JP6762182B2

JP6762182B2 - エア抜き弁を備える下水用ポンプ設備

Info

Publication number: JP6762182B2
Application number: JP2016179956A
Authority: JP
Inventors: 将彦松永
Original assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Current assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-09-14
Also published as: JP2018044360A

Description

本発明は、エア抜き弁を備える下水用ポンプ設備に関する。

下水用ポンプ設備において、従来より、送水管内の空気たまりによる障害予防等のために、送水用のポンプの近傍にエア抜き弁（空気抜き弁、空気弁）が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２４６９４１号公報

こうした設備に使用されるエア抜き弁は、止水部分（気密部分）に設けられた流路が比較的狭い。止水部分に固形物が付着すると動作不良が生じる可能性がある。動作不良が生じた場合、複雑な構造を有するエア抜き弁を分解する必要がある。従来より、エア抜き弁の点検や補修作業に多大な労力が費やされていた。

本発明の態様は、エア抜き弁の点検や補修にかかる労力が軽減される下水用ポンプ設備を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、送水ポンプと、前記送水ポンプからの水が流れる送水管と、前記送水管に流体的に接続される第１ポートと排気用の第２ポートとを有するエア抜き弁と、前記送水管と前記第１ポートとの間に配され、前記エア抜き弁への固体物の進入を遮るフィルタ面を有するフィルタと、前記第２ポートを介して前記エア抜き弁に水を供給する逆洗浄システムと、を備え、前記逆洗浄システムは、前記第２ポートからのエアが流れる排気管と、逆洗浄用の水が流れる給水管と、前記第２ポートとの接続先を前記排気管と前記給水管との間で切り替える切り換え機構と、を有する、下水道ポンプ設備が提供される。

本発明の別の態様によれば、送水ポンプと、前記送水ポンプからの水が流れる送水管と、前記送水管に流体的に接続される第１ポートと排気用の第２ポートとを各々が有する複数のエア抜き弁と、前記送水管と前記第１ポートとの間にそれぞれ配され、前記エア抜き弁への固体物の進入を遮るフィルタ面を各々が有する複数のフィルタと、前記第２ポートのそれぞれを介して前記複数のエア抜き弁に水を供給する逆洗浄システムと、を備え、前記逆洗浄システムは、前記複数のエア抜き弁を個別に洗浄可能に構成される、下水道ポンプ設備が提供される。

本発明の態様によれば、フィルタによってエア抜き弁の内部への固形物の進入が抑制される。また、逆洗浄によって、フィルタが洗浄されるとともに、エア抜き弁の内部が洗浄される。その結果、固形物の付着に伴うエア抜き弁の動作不良が防止され、エア抜き弁の点検や補修作業に要する労力が軽減される。

ポンプ設備の一実施形態を示す模式図である。エア抜き弁を説明するための模式図である。逆洗浄システムを示す模式図である。フィルタの一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、ポンプ設備（下水用ポンプ設備）１０の一例を示す模式図である。図１に示すように、ポンプ設備１０は、入口ゲート１２と、ポンプ井（貯留槽）１４と、沈砂池（連絡井）１６と、放流渠（放流流路）１８と、雨水ポンプ（第１ポンプ、汲み上げポンプ）２０と、送水ポンプ（第２ポンプ、排水ポンプ、圧送ポンプ）２２と、送水管（圧送管）２４と、エア抜き弁（下水用空気弁）２６と、を備える。

ポンプ設備１０において、雨水などを含む水が入口ゲート１２を介してポンプ井１４に流入する。ポンプ井１４内の水は、雨水ポンプ２０によって沈砂池１６に汲み上げられる。沈砂池１６において、水と一緒に流れてきた砂などの物質が沈む。また、必要に応じて、不図示のスクリーンなどの手段を介して比較的大きなゴミが取り除かれる。処理後の水は、放流渠１８を介して河川などの外部に放流される。一方、滞留水（汚水）は、送水ポンプ２２によって排出される。送水管２４は、送水ポンプ２２に流体的に接続される。送水ポンプ２２からの水が送水管２４を流れる。送水管２４を介して排出された水は、水処理施設などの外部の設備に向けて送られる。

エア抜き弁２６は、送水管２４に流体的に接続されている。一実施形態において、複数のエア抜き弁２６が送水管２４の軸方向（送水管２４の延在方向、水の流れ方向）に沿って並んで配される。複数のエア抜き弁２６は、直列に又は並列に配置できる。エア抜き弁２６の数は、１、２、３、４、又は５以上にできる。エア抜き弁２６は、送水管２４内の空気たまりによる設備障害予防等のために用いられる。エア抜き弁２６を介して、送水管２４内の空気が適宜に外部に排出される。

図２は、エア抜き弁２６を説明するための模式図である。図２に示す例において、エア抜き弁２６と送水管２４との間にバルブ３０（例えば開閉バルブ、手動弁）が設けられる。エア抜き弁２６は、第１ポート３１と、第２ポート３２と、フロート３３と、弁体３４と、弁座３５と、第１室３６と、第２室３７と、第３室３８とを備える。

第１室３６にフロート３３が配される。フロート３３は、第１室３６に貯留される水に対して、弁体３４を持ち上げる浮力を発生するように構成される。第１室３６の下位置に第１ポート３１が設けられる。第２室３７に弁体３４が配される。第２室３７は、弁体３４が上下移動可能となるスペースを有するように構成される。第３室３８の横位置又は上位置に排気用の第２ポート３２が設けられる。第２室３７と第３室３８との間の部分（例えば仕切り部３９）に弁座３５が設けられる。第２室３７と第３室３８との間の仕切り部（壁部）３９は、流路（エア流路、通気孔、空気孔）３９ａを有する。一例において、エア抜き弁２６はさらに、ダイヤフラム、スプリング、及び圧力室（いずれも不図示）等を有することができる。弁体３４、弁座３５、第２室３７、第３室３８、仕切り部３９、及び流路３９ａの少なくとも一部によって止水部分（気密部分）が構成される。こうした止水部分において、比較的狭い流路が形成される。

第１ポート３１は、送水管２４に流体的に接続される。エア抜き弁２６において、第１ポート３１の近傍にフランジが設けられる。そのフランジと、バルブ３０の第１フランジとが接続される。また、送水管２４に設けられたフランジと、バルブ３０の第２フランジとが接続される。送水管２４からの流体は、バルブ３０を介してエア抜き弁２６に流入される。

エア抜き弁２６の一例において、初期状態では、図２（ａ）に示すように、フロート３３は下がった状態にあり、弁座３５と弁体３４との間に隙間が設けられる。エアは、仕切り部３９の流路３９ａ等を通り、第２ポート３２を介して外部に排出される（初期排気）。送水ポンプ２２が稼働すると、送水管２４内の圧力が上がる。エア抜き弁２６の各室３６、３７、３８の圧力が上がると、不図示のダイヤフラムの動きに伴い、第２ポート３２から多量のエアが排出される（圧力下多量排気）。第１室３６内にある程度の量の水が貯留されてフロート３３が上昇すると、図２（ｂ）に示すように、仕切り部３９の少なくとも一部に弁体３４が当接される。例えば、仕切り部３９の流路３９ａの開口が閉じられる。その結果、室３６、３７、３８の少なくとも一部においてエアが閉じ込められる（充水閉止）。一方、送水管２４内のエアが、第１室３６に流入する。第１室３６にある程度の量のエアが溜まると、液面が下がる。フロート３３が下がることにより、エアの閉じ込めが解除され、第２ポート３２からエアが排出される（圧力下排気）。エア抜き弁２６の内部が負圧になった場合には、弁体３４が押し下げられる。その結果、弁座３５と弁体３４との間に隙間が生じ、第２ポート３２を介したエア吸い込みが可能となる。

図３に示すように、一実施形態において、ポンプ設備（下水用ポンプ設備）１０は、さらに、フィルタ４０と、逆洗浄システム５０とを備える。フィルタ４０は、エア抜き弁２６の第１ポート３１の近傍に配され、エア抜き弁２６への固体物の進入を遮るフィルタ面４２を有する。フィルタ４０は、送水管２４とエア抜き弁２６の第１ポート３１との間に配される。一例において、フィルタ４０は、フィルタ面４２を含む板状部材を有する。他の例において、フィルタ４０は、別の形状の部材を有することができる。

例えば、図４に示すように、フィルタ４０のフィルタ面４２には、複数の孔／複数の開口が設けられる。図４（ａ）の例において、フィルタ４０のフィルタ面４２には、複数の貫通孔が設けられる。一例において、貫通孔の形状は、円形又は楕円にできる。他の例において、貫通孔は他の形状にできる。図４（ｂ）の例において、フィルタ４０のフィルタ面４２は、メッシュ構造を有する。貫通孔／メッシュ（開口部）の形状及び／又はサイズは、除去対象の固形物の形状やサイズによって適宜に設定可能である。他の例において、フィルタ４０は、液体を通し、固形物の進入を遮るような、別の構造を有することができる。また、フィルタ４０は、多段構成を有することもできる。

図３に戻り、一例において、フィルタ４０は、エア抜き弁２６とバルブ３０とを締結するためのフランジ部付近（第１ポート３１の近傍）に配される。送水管２４からの流体中の固形物がフィルタ４０によって遮られ、エア抜き弁２６への固形物の進入が防止される。一実施形態において、フィルタ面４２は下向きに配される。固形物の少なくとも一部は落下し、フィルタ面４２から離れる。固形物の残りは、逆洗浄システム５０によってフィルタ面４２から除去可能である。

逆洗浄システム５０は、第２ポート３２を介してエア抜き弁２６に水を供給するように構成される。逆洗浄システム５０は、第２ポート３２からのエアが流れる排気管５２と、逆洗浄用の水が流れる給水管５３と、第２ポート３２との接続先を排気管５２と給水管５３との間で切り替える切り換え機構５４と、を有する。一例において、切り換え機構５４は、排気管５２に接続される第１バルブ５６と、給水管５３に接続される第２バルブ５７とを有する。

一例において、切り替え機構５４の少なくとも一部がエア抜き弁２６の第２ポート３２及び止水部分（気密部分）に比べて低い位置に配される。例えば、第１バルブ５６及び第２バルブ５７がエア抜き弁２６の第２ポート３２及び止水部分に比べて低い位置に配される。給水管５３からの水は、第２バルブ５７を介して、エア抜き弁２６の第２ポート３２に接続された配管内を流れる。第２バルブ５７から出た水は、途中で上向きに移動した後に、第２ポート３２に到達する。すなわち、逆洗浄用の水の流路は、上向きの流路を含む。エア抜き弁２６の第２ポートから排出されたエアは、途中下向きに移動した後、第１バルブ５６を介して上向きに移動する。その後、排気管５２から外部に排出される。すなわち、エア抜き用の流路は、下向きの流路と上向きの流路とを含む。他の例において、切り替え機構５４の少なくとも一部をエア抜き弁２６の第２ポート３２及び止水部分に比べて高い位置に配することができる。

ポンプ設備（下水用ポンプ設備）１０が複数のエア抜き弁２６を有する場合（図１参照）において、送水管２４と複数のエア抜き弁２６の間の各々にフィルタ４０（図３）を配置することができる。複数のエア抜き弁２６の各々が、送水管２４に流体的に接続される第１ポート３１と排気用の第２ポート３２とを有するように構成できる。逆洗浄システム５０は、複数のエア抜き弁２６の各々に個別に逆洗浄用の水を供給するように構成できる。あるいは、逆洗浄システム５０は、複数のエア抜き弁２６のすべてに同時に逆洗浄用の水を供給するように構成できる。

通常運転時において、図３（ａ）に示すように、第１バルブ５６が開、第２バルブ５７が閉とされる。エア抜き弁２６から排出されたエアは、排気管５２を介して外部に排出される。送水管２４からの流体中の固形物がフィルタ４０によって遮られる。固形物の一部は、フィルタ面４２に付着するあるいはフィルタ面４２付近に留まる。

逆洗浄時において、図３（ｂ）に示すように、第１バルブ５６が閉、第２バルブ５７が開とされる。給水管５３から逆洗浄用の水（例えば、雑用水、工場水、所定の洗浄水）がエア抜き弁３２に向けて供給される。水は、エア抜き弁３２の第２ポート３２を介してエア抜き弁３２の内部空間に入る。水は、全体的に、エア抜き弁３２の内部を上から下に流れ、第１ポート３１から排出される。

逆洗浄時の水が通常運転時と逆方向に流れることで、フィルタ面４２に付着したあるいはフィルタ面４２付近に留まる固形物が水の力を受けて、フィルタ面４２から離れる。例えば、固形物が、水の流れに沿って、フィルタ４０の近傍位置から送水管２４に向けて下向きに流れる。

このように、逆洗浄システム５０を用いた逆洗浄処理によって、フィルタ４０（フィルタ面４２）が洗浄される。また、逆洗浄処理において、エア抜き弁３２の内部も洗浄される。例えば、フィルタ４０を通過するような細かい固形物が、エア抜き弁３２の内部から外部に排出される。

逆洗浄処理の制御（例えば、バルブ５６、５７の開閉制御）は、自動又は手動で実行することができる。例えば、所定の時間間隔で、定期的に又は非定期的に逆洗浄処理を実行できる。あるいは、所定の値（例えば汚染度、流量、流速、圧力など）をモニターした結果に基づいて、逆洗浄処理の実行のタイミングを決定することができる。１回あたりの逆洗浄処理時間（連続運転時間）は、所定の値に設定できる。あるいは、所定の値をモニターした結果に基づいて、逆洗浄の停止のタイミング又は連続運転時間を決定することができる。

一般に、下水用のエア抜き弁（下水用空気弁）は、清水用のエア抜き弁に比べて、止水機能や可動機能を妨げないような複雑な構造を有する。こうした構造は、止水部分（気密部分）に設けられた流路が比較的狭い。

上述したポンプ設備１０において、フィルタ４０によってエア抜きバルブ２６の内部への固形物の進入が抑制される。また、逆洗浄システム５０を用いた逆洗浄処理によって、フィルタ４０が洗浄されるとともに、エア抜き弁２６の内部が洗浄される。その結果、ポンプ設備１０では、固形物の付着に伴うエア抜き弁２６の動作不良が防止され、エア抜き弁２６の点検や補修作業に要する労力が比較的小さい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

１０：ポンプ設備（下水用ポンプ設備）、
１２：入口ゲート、
１４：ポンプ井（貯留槽）、
１６：沈砂池（連絡井）、
１８：放流渠（放流流路）、
２０：雨水ポンプ（第１ポンプ、汲み上げポンプ）、
２２：送水ポンプ（第２ポンプ、排水ポンプ、圧送ポンプ）、
２４：送水管（圧送管）、
２６：エア抜き弁（下水用空気弁）、
３０：バルブ、
３１：第１ポート、
３２：第２ポート、
３３：フロート、
３４：弁体、
３５：弁座、
３６：第１室、
３７：第２室、
３８：第３室、
３９：仕切り部（壁部）、
４０：フィルタ、
４２：フィルタ面、
５０：逆洗浄システム、
５２：排気管、
５３：給水管、
５４：切り換え機構、
５６：第１バルブ、
５７：第２バルブ。

Claims

送水ポンプと、
前記送水ポンプからの水が流れる送水管と、
前記送水管に流体的に接続される第１ポートと排気用の第２ポートとを有する、エア抜き弁と、
前記送水管と前記第１ポートとの間に配され、前記エア抜き弁への固体物の進入を遮るフィルタ面を有する、フィルタと、
前記第２ポートを介して前記エア抜き弁に水を供給する逆洗浄システムと、
を備え、
前記逆洗浄システムは、前記第２ポートからのエアが流れる排気管と、逆洗浄用の水が流れる給水管と、前記第２ポートとの接続先を前記排気管と前記給水管との間で切り替える切り換え機構と、を有する、下水道ポンプ設備。
前記フィルタ面は、下向きに配される、請求項１に記載の下水道ポンプ設備。
前記フィルタは、前記フィルタ面を含む板状部材を有する、請求項１又は２に記載の下水道ポンプ設備。
前記切り換え機構は、前記排気管に接続される第１バルブと、前記給水管に接続される第２バルブとを有する、請求項１から３のいずれかに記載の下水道ポンプ設備。
送水ポンプと、
前記送水ポンプからの水が流れる送水管と、
前記送水管に流体的に接続される第１ポートと排気用の第２ポートとを各々が有する、複数のエア抜き弁と、
前記送水管と前記第１ポートとの間にそれぞれ配され、前記エア抜き弁への固体物の進入を遮るフィルタ面を各々が有する、複数のフィルタと、
前記第２ポートのそれぞれを介して前記複数のエア抜き弁に水を供給する逆洗浄システムと、
を備え、
前記逆洗浄システムは、前記複数のエア抜き弁を個別に洗浄可能に構成される、下水道ポンプ設備。
前記複数のエア抜き弁は、前記送水管の軸方向に沿って並んで配される、請求項５に記載の下水道ポンプ設備。