JP5611802B2 - 真空弁構造 - Google Patents

Description

この発明は、真空式下水道システムに使用される真空弁構造に関するものである。

自然流下式下水道システムに代えて、真空式下水道システムを用いることが既に行われている。この真空式下水道システムは、真空圧を利用して、汚水枡に一定量溜まった汚水を吸引収集するものである。

図５は、真空式下水道システム１の主要部である真空弁ユニット２を示すものである。

この真空式下水道システム１では、建物などから排出された汚水は、汚水流入管３を介して、自然流下で真空弁ユニット２へ一時的に貯留される。そして、真空弁ユニット２内の汚水が一定量に達した時に、真空弁ユニット２に接続された真空下水管４を通じて、汚水が真空圧により下流の図示しない真空ステーションの集水タンクへと移送される。

この際、真空弁ユニット２には、通気管５を介して外部から空気を導入し得るようになっており、上記した真空圧によって、汚水と通気管５からの空気とが順に吸込まれるようにしている（気液分離吸引方式、特許文献１参照）。そして、吸込まれた汚水は、汚水前方の真空圧と、汚水後方の吸引空気圧との圧力差を利用して気液混送流として集水タンクへ搬送される。

上記した真空弁ユニット２は、上記した汚水流入管３からの汚水を一時的に貯留する汚水枡６を備えている。そして、汚水枡６内の汚水は、液位検知管１１によって液位を検知されており、一定液位となった時に、汚水吸込管７を介して真空下水管４に吸込まれる。汚水吸込管７と真空下水管４との間には、真空圧を利用して開閉可能な真空弁８が設けられ、この真空弁８と真空下水管４との間には、真空弁８などのメンテナンス時に、真空弁８と真空下水管４との間を仕切るための仕切弁９が設けられる。

なお、上記した気液分離吸引方式の場合には、上記した通気管５は、汚水枡６に対して接続される。

図６は、上記した真空弁８の詳細を示すものである。

この真空弁８は、汚水を流通可能な接続管部１２と、この接続管部１２の内部に設けられて接続管部１２を開閉可能な弁部１３と、この弁部１３を開閉駆動可能な弁駆動部１４とを備えている。

ここで、接続管部１２は、汚水吸込管７と仕切弁９との間に接続され、汚水吸込管７から吸込んだ汚水を、仕切弁９を介して、真空下水管４へと導くものである。接続管部１２は、内外径の径寸法がほぼ一定で、ほぼ水平方向へ延びる短管状をしている。

弁部１３は、接続管部１２の内面に形成された弁座１５と、この弁座１５に対して当接離反自在に配設された弁体１６とを備えている。また、接続管部１２の弁座１５の上流側近傍には、弁体１６が弁座１５から当接離反する際に弁体１６が移動する空間となる短管状の弁体通路部１７が分岐形成されている。そして、弁体１６が弁座１５に着座することにより接続管部１２が閉じ、弁体１６が弁座１５から離れて弁体通路部１７内へと退避することにより接続管部１２が開くようになっている。

弁駆動部１４は、シリンダ状の本体ケーシング１８と、この本体ケーシング１８の内部に軸線方向へ移動可能に設けられたダイヤフラム付きのピストン１９とを備えている。この本体ケーシング１８は、上記した弁体通路部１７の図中上側の端部の位置に設置されている。ダイヤフラム付きのピストン１９には、弁棒２１を介して上記した弁体１６が一体的に移動可能に連結されている。弁棒２１は、上記した弁体通路部１７内に同軸状に配設されている。

なお、このような真空弁８では、一般に、弁駆動部１４は、上記した接続管部１２の上側に設けられると共に、上流側（汚水吸込管７の側）へ向けて斜めに傾斜した状態で設置されており、これに応じて、上記した弁部１３も、接続管部１２に対して弁駆動部１４と同じに斜めに傾斜された状態で設けられている。この弁駆動部１４および弁部１３の傾斜角度は、通常、ほぼ４５゜とされている。

そして、本体ケーシング１８のヘッド側の作動室の内部には、コイルバネなどの付勢手段２２が介装され、この付勢手段２２によって、ダイヤフラム付きのピストン１９が、弁体１６を弁座１５に着座させる方向へ常時付勢されている。そして、本体ケーシング１８の図中上端部には、ヘッド側の作動室に対して真空圧を作用させる弁制御部２３が取付けられている。この弁制御部２３には、真空下水管４に作用される真空圧が、真空ホース２４を介して供給されるようになっている。

更に、この真空弁８には、接続管部１２または弁部１３の開閉を検知可能な弁検知手段が設けられている。この弁検知手段は、真空弁８の使用開始から現在に至るまでの弁部１３の開閉回数を積算表示可能な積算計２５と、弁部１３の現在の開閉状態を検知可能なオンオフ計２６とを備えている。

そして、上記した積算計２５は、本体ケーシング１８のヘッド側の外周面に設置された磁気式カウンタ２５ａによって主に構成されている。この磁気式カウンタ２５ａは、ピストン１９に取付けられた検知用磁石２７を検知して計数可能なものである。この磁気式カウンタ２５ａは、本体ケーシング１８のヘッド側の外周面に設置されたカウンタ収容ケース２８の内部に収容設置されている。

また、上記したオンオフ計２６は、本体ケーシング１８のロッド側の外周面に設置された開閉検知用センサ２６ａによって主に構成されている。この開閉検知用センサ２６ａは、上記した検知用磁石２７を検知してオンオフ信号を発生可能なものである。この開閉検知用センサ２６ａには、例えば、リードスイッチなどの磁気検知可能な磁気センサが用いられている。この開閉検知用センサ２６ａは、本体ケーシング１８のロッド側の外周面に対して、周方向へ延びる金属製のバンド部材２９を用いて固縛される。また、上記したオンオフ信号は、検知用磁石２７を検知した時にオンとなり、検知用磁石２７を検知しない時にオフとなる。即ち、オンの時は閉弁しており、オフの時は開弁している。

ここで、上記した本体ケーシング１８は、上ケーシング１８ａと、下ケーシング１８ｂとに上下分割されている。そして、図６の場合、上ケーシング１８ａと下ケーシング１８ｂとの合せ面および、弁体通路部１７の上端部には、それぞれ互いに当接可能なフランジ部３１が形成されている。そして、これらフランジ部３１が、互いに当接状態となって連結具３２により一体に連結されている。この連結具３２は、フランジ部３１を抱持可能な断面ほぼコ字状をして、フランジ部３１に沿い本体ケーシング１８の周方向へ延びる金属製のバンド体３３とされると共に、このバンド体３３の外曲げされた両端部間には本体ケーシング１８の接線方向とほぼ平行な方向へ締結可能な図示しないボルト締結部が設けられている。

上記したような構成により、主に付勢手段２２の付勢力によって、ダイヤフラム付きのピストン１９がロッド側へ移動することにより、弁体１６が弁座１５に着座して弁部１３が常時閉となっている。そして、弁制御部２３によってヘッド側の作動室に真空圧が作用した時に、付勢手段２２の付勢力に抗して、ダイヤフラム付きのピストン１９がヘッド側へ移動し、これにより、弁体１６が弁座１５から離れて、弁部１３が開き、汚水が真空吸引されるようになっている。

そして、真空弁８における弁体通路部１７または弁部１３の開閉は、弁検知手段によって検知されるようになっている。この弁検知手段としての積算計２５は、磁気式カウンタ２５ａが、ピストン１９に取付けられた検知用磁石２７の磁力によってピストン１９がヘッド側へ移動したことを検知し、この検知回数をカウントして表示するようになっている（特許文献２参照）。

また、弁検知手段としてのオンオフ計２６は、開閉検知用センサ２６ａが、ピストン１９に取付けられた検知用磁石２７の磁力によってピストン１９がロッド側へ移動したことを検知してオンオフ信号を発生するようになっており、このオンオフ信号によって弁部１３の現在の開閉状態が分かるようにしてあり、それによって真空弁８の異常を検知できるようにしている（特許文献３参照）。

なお、真空弁８には、図７に示すような小型のものも存在している。即ち、図６の場合には、下ケーシング１８ｂが、弁体通路部１７の内側に挿入配置されると共に、上ケーシング１８ａと下ケーシング１８ｂと弁体通路部１７との３部材を、フランジ部３１を介して、バンド体３３で一体に抱持固定するようにしているが、図７の場合には、下ケーシング１８ｂの下端部が、弁体通路部１７の上端に嵌合されると共に、上ケーシング１８ａと下ケーシング１８ｂとの２部材を、フランジ部３１を介して、連結具３２で固定するようにしている。しかも、連結具３２には、フランジ部３１を本体ケーシング１８の軸線方向へ延びるボルト締結部３５によって直接締結するようにしている。このボルト締結部３５は、本体ケーシング１８の周方向へ所要の間隔を有して複数個設けられる。

特公平７−１０９５６８号公報 特公平８−００１５６７号公報 特公平６−０８４６４０号公報

しかしながら、上記真空弁構造には、以下のような問題があった。

即ち、弁検知手段としての積算計２５とオンオフ計２６とは、共に同じ検知用磁石２７を検知するようにしているので、検知用磁石２７の移動範囲に沿って設ける必要があるが、開閉検知用センサ２６ａには、図８に示すように、その特性上、検知用磁石２７の中心位置に不感帯３８（検知できない部分）があるため、検知用磁石２７の中心位置よりも周方向に位置を僅かにズラして設置する必要がある。なお、図８中、縦軸は検知用磁石２７が移動する、本体ケーシング１８軸線方向の位置である。横軸は本体ケーシング１８の周方向の位置である。

そのため、従来は、開閉検知用センサ２６ａを、現場で少しずつ位置をズラせながら、検知用磁石２７を感知するかどうかをテスターで調べて取付位置を調整し決定するようにしているので、取付位置の調整や決定に手間や時間がかかるという問題があった。

そして、このような位置調整作業を必要とすることにより、一人では位置調整や取付けができないという問題や、真空弁８のメンテナンスを行う度にこの手間のかかる位置調整作業を行わなければならないという問題などの各種の問題を生じていた。

また、開閉検知用センサ２６ａを、本体ケーシング１８のロッド側の外周面に対し、バンド部材２９を用いて固縛するようにしているので、開閉検知用センサ２６ａの取付けに手間がかかるという問題があった。また、バンド部材２９による固縛の仕方が悪いと、開閉検知用センサ２６ａの位置がズレてしまい、検知がうまく行かなくなるなどの問題があった。

上記課題を解決するために、本発明は、内部に弁座を有して、真空下水管の途中に接続される接続管部と、前記弁座に対して弁体を当接離反可能に支持する弁駆動部とを備え、該弁駆動部が、その本体ケーシングの外周面に、弁座の開閉状況を検知可能な開閉検知用センサを備えた真空弁構造において、前記弁駆動部の本体ケーシングに、前記開閉検知用センサの取付位置を示すセンサ取付位置指示部を設け、前記弁駆動部の本体ケーシングが、上ケーシングと下ケーシングとに分割されて、連結具により連結される構成を備え、該連結具が、本体ケーシングの外周面に対して開閉検知用センサを取付保持可能なセンサ保持部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、弁駆動部の本体ケーシングに予めセンサ取付位置指示部を設けたことにより、現場でテスターを用いて探ることなく開閉検知用センサの最適取付位置を直接得ることが可能となり、開閉検知用センサの取付作業の容易化を図ることができる。
また、本体ケーシングの上ケーシングと下ケーシングとを連結する連結具が、センサ保持部を備えるようにしたことにより、バンド部材などの専用の取付具を用いることなく本体ケーシングの外周面に対して開閉検知用センサを取付保持することが可能となり、部品コストや取付工数を削減して合理化を図ることができる。

本発明の実施例にかかるセンサ取付位置指示部を示す図である。 図１とは異なるセンサ取付位置指示部を示す図である。 主にセンサ固定部を示す図であり、（ａ）は分解図、（ｂ）は組付図である。 主にセンサ保持部を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図、（ｃ）は平面図である。 従来例の説明に用いた真空弁ユニットの断面図である。 図５の真空弁の断面図である。 図６とは異なる真空弁の断面図である。 開閉検知用センサの不感帯を示す特性図である。

本発明は、上記した各問題点を解決するために、開閉検知用センサの取付作業を容易化できるように構成している。

以下、本発明を具体化した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

＜構成＞以下、構成について説明する。

真空式下水道システム１、真空弁ユニット２、真空弁８などについては、上記従来例のものと同様なので、説明を省略する。但し、必要な場合には、上記記載をこの実施例に流用する。

そして、この実施例のものでは、以下のような構成を備えるようにしている。

図６、図７に示すように、少なくとも、内部に弁座１５を有して、真空下水管４の途中に接続される接続管部１２と、弁座１５に対して弁体１６を当接離反可能に支持する弁駆動部１４とを備え、この弁駆動部１４が、その本体ケーシング１８の外周面に、弁座１５の開閉状況を検知可能な開閉検知用センサ２６ａを備えた真空弁８の構造に対して、以下のような構成を備えるようにする。

（構成１）センサ取付位置指示部４１について
図１（または図２）に示すように、弁駆動部１４の本体ケーシング１８に、予め開閉検知用センサ２６ａの取付位置を示す目印となるセンサ取付位置指示部４１を設けるようにする。

この場合、本体ケーシング１８におけるセンサ取付位置指示部４１の位置は、検知用磁石２７の特性および通過範囲や、開閉検知用センサ２６ａの特性などから予め計算や実測などによって求めておくようにする。このセンサ取付位置指示部４１は、本体ケーシング１８に対して一体に形成するのが好ましい。

センサ取付位置指示部４１は、単なる目印であっても良いが、好ましくは、以下のようにする。

（構成２）センサ取付部４２について
上記したセンサ取付位置指示部４１を、開閉検知用センサ２６ａを設置可能なセンサ取付部４２とする。

センサ取付部４２は、例えば、図１に示すような、開閉検知用センサ２６ａを設置可能な凸部４２ａとすることができる。この凸部４２ａは、例えば、その頂部に開閉検知用センサ２６ａを当接配置可能な平坦面を有するものなどとする。この平坦面は、開閉検知用センサ２６ａと同じ大きさか若干大きなものとする。この場合、凸部４２ａは、上ケーシング１８ａに設けられたフランジ部３１の上面から上方へ突設されたものとしている。このようにする場合、連結具３２としてのバンド体３３には、凸部４２ａとの干渉を防止可能な切欠部３３ａなどを設けるようにする。なお、上記した凸部４２ａは、本体ケーシング１８の外周面から突設するようにしても良い。

または、センサ取付部４２は、例えば、図２に示すような、開閉検知用センサ２６ａを収容可能な凹部４２ｂとすることができる。この凹部４２ｂは、例えば、開閉検知用センサ２６ａを嵌合可能な形状を有するものなどとする。この場合、凹部４２ｂは、本体ケーシング１８の外周面に開閉検知用センサ２６ａの少なくとも一部を収容可能な深さとなるように凹設されている。

なお、ここまでは、開閉検知用センサ２６ａは、従来と同様のバンド部材（図６のバンド部材２９参照）を用いて固縛して固定することになる。そして、以下に、バンド部材２９が不要となる構成について説明する。

（構成３）センサ固定部４３について
図３に示すように、センサ取付部４２が、開閉検知用センサ２６ａを固定可能なセンサ固定部４３を有するものとする。

このセンサ固定部４３は、例えば、開閉検知用センサ２６ａを係止可能な爪部４３ａなどとする。これに対し、開閉検知用センサ２６ａには、必要に応じて、爪部４３ａが係止可能な爪受部４３ｂなどを設けることができる。なお、図は、凹部４２ｂに対して爪部４３ａを設けた場合を示しているが、凸部４２ａに対して爪部４３ａを設けることも可能である。

（構成４）センサ保持部４４について
図６、図７に示すように、弁駆動部１４の本体ケーシング１８が、上ケーシング１８ａと下ケーシング１８ｂとに分割されて、連結具３２により連結される構成を備えている場合に、図４に示すように、連結具３２が、本体ケーシング１８の外周面に対して開閉検知用センサ２６ａを取付保持可能なセンサ保持部４４を備えるようにする。

このセンサ保持部４４は、例えば、図４（ｃ）に示すように、本体ケーシング１８との間で開閉検知用センサ２６ａを挟着可能な背面板部４４ａと、背面板部４４ａの両側部に設けられた側板部４４ｂとを有して、上方の開口部４４ｃから開閉検知用センサ２６ａを差込可能な金属製のセンサポケット４４Ａなどとすることができる。

このセンサポケット４４Ａは、連結具３２を構成するバンド体３３の上側部分に対して一体に形成することができる。或いは、図７のように連結具３２がボルト締結部３５となっている場合には、センサポケット４４Ａをボルト締結部３５とは別に作成して、ボルト締結部３５によってフランジ部３１に共締めし得るようなものとしても良い。

また、センサ保持部４４には、開閉検知用センサ２６ａを本体ケーシング１８に対して押圧可能なセンサ押圧部４４ｄを設けることができる。センサ押圧部４４ｄは、センサポケット４４Ａの背面板部４４ａに形成した突起部や切起部などとすることができる。この場合、センサ押圧部４４ｄは、背面板部４４ａの上部（開口部４４ｃの近傍）にプレスなどにより押出形成した突起部となっている。この突起部は、開閉検知用センサ２６ａのセンサポケット４４Ａからの抜止機能も有するものとなっている。

更に、連結具３２に、開閉検知用センサ２６ａの位置ズレを防止可能な周方向位置規制部４４ｅを設けるようにしても良い。周方向位置規制部４４ｅは、バンド体３３に形成された切欠部などとすることができる。これに対応させて、フランジ部３１にも、切欠部と合致して連結具３２の周方向の位置を規制する突起部３１ｅを設けるようにする。

なお、センサ保持部４４と上記したセンサ固定部４３とは、どちらか一方または両方を設けるようにする。但し、センサ保持部４４と上記したセンサ固定部４３との両方を設ける場合には、互いの干渉を防止可能な干渉防止手段を設けるようにする。

（構成５）ケーブル配索部４５について
図４（ｂ）に示すように、本体ケーシング１８に、開閉検知用センサ２６ａから延びるケーブル２６ｂを配索可能なケーブル配索部４５を設けるようにする。

このケーブル配索部４５は、本体ケーシング１８に一体に形成したケーブル配索用溝部４５ａなどとすることができる。

また、ケーブル配索部４５に、ケーブル配索部４５からのケーブル２６ｂの脱落を防止可能なケーブル係止部４５ｂを設けるようにする。このケーブル係止部４５ｂは、例えば、係止用爪部などとすることができる。

なお、ケーブル配索部４５は、本体ケーシング１８に対して単独で設けることもできるが、上記したセンサ取付位置指示部４１やセンサ取付部４２やセンサ固定部４３やセンサ保持部４４など組合せることにより、有効に機能するものとなる。

＜作用効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（作用効果１）センサ取付位置指示部４１による作用効果
弁駆動部１４の本体ケーシング１８に予め目印としてセンサ取付位置指示部４１を設けるようにしたことにより、現場でテスターを用いて詳細に探ることなく開閉検知用センサ２６ａの最適取付位置を直接得ることが可能となり、開閉検知用センサ２６ａの取付作業の容易化を図ることができる。

（作用効果２）センサ取付部４２による作用効果
センサ取付位置指示部４１をセンサ取付部４２とすることにより、センサ取付部４２に対して開閉検知用センサ２６ａを簡単確実に取付けることが可能となる。

（作用効果３）センサ固定部４３による作用効果
センサ取付部４２に設けたセンサ固定部４３により、面倒な開閉検知用センサ２６ａのバンド固定作業をなくすか或いは簡易化することが可能となり、一人作業であっても開閉検知用センサ２６ａをワンタッチで簡単確実に固定することができる。また、バンド部材を不要化することによりコストを下げることができる。

（作用効果４）センサ保持部４４による作用効果
本体ケーシング１８の上ケーシング１８ａと下ケーシング１８ｂとを連結する連結具３２が、センサ保持部４４を備えるようにしたことにより、バンド部材などの専用の取付具を用いることなく本体ケーシング１８の外周面に対して開閉検知用センサ２６ａを取付保持することが可能となり、部品コストや取付工数を削減して合理化を図ることができる。また、センサ保持部４４にセンサ押圧部４４ｄを設けることにより、開閉検知用センサ２６ａを確実に本体ケーシング１８に押圧保持させることが可能となる。更に、連結具３２に周方向位置規制部４４ｅを設けることにより、開閉検知用センサ２６ａの位置ズレを防止して、常に最良の検知可能状態に保持することができる。

（作用効果５）ケーブル配索部４５による作用効果
本体ケーシング１８にケーブル配索部４５を設けたことにより、開閉検知用センサ２６ａから延びるケーブル２６ｂをケーブル配索部４５に沿って容易に配索することができると共に、ケーブル２６ｂを周囲の邪魔にならないようにきれいに取回すことができるようになる。特に、ケーブル配索部４５によって開閉検知用センサ２６ａ付根近傍のケーブル２６ｂを固定することにより、ケーブル２６ｂの曲げられ易い部分の内部断線を防止することが可能となる。また、ケーブル配索部４５に、ケーブル係止部４５ｂを設けることにより、ケーブル配索部４５からのケーブル２６ｂの脱落を防止して、確実にケーブル２６ｂを保持することができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

４ 真空下水管
８ 真空弁
１２ 接続管部
１４ 弁駆動部
１５ 弁座
１６ 弁体
１８ 本体ケーシング
１８ａ 上ケーシング
１８ｂ 下ケーシング
２６ａ 開閉検知用センサ
２６ｂ ケーブル
３２ 連結具
４１ センサ取付位置指示部
４２ センサ取付部
４３ センサ固定部
４４ センサ保持部
４５ ケーブル配索部

Claims (4)

1. 内部に弁座を有して、真空下水管の途中に接続される接続管部と、前記弁座に対して弁体を当接離反可能に支持する弁駆動部とを備え、
   該弁駆動部が、その本体ケーシングの外周面に、弁座の開閉状況を検知可能な開閉検知用センサを備えた真空弁構造において、
   前記弁駆動部の本体ケーシングに、前記開閉検知用センサの取付位置を示すセンサ取付位置指示部を設け、
   前記弁駆動部の本体ケーシングが、上ケーシングと下ケーシングとに分割されて、連結具により連結される構成を備え、
   該連結具が、本体ケーシングの外周面に対して開閉検知用センサを取付保持可能なセンサ保持部を備えたことを特徴とする真空弁構造。
2. 前記センサ取付位置指示部が、開閉検知用センサを設置可能なセンサ取付部とされたことを特徴とする請求項１記載の真空弁構造。
3. 前記センサ取付部が、開閉検知用センサを固定可能なセンサ固定部を有することを特徴とする請求項２記載の真空弁構造。
4. 本体ケーシングに、前記開閉検知用センサから延びるケーブルを配索可能なケーブル配索部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の真空弁構造。