(57)【要約】【課題】  広い流量調節幅を確保することができる弁を実現する。【解決手段】  流体入口１１からの入口側流路１５を、第一分岐流路１６，第二分岐流路１７，および第三分岐流路１８に分岐させて、第一流体出口１２，第二流体出口１３，および第三流体出口１４を形成し、前記第一分岐流路１６，前記第二分岐流路１７，および前記第三分岐流路１８のそれぞれを開閉する流路開閉機構を設けた。【選択図】  図１
2006292035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体入口からの流路を複数に分岐させて複数の流体出口を形成し、各流体出口への分岐流路のそれぞれを開閉する流路開閉機構を設けたことを特徴とする弁。
【請求項２】
前記各分岐流路に、定流量弁機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記定流量弁機構を、前記各分岐流路毎に異なる流量値に設定したことを特徴とする請求項２に記載の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体の流量を調節することができる弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流路における流量調節機構としては、たとえば特許文献１に記載されているように、弁座に対して弁体を移動させ、この弁体と前記弁座との間の流路面積を調節することにより、流体の流量の調節を行う機構のものがある。
【０００３】
ここで、蒸気ボイラ，温水ボイラ，クーリングタワー，給湯器等の熱機器や、洗浄装置等の水使用機器などの機器へ供給する給水の水処理を行う水処理システムとして、被処理水中に含まれる不純物等を濾過する逆浸透膜部を有する水処理システムがある。この水処理システムでは、前記逆浸透膜部の一側から被処理水が流入し、この被処理水中に含まれる不純物等が前記逆浸透膜部で濾過される。そして、濾過された透過水が、前記逆浸透膜部の他側から流出し、給水として前記機器へ供給される。
【０００４】
ところで、前記逆浸透膜部の他側からは、透過水の他、濃縮水が流出する。前記水処理システムにおいては、水の有効利用を図るため、排水弁を備えた排水ラインから濃縮水の一部のみを排水し、残部を前記逆浸透膜部の上流側へ還流させる構成がある。
【特許文献１】特開２００２−１２２２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前記水処理システムにおいて水の利用効率を上げるためには、濃縮水の排水流量を少なくし、透過水の流量と濃縮水の排水流量との和に対する透過水の流量の割合（以下、「回収率」と云う。）を高くすればよい。しかし、濃縮水の排水流量を少なくして回収率を高くすればするほど、前記逆浸透膜部の上流側への濃縮水の還流量が多くなるため、逆浸透膜の表面付近において、濃縮水が混合された被処理水中の不純物の濃度が高くなり、ファウリングやスケーリングといった現象による膜の詰まりや劣化が発生しやすくなる。ここで、ファウリングとは、被処理水中の懸濁物質成分，コロイド成分，有機成分等が膜面に沈着または吸着する現象を云い、スケーリングとは、被処理水中に溶解している溶存物質が、溶解度以上に濃縮されることで、膜面に析出して沈着する現象を云う。
【０００６】
前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化が発生すると、処理水質の悪化と云った事態を生じる。そこで、水の利用効率をできるだけ高く維持しつつ、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止することができる濃縮度合になるような回収率で常に運転することが望ましい。
【０００７】
ところで、給水の温度変化があると、水の粘性率や膜特性の変化によって前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化する。また、機器への給水ライン上に備えられた逆浸透膜部と膜式脱気部とを用いた水処理方法として、前記給水ラインを流れる給水の温度変化に応じて、不純物等の濾過および溶存気体の脱気を効率よく行う水処理方法が提案されているが（特願２００４−９７８１０号）、この水処理方法では、給水の温度に基づいて、その流量を制御するため、前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化する。このように、透過水の流量が変化すると、回収率を一定に保つことができず、水の利用効率が悪化するか、あるいは前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化が発生するおそれがある。
【０００８】
そこで、水の利用効率をできるだけ高く維持しつつ、前記逆浸透膜部におけるファウリングやスケーリングを抑制して処理水質の悪化を防止するために、前記逆浸透膜部からの透過水の流量に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節し、透過水の流量の変化に対応して回収率を一定に維持することが考えられる。
【０００９】
また、被処理水に含まれるスケール生成成分の溶解度は、水質や水温によって変動する。これらの水質や水温は、地域的や季節的な要因によって変動し易い。したがって、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止するため、通常、水質や水温が最悪の条件を想定し、濃縮水の排水流量を増加させる側に設定する。このため、排水流量が多くなり、水の有効利用を図ることができないという問題点がある。
【００１０】
そこで、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化による処理水質の悪化を防止することができるとともに、必要量以上の濃縮水の排水を防止するため、前記逆浸透膜部への給水，前記逆浸透膜部からの透過水または前記逆浸透膜部からの濃縮水のいずれかの水温，もしくは前記逆浸透膜部への給水の水質に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節することが考えられる。
【００１１】
さらに、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制して、処理水質を維持するため、前記逆浸透膜部における膜の詰まり状態または劣化状態に基づいて、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量を調節することが考えられる。
【００１２】
ここで、前記排水ラインからの濃縮水の排水流量の調節は、所定の流量調節幅をもって行えるようになっている必要がある。しかし、前記特許文献１に記載されているような流量調節機構は、前記弁体と前記弁座との間の流路面積の可変範囲が小さく、必要な流量調節幅を確保することは困難であり、より広い流量調節幅を確保できる弁が必要となる。
【００１３】
この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、広い流量調節幅を確保することができる弁を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、流体入口からの流路を複数に分岐させて複数の流体出口を形成し、各流体出口への分岐流路のそれぞれを開閉する流路開閉機構を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、前記流路開閉機構により、前記各分岐流路のそれぞれが開閉され、開状態に設定される前記各分岐流路の数に応じて段階的に流量が調節される。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記各分岐流路に、定流量弁機構を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、前記定流量弁機構により、前記各分岐流路の流量が一定に維持される。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項２において、前記定流量弁機構を、前記各分岐流路毎に異なる流量値に設定したことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、前記各流路開閉機構で開閉される前記各分岐流路の流量が異なっているので、広い流量調節幅を確保しつつ、流量を調節する段階数を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、流量の調節が、開状態に設定される前記各分岐流路の数に応じて段階的に行われ、これによって広い流量調節幅を確保することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、前記定流量弁機構の上流側における流体へ圧力を加えている状態において、その加圧力が変化したとしても、変化の前後で、前記各分岐流路の流量を一定に維持することができる。これにより、流量を所定の値に正確に調節することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、広い流量調節幅を確保しつつ、流量調節の段階数を増加させることによって、より精度よく所望の流量に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明に係る弁の実施形態の一例を示す一部破断した正面図であり、具体例として排水弁を示している。そして、図２は、図１に示す排水弁の平面図、図３は、図１に示す排水弁の一部破断した左側面図、さらに図４は、図１に示す排水弁における第一分岐ユニットの一部縦断右側面図である。
【００２４】
図１から図４に示す排水弁１は、下側本体部２とこの下側本体部２にネジ３で着脱自在に取り付けられた第一上側本体部４，第二上側本体部５および第三上側本体部６を備え、さらに前記下側本体部２にネジ７で取り付けられた第一電磁弁収納部８，第二電磁弁収納部９および第三電磁弁収納部１０を備えている。
【００２５】
前記下側本体部２には、流体入口１１，第一流体出口１２，第二流体出口１３および第三流体出口１４がそれぞれ形成されている。そして、前記流体入口１１から続く入口側流路１５が、前記第一流体出口１２へ続く第一分岐流路１６，前記第二流体出口１３へ続く第二分岐流路１７および前記第三流体出口１４へ続く第三分岐流路１８にそれぞれ分岐している。前記各分岐流路１６，１７，１８のそれぞれには、流路開閉機構１９，１９，１９を構成するダイアフラム２０，２０，２０と定流量弁機構２１，２１，２１とが設けられている。
【００２６】
ここで、前記排水弁１は、第一分岐ユニット２２，第二分岐ユニット２３および第三分岐ユニット２４を備えている。前記第一分岐ユニット２２は、前記第一流体出口１２，前記第一分岐流路１６，前記流路開閉機構１９，前記定流量弁機構２１，前記第一上側本体部４および前記第一電磁弁収納部８を含んで構成されている。また、前記第二分岐ユニット２３は、前記第二流体出口１３，前記第二分岐流路１７，前記流路開閉機構１９，前記定流量弁機構２１，前記第二上側本体部５および前記第二電磁弁収納部９を含んで構成されている。さらに、前記第三分岐ユニット２４は、前記第三流体出口１４，前記第三分岐流路１８，前記流路開閉機構１９，前記定流量弁機構２１，前記第三上側本体部６および前記第三電磁弁収納部１０を含んで構成されている。
【００２７】
前記各分岐ユニット２２，２３，２４の詳細な構成について、図４に基づいて説明する。ここで、前記各分岐ユニット２２，２３，２４は、同一の構成となっている。したがって、以下の説明では、前記第一分岐ユニット２２の構成について説明することとし、前記第二分岐ユニット２３および前記第三分岐ユニット２４については、その説明を省略する。
【００２８】
前記第一分岐ユニット２２において、前記第一分岐流路１６は、前記ダイアフラム２０よりも上流側の上流側分岐流路２５と、前記ダイアフラム２０よりも下流側の下流側分岐流路２６とを備えている。前記上流側分岐流路２５は、円筒状に形成された壁部２７の周囲に平面視リング状に形成されており、その一部が前記入口側流路１５と連通している。前記下流側分岐流路２６は、前記壁部２７の中空部２８を含んで構成されており、その流路中に前記定流量弁機構２１が設けられている。この定流量弁機構２１は、流体の圧力がかかるほど縮径するＯリング２９を備えた公知の機構である。ここで、前記各定流量弁機構２１は、前記各分岐ユニット２２，２３，２４で、それぞれ異なる流量値に設定されている。
【００２９】
前記第一上側本体部４と前記ダイアフラム２０との間には、液溜空間３０が形成されている。この液溜空間３０は、前記入口側流路１５と第一連通流路３１を介して連通している。
【００３０】
また、前記液溜空間３０は、前記下流側分岐流路２６と第二連通流路３２を介して連通している。この第二連通流路３２は、前記液溜空間３０から前記第一電磁弁収納部８内を通って前記下流側分岐流路２６まで達しており、前記第一電磁弁収納部８内に設けられた電磁弁（図示省略）によって、流路の開閉が行われるようになっている。
【００３１】
ここで、前記第一分岐流路１６を開閉する前記流路開閉機構１９について説明する。この流路開閉機構１９は、前記壁部２７の先端部分に形成された弁座３３と、この弁座３３に対して接離する弁体を構成する前記ダイアフラム２０と、このダイアフラム２０を作動させる前記電磁弁とを備えて構成されている。
【００３２】
前記ダイアフラム２０は、前記下側本体部２と前記第一上側本体部４との間で挟持されて前記第一分岐流路１６内に保持されている。前記ダイアフラム２０には、前記第一連通流路３１の一部を構成する第一貫通孔３４と前記第二連通流路３２の一部を構成する第二貫通孔３５とが形成されている。ここで、符号３６，３７は、前記第一上側本体部４と前記下側本体部２との間をシールするためのＯリングである。
【００３３】
また、前記ダイアフラム２０には、有底筒状に形成されたダイアフラム補強部材３８が、その開口部３９が前記ダイアフラム２０とは反対側へ向くようにして取り付けられている。このダイアフラム補強部材３８は、前記液溜空間３０内に配置されており、前記ダイアフラム２０からピン４０を貫通させ、このピン４０の先端側から挿通したプッシュナット（図示省略）と前記ダイアフラム２０との間で挟持させることにより、前記ダイアフラム２０に取り付けられている。そして、前記ダイアフラム２０は、前記ダイアフラム補強部材３８の底部４１と前記第一上側本体部４の天井部４２との間に、バネ４３を介装させることにより、前記弁座３３へ向かって付勢されるようになっている。
【００３４】
前記流路開閉機構１９においては、電線４４を介して制御部（図示省略）と接続された前記電磁弁を、前記制御部からの指令に基づいて開閉させることにより、前記ダイアフラム２０を作動させて前記第一分岐流路１６を開閉するようになっている。具体的には、前記電磁弁が閉状態にあるときには、前記バネ４３と、前記入口側流路１５から前記第一連通流路３１を通って前記液溜空間３０内に溜まった流体によって、前記ダイアフラム２０は、前記弁座３３へ向かって押圧され、この弁座３３に着座して前記第一分岐流路１６を閉状態とする。逆に、前記電磁弁が開状態にあるときには、前記液溜空間３０内に溜まった流体が、前記第二連通流路３２から前記下流側分岐流路２６へ流れ、これによって前記液溜空間３０内の流体による前記ダイアフラム２０への押圧力が解放されて、前記上流側分岐流路２５からの前記ダイアフラム２０への押圧力（前記弁座３３から離反する方向への力）が強まり、前記ダイアフラム２０が前記バネ４３の弾発力に抗して前記弁座３３から離反し、前記第一分岐流路１６を開状態とする。
【００３５】
このように構成された前記排水弁１は、たとえば機器への給水ラインに設けられた逆浸透膜部からの濃縮水の一部のみを排水し、残部を前記逆浸透膜部の上流側へ還流させる水処理システムにおいて、前記逆浸透膜部からの濃縮水の排水ラインに設けられる（図示省略）。この場合、前記流体入口１１を前記逆浸透膜部側の前記排水ラインと接続し、前記各流体出口１２，１３，１４を、それぞれ排水側の前記排水ラインと接続する。
【００３６】
このように前記排水ラインに設けられた前記排水弁１は、たとえば前記逆浸透膜部からの透過水の流量が変化しても、透過水の流量に基づいて、回収率を一定にするように濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。また、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止するために、被処理水の水質や水温に基づいて、濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。さらに、前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制して処理水質を維持するため、前記逆浸透膜部における膜の詰まり状態や劣化状態に基づいて、濃縮水の排水流量を調節するものとして機能させることができる。
【００３７】
前記排水弁１による濃縮水の排水流量の調節は、前記各分岐流路１６，１７，１８のそれぞれを、前記各流路開閉機構１９で開閉させることにより調節する。すなわち、前記排水弁１は、前記各分岐流路１６，１７，１８のうち、開状態にするものを選択することで、濃縮水の排水流量を段階的に変えることができ、前記制御部は、前記水処理システムの前記給水ラインに設けられた各種測定機器からの検出信号に基づいて、所望の排水流量となるよう、前記各流路開閉機構１９を開閉制御する。ここに、所望の流量とは、たとえば回収率を一定にすることができる流量，前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化を防止することができる流量，あるいは前記逆浸透膜部における膜の詰まりや劣化の進行を抑制することができる流量等である。
【００３８】
前記排水弁１によれば、前記各流路開閉機構１９により、前記各分岐流路１６，１７，１８を開閉することで、広い排水流量調節幅を確保することができる。これにより、前記水処理システムにおいて、回収率を一定にするために、あるいは前記逆浸透膜部の膜の詰まりや劣化の防止または抑制を図るために必要な濃縮水の排水流量調節幅を確保することができる。
【００３９】
また、前記水処理システムにおいて、前記逆浸透膜部の上流側に設けられたポンプ（図示省略）により、前記逆浸透膜部へ被処理水を供給する場合、前記ポンプによる加圧力を変化させたとしても、この変化の前後において、前記各定流量弁機構２１により、前記各分岐流路１６，１７，１８の流量をそれぞれ一定に維持することができる。これにより、排水流量を所定の流量に正確に調節することができる。
【００４０】
さらに、前記各分岐流路１６，１７，１８の流量は、前記各定流量弁機構２１により、それぞれ異なる流量値が設定されているので、広い排水流量調節幅を確保しつつも、調節の段階数を増加させることができ、より精度よく所望の排水流量に調節することができる。
【００４１】
ここで、前記各流路開閉機構１９は、前記構成に限られるものではなく、たとえば前記入口側流路１５内をスライドするピストンにより、前記各分岐流路１６，１７，１８のそれぞれを開閉するものであってもよい。
【００４２】
以上、具体的実施例として排水弁について説明したが、この発明は、液体のみならず、気体の流路における流量調節にも適用することができる。その他、この発明は、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明に係る弁の実施形態の一例である排水弁の一部破断した正面図である
【図２】図１に示す排水弁の平面図である。
【図３】図１に示す排水弁の一部破断した左側面図である。
【図４】図１に示す排水弁の第一分岐ユニットの一部縦断右側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  弁
１１  流体入口
１２  第一流体出口（流体出口）
１３  第二流体出口（流体出口）
１４  第三流体出口（流体出口）
１５  入口側流路（流路）
１６  第一分岐流路（分岐流路）
１７  第二分岐流路（分岐流路）
１８  第三分岐流路（分岐流路）
１９  流路開閉機構
２１  定流量弁機構
【図１】
2006292035.tif 000003
【図２】
2006292035.tif 000004
【図３】
2006292035.tif 000005
【図４】
2006292035.tif 000006