JP7477842B2 - 減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム、およびパイプライン施設 - Google Patents

Description

本発明は、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム、およびパイプライン施設に関する。

基幹的な農業用パイプラインは、総延長が１２０００ｋｍを超え、その支線水路の総延長は膨大な長さに達するものがある。農業用パイプラインは、一般に、送水管の上流から高圧の水を送り、管の途中に設けた減圧弁によって適切な水圧に調整される。

ところで、農業用パイプラインによって送配される水には、塵や藻などを含むことがあり、それらが減圧弁の内部で目詰まりを生じさせることがある。そのため、減圧弁は定期的なメンテナンスとして、分解して洗浄する方法が必要とされていた。

実開平５－４９０１２号公報（１９９３年６月２９日公開）

畑地に灌漑用水を送配するための農業用パイプラインは、減圧弁等とともに地下に埋設されることが多い。

そのため、上述した分解して洗浄する方法では、地下の制限された領域において減圧弁を送水管から外し、分解し、洗浄し、再び設置するという作業をおこなわなければならず、手間がかかる。

ここで、特許文献１には、金属表面処理に用いられる送液配管に設置されたストレーナ（受塵機能を有する）のメンテナンス方法が開示されている。特許文献１は、運転中のストレーナの入側、出側の圧力を圧力センサーで検知し、その差（すなわち圧力損失）が所定値を超えた場合に自動で予備のストレーナへの切り換えを行うとともに、それまで運転していたストレーナを自動的に逆流洗浄する。このように特許文献１の技術は、自動的に逆流洗浄するため、分解洗浄が不要である。しかしながら、逆流洗浄するための洗浄液供給装置と洗浄用配管の設置が必要となる。また、圧力センサーの設置と電力供給も必要である。そのため、全体として、装置の大型化が避けられない。

そこで、本発明の一態様は、上述の問題を鑑みなされたものであって、その目的は、地下埋設型の減圧弁を格納したパイプライン附帯施設に好適な、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム、およびパイプライン施設を実現する。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システムは、送水用管路に接続された減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタに接続された洗浄用管路であって、当該パイロット弁およびフィルタを洗浄する洗浄液が通液する洗浄用管路と、前記送水用管路と前記洗浄用管路との間で前記パイロット弁およびフィルタに通液する管路を切り替える電磁弁と、を備え、前記洗浄用管路は、前記送水用管路における前記減圧弁の設置位置よりも上流の位置に接続されており、当該位置から前記送水用管路の水を流入させて、当該水を含む前記洗浄液を通す。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るパイプライン施設は、上述の減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システムと、前記減圧弁が接続された前記送水用管路と、を備える。

本発明の一態様によれば、地下埋設型の減圧弁を格納したパイプライン附帯施設に好適な、減圧弁を制御するパイロット弁とフィルタの洗浄システム、およびパイプライン施設を実現できる。

本発明の一実施形態に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システムを具備したパイプラインの構成を模式的に示す上面図である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁周辺の詳細な構成を示す図であり、第１のユニットによって当該減圧弁を制御し、第２のユニットのパイロット弁およびフィルタを洗浄している状態を示す図である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁周辺の詳細な構成を示す図であり、第２のユニットによって当該減圧弁を制御し、第１のユニットのパイロット弁およびフィルタを洗浄している状態を示す図である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁周辺の詳細な構成を示す図であり、第１のユニットおよび第２のユニットによって当該減圧弁を制御している状態を示す図である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁の第１のユニットに設けられたパイロット弁の、洗浄前の様子を示す写真である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁の第１のユニットに設けられたフィルタの、洗浄前の様子を示す写真である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁の第１のユニットに設けられたパイロット弁の、洗浄システム１０による洗浄後の様子を示す写真である。 図１に示すサブ管路に接続された減圧弁の第１のユニットに設けられたフィルタの、洗浄システム１０による洗浄後の様子を示す写真である。

〔実施形態１〕
以下、本発明に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム、および当該洗浄システムを具備するパイプライン施設の一実施形態について、図１から図４を用いて説明する。

本発明に係るパイプライン施設は、主に、農業用パイプラインに適用することが可能であり、特に地下埋設型の減圧弁を格納したパイプライン附帯施設に好適である。

本発明者らは、長年に渡り、農業農村整備事業で敷設されるパイプラインの発展に努めている。そのようなパイプラインに配される樹脂管は、管体の亀裂、管の接手の抜け、チーズ管やエルボ管といった管の亀裂といった原因で、漏水する場合がある。地下埋設型の農業用パイプラインの場合で漏水が発生すると、道路の陥没や周辺地域への土壌流出などを招く危険がある。

漏水の主な原因について検証したところ、減圧弁を制御するパイロット弁の軸の固結やフィルタの目詰まりにあることが判った。固結や目詰まりが生じると、パイロット弁が減圧弁の２次圧の大きさを検知して減圧弁の弁体の開度を制御する際の応答速度の遅れを招く。これにより、減圧弁の１次圧を２次圧が引き継いでしまい、２次圧が上昇し、頻繁に樹脂管の管内水圧に振動が生じ、樹脂管が疲労破壊する。

そこで、本発明の一実施形態であるパイプライン施設は、樹脂管の疲労破壊を抑制するべく、送水用管路に接続された減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタを洗浄する洗浄システムを搭載する。

＜パイプライン施設＞
図１は、本発明の一実施形態であるパイプライン施設の構成を模式的に示す上面図である。パイプライン施設１は、減圧弁が接続された送水用管路２と、洗浄システム１０（減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム）とを備える。本実施形態のパイプライン施設１は、図１に破線で示す部分が地下に埋設された、いわゆる地下埋設型の減圧弁を格納したパイプライン附帯施設である。

送水用管路２は、畑地に灌漑用水を送配する管路を基本構成として備え、図１に示す例では、図１の紙面右側を上流側として、紙面左側の下流側に向かって送水する。なお、本明細書で「水」と称しているものは、純水のことではなく、いわゆる農業用水と称されるものを指す。すなわち、水道水等に含まれるような成分が溶解していてもよく、後述するストレーナ等で除去される砂や藻などを含み得る。

送水用管路２は、メイン管路３と、メイン管路３を迂回するように配管され、且つメイン管路３よりも管径が小さいサブ管路４とを有する。一例としては、メイン管路３の径は２００ｍｍ～５００ｍｍで、サブ管路４の径は、メイン管路３の径より小さく、５０ｍｍ～１００ｍｍである。

また、送水用管路２には、メイン管路３に接続されたメイン管路用の減圧弁５と、サブ管路４に接続されたサブ管路用の減圧弁６とが接続されている。

メイン管路用の減圧弁５は、弁の開度を制御するためのパイロット弁５１およびフィルタ５２を備える。この制御により、メイン管路用の減圧弁５の２次圧が調整される。

サブ管路用の減圧弁６には、図１に示すように、弁の開度を制御するための１つのパイロット弁６１と１つのフィルタ６２とを有する第１のユニット６５と、１つのパイロット弁６３と１つのフィルタ６４とを有する第２のユニット６６とが並列に接続されている。詳細は後述するが、第１のユニット６５および第２のユニット６６の双方によってサブ管路用の減圧弁６の２次圧を調整することができるが、第１のユニット６５および第２のユニット６６の何れかだけでもサブ管路用の減圧弁６の２次圧を調整することができる。

更に送水用管路２には、図１に示すように、ストレーナ７が接続されている。

ストレーナ７は、送水用管路２によって送水される水を通液させて、水中に含まれる異物を除去する。ストレーナ７は、送水用管路２におけるサブ管路４が配されてなる分岐領域よりも上流の位置に接続されている。これにより、ストレーナ７によって異物が除去された水が、分岐領域に流下してメイン管路３とサブ管路４とに流入する構成である。ここで言う「異物」とは、上流側水槽から流入した底泥、小石、水中生物の死骸である。

ストレーナ７は、図１に示すように３つ設けられている。各々のストレーナ７の送水用管路２との接続位置は、それぞれ近隣にある。このように複数のストレーナ７を接続することにより、処理量を増やすことができる。なお、ストレーナ７の設置数は、この限りでない。各ストレーナ７は、廃液バルブ８を介して、廃液管９に接続しており、ストレーナ７に溜った異物を排出できる構成となっている。

本実施形態のパイプライン施設１は、以上のような送水用管路２を具備することによって、送水用管路２の上流から流下させた高圧水を、メイン管路用の減圧弁５と、サブ管路用の減圧弁６とによって減圧させて、下流域において適切な水圧で放水することができる。送水用管路２は、送配時には比較的高圧（０．４～０．６ＭＰａ程度）になる。メイン管路用の減圧弁５は、サブ管路用の減圧弁６よりも、送水する水の水圧を大きく減圧させることができる。一方で、サブ管路用の減圧弁６は、送水する水の水圧を細かく調整することができる。

更に、サブ管路用の減圧弁６では、送水用管路２の下流側に設けられた複数の放水用バルブのうちの最後の一つのバルブが閉まる際に１次圧が過度に上昇せず、なおかつ、２次圧が１次圧を引き継がないように、弁の閉鎖速度を制御する。この制御は、サブ管路用の減圧弁６に具備される第１のユニット６５および第２のユニット６６のパイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４によっておこなわれる。

このようにサブ管路用の減圧弁６は、２次圧の変化に対して適切な応答速度で開閉することが求められるため、先述したようなパイロット弁の軸の固結、およびフィルタの目詰まりを起こさないようメンテナンスすることが重要である。

そこで、本実施形態のパイプライン施設１は、図１に示す洗浄システム１０によって、第１のユニット６５および第２のユニット６６のパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４を洗浄する。以下、洗浄システム１０について説明する。

＜洗浄システム１０＞
洗浄システム１０は、図１に示すように、洗浄用管路１１と、逆流洗浄装置１２と、注入装置１３と、電磁弁１４と、電磁弁コントローラ１５と、太陽光パネル１７を含む電力供給機構１６とを備える。

洗浄用管路１１は、洗浄液が通液する管路である。洗浄用管路１１は、洗浄対象である第１のユニット６５および第２のユニット６６のパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に接続されている。洗浄用管路１１の上流端部１１ａは、送水用管路２における減圧弁の設置位置よりも上流の位置に接続されている。当該上流の位置は、送水用管路２の水圧が高い区域である。具体的には、送水用管路２におけるストレーナ７よりも上流の区域である。この区域は、これより下流にストレーナ７や先述の減圧弁５、６が接続されていることによってこれらが抵抗となり、水圧が高い区域である。この区域に、洗浄用管路１１の上流端部１１ａが接続していることにより、送水用管路２の高圧水が自然に流れ込む構成となっている。すなわち、送水用管路２から別途装置を用いて洗浄用管路１１に水を引き込む必要はない。

なお、洗浄用管路１１の上流端部１１ａは、先述の減圧弁５、６の設置位置と、ストレーナ７との間の位置に接続された場合であっても、送水用管路２の高圧水が自然に流れ込む構成を実現することができる。しかしながら、洗浄用管路１１の上流端部１１ａは、水圧が当該位置よりも更に高い図１に示す位置に接続されていることが好ましい。

洗浄用管路１１の上流端部１１ａから流入した水は、フィルタを備えた逆流洗浄装置１２に通される。

逆流洗浄装置１２では、フィルタによって水中に含まれる異物を除去する。また、逆流洗浄装置１２は、フィルタの目詰まりを防ぐべく、フィルタの逆流洗浄を実施することができる。逆流洗浄によって生じた廃液は、先述の廃液管９によって外部に排出される。逆流洗浄装置１２によって異物が除去された水は、洗浄用管路１１を更に流下する。

注入装置１３は、洗浄成分を貯留する貯留部（不図示）と、貯留部に貯留された洗浄成分を洗浄用管路１１に注入するための注入部（不図示）とを備える。注入部は、洗浄用管路１１における、逆流洗浄装置１２からサブ管路用の減圧弁６に到達するまでの間の区域において注入装置１３から洗浄成分が注入される。先述のように洗浄用管路１１の上流端部１１ａから流入する水は高圧であるため、洗浄用管路１１内の水は、上流端部１１ａからサブ管路用の減圧弁６に向かって流れを有している。そのため、洗浄成分は、注入部から洗浄用管路１１内へと注入される構成となっている。すなわち、注入装置１３には洗浄成分を積極的に洗浄用管路１１内に注入する装置を別途設ける必要はない。

注入装置１３から注入される洗浄成分としては、洗浄液に弱酸性の性質を与える成分（物質）を用いる。

ここで、パイロット弁の軸の固結、およびフィルタの目詰まりは、水中の炭酸カルシウムスケールのほか、パイロット弁の軸やフィルタへの藻の付着が原因となることが本発明者らの検証によってわかっている。そこで、弱酸性の洗浄液を用いることにより、これらを少なくとも一部でも溶解させることができ、固結や目詰まりを解消させることができる。また、本実施形態のパイプライン施設１が、農業用水、灌漑用水のパイプラインであり、放水される水が人畜および農地の作物に悪影響を与えてはならないという観点からも、洗浄液についてもそれを考慮することが望ましい。

具体的な洗浄成分としては、酢酸、クエン酸などが好ましい。洗浄液は、例えば、０．８～１．２％酢酸、あるいはクエン酸であることが好ましい。

注入装置１３は、注入装置１３よりも下流の区域において、そのような濃度の洗浄液となるよう、洗浄成分を注入する。換言すれば、注入装置１３の貯留部には、洗浄液よりも高い濃度で洗浄成分が濃縮した液が貯留されている。酢酸の例であれば、貯留部には、９０％酢酸の液体を貯留する。そのような濃縮液が上流から流れてきた水に注入されることによって希釈されて濃度が０．８～１．２％になる構成である。なお、洗浄成分の濃度としては、注入装置１３から、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４までの間の全区域が均一の濃度になっている必要はない。例えば、０．８～１．２％よりも高濃度の洗浄成分を含む洗浄液が或る時期に集中してパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に到達してもよい。

注入装置１３からパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に向かって流れた洗浄液は、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４と、洗浄用管路１１との間に設けられた電磁弁１４が開放されている場合にパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に到達する。これにより、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４が洗浄され、先述した炭酸カルシウムスケールや藻による固結や目詰まりを防ぐことができる。

この電磁弁１４について更に説明する。電磁弁１４は、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に通液する管路を送水用管路２と洗浄用管路１１との間で切り替えることができる。すなわち、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４に洗浄液を通すか、送水用管路２（サブ管路４）の水を通すかを、電磁弁１４によって切り替えることができる。前者であればパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４の洗浄をおこない、後者であれば、パイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４によるサブ管路用の減圧弁６の制御がおこなわれる。以下、詳細を、図２を用いて説明する。

図２は、サブ管路用の減圧弁６と、それを制御するパイロット弁６１，６３、およびフィルタ６２，６４並びに電磁弁１４について、模式的に示す拡大図である。

図２に示すように、サブ管路用の減圧弁６には、パイロット弁６１およびフィルタ６２を有する第１のユニット６５と、パイロット弁６３およびフィルタ６４を有する第２のユニット６６とが並列に接続されている。

第１のユニット６５に具備されるパイロット弁６１およびフィルタ６２には、送水用管路２のサブ管路４の水が通液する管路と、洗浄用管路１１とが繋がっており、どちらの管路からの液体をパイロット弁６１およびフィルタ６２に通液させるかを、電磁弁１４によって切り替えることができる。同じく、第２のユニット６６に具備されるパイロット弁６３およびフィルタ６４には、送水用管路２のサブ管路４と洗浄用管路１１とが繋がっており、どちらの管路からの液体をパイロット弁６３およびフィルタ６４に通液させるかを、電磁弁１４によって切り替えることができる。なお、各ユニット６５，６６のパイロット弁６１，６３の近傍には、図示しないブルドン管圧力計が設置されている。ブルドン管圧力計は、その水圧を表示することによって、現地にて、サブ管路４の水が通液しているか、洗浄液が通液しているか、が確認できる。サブ管路４の水が通液している場合には、表示された水圧に基づいて、パイロット弁６１，６３がサブ管路用の減圧弁６の弁の開度を制御する。

電磁弁１４は、具体的には、図２～図４に示すように、第１のユニット６５側に７個、第２のユニット６６側に７個設けられており、これらを切り替えることで、次の３つのパターンの何れかを実現できる。

パターン（１）；
第１のユニット６５のパイロット弁６１およびフィルタ６２が洗浄中であると同時に、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４がサブ管路用の減圧弁６を制御している状態である（後述の図２）。

パターン（２）；
第１のユニット６５のパイロット弁６１およびフィルタ６２がサブ管路用の減圧弁６を制御しており、これと同時に、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４は洗浄中である状態である（後述の図３）。

パターン（３）；
第１のユニット６５のパイロット弁６１およびフィルタ６２も、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４も、サブ管路用の減圧弁６を制御している状態である（後述の図４）。

上述のパターン（１）について図２を用いて説明する。図２は、第１のユニット６５のパイロット弁６１およびフィルタ６２が、送水用管路２のサブ管路４に接続されているサブ管路用の減圧弁６を制御しており、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４が洗浄用管路１１に接続されていて洗浄液の通液を受けている様子を示している。

図２では、第１のユニット６５側のパイロット弁６１およびフィルタ６２と洗浄用管路１１との間の流路に設けられた第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃが閉塞状態となっている。そのため、これら第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃの前後の流路は遮断された状態となる。すなわち、洗浄用管路１１と、パイロット弁６１およびフィルタ６２とは非接続状態であり、洗浄液はパイロット弁６１およびフィルタ６２に通液されない。一方、残りの４つの第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇが開放状態となっている。すなわち、これら第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇの前後の流路は開放された状態となっており、送水用管路２（サブ管路４）と、パイロット弁６１およびフィルタ６２とが接続状態となっていて、パイロット弁６１およびフィルタ６２がサブ管路用の減圧弁６を制御する。

一方、図２に示す第２のユニット６６では、パイロット弁６３およびフィルタ６４と洗浄用管路１１との間の流路に設けられた第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃが開放状態となっている。これにより、洗浄液がパイロット弁６３およびフィルタ６４に通液されて、パイロット弁６３およびフィルタ６４が洗浄される。このとき、パイロット弁６３およびフィルタ６４と送水用管路２（サブ管路４）との間の流路に設けられた第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇは閉塞状態となっており、遮断されている。すなわち、図２に示す状態は、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４は、サブ管路用の減圧弁６を制御しない。なお、パイロット弁６３およびフィルタ６４を通過した洗浄液は、廃液管９を通じて排出される。

上述のパターン（２）について図３を用いて説明する。図３に示す状態は、第１のユニット６５側においては、パイロット弁６１よびフィルタ６２と洗浄用管路１１との間の流路に設けられた第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃが開放状態となっている。これにより、洗浄液がパイロット弁６１およびフィルタ６２に通液されて、パイロット弁６１およびフィルタ６２が洗浄される。このとき、パイロット弁６１およびフィルタ６２と送水用管路２（サブ管路４）との間の流路に設けられた第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇは閉塞状態となっており、遮断されている。なお、パイロット弁６１およびフィルタ６２を通過した洗浄液は、廃液管９を通じて排出される。

一方、図３に示す第２のユニット６６では、第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃが閉塞状態となっている。そのため、これら第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃの前後の流路は遮断された状態となる。すなわち、洗浄用管路１１と、パイロット弁６３およびフィルタ６４とは非接続状態であり、洗浄液はパイロット弁６３およびフィルタ６４に通液されない。一方、残りの４つの第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇが開放状態となっている。すなわち、これら第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇの前後の流路は開放された状態となっており、送水用管路２（サブ管路４）と、パイロット弁６３およびフィルタ６４とが接続状態となっていて、パイロット弁６３およびフィルタ６４がサブ管路用の減圧弁６を制御する。

上述のパターン（３）について図４を用いて説明する。図４に示す状態は、第１のユニット６５のパイロット弁６１およびフィルタ６２も、第２のユニット６６のパイロット弁６３およびフィルタ６４も、サブ管路用の減圧弁６を制御する状態となっている。すなわち、第１のユニット６５側も第２のユニット６６も、第１、第２、第３の電磁弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃが閉塞状態となっている一方で、残りの第４、第５、第６、第７の電磁弁１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇが開放状態となっている。

上述の１４個の電磁弁１４は、ノーマルオープンタイプ、つまり非通電状態で開放状態となっている電磁弁、とすることができる。しかしこれに限らず、全ての電磁弁１４がノーマルクローズタイプ、つまり非通電状態で閉鎖状態となっている電磁弁、としてもよい。このように何れかのタイプとすることで、１４個のうちの一部のみに電力を供給すればよく、消費電力を抑えることができる。換言すれば、供給電力量を抑えることができる。

本実施形態では、以上の１４個の電磁弁１４を、図１に示す電磁弁コントローラ１５が制御する。

電磁弁コントローラ１５は、上述の３つのパターンの何れかになるよう、電磁弁１４を制御する。そして、上述のパターン（３）を通常状態として、定期的に各ユニット６５，６６がそれぞれ洗浄されるように設定すればよい。一例としては、上述のパターン（３）で両ユニット６５，６６がサブ管路用の減圧弁６を制御し、その７２時間毎に、各ユニット６５，６６がそれぞれ２．５分間洗浄されるように設定するようにしてもよい。このとき、第１のユニット６５の洗浄期間と、第２のユニット６６の洗浄期間との間には、０．５分間程度のラグを設けると少なくとも一方のユニット６５，６６によって良好にサブ管路用の減圧弁６を制御できる。

電力供給機構１６は、太陽光パネル１７と、電源コントローラ１８と、バッテリー１９とを有する。

太陽光パネル１７は、本実施形態のパイプライン施設１で唯一地上に配設されており、周知の太陽光パネルを採用して構成される。

太陽光パネル１７は、地下に埋設されている電源コントローラ１８の制御を受け、発電し、発電した電力は、バッテリー１９にて蓄電する。先述の電磁弁コントローラ１５は、バッテリー１９から電力の供給を受ける。

以上の構成を具備する本実施形態のパイプライン施設１によれば、サブ管路用の減圧弁６を制御するパイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４を洗浄液にて洗浄することができる。これにより、サブ管路用の減圧弁６を分解洗浄する手間がない。また、洗浄システム１０は、サブ管路４が設けられた送水用管路２の水を用いることから、外部から洗浄液を供給する配管を設置する必要がなく、洗浄システム１０を具備したパイプライン施設１をコンパクトに実現することができる。以上のことから、図１に示すように地下埋設に最適なパイプライン施設１を実現できる。

なお、メイン管路３に接続しているメイン管路用の減圧弁５については、本実施形態では、分解洗浄をおこなうこと想定している。しかしながら、上述のサブ管路用の減圧弁６の２つのユニット６５，６６のように、パイロット弁とフィルタを有するユニットを並列で接続して、洗浄液を用いて上述の同様に洗浄することも可能である。この場合には、図１に示す洗浄システム１０を共用してもよい。

なお、パイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４を通ってこれらを洗浄した洗浄液の廃液は、ストレーナ７に流入する。そのため、炭酸カルシウムスケールや藻によるストレーナ７の目詰まりをも、本実施形態の洗浄システム１０は解消できると言える。

本発明の一実施例について以下に説明する。

図１と同じパイプライン施設１を構築した。ここで、実証実験を開始する前のサブ管路用の減圧弁６を制御するパイロット弁６１の写真を図５に示し、フィルタ６２の写真を図６に示す。

実証実験開始前のパイロット弁６１には、図５に示すように、軸に付着物があった（パイロット弁６３も同様であった）。この付着物は、白色の固い固形物質であることからカルサイトと呼ばれる炭酸カルシウムスケールを含んでいることがわかった（データ不図示）。また、実証実験開始前のフィルタ６２には、図６に示すように、藻が厚さ５ｍｍの層で付着していた（フィルタ６４も同様であった）。

洗浄システム１０は、注入装置１３が目詰まりしないように毎日深夜に一度の逆流洗浄装置１２によって逆流洗浄をおこなった。洗浄条件は、酢酸を０．９％重量濃度となるように設定して洗浄液が流れるように構成した。洗浄時間は各ユニットで２．５～１０分間とし、それぞれ１週間に１～３度とした。

図７は、実証実験開始から約１か月後のパイロット弁６１の写真である。また、図８は、実証実験開始から約１か月後のフィルタ６２の写真である。パイロット弁６１のほうは、僅かながら付着物が少なくなっていることがわかった。一方で、図８のフィルタ６２は、実証実験開始時点よりも藻が疎らになっていて、大きな削減効果が見られた。

〔まとめ〕
本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、送水用管路２（サブ管路４）に接続された減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）を制御するパイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４に接続された洗浄用管路１１であって、当該パイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４を洗浄する洗浄液が通液する洗浄用管路１１と、前記送水用管路２（サブ管路４）と前記洗浄用管路１１との間で前記パイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４に通液する管路を切り替える電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）と、を備え、前記洗浄用管路１１は、前記送水用管路２（サブ管路４）における前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）の設置位置よりも上流の位置に接続されており、当該位置から前記送水用管路２の水を流入させて、当該水を含む前記洗浄液を通す。

前記の構成によれば、地下埋設型の減圧弁を格納した農業パイプライン付帯施設に好適な、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システムを実現できる。

具体的には、前記の構成によれば、洗浄液によって減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）のパイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４を洗浄するため、減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）を分解洗浄する必要がない。

また、前記の構成によれば、洗浄用管路１１は送水用管路２における減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）の設置位置よりも上流に接続されており、送水用管路２から流入した水が洗浄液に用いられる構成となっている。そのため、洗浄用配管を別途取付けて外部から水を送る必要がない。これにより、洗浄液専用に別途配管を設置する場合に比べて、シンプルな構成によって洗浄システム１０を成立させることができる。

また、前記の構成によれば、前記電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）は管路を切り替えるだけの構成であるため、当該電磁弁が必要とする電力は比較的小さい。したがって、大型の電源を設置する必要がなく、コンパクトな洗浄システム１０を構築できる。

以上のことから、前記の構成によれば、設置空間が限られる地下埋設型の農業パイプラインに好適な、減圧弁の洗浄システムを実現できる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記送水用管路２は、メイン管路３と、当該メイン管路３を迂回するように設けられた当該メイン管路３よりも管径が小さいサブ管路４とを有しており、前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）は、前記サブ管路４に接続されており、前記パイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４は、１つの前記パイロット弁（パイロット弁６１，パイロット弁６３）と１つの前記フィルタ（フィルタ６２，フィルタ６４）を有するユニット（第１のユニット６５，第２のユニット６６）が、前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）に対して並列に複数接続されている。

前記の構成によれば、サブ管路の減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）を自動的に洗浄するシステムを構築することができる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）は、少なくとも１つの前記ユニット（第１のユニット６５，第２のユニット６６）に設けられた前記パイロット弁（パイロット弁６１，パイロット弁６３）およびフィルタ（フィルタ６２，フィルタ６４）によって前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）が制御されるよう、且つ任意の時期において、１つの前記ユニット（第１のユニット６５，第２のユニット６６）に設けられたパイロット弁およびフィルタに前記洗浄液を通液させるとともに当該１つのユニットとは異なる前記ユニット（第１のユニット６５，第２のユニット６６）によって前記減圧弁が制御されるように、各前記ユニット（第１のユニット６５，第２のユニット６６）と前記洗浄用管路１１との連通の有無を切り替える。

前記の構成によれば、前記電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）を具備することにより、前記ユニットのうちの１つのユニット（例えば第１のユニット６５）において洗浄をおこなっている間にも、他のユニット（例えば第２のユニット６６）が減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）を制御することが可能であり、連続して減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）を良好に制御することが可能である。また、通液の時間や頻度を現場の制御機器で容易に変更可能である。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記送水用管路２には、水中に含まれる異物を除去するストレーナ７が配設されており、前記洗浄用管路１１は、前記ストレーナ７の配設位置よりも上流の位置に接続されており、当該位置から前記送水用管路２内の水を引き込み、前記パイロット弁６１，６３およびフィルタ６２，６４から排出された洗浄液の廃液は、前記ストレーナ７下流の廃液管９に通液される。

前記の構成によれば、送水用管路２にストレーナ７が設けられている。これにより、ストレーナ７よりも下流側の管圧はストレーナによる抵抗によって低圧になっている。前記の構成によれば、洗浄用管路１１が、減圧弁６の弁体上部の水圧よりも高圧になっている部分に接続されている（洗浄用管路１１の上流端部１１ａ）。そのため、洗浄用管路１１に水を送り込む装置を用いることなく、送水用管路２から洗浄用管路１１に水が自然に流入する構成を実現できる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記洗浄用管路１１には、前記送水用管路２から引き込んだ水に、洗浄成分を注入する注入装置１３が配設されている。

前記の構成によれば、送水用管路２から引き込んだ水を用いて洗浄液を形成することができる。そのため、洗浄液を別の配管を通じて送液する必要がなく、洗浄システム１０をシンプルに実現することができる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）を駆動するための電力を生成する太陽光パネル１７を更に備える。

前記の構成によれば、電源を別途設置する必要がなく、電磁弁１４（第１～第７の電磁弁１４ａ～１４ｇ）への電力供給が可能となる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記洗浄用管路１１には、前記送水用管路２から引き込んだ水をろ過するフィルタを有し、且つ当該フィルタの目詰まりを逆流洗浄して除去する逆流洗浄装置１２が配設されている。

前記の構成によれば、前記フィルタによって、前記洗浄用管路１１を流れる水からゴミを除去することができ、且つ、前記フィルタを逆流洗浄することで、当該フィルタの目詰まりを解消して、長期的にろ過性能を維持することができる。

本発明の一態様に係る、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０は、前記の構成に加えて、前記洗浄液が弱酸性を有する。

前記の構成によれば、弱酸性を有する洗浄液によって、パイロット弁６１，６３に固結した炭酸カルシウムスケールや、フィルタ６２，６４に目詰まりした藻を溶解除去することができる。

本発明の一態様に係るパイプライン施設１は、前記の構成の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム１０と、前記送水用管路２と、前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）と、を備える。

前記の構成によれば、地下埋設型の減圧弁を格納した農業パイプライン付帯施設に好適な、前記洗浄システム１０を具備するパイプライン施設１を実現できる。

本発明の一態様に係るパイプライン施設１は、前記の構成に加えて、前記洗浄システム１０と、当該洗浄システム１０周辺の前記送水用管路２と、前記減圧弁（サブ管路用の減圧弁６）とは、地下に埋設されている。

前記のようにいわゆる地下埋設型のパイプライン施設を実現できる。

本発明の一態様としては、地下埋設型の減圧弁を格納した農業用パイプライン附帯施設に利用することができる。

１ パイプライン施設
２ 送水用管路
３ メイン管路
４ サブ管路
５ メイン管路用の減圧弁
６ サブ管路用の減圧弁
７ ストレーナ
８ 廃液バルブ
９ 廃液管
１０ 洗浄システム
１１ 洗浄用管路
１１ａ 上流端部
１２ 逆流洗浄装置
１３ 注入装置
１４ 電磁弁
１４ａ～１４ｇ 第１～第７の電磁弁
１５ 電磁弁コントローラ
１７ 太陽光パネル
６１ （第１のユニット６５の）パイロット弁
６２ （第１のユニット６５の）フィルタ
６３ （第２のユニット６６の）パイロット弁
６４ （第２のユニット６６の）フィルタ
６５ 第１のユニット
６６ 第２のユニット

Claims (10)

1. 送水用管路に接続された減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタに接続された洗浄用管路であって、当該パイロット弁およびフィルタを洗浄する洗浄液が通液する洗浄用管路と、
   前記送水用管路と前記洗浄用管路との間で前記パイロット弁およびフィルタに通液する管路を切り替える電磁弁と、を備え、
   前記洗浄用管路は、前記送水用管路における前記減圧弁の設置位置よりも上流の位置に接続されており、当該位置から前記送水用管路の水を流入させて、当該水を含む前記洗浄液を通す、
   減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
2. 前記送水用管路は、メイン管路と、当該メイン管路を迂回するように設けられた当該メイン管路よりも管径が小さいサブ管路とを有しており、
   前記減圧弁は、前記サブ管路に接続されており、
   前記パイロット弁およびフィルタは、１つの前記パイロット弁と１つの前記フィルタを有するユニットが、前記減圧弁に対して並列に複数接続されている、
   請求項１に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
3. 前記電磁弁は、少なくとも１つの前記ユニットに設けられた前記パイロット弁およびフィルタによって前記減圧弁が制御されるよう、且つ任意の時期において、１つの前記ユニットに設けられたパイロット弁およびフィルタに前記洗浄液を通液させるとともに当該１つのユニットとは異なる前記ユニットによって前記減圧弁が制御されるように、各前記ユニットと前記洗浄用管路との連通の有無を切り替える、
   請求項２に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
4. 前記送水用管路には、水中に含まれる異物を除去するストレーナが配設されており、
   前記ストレーナに溜った異物は、廃液バルブを介して当該ストレーナと接続された廃液管に排出され、
   前記洗浄用管路は、前記ストレーナの配設位置よりも上流の位置に接続されており、当該位置から前記送水用管路内の水を引き込み、
   前記パイロット弁およびフィルタから排出された洗浄液の廃液は、前記廃液管に通液される、
   請求項１から３の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
5. 前記洗浄用管路には、前記送水用管路から引き込んだ水に洗浄成分を注入する注入装置が配設されている、
   請求項１から４の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
6. 前記電磁弁を駆動するための電力を生成する太陽光パネルを更に備えた、
   請求項１から５の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
7. 前記洗浄用管路には、前記送水用管路から引き込んだ水をろ過するフィルタを有し、且つ当該フィルタの目詰まりを逆流洗浄して除去する逆流洗浄装置が配設されている、
   請求項１から６の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
8. 前記洗浄液は、弱酸性を有する、
   請求項１から７の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システム。
9. 請求項１から８の何れか１項に記載の、減圧弁を制御するパイロット弁およびフィルタの洗浄システムと、
   前記減圧弁が接続された前記送水用管路と、
   を備えた、パイプライン施設。
10. 前記洗浄システムと、当該洗浄システム周辺の前記送水用管路と、前記減圧弁とは、地下に埋設されている、
    請求項９に記載のパイプライン施設。

Images