JP2020133134A - 排水システム - Google Patents

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【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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