(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が流入する流入口と、
汚水が排出される排出口と、
前記流入口から前記排出口まで汚水を案内する流路と、
前記流入口に対向する位置に配置されて前記流路を形成する第１弾性体膜と、
前記第１弾性体膜に対して前記流入口の反対側で、かつ前記流路の下方に配置された中空部と、
前記第１弾性体膜よりも下流側で、かつ前記中空部よりも上方に配置され、前記流路内に進退自在な球体弁とを備え、
前記中空部の内部には、
前記第１弾性体膜に接触するように配置されて、前記第１弾性体膜の変形に対応して伸縮するダンパと、
前記ダンパの上方に配置され、前記ダンパの伸縮に連動して上下動するリンク機構と、
前記リンク機構の上方で前記流路及び前記中空部を遮断するように配置されて、前記リンク機構の上下動に連動して変移する第２弾性体膜とが設けられていて、
前記第２弾性体膜を介して前記球体弁が昇降することを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項２】
請求項１記載の汚水攪拌バルブと、
前記汚水攪拌バルブが取り付けられる圧送管と、
前記圧送管及び前記汚水攪拌バルブに汚水を供給するためのポンプとが設けられていることを特徴とするポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニットに係り、特に汚水槽内に設置される汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マンホール等の汚水槽には、槽内に溜まった汚水を排出するためのポンプユニットが設置されているものがある。ポンプユニットは汚水が所定量溜まった際に稼動して汚水を排出するが、汚水は腐食したり、異臭やスカムを発生させたりするので、ポンプユニットに汚水攪拌バルブを設け、汚水を攪拌することで、汚水の腐食や、異臭、スカムの発生を防止するようになっている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の汚水攪拌バルブ（ミキシングバルブ）では、球状の可動バルブ要素（バルブボール）によって開閉動作を実現している。ここで、バルブボールが栓をする箇所の上流側及び下流側のそれぞれの下方には、互いに連通されたダイヤフラムが設けられていて、バルブボールは上流側のダイヤフラム上に配置されている。各ダイヤフラムとバルブとからなる空間内には、オイルなどの流体が充填されている。汚水が排出されていなければ上流側のダイヤフラムはバルブボールによって押下され、下流側のダイヤフラム内をオイルが満たすことになる。その後、汚水が排出されると、この流れによる圧力差によって下流側のダイヤフラムは凹まされて、オイルは上流側のダイヤフラムへと移動する。これにより上流側のダイヤフラムは膨らみバルブボールは上昇される。その後バルブボールは汚水の流れにのってバルブを閉とすることになる。
【特許文献１】特許第２６０７８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した汚水攪拌バルブのようにオイルを直接バルブ内に充填させて、当該オイルによってバルブの開閉動作を行うものであると、バルブが破損してしまった場合にオイルが外部循環に流出し、結果的に環境汚染を誘発するおそれがあった。
【０００４】
本発明の課題は、バルブ内にオイルを充填させなくともバルブの開閉動作を可能とすることで、オイルによる環境汚染を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明における汚水攪拌バルブは、
汚水が流入する流入口と、
汚水が排出される排出口と、
前記流入口から前記排出口まで汚水を案内する流路と、
前記流入口に対向する位置に配置されて前記流路を形成する第１弾性体膜と、
前記第１弾性体膜に対して前記流入口の反対側で、かつ前記流路の下方に配置された中空部と、
前記第１弾性体膜よりも下流側で、かつ前記中空部よりも上方に配置され、前記流路内に進退自在な球体弁とを備え、
前記中空部の内部には、
前記第１弾性体膜に接触するように配置されて、前記第１弾性体膜の変形に対応して伸縮するダンパと、
前記ダンパの上方に配置され、前記ダンパの伸縮に連動して上下動するリンク機構と、
前記リンク機構の上方で前記流路及び前記中空部を遮断するように配置されて、前記リンク機構の上下動に連動して変移する第２弾性体膜とが設けられていて、
前記第２弾性体膜を介して前記球体弁が昇降することを特徴としている。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、流入口に対向する位置に第１弾性体膜が配置されているので、外部のポンプによって汚水が供給されると、第１弾性体膜は流入口から流入した汚水により押圧されることになる。この押圧時の圧力によって第１弾性体膜は中空部の内側に向けて凹む。ここで、中空部の内部には、第１弾性体膜に接触するようにダンパが配置されているので、第１弾性体膜が凹むとその変形に対応してダンパは徐々に収縮する。ダンパが収縮すると、ダンパ上方のリンク機構が上昇するため、このリンク機構と連動して変移する第２弾性体膜は押し上げられる。この第２弾性体膜の変移によって球体弁は上昇する。この上昇により球体弁が汚水の流れに誘導されることになり、最終的に球体弁は流路内に完全に進入して、流路を閉状態とする。閉状態となるまでは、流入口から流入した汚水は流路を介して排出口から排出されて、バルブ外の汚水を攪拌しているが、閉状態になると汚水の流れが止まって排出口から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【０００７】
その後、外部のポンプが停止し、流入口からの汚水の流入が停止されると、第１弾性体膜も汚水に押圧されなくなるので、第１弾性体膜を流入口に向けて押し戻しながらダンパが伸長する。ダンパが伸長すると、ダンパ上方のリンク機構が下降して、第２弾性体膜をも下降することになる。球体弁は汚水の流入が停止されると、自重で第２弾性体膜の上に落下し、さらに第２弾性体膜の下降とともに下降して、流路から退避することになり、流路が開状態となる。
このように、ダンパの伸縮によって汚水攪拌バルブの開閉動作を行っているので、当該バルブ内にオイルを充填させる必要もなくなる。
【０００８】
請求項２記載の発明におけるポンプユニットは、
請求項１記載の汚水攪拌バルブと、
前記汚水攪拌バルブが取り付けられる圧送管と、
前記圧送管及び前記汚水攪拌バルブに汚水を供給するためのポンプとが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、汚水攪拌バルブ内にオイルを充填させなくともバルブの開閉動作が可能となるため、オイルによる環境汚染を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニットについて図を参照にして説明する。図１は、ポンプユニットの概略構成を表す断面図である。この図１に示すように、ポンプユニット１は、汚水が溜まる汚水槽２内に設置されて、当該汚水槽２に溜まった汚水を排出するようになっている。ポンプユニット１には、汚水槽２内に溜まった汚水を排出するために上下方向に延在する一対の圧送管３と、各圧送管３の上端部を水平方向に繋いで、各圧送管３からの汚水をまとめて汚水槽２外へ排出する合流管４と、各圧送管３の下部に連結されて当該圧送管３内に汚水を供給するための一対のポンプ５と、各圧送管３の略中央に取り付けられて、汚水槽２内の汚水を攪拌する一対の汚水攪拌バルブ１００とが設けられている。
【００１２】
図２は汚水攪拌バルブ１００の概略構成を表す断面図である。図２に示すように汚水攪拌バルブ１００には、汚水が流入する流入口１０１と、汚水が排出される排出口１０２と、流入口１０１から排出口１０２まで汚水を案内する流路１０３とが形成されている。また、流入口１０１に対向する位置には弾性体からなる第１弾性体膜１０４が配置されており、この第１弾性体膜１０４により流路１０３の一部が形成されている。また、第１弾性
体膜１０４に対して流入口１０１の反対側であり、なおかつ流路１０３の下方には中空部１０５が配置されている。
【００１３】
中空部１０５の内部には、第１弾性体膜１０４の変形に対応して伸縮するダンパ１０６が設置されている。ダンパ１０６には外圧に対応して伸縮するシャフト１０７と、当該シャフト１０７を支持する本体部１０８とが設けられているが、シャフト１０７の伸縮方向と、第１弾性体膜１０４の膨縮方向とがほぼ平行で、かつシャフト１０７の先端面が第１弾性体膜１０４に接触するように、ダンパ１０６は配置されている。これにより、第１弾性体膜１０４が中空部１０５の内側に向けて凹むと、第１弾性体膜１０４によってシャフト１０７が押圧されることになり、ダンパ１０６のシャフト１０７が収縮することになる。また、第１弾性体膜１０４が元の状態に戻ると、ダンパ１０６の付勢力によってシャフト１０７も伸長することになる。
【００１４】
また、中空部１０５の内部には、ダンパ１０６の上方に配置され、ダンパ１０６の伸縮に連動して上下動するリンク機構１０９が設けられている。リンク機構１０９は、先端部がシャフト１０７の先端部上面に回動自在に接続された第１リンク部材１１０と、先端部が第１リンク部材１１０の基端部に回動自在に接続され、基端部がダンパ１０６の本体部１０８の略中央部上面に回動自在に接続された第２リンク部材１１１とより構成されている。これによって、第１リンク部材１１０及び第２リンク部材１１１は、ダンパ１０６のシャフト１０７の伸縮動作に連動して伸縮するが、第１リンク部材１１０及び第２リンク部材１１１の収縮時にはこれらの連結部分１１２が上昇し、伸長時には連結部分１１２が下降するようになっている。
【００１５】
リンク機構１０９の上方には、流路１０３と中空部１０５とを遮断するように第２弾性体膜１１３が配置されている。この第２弾性体膜１１３はカップ状に形成されていて、流路１０３を開閉する球体弁１１４を支持している。つまり、球体弁１１４は第１弾性体膜１０４の下流側で、かつ中空部１０５の上方に配置されている。また、第２弾性体膜１１３は、その下面が第１リンク部材１１０と第２リンク部材１１１との連結部分１１２に接触するように配置されている。これにより、リンク機構１０９の連結部分１１２が上昇し第２弾性体膜１１３を押圧すると、第２弾性体膜１１３は変移するために球体弁１１４は上昇するようになっている。その後、リンク機構１０９の連結部分１１２が下降し第２弾性体膜１１３に対する押圧を解除すると、第２弾性体膜１１３は復元することになるため、当該復元と自重とによって球体弁１１４が下降するようになっている。球体弁１１４は第２弾性体膜１１３を介して流路１０３内に進退自在となっている。
【００１６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
ポンプ５は汚水槽２内に汚水が溜まって満水となる直前に稼動し、槽内の汚水を吸入する。これにより、ポンプ５から吸引された汚水は、圧送管３及び汚水攪拌バルブ１００に供給される。汚水が圧送管３に供給されると、当該汚水はそのまま合流管４を介して槽外に排出される。
【００１７】
一方、汚水攪拌バルブ１００に汚水が供給されると、図３に示すように流入口１０１から汚水が流入し、流路１０３を流れて排出口１０２から排出されることになる（図中矢印Ａ参照）。このとき、流入口１０１から流入した汚水により第１弾性体膜１０４が押圧されるが、ダンパ１０６には付勢力が作用しているためにシャフト１０７は急激に収縮せず、第１弾性体膜１０４も急激には凹まない。その後、図４に示すように、汚水の流れに伴って徐々に第１弾性体膜１０４が中空部１０５に向けて凹みだすと、その変形に対応してダンパ１０６のシャフト１０７は徐々に収縮する。シャフト１０７が収縮すると、リンク機構１０９の連結部分１１２が上昇し、第２弾性体膜１１３の底部は押し上げられて、球体弁１１４を上昇させる。この上昇により球体弁１１４は汚水の流れに誘導されることに
なり、図５に示すように最終的に球体弁１１４は流路１０３内に完全に進入して、流路１０３を閉状態とする。閉状態となるまでは、図４の矢印Ｂのように流入口１０１から流入した汚水は流路１０３を介して排出口１０２から排出されて、汚水攪拌バルブ１００外の汚水を攪拌しているが、閉状態になると図５の矢印Ｃのように汚水の流れが止まって排出口１０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００１８】
その後、外部のポンプ５が停止し、流入口１０１からの汚水の流入が停止されると、第１弾性体膜１０４も汚水に押圧されなくなるので、第１弾性体膜１０４を流入口１０１に向けて押し戻しながらダンパ１０６のシャフト１０７が伸長する。シャフト１０７が伸長すると、リンク機構１０９の連結部分１１２が下降して、第２弾性体膜１１３の底部も下降することになる。また、汚水の流入が停止されると、球体弁１１４は自重で第２弾性体膜１１３の上に落下し、さらに第２弾性体膜１１３の下降とともに下降して、流路１０３から退避することになり、流路１０３が開状態となる。
【００１９】
以上のように第１の実施の形態によれば、ダンパ１０６の伸縮によって汚水攪拌バルブ１００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ１００内にオイルを充填させる必要もなくなる。したがって、オイルによる環境汚染を防止することができる。
【００２０】
なお、ダンパ１０６として例えばオイルダンパを用いる場合には、汚水攪拌バルブ１００内にオイルが存在することになるが、オイルはダンパ１０６に充填されているために汚水攪拌バルブ１００に直接充填した場合と比較しても漏れ難くなっている。環境汚染をより確実に防止するためには、ダンパ１０６としてオイルを使用しないダンパ、例えば鋼製ダンパ、粘弾性ダンパ、摩擦ダンパ、エアダンパなどを用いることが好ましい。
【００２１】
また、本実施形態では、本発明に係るリンク機構として、ダンパ１０６の伸縮に連動して伸縮することにより上下動するリンク機構１０９を例示して説明しているが、リンク機構としてはダンパ１０６の伸縮に連動して上下動するものならば如何なるものでもよい。例えば図６に示すリンク機構は、略く字状に形成されたアーム１１６から構成されていて、その基端部が、シャフト１０７の先端部に設けられた上下方向に延在する長孔１１７を介して回動自在に接続されるとともに、先端部が第２弾性体膜１１３の裏面に接触されている。これにより、アーム１１６はシャフト１０７の伸縮動作に連動して回動し、第２弾性体膜１１３を昇降させるようになっている（図６は、第２弾性体膜１１３の下降状態を表していて、図７は第２弾性体膜１１３の上昇状態を表している。）
【００２２】
ここで、アーム１１６の基端側直線部１１６ａの長さａと、先端側直線部１１６ｂの長さｂとの関係を「ａ＞ｂ」に設定していると、第１弾性体膜１１４にかかる圧力が小さくとも第２弾性体膜１１３を変移させて球体弁１１４を昇降させることができる。さらに、ダンパ１０６の推力を弱く調整していれば、微小な流体圧力であっても球体弁１１４を昇降させることも可能となる。
一方、基端側直線部１１６ａの長さａと、先端側直線部１１６ｂの長さｂとの関係を「ａ＜ｂ」に設定していると、第１弾性体膜１１４にかかる圧力が「ａ＞ｂ」と設定した場合よりも少なくとも大きくなければ、第２弾性体膜１１３を変移させることができない。また、圧力変動に対しても鈍感とすることができる。
このように、基端側直線部１１６ａの長さａと、先端側直線部１１６ｂの長さｂとの関係を調整したり、ダンパ１０６の推力を調整したりすることで、多様な目的に応じた弁を製作することが可能となる。
【００２３】
また、本実施形態では、汚水攪拌バルブ１００が圧送管３の略中央に配置された場合を例示したが、より高い攪拌性を確保するためには例えば図８に示すように圧送管３の下部に配置してもよい。この場合、汚水攪拌バルブ１００の排出口１０２には、汚水攪拌バル
ブ１００の設置箇所よりも低い位置から汚水を排出するための排出管１１５が連結することも可能であり、こうすれば、より下の位置からの攪拌を実現することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施の形態に係るポンプユニットの概略構成を表す側面図である。
【図２】図１のポンプユニットに備わる汚水攪拌バルブの概略構成を表す断面図である。
【図３】図２の汚水攪拌バルブ内に汚水が流れた状態を表す説明図である。
【図４】図３の汚水攪拌バルブ内に汚水が流れた状態を表す説明図である。
【図５】図４の汚水攪拌バルブ内に汚水が流れた状態を表す説明図である。
【図６】図２の汚水攪拌バルブに備わるリンク機構の変形例を表し、第２弾性体膜１１３の下降状態を表す説明図である。
【図７】図６のリンク機構における第２弾性体膜１１３の上昇状態を表す説明図である。
【図８】図１のポンプユニットの変形例を表す側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      ポンプユニット
２            汚水槽
３            圧送管
４            合流管
５            ポンプ
１００      汚水攪拌バルブ
１０１      流入口
１０２      排出口
１０３      流路
１０４            第１弾性体膜
１０５            中空部
１０６            ダンパ
１０７            シャフト
１０８            本体部
１０９            リンク機構
１１０            第１リンク部材
１１１            第２リンク部材
１１２            連結部分
１１３            第２弾性体膜
１１４            球体弁
１１５            排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004823791.tif 000007
【図７】
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【図８】
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