である。 図１の排水システムにおける感温弁の断面模式図であり、弁流路が閉じた状態を表す図である。 図１の排水システムにおける感温弁の断面模式図であり、弁流路が開いた状態を表す図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品（又は構成）には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係る排水システム１０の全体構成を示す図である。排水システム１０は、工場等のピット１２に滞留した水を水位に応じて排出するように構成されている。排水システム１０は、駆動用流体として供給された蒸気によりピット１２内の水を汲み上げる構成を備える。具体的には、排水システム１０は、スチームエジェクタ１４と、感温弁１６とを備える。

スチームエジェクタ１４は、蒸気の流路１８に設けられていて、そこには例えば工場設備に供給されている蒸気の一部が供給可能にされている。なお、排水システム１０を流れる蒸気の供給源つまり蒸気源は、排水システム１０に固有の装置として設けられることを排除しないが、工場等で通常使用されている蒸気源であるとよい。例えば、蒸気源は、蒸気発生装置であるボイラである。この蒸気源からの蒸気の一部が流路１８に供給され、スチームエジェクタ１４に供給可能に構成されている。

スチームエジェクタ１４は、駆動用流体である蒸気の高速流れの巻き込み効果を利用して他の流体を吸引する周知の構造のものである。ここでは、スチームエジェクタ１４は、ノズル、ディフューザー及び吸入室を有する既知の構成を有する。スチームエジェクタ１４には、その吸入室につながる吸い込み流路１４ａがつながっている。この吸い込み流路１４ａは、図１に示すように、ピット１２内に向けて、スチームエジェクタ１４からそれの鉛直方向下側に延びている。

排水システム１０では、スチームエジェクタ１４は雨水や工業用水などが溜まり得るピット１２に対して所定位置に設けられている。通常、スチームエジェクタ１４は、ピット１２に滞留する水に浸からない高さに、より詳しくはピット１２の底１２ｂから鉛直方向上側に所定距離（第２所定距離）Ｄ２離れた位置に設置されている。なお、図１では、スチームエジェクタ１４等の支持機構等を図示していない。

スチームエジェクタ１４の上流側に、特にすぐ上流側に感温弁１６が配置されている。感温弁１６も、ピット１２の水位が所定水位Ｄ１未満のときにピット１２に滞留する水に全く浸からないように設置されている。所定水位Ｄ１は、ピット１２の底１２ｂから鉛直方向上側に第１所定距離離れた位置に水面があることに相当し、上記第２所定距離Ｄ２よりも短い。感温弁１６については後で詳述する。

感温弁１６よりも上流側の流路１８の部分１８ａには、減圧弁２０が設けられている。減圧弁２０の上流側の流路１８の部分１８ｂには、上記蒸気源がつながっている。減圧弁２０は、感温弁１６に向けて流れる蒸気の圧力を所定圧力以下にするように設けられている。例えば、減圧弁２０により、蒸気の圧力は０．３ＭＰａ以下、加えて、例えば０．２ＭＰａ以上に減圧される。減圧弁２０は自動弁であってもよく、また手動式の弁であってもよい。なお、減圧弁２０の制御用に、圧力計が流路１８ａに設けられてもよい。

流路１８の部分１８ａから分岐した分岐流路１８ｃにスチームトラップ２２が設けられている。スチームトラップ２２は、流路１８の蒸気つまり蒸気雰囲気の中からドレン（凝縮水）だけを排出することに向けられていて、蒸気を極力漏らさないように構成された自動弁の一種である。スチームトラップ２２は、既知のものが用いられるとよい。なお、スチームトラップ２２の上流側に仕切弁２３が設けられていて、ドレンの流量を調節可能になっている。仕切弁２３は設けられなくてもよい。

さて、このように蒸気が流れる流路１８に、ここではスチームエジェクタ１４のすぐ上流側に、感温弁１６が設けられている。感温弁１６について、図２及び図３に基づいて説明する。

感温弁１６は、流路１８に連通する弁流路２４を区画形成するハウジングＨと、ハウジングＨに設けられた感温作動部２６と、弁流路２４を開閉可能に設けられる弁本体２８とを備える。弁本体２８は、感温作動部２６の作動に応じて移動するように構成されている。

感温弁１６においてハウジングＨは、ここでは、６つのハウジング部材Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６を螺合等により組み立てることで構成されている。なお、Ｏ−リング等が適宜用いられる。ハウジングＨの組み立ては、図２及び図３から明らかなように、感温作動部２６及び弁本体２８をその内部に組み込むように行われる。ハウジングＨは略円柱形状を有するので、感温弁１６は、略円柱形状を有し、中心軸線１６Ａを有する。

感温弁１６のハウジングＨは、流路１８につながる弁流路２４を区画形成している。弁流路２４は、中心軸線１６に沿って延びる入口流路２４ａと、中心軸線１６から略径方向に延びる出口流路２４ｂとを備えている。弁流路２４の入口流路２４ａと出口流路２４ｂとの間に弁座３０が形成されている。図２では、弁本体２８は弁座３０に着座していて、弁流路２４を閉じている。図３では、弁本体２８は弁座３０から離れていて、弁流路２４が開いている。

弁本体２８は後述するように感温作動部２６の伸縮部３６に接続されてハウジングＨ内を軸線１６Ａに沿って移動することができるが、その移動可能な空間Ｓ１は、第５ハウジング部材Ｈ５とそれに螺合される第６ハウジング部材Ｈ６とにより区画形成される。第６ハウジング部材Ｈ６は弁座３０を有する。そして、これら第５及び第６ハウジング部材Ｈ５、Ｈ６を外側から覆って固定するように第１及び第２ハウジング部材Ｈ１、Ｈ２が設けられる。なお、第５ハウジング部材Ｈ５に形成した孔ｐ５、ｐ６を介して、入口流路２４ａ及び出口流路２４ｂつまり第１ハウジング部材Ｈ１に形成した孔ｐ７が連通可能なように、第５ハウジング部材Ｈ５と第１ハウジング部材Ｈ１との間に空間Ｓ２が形成されている。

感温弁１６の中心軸線１６Ａ方向において、弁流路２４側とは反対側のハウジングＨ内の部分に感温作動部２６が設けられている。感温作動部２６は、第５ハウジング部材Ｈ５と、それに螺合される第４ハウジング部材Ｈ４とに挟まれて保持され、さらに第３ハウジング部材Ｈ３によってその周囲が覆われている。なお、第３ハウジング部材Ｈ３は、第５ハウジング部材の外周側に位置する第２ハウジング部材Ｈ２に取り付けられている。第３ハウジング部材Ｈ３は、複数の孔ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４を有し、かつ、感温作動部２６との間に空間Ｓ３を有するので、感温作動部２６には、ハウジングＨの孔ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４を通過して空間Ｓ３に至った流体、特にここでは水が接触することができる。

感温作動部２６は、温度感知部３２と、本体部３４と、伸縮部３６とを有する。本体部３４は温度感知部３２と一体に構成されていて、温度感知部３２の一部とみなすことができる。温度感知部３２は、図２及び図３に示すように、空間Ｓ３に露出していて、水に直接接触し得る。伸縮部３６は、温度感知部３２が感知した温度に、例えば水の温度に応じて伸縮するように構成されている。より詳しくは、温度感知部３２の感知した温度に応じて温度感知部３２又は本体部３４からの突き出し量が可変となるように、伸縮部３６は構成されている。図２の場合の方が、図３の場合よりも、伸縮部３６の突き出し量が多い。伸縮部３６の先端には、弁本体２８が接続されている。伸縮部３６の伸縮に応じて、弁本体２８は中心軸線１６Ａに沿って空間Ｓ１を移動する。つまり、伸縮部３６が伸びることで（つまりその突き出し量が増すことで）、弁本体２８は弁座３０に近づき、場合によっては着座する。また、伸縮部３６が縮むことで（つまりその突き出し量が減ることで）、弁本体２８は弁座３０から離れる。

感温弁１６は、図１に示すように、スチームエジェクタ１４よりも鉛直方向下方に少なくともその一部が突き出るように設けられている。そして、図１の使用状態において、感温弁１６は、その中心軸線１６Ａが鉛直方向に実質的に伸びるとともに、その感温作動部２６の温度感知部３２が鉛直方向下方に位置するように、設けられる。つまり、図１の状態で、スチームエジェクタ１４よりも鉛直方向下方に、少なくとも、感温作動部２６の温度感知部３２が延在する。

このような感温作動部２６としては、例えば日本サーモスタット株式会社製のサーモエレメントを用いることができる。このサーモエレメントの伸縮部３６の伸び量つまり突き出し量は、温度感知部３２の感知した温度によって決まり、内蔵されたワックス、より具体的にはパラフィンワックスの熱膨張により伸縮部３６の状態は変化する。なお、感温作動部２６として別の製品などが使用されてもよい。

上記構成を備える排水システム１０の作用効果について説明する。

所定箇所であるピット１２に水が大して滞留しておらず、そこに滞留した水の水位が所定水位Ｄ１未満であるとき、水は感温弁１６の温度感知部３２に至っておらず、感温弁１６は流路１８を経て至った蒸気で所定温度以上である。このとき、感温弁１６の伸縮部３６の突き出し量が多く、例えば最大であり、図２に示すように弁本体２８は弁流路２４を閉じた状態にある。したがって、スチームエジェクタ１４には蒸気が流れず又はほとんど流れず、スチームエジェクタ１４は作動状態にならず、ピット１２内の水のくみ上げは行われない。

一方、ピット１２に水が滞留し、その水位が所定水位Ｄ１以上になると、水が感温弁１６のハウジングＨの孔ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４を通過し空間Ｓ３に至り、よって感温弁１６の温度感知部３２に接触する。これにより、温度感知部３２は水により冷やされ、その結果、伸縮部３６の突き出し量は大きく減少する。これにより、伸縮部３６の先端に接続された弁本体２８が弁座３０を離れ、弁流路２４は開く。これにより、蒸気は、入口流路２４ａから入り、ハウジングＨの第１及び第５ハウジングＨ１、Ｈ５に形成された孔ｐ５、ｐ６、ｐ７を介して、出口流路２４ｂから出て、スチームエジェクタ１４に至る（図３の矢印参照）。これにより、スチームエジェクタ１４における水の吸い上げが生じ、吸い上げられた水は排水溝４０に排出される（図１の矢印参照）。

このように、本実施形態では、感温弁１６をスチームエジェクタ１４が設けられる流路１８に設け、滞留した水の量が多くなったときにその水との接触により自動で作動させるだけで、スチームエジェクタ１４を作動させることができる。よって、排水システム１０は、特許文献１に記載の従来の排水システムに比べて、より簡易な構成で、工場等で溜まった水を排出可能にする。

以上、本発明の代表的な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は種々の変更が可能である。本願の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、感温弁１６はスチームエジェクタ１４の上流側に設けられたが、その下流側に設けられることを、本発明は排除するものではない。

１０ 排水システム
１２ ピット
１４ スチームエジェクタ
１６ 感温弁
１８ 流路
２０ 減圧弁
２２ スチームトラップ
２６ 感温作動部
３２ 温度感知部
３６ 伸縮部

Claims (3)

1. スチームエジェクタと、
   該スチームエジェクタが配置される蒸気の流路に設けられる感温弁と
   を備え、
   前記感温弁は、
   前記流路に連通する弁流路を区画形成するハウジングと、
   前記ハウジングに設けられた感温作動部と、
   前記弁流路を開閉可能に設けられて、前記感温作動部の作動に応じて移動するように構成された弁本体と
   を備えた、
   排水システム。
2. 前記感温作動部は、温度感知部と、該温度感知部が感知した温度に応じて伸縮するとともに前記弁本体に接続された伸縮部とを備える、
   請求項１に記載の排水システム。
3. 前記感温作動部の少なくとも一部が所定箇所に滞留した水の水位が所定水位以上のときに水に浸かるように、前記感温作動部は設けられている、
   請求項１又は２に記載の排水システム。
   
   

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