JPS6321400A - 自動サイフオン作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は、一方の液体を他方の低い所へ移ηために用い
られるサイフオンの自動作動装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、水処理技術での重要な単位操作の一つとして、
濁水等を清澄化する砂濾過装置があるが、この装置の運
転は、濾過が継続−すると、徐々に躍層内に濁質が蓄積
して、濾層閉塞を伴うことを常とし、やがては濾過の継
続か不能となることから、適切な時間間隔を置いて濾過
方向と逆の水流作用による砂層の洗浄（以下「逆洗」と
いう）を行い、砂層内に蓄積した濁質を装置外に排除づ
る操作か必要とされる。

この場合の逆洗方法の一つにサイフオン管を利用し、１
−として電気、機械的な操作を介して形成される９１７
７２作用によって濾過方向と逆方向の水流を生ピしめ、
砂層を流動さｌて濁質を洗浄排除する方法があり、この
方法を利用した白動逆洗罐過装置はすでに工業化されて
いる。

第５）図は、−１述の自動逆洗濾過装置の一例を示して
いる。図中、１は濾過室を示しており、濾過室１には砂
層２８等の濾材を右する濾過槽２と、１ノイフＡン管槽
３か位置している。濾過槽２と４ノイフＡン管槽３とは
隔壁４によって付切られている。１ノイフＡン管槽３に
は、Ｕ字状のりイフＡン管５の吸込口５ａが配置されて
いる。サイフオン管５の吐出口５ｂは、サイフオン管槽
３と隔壁６によって什切られた槽７内に配置されている
。濾過槽２のＦ部は、隔壁６の上方に設けられた連絡壁
８を介して濾過水室９と連通されており、濾過水室９は
処理水槽１０と連通されている。サイフオン管５の頂部
の屈曲部には、真空ポンプ１１かバルブ１２を介して接
続されている。

このように構成された自動逆洗濾過装置では、濾過の進
行とともに水質中の濁質が濾過槽２の濾材により捕捉さ
れ、濾材の流動抵抗か大ぎくなって濾過室１の水位が濾
過水室９の水位よりも高くなる。濾過室１の水位が所定
の位置に到達すると、水位検出装置（図示略）が働き、
バルブ１２が開となり、真空ポンプ１１か作動する。こ
れによって、４ノイフオン管５の吸込口５ａと吐出口６
ｂから水がサイフオン管５の屈曲部５Ｃまで吸上げられ
、サイフオンが形成される。これと同時にバルブ１２か
閉じられ、水はりイフＡンによって濾過室１から槽７側
にυｉ出される。１ノイノＡンが形成されるとりイノ４
ン管槽３と濾過槽２の水位が下かりつづけ、濾過槽２の
水位は処理水槽１０の水位よりも低下する。そのため、
藺過時とは逆に、処理水槽１０の水が濾過槽２の下部か
ら流入し、砂層２８等の濾材を通って４ノイフＡン管槽
３に貯められる。

つまり、この逆流する水の流れによって濾材が逆洗され
る。逆洗された水は、１ノイフオン管槽３　ｈｌらサイ
フオンによって隣接覆る槽７へ送られ、槽７から外部へ
排出される。

なお、サイフオン管５の吸込［１５ｂの高さは、所定の
位置に設定されているので、逆洗された後は自動的にサ
イフオンが切れて濾過室１と処理水槽１（）との水位か
等しくなり、再び濾過１−稈に戻る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、−［述の白動逆洗波過装置は、４ノイフ
ｌンを形成する手段として、真空ポンプ等の補機類や制
御装置を必要とするものであり、処理規模か大きく、維
持管理上技術的にも故障時の資材調達面においても問題
のない操作の場に適用される場合は合理的であるが、処
理量の小さい濾過装置においては、上述のような補機類
を具備したりイフＡン作動構造にしようとすると装置全
体の価格に占める補機類の割合が人となり、コストが著
しくアップするという問題がある。

また、後進国などにおいては、Ｌ述の砂濾過装置に自動
制御によるサイフオン作動装置を用いた場合、専門技術
に乏しいため維持管理面で対処できないという問題もあ
る。

本発明は、上記の問題を解決するために、電気的な手段
を用いることなく、かつ簡単で確実に作動する自動ナイ
フオン作動装置を提供することを目的とする。

Ｆ問題点を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の自動サイフオン作動装置は、サ
イフオン管の吸込口か配置されるサイフオン管槽の上方
に、所定水量を貯留する水槽を配設し、該水槽に前記サ
イフオン管側へ延びる筒体を設けて排水通路を形成し、
該排水通路の入口に、前記サイフオン管槽の水位が所定
の水位よりも低いときには前記水槽の水圧により前記排
水通路を塞ぎ前記サイフオン管槽の水位が所定の水位を
越えたときに前記筒体内の圧力により前記排水通路を開
とし前記水槽の所定水量を前記サイフオン管槽に瞬時に
排出させる弁体を設けたものから成る。

［作　　用］ このように構成された自動サイフオン作動装置においで
は、１ノイフオン管槽の水位が筒体よりも下方にあると
きには、水槽側の水圧により弁体が下方に押され排水通
路の入口は塞がれている。したかつて、水槽内の水は下
方に落らることはない。

サイフオン管槽の水位か上昇すると筒体の下方かサイフ
オン管槽の水に埋没される。この場合、υ１水通路の入
口は弁体で塞がれでいるので排水通路内の水位は、−サ
イフオン管槽の水位と同じにはならない。つまり、筒体
にＪ、って形成された排水通路には空気が封入されるの
で筒体内の水位はサイフオン管槽の水位上昇に応じた水
位とはならず、水位差が生じる。したがって、この場合
には、弁体の上面には前述の水槽の水ルか作用し、弁体
の下面には筒体内の水面と一すイ７オン管槽の水面との
水位差による水圧が筒体内の空気層を介して作用する。

そして、サイフオン管槽の水位が所定の水位を越えると
水槽側の水圧よりも筒体内の圧力のほうか高くなり、こ
の汁力差により弁体が上方に押し上げられる。そのため
、水槽内の水がυ［水通路を通ってサイフオン管槽に瞬
時に排出され、サイフオン管槽の水位が急上昇する。こ
れにより、サイフオン管の頂部に多事の水が流入し、サ
イフオンが形成される。

したかつて、電気的手段等を必要とすることなく、簡単
な構造でしかも確実に一すイフオンの自動作動が達成さ
れる。

［実施例］ 以下に、本発明に係る自動ナイフオン作動装置の望まし
い実施例を、図面を参照しで説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例に係る自動Ｖ
イフｔン作動装置を示しており、とくに自動逆洗濾過装
置に適用した場合の例を示している。図中、２０は、た
とえば河川からの水等を濾材を通過させることにより濾
過する自動逆洗濾過装置を示している。自動逆洗濾過装
置２０は、隔壁２４ａ、２４ｂ、２４ｃを有しており、
この隔壁２４ａ、２４ｂ１２４ｃによって、濾過室２２
、濾過氷室２３が形成され−（いる。ざらに濾過室２２
は、高さの低い隔壁２４ｄにより、サイフオン管槽２５
と濾過槽２６の２つに分離されている。濾過槽２６には
、下方から支持砂利２７、砂層２８、アンスラサイト層
２９が順に配置されており、このうち砂層２８とアンス
ラ１ノイド層２９とが濾材としての機能を果だｔｏ支持
砂利２７は、多孔質の綿層支持板３０によって受けられ
でおり、綿層支持板３０はサポー１〜３１によ−）で支
持されている。濾過槽２６は、下部が隔？２４ｂの上方
に設けられた連絡壁３２を介して濾過水室２３と連通さ
れている。濾過氷室２３は、処理水槽３４と連通されで
おり、処理水槽３４は濾過槽２６より高い位置に配置さ
れている。

サイフオン管槽２５には、４ノイノオン管３５の吸入ｍ
ｌ　３５　ａが配置されており、サイフオン管３５の吐
出口３５ｂは隔壁２４ａをはさんでサイフオン管槽２５
の外側に配置されている。］Ｊイサイフオン管は、Ｕ字
形に形成されており、その吸込口３５ａは支持砂利２７
近傍に位置している。吐出口３５ｂの位置は、吸込１１
３５ａよりも若干下方に位置している。

サイフオン管槽２５の上方には、自動サイフオン作動装
置２１の一部を構成する水槽３６か配設されている。自
動リイフォン作動装置２１は、水槽３６と後述する弁体
３８、筒体４２から構成されている。水槽３６には、た
とえば沈澱室（図示略）からの水が流入されており、水
槽３６に所定の水量が貯留されると、水はオバーフロー
して濾過室２２（サイフオン管槽２５および濾過槽２６
）に流れるようになっている。

水槽３６は、第２図および第３図に示１−ように、上部
が箱形に形成され、下部の一部かテーパ状に形成されて
いる。すなわら、水槽３６のＦ部は漏斗のように下方に
いくに従い断面積が小となっており、その下端が一すイ
フ４ン管槽２５に向けて開口する開［１部３７となって
いる。開［１部３７には、１）−イフ４ン管槽２５側に
延び両端か開口された筒体４２が設けられている。この
排水通路４３の入口には、ボール状の弁体３８が上方向
に移動可能に設けられている。弁体３８の径は排水通路
４３の径よりも若干人きく形成されており、濾過時には
水槽３６に所定の水量が貯留でさるように弁体３８によ
ってυ［水通路４３か塞がれている。そして、４ノイノ
Ａン管槽（濾過室）２５の水位か所定の水位になったと
きに、弁体３８が押し上げられ、水槽３６内の水が瞬時
に１ＪイフＡン管槽（濾過室）２５に排出されるように
なっている。

弁体３８には、下方に延びるガイド棒３９が取イ（１【
プられている。ガ、イド棒３９は、筒体３８に取付けら
れたガイド４０に挿通されており、このカイト棒３９に
よって弁体３８か正確に排水通路４３の入口に位置決め
されるようになっている。また、弁体３８の上方には、
弁体３８の箸しい浮ぎトがりを防什づるリング状のス］
〜ツバ４１が配置されており、ストッパ４１は、水槽３
６の側面に固定されている。

なお、１ノ−イフＡンを形成刃るためには、水槽３６の
貯留水量は、水槽３６内の水が１ノイフＡン管槽２５へ
排出されたときの水位か、ＩＪイフＡン管３５の■１．
Ｈ部の管底３５ｃよりも上昇する程磨の水量が必要であ
る。水槽３６の貯留水量の調整は、水槽３６のオバーフ
ローのせき３６ａの高さを変化させることによって行な
うのが望ましい。

つぎｔこ、上記の自動リイノオン作動装置における作用
についで説明する。

第４図は自動逆洗濾過装置における濾過Ｔ稈および逆洗
二［程を示している。図中、げ）は濾過工稈を示しでい
る。濾過Ｔ秒時には、水槽３６の聞［１部３７は弁体３
８で塞がれているので、沈澱室（図示略）からの水は、
水槽３６内に流入しオバーフローした分のみ一上方の濾
過室１に入る。したがって、濾過時には常に水槽３６内
に所定量の水か貯留されている。

濾過室２２に流入した水は、濾過４ｆｉ２６のアンスラ
リイト槽２９、砂槽２８の順に下向流で濾過されて処理
水槽３４に入り、さらに後段の処理系へと流れる。

この状態では、濾過室２２の水位と処理水槽３４の水位
はほぼ同程度となっている。そして、濾過の進行ととも
に水質中の濁質か濾材によって捕捉され、濾４Ｊの流動
抵抗が増加し、濾過室２２の水位が処理水槽３４の水イ
☆よりも高くなる。

第４図のαｊは逆洗開始の状態を示している。ずなわら
、濾過室２２の水位か所定の高さくたとえばηイフｔン
管Ｕ部の管底３５ｃの位置）まで上昇すると、弁体３８
が浮き−［−かり、水槽３６内の水が瞬時に濾過室２２
に排出される。そのため、濾過室２２の水位かリーイフ
Ａン管３５の管底３５ｃよりも急激に高くなり、１ノイ
フＡン管３５の管底３５ｃに水か満され、４ノイフ４ン
が形成される。

ここで、弁体３８か浮き上がるのは、弁体３８の−Ｌ面
に作用する水■と弁体３８の下面に作用覆る水圧のバラ
ンスか崩れるためである。寸なわら、第２図に示すよう
に、弁体３８の−１面に作用する斥力は人気Ｌ■と水槽
３６内の水ｆｆｆｉ！−ｈによる水Ｌ【であり、Ｆ面に
作用覆るｆＴ力は人気Ｉ］−と水位差ト１２による水Ｌ
「である。つまり、人気ｎを除くと、水位上譬時には水
深１−１１による弁体３８に動く水圧および弁体３８の
自重等による下方向に作用する力の総和よりも水位差１
−１２による水圧のはうか大きくなるので、弁体３８が
排水通路４３内の空気層を介して押し上げられ、水槽３
６内の水が排出されることになる。

第４図のぐ９は逆洗中の状態を示している。サイフオン
形成されると、サイフオン管槽２５の水位が下がり続け
、濾過槽２６の水位は処理水槽３４の水位よりも低下す
る。濾過槽２６の水位低下とともに水槽３６内の水位も
低モし、弁体３８は再麿ｉＪ］水通路４３を塞ぎ、水槽
３６に沈澱室からの水が溜められる。

濾過層２６の水位と処理水槽３４の水位の差か大きくな
ると、濾過時とは逆に処理水槽３４の水が濾過槽２６の
下部から流入し、砂層２８、アンスラリイト層２９を通
って濾過槽２６の隔壁からオバーフローし、４ノイフｔ
ン管槽２５に入る。この流れにより、砂層２８、アンス
ラサイト層２９が浮遊状態となり、濾材か逆洗される。

濾過槽２６には、濾過槽２６と処理水槽３４との水位が
等しくなるまで水か流れ続け、同時に１ノイフｌン管槽
２５に流入した水は、υイフＡン管３５によって吸い上
げられ、外部に排出される。

第４図の仁）は逆洗終了の状態を示している。サイフオ
ン管３５の吸込口３５ａは所定の位置に設定されている
ので、１ノイフＡン管槽２５の水位か吸込口３５ａまで
くるとサイフオンが切れ、水の吸い上げは停止される。

そして、再び水槽３６内に沈澱室からの水が溜められ、
水槽３６からオバーフローした水は濾過室２２に流入し
、第４図の叩に示したような濾過［程に戻る。

このように、本発明では弁体３８の上下に作用する水斤
差を利用して、゛サイフオン管槽２５の水位を急上昇さ
せでいるので、サイフオンの作動が確実であり、従来の
ような複雑で高価な補機類−し不要となり、構造的に大
幅な簡素化かはかられる。

なお、本実施例では、自動リイフＡン作動装置を、自動
逆洗濾過装置に適用した場合を示したが、自動リイフＡ
ン作動装置は、本実施例に限定され覆゛、たとえば、汚
泥だめや水洗トイレ、その他各種液体を移送する装置管
種々の装置に適用可能である。

［発明の効果］ 以」−説明したように、本発明の自動サイフオン作動装
置によるとぎは、サイフオン管槽の水位が所定の水位を
越えたときに、弁体の作動により水槽の所定水量をサイ
フオン管槽に瞬時に排出させ、サイフオン管槽の水位を
一すイフＡンが形成される高さまで急上昇させるように
したので、複雑で高価な真空ポンプや電気的手段を用い
ることなく、確実にサイフオンを自動作動させることが
できる。

したかって、低コス１〜でかつ維持管理の容易な自動リ
イフォン作動装置を提供することが可能どなり、たとえ
ば処理能力の小さな濾過装置等にも適用することかでき
るとともに、専門的技術をもたない後退国等においても
十分に維持管理することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動リイフＡン作動装
置を具備した自動逆洗濾過装置の断面図、第２図は第１
図の装置における水槽の拡大断面図、 第３図は第２図の側面図、 第４図のけ）ないし仁）は第１図の装置におｔブる誌過
二［稈ｄ３よび逆洗二［稈の状態を示した断面図、第５
図は従来の自動逆洗濾過装置の断面図、である。 ２０・・・・・・・・・・・・自動逆洗濾過装置２１・
・・・・・・・・・・・自動サイフオン作動装置２２・
・・・・・・・・・・・濾過室 ２５・・・・・・・・・・・・１ノイフＡン管槽２６・
・・・・・・・・・・・濾過槽 ３４・・・・・・・・・・・・処理水槽３５・・・・・
・・・・・・・Ｖイノオン管３６・・・・・・・・・・
・・水槽 ３８・・・・・・・・・・・・弁体 ４２・・・・・・・・・・・・筒体 ４３・−・・・・・・・・・・す１水通路特訂出願大　
吸口　ゆ １６一 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サイフォン管の吸込口が配置されるサイフォン管
   槽の上方に、所定水量を貯留する水槽を配設し、該水槽
   に前記サイフォン管槽側へ延びる筒体を設けて排水通路
   を形成し、該排水通路の入口に、前記サイフォン管槽の
   水位が所定の水位よりも低いときには前記水槽の水圧に
   より前記排水通路を塞ぎ前記サイフォン管槽の水位が所
   定の水位を越えたときに前記筒体内の圧力により前記排
   水通路を開とし前記水槽の所定水量を前記サイフォン管
   槽に瞬時に排出させる弁体を設けたことを特徴とする自
   動サイフォン作動装置。