JP2962142B2 - 真空弁の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空式汚水収集システ
ムを用いた下水管路において使用する真空弁の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空式汚水収集システムとして
は、例えば特開平２−２９２４２６号公報に記載された
ものがあり、真空下水管路における真空弁の制御装置
は、図２に示すようなものであった。図２において、真
空弁１は一端が真空汚水管２に連通し、他端が真空弁吸
込管３に連通している。真空汚水管２は真空ポンプ場の
真空源（図示せず）に連通し、真空弁吸込管３は各家庭
の自然流下管が集まる汚水桝に連通している。真空弁１
の内部に配置した弁体４は、弁箱１ａ内の弁座１ｂに圧
接した閉状態と、弁座１ｂから離間した開状態とにわた
って出退自在である。弁箱１ａの上部に形成したシリン
ダ室１ｃの内部には弁体４に連結したピストン１ｄを配
置しており、ピストン１ｄの背面に弁体４を閉動方向に
付勢するスプリング１ｅを設けている。

【０００３】真空弁１の制御装置５は、圧力検出室６
と、圧力検出室６に副ダイヤフラム７を介して隣接する
大気圧室８と、大気圧室８に小弁口９を通して連通する
可変真空室１０と、可変真空室１０に主ダイヤフラム１
１を介して隣接する恒真空室１２と、恒真空室１２に隔
壁１３を介して隣接する分配室１４と、分配室１４に大
弁口１５を介して連通する通路１６と、通路１６に連通
するとともに大弁口１５に対向して開口する大気導入孔
１７とを備えており、圧力検出室６が気体圧導入管１８
を通して汚水桝Ｓの水位検知管１８ａに連通し、大気導
入孔１７が通気管１９を通して大気開放している。

【０００４】大気圧室８は通気路２０を通して大気導入
孔１７に連通しており、分配室１４は配管２１を通して
恒真空室１２および可変真空室１０に連通している。可
変真空室１０に連通する配管２１の途中には流量調整弁
２２を介装している。可変真空室１０には副ダイヤフラ
ム７に連動して小弁口９を開閉する弁装置２３を設けて
いる。恒真空室１２と分配室１４を隔てる隔壁１３を出
退自在に貫通して配置した弁棒２４は、一端を主ダイヤ
フラム１１に連結し、他端に大弁口１５を開閉する弁２
５を設けたものであり、隔壁１３と主ダイヤフラム１１
の間に介装したコイルスプリング２６が弁２５を大弁口
１５の閉動方向に付勢している。弁２５は大弁口１５を
閉塞する位置と、大気導入孔１７の開口を閉塞する位置
にわたって出退する。制御装置５の分配室１４は第１導
管２７を通して真空汚水管２に連通し、真空弁１のスプ
リング１ｅが内在するシリンダ室１ｃの後部室は第２導
管２８を通して通路１６に連通している。また、シリン
ダ室１ｃのピストン１ｄを隔てた前部室には通気管１９
から分岐した吸排気導管２９が連通している。

【０００５】この構成においては、汚水桝Ｓにおける汚
水が少ない時には、弁体４は弁座１ｂに圧接する閉状態
にあり、弁装置２３が小弁口９を閉塞し、弁２５が大弁
口１５を閉塞する。この状態において、真空汚水管２内
の真空圧は第１導管２７を通して分配室１４に作用し、
さらに配管２１を通して可変真空室１０および恒真空室
１２に作用する。このため、可変真空室１０と恒真空室
１２が同圧となり、コイルスプリング２６の付勢力を受
けて弁２５が大弁口１５を閉塞する。一方、大気導入孔
１７における大気圧が通気路２０を通して大気圧室８に
作用し、副ダイヤフラム７は弁装置２３から離間し、弁
装置２３が小弁口９を閉塞する。

【０００６】汚水桝Ｓに汚水が溜ると、水位の上昇に伴
って水位検知管１８ａの内部圧力が上昇し、気体圧導入
管１８を通して圧力検出室６に作用する空気圧が高ま
り、副ダイヤフラム７が大気圧室８の側に変位して弁装
置２３を押圧し、弁装置２３が小弁口９を開放する。小
弁口９の開放により、大気圧室８に作用する大気圧が可
変真空室１０に作用し、主ダイヤフラム１１が恒真空室
１２の側に変位して弁棒２４をコイルスプリング２６の
付勢力に抗して押圧し、弁２５が大弁口１５から離間し
て大弁口１５を開放するとともに、大弁口１５に対向す
る大気導入孔１７の開口を閉塞する。

【０００７】このため、第１導管２７を通して分配室１
４に作用する真空汚水管２の真空圧が大弁口１５を通し
て通路１６に作用し、さらに第２導管２８を通してシリ
ンダ室１ｃの後部室に作用する。一方、シリンダ室１ｃ
の前部室には吸排気管２９を通して通気管１９の大気圧
が作用しており、シリンダ室１ｃの前部室に作用する大
気圧とシリンダ室１ｃの後部室に作用する真空圧との差
圧によってピストン１ｄがスプリング１ｃの付勢力に抗
して後退し、弁体４が弁座１ｂから離間して開状態とな
る。この状態で、汚水桝に滞留する汚水が真空弁吸込管
３および真空汚水管１を通して吸い上げられる。

【０００８】吸引によって汚水桝の水位が低下すると、
水位検知管１８ａの内部圧力の低下に伴って気体圧導入
管１８を通して圧力検出室６に作用する空気圧が低下
し、副ダイヤフラム７が大気圧室８の大気圧に押されて
通常状態に復帰し、弁装置２３に対する押圧力を解除
し、弁装置２３が小弁口９を閉塞する。この状態で可変
真空室１０が真空圧となり、主ダイヤフラム１１がコイ
ルスプリング２６の付勢力を受けて通常状態に復帰する
とともに、弁２５が大弁口１５を閉塞する。このため、
シリンダ室１ｃの前部室と後部室に共に大気圧が作用
し、スプリング１ｅの付勢力によって弁体４が弁座１ｂ
に圧接する位置に閉動し、通常状態に復帰する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成においては、汚水桝からの汚水の吸引が終了し、
弁２５が大気導入孔１７の開口から離れて大弁口１５を
閉塞すると、シリンダ室１ｃの後部室に、第２導管２８
および通路１６を通して大気導入孔１７から空気が流入
する。このとき、大気導入孔１７に連通する通気管１９
の管路が長かったり、曲がっていると、圧力損失によっ
て大気導入孔１７の内部が負圧となる。この負圧が通気
路２０を通して大気圧室８に作用し、副ダイヤフラム７
が吸われて大気圧室８の側に変位し、汚水桝における水
位を検知した時と同状態となり、弁装置２３が誤作動す
る。このため、弁体４がダブルサイクリングと称する現
象、つまり一旦閉じかけた弁体４が再び開くと云う現象
を起こして誤作動する問題があった。また、汚水桝Ｓの
水位を検出するために、水位検知管１８ａを設けている
が、狭い限られた空間内に装置を配置する上で、装置の
簡略化が求められていた。

【００１０】本発明は上記課題を解決するもので、水位
検知管をなくすとともに、弁体の閉動時における制御装
置の誤作動を防止し、弁体を円滑に作動させることがで
きる真空弁の制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の真空弁の制御装置は、真空弁に接続し
た真空汚水管路に連通する真空圧流路系と、大気圧下に
連通する大気圧流路系と、真空弁のシリンダ室の後部室
に連通する通路と、この通路に対する真空圧流路系の接
続口をなす大弁口と、前記通路に対する大気圧流路系の
接続口をなして大弁口に対向して開口する大気導入孔
と、大弁口を閉塞する位置と大気導入孔の開口を閉塞す
る位置にわたって出退する主弁手段と、真空圧流路系の
恒真空室と可変真空室を仕切り可変真空室の圧力を受け
て主弁手段を大気導入孔の開口に向けて押圧可能な主ダ
イヤフラムと、可変真空室に小弁口を介して連通する大
気圧室と、大気圧室に配置した小弁口を開閉する副弁手
段と、圧力検出室と大気圧室とを仕切り圧力検出室の圧
力を受けて副弁手段を開動方向に付勢する副ダイヤフラ
ムと、大気圧流路系の一部をなして大気導入孔に連通す
る通気管と、通気管の途中から分岐して真空弁のシリン
ダ室の前部室に連通する吸排気導管とを備えた制御装置
において、圧力検出室に連通する気体圧導入管の途中に
絞り手段を介装し、気体圧導入管を真空弁より上流の真
空弁吸込管に接続し、真空弁吸込管の下端開口を、対向
する水面に対して開口周縁部の全体ないしは一部が適当
角度に傾斜するように形成したものである。

【００１２】

【作用】上記した構成により、真空弁吸込管内の水位の
上昇に伴って内部圧力が上昇し、上昇する空気圧が絞り
手段および気体圧導入管を通して圧力検出室に伝わる
と、副ダイヤフラムが大気圧室側に変位して副弁手段を
作動させる。この動作によって真空弁が開動して真空汚
水管と真空弁吸込管が連通すると、汚水が吸い出される
とともに、気体圧導入管を通して圧力検出室の空気が吸
い出される。空気が吸い出されると副ダイヤフラムは副
弁を復帰（閉塞）する方向に働くので、主弁手段が復帰
して真空弁が閉動する。

【００１３】このとき、絞り手段が空気の吸い出し速度
を調整し、圧力検出室における圧力が真空弁吸込管の真
空圧と同等になるまでに遅れを生じさせるので、副ダイ
ヤフラムの復帰が早過ぎて主弁手段の開時間が短くなり
過ぎることはない。

【００１４】真空弁の閉動に際してシリンダ室内のピス
トンが前部室側に移動すると、シリンダ室の後部室には
大気圧流路系の大気が大気導入孔から通路を通して流入
する。

【００１５】このとき、従来のように大気導入孔内が負
圧となり通気路を通して大気圧室に負圧が作用しても、
圧力検出室内には気体圧導入管を介して真空圧が作用し
ているので、従来のように副ダイヤフラムが誤作動して
副弁手段を開放することはなく、真空弁を円滑に閉動さ
せることができる。さらに、従来のように、水位検知管
を設ける必要がなくなり、構成が簡略なものとなる。

【００１６】また、真空弁吸込管の下端開口は、対向す
る水面に対して開口周縁部の全体ないしは一部が適当角
度に傾斜しているので、水位の低下に伴って真空弁吸込
管の下端開口が水上に露出するに際し、開口周縁部の全
体が一度に露出せず、下端開口が部分的に水上に開口す
ることとなる。このため、汚水の吸込終了際において
は、水上に露出した下端開口の一部から真空弁吸込管に
空気が流入し、汚水が真空弁吸込管内を気液二相流で流
れるので、真空弁の閉動によって汚水の吸込みが終了し
た時点で水面と真空弁吸込管の下端開口の間には、少な
くとも開口周縁部の一部において上下方向に適当な間隙
が存在することとなる。したがって、吸込終了時におい
て、真空弁吸込管内に残留する汚水が前記間隙から管外
に流れ出るとともに、前記間隙から大気が管内に流入し
て大気圧となり、圧力検出室を確実に大気圧に復帰させ
ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。先に図２において説明したものと同様の作用を
行う部材については同一番号を付して説明を省略する。

【００１８】図１において、圧力検出室６に連通する気
体圧導入管３１は真空弁吸込管３に連通しており、気体
圧導入管３１の途中には絞り手段をなす絞り弁３２を介
装している。この絞り弁３２に代えてオリフィスを設け
ることも可能である。

【００１９】また、真空弁吸込管３の下端開口は、汚水
桝Ｓ内の対向する水面ＷＦに対して開口周縁部３ａの全
体が適当角度に傾斜する切り口を有している。尚、開口
周縁部３ａは、切欠を設けて一部のみが水面ＷＦに対し
て傾斜するように構成することも可能である。

【００２０】この構成によれば、汚水桝Ｓの水位が上昇
し、真空弁吸込管３の内部圧力が上昇し、上昇する空気
圧が絞り弁３２および気体圧導入管３１を通して圧力検
出室６に伝わると、副ダイヤフラム７が大気圧室８の側
に変位して弁装置２３を作動させる。この動作により制
御装置５の弁２５が作動して真空弁１が開動すると、真
空弁吸込管３と真空汚水管２が連通し、汚水が吸い出さ
れるとともに、気体圧導入管３１および絞り弁３２を通
して圧力検出室６の空気が吸い出される。空気が吸い出
されると副ダイヤフラム７は弁装置２３を復帰（閉塞）
する方向に働くので弁２５が復帰して真空弁１が閉動す
る。

【００２１】このとき、絞り弁３２が空気の吸い出し速
度を調整し、圧力検出室６における圧力が真空弁吸込管
３における真空圧と同等になるまでに遅れを生じさせる
ので、副ダイヤフラム７の復帰が早過ぎて弁２５の開時
間が短くなり過ぎることはない。

【００２２】真空弁１の閉動に際してシリンダ室１ｃ内
のピストン１ｄが前部室側に移動すると、シリンダ室１
ｃの後部室には大気圧流路系の大気が大気導入孔１７か
ら通路２０を通して流入する。

【００２３】このとき、従来のように大気導入孔１７内
が負圧となり通気路を通して大気圧室８に負圧が作用し
ても、圧力検出室６内には気体圧導入管３１を介して真
空圧が作用しているので、従来のように副ダイヤフラム
７が誤作動して弁装置２３を開放することはなく、真空
弁１を円滑に閉動させることができる。さらに、従来の
ように、水位検知管を設ける必要がなくなり、構成が簡
略なものとなる。

【００２４】また、真空弁吸込管３の下端開口は、対向
する水面ＷＦに対して開口周縁部３ａの全体ないしは一
部が適当角度に傾斜しているので、水位の低下に伴って
真空弁吸込管３の下端開口が水上に露出するに際し、開
口周縁部３ａの全体が一度に露出せず、下端開口が部分
的に水上に開口することとなる。

【００２５】このため、汚水の吸込終了際においては、
水上に露出した下端開口の一部から真空弁吸込管３に空
気が流入し、汚水が真空弁吸込管３内を気液二相流で流
れるので、真空弁１の閉動によって汚水の吸込みが終了
した時点で水面ＷＦと真空弁吸込管３の下端開口の間に
は、少なくとも開口周縁部３ａの一部において上下方向
に適当な間隙が存在することとなる。

【００２６】したがって、吸込終了時において、真空弁
吸込管３内に残留する汚水が前記間隙から真空弁吸込管
３の外部に流れ出るとともに、前記間隙から大気が流入
して管内が大気圧となり、結果として圧力検出室６を確
実に大気圧に復帰させることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、圧力
検出室と真空弁吸込管を絞り手段を介装した気体圧導入
管で連通することにより、従来のような水位検知管を省
略することができるとともに、従来のように大気導入孔
内が負圧となり通気路を通して大気圧室に負圧が作用し
ても、圧力検出室内には大気圧導入管を介して真空圧が
作用しているので、従来のように副ダイヤフラムが誤作
動して副弁手段を開放することはなく、真空弁を円滑に
閉動させることができる。

【００２８】また、真空弁吸込管の下端開口が、対向す
る水面に対して開口周縁部の全体ないしは一部において
適当角度に傾斜することにより、吸込終了時において、
下端開口と水面との間に少なくとも開口周縁部の一部に
おいて間隙が存在し、真空弁吸込管内に残留する汚水が
前記間隙から真空弁吸込管の外部に流れ出るとともに、
前記間隙から大気が流入して管内が大気圧となり、圧力
検出室を確実に大気圧に復帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における制御装置の全体断面
図である。

【図２】従来の制御装置を示す全体断面図である。

【符号の説明】

１ 真空弁 １ｃ シリンダ室 ４ 弁体 ５ 制御装置 ６ 圧力検出室 ７ 副ダイヤフラム ８ 大気圧室 ９ 小弁口 １０ 可変真空室 １１ 主ダイヤフラム １６ 通路 １７ 大気導入孔 ２３ 弁装置 ２５ 弁 ２９ 吸排気導管 ３１ 気体圧導入管 ３２ 絞り弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 幸広 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株式会社クボタ枚方製造所内 (56)参考文献 特開 平２−292426（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−292427（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−289730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−95323（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−2786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03F 1/00 E03F 3/00 F16K 31/12 - 31/42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空弁に接続した真空汚水管路に連通す
   る真空圧流路系と、大気圧下に連通する大気圧流路系
   と、真空弁のシリンダ室の後部室に連通する通路と、こ
   の通路に対する真空圧流路系の接続口をなす大弁口と、
   前記通路に対する大気圧流路系の接続口をなして大弁口
   に対向して開口する大気導入孔と、大弁口を閉塞する位
   置と大気導入孔の開口を閉塞する位置にわたって出退す
   る主弁手段と、真空圧流路系の恒真空室と可変真空室を
   仕切り可変真空室の圧力を受けて主弁手段を大気導入孔
   の開口に向けて押圧可能な主ダイヤフラムと、可変真空
   室に小弁口を介して連通する大気圧室と、大気圧室に配
   置した小弁口を開閉する副弁手段と、圧力検出室と大気
   圧室とを仕切り圧力検出室の圧力を受けて副弁手段を開
   動方向に付勢する副ダイヤフラムと、大気圧流路系の一
   部をなして大気導入孔に連通する通気管と、通気管の途
   中から分岐して真空弁のシリンダ室の前部室に連通する
   吸排気導管とを備えた制御装置において、圧力検出室に
   連通する気体圧導入管の途中に絞り手段を介装し、気体
   圧導入管を真空弁より上流の真空弁吸込管に接続し、真
   空弁吸込管の下端開口を、対向する水面に対して開口周
   縁部の全体ないしは一部が適当角度に傾斜するように形
   成したことを特徴とする真空弁の制御装置。