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JP2816524B2 - 真空弁 - Google Patents

真空弁

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Publication number
JP2816524B2
JP2816524B2 JP5259050A JP25905093A JP2816524B2 JP 2816524 B2 JP2816524 B2 JP 2816524B2 JP 5259050 A JP5259050 A JP 5259050A JP 25905093 A JP25905093 A JP 25905093A JP 2816524 B2 JP2816524 B2 JP 2816524B2
Authority
JP
Japan
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casing
valve
wall
vacuum
foreign matter
Prior art date
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JP5259050A
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JPH0791564A (ja
Inventor
昭寛 艮
修 清水
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Priority to US08/309,679 priority patent/US5575454A/en
Priority to DE69420099T priority patent/DE69420099T2/de
Priority to EP94114877A priority patent/EP0646740B1/en
Priority to KR1019940023947A priority patent/KR100390294B1/ko
Publication of JPH0791564A publication Critical patent/JPH0791564A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K21/00—Fluid-delivery valves, e.g. self-closing valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/006—Pneumatic sewage disposal systems; accessories specially adapted therefore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/02—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with screw-spindle
    • F16K1/06—Special arrangements for improving the flow, e.g. special shape of passages or casings
    • F16K1/10—Special arrangements for improving the flow, e.g. special shape of passages or casings in which the spindle is inclined to the general direction of flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/2931—Diverse fluid containing pressure systems
    • Y10T137/3109—Liquid filling by evacuating container

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空弁に係り、特に生活
排水等の汚水を真空により輸送する真空式下水道システ
ムに好適に用いられる真空弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自然流下式下水道では管渠の整備
が割高になる傾向があるため、近年、真空式下水道シス
テムが注目され始めている。真空式下水道は真空弁付き
汚水ます、真空下水管及び真空ポンプ場の三つの部分で
構成されている。
【０００３】家庭から排出される汚水は、自然流下で真
空弁付き汚水ますに集められ、汚水ますの液位が上昇す
ると真空弁の制御機構がこれを検知して弁が開き、汚水
ますに溜まった汚水は真空下水管に吸い込まれる。真空
弁は汚水を吸い終っても一定時間開き続け、この間に空
気が吸い込まれる。管内の汚水は膨張する空気に押され
混相流となって真空ポンプ場に運ばれる。汚水は集水タ
ンクにある程度溜まると汚水ポンプで下水処理場又は公
共下水幹線に送り出される。
【０００４】上記真空式下水道システムに用いられてい
る、従来の真空弁は、弁の開放時又は閉鎖時に弁体とケ
ーシングの壁面との間の間隙が小さいため、この間隙に
小石等の異物が噛み込まれ干渉してしまい、弁体が動か
なくなってしまうという問題点があった。前記間隙は、
弁体をガイドするために弁体のストロークに沿って、常
に同一間隙であるため、弁体の作動時には常に異物が噛
み込む危険性があった。そして、異物の噛み込みによっ
て弁体が途中開度で開いたままの状態になると、全シス
テムの真空が破壊されて真空式下水道が使用不能になる
という問題点があった。
【０００５】そこで、本件出願人は上記問題点を解決す
るために特願平４−３３６５７１号において、図５に示
すような真空弁を提案している。本真空弁Ｖは、ケーシ
ング３１と、ケーシング３１内で斜め方向に昇降可能に
配置された弁体３５と、この弁体３５を支持する弁棒３
６とを備えている。
【０００６】ケーシング３１は底壁３１ａと、この底壁
３１ａより斜めに伸びる側壁３１ｂとを備え、ケーシン
グ３１は流入口３２と流出口３３とを備え、流入口３２
と流出口３３の各軸線は水平方向の直線上に位置してい
る。またケーシング３１の底部には弁座３４が形成され
ている。
【０００７】しかして、前記ケーシング３１は、流入口
３２から流入する小石等の異物が弁体３５とケーシング
内壁との間に噛み込まないようにケーシング側壁３１ｂ
が弁座３４の近傍から弁軸ｘに対して略直交する方向に
外側に膨らんでいる。このケーシング側壁３１ｂの膨ら
みの度合いは、流入口３２の口径をＤとしたとき、弁体
３５が開放された際に弁体３５の外周部とケーシング内
壁との距離が０．８Ｄ以上になるように設定されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述した構成の真空弁
は、０．８Ｄ以下の直径を有する小石等の塊状の異物に
対しては極めて有効に噛み込みを防止するが、図５に示
されるように割り箸等の棒状の異物Ｆが外側に膨らんだ
ケーシング壁間にブリッジ状にひっかかってしまうとい
う問題点があった。この原因をつきとめるため、本件出
願人は棒状の異物を流入させる実験を重ねた処、特願平
４−３３６５７１号で提案した改良型のケーシングにお
いては、図５に示されるように流入口と流出口を結ぶ流
線Ｓの方向とケーシング内壁とが鈍角をなす箇所があ
り、この箇所に割り箸等の棒状の異物Ｆが接触すると壁
面に沿って棒状の異物の頭部が押し上げられ、その結
果、ケーシング壁間に棒状の異物がブリッジ状にひっか
かってしまうことが判明した。
【０００９】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、弁の作動時にケーシング壁間に割り箸等の棒状の異
物がひっかかることがない構造を有した真空弁を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明の真空弁は、流入口と流出口と弁座とを有し
たケーシングと、このケーシング内に収容され前記弁座
に着座する位置と弁座から離間した位置とを直線移動す
る弁体と、この弁体を着座位置に押圧するための押圧手
段と、この押圧手段に抗して前記弁体を弁座から離間さ
せるために空気差圧が作用するピストン室とを備えた真
空弁において、前記ケーシングは、ケーシング内壁が弁
軸に対して非軸対称をなし、流入口から流入する異物が
流出しやすいように流入口と流出口とを結ぶ流線の方向
とケーシング内壁が鋭角をなすとともに、流入する異物
が前記弁体とケーシング内壁との間に噛み込まないよう
に該内壁が弁座の近傍から弁軸に対して略直交する方向
に外方に膨らんでいることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、流入口
と流出口とを結ぶ流線の方向とケーシング内壁が鋭角を
なしているため、ケーシング内壁に割り箸等の棒状の異
物が接触しても、棒状の異物の頭が壁面によって下方に
押し下げられ、異物が流れの主流の中にとどまりケーシ
ング壁間にブリッジ状にひっかかることはない。また、
ケーシング内壁が弁座の近傍から弁軸に対して略直交す
る方向に外方に膨らんでいるため、ケーシングの内部で
弁座の近傍には広い空間が形成され、弁体とケーシング
内壁面との間には流入してくる異物に対して十分に大き
な空間が形成される。したがって、弁の開放時又は閉鎖
時に弁体とケーシング内壁との間に異物が噛み込むこと
が防止される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る真空弁の一実施例を図１
乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の真空弁の
断面図であり、図２はケーシングの平面図、図３（ａ）
は図２のＡ−Ｂ線断面図、図３（ｂ）は図２のＡ−Ｃ線
断面図である。真空弁Ｖは、全体が概略Ｙ字状断面をし
たケーシング１と、ケーシング１内で斜め方向に昇降可
能に配置された弁体５と、この弁体５を支持する弁棒６
とを備えている。
【００１３】ケーシング１は、底壁１ａと、この底壁１
ａより外方に膨らむとともに斜め上方に伸びる側壁１ｂ
とを備えている。ケーシング１は流入口２と流出口３と
を備え、流入口２及び流出口３は水平方向に伸びてい
る。また底壁１ａから流出口３に連なる部分が弁座４を
形成している。流入口２と流出口３の口径（直径）Ｄは
等しく設定されている。
【００１４】そして、前記ケーシング１は、図１に示さ
れるように流入口２から流入する割り箸等の異物が流出
しやすいように流入口２と流出口３とを結ぶ流線Ｓの方
向とケーシング側壁１ｂがいずれの箇所においても９０
゜以下の鋭角をなしている。
【００１５】また、流入口２から流入する小石等の異物
が弁体５とケーシング側壁１ｂとの間に噛み込まないよ
うに、ケーシング側壁１ｂは、図３（ａ）及び図３
（ｂ）に示されるように弁座４の近傍から弁軸ｘに対し
て略直交する方向に外方に膨らんでいる。このケーシン
グ側壁１ｂの膨らみの度合いは、図２において、流出口
側の略１２０°の範囲内を除く範囲で、弁体５が開放さ
れた際に弁体５の外周部とケーシング内壁との距離が
０．８Ｄ以上になるように設定されている。またケーシ
ング側壁１ｂの膨らみの度合いは、図３（ａ）及び図３
（ｂ）に示されるように流入口側に向かうほど大きくな
っている。
【００１６】また、ケーシング１の最も膨らんだ部分か
ら弁座４に至るまでのケーシング内壁の流入口２と流出
口３とを結ぶ流線Ｓの方向に対する平均勾配が６０゜以
下に設定されている。即ち、ケーシング１の最も膨らん
だ部分から弁座４に至るまでの各点と流線Ｓとのなす角
度を平均した平均勾配は６０°以下になっている。
【００１７】弁体５は略円錐形状をなしており、この弁
体５を支持する弁棒６は斜め方向に伸びている。一方、
ケーシング１の上端部には、ピストンハウジング７が設
置されており、このピストンハウジング７内にピストン
８が往復動可能に配設されている。そして、弁棒６の上
端部にはねじ６ａが形成されており、前記ピストン８は
プレート９とナット１０とにより挟持されることにより
弁棒６の上端部に一体に固定されている。
【００１８】前記ピストン８とピストンハウジング７と
の間には、ダイヤフラム１１が張設されており、このダ
イヤフラム１１によってピストンハウジング７内が２つ
の室、即ち真空室７ａと大気室７ｂとに画成されてい
る。また、容器状のピストン８内には弁体５を斜め下方
に押圧するための圧縮コイルスプリング１３が設置され
ており、このスプリング１３の押圧力によって弁体５が
弁座４に着座してシールされるようになっている。
【００１９】一方、真空源からの真空が真空室７ａに作
用してピストン８が斜め上方に上昇すると、弁棒６を介
して弁体５は斜め上方に移動して、弁座４に着座した状
態が解除されて、弁開状態となる。
【００２０】次に、前述のように構成された真空弁Ｖの
作用を図１及び図４を参照して説明する。真空弁Ｖの吸
込管１５の下端と、汚水ます（図示せず）の底との隙間
は真空弁Ｖの口径Ｄより小さくなるようにしている。そ
の理由は、真空弁Ｖの口径Ｄより大きな異物が吸込まれ
て真空弁Ｖや吸込み管が閉塞することがないようにする
ためである。真空弁Ｖの口径Ｄより大きな異物は吸込み
管と汚水ます底との隙間で阻止される。この隙間は一般
に真空弁Ｖの口径の０．８〜０．９倍に設定されてい
る。
【００２１】しかして、弁開放に際しては、真空室７ａ
を真空源に連通させることにより、真空室７ａと大気室
７ｂとの圧力差によりピストン８が斜め上方へ持ち上げ
られ、弁棒６を介して弁体５は斜め上方に移動して、弁
体５が弁座４に着座した状態が解除されて、弁開状態と
なる。
【００２２】これによって、汚水ますに溜まった汚水は
吸込管１５より吸い込まれ、真空弁Ｖを介して真空下水
管に送られる。真空弁Ｖの直前には吸込管１５の９０゜
ベンド１５ａが設けられているため、真空弁の流入口２
及び流出口３の流速分布は、図４（ａ）に示されるよう
に管内の上部の流速が下部に比べて著しく速くなる。そ
のため、図４（ｂ）に示されるように、ベンド１５ａの
上部に突き当たった割り箸等の棒状の異物Ｆは、頭を押
さえられて主流流線方向に平行な姿勢を取りやすい。こ
のため、Ｄ以上４Ｄ／３以下の長さの棒状の異物Ｆは、
流入口２と流出口３を結ぶ流れの主流の中にとどまり、
容易に流出しやすい。
【００２３】たとえ図１に示すように棒状の異物Ｆが流
れの主流から逸脱してケーシング内壁（側壁１ｂ）に接
触しても、流入口２と流出口３とを結ぶ流線Ｓの方向と
ケーシング内壁（側壁１ｂ）が鋭角をなしているため、
棒状の異物Ｆは矢印に示すように頭が下方に押し下げら
れ異物は流れの主流の中にとどまり、異物がケーシング
壁間にブリッジ状にひっかかることはない。
【００２４】また、図１に示すように長さ４Ｄ／３を越
える棒状の異物Ｆが流入口の口径Ｄと同じ口径を有する
吸込管１５の管壁に対して最も大きな角度をなすように
流入してきた場合、その姿勢のまま異物Ｆがケーシング
内壁（側壁１ｂ）に接触したとき、異物とケーシング内
壁とのなす角が鋭角になるようにケーシング内壁が勾配
を有しているため、さらに棒状の異物の流出が促進され
る。
【００２５】さらにケーシング１の内部で弁座４の近傍
には広い空間が形成されているので、弁体５とケーシン
グ１の底壁１ａ及び側壁１ｂとの間には、流入してくる
小石等の塊状の異物Ｆに対して十分に大きな空間が形成
される。即ち、弁体５とケーシング内壁との距離が弁軸
周囲の１２０゜以上の範囲で０．８Ｄ以上に設定されて
いるため、弁体５とケーシング内壁との間には、塊状の
異物の通過に必要な面積が確保され、塊状の異物の噛み
込みが防止され、該異物の存在により弁体５の動きが拘
束されることが防止される。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
入口と流出口とを結ぶ流線の方向とケーシング内壁が鋭
角をなしているため、ケーシング内壁に割り箸等の棒状
の異物が接触しても異物の頭が壁面によって下方に押し
下げられ、異物が流れの主流の中にとどまり棒状の異物
がひっかかることはない。
【００２７】また本発明によれば、ケーシング内壁が弁
座の近傍から弁軸に対して略直交する方向に外方に膨ら
んでいるため、ケーシングの内部で弁座の近傍には広い
空間が形成され、弁体とケーシング内壁面との間には流
入してくる小石等の塊状の異物に対して十分に大きな空
間が形成される。したがって、弁の開放時又は閉鎖時に
弁体とケーシング内壁との間に塊状の異物が噛み込むこ
とが防止される。また、異物の噛み込みによって弁体が
途中開度で開いたままの状態になることがないため、全
システムの真空が破壊されて使用不能になることを防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空弁の一実施例を示す断面図で
ある。
【図２】本発明に係る真空弁におけるケーシングの平面
図である。
【図３】図３（ａ）は図２のＡ−Ｂ線断面図、図３
（ｂ）は図２のＡ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明に係る真空弁の作用を説明する説明図で
ある。
【図５】従来の真空弁の断面図である。
【符号の説明】
Ｖ 真空弁 １ ケーシング ２ 流入口 ３ 流出口 ４ 弁座 ５ 弁体 ６ 弁棒 ７ ピストンハウジング ８ ピストン １１ ダイヤフラム １３ 圧縮コイルスプリング １５ 吸込管

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流入口と流出口と弁座とを有したケーシ
    ングと、このケーシング内に収容され前記弁座に着座す
    る位置と弁座から離間した位置とを直線移動する弁体
    と、この弁体を着座位置に押圧するための押圧手段と、
    この押圧手段に抗して前記弁体を弁座から離間させるた
    めに空気差圧が作用するピストン室とを備えた真空弁に
    おいて、前記ケーシングは、ケーシング内壁が弁軸に対
    して非軸対称をなし、流入口から流入する異物が流出し
    やすいように流入口と流出口とを結ぶ流線の方向とケー
    シング内壁が鋭角をなすとともに、流入する異物が前記
    弁体とケーシング内壁との間に噛み込まないように該内
    壁が弁座の近傍から弁軸に対して略直交する方向に外方
    に膨らんでいることを特徴とする真空弁。
  2. 【請求項２】 前記弁体が開放された際に弁体の外周部
    と前記ケーシング内壁との距離が前記弁軸周囲の１２０
    ゜以上の範囲で前記流入口直径の０．８倍以上であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の真空弁。
  3. 【請求項３】 前記ケーシングの最も膨らんだ部分から
    流出口弁座に至るまでの該ケーシング内壁の前記流入口
    と前記流出口とを結ぶ流線の方向に対する平均勾配が６
    ０゜以下であることを特徴とする請求項１記載の真空
    弁。
  4. 【請求項４】 流入口の口径をＤとしたとき、長さ４Ｄ
    ／３を越える棒状の異物が、前記口径Ｄと同じ口径を有
    する吸込管の管壁に対して最も大きな角度をなすように
    流入してきた場合、その姿勢のまま異物がケーシング内
    壁に接触したとき、異物とケーシング内壁のなす角が鋭
    角になるような勾配を有するケーシング内壁を備えたこ
    とを特徴とする請求項１記載の真空弁。
JP5259050A 1993-09-22 1993-09-22 真空弁 Expired - Lifetime JP2816524B2 (ja)

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JP5259050A JP2816524B2 (ja) 1993-09-22 1993-09-22 真空弁
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KR1019940023947A KR100390294B1 (ko) 1993-09-22 1994-09-22 진공밸브

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JP5259050A JP2816524B2 (ja) 1993-09-22 1993-09-22 真空弁

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Publication Number Publication Date
JPH0791564A JPH0791564A (ja) 1995-04-04
JP2816524B2 true JP2816524B2 (ja) 1998-10-27

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EP (1) EP0646740B1 (ja)
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DE (1) DE69420099T2 (ja)

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