汚水攪拌バルブ及びこれを用いたポンプユニット
【課題】 オイルによる環境汚染を防止する。
【解決手段】 この汚水攪拌バルブには、汚水が流入する流入口と、汚水が排出される排出口と、流入口から排出口まで汚水を案内する流路とが設けられている。そして、汚水攪拌バルブには、流入口に対向する位置に配置される第１弾性体膜と、第１弾性体膜に対して流入口の反対側に配置された中空部と、第１弾性体膜よりも下流側で、かつ中空部よりも上方に配置され、流路内に進退自在な球体弁とが設けられている。中空部の内部には、第１弾性体膜に接触するように配置されて、第１弾性体膜の変形に対応して伸縮するダンパと、ダンパの上方に配置され、ダンパの伸縮に連動して上下動するリンク機構と、リンク機構の上方で流路及び中空部を遮断するように配置されて、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る。そして、第２弾性体膜を介して球体弁が昇降する。
【解決手段】 この汚水攪拌バルブには、汚水が流入する流入口と、汚水が排出される排出口と、流入口から排出口まで汚水を案内する流路とが設けられている。そして、汚水攪拌バルブには、流入口に対向する位置に配置される第１弾性体膜と、第１弾性体膜に対して流入口の反対側に配置された中空部と、第１弾性体膜よりも下流側で、かつ中空部よりも上方に配置され、流路内に進退自在な球体弁とが設けられている。中空部の内部には、第１弾性体膜に接触するように配置されて、第１弾性体膜の変形に対応して伸縮するダンパと、ダンパの上方に配置され、ダンパの伸縮に連動して上下動するリンク機構と、リンク機構の上方で流路及び中空部を遮断するように配置されて、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る。そして、第２弾性体膜を介して球体弁が昇降する。
【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】特許登録第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、
前記流路を開閉する流路弁と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記流路弁を開閉するフロート部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、フロート部が浮沈することで流路弁が開閉されるので、
汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まってフロート部が浮上すると、それに伴って流路弁が開状態となる。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００１０】
ここで、外部のポンプは汚水攪拌バルブに汚水を供給しながらも、汚水槽内の汚水も槽外に排出している。これにより、槽内の汚水量が減少しフロート部が沈むと流路弁も閉状態となる。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。
このように、フロート部の浮沈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。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記補助空間に連続するように設けられて、前記流路及び前記補助空間内の空気を抜くための空気抜き弁と、
前記流路及び前記補助空間内を移動自在な中空球体状の前記流路弁に接触し保持するため、前記補助空間内に配置された球体弁保持部と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記球体弁保持部を昇降させて前記流路弁を移動させるフロート部とが設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、流路弁が流路及び補助空間内を移動自在であるので、汚水攪拌バルブ内に汚水が溜まっていくと中空球体弁も浮上して流路から補助空間へと移動する。この際、流路弁は球体弁保持部に接触して保持されることになる。これで流路が開状態となり汚水攪拌バルブ内に汚水を流すことができる。さらに、汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まってフロート部を浮上させると、それに伴って球体弁保持部も上昇し、流路弁も上昇する。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００１３】
ここで、外部のポンプは汚水攪拌バルブに汚水を供給しながらも、汚水槽内の汚水も槽外に排出している。これにより、槽内の汚水量が減少しフロート部が沈むと球体弁保持部も下降する。この下降に連動して流路弁も下降すると、流路弁は汚水の流れに誘導されて流路内に完全に進入し、流路を閉状態とする。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。
このように、フロート部の浮沈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。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路弁とフロート部とが連結されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、流路弁とフロート部が連結されているので、フロート部の浮沈動作を直接流路弁に伝達させることができる。このため、フロート部の浮沈動作による流路弁の開閉を確実に行うことができる。
【００１６】
請求項５記載の発明におけるポンプユニットは、
請求項１〜４のいずれか１項に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。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００１８】
請求項６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、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記流路及び前記補助空間内で浮沈することで当該流路を開閉する球体弁と、
前記補助空間内で、浮上した前記球体弁を保持する球体弁保持部と、
前記球体弁保持部よりも上位に配置されて、前記補助空間内の空気を排出可能な逆止弁とを備え、
前記補助空間には、前記球体弁保持部から前記流路までを離間させ、前記逆止弁により前記補助空間内の汚水が排出されない状態で前記球体弁が開状態である場合に前記流体弁保持部から前記流路までに下降旋回流を生じさせるための離間領域が設けられ、
前記球体弁は、前記下降旋回流により沈降して前記流路を閉状態とすることを特徴としている。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、球体弁が流路及び補助空間内で浮沈することで、流路が開閉される。具体的には、汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まって球体弁が流路及び補助空間内で浮上すると流路は開状態となる。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００２０】
ここで、外部のポンプより汚水攪拌バルブに汚水が供給される際に、球体保持部の球体弁保持位置よりも上位に槽内の汚水水位があるのであれば、補助空間内の汚水水位も球体弁保持位置よりも上位となるために球体弁は汚水中に存在することになる。球体弁が開状態の汚水攪拌バルブ内に外部のポンプから汚水が供給されると、汚水の一部は排出口から排出されるものの他の一部は補助空間内に流入する。このとき、補助空間内に空気があった場合には逆止弁により補助空間内の水位上昇とともに排出される。そして、補助空間が汚水により満たされたとしても、逆止弁からは排出されない。その後、外部のポンプから汚水が供給されると、汚水は補助空間を形成する壁面に沿って上昇旋回流を形成して上昇する。このとき逆止弁からは排出されないので汚水は補助空間中心部で下降する微小の下降旋回流となって流路内に還流することになる。球体弁保持部により保持されていた球体弁は、下降旋回流により徐々に下降し、その後流路内の汚水の流れに誘導されて、流路を閉状態とする。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。
このように、球体弁の浮沈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。
【００２１】
ところで、上記したフロート部により流路弁を開閉する汚水攪拌バルブであると、槽内の汚水水位が直接フロート部の開閉に影響するために、攪拌時間を十分に確保することが困難であった。しかしながら、請求項６記載の発明であると、球体弁が上昇旋回流の影響を受けながら下降旋回流により徐々に下降するようになっているために、流路が閉状態になるまで相当の時間が確保できる。これにより、攪拌時間を十分に確保することが可能となる。
さらに球体弁及び逆止弁以外に可動部がないために、故障頻度を抑制することも可能である。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は棒状に形成され、当該球体弁保持部の上端部が前記補助空間を形成する筒体の天井部に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されて、前記球体弁保持部の下端部で前記球体弁を保持することを特徴としている。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、球体弁保持部が棒状に形成されているので、球体弁保持部自体の凹凸を削減することができる。これにより、し渣等が球体弁保持部に絡みつくことが防止される。また、棒状の球体弁保持部の上端部が少なくとも２点で固定されているので、球体弁保持部を一点で固定した場合と比較して当該球体弁保持部の揺れを防止することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部の表面には、前記少なくとも２点の間から視認可能な目盛りが付されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、球体弁保持部の表面には、少なくとも２点の固定点の間から視認可能な目盛りが付されているので、外部から容易に球体弁保持部による球体弁保持位置を認識することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は、前記補助空間を形成する筒体の天井部であることを特徴としている。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、球体弁保持部が筒体の天井部であるので、球体弁保持部専用の部材を取り付けなくとも球体弁を保持することができる。このように、球体弁保持部専用の部材が省略できると、当該部材に異物等が絡みつくことを防止できる。
【００２８】
請求項１０記載の発明によれば、請求項６〜９の何れか一項に記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記排出口には、前記汚水の吐出流により自在に回転する排出管が連結されていることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、汚水の吐出流により自在に回転する排出管が排出口に連結されているので、この回転により広範囲を攪拌することが可能となり、噴射流による攪拌効果を高めることができる。このように広範囲を攪拌できれば、清掃効果も高められることになる。
【００３０】
請求項１１記載の発明におけるポンプユニットは、
請求項６〜１０の何れか一項に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、
前記汚水攪拌バルブの前記逆止弁と前記圧送菅とが連通し、前記圧送管に流入した汚水により前記逆止弁を閉状態にすることを特徴としている。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、請求項６〜１０の何れか一項に記載の発明と同等の作用効果を奏することができる。特に、逆止弁と圧送菅とが連通しているので、流路や圧送菅に汚水が流入された際であっても逆止弁を確実に閉状態にすることができ、下降旋回流を確保することができる。
【発明の効果】
【００３２】
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】
【００３３】
［第１の実施の形態］
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。）
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態について説明する。ここで、第１の実施の形態ではダンパ１０６の伸縮を用いることによって汚水攪拌バルブ１００を開閉させる構成を例示して説明したが、この第２の実施の形態では汚水槽２の汚水によって浮沈するフロート部を用いることで汚水攪拌バルブを開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４７】
図９は、第２の実施の形態のポンプユニットの概略構成を表す側面図である。この図９に示すように、ポンプユニット１Ａは、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１Ａには、圧送管３と、合流管４（図９では省略）と、ポンプ５と、汚水攪拌バルブ２００とが設けられている。
【００４８】
図１０は汚水攪拌バルブ２００の概略構成を表す断面図である。図１０に示すように汚水攪拌バルブ２００には、汚水が流入する流入口２０１と、汚水が排出される排出口２０２と、流入口２０１から排出口２０２まで汚水を案内する流路２０３とが形成されている。流路２０３の途中には、当該流路２０３に連続するように流路２０３から上方に向けて延出する補助空間２０４が形成されている。
【００４９】
また、汚水攪拌バルブ２００の内部には、流路２０３を開閉する中空球体弁（流路弁）２０５が流路２０３及び補助空間２０４内を移動自在となるように設けられている。そして、汚水攪拌バルブ２００の上部には、補助空間２０４に連続して、流路２０３及び補助空間２０４内の空気を抜くための略Ｓ字状の空気抜き弁２０６が接続されている。また、補助空間２０４内部には、補助空間２０４内に進入した中空球体弁２０５に接触し保持する球体弁保持部２１０が配置されている。
【００５０】
球体弁保持部２１０には、中空球体弁２０５を保持するために中空球体弁２０５の上面に重なる昇降自在な球面部２０７が設けられている。
【００５１】
また、汚水攪拌バルブ２００の上部には、球面部２０７を昇降させるフロート部２０９が設けられている。このフロート部２０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き２１０と、当該球状浮き２１０及び球体弁保持部２１０の球面部２０７とを連結する連結部２１１とが設けられている。つまり、球状浮き２１０が浮いた状態である場合には、球面部２０７及び当該球面部２０７に保持された中空球体弁２０５は最も上位置に配置されているが、球状浮き２１０が沈みだすと球面部２０７及び中空球体弁２０５も下降するようになっている。
そして、連結部２１１の周囲には、球状浮き２１０の浮沈動作に連動して伸縮する第１ベローズ２０８と第２ベローズ部２１２とが設けられている。
【００５２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
汚水攪拌バルブ２００内に汚水が進入していない状態であると、中空球体弁２０５は流路２０３内に配置されていて、流路２０３を閉じている（図１０の実線部Ｌ１参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ２００内にも汚水が溜まっていくと中空球体弁２０５も浮上して流路２０３から補助空間２０４へと移動する（図１０の２点鎖線部Ｌ２参照）。この際、中空球体弁２０５は球体弁保持部２１０の球面部２０７に接触して保持されることになる。これで流路２０３が開状態となり汚水攪拌バルブ２００内に汚水を流すことができる。さらに、汚水槽２内に汚水が溜まってフロート部２０９の球状浮き２１０を浮上させると、それに伴って球面部２０７も上昇し、中空球体弁２０５も上昇する（図１０の２点鎖線部Ｌ３参照）。ここで、流路２０３及び補助空間２０４の空気は、汚水の増加に伴って空気抜き弁２０６から排出されるために、各上昇動作がスムーズに行われることになる。
【００５３】
そして、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２００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。
【００５４】
一方、汚水が流入口２０１に供給されると、汚水は流路２０３及び排出口２０２を介して排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。ここで、ポンプ５は汚水攪拌バルブ２００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も槽外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部２０９の球状浮き２１０が沈むと球体弁保持部２１０の球面部２０７も下降する。この下降に連動して中空球体弁２０５も下降すると、中空球体弁２０５は汚水の流れに誘導されることになって流路２０３内に完全に進入し、流路２０３を閉状態とする（図１０の実線部Ｌ１参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口２０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００５５】
以上のように第２の実施の形態によれば、フロート部２０９の球状浮き２１０の浮沈によって汚水攪拌バルブ２００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ２００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。
【００５６】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態について説明する。ここで、第２の実施の形態ではフロート部２０９が間接的に中空球体弁２０５を昇降させることで汚水攪拌バルブ２００を開閉させる構成を例示して説明したが、この第３の実施の形態では、フロート部が直接流路弁を開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第２の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５７】
第３の実施の形態の汚水攪拌バルブ３００は、第２の実施の形態の汚水攪拌バルブ２００と同様に図３に示すポンプユニット１Ａに設置されている。図１１は、第３の実施の形態の汚水攪拌バルブ３００の概略構成を示す断面図である。図１１に示すように、汚水攪拌バルブ３００には、汚水が流入する流入口３０１と、汚水が排出される排出口３０２と、流入口３０１から排出口３０２まで汚水を案内する流路３０３とが形成されている。流路３０３は、全体として水平方向に沿うように形成されているが、中央部分のみ上下方向に沿うように形成されている。この中央部３０４には、流路３０３を閉状態とするための台座３０５が設けられている。
【００５８】
また、汚水攪拌バルブ３００の内部における台座３０５の上方には、台座３０５とともに流路３０３を閉状態とするための流路開閉部３０６が設けられている。流路開閉部３０６には、台座３０５に栓をすることで流路３０３を閉状態にし、台座３０５から離間することで流路３０３を開状態にする昇降自在な流路弁３０７が設けられている。
【００５９】
また、汚水攪拌バルブ３００の上部には、流路弁３０７を昇降させるフロート部３０９が設けられている。このフロート部３０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き３１０と、当該球状浮き３１０及び流路弁３０７とを連結する連結部３１１とが設けられている。また、連結部３１１の周りには、と、流路弁３０７の昇降動作に連動して伸縮する第１ベローズ部３０８と、第２ベローズ部３１２とが設けられている。
球状浮き３１０が浮いた状態である場合には流路弁３０７は台座３０５から離間し、球状浮き３１０が沈みだすと流路弁３０７は下降して、台座３０５に密着するようになっている。つまり、フロート部３０９は、流路弁３０７に連結されて外部の汚水量に対応して浮沈することで、流路弁３０７を開閉するようになっている。
【００６０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
フロート部３０９の球状浮き３１０が沈んだ状態であると、流路弁３０７は台座３０５に密着して流路３０３を閉じている（図１１の２点鎖線部Ｌ４参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ３００内にも汚水が溜まっていくと、球状浮き３１０が浮上するため、流路弁３０７も上昇して台座３０５から離れて流路３０３を開状態とする（図１１の実線部Ｌ５参照）。これにより、汚水攪拌バルブ３００内に汚水を流すことができる。汚水攪拌バルブ３００を通過した汚水は排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。
【００６１】
ポンプ５は汚水攪拌バルブ３００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も汚水槽２外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部３０９の球状浮き３１０が沈むと、流路弁３０７は台座３０５に密着して流路３０３を閉じる（図１１の２点鎖線部Ｌ４参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口３０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００６２】
以上のように、第３の実施の形態によれば、フロート部３０９の浮沈によって汚水攪拌バルブ３００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ３００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。
【００６３】
［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態について説明する。ここで第３の実施の形態では、流路弁３０７を昇降させることで流路３０３を開閉する構成を例示して説明したが、この第４の実施の形態では、流路弁３０７を回動させることで流路３０３を開閉する構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第２の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
第４の実施の形態の汚水攪拌バルブ４００は、第２の実施の形態の汚水攪拌バルブ２００と同様に図３に示すポンプユニット１Ａに設置されている。図１２は、第４の実施の形態の汚水攪拌バルブ４００の概略構成を示す断面図である。図１２に示すように、汚水攪拌バルブ４００には、汚水が流入する流入口４０１と、汚水が排出される排出口４０２と、流入口４０１から排出口４０２まで汚水を案内する流路４０３とが形成されている。流路４０３は、全体として水平方向に沿うように形成されている。この流路４０３の中央部には、流路４０３を閉状態とするための台座４０５が設けられている。
【００６５】
また、汚水攪拌バルブ４００の内部における台座４０５の上方には、台座４０５とともに流路４０３を閉状態とするための流路弁４０６が設けられている。流路弁４０６は、下流側を軸支されていて、この軸４０７を中心にして上下方向に回動するようになっている。
【００６６】
また、汚水攪拌バルブ４００の上部には、流路弁４０６を昇降させるフロート部４０９が設けられている。このフロート部４０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き４１０と、当該球状浮き４１０及び流路弁４０６とを連結する連結部４１１とが設けられている。連結部４１１の周りには、球状浮き４１０の浮沈動作に連動して伸縮する第１ベローズ４０８と、第２ベローズ部４１２とが設けられている。
球状浮き４１０が浮いた状態である場合には流路弁４０６は台座４０５から離間し、球状浮き４１０が沈みだすと流路弁４０６は回動して、台座４０５に密着するようになっている。つまり、フロート部４０９は、流路弁４０６に連結されて外部の汚水量に対応して浮沈することで、流路弁４０６を開閉するようになっている。ここで、流路弁４０６は回動するために、連結部４１１と流路弁４０６との連結位置の軌道が円弧状となってしまう。つまり、連結部４１１は流路弁４０６の回動に伴って僅かに振動することになる（図１２では左右方向に揺れる）。このような振動があっても連結部４１１がスムーズに上下動するように、連結部４１１が貫通する孔部４１３は振幅に応じた長孔となっている。
【００６７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
フロート部４０９の球状浮き４１０が沈んだ状態であると、流路弁４０６は台座４０５に密着して流路４０３を閉じている（図１２の２点鎖線部Ｌ６参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ４００内にも汚水が溜まっていくと、球状浮き４１０が浮上するため、流路弁４０６も上方へ回動して台座４０５から離れて流路４０３を開状態とする（図１２の実線部Ｌ７参照）。これにより、汚水攪拌バルブ４００内に汚水を流すことができる。汚水攪拌バルブ４００を通過した汚水は排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。
【００６８】
ポンプ５は汚水攪拌バルブ４００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も汚水槽２外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部４０９の球状浮き４１０が沈むと、流路弁４０６は下方に回動して台座４０５に密着し流路４０３を閉じる（図１２の２点鎖線部Ｌ６参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口４０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００６９】
以上のように、第４の実施の形態によれば、フロート部４０９の浮沈によって汚水攪拌バルブ４００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ４００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。
【００７０】
ここで、内部を流れる流体の力を直接的に利用して可動バルブ要素を作用させる汚水攪拌バルブであれば、流体の力が異なる場合にはその力に合わせて各構造部分を設計及びセッティングする必要がある。つまり、ポンプ５の出力や全揚程などの各種条件を考慮して、それらの条件に適するような設計やセッティングを行わなければならない。しかしならば、第２〜第４の実施の形態のようにフロート部２０９，３０９，４０９の浮沈動作を用いて汚水攪拌バルブ２００，３００，４００の開閉動作を行っていると、内部を流れる汚水の力を直接的に利用することもないので、各種条件が異なったとしても設計やセッティングを変更しなくともすむ。したがって、設計時や設置時の効率を高めることが可能となる。
【００７１】
［第５の実施の形態］
以下、第５の実施の形態について説明する。ここで、第２〜４の実施の形態ではフロート部２０９，３０９，４０９の浮沈に伴って汚水攪拌バルブ２００，３００，４００を開閉する構成を例示して説明したが、この第５の実施の形態では汚水攪拌バルブ内の球体弁を浮沈させることで汚水攪拌バルブを開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
図１３は、第５の実施の形態のポンプユニットの概略構成を表す側面図である。この図１３に示すように、ポンプユニット１Ｂは、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１Ｂには、圧送管３と、合流管４（図１３では省略）と、ポンプ５と、汚水攪拌バルブ５００とが設けられている。
【００７３】
圧送菅３と合流菅４との間には、圧送菅用ボール逆止め弁６及び仕切ボール弁７が設けられている。圧送菅用ボール逆止め弁６の内部には、中空球状のボール弁が浮沈自在に設けられている。通常、ボール弁が圧送管用ボール逆止め弁６の内部に着座して閉状態となっているが、圧送菅３から汚水が流入するとボール弁が浮上して開状態となる。開状態となると、圧送菅３からの汚水は合流菅４に流出することになる。圧送管用ボール逆止め弁６の下方には、当該圧送管用ボール逆止め弁６と連通するように、空気抜き菅８が配設されている。
【００７４】
図１４は汚水攪拌バルブ５００の概略構成を表す断面図である。図１４に示すように汚水攪拌バルブ５００には、汚水が流入する流入口５０１と、汚水が排出される排出口５０２と、流入口５０１から排出口５０２まで汚水を案内する流路５０３とが形成されている。流路５０３の途中には、当該流路５０３に連続するように流路５０３から上方に向けて延出する補助空間５０４が形成されている。
【００７５】
また、汚水攪拌バルブ５００の内部には、流路５０３及び補助空間５０４内で浮沈することで流路５０３を開閉する中空の球体弁５０５が配置されている。また、補助空間５０４内には、浮上した球体弁５０５を保持する球体弁保持部５０６が設けられている。球体弁保持部５０６は、断面視逆Ｔ字状に形成されていて、その上端部は汚水攪拌バルブ５００の天井部５０７にネジ止めされている。なお、ネジ５０８を緩めることで、球体保持部５０６を昇降させて球体保持位置を調整することが可能である。
【００７６】
また、汚水攪拌バルブ５００の上部には、補助空間５０４に連通する逆止弁５０９が圧送菅３に連通するように設けられている。逆止弁５０９の内部には、中空の第２球体弁５１０が設けられている。第２球体弁５１０は、補助空間５０４内に汚水が浸入する際には逆止弁５０９の流入口５１１から離間して開状態となるので、補助空間５０４内の空気や汚水を排出させる。また、圧送菅３から水圧を受けると第２球体弁５１０は流入口５１１に密着して閉状態となるので、補助空間５０４内の汚水は排出されない。
【００７７】
また、補助空間５０４には、球体弁保持部５０４から流路５０３までを離間させ、逆止弁５０９により補助空間５０４内の汚水が排出されない状態で球体弁５０５が開状態である場合に流体弁保持部５０６から流路５０３までに下降旋回流を生じさせるための離間領域５１２が設けられている。具体的には、補助空間５０４の下端部から球体弁保持部５０６の球体弁保持位置までの領域が離間領域Ｂである。離間領域Ｂが設けられているので補助空間５０４内に下降旋回流が発生することになり、この下降旋回流により球体弁５０５を徐々に沈降させることが実現されるのである。なお下降旋回流の発生メカニズムは後述する。
【００７８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
汚水攪拌バルブ５００内に汚水が進入していない状態であると、球体弁５０５は流路５０３内に配置されていて、流路５０３を閉じている（図１４の実線部Ｌ８参照）。このとき逆止弁５０９の第２球体弁５１０は流入口５１１から離間して開状態となっている（図１４の実線部Ｌ９）。
【００７９】
その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ５００内にも汚水が溜まっていくと球体弁５０５も浮上して流路５０３から補助空間５０４へと移動し、球体弁保持部５０６により保持され、それ以上の上昇を規制される（図１４の２点鎖線部Ｌ１０参照）。これで流路５０３が開状態となり汚水攪拌バルブ５００内に汚水を流すことができる。このとき、補助空間５０４内の空気は逆止弁５０９を介して圧送菅３内に排出されて、圧送菅用ボール逆止め弁６及び空気抜き菅８を介して汚水槽２内に排出される。
【００８０】
そして、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５００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、圧送菅用ボール６及び仕切ボール弁７を介して槽外に排出される。このとき圧送菅３内の水圧によって逆止弁５０９の第２球体弁５１０は流入口５１１に密着し閉状態となっている（図１４の実線部Ｌ１１参照）。これにより、圧送菅３から汚水攪拌バルブ５００内に汚水が逆流することが防止される。
【００８１】
一方、汚水が汚水攪拌バルブ５００の流入口５０１に供給される際においては、球体弁５０５が球体弁保持位置にあって汚水攪拌バルブ５００が開状態となっている。このため、汚水は流路５０３及び排出口５０２を介して排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。この際、汚水の一部は補助空間５０４内に侵入する。この進入時において、汚水は補助空間５０４の壁面に沿って上昇旋回流αを形成しながら補助空間５０４内に侵入する。汚水の上昇旋回流αは、逆止弁５０９の第２球体弁５１０が閉状態となっているために、補助空間５０４の中心付近で微小な下降旋回流βを形成しながら下降し、流路５０３内に還流する。
【００８２】
球体弁保持部５０６により保持されていた球体弁５０５は、下降旋回流βにより上下動を繰り返しながら流路５０３側に引き寄せられる。その後、球体弁５０５が補助空間５０４の下端部に位置すると、流路５０３内の汚水の流れに誘導されることになって流路５０３内に完全に進入し、流路５０３を閉状態とする（図１４の実線部Ｌ８参照）。閉状態になると汚水攪拌バルブ５００内の汚水の流れが止まって排出口５０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。これにより、汚水は圧送菅３のみを流れることになり、槽外へ排出されることになる。
【００８３】
以上のように第５の実施の形態によれば、球体弁５０５の浮沈によって汚水攪拌バルブ５００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。
そして、球体弁５０５が上昇旋回流αの影響を受けながら下降旋回流βにより徐々に下降するようになっているために、流路５０２が閉状態になるまで相当の時間が確保できる。これにより、攪拌時間を十分に確保することが可能となる。
さらに球体弁５０５及び逆止弁５０９以外に可動部がないために、故障頻度を抑制することも可能である。また、球体弁保持部５０６の位置を変えることにより、ポンプの出力変化に対応させることが可能である。
【００８４】
ところで、第５の実施の形態では、汚水槽２が満水となった場合にポンプ５が可動する場合を例示して説明したが、ポンプ５の可動タイミングは、少なくとも補助空間５０４内の水位が球体弁保持部５０６の球体弁保持位置よりも上位にあるときでなければならない。図１５は、汚水の水位が球体弁保持位置よりも下位にある場合を表す説明図である。この図１５に示すように、汚水の水位が球体弁保持位置よりも下位にある状態でポンプ５が稼動すると、汚水が圧送管３に供給されて逆止弁５０９が閉状態となるとともに、補助空間５０４内にも汚水が流入して上昇旋回流α及び下降旋回流βが形成される。このとき、球体弁５０４は水面にあるために、当該球体弁５０４には表面張力Ｆが付与される。表面張力Ｆは、下降旋回流βより球体弁５０４に作用する力よりも上回っているので、球体弁５０４は下降旋回流βにより下降することがなく、ポンプ５による汚水供給が停止するまで汚水攪拌バルブ５００は閉状態とならない。このようなことを防止すべく、少なくとも補助空間５０４内の水位が球体弁保持部５０６の球体弁保持位置よりも上位にあるときをポンプ５の可動タイミングとしなければならないのである。
【００８５】
なお、下降旋回流βはポンプ５の出力によりその水勢が異なるため、設置されるポンプ５の種類に応じて球体弁保持部５０６による球体弁保持位置を調整することで、球体弁５０４が流路５０３に到達する時間を確保するようになっている。
【００８６】
また、第５の実施の形態では、逆止弁５０９が圧送菅３に連通された場合を例示して説明したが、逆止弁は球体弁保持部５０６よりも上位に配置されて、補助空間５０４内の空気を排出するが補助空間５０４内の汚水を排出させないのであれば、如何なるものであってもよい。例えば図１６に示すように補助空間５０４を形成する筒体５１３を満水位置よりも上位まで延在させて、その端部に逆止弁５１４を取り付けることなどが挙げられる。この実施形態における逆止弁５１４は、ポンプ稼動時の補助空間５０４内の圧力によって閉状態とすることで当該補助空間５０４内の汚水を排出されない状態とすることができ、上述のように圧送管３の水圧を利用して閉状態とする必要がない。
【００８７】
また、第５の実施の形態では、球体弁保持部５０６が断面視逆Ｔ字状に形成されている場合を例示して説明したが、球体弁保持部の形状はこれに限定されない。例えば図１７に示すように球体弁保持部５１５が棒状に形成されていてもよい。棒状であると球体弁保持部５１５自体の凹凸を削減することができ、し渣等が球体弁保持部５１５に絡みつくことが防止される。
【００８８】
図１７に示すように、球体弁保持部５１５の上端部は、補助空間５０４を形成する筒体５１６の天井部５１７に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されている。具体的には、天井部５１７には球体弁保持部５１５が貫通する貫通孔５１８が設けられている。また、天井部５１７の上部には、貫通孔５１８を貫通した球体弁保持部５１５を上下方向に２点で固定する固定部５１９が設けられている。このように、球体弁保持部５１５の上端部が２点で固定されていれば、球体弁保持部５１５を一点で固定した場合と比較して当該球体弁保持部５１５の揺れを防止することができる。
【００８９】
球体弁保持部５１５はネジ５２０により固定部５１９に固定されているが、ネジ５２０を緩めることで上下方向に位置調整が可能となっている。ここで、球体弁保持部５１５の表面には、固定部５１９による２点の固定点の間から視認可能な目盛りＭが付されており、外部から容易に球体弁保持部５１５による球体弁保持位置を認識することができるようになっている。
【００９０】
また、図１８に示すように補助空間５０４を形成する筒体５２１の天井部５２２を球体弁保持部としてもよい。こうした場合、球体弁保持部専用の部材を取り付けなくとも球体弁５０５を保持することができる。このように、球体弁保持部専用の部材が省略できると、当該部材に異物等が絡みつくことを防止できる。なお、補助空間５０４の高さはポンプ５の流量に応じて決定するため、ポンプ５や汚水攪拌バルブ５００の設置時にポンプ５の流量に応じた筒体５２１を選択する必要がある。例えば、流量が所定量よりも大きいポンプ５の場合は、補助空間５０４の高さが高くなる筒体５２１ａを選択し、流量が所定量よりも小さいポンプ５の場合は補助空間５０４の高さが低くなる筒体５２１ｂを選択することになる。
【００９１】
また、排出口５０２には、図１９に示すように汚水の吐出流により自在に回転する排出管５２３を連結することが好ましい。この排出管５２３には、回転式フランジ５２４と、当該回転式フランジ５２４の下流側で回転式フランジ５２４の軸中心からずれた位置を噴出口５２５とする噴出管５２６が設けられている（図１９（ｂ）参照）。排出管５２３内に汚水が流れると、その吐出流及び回転式フランジ５２４によって噴出管５２５は回転しながら汚水を噴出することになる。この回転により広範囲を攪拌することが可能となり、噴射流による攪拌効果を高めることができる。このように広範囲を攪拌できれば、清掃効果も高められることになる。
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】
【００９２】
【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。
【図９】第２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１０】図９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１１】第３の実施の形態に係る汚水攪拌バルブの概略構成を表す断面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る汚水攪拌バルブの概略構成を表す断面図である。
【図１３】第５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１４】図１３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１５】図１３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１６】図１３のポンプユニットの変形例を表す側面図である。
【図１７】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図である。
【図１８】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図である。
【図１９】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ，１Ｂ ポンプユニット
２ 汚水槽
３ 圧送管
４ 合流管
５ ポンプ
１００，２００，３００，４００，５００ 汚水攪拌バルブ
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 流入口
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２ 排出口
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 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
２０４ 補助空間
２０５ 中空球体弁（流路弁）
２０６ 空気抜き弁
２０７ 球面部
２０８，３０８，４０８ 第１ベローズ部
２０９，３０９，４０９ フロート部
２１０ 球体弁保持部
２１１，３１１，４１１ 連結部
２１２，３１２，４１２ 第２ベローズ部
３０４ 中央部
３０５，４０５ 台座
３０６ 流路開閉部
３０７ 流路弁
４０６ 流路弁
４０７ 軸
４１３ 孔部
５０４ 補助空間
５０５ 球体弁
５０６，５１５ 球体弁保持部
５０９ 逆止弁
５１３，５１６，５２２ 筒体
Ｂ 離間領域
Ｍ 目盛り
α 上昇旋回流
β 下降旋回流
【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】特許登録第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、
前記流路を開閉する流路弁と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記流路弁を開閉するフロート部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、フロート部が浮沈することで流路弁が開閉されるので、
汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まってフロート部が浮上すると、それに伴って流路弁が開状態となる。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００１０】
ここで、外部のポンプは汚水攪拌バルブに汚水を供給しながらも、汚水槽内の汚水も槽外に排出している。これにより、槽内の汚水量が減少しフロート部が沈むと流路弁も閉状態となる。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。
このように、フロート部の浮沈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。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記補助空間に連続するように設けられて、前記流路及び前記補助空間内の空気を抜くための空気抜き弁と、
前記流路及び前記補助空間内を移動自在な中空球体状の前記流路弁に接触し保持するため、前記補助空間内に配置された球体弁保持部と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記球体弁保持部を昇降させて前記流路弁を移動させるフロート部とが設けられていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、流路弁が流路及び補助空間内を移動自在であるので、汚水攪拌バルブ内に汚水が溜まっていくと中空球体弁も浮上して流路から補助空間へと移動する。この際、流路弁は球体弁保持部に接触して保持されることになる。これで流路が開状態となり汚水攪拌バルブ内に汚水を流すことができる。さらに、汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まってフロート部を浮上させると、それに伴って球体弁保持部も上昇し、流路弁も上昇する。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００１３】
ここで、外部のポンプは汚水攪拌バルブに汚水を供給しながらも、汚水槽内の汚水も槽外に排出している。これにより、槽内の汚水量が減少しフロート部が沈むと球体弁保持部も下降する。この下降に連動して流路弁も下降すると、流路弁は汚水の流れに誘導されて流路内に完全に進入し、流路を閉状態とする。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。
このように、フロート部の浮沈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。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路弁とフロート部とが連結されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、流路弁とフロート部が連結されているので、フロート部の浮沈動作を直接流路弁に伝達させることができる。このため、フロート部の浮沈動作による流路弁の開閉を確実に行うことができる。
【００１６】
請求項５記載の発明におけるポンプユニットは、
請求項１〜４のいずれか１項に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。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００１８】
請求項６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、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記流路及び前記補助空間内で浮沈することで当該流路を開閉する球体弁と、
前記補助空間内で、浮上した前記球体弁を保持する球体弁保持部と、
前記球体弁保持部よりも上位に配置されて、前記補助空間内の空気を排出可能な逆止弁とを備え、
前記補助空間には、前記球体弁保持部から前記流路までを離間させ、前記逆止弁により前記補助空間内の汚水が排出されない状態で前記球体弁が開状態である場合に前記流体弁保持部から前記流路までに下降旋回流を生じさせるための離間領域が設けられ、
前記球体弁は、前記下降旋回流により沈降して前記流路を閉状態とすることを特徴としている。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、球体弁が流路及び補助空間内で浮沈することで、流路が開閉される。具体的には、汚水攪拌バルブが設置された汚水槽内に汚水が溜まって球体弁が流路及び補助空間内で浮上すると流路は開状態となる。その後、外部のポンプによって汚水が流入口に供給されると、汚水は流路を介して排出口から排出されて汚水攪拌バルブ外の汚水を攪拌する。
【００２０】
ここで、外部のポンプより汚水攪拌バルブに汚水が供給される際に、球体保持部の球体弁保持位置よりも上位に槽内の汚水水位があるのであれば、補助空間内の汚水水位も球体弁保持位置よりも上位となるために球体弁は汚水中に存在することになる。球体弁が開状態の汚水攪拌バルブ内に外部のポンプから汚水が供給されると、汚水の一部は排出口から排出されるものの他の一部は補助空間内に流入する。このとき、補助空間内に空気があった場合には逆止弁により補助空間内の水位上昇とともに排出される。そして、補助空間が汚水により満たされたとしても、逆止弁からは排出されない。その後、外部のポンプから汚水が供給されると、汚水は補助空間を形成する壁面に沿って上昇旋回流を形成して上昇する。このとき逆止弁からは排出されないので汚水は補助空間中心部で下降する微小の下降旋回流となって流路内に還流することになる。球体弁保持部により保持されていた球体弁は、下降旋回流により徐々に下降し、その後流路内の汚水の流れに誘導されて、流路を閉状態とする。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。
このように、球体弁の浮沈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。
【００２１】
ところで、上記したフロート部により流路弁を開閉する汚水攪拌バルブであると、槽内の汚水水位が直接フロート部の開閉に影響するために、攪拌時間を十分に確保することが困難であった。しかしながら、請求項６記載の発明であると、球体弁が上昇旋回流の影響を受けながら下降旋回流により徐々に下降するようになっているために、流路が閉状態になるまで相当の時間が確保できる。これにより、攪拌時間を十分に確保することが可能となる。
さらに球体弁及び逆止弁以外に可動部がないために、故障頻度を抑制することも可能である。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は棒状に形成され、当該球体弁保持部の上端部が前記補助空間を形成する筒体の天井部に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されて、前記球体弁保持部の下端部で前記球体弁を保持することを特徴としている。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、球体弁保持部が棒状に形成されているので、球体弁保持部自体の凹凸を削減することができる。これにより、し渣等が球体弁保持部に絡みつくことが防止される。また、棒状の球体弁保持部の上端部が少なくとも２点で固定されているので、球体弁保持部を一点で固定した場合と比較して当該球体弁保持部の揺れを防止することができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部の表面には、前記少なくとも２点の間から視認可能な目盛りが付されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、球体弁保持部の表面には、少なくとも２点の固定点の間から視認可能な目盛りが付されているので、外部から容易に球体弁保持部による球体弁保持位置を認識することができる。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は、前記補助空間を形成する筒体の天井部であることを特徴としている。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、球体弁保持部が筒体の天井部であるので、球体弁保持部専用の部材を取り付けなくとも球体弁を保持することができる。このように、球体弁保持部専用の部材が省略できると、当該部材に異物等が絡みつくことを防止できる。
【００２８】
請求項１０記載の発明によれば、請求項６〜９の何れか一項に記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記排出口には、前記汚水の吐出流により自在に回転する排出管が連結されていることを特徴としている。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、汚水の吐出流により自在に回転する排出管が排出口に連結されているので、この回転により広範囲を攪拌することが可能となり、噴射流による攪拌効果を高めることができる。このように広範囲を攪拌できれば、清掃効果も高められることになる。
【００３０】
請求項１１記載の発明におけるポンプユニットは、
請求項６〜１０の何れか一項に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、
前記汚水攪拌バルブの前記逆止弁と前記圧送菅とが連通し、前記圧送管に流入した汚水により前記逆止弁を閉状態にすることを特徴としている。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、請求項６〜１０の何れか一項に記載の発明と同等の作用効果を奏することができる。特に、逆止弁と圧送菅とが連通しているので、流路や圧送菅に汚水が流入された際であっても逆止弁を確実に閉状態にすることができ、下降旋回流を確保することができる。
【発明の効果】
【００３２】
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】
【００３３】
［第１の実施の形態］
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。）
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態について説明する。ここで、第１の実施の形態ではダンパ１０６の伸縮を用いることによって汚水攪拌バルブ１００を開閉させる構成を例示して説明したが、この第２の実施の形態では汚水槽２の汚水によって浮沈するフロート部を用いることで汚水攪拌バルブを開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４７】
図９は、第２の実施の形態のポンプユニットの概略構成を表す側面図である。この図９に示すように、ポンプユニット１Ａは、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１Ａには、圧送管３と、合流管４（図９では省略）と、ポンプ５と、汚水攪拌バルブ２００とが設けられている。
【００４８】
図１０は汚水攪拌バルブ２００の概略構成を表す断面図である。図１０に示すように汚水攪拌バルブ２００には、汚水が流入する流入口２０１と、汚水が排出される排出口２０２と、流入口２０１から排出口２０２まで汚水を案内する流路２０３とが形成されている。流路２０３の途中には、当該流路２０３に連続するように流路２０３から上方に向けて延出する補助空間２０４が形成されている。
【００４９】
また、汚水攪拌バルブ２００の内部には、流路２０３を開閉する中空球体弁（流路弁）２０５が流路２０３及び補助空間２０４内を移動自在となるように設けられている。そして、汚水攪拌バルブ２００の上部には、補助空間２０４に連続して、流路２０３及び補助空間２０４内の空気を抜くための略Ｓ字状の空気抜き弁２０６が接続されている。また、補助空間２０４内部には、補助空間２０４内に進入した中空球体弁２０５に接触し保持する球体弁保持部２１０が配置されている。
【００５０】
球体弁保持部２１０には、中空球体弁２０５を保持するために中空球体弁２０５の上面に重なる昇降自在な球面部２０７が設けられている。
【００５１】
また、汚水攪拌バルブ２００の上部には、球面部２０７を昇降させるフロート部２０９が設けられている。このフロート部２０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き２１０と、当該球状浮き２１０及び球体弁保持部２１０の球面部２０７とを連結する連結部２１１とが設けられている。つまり、球状浮き２１０が浮いた状態である場合には、球面部２０７及び当該球面部２０７に保持された中空球体弁２０５は最も上位置に配置されているが、球状浮き２１０が沈みだすと球面部２０７及び中空球体弁２０５も下降するようになっている。
そして、連結部２１１の周囲には、球状浮き２１０の浮沈動作に連動して伸縮する第１ベローズ２０８と第２ベローズ部２１２とが設けられている。
【００５２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
汚水攪拌バルブ２００内に汚水が進入していない状態であると、中空球体弁２０５は流路２０３内に配置されていて、流路２０３を閉じている（図１０の実線部Ｌ１参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ２００内にも汚水が溜まっていくと中空球体弁２０５も浮上して流路２０３から補助空間２０４へと移動する（図１０の２点鎖線部Ｌ２参照）。この際、中空球体弁２０５は球体弁保持部２１０の球面部２０７に接触して保持されることになる。これで流路２０３が開状態となり汚水攪拌バルブ２００内に汚水を流すことができる。さらに、汚水槽２内に汚水が溜まってフロート部２０９の球状浮き２１０を浮上させると、それに伴って球面部２０７も上昇し、中空球体弁２０５も上昇する（図１０の２点鎖線部Ｌ３参照）。ここで、流路２０３及び補助空間２０４の空気は、汚水の増加に伴って空気抜き弁２０６から排出されるために、各上昇動作がスムーズに行われることになる。
【００５３】
そして、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２００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。
【００５４】
一方、汚水が流入口２０１に供給されると、汚水は流路２０３及び排出口２０２を介して排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。ここで、ポンプ５は汚水攪拌バルブ２００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も槽外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部２０９の球状浮き２１０が沈むと球体弁保持部２１０の球面部２０７も下降する。この下降に連動して中空球体弁２０５も下降すると、中空球体弁２０５は汚水の流れに誘導されることになって流路２０３内に完全に進入し、流路２０３を閉状態とする（図１０の実線部Ｌ１参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口２０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００５５】
以上のように第２の実施の形態によれば、フロート部２０９の球状浮き２１０の浮沈によって汚水攪拌バルブ２００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ２００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。
【００５６】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態について説明する。ここで、第２の実施の形態ではフロート部２０９が間接的に中空球体弁２０５を昇降させることで汚水攪拌バルブ２００を開閉させる構成を例示して説明したが、この第３の実施の形態では、フロート部が直接流路弁を開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第２の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５７】
第３の実施の形態の汚水攪拌バルブ３００は、第２の実施の形態の汚水攪拌バルブ２００と同様に図３に示すポンプユニット１Ａに設置されている。図１１は、第３の実施の形態の汚水攪拌バルブ３００の概略構成を示す断面図である。図１１に示すように、汚水攪拌バルブ３００には、汚水が流入する流入口３０１と、汚水が排出される排出口３０２と、流入口３０１から排出口３０２まで汚水を案内する流路３０３とが形成されている。流路３０３は、全体として水平方向に沿うように形成されているが、中央部分のみ上下方向に沿うように形成されている。この中央部３０４には、流路３０３を閉状態とするための台座３０５が設けられている。
【００５８】
また、汚水攪拌バルブ３００の内部における台座３０５の上方には、台座３０５とともに流路３０３を閉状態とするための流路開閉部３０６が設けられている。流路開閉部３０６には、台座３０５に栓をすることで流路３０３を閉状態にし、台座３０５から離間することで流路３０３を開状態にする昇降自在な流路弁３０７が設けられている。
【００５９】
また、汚水攪拌バルブ３００の上部には、流路弁３０７を昇降させるフロート部３０９が設けられている。このフロート部３０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き３１０と、当該球状浮き３１０及び流路弁３０７とを連結する連結部３１１とが設けられている。また、連結部３１１の周りには、と、流路弁３０７の昇降動作に連動して伸縮する第１ベローズ部３０８と、第２ベローズ部３１２とが設けられている。
球状浮き３１０が浮いた状態である場合には流路弁３０７は台座３０５から離間し、球状浮き３１０が沈みだすと流路弁３０７は下降して、台座３０５に密着するようになっている。つまり、フロート部３０９は、流路弁３０７に連結されて外部の汚水量に対応して浮沈することで、流路弁３０７を開閉するようになっている。
【００６０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
フロート部３０９の球状浮き３１０が沈んだ状態であると、流路弁３０７は台座３０５に密着して流路３０３を閉じている（図１１の２点鎖線部Ｌ４参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ３００内にも汚水が溜まっていくと、球状浮き３１０が浮上するため、流路弁３０７も上昇して台座３０５から離れて流路３０３を開状態とする（図１１の実線部Ｌ５参照）。これにより、汚水攪拌バルブ３００内に汚水を流すことができる。汚水攪拌バルブ３００を通過した汚水は排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。
【００６１】
ポンプ５は汚水攪拌バルブ３００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も汚水槽２外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部３０９の球状浮き３１０が沈むと、流路弁３０７は台座３０５に密着して流路３０３を閉じる（図１１の２点鎖線部Ｌ４参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口３０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００６２】
以上のように、第３の実施の形態によれば、フロート部３０９の浮沈によって汚水攪拌バルブ３００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ３００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。
【００６３】
［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態について説明する。ここで第３の実施の形態では、流路弁３０７を昇降させることで流路３０３を開閉する構成を例示して説明したが、この第４の実施の形態では、流路弁３０７を回動させることで流路３０３を開閉する構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第２の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
第４の実施の形態の汚水攪拌バルブ４００は、第２の実施の形態の汚水攪拌バルブ２００と同様に図３に示すポンプユニット１Ａに設置されている。図１２は、第４の実施の形態の汚水攪拌バルブ４００の概略構成を示す断面図である。図１２に示すように、汚水攪拌バルブ４００には、汚水が流入する流入口４０１と、汚水が排出される排出口４０２と、流入口４０１から排出口４０２まで汚水を案内する流路４０３とが形成されている。流路４０３は、全体として水平方向に沿うように形成されている。この流路４０３の中央部には、流路４０３を閉状態とするための台座４０５が設けられている。
【００６５】
また、汚水攪拌バルブ４００の内部における台座４０５の上方には、台座４０５とともに流路４０３を閉状態とするための流路弁４０６が設けられている。流路弁４０６は、下流側を軸支されていて、この軸４０７を中心にして上下方向に回動するようになっている。
【００６６】
また、汚水攪拌バルブ４００の上部には、流路弁４０６を昇降させるフロート部４０９が設けられている。このフロート部４０９には、汚水槽２内の汚水量によって浮沈する球状浮き４１０と、当該球状浮き４１０及び流路弁４０６とを連結する連結部４１１とが設けられている。連結部４１１の周りには、球状浮き４１０の浮沈動作に連動して伸縮する第１ベローズ４０８と、第２ベローズ部４１２とが設けられている。
球状浮き４１０が浮いた状態である場合には流路弁４０６は台座４０５から離間し、球状浮き４１０が沈みだすと流路弁４０６は回動して、台座４０５に密着するようになっている。つまり、フロート部４０９は、流路弁４０６に連結されて外部の汚水量に対応して浮沈することで、流路弁４０６を開閉するようになっている。ここで、流路弁４０６は回動するために、連結部４１１と流路弁４０６との連結位置の軌道が円弧状となってしまう。つまり、連結部４１１は流路弁４０６の回動に伴って僅かに振動することになる（図１２では左右方向に揺れる）。このような振動があっても連結部４１１がスムーズに上下動するように、連結部４１１が貫通する孔部４１３は振幅に応じた長孔となっている。
【００６７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
フロート部４０９の球状浮き４１０が沈んだ状態であると、流路弁４０６は台座４０５に密着して流路４０３を閉じている（図１２の２点鎖線部Ｌ６参照）。その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ４００内にも汚水が溜まっていくと、球状浮き４１０が浮上するため、流路弁４０６も上方へ回動して台座４０５から離れて流路４０３を開状態とする（図１２の実線部Ｌ７参照）。これにより、汚水攪拌バルブ４００内に汚水を流すことができる。汚水攪拌バルブ４００を通過した汚水は排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。
【００６８】
ポンプ５は汚水攪拌バルブ４００に汚水を供給しながらも、汚水槽２内の汚水も汚水槽２外に排出している。これにより、汚水槽２内の汚水量が減少しフロート部４０９の球状浮き４１０が沈むと、流路弁４０６は下方に回動して台座４０５に密着し流路４０３を閉じる（図１２の２点鎖線部Ｌ６参照）。閉状態になると汚水の流れが止まって排出口４０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。
【００６９】
以上のように、第４の実施の形態によれば、フロート部４０９の浮沈によって汚水攪拌バルブ４００の開閉動作を行っているので、当該汚水攪拌バルブ４００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。
【００７０】
ここで、内部を流れる流体の力を直接的に利用して可動バルブ要素を作用させる汚水攪拌バルブであれば、流体の力が異なる場合にはその力に合わせて各構造部分を設計及びセッティングする必要がある。つまり、ポンプ５の出力や全揚程などの各種条件を考慮して、それらの条件に適するような設計やセッティングを行わなければならない。しかしならば、第２〜第４の実施の形態のようにフロート部２０９，３０９，４０９の浮沈動作を用いて汚水攪拌バルブ２００，３００，４００の開閉動作を行っていると、内部を流れる汚水の力を直接的に利用することもないので、各種条件が異なったとしても設計やセッティングを変更しなくともすむ。したがって、設計時や設置時の効率を高めることが可能となる。
【００７１】
［第５の実施の形態］
以下、第５の実施の形態について説明する。ここで、第２〜４の実施の形態ではフロート部２０９，３０９，４０９の浮沈に伴って汚水攪拌バルブ２００，３００，４００を開閉する構成を例示して説明したが、この第５の実施の形態では汚水攪拌バルブ内の球体弁を浮沈させることで汚水攪拌バルブを開閉させる構成を例示して説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
図１３は、第５の実施の形態のポンプユニットの概略構成を表す側面図である。この図１３に示すように、ポンプユニット１Ｂは、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１Ｂには、圧送管３と、合流管４（図１３では省略）と、ポンプ５と、汚水攪拌バルブ５００とが設けられている。
【００７３】
圧送菅３と合流菅４との間には、圧送菅用ボール逆止め弁６及び仕切ボール弁７が設けられている。圧送菅用ボール逆止め弁６の内部には、中空球状のボール弁が浮沈自在に設けられている。通常、ボール弁が圧送管用ボール逆止め弁６の内部に着座して閉状態となっているが、圧送菅３から汚水が流入するとボール弁が浮上して開状態となる。開状態となると、圧送菅３からの汚水は合流菅４に流出することになる。圧送管用ボール逆止め弁６の下方には、当該圧送管用ボール逆止め弁６と連通するように、空気抜き菅８が配設されている。
【００７４】
図１４は汚水攪拌バルブ５００の概略構成を表す断面図である。図１４に示すように汚水攪拌バルブ５００には、汚水が流入する流入口５０１と、汚水が排出される排出口５０２と、流入口５０１から排出口５０２まで汚水を案内する流路５０３とが形成されている。流路５０３の途中には、当該流路５０３に連続するように流路５０３から上方に向けて延出する補助空間５０４が形成されている。
【００７５】
また、汚水攪拌バルブ５００の内部には、流路５０３及び補助空間５０４内で浮沈することで流路５０３を開閉する中空の球体弁５０５が配置されている。また、補助空間５０４内には、浮上した球体弁５０５を保持する球体弁保持部５０６が設けられている。球体弁保持部５０６は、断面視逆Ｔ字状に形成されていて、その上端部は汚水攪拌バルブ５００の天井部５０７にネジ止めされている。なお、ネジ５０８を緩めることで、球体保持部５０６を昇降させて球体保持位置を調整することが可能である。
【００７６】
また、汚水攪拌バルブ５００の上部には、補助空間５０４に連通する逆止弁５０９が圧送菅３に連通するように設けられている。逆止弁５０９の内部には、中空の第２球体弁５１０が設けられている。第２球体弁５１０は、補助空間５０４内に汚水が浸入する際には逆止弁５０９の流入口５１１から離間して開状態となるので、補助空間５０４内の空気や汚水を排出させる。また、圧送菅３から水圧を受けると第２球体弁５１０は流入口５１１に密着して閉状態となるので、補助空間５０４内の汚水は排出されない。
【００７７】
また、補助空間５０４には、球体弁保持部５０４から流路５０３までを離間させ、逆止弁５０９により補助空間５０４内の汚水が排出されない状態で球体弁５０５が開状態である場合に流体弁保持部５０６から流路５０３までに下降旋回流を生じさせるための離間領域５１２が設けられている。具体的には、補助空間５０４の下端部から球体弁保持部５０６の球体弁保持位置までの領域が離間領域Ｂである。離間領域Ｂが設けられているので補助空間５０４内に下降旋回流が発生することになり、この下降旋回流により球体弁５０５を徐々に沈降させることが実現されるのである。なお下降旋回流の発生メカニズムは後述する。
【００７８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
汚水攪拌バルブ５００内に汚水が進入していない状態であると、球体弁５０５は流路５０３内に配置されていて、流路５０３を閉じている（図１４の実線部Ｌ８参照）。このとき逆止弁５０９の第２球体弁５１０は流入口５１１から離間して開状態となっている（図１４の実線部Ｌ９）。
【００７９】
その後、汚水槽２内に汚水が溜まって、汚水攪拌バルブ５００内にも汚水が溜まっていくと球体弁５０５も浮上して流路５０３から補助空間５０４へと移動し、球体弁保持部５０６により保持され、それ以上の上昇を規制される（図１４の２点鎖線部Ｌ１０参照）。これで流路５０３が開状態となり汚水攪拌バルブ５００内に汚水を流すことができる。このとき、補助空間５０４内の空気は逆止弁５０９を介して圧送菅３内に排出されて、圧送菅用ボール逆止め弁６及び空気抜き菅８を介して汚水槽２内に排出される。
【００８０】
そして、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５００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、圧送菅用ボール６及び仕切ボール弁７を介して槽外に排出される。このとき圧送菅３内の水圧によって逆止弁５０９の第２球体弁５１０は流入口５１１に密着し閉状態となっている（図１４の実線部Ｌ１１参照）。これにより、圧送菅３から汚水攪拌バルブ５００内に汚水が逆流することが防止される。
【００８１】
一方、汚水が汚水攪拌バルブ５００の流入口５０１に供給される際においては、球体弁５０５が球体弁保持位置にあって汚水攪拌バルブ５００が開状態となっている。このため、汚水は流路５０３及び排出口５０２を介して排出管１１５から排出されて汚水槽２内の汚水を攪拌する。この際、汚水の一部は補助空間５０４内に侵入する。この進入時において、汚水は補助空間５０４の壁面に沿って上昇旋回流αを形成しながら補助空間５０４内に侵入する。汚水の上昇旋回流αは、逆止弁５０９の第２球体弁５１０が閉状態となっているために、補助空間５０４の中心付近で微小な下降旋回流βを形成しながら下降し、流路５０３内に還流する。
【００８２】
球体弁保持部５０６により保持されていた球体弁５０５は、下降旋回流βにより上下動を繰り返しながら流路５０３側に引き寄せられる。その後、球体弁５０５が補助空間５０４の下端部に位置すると、流路５０３内の汚水の流れに誘導されることになって流路５０３内に完全に進入し、流路５０３を閉状態とする（図１４の実線部Ｌ８参照）。閉状態になると汚水攪拌バルブ５００内の汚水の流れが止まって排出口５０２から汚水が排出されなくなり、攪拌も停止する。これにより、汚水は圧送菅３のみを流れることになり、槽外へ排出されることになる。
【００８３】
以上のように第５の実施の形態によれば、球体弁５０５の浮沈によって汚水攪拌バルブ５００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。
そして、球体弁５０５が上昇旋回流αの影響を受けながら下降旋回流βにより徐々に下降するようになっているために、流路５０２が閉状態になるまで相当の時間が確保できる。これにより、攪拌時間を十分に確保することが可能となる。
さらに球体弁５０５及び逆止弁５０９以外に可動部がないために、故障頻度を抑制することも可能である。また、球体弁保持部５０６の位置を変えることにより、ポンプの出力変化に対応させることが可能である。
【００８４】
ところで、第５の実施の形態では、汚水槽２が満水となった場合にポンプ５が可動する場合を例示して説明したが、ポンプ５の可動タイミングは、少なくとも補助空間５０４内の水位が球体弁保持部５０６の球体弁保持位置よりも上位にあるときでなければならない。図１５は、汚水の水位が球体弁保持位置よりも下位にある場合を表す説明図である。この図１５に示すように、汚水の水位が球体弁保持位置よりも下位にある状態でポンプ５が稼動すると、汚水が圧送管３に供給されて逆止弁５０９が閉状態となるとともに、補助空間５０４内にも汚水が流入して上昇旋回流α及び下降旋回流βが形成される。このとき、球体弁５０４は水面にあるために、当該球体弁５０４には表面張力Ｆが付与される。表面張力Ｆは、下降旋回流βより球体弁５０４に作用する力よりも上回っているので、球体弁５０４は下降旋回流βにより下降することがなく、ポンプ５による汚水供給が停止するまで汚水攪拌バルブ５００は閉状態とならない。このようなことを防止すべく、少なくとも補助空間５０４内の水位が球体弁保持部５０６の球体弁保持位置よりも上位にあるときをポンプ５の可動タイミングとしなければならないのである。
【００８５】
なお、下降旋回流βはポンプ５の出力によりその水勢が異なるため、設置されるポンプ５の種類に応じて球体弁保持部５０６による球体弁保持位置を調整することで、球体弁５０４が流路５０３に到達する時間を確保するようになっている。
【００８６】
また、第５の実施の形態では、逆止弁５０９が圧送菅３に連通された場合を例示して説明したが、逆止弁は球体弁保持部５０６よりも上位に配置されて、補助空間５０４内の空気を排出するが補助空間５０４内の汚水を排出させないのであれば、如何なるものであってもよい。例えば図１６に示すように補助空間５０４を形成する筒体５１３を満水位置よりも上位まで延在させて、その端部に逆止弁５１４を取り付けることなどが挙げられる。この実施形態における逆止弁５１４は、ポンプ稼動時の補助空間５０４内の圧力によって閉状態とすることで当該補助空間５０４内の汚水を排出されない状態とすることができ、上述のように圧送管３の水圧を利用して閉状態とする必要がない。
【００８７】
また、第５の実施の形態では、球体弁保持部５０６が断面視逆Ｔ字状に形成されている場合を例示して説明したが、球体弁保持部の形状はこれに限定されない。例えば図１７に示すように球体弁保持部５１５が棒状に形成されていてもよい。棒状であると球体弁保持部５１５自体の凹凸を削減することができ、し渣等が球体弁保持部５１５に絡みつくことが防止される。
【００８８】
図１７に示すように、球体弁保持部５１５の上端部は、補助空間５０４を形成する筒体５１６の天井部５１７に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されている。具体的には、天井部５１７には球体弁保持部５１５が貫通する貫通孔５１８が設けられている。また、天井部５１７の上部には、貫通孔５１８を貫通した球体弁保持部５１５を上下方向に２点で固定する固定部５１９が設けられている。このように、球体弁保持部５１５の上端部が２点で固定されていれば、球体弁保持部５１５を一点で固定した場合と比較して当該球体弁保持部５１５の揺れを防止することができる。
【００８９】
球体弁保持部５１５はネジ５２０により固定部５１９に固定されているが、ネジ５２０を緩めることで上下方向に位置調整が可能となっている。ここで、球体弁保持部５１５の表面には、固定部５１９による２点の固定点の間から視認可能な目盛りＭが付されており、外部から容易に球体弁保持部５１５による球体弁保持位置を認識することができるようになっている。
【００９０】
また、図１８に示すように補助空間５０４を形成する筒体５２１の天井部５２２を球体弁保持部としてもよい。こうした場合、球体弁保持部専用の部材を取り付けなくとも球体弁５０５を保持することができる。このように、球体弁保持部専用の部材が省略できると、当該部材に異物等が絡みつくことを防止できる。なお、補助空間５０４の高さはポンプ５の流量に応じて決定するため、ポンプ５や汚水攪拌バルブ５００の設置時にポンプ５の流量に応じた筒体５２１を選択する必要がある。例えば、流量が所定量よりも大きいポンプ５の場合は、補助空間５０４の高さが高くなる筒体５２１ａを選択し、流量が所定量よりも小さいポンプ５の場合は補助空間５０４の高さが低くなる筒体５２１ｂを選択することになる。
【００９１】
また、排出口５０２には、図１９に示すように汚水の吐出流により自在に回転する排出管５２３を連結することが好ましい。この排出管５２３には、回転式フランジ５２４と、当該回転式フランジ５２４の下流側で回転式フランジ５２４の軸中心からずれた位置を噴出口５２５とする噴出管５２６が設けられている（図１９（ｂ）参照）。排出管５２３内に汚水が流れると、その吐出流及び回転式フランジ５２４によって噴出管５２５は回転しながら汚水を噴出することになる。この回転により広範囲を攪拌することが可能となり、噴射流による攪拌効果を高めることができる。このように広範囲を攪拌できれば、清掃効果も高められることになる。
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】
【００９２】
【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。
【図９】第２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１０】図９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１１】第３の実施の形態に係る汚水攪拌バルブの概略構成を表す断面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係る汚水攪拌バルブの概略構成を表す断面図である。
【図１３】第５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１４】図１３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１５】図１３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１６】図１３のポンプユニットの変形例を表す側面図である。
【図１７】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図である。
【図１８】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図である。
【図１９】図１４の汚水攪拌バルブの変形例を表す説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ，１Ｂ ポンプユニット
２ 汚水槽
３ 圧送管
４ 合流管
５ ポンプ
１００，２００，３００，４００，５００ 汚水攪拌バルブ
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 流入口
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２ 排出口
１０３，２０３，３０３，４０３，５０３ 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
２０４ 補助空間
２０５ 中空球体弁（流路弁）
２０６ 空気抜き弁
２０７ 球面部
２０８，３０８，４０８ 第１ベローズ部
２０９，３０９，４０９ フロート部
２１０ 球体弁保持部
２１１，３１１，４１１ 連結部
２１２，３１２，４１２ 第２ベローズ部
３０４ 中央部
３０５，４０５ 台座
３０６ 流路開閉部
３０７ 流路弁
４０６ 流路弁
４０７ 軸
４１３ 孔部
５０４ 補助空間
５０５ 球体弁
５０６，５１５ 球体弁保持部
５０９ 逆止弁
５１３，５１６，５２２ 筒体
Ｂ 離間領域
Ｍ 目盛り
α 上昇旋回流
β 下降旋回流
【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】
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、
前記流路を開閉する流路弁と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記流路弁を開閉するフロート部とが設けられていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項３】
請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記補助空間に連続するように設けられて、前記流路及び前記補助空間内の空気を抜くための空気抜き弁と、
前記流路及び前記補助空間内を移動自在な中空球体状の前記流路弁に接触し保持するため、前記補助空間内に配置された球体弁保持部と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記球体弁保持部を昇降させて前記流路弁を移動させるフロート部とが設けられていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項４】
請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路弁とフロート部とが連結されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に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。
【請求項６】
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、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記流路及び前記補助空間内で浮沈することで当該流路を開閉する球体弁と、
前記補助空間内で、浮上した前記球体弁を保持する球体弁保持部と、
前記球体弁保持部よりも上位に配置されて、前記補助空間内の空気を排出可能な逆止弁とを備え、
前記補助空間には、前記球体弁保持部から前記流路までを離間させ、前記逆止弁により前記補助空間内の汚水が排出されない状態で前記球体弁が開状態である場合に前記流体弁保持部から前記流路までに下降旋回流を生じさせるための離間領域が設けられ、
前記球体弁は、前記下降旋回流により沈降して前記流路を閉状態とすることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項７】
請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は棒状に形成され、当該球体弁保持部の上端部が前記補助空間を形成する筒体の天井部に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されて、前記球体弁保持部の下端部で前記球体弁を保持することを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項８】
請求項７記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部の表面には、前記少なくとも２点の間から視認可能な目盛りが付されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項９】
請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は、前記補助空間を形成する筒体の天井部であることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れか一項に記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記排出口には、前記汚水の吐出流により自在に回転する排出管が連結されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項１１】
請求項６〜１０の何れか一項に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、
前記汚水攪拌バルブの前記逆止弁と前記圧送菅とが連通し、前記圧送管に流入した汚水により前記逆止弁を閉状態にすることを特徴とするポンプユニット。
【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】
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、
前記流路を開閉する流路弁と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記流路弁を開閉するフロート部とが設けられていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項３】
請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記補助空間に連続するように設けられて、前記流路及び前記補助空間内の空気を抜くための空気抜き弁と、
前記流路及び前記補助空間内を移動自在な中空球体状の前記流路弁に接触し保持するため、前記補助空間内に配置された球体弁保持部と、
外部の汚水量に対応して浮沈することで、前記球体弁保持部を昇降させて前記流路弁を移動させるフロート部とが設けられていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項４】
請求項２記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記流路弁とフロート部とが連結されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に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。
【請求項６】
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、
前記流路に連続するように前記流路から上方に向けて延出する補助空間と、
前記流路及び前記補助空間内で浮沈することで当該流路を開閉する球体弁と、
前記補助空間内で、浮上した前記球体弁を保持する球体弁保持部と、
前記球体弁保持部よりも上位に配置されて、前記補助空間内の空気を排出可能な逆止弁とを備え、
前記補助空間には、前記球体弁保持部から前記流路までを離間させ、前記逆止弁により前記補助空間内の汚水が排出されない状態で前記球体弁が開状態である場合に前記流体弁保持部から前記流路までに下降旋回流を生じさせるための離間領域が設けられ、
前記球体弁は、前記下降旋回流により沈降して前記流路を閉状態とすることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項７】
請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は棒状に形成され、当該球体弁保持部の上端部が前記補助空間を形成する筒体の天井部に対して上下方向に少なくとも２点で位置調整自在に固定されて、前記球体弁保持部の下端部で前記球体弁を保持することを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項８】
請求項７記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部の表面には、前記少なくとも２点の間から視認可能な目盛りが付されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項９】
請求項６記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記球体弁保持部は、前記補助空間を形成する筒体の天井部であることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れか一項に記載の汚水攪拌バルブにおいて、
前記排出口には、前記汚水の吐出流により自在に回転する排出管が連結されていることを特徴とする汚水攪拌バルブ。
【請求項１１】
請求項６〜１０の何れか一項に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、
前記汚水攪拌バルブの前記逆止弁と前記圧送菅とが連通し、前記圧送管に流入した汚水により前記逆止弁を閉状態にすることを特徴とするポンプユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−５１５４２（Ｐ２００７−５１５４２Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９９５６７（Ｐ２００６−１９９５６７）
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【出願人】（０００１５０８４４）株式会社鶴見製作所 (56)
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【出願人】（０００１５０８４４）株式会社鶴見製作所 (56)
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
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