特許 6307041 排液管及び排液管付き貯留槽

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6307041

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】排液管及び排液管付き貯留槽

(51)【国際特許分類】

   B01J 4/00 20060101AFI20180326BHJP

【ＦＩ】

   B01J4/00 103

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-95971(P2015-95971)

(22)【出願日】2015年5月8日

(65)【公開番号】特開2016-209815(P2016-209815A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2017年2月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110343

【氏名又は名称】トリニティ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112472

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100188226

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 俊達

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 尚希

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２７１５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０１１５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４１７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０９９３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１５５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３４５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７９３１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ １７／００−１７／１２

Ｂ０１Ｄ ４７／００−４７／１８

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ｂ０１Ｊ ４／００−４／０４

Ｃ０２Ｆ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下に延び、少なくともその上端部が、貯留槽内の液体に液没する液没管部と、前記液没管部の上端面に対向配置され、前記液没管部の上端開口の全体を覆う天井盤と、前記天井盤と前記液没管部の上端面との間に形成されて側方に向かって開口する側方開口とを有し、サイフォン現象により前記側方開口から液体を吸引する排液管において、
前記天井盤の下面は、前記液没管部の上端面より全側方に大きくかつ前記液没管部の上端面との対向領域から外縁に至るまで連続して徐々に迫り上がるように湾曲している排液管。

【請求項2】

前記液没管部の上端部には、側方に張り出す上端フランジが備えられている請求項１に記載の排液管。

【請求項3】

前記液没管部に設けられて、上下に伸縮可能な伸縮部と、
前記液没管部に取り付けられて前記液体から浮力を受け、前記天井盤の湾曲した下面の上下方向の途中位置に前記液体の液面が位置するように前記伸縮部を伸縮させるフロートとを備え、
前記液没管部により上方に前記液体から浮力を受ける部品を有しない請求項１又は２に記載の排液管。

【請求項4】

前記フロートは、上方に向かって縮径するテーパー部を有し、上端の外径より下端の外径が大きくなっている請求項３に記載の排液管。

【請求項5】

前記液没管部は、上下方向の途中位置に下方に向かうに従って縮径するテーパー部を有し、
前記フロートは、前記液没管部のうち前記テーパー部より上側の大径管部の外側に嵌合されると共に前記テーパー部全体を受容している請求項４に記載の排液管。

【請求項6】

請求項１〜５に記載の排液管を内部に備え、外部から液体が供給される排液管付き貯留槽。

【請求項7】

請求項１〜６に記載の排液管を内部に備えかつ、ワーク又はガスの洗浄に使用された液体が貯留されている排液管付き貯留槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯留槽内の液体に液没し、上端部から液体を取り込んで貯留槽外へと排出する排液管及びそのような排液管を有する排液管付き貯留槽に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の貯留槽として、例えば塗装工場の空調ダクト内に配置されて水を貯留しているものが知られている。その貯留槽内の水は、吸い上げられて噴霧され、空気の加湿に使用される。また、噴霧された水の大部分は貯留槽に回収される。さらには、貯留槽には冷却水が供給されると共に、貯留槽の底面から起立した排液管を通して貯留槽内の水が排出されるようになっている。これにより、貯留槽内の水の温度上昇を防ぐと共に、貯留槽内の水面が排液管の上端面の近傍に維持される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２４５９２８号公報（図１，段落［００３２］）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した従来の排液管では、その上端開口が深く水没しない限り、排液管に流れ込む水に大きな水圧が作用せず（即ち、大きな吸引力が発生せず）、水面近傍の水が排液管の内面伝いに少しずつ流下するに留まる。このため、貯留槽に供給される水量が変動した場合に、その変動量に排水量が追従しきれず、貯留槽内の液面が大きく上下動するという不具合が生じ得た。また、水面上に浮遊している異物の排除に上記した従来の排液管を使用した場合、吸引力が小さいために、排液管の上端開口に極めて近い範囲の異物しか排除することができないという問題も生じ得た。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より大きな吸引力で液体を吸引することが可能な排液管及び排液管付き貯留槽の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、上下に延び、少なくともその上端部が、貯留槽内の液体に液没する液没管部と、前記液没管部の上端面に対向配置され、前記液没管部の上端開口の全体を覆う天井盤と、前記天井盤と前記液没管部の上端面との間に形成されて側方に向かって開口する側方開口とを有し、サイフォン現象により前記側方開口から液体を吸引する排液管において、前記天井盤の下面は、前記液没管部の上端面より全側方に大きくかつ前記液没管部の上端面との対向領域から外縁に至るまで連続して徐々に迫り上がるように湾曲している排液管である。

【0007】

請求項２の発明は、前記液没管部の上端部には、側方に張り出す上端フランジが備えられている請求項１に記載の排液管である。

【0008】

請求項３の発明は、前記液没管部に設けられて、上下に伸縮可能な伸縮部と、前記液没管部に取り付けられて前記液体から浮力を受け、前記天井盤の湾曲した下面の上下方向の途中位置に前記液体の液面が位置するように前記伸縮部を伸縮させるフロートとを備え、前記液没管部により上方に前記液体から浮力を受ける部品を有しない請求項１又は２に記載の排液管である。

【0009】

請求項４の発明は、前記フロートは、上方に向かって縮径するテーパー部を有し、上端の外径より下端の外径が大きくなっている請求項３に記載の排液管である。

【0012】

請求項５の発明は、前記液没管部は、上下方向の途中位置に下方に向かうに従って縮径するテーパー部を有し、前記フロートは、前記液没管部のうち前記テーパー部より上側の大径管部の外側に嵌合されると共に前記テーパー部全体を受容している請求項４に記載の排液管である。

【0013】

請求項６の発明は、請求項１〜５に記載の排液管を内部に備え、外部から液体が供給される排液管付き貯留槽である。

【0014】

請求項７の発明は、請求項１〜６に記載の排液管を内部に備えかつ、ワーク又はガスの洗浄に使用された液体が貯留されている排液管付き貯留槽である。

【発明の効果】

【0015】

請求項１の排液管は、貯留槽内で液没する液没管部の上端開口の全体を天井盤で覆い、液没管部の上端面と天井盤との間に側方開口を設けたので、液没管部への液体の実質的な入口が側方開口になる。そして、その側方開口が液体で満たされ、サイフォン現象により従来より強い吸引力で液体を吸引することができるようになる。しかも、天井盤の下面は、液没管部の上端面より全側方に大きくかつ液没管部の上端面との対向領域から外縁に至るまで連続して徐々に迫り上がるように湾曲しているので、液面に浮遊している異物を側方開口に取り込み易くなる。

【0016】

請求項２の排液管では、上端フランジにより側方開口の周囲の波が静められ、波の影響によるサイフォンブレイクの発生が抑えられる。

【0017】

請求項３の排液管では、伸縮部とフロートとにより側方開口の位置が液面の上下動に応じて上下し、安定して液面に浮遊している異物を側方開口に取り込むことができる。

【0021】

請求項６の排液管付き貯留槽では、天井盤の下面より上側に位置する液体が強い吸引力で吸引されて早急に取り除かれ、液面位置の上下動の振幅が抑えられる。即ち、従来より液面位置が安定する。

【0022】

請求項７の排液管付き貯留槽では、ワーク又は空気の洗浄によって排液管付き貯留槽内に浮遊している異物を排液管により従来より強い吸引力で吸引して効率良く排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１実施形態に係る排液管付き貯留槽を有する空調装置の斜視図

【図2】排液管付き貯留槽を有するワッシャの概念図

【図3】排液管の側断面図

【図4】排液管の一部を拡大した側断面図

【図5】第２実施形態の排液管付き貯留槽の側断面図

【図6】第３実施形態の排液管付き貯留槽の側断面図

【図7】本発明の変形例に係る排液管の側断面図

【発明を実施するための形態】

【0024】

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る排液管付き貯留槽２０（以下、単に「貯留槽２０」という）を有する空調装置１０が示されている。図１に示すように、空調装置１０は、水平方向に延びたダクト１１を有し、そのダクト１１の一端部にブロアー１２が接続されている。一方、ダクト１１の他端側はエアー導入口１１Ｋになっていて、そこには防護用メッシュ１１Ｍが張られている。また、ダクト１１の内部には、防護用メッシュ１１Ｍからブロアー１２に向かって第１の加熱装置３１、エアワッシャ４０、冷却装置３３及び第２の加熱装置３２が順番に並べられている。そして、エアー導入口１１Ｋから取り込んだ空気を所定の温度及び湿度に調整して図示しない塗装ブースに送給する。

【0025】

具体的には、第１及び第２の加熱装置３１，３２は、スチームパイプを屈曲させてなり、冷却装置３３は、冷水パイプを屈曲させてなる。また、冷却装置３３と第２の加熱装置３２との間は区画２３によって仕切られ、冷却装置３３とエアワッシャ４０との間、及び、第１の加熱装置３１とエアワッシャ４０との間は、それぞれエリミネータ２２，２２によって仕切られている。エリミネータ２２は、複数の金属板を隙間を空けて重ねてラビリンス構造としたものであり、その隙間を通過する空気中の水滴を捕らえて後述する貯留槽２０へと集める。

【0026】

エアワッシャ４０は、貯留槽２０にポンプ４１を介して噴霧管４４を接続した構造になっている。貯留槽２０は、上面が開放した偏平箱形をなし、その上面開口にはメッシュ２１が張られている。また、貯留槽２０は、ダクト１１の底壁に形成された矩形の取付孔（図示せず）に嵌め込まれ、図２に示すように、貯留槽２０の上面がダクト１１の底壁の内面と略面一になっている。さらに、貯留槽２０の一側壁には、ポンプ４１から水平に延びた吸引パイプ４３が貫通している。そして、ポンプ４１から鉛直上方に延びた送給パイプ４２が、途中で直角に曲がってダクト１１の一側壁の上部を貫通し、貯留槽２０の上方で水平に延びている。

【0027】

噴霧管４４は、送給パイプ４２の水平部分から複数垂下され、隣り合った噴霧管４４，４４の対向部分に複数の噴霧部４５が上下に等間隔に並べて設けられている。そして、ポンプ４１により貯留槽２０内から吸い上げられた水が複数の各噴霧管４４の噴霧部４５群から霧状になって噴出される。

【0028】

図２に示すように、貯留槽２０には、冷水システム５０が取り付けられている。この冷水システム５０は、貯留槽２０より下方に配置されたサブ貯留槽５１と、そのサブ貯留槽５１に取り付けられた冷却装置５２と、サブ貯留槽５１から貯留槽２０へと水を送給する送給管路５３と、貯留槽２０からサブ貯留槽５１に水を排水する排出管路５４とからなる。

【0029】

サブ貯留槽５１には、水が貯留されていて、その水が冷却装置５２のポンプ５２Ｐによりサブ貯留槽５１の底部側から吸引されて冷却され、サブ貯留槽５１に戻される。これにより、サブ貯留槽５１内の水は、冷却水になっている。そして、その冷却水が送給管路５３のポンプ５３Ｐにより吸い上げられて、貯留槽２０の底部に供給される。また、貯留槽２０には、吸引パイプ４３の吸引口より上側に基準貯水面が設定されていて、その基準貯水面をオーバーした分の水が、排出管路５４を通してサブ貯留槽５１内に排水される。そして、その排出管路５４に、本発明に係る排液管５５が備えられている。

【0030】

具体的には、排出管路５４は、貯留槽２０の下方で水平に延びかつ一端側が下方に屈曲してサブ貯留槽５１内の冷却水に水没した幹管５４Ａを有する。また、幹管５４Ａの他端側は閉塞されていて、幹管５４Ａの水平部分における２箇所から上方に排液管５５，５５が延びている。そして、それら排液管５５，５５は、貯留槽２０の底部を貫通して貯留槽２０の底面から起立している。

【0031】

図３には、排液管５５の詳細構造が示されている。排液管５５は、液没管部５５Ｈと天井盤５８とからなる。液没管部５５Ｈは、幹管５４Ａから鉛直に延びた本発明に係る小径管部５６の上側に本発明に係る大径管部５７を備えた構造になっている。また、貯留槽２０の底壁には１対の貫通孔２０Ｋ（図２参照）が貫通形成されていて、それら貫通孔２０Ｋに各排液管５５の小径管部５６における軸方向の中間部分が挿通した状態に溶接されている。また、排液管５５の大径管部５７は、小径管部５６の上端部から上方に向かって拡径したテーパー部５７Ｔと、テーパー部５７Ｔから上方に延びた円筒部５７Ｅと、円筒部５７Ｅの上端から側方に張り出した上端フランジ５７Ｆとを有する。

【0032】

図３に示すように、天井盤５８は、液没管部５５Ｈの上方に配置されている。天井盤５８は、上端フランジ５７Ｆより外径が大きな円板であって、液没管部５５Ｈの上端開口５５Ｋ全体を上方から覆い、上端フランジ５７Ｆより側方に張り出している。また、上端フランジ５７Ｆには、天井盤５８を固定するための複数の螺子孔５７Ｎが周方向の複数箇所（例えば、４箇所）に貫通形成されている。また、それら螺子孔５７Ｎ群の同軸上において、天井盤５８には、複数のボルト挿通孔５８Ｎが形成され、天井盤５８と上端フランジ５７Ｆとの間には、円筒状のスペーサ５９Ｓが挟まれている。そして、天井盤５８の上方から各ボルト挿通孔５８Ｎ及びスペーサ５９Ｓにボルト５９Ｂが通されて螺子孔５７Ｎに締め付けられ、これにより天井盤５８が上端フランジ５７Ｆに固定されている。

【0033】

上端フランジ５７Ｆと天井盤５８との間で側方に向かって開口した部分は、本発明に係る側方開口６０になっている。そして、側方開口６０の開口面積は、小径管部５６における水の通過断面積以上になっている。詳細には、上端フランジ５７Ｆの上面５７Ｊの外縁部を通過しかつ天井盤５８の下面５８Ｊと直交する上端フランジ５７Ｆ周りの帯状面のうちスペーサ５９Ｓによって閉塞された部分を除いた面が側方開口６０の開口面になっていて、その側方開口６０の開口面の面積である側方開口６０の開口面積が、小径管部５６の中空部分の断面積である通過断面積以上になっている。また、側方開口６０の高さは、小径管部５６の内径より小さくなっている（具体的には、小径管部５６の内径の１／４〜３／４倍になっている）。

【0034】

なお、その他の部位に関しては、小径管部５６の内径をＤ１、小径管部５６の軸長をＨ１、大径管部５７の最大内径をＤ２、大径管部５７の軸長をＨ２とすると、以下の関係になっている。

【0035】

５・Ｄ１＜Ｈ１＜１０・Ｄ１ ・・・（１）
１．５・Ｄ１＜Ｄ２＜３・Ｄ１ ・・・（２）

【0036】

本実施形態の貯留槽２０及び排液管５５の構成に関する説明は以上である。次に、これら貯留槽２０等の作用効果について説明する。上述したように貯留槽２０には、サブ貯留槽５１から送給される冷却水と、噴霧部４５から噴霧されて回収される水とが、随時、流れ込んでいるが、貯留槽２０内の水は、その貯留槽２０の底面から起立している排液管５５の上端部から貯留槽２０外に排出されるので、貯留槽２０の水面は、排液管５５の上端部に相当する基準水面位置に保持される。

【0037】

ところで、貯留槽２０に流れ込む水量が何らかの事情により急増した場合、排液管５５が従来のように、単に上方が開放しただけのパイプ構造であると、排液管５５からの排水量が貯留槽２０に流れ込む水量に追従できず、貯留槽２０から水が溢れる事態が起こり得る。

【0038】

しかしながら、本実施形態の排液管５５では、天井盤５８を有した特殊な構造になっているのでサイフォン現象を利用した強い吸引力で水を吸引することができ、貯留槽２０に流れ込む水量に追従した排水を行うことができる。詳細には、本実施形態の排液管５５では、貯留槽２０内で水没している液没管部５５Ｈの上端開口５５Ｋの全体を天井盤５８で覆い、天井盤５８と液没管部５５Ｈの上端面５７Ｊとの間に側方開口６０を設けたので、液没管部５５Ｈへの水の実質的な入口は、側方開口６０になる。そして、その側方開口６０は、側方に向かって開口しているから容易に水で満たされ、しかも、側方開口６０の開口面積は、小径管部５６の通過断面積以上になっているので、側方開口６０を通過した水で小径管部５６が容易に満たされる。これにより、容易にサイフォン現象が発生し、水面が天井盤５８の下面５８Ｊより僅かに上昇しただけで、サイフォン現象による強い吸引力で水を吸引することができる。そして、天井盤５８の下面５８Ｊより上側に位置する水を早急に取り除き、貯留槽２０内の液面位置を、天井盤５８の下面５８Ｊの近傍位置に安定させることができる。

【0039】

ここで、天井盤５８が排液管５５の上端開口５５Ｋと同じ大きさであるとすると、図４（Ａ）に示すように、水面が天井盤５８の下面５８Ｊより僅かに上方に位置しただけでは、水が上端開口５５Ｋに向かって斜めに流下して、側方開口６０が水で満たされない事態が起こり得る。しかしながら、本実施形態の排液管５５では、図４（Ｂ）に示すように、天井盤５８は、上端開口５５Ｋより全側方に大きくなっているので、水面が天井盤５８の下面５８Ｊより僅かに上方に位置しただけで、側方開口６０が容易に水で満たされ、サイフォン現象が生じる。

【0040】

さらには、図３に示すように、液没管部５５Ｈの上下方向の中間位置より下側が小径管部５６をなし、上側が大径管部５７になっているので、側方開口６０から大径管部５７に流れ込んだ水が小径管部５６に集められて小径管部５６が水で容易に満たされ、この点においてもサイフォン現象が容易に発生する。また、液没管部５５Ｈの上端から水平側方に上端フランジ５７Ｆが張り出し、天井盤５８も水平になっているので、側方開口６０の周囲の波が静められ、波の影響によるサイフォンブレイクの発生が抑えられる。なお、天井盤５８と上端フランジ５７Ｆとの間のスペーサ５９Ｓを変更することで側方開口６０の開口高さ及び開口面積を容易に変更することができる。

【0041】

［第２実施形態］
本実施形態の貯留槽２０Ｖは、図５に示されている。この貯留槽２０Ｖは、図示しないワークを洗浄するための、所謂、洗浄槽であって、図示しない供給路から洗浄水を供給されていて、一定量以上の洗浄水を貯留している。そして、図示しない搬送手段により順次搬送されてくるワークが貯留槽２０Ｖ内の洗浄水に沈められて洗浄される。その結果、貯留槽２０Ｖの液面には、油分が付着した鉄粉等の異物が浮遊しており、それら異物を貯留槽２０Ｖから排除するために排液管５５Ｖが設けられている。

【0042】

その排液管５５Ｖは、前記第１実施形態の排液管５５に対して天井盤５８Ｖの構造のみが異なる。即ち、天井盤５８Ｖは、皿状に湾曲していて下面５８Ｊが外側に向かうに従って上方に迫り上がっている。なお、図５には、上端フランジ５７Ｆと天井盤５８Ｖとを連結するボルト５９Ｂ及びスペーサ５９Ｓ（図３参照）は省略されている。また、排液管５５Ｖの小径管部５６は、貯留槽２０Ｖの底部を貫通しており、小径管部５６の下端部は、貯留槽２０Ｖの下方に備えた異物収容トレイ５１Ｖに上方から臨んでいる。

【0043】

本実施形態の構成によれば、ワークの洗浄によって貯留槽２０Ｖの液面に浮遊している異物を排液管５５Ｖにより従来より強い吸引力で吸引して効率良く排除することができる。また、排液管５５Ｖの天井盤５８Ｖの下面５８Ｊが、外側に向かうに従って上方に迫り上がっているので、天井盤５８Ｖの下面５８Ｊを側方開口６０へのガイド面にして液面に浮遊している異物をスムーズに側方開口６０に取り込むことができる。また、従来の排液管のように単に上方が開放しただけのパイプ構造であると大きな異物が異物収容トレイ５１Ｖに流れ混み、異物収容トレイ５１Ｖ内の洗浄水をポンプ移送する場合に、ポンプの故障の原因になり得るが、本実施形態の排液管５５Ｖでは、側方開口６０が狭くなっているので大きな異物を堰き止めてポンプの故障を防ぐこともできる。

【0044】

［第３実施形態］
本実施形態の貯留槽２０Ｗは、図６に示されている。この貯留槽２０Ｗは排液管５５Ｗの構造のみが前記第１実施形態と異なり、その排液管５５Ｗは、蛇腹パイプ６１（本発明の伸縮部に相当する）とフロート６２を備えている点のみが前記第２実施形態の排液管５５Ｖと異なる。即ち、この排液管５５Ｗは、貯留槽２０Ｗ内に位置する小径管部５６の中間部が分断されて蛇腹パイプ６１で連絡された構造になっている。また、大径管部５７の外側には、例えば発泡樹脂製のフロート６２が嵌合装着されている。そして、フロート６２が洗浄液から受ける浮力により蛇腹パイプ６１が伸縮して、側方開口６０が液面近傍に位置するようになっている。

【0045】

本実施形態の構成によれば、蛇腹パイプ６１とフロート６２とにより、側方開口６０の位置が液面の上下動に応じて上下するので、安定して液面に浮遊している異物を側方開口６０に取り込むことができる。

【0046】

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

【0047】

（１）前記第１〜第３の実施形態の排液管５５，５５Ｖ，５５Ｗは、液没管部５５Ｈが軸方向で径が異なっていて、小径管部５６と大径管部５７とに分かれていたが、図７に示した排液管５５Ｘのように、液没管部５５Ｙが均一径となっていて、例えば、その液没管部５５Ｙの上端部から起立した複数のピン５９Ｐにて天井盤５８を支持した構造としてもよい。

【0048】

（２）前記第１実施形態の排液管５５の液没管部５５Ｈ及び天井盤５８は、平面形状が円形であったが非円形であってもよい。

【符号の説明】

【0049】

２０，２０Ｖ，２０Ｗ 貯留槽
５５Ｈ，５５Ｙ 液没管部
５５Ｋ 上端開口
５６ 小径管部
５７ 大径管部
５７Ｆ 上端フランジ
５８，５８Ｖ 天井盤
６０ 側方開口
６１ 蛇腹パイプ（伸縮部）
６２ フロート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】