JPS624162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、排水路等の開閉装置に関するもので
ある。

更に詳述すれば、一定量の起動水をフロート内
装の水槽内に供給するだけで自動的に開路状態と
して排水を開始させ、排水完了後は自動的に閉路
状態に戻すことが出来る。電気的制御や流体圧的
制御等の全く不要な全自動の開閉装置に関するも
のである。

この種の開閉装置は、前記水槽内に注水される
ことによつてフロートに生じる浮力を開路操作力
に利用するものであるが、大きな開路操作力を必
要とするような流路系に使用される開閉装置に於
ては、当該開路操作力を得るための浮力を大なら
しめるために非常に大きなフロートが必要とな
り、従つて当該フロートを内装する水槽としても
大型のものが要求されることになり、据え付けス
ペースや設備コストの点でデメリツトが大きい。
又、大型のフロートを必要ストローク浮上させる
ために大量の起動水も必要となり、用途も限定さ
れる。

本発明は上記のような問題点を悉く解消し得る
排水路等の開閉装置を提供するものであつて、以
下に本発明の開閉装置を濾材逆洗用サイフオン管
の放水端を自動開閉する自動開閉手段として利用
した実施例を添付の例示図に基づいて説明する。

第１図に於て、１は濾過槽、２は濾過槽１の上
部に連設された浄水槽、３は浄水槽２よりも高所
に配設された原水槽、４は減速槽、５は上昇管部
５ａの下端が濾過槽１の原水供給部１ａに接続さ
れたサイフオン用逆Ｕ字形管、６は前記逆Ｕ字形
管５の下降管部５ｂの下端に接続された自動開閉
手段、７は前記濾過槽１内に垂直に内装された筒
状濾材（以下、濾筒と略称する）である。前記逆
Ｕ字形管５の上端Ｕターン部５ｃは前記浄水槽２
の上端より高所に位置し、この上端Ｕターン部５
ｃ内の上部と前記浄水槽２内の底部とが連通管８
によつて連通せしめられている。

前記濾筒７は、第２図に示すように多孔管９に
一定の環状空間を隔てて同心的に遊嵌された状態
で上端蓋板１０ａと下端蓋板１０ｂとによつて挾
着保持されている。前記多孔管９は、その上端部
が濾過槽１と浄水槽２との間の隔壁１１を貫通し
て浄水槽２内に開口し、下端開口部はキヤツプ１
２によつて閉塞されている。１３は濾筒７に対し
て一定の環状空間１４を隔てて同心状に外嵌する
外筒であつて、その上端が前記上端蓋板１０ａに
取付けられ、下端は開放されている。

前記自動開閉手段６の詳細は第３図に示されて
いる。図示の通り自動開閉手段６は、上部主開閉
バルブ１５と下部副開閉バルブ１６、及びフロー
ト１７を内装した水槽１８から構成されている。
前記主開閉バルブ１５は、円錐状弁座１９を備え
且つ上端が前記逆Ｕ字形管５の下降管部５ｂに連
通する弁函２０と、この弁函２０内に於て上下動
可能で且つ上下方向の貫通路２１を備えた円錐状
可動弁体２２とから構成され、前記円錐状弁座１
９の側面には、下降限位置にある前記可能弁体２
２によつて閉塞される弁孔２３が設けられてい
る。２４は前記上下両バルブ１５，１６を内装す
る放水槽であつて、放水管２５を備え、且つ前記
弁孔２３と連通している。

前記副開閉バルブ１６は、前記弁函２０の底部
に可動弁体２２と同心位置に於て形成された弁孔
２６を上下動によつて開閉するニードル弁体２７
を備え、このニードル弁体２７は、その上方軸部
２７ａが前記可動弁体２２を相対上下動可能に貫
通し、上動により前記可動弁体２２を押し上げる
ことが出来る。このニードル弁体２７によつて開
閉される弁孔２６の下側空間２８は、連通孔２９
を介して前記放水槽２４に連通すると共に、連通
孔３０を介して前記水槽１８に連通している。

前記水槽１８内のフロート１７は、上動によつ
て前記副開閉バルブ１６のニードル弁体２７を、
その上方突出軸部１７ａを介して押し上げること
が出来る。３１は水槽１８内の水を抜くための小
径のサイフオン管である。３２は水槽１８内と逆
Ｕ字形管５に於ける上端Ｕターン部５ｃ内の上部
とを連通させる連通管である。

次に使用方法及び作用を説明する。河川水、工
業汚水、一般廃水等、懸浮物質（SS）の少ない
水、或いは前処理した水（以下、原水と略称す
る）は、原水供給管３３より原水槽３に供給さ
れ、オーバーフロー管３４により一定水位に保た
れた状態で給水管３５を経て減速槽４に流入す
る。ここで流速が落され、給水管３６及び流量調
整バルブ３７を経由して濾過槽１の底部開口、即
ち原水供給部１ａから濾過槽１内に入る。そして
この濾過槽１内の濾筒７で濾過された後の浄水は
浄水槽２内に入り、浄水槽２内を一定レベルＬ１
まで満たした後に浄水槽上端の出水管３８よりオ
ーバーフローし、給水として利用される。３９は
浄水槽２内からの空気抜き管である。濾過槽１の
原水供給部１ａに供給される原水の一部は逆Ｕ字
形管５の上昇管部５ａ内に入り、水圧により自然
に上昇する。前記給水管３６中の流量調整バルブ
３７は、出水管３８からの出水量が規定の水量と
なるように調整し、固定しておく。このときの逆
Ｕ字形管５の上昇管部５ａに於ける原水レベルＬ
２と浄水槽２内の浄水レベルＬ１との水位差が本
装置の濾過開始水頭Ｈ１となる。

濾過運転が進むにつれて濾過７に付着するSS
量が増加し、この濾過７に於ける水流抵抗が増し
て濾過水量が減少する。一方、原水供給量は一定
であるため上昇管部５ａに於ける原水レベルが上
昇することになり、遂に原水の一部が逆Ｕ字形管
５の上端Ｕターン部５ｃを越えて下降管部５ｂに
流入し始める。このとき、第３図に示すように自
動開閉手段６に於ける主開閉バルブ１５の可動弁
体２２及び副開閉バルブ１６のニードル弁体２７
は下降限位置にあつて、これ等弁体２２，２７に
よつて開閉される弁孔２３，２６が閉塞されてい
るので、下降管部５ｂ内に原水が貯留されてゆく
ことになる。逆Ｕ字形管５内の空気は、連通管３
２、水槽１８、連通孔３０，２９、放水槽２４、
及び放水管２５を経由して排出される。

下降管部５ｂ内に流入して漸次上昇する原水
は、遂には上端Ｕターン部５ｃを含めて逆Ｕ字形
管５の全体に充満するレベルＬ３に到達し、この
結果、上端Ｕターン部５ｃ内の上部から連通管３
２を経由して原水が水槽１８内に流入することに
なる。この水槽１８内に流入した原水がフロート
１７を上昇させる結果、その上端突出軸部１７ａ
が副開閉バルブ１６のニードル弁体２７を押し上
げ、弁孔２６を開放する。続いて、上昇するニー
ドル弁体７が主開閉バルブ１５の可動弁体２２を
押し上げるので、弁体２３が開放される。従つて
下降管部５ｂ内の原水が弁函２０、弁孔２３、及
び放水槽２４を経由して放水管２５より急速に放
出され、この結果サイフオン作用が開始され、原
水が連続的に放出される。このサイフオン作用に
よる単位時間当り放水量を給水管３６から供給さ
れる原水の単位時間当り給水量よりも十分大なら
しめておくことにより、当該サイフオン作用によ
る高水頭の吸水力は、原水供給部１ａ及び濾過槽
１内を経由して浄水槽２内の浄水に作用し、この
浄水槽２内の浄水が濾過槽１及び逆Ｕ字形管８を
経由して、給水管３６より供給されている原水と
共に放出管２５より連続的に放出される。これが
濾筒７に対する高水頭の逆洗水となる。

即ち、逆Ｕ字形管５の上端に到達した原水レベ
ルＬ３と浄水槽２に於ける浄水レベルＬ１との水
位差が、濾筒７に対する逆洗開始水頭Ｈ２とな
り、前記のように逆洗作用が開始される結果、濾
過開始水頭Ｈ１から逆洗開始水頭Ｈ２までの範囲
の低〜中レベルの水頭に対応する圧力で濾筒７の
表側に付着しているSSが、高水頭の逆洗水とな
つて濾過槽１内の濾筒７を裏側から表側へ逆向き
に流動する浄水槽２内の浄水によつて洗浄除去さ
れる。

浄水槽２内の浄水レベルが連通管８の開口レベ
ルと等しい下限レベルＬ４に達すると、空気がこ
の連通管８を経由して逆Ｕ字形管５に於ける上端
Ｕターン部５ｃ内に流入するため、サイフオン作
用が停止し、供給管３６より供給される原水は再
び濾過槽１内に流入し、所期の濾過作用が開始さ
れる。同時に、逆Ｕ字形管５の上昇管部５ａに於
ける原水は濾過開始水頭Ｈ１に対応するレベルＬ
２まで戻る。

尚、上記のサイフオン作用に基づく濾筒逆洗作
用時に於ては、自動開閉手段６に於ける水槽１８
内の水はサイフオン管３１より漸次排出される
が、この排出水量よりも多量の水が連通管３２、
副開閉バルブ１６の弁孔２６、及び放水槽２４よ
り水槽１８内に連続的に流入しているので、フロ
ート１７は所要レベルまで浮上した状態に保持さ
れる。又、逆Ｕ時形管５内への空気の流入により
逆洗作用が終了したときは、下降管部５ｂ内の水
は主開閉バルブ１５の弁孔２３及び副開閉バルブ
１６の弁孔２６から完全に流出し、この後、水槽
１８内の水がサイフオン管３１によつて排出され
る結果、フロート１７が下降し、これに伴つてニ
ードル弁体２７及び可動弁体２２が重力によつて
下降位置まで下降し、弁孔２３，２６が夫々閉塞
される。こうして次の逆洗作用の準備が整う。

本発明の排水路等の開閉装置は、上記実施例で
の自動開閉手段６のように実施し且つ使用し得る
ものであつて、その特徴は、弁函側面の弁孔を下
降位置に於て閉塞し且つ上下方向の貫通路を有す
る円錐状昇降可動弁体を備えた上部主開閉バルブ
と、前記弁函の底部に設けられた弁孔を下降限位
置に於て閉塞する昇降自在なニードル弁体を備え
た下部副開閉バルブと、フロート内装の注水可能
な水槽とを備え、前記フロートの浮上により前記
下部副開閉バルブのニードル弁体を押し上げて当
該副開閉バルブの弁孔を開放すると共に、このニ
ードル弁体の上動により前記上部主開閉バルブの
可動弁体を押し上げて当該主開閉バルブの弁孔を
開放するように構成し、前記フロート内装の水槽
内から自動排水するサイフオン管を併設した点に
ある。

このような本発明の開閉装置によれば、一定量
の起動水（実施例では連通管３２より供給される
原水）をフロート内装の水槽内に供給するだけで
自動的に開路状態として排水を開始させ、排水完
了後は自動的に閉路状態に戻すことが出来る、電
気制御や流体圧的制御等の全く不要な全自動の開
閉装置として、便利に活用することが出来るので
あるが、特に本発明の構成によれば、閉路状態の
主開閉バルブに於ける可動弁体はその貫通路を通
じて上向きにも貯留水（実施例では下降管部５ｂ
内の原水）の水圧を受け、下向きに作用する水圧
との差圧によつて弁座に圧接しているので、この
可動弁体を上動させて開路状態とするための操作
力は小さくて済む。一方、浮上するフロートが直
接押し上げるのは副開閉バルブのニードル弁体で
あつて、これには上記のように上向きの水圧が作
用していないが、ニードル弁体であるために微少
な浮力で確実に押し上げることが出来た。従つ
て、副開閉バルブのニードル弁体を押し上げると
共に当該ニードル弁体で主開閉バルブの円錐状可
動弁体を押し上げるのに必要な、開閉装置全体と
しての開路操作力は、従来の一般的な開閉装置、
即ち前記主開閉バルブのみであつて、その円錐状
可動弁体を直接押し上げて開路状態とする開閉装
置に於ける開路操作力と比較して、非常に小さく
て済む。

又、開路状態に於ては、主開閉バルブの円錐状
可動弁体の外周と貫通路内とを排水が流通し、当
該可動弁体の側方に位置する弁孔へと排水が流動
するので、流出する排水によつて当該可動弁体に
加えられる閉路方向への作用力も小さく、特に、
当該円錐状可動弁体も内装する弁函内が常時排水
によつて充満しているように排水の放出流量を調
整し、開路状態の前記円錐状可動弁体に浮力が作
用するようにしておくことにより、開路状態に保
持するための作用力も小さくて済む。

この結果、浮力の小さい小型のフロートを利用
しても開路操作を確実且つ円滑に行わせることが
出来る。又、小型のフロートで良いため、当該フ
ロートを内装する水槽も小型で済み、且つこの水
槽に供給する起動水の量も少なくて済む等、経済
的効果は甚大である。

尚、実施例では、主開閉バルブの開路（弁孔２
３の開放）によつて放出される排水の一部や副開
閉バルブの開路（弁孔２６の開放）によつて流出
する排水をフロート内装の水槽１８に導入し、水
槽１８内の水位を高く保つてフロートの浮上状態
を確実に維持せしめ得るように構成したが、排水
が完了するまで当該水槽１８内の水位を所定レベ
ルに保つことが出来るように当該水槽内に連続的
に給水することが出来るような構成をもつて実施
するときは、総ての排水を放出管２５へ放出させ
ることが出来る。又、円錐状可動弁体２２とニー
ドル弁体２７とが夫々対応する弁孔２３，２６を
完全に閉塞することが出来るならば、両弁体２
２，２７を一体に構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の開閉装置を利用した濾過装置
の構成説明図、第２図は濾過槽内部の詳細を示す
縦断側面図、第３図は本発明の一実施例にかかる
自動開閉装置の縦断側面図である。 １…濾過槽、１ａ…原水供給部、２…浄水槽、
３…原水槽、５…サイフオン用逆Ｕ字形管、５ａ
…上昇管部、５ｂ…下降管部、５ｃ…上端Ｕター
ン部、６…自動開閉手段、７…濾筒、８，３２…
連通管、９…多孔管、１３…導水用外筒、１５…
上部主開閉バルブ、１６…下部副開閉バルブ、１
７…フロート、１８…水槽、１９…円錐状弁座、
２１…貫通路、２２…円錐状可動弁体、２３，２
６…弁孔、２４…放水槽、２５…放水管、２７…
ニードル弁体、３１…小径のサイフオン管、３３
…原水供給管、３４…オーバーフロー管、３５，
３６…給水管、３７…流量調整バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁函側面の弁孔を下降限位置に於て閉塞し且
   つ上下方向の貫通路を有する円錐状昇降可動弁体
   を備えた上部主開閉バルブと、前記弁函の底部に
   設けられた弁孔を下降限位置に於て閉塞する昇降
   自在なニードル弁体を備えた下部副開閉バルブ
   と、フロート内装の注水可能な水槽とを備え、前
   記フロートの浮上により前記下部副開閉バルブの
   ニードル弁体を押し上げて当該副開閉バルブの弁
   孔を開放すると共に、このニードル弁体の上動に
   より前記上部主開閉バルブの可動弁体を押し上げ
   て当該主開閉バルブの弁孔を開放するように構成
   し、前記フロート内装の水槽内から自動排水する
   サイフオン管を併設して成る排水路等の開閉装
   置。