流量調整方法および装置
【課題】 開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、流量を調整することができる流量調整方法および装置を提供する。
【解決手段】 異物を含む供給流体を流量調整管５へ通液し、流量調整管５において送液部６から分岐する供給部７へ供給流体を分流し、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部７へ分流する供給流体の流量を調整する。
【解決手段】 異物を含む供給流体を流量調整管５へ通液し、流量調整管５において送液部６から分岐する供給部７へ供給流体を分流し、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部７へ分流する供給流体の流量を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量調整方法および装置に関し、家畜ふん尿処理設備及び廃水処理設備における高濃度流体の移送・分配の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば家畜ふん尿処理設備においては、ふん尿貯留槽に貯留した家畜ふん尿を移送ポンプで汲み上げて移送管路を通して脱水機等の設備に移送しており、移送管路を流れる家畜ふん尿の流量調整は移送管路の途中に介装したバルブ、ダンパー等の開度調整、もしくは移送ポンプの能力調整（回転数制御による吐出量の調整等）によって行っている。
【特許文献１】特開２００３−３８０１３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、家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の流量を制御する場合に、バルブ、ダンパーなどのように弁体等の開度調整手段によって流路断面積を増減して流量を制御する方式では、家畜ふん尿に含まれた夾雑物がバルブ、ダンパー等を通過する際に、弁体等の開度調整手段が夾雑物の流れを阻害する障害物となり、夾雑物が弁体等に固着する。この弁体等に固着した固着物層が成長すると開度調整に支障を来たし、最終的に閉塞を免れなかった。
【０００４】
また、移送ポンプの能力調整よって夾雑物を多く含む流体の流量を制御する場合には、移送流量が少流量となると移送管内における流体の流速が低速度となるために、流体に含まれた夾雑物が移送管内に沈降して堆積し、堆積物層が流れを阻害して沈降を助長し、最終的に閉塞を免れなかった。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、流量を調整することができる流量調整方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の流量調整方法は、異物を含む供給流体を流量調整管へ通液し、流量調整管において送液部から分岐する供給部へ供給流体を分流し、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部へ分流する供給流体の流量を調整するものである。
【０００７】
上記した構成において、流量調整管へ通液した異物を含む供給流体は、流量調整管内で送液部から供給部へ分流する。この流量調整管内を流れる流体は、重力の作用を受けて鉛直方向下方へ付勢力を受けながら流動する。このため、送液部から分岐する供給部の分岐口が送液部の下方位置にあると、重力の付勢力は供給部へ分流する供給流体の流れを加勢して分流量を増加させる要因として作用し、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が増加し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が減少する。
【０００８】
また、分岐口が送液部の上方位置にあると、重力の付勢力は供給部へ分流する供給流体の流れを減勢して流量を減少させる要因として作用し、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が減少し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が増加する。
【０００９】
この重力が分流量の増減に与える影響は流量調整管内を流れる流体の流速が遅いほどに大きくなり、一般的に家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の移送は低流速で行うので、その影響が大きい。
【００１０】
このため、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して、流量調整管における供給部の分岐口の上下方向位置を調整することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、供給部を流れる分流量を調整できる。
【００１１】
本発明の流量調整装置は、異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管と、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する角度変更手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管において、その水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、あるいは供給流体を供給するためのポンプ能力を調整することなく、流量を調整できる。よって、供給流体である家畜ふん尿に含まれた異物の夾雑物が流量調整管に固着したり、沈降して堆積することに起因する閉塞を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、ふん尿貯留槽１には、脱水機等の処理装置へ供給する供給流体として、高濃度で夾雑物を多く含む家畜ふん尿を貯留している。
【００１４】
ふん尿貯留槽１に配置した水中ポンプ等からなる移送ポンプ２には移送管３を接続しており、移送管３は流量調整装置４の流量調整管５に連通している。流量調整管５はその角度を変更可能に流量調整装置４に保持されており、その構成は本実施の形態に限るものではない。
【００１５】
本実施の形態において、流量調整管５は供給流体を通液する送液部６と送液部６から分岐する供給部７とからなり、送液部６に接続した返送管８はふん尿貯留槽１に連通し、供給部７に接続した供給管９が脱水機等の処理装置へ連通している。移送管３、返送管８、供給管９はフレキシブルな部材からなり、流量調整管５の姿勢の変化を許容する。
【００１６】
流量調整管５は角度変更手段をなす懸架装置１０によって懸垂支持されている。懸架装置１０は索体等からなる複数の支持部材１１が送液部６の基端部および先端部ならびに供給管９の先端部に連結しており、各支持部材１１を個別に独立して巻上げ操作および繰出し操作することにより、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する。角度変更手段は懸架装置１０に限定されるものではなく、シリンダー等の他のアクチュエータによって構成することも可能である。
【００１７】
以下、上記した構成における作用を説明する。流量調整管５は、送液部６が水平となり、供給部７が送液部６の下方に位置するように、懸架装置１０により懸垂支持する。この状態で移送ポンプ２によって一定流量で夾雑物等の異物を含む家畜ふん尿を供給流体として移送管３に供給する。
【００１８】
移送管３に供給する供給流体は、流量調整管５へ通液して送液部６ならびに返送管８を通してふん尿貯留槽１へ循環する状態で、流量調整管５において送液部６から供給部７へ分流し、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給する。
【００１９】
移送ポンプ２の吐出圧を駆動力として流量調整管５を流れる供給流体は、重力の作用を受けて鉛直方向下方へ付勢力を受けながら流動する。
このため、送液部６から分岐する供給部７の分岐口が送液部６の下方位置にあると、重力の付勢力は供給部７へ分流する供給流体の流れを加勢して分流量を増加させる要因として作用する。この場合に、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が増加し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が減少する。
【００２０】
また、供給部７の分岐口が送液部６の上方位置にあると、重力の付勢力は供給部６へ分流する供給流体の流れを減勢して流量を減少させる要因として作用する。この場合に、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が減少し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が増加する。
【００２１】
この重力が分流量の増減に与える影響は流量調整管５を流れる供給流体の流速が遅いほどに大きくなり、一般的に家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の移送は低流速で行うので、その影響が大きい。本実施の形態では流量調整管５の入口における供給流体の流速を約０．２５ｍ／ｓ（流量３ｍ３／ｈ、管の呼び口径１００Ａ）とする。
【００２２】
このため、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給する流量を調整する場合には、懸架装置１０を駆動して各支持部材１１を適宜に巻上げ操作および繰出し操作することにより、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部７へ分流する供給流体の流量を調整する。
【００２３】
例えば、図１において破線で示すように、送液部６の先端部を基端部よりも上位に保持し、流量調整管５に水平軸に対する傾斜角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を水平軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を減少させる。
【００２４】
逆に、送液部６の先端部を基端部よりも下位に保持し、流量調整管５に水平軸に対する傾斜角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を鉛直軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を増加させる。
【００２５】
また、送液部６を水平に支持する状態で、供給部７の先端部を持ち上げ、流量調整管５に水平軸廻りに対する回転角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を水平軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を減少させる。
【００２６】
また、送液部６を水平に支持する状態で、供給部７の先端部を下げて、流量調整管５に水平軸廻りに対する回転角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を鉛直軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を増加させる。
【００２７】
あるいは、上述した動作を組み合わせることで供給部７への分流量を増減調整する。
本実施の形態では、移送管３に供給する供給流体を、流量調整管５から移送ポンプ２により移送管３、送液部６ならびに返送管８を通してふん尿貯留槽１へ循環する状態で、供給流体の一部を送液部６から供給部７へ分流し、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給したが、送液部６を通過した供給管９を別途の処理装置等へ供給することも可能であり、この場合には、供給部７へ分流する分流量を調整することで、必然的に送液部６の流量が調整される。
【００２８】
したがって、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して、流量調整管５における供給部の分岐口の上下方向位置を調整することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、供給部を流れる分流量を調整でき、供給流体である家畜ふん尿に含まれた異物の夾雑物が流量調整管５に固着したり、沈降して堆積することに起因する閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態を示す模式図
【符号の説明】
【００３０】
１ ふん尿貯留槽
２ 移送ポンプ
３ 移送管
４ 流量調整装置
５ 流量調整管
６ 送液部
７ 供給部
８ 返送管
９ 供給管
１０ 懸架装置
１１ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量調整方法および装置に関し、家畜ふん尿処理設備及び廃水処理設備における高濃度流体の移送・分配の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば家畜ふん尿処理設備においては、ふん尿貯留槽に貯留した家畜ふん尿を移送ポンプで汲み上げて移送管路を通して脱水機等の設備に移送しており、移送管路を流れる家畜ふん尿の流量調整は移送管路の途中に介装したバルブ、ダンパー等の開度調整、もしくは移送ポンプの能力調整（回転数制御による吐出量の調整等）によって行っている。
【特許文献１】特開２００３−３８０１３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、家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の流量を制御する場合に、バルブ、ダンパーなどのように弁体等の開度調整手段によって流路断面積を増減して流量を制御する方式では、家畜ふん尿に含まれた夾雑物がバルブ、ダンパー等を通過する際に、弁体等の開度調整手段が夾雑物の流れを阻害する障害物となり、夾雑物が弁体等に固着する。この弁体等に固着した固着物層が成長すると開度調整に支障を来たし、最終的に閉塞を免れなかった。
【０００４】
また、移送ポンプの能力調整よって夾雑物を多く含む流体の流量を制御する場合には、移送流量が少流量となると移送管内における流体の流速が低速度となるために、流体に含まれた夾雑物が移送管内に沈降して堆積し、堆積物層が流れを阻害して沈降を助長し、最終的に閉塞を免れなかった。
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、流量を調整することができる流量調整方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の流量調整方法は、異物を含む供給流体を流量調整管へ通液し、流量調整管において送液部から分岐する供給部へ供給流体を分流し、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部へ分流する供給流体の流量を調整するものである。
【０００７】
上記した構成において、流量調整管へ通液した異物を含む供給流体は、流量調整管内で送液部から供給部へ分流する。この流量調整管内を流れる流体は、重力の作用を受けて鉛直方向下方へ付勢力を受けながら流動する。このため、送液部から分岐する供給部の分岐口が送液部の下方位置にあると、重力の付勢力は供給部へ分流する供給流体の流れを加勢して分流量を増加させる要因として作用し、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が増加し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が減少する。
【０００８】
また、分岐口が送液部の上方位置にあると、重力の付勢力は供給部へ分流する供給流体の流れを減勢して流量を減少させる要因として作用し、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が減少し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が増加する。
【０００９】
この重力が分流量の増減に与える影響は流量調整管内を流れる流体の流速が遅いほどに大きくなり、一般的に家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の移送は低流速で行うので、その影響が大きい。
【００１０】
このため、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して、流量調整管における供給部の分岐口の上下方向位置を調整することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、供給部を流れる分流量を調整できる。
【００１１】
本発明の流量調整装置は、異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管と、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する角度変更手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管において、その水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、あるいは供給流体を供給するためのポンプ能力を調整することなく、流量を調整できる。よって、供給流体である家畜ふん尿に含まれた異物の夾雑物が流量調整管に固着したり、沈降して堆積することに起因する閉塞を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、ふん尿貯留槽１には、脱水機等の処理装置へ供給する供給流体として、高濃度で夾雑物を多く含む家畜ふん尿を貯留している。
【００１４】
ふん尿貯留槽１に配置した水中ポンプ等からなる移送ポンプ２には移送管３を接続しており、移送管３は流量調整装置４の流量調整管５に連通している。流量調整管５はその角度を変更可能に流量調整装置４に保持されており、その構成は本実施の形態に限るものではない。
【００１５】
本実施の形態において、流量調整管５は供給流体を通液する送液部６と送液部６から分岐する供給部７とからなり、送液部６に接続した返送管８はふん尿貯留槽１に連通し、供給部７に接続した供給管９が脱水機等の処理装置へ連通している。移送管３、返送管８、供給管９はフレキシブルな部材からなり、流量調整管５の姿勢の変化を許容する。
【００１６】
流量調整管５は角度変更手段をなす懸架装置１０によって懸垂支持されている。懸架装置１０は索体等からなる複数の支持部材１１が送液部６の基端部および先端部ならびに供給管９の先端部に連結しており、各支持部材１１を個別に独立して巻上げ操作および繰出し操作することにより、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する。角度変更手段は懸架装置１０に限定されるものではなく、シリンダー等の他のアクチュエータによって構成することも可能である。
【００１７】
以下、上記した構成における作用を説明する。流量調整管５は、送液部６が水平となり、供給部７が送液部６の下方に位置するように、懸架装置１０により懸垂支持する。この状態で移送ポンプ２によって一定流量で夾雑物等の異物を含む家畜ふん尿を供給流体として移送管３に供給する。
【００１８】
移送管３に供給する供給流体は、流量調整管５へ通液して送液部６ならびに返送管８を通してふん尿貯留槽１へ循環する状態で、流量調整管５において送液部６から供給部７へ分流し、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給する。
【００１９】
移送ポンプ２の吐出圧を駆動力として流量調整管５を流れる供給流体は、重力の作用を受けて鉛直方向下方へ付勢力を受けながら流動する。
このため、送液部６から分岐する供給部７の分岐口が送液部６の下方位置にあると、重力の付勢力は供給部７へ分流する供給流体の流れを加勢して分流量を増加させる要因として作用する。この場合に、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が増加し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が減少する。
【００２０】
また、供給部７の分岐口が送液部６の上方位置にあると、重力の付勢力は供給部６へ分流する供給流体の流れを減勢して流量を減少させる要因として作用する。この場合に、分岐口の軸心が鉛直軸方向に沿うほどに分流量が減少し、分岐口の軸心が水平軸方向に沿うほどに分流量が増加する。
【００２１】
この重力が分流量の増減に与える影響は流量調整管５を流れる供給流体の流速が遅いほどに大きくなり、一般的に家畜ふん尿などの高濃度で夾雑物を多く含む流体の移送は低流速で行うので、その影響が大きい。本実施の形態では流量調整管５の入口における供給流体の流速を約０．２５ｍ／ｓ（流量３ｍ３／ｈ、管の呼び口径１００Ａ）とする。
【００２２】
このため、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給する流量を調整する場合には、懸架装置１０を駆動して各支持部材１１を適宜に巻上げ操作および繰出し操作することにより、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部７へ分流する供給流体の流量を調整する。
【００２３】
例えば、図１において破線で示すように、送液部６の先端部を基端部よりも上位に保持し、流量調整管５に水平軸に対する傾斜角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を水平軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を減少させる。
【００２４】
逆に、送液部６の先端部を基端部よりも下位に保持し、流量調整管５に水平軸に対する傾斜角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を鉛直軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を増加させる。
【００２５】
また、送液部６を水平に支持する状態で、供給部７の先端部を持ち上げ、流量調整管５に水平軸廻りに対する回転角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を水平軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を減少させる。
【００２６】
また、送液部６を水平に支持する状態で、供給部７の先端部を下げて、流量調整管５に水平軸廻りに対する回転角度を与え、供給部７の分岐口の上下方向位置を変更し、分岐口の軸心を鉛直軸方向に近づくように沿わせることで供給部７への分流量を増加させる。
【００２７】
あるいは、上述した動作を組み合わせることで供給部７への分流量を増減調整する。
本実施の形態では、移送管３に供給する供給流体を、流量調整管５から移送ポンプ２により移送管３、送液部６ならびに返送管８を通してふん尿貯留槽１へ循環する状態で、供給流体の一部を送液部６から供給部７へ分流し、供給管９を通して脱水機等の処理装置へ供給したが、送液部６を通過した供給管９を別途の処理装置等へ供給することも可能であり、この場合には、供給部７へ分流する分流量を調整することで、必然的に送液部６の流量が調整される。
【００２８】
したがって、流量調整管５の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して、流量調整管５における供給部の分岐口の上下方向位置を調整することで、開度調整手段等の流れの障害となる部材を流路内に配置することなく、供給部を流れる分流量を調整でき、供給流体である家畜ふん尿に含まれた異物の夾雑物が流量調整管５に固着したり、沈降して堆積することに起因する閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態を示す模式図
【符号の説明】
【００３０】
１ ふん尿貯留槽
２ 移送ポンプ
３ 移送管
４ 流量調整装置
５ 流量調整管
６ 送液部
７ 供給部
８ 返送管
９ 供給管
１０ 懸架装置
１１ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物を含む供給流体を流量調整管へ通液し、流量調整管において送液部から分岐する供給部へ供給流体を分流し、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部へ分流する供給流体の流量を調整することを特徴とする流量調整方法。
【請求項２】
異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管と、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する角度変更手段とを備えたことを特徴とする流量調整装置。
【請求項１】
異物を含む供給流体を流量調整管へ通液し、流量調整管において送液部から分岐する供給部へ供給流体を分流し、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更して供給部へ分流する供給流体の流量を調整することを特徴とする流量調整方法。
【請求項２】
異物を含む供給流体を通液する送液部と送液部から分岐する供給部とを形成した流量調整管と、流量調整管の水平軸に対する傾斜角度および水平軸廻りの回転角度の少なくとも一方の角度を変更する角度変更手段とを備えたことを特徴とする流量調整装置。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２７２１０４（Ｐ２００６−２７２１０４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９３３５２（Ｐ２００５−９３３５２）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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