JP2004255318A5 - - Google Patents
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Description
【書類名】 明細書
【発明の名称】 真空ポンプ場及びその運転方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】 集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、前記真空ポンプによって前記集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、
前記汚水集排水ユニットを２組設け、
前記真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内を加圧するように構成したことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項２】 請求項１に記載の真空ポンプ場において、
前記２組の汚水集排水ユニットの内、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧とするとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧とする運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項３】 請求項１又は２に記載の真空ポンプ場において、
前記２組の汚水集排水ユニットの前記圧力管を均圧弁を介して接続したことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項４】 請求項１又は２又は３に記載の真空ポンプ場において、
前記各汚水集排水ユニットの汚水圧送管には汚水対応の逆止弁が設けられていることを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプ場において、
前記汚水流入管は汚水対応の逆止弁を介して複数の汚水管から汚水が流れ込むシステムボリューム管に接続されていることを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項６】 集水タンクと、正逆回転可能なルーツ型の真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、前記真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧することで前記汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、逆回転運転で前記集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水するように構成した汚水集排水ユニットを２組具備し、
前記２組の汚水集排水ユニットの一方の集水タンクを加圧するとき、他方の集水タンクを減圧するように交互運転し、一方の集水タンクを減圧から加圧へ、他方の集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、前記均圧弁を開いて両集水タンクの圧力差を減少させることを特徴とする真空ポンプ場の運転方法。
【請求項７】 集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管、及び汚水圧送管とを具備し、
前記真空ポンプによって前記集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、
前記集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置され、前記真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内に加圧するように構成したことを特徴とする真空ポンプ場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空汚水管からの汚水を一旦集水した後に汚水処理場などへ送水する真空ポンプ場に関し、汚水を集水する集水タンクを２台具備する二槽式の真空ポンプ場及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の真空ポンプ場は、一般的に独立したＲＣ建物（地上１階、地下１階）の地下１階部分に集水タンク、圧送ポンプ２台、真空ポンプ３台等の機器が設置され、地上１階部分に制御盤、給水タンク、脱臭塔が設置されて構成されている。少人数（人口１０００人未満）の汚水収集を行う真空ポンプ場の場合は、圧送ポンプの異物による閉塞の問題や、設備価格が高価になるなどの問題が考えられる。そのため、小規模の真空ポンプ場では、圧送ポンプを使わず、汚水を圧送する技術が求められていた。また、小規模の真空ポンプ場では用地買収等の問題から建物を設置するスペースが地上にない場合が多く、地下に埋設するタイプのものが求められていた。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている真空式汚水集排水装置は、ルーツ式多段真空ポンプを１台使用し、正転と逆転の自動運転をさせて、タンク内の汚水の吸入と、該タンク内の汚水の排出を交互に行うように構成したものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示されている吸排水装置は、１台のルーツ式多段真空ポンプを正転のみの自動運転で、汚水の吸引と排出を行うもので、ルーツ式多段真空ポンプの運転により第１タンク室を負圧にして汚水を吸引し、その排気を第２タンク室に入れて同時に排水を行い、第１タンク室と第２タンク室は汚水の吸引と排水を交互に行う。
【０００５】
また、特許文献３に開示されている二槽式真空ポンプ場は、集水タンクを二槽設け、各々に真空ポンプを設置し、この真空ポンプの正転運転のみにより汚水の吸引と排出を行うものである。集水タンクは二槽とも同時に汚水吸引が可能であり、真空ポンプの排気は外部に出すようにしている。汚水の排水は一方の集水タンクのみで行い、真空ポンプに設置してある三方弁の切替えによって真空ポンプは大気を吸い込み、その排気を一方の集水タンク内に入れて正圧にし排水を行う。
【０００６】
上記従来の特許文献１乃至３に記載の技術はそれぞれ、圧送ポンプを用いることなく汚水の集排水をできるという特徴を有するが、例えば特許文献１に記載の真空式汚水集排水装置では集水タンク及びルーツ型の真空ポンプが１台であることから、万一故障した場合汚水の集排水ができないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の吸排水装置では、汚水吸引と排水が連動、即ち第１タンク室に対する空気の吸入若しくは排出と第２タンク室に対する空気の吸入若しくは排出を交互に切替え、第１タンク室と第２タンク室への汚水の吸引と排出を交互に連続しているため、一方のタンク室から汚水が排出されてしまった後に、他方のタンク室からの排気が流入し、脱臭処理されない排気が放出される恐れがある。
【０００８】
また、特許文献３に開示されている二槽式真空ポンプ場では、４個の高価な電動三方弁を用いるのでコストが高くなるのと、切替え部が多いことから長寿命が得られないという問題もある。また、２基の集水タンクがそれぞれ大気圧状態から真空状態、真空状態から大気圧状態へと運転され、相互に関連させていないので、エネルギーが無駄に使用されるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２６８４５２６号公報
【特許文献２】
特開平９−３０３２９９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１４８４５６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、コストダウン、エネルギー効率の向上及びシステム安定性の向上を図った真空ポンプ場及びその運転方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプによって集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、汚水集排水ユニットを２組設け、真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
上記のように汚水集排水ユニットを２組設け、ルーツ型真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことにより、２台の圧送ポンプを必要とすることなく、汚水の集水（吸引）・排水（圧送）が可能となる。また、万一一方の汚水集排水ユニットの真空ポンプが故障しても、他方の汚水集排水ユニットで汚水の集水・排水は可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真空ポンプ場において、２組の汚水集排水ユニットの内、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧とするとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧とする運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように制御手段で一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧するとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧する運転を行うので、２組の汚水集排水ユニットの交互運転となり、両ユニットが均等に運転されるから、長寿命が確保できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の真空ポンプ場において、２組の汚水集排水ユニットの圧力管を均圧弁を介して接続したことを特徴とする。
【００１６】
上記のように２組の汚水集排水ユニットの圧力管を均圧弁を介して接続したことにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧に切替えると共に、他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧から減圧に切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の真空ポンプ場において、各汚水集排水ユニットの汚水圧送管には汚水対応の逆止弁が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記のように汚水圧送管に汚水対応の逆止弁（例えば、ボールチェッキ弁やフラップ弁等）を設けているので、異物閉塞の問題がなくなる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプ場において、汚水流入管は汚水対応の逆止弁を介して複数の汚水管から汚水が流れ込むシステムボリューム管に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
上記のように汚水流入管を逆止弁を介してシステムボリューム管に接続することにより、管路内ボリュームが大きくなり、その分集水タンクを小さくできる。また、このシステムボリューム管が一種のバッファとなって汚水を収容し、真空ポンプの起動頻度を減らすことができるため、システムの安定性がより向上する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、集水タンクと、正逆回転可能なルーツ型の真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、逆回転運転で集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水するように構成した汚水集排水ユニットを２組具備し、２組の汚水集排水ユニットの一方の集水タンクを加圧するとき、他方の集水タンクを減圧するように交互運転し、一方の集水タンクを減圧から加圧へ、他方の集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、均圧弁を開いて両集水タンクの圧力差を減少させることを特徴とする真空ポンプ場の運転方法にある。
【００２２】
真空ポンプ場を上記の運転方法で運転することにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧へ、他方の汚水集排水ユニットの集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプによって集水タンク内を減圧することで、汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、汚水集排水ユニットを２組設け、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置され、真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内に加圧するように構成したことを特徴とする。
【００２４】
上記のように、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置されているので、集水タンクを設置するための用地買収が不要となり、真空ポンプ場の施工の低価格化と早期完了化が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る真空ポンプ場の概略構成例を示す図である。図示するように、本真空ポンプ場は、２組の汚水集排水ユニットＡ、Ｂを具備する。各汚水集排水ユニットは集水タンク３と、ルーツ型の真空ポンプ７を具備する。集水タンク３には、逆止弁２を介して汚水流入管１が接続され、更に逆止弁４を介して汚水圧送管５が接続されている。また集水タンク３と真空ポンプ７の一方の吸・吐出口が圧力管６で接続され、真空ポンプ７の他方の吸・吐出口には逆止弁８を介して排気管９が接続されると共に、大気仕切弁１０が接続されている。集水タンク３には水位センサ１１が設けられ、圧力管６には圧力センサ１５が接続されている。
【００２６】
汚水集排水ユニットＡの汚水圧送管５と汚水集排水ユニットＢの汚水圧送管５は、汚水を所定の場所（例えば、汚水処理場）に送る汚水圧送管１２に接続されている。また、汚水集排水ユニットＡの圧力管６と汚水集排水ユニットＢの圧力管６は互いに均圧弁１３を介して接続されている。また、汚水集排水ユニットＡの排気管９と汚水集排水ユニットＢの排気管９は脱臭装置１４に接続されている。汚水集排水ユニットＡの汚水流入管１と汚水集排水ユニットＢの汚水流入管１はシステムボリューム管１６に接続され、該システムボリューム管１６には複数本の汚水流入管１７が接続されている。
【００２７】
汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内に汚水を吸引し、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の汚水を排出する場合は、図２に示すように、汚水集排水ユニットＡの大気仕切弁１０を閉じ、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転し、汚水集排水ユニットＢの大気仕切弁１０を開き、ルーツ型の真空ポンプ７を逆転運転し、更に均圧弁１３を閉じる。これにより、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内の気体は、矢印Ｃに示すように、圧力管６を通して真空ポンプ７に吸引され、該気体は矢印Ｄに示すように、排気管９を通して脱臭装置１４に送られ、脱臭処理された後大気中に放出される。その結果、集水タンク３内は減圧され、汚水流入管１を通して汚水が集水タンク３内に流入する。
【００２８】
一方、汚水集排水ユニットＢにおいては、真空ポンプ７は大気仕切弁１０を通して大気を吸引し、矢印Ｅに示すように、圧力管６を通して集水タンク３内に送気する。これにより、逆止弁２が汚水流入管１をシールし、集水タンク３内が加圧されるため、集水タンク３内の汚水は、矢印Ｆに示すように、逆止弁４、汚水圧送管５及び汚水圧送管１２を通って所定の場所に送られる。このとき汚水流入管１及び汚水圧送管５に設けられている逆止弁２及び逆止弁４には、例えばボールチェッキ弁やフラップ弁等の汚水対応の逆止弁を用いているので異物閉塞の問題はない。汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内に汚水を吸引し、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内の汚水を排出する場合は、上記とは逆、即ち汚水集排水ユニットＢの大気仕切弁１０を閉じ、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転し、汚水集排水ユニットＡの大気仕切弁１０を開き、ルーツ型の真空ポンプ７を逆転運転する。
【００２９】
図３は真空ポンプ場の汚水集排水ユニットＡ及びＢの運転モードを示す図である。図示するように、汚水集排水ユニットＡが汚水収集モード１０１のとき、汚水集排水ユニットＢは汚水圧送モード１０３と待機モード１０４となり、汚水集排水ユニットＡが切替モード１０２のとき、汚水集排水ユニットＢは切替モード１０５となる。また、汚水集排水ユニットＡが汚水圧送モード１０３と待機モード１０４のとき、汚水集排水ユニットＢは汚水収集モード１０１となり、汚水集排水ユニットＡが切替モード１０５のとき、汚水集排水ユニットＢは切替モード１０２となる。
【００３０】
図４は図３の運転モードを図表化したもので、本真空ポンプ場の各汚水集排水ユニットＡ、Ｂは、図示するように汚水収集モード１０１、切替モード１０２、汚水圧送モード１０３、待機モード１０４及び切替モード１０５を１サイクルとして運転が行われる。
【００３１】
ここで、汚水収集モード１０１は集水タンク３内に汚水を収集（吸引）するモード、切替モード１０２は汚水収集モード１０１から汚水圧送モード１０３へ切替えるモード、汚水圧送モード１０３は集水タンク３内の汚水を圧送するモード、待機モード１０４はルーツ型の真空ポンプ７の運転が停止しているモード、切替モード１０５は汚水圧送モード１０３又は待機モード１０４から汚水収集モード１０１に切替えるモードである。
【００３２】
図３において、汚水集排水ユニットＡが汚水収集モード１０１のときは、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転、大気仕切弁１０を閉とする。そして汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉とする。これにより集水タンク３内は減圧（−）され、汚水流入管１を通して汚水を集水タンク３内に収集（吸引）する。このとき汚水集排水ユニットＢでは汚水圧送モード１０３で真空ポンプ７を逆転運転、大気仕切弁１０を開とする。これにより、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内は加圧（＋）され、該集水タンク３内の汚水は汚水圧送管５及び１２を通して圧送される。そして待機モード１０４では真空ポンプ７を停止すると共に、大気仕切弁１０を閉とする。
【００３３】
続いて汚水集排水ユニットＡが切替モード１０２、汚水集排水ユニットＢが切替モード１０５となると、汚水集排水ユニットＡでは真空ポンプ７を停止、大気仕切弁１０を開、汚水集排水ユニットＢでは真空ポンプ７を停止のまま、大気仕切弁１０を閉のままとする。そして汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とする。これにより、減圧（−）下にある汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と加圧（＋）下にある汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の空気が混合し、両集水タンク３内の圧力が等しくなるまで汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内が加圧（＋方向に加圧）され、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内が減圧（−方向に減圧）される。
【００３４】
続いて汚水集排水ユニットＡが汚水圧送モード１０３では真空ポンプ７を逆転運転、大気仕切弁１０を開いたままとする。このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉とする。これにより、集水タンク３内は加圧（＋）され、該集水タンク３内の汚水は汚水圧送管５及び１２を通して圧送される。そして待機モード１０４に切替え、真空ポンプ７を停止し、大気仕切弁１０を閉とする。このとき汚水集排水ユニットＢでは汚水収集モード１０１で真空ポンプ７を正転運転、大気仕切弁１０を閉じたままとする。これにより、集水タンク３内は減圧（−）され、汚水流入管１を通して汚水を集水タンク３内に収集（吸引）する。また、このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉のままとする。
【００３５】
続いて汚水集排水ユニットＡが切替モード１０５、汚水集排水ユニットＢが切替モード１０２となると、汚水集排水ユニットＡでは真空ポンプ７を停止したまま、大気仕切弁１０を閉じたままとし、汚水集排水ユニットＢでは真空ポンプ７を停止、大気仕切弁１０を開とする。このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とする。これにより、加圧（＋）下にある汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と減圧（−）下にある汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の空気が混合し、両集水タンク３内の圧力が等しくなるまで汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内が減圧（−方向に減圧）され、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の圧力が加圧（＋方向に加圧）される。
【００３６】
上記のように切替モード１０２と切替モード１０５で汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とし、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と汚水集排水ユニットＢの集水タンク３の空気を混合させて両タンク内の圧力が等しくなるように加圧又は減圧させるので、真空ポンプ７の加圧又は減圧のために使用したエネルギーを無駄なく使用できる。
【００３７】
真空下水システムにおける真空ポンプは、高頻度の起動・停止によって電動機への負担を減らすために、起動インターバルが１５分以上となるように技術マニュアルで決められている。真空ポンプ７の起動頻度を減らすには、集水タンク３を含め管路内ボリュームを大きくすることが有効であり、必要に応じて図１に示すようにシステムボリューム管１６を設けることができる。これにより、管路内ボリュームを大きくすることができるため、その分集水タンク３の容量を小さくできる。その結果、例えば、地面に埋設するマンホール内に集水タンクを設置するような場合、マンホール自体が小さくなるため、材料費、工事費等のコストダウンに貢献する。
【００３８】
万一、２組の汚水集排水ユニットＡ、Ｂの一方の汚水集排水ユニット（Ａ又はＢ）の真空ポンプ７が故障しても、もう一方の汚水集排水ユニット（Ｂ又はＡ）で汚水の収集と圧送が可能である。この場合、汚水を圧送する時間帯には汚水収集をできなくなるが、図１に示すようにシステムボリューム管１６を設ければ、このシステムボリューム管１６が一種のバッファとなって汚水を収容することができ、システムの安全性を高めることができる。
【００３９】
図５及び図６は本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す図で、図５は平面図、図６は側面図である。図において、２０は地面に埋設したマンホールであり、マンホール２０は上記汚水集排水ユニットＡ、Ｂに対応して２個設けられている。２１は地面上に配置された制御盤であり、該制御盤２１の下部には汚水集排水ユニットＡ、Ｂに対応して２台のルーツ型の真空ポンプ７、７が配置されている。また、それぞれのマンホール２０内には集水タンク３が配置されている。各集水タンク３には逆止弁（真空逆止弁）２を介して汚水流入管１、逆止弁（真空逆止弁）４を介して汚水圧送管５が接続されている。
【００４０】
また、真空ポンプ７、７の一方の吸・吐出口に大気仕切弁１０、１０が接続されると共に逆止弁８、８が接続され、該逆止弁８、８には排気管９、９が接続され、更に排気管９、９は脱臭装置１４に接続されている。２つの集水タンク３、３にはそれぞれ圧力管６、６が接続され、該圧力管６、６は真空ポンプ７、７の他方の吸・吐出口に接続されている。また、真空ポンプ７、７の他方の吸・吐出口近傍の圧力管６と圧力管６の間には均圧弁１３が接続されている。
【００４１】
各集水タンク３、３に接続された汚水流入管１、１はシステムボリューム管１６に接続され、システムボリューム管１６には複数の汚水流入管１７が接続されている。このようにシステムボリューム管１６を設け各集水タンク３、３に接続された汚水流入管１、１をシステムボリューム管１６に接続することにより、上記のように管路内ボリュームを大きくすることができるため、その分集水タンク３、３の容量を小さくでき、該集水タンク３、３を収容するマンホール２０、２０も小さくなり、材料費、工事費等のコストダウンに貢献する。
【００４２】
本発明の実施形態例では、真空ポンプ場に上記構成を採用することにより、以下の事由から設備のコストダウンが可能となる。
（１）集水タンクユニット（集水タンク３、水位センサ１１、逆止弁２、逆止弁４等）は２基となるが、小規模のこの種の真空ポンプ場では、集水タンク３、３の容量が小さくなるためそれほど高価にはならない。
【００４３】
（２）真空ポンプ７にルーツ型の真空ポンプ７、７を用い、真空ポンプ７、７で汚水の圧送もできるため、２台の圧送ポンプは不要となる。
【００４４】
（３）集水タンクユニットは市販の地下埋設用マンホール内に設置することができるため、用地買収が不要となり、施工の低価格化と早期完了化が可能である（建屋の建設が不要となることが大きい）。図５及び図６に示すように、地上には制御盤２１のみが設置され、その内部には真空ポンプユニットを設置し、メンテナンスが容易となるようにしている。また、真空ポンプ７が屋外設置可能なものであれば、マンホール内の集水タンクユニット上部に真空ポンプ７を設置することもでき、これにより制御盤２１をよりコンパクトにすることができる。
【００４５】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４７】
請求項１に記載の発明によれば、汚水集排水ユニットを２組設け、ルーツ型真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことにより、２台の圧送ポンプを必要とすることなく、汚水の集水（吸引）・排水（圧送）が可能となる真空ポンプ場を提供できる。また、万一一方の汚水集排水ユニットの真空ポンプが故障しても、他方の汚水集排水ユニットで汚水の集水・排水は可能となる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段で一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧するとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧する運転を行うので、２組の汚水集排水ユニットの交互運転となり、両ユニットが均等に運転されるから、長寿命の真空ポンプ場を提供できる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、２組の汚水集排水ユニットの圧力配管を均圧弁を介して接続したことにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧に切替えると共に、他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧から減圧に切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使用する真空ポンプ場を提供できる。
【００５０】
請求項４に記載の発明によれば、汚水圧送管に汚水対応の逆止弁（例えば、ボールチェッキ弁やフラップ弁等）を設けているので、異物閉塞の問題がなくなる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、汚水流入管を汚水対応の逆止弁を介してシステムボリューム管に接続することにより、管路内ボリュームが大きくなり、その分集水タンクを小さくできる。また、このシステムボリューム管が一種のバッファとなって汚水を収容し、真空ポンプの起動頻度を減らすことができるため、システムの安定性がより向上する真空ポンプ場を提供できる。
【００５２】
請求項６に記載の発明によれば、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧へ、他方の汚水集排水ユニットの集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる真空ポンプ場の運転方法を提供できる。
【００５３】
請求項７に記載の発明によれば、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置されているので、集水タンク設置するための用地買収が不要となり、真空ポンプ場の施工の低価格化と早期完了化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る真空ポンプ場の概略構成を示す図である。
【図２】
本発明に係る真空ポンプ場の動作を説明する概略構成図である。
【図３】
本発明に係る真空ポンプ場の汚水集排水ユニットの運転モードを示す図である。
【図４】
図３の運転モードを図表化した図である。
【図５】
本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す平面図である。
【図６】
本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ 汚水集排水ユニット
Ｂ 汚水集排水ユニット
１ 汚水流入管
２ 逆止弁
３ 集水タンク
４ 逆止弁
５ 汚水圧送管
６ 圧力管
７ 真空ポンプ
８ 逆止弁
９ 排気管
１０ 大気仕切弁
１１ 水位センサ
１２ 汚水圧送管
１３ 均圧弁
１４ 脱臭装置
１５ 圧力センサ
１６ システムボリューム管
１７ 汚水流入管
２０ マンホール
２１ 制御盤
【発明の名称】 真空ポンプ場及びその運転方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】 集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、前記真空ポンプによって前記集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、
前記汚水集排水ユニットを２組設け、
前記真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内を加圧するように構成したことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項２】 請求項１に記載の真空ポンプ場において、
前記２組の汚水集排水ユニットの内、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧とするとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧とする運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項３】 請求項１又は２に記載の真空ポンプ場において、
前記２組の汚水集排水ユニットの前記圧力管を均圧弁を介して接続したことを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項４】 請求項１又は２又は３に記載の真空ポンプ場において、
前記各汚水集排水ユニットの汚水圧送管には汚水対応の逆止弁が設けられていることを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプ場において、
前記汚水流入管は汚水対応の逆止弁を介して複数の汚水管から汚水が流れ込むシステムボリューム管に接続されていることを特徴とする真空ポンプ場。
【請求項６】 集水タンクと、正逆回転可能なルーツ型の真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、前記真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧することで前記汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、逆回転運転で前記集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水するように構成した汚水集排水ユニットを２組具備し、
前記２組の汚水集排水ユニットの一方の集水タンクを加圧するとき、他方の集水タンクを減圧するように交互運転し、一方の集水タンクを減圧から加圧へ、他方の集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、前記均圧弁を開いて両集水タンクの圧力差を減少させることを特徴とする真空ポンプ場の運転方法。
【請求項７】 集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管、及び汚水圧送管とを具備し、
前記真空ポンプによって前記集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を前記汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、
前記集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置され、前記真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して前記集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で前記集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内に加圧するように構成したことを特徴とする真空ポンプ場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空汚水管からの汚水を一旦集水した後に汚水処理場などへ送水する真空ポンプ場に関し、汚水を集水する集水タンクを２台具備する二槽式の真空ポンプ場及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の真空ポンプ場は、一般的に独立したＲＣ建物（地上１階、地下１階）の地下１階部分に集水タンク、圧送ポンプ２台、真空ポンプ３台等の機器が設置され、地上１階部分に制御盤、給水タンク、脱臭塔が設置されて構成されている。少人数（人口１０００人未満）の汚水収集を行う真空ポンプ場の場合は、圧送ポンプの異物による閉塞の問題や、設備価格が高価になるなどの問題が考えられる。そのため、小規模の真空ポンプ場では、圧送ポンプを使わず、汚水を圧送する技術が求められていた。また、小規模の真空ポンプ場では用地買収等の問題から建物を設置するスペースが地上にない場合が多く、地下に埋設するタイプのものが求められていた。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている真空式汚水集排水装置は、ルーツ式多段真空ポンプを１台使用し、正転と逆転の自動運転をさせて、タンク内の汚水の吸入と、該タンク内の汚水の排出を交互に行うように構成したものである。
【０００４】
また、特許文献２に開示されている吸排水装置は、１台のルーツ式多段真空ポンプを正転のみの自動運転で、汚水の吸引と排出を行うもので、ルーツ式多段真空ポンプの運転により第１タンク室を負圧にして汚水を吸引し、その排気を第２タンク室に入れて同時に排水を行い、第１タンク室と第２タンク室は汚水の吸引と排水を交互に行う。
【０００５】
また、特許文献３に開示されている二槽式真空ポンプ場は、集水タンクを二槽設け、各々に真空ポンプを設置し、この真空ポンプの正転運転のみにより汚水の吸引と排出を行うものである。集水タンクは二槽とも同時に汚水吸引が可能であり、真空ポンプの排気は外部に出すようにしている。汚水の排水は一方の集水タンクのみで行い、真空ポンプに設置してある三方弁の切替えによって真空ポンプは大気を吸い込み、その排気を一方の集水タンク内に入れて正圧にし排水を行う。
【０００６】
上記従来の特許文献１乃至３に記載の技術はそれぞれ、圧送ポンプを用いることなく汚水の集排水をできるという特徴を有するが、例えば特許文献１に記載の真空式汚水集排水装置では集水タンク及びルーツ型の真空ポンプが１台であることから、万一故障した場合汚水の集排水ができないという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の吸排水装置では、汚水吸引と排水が連動、即ち第１タンク室に対する空気の吸入若しくは排出と第２タンク室に対する空気の吸入若しくは排出を交互に切替え、第１タンク室と第２タンク室への汚水の吸引と排出を交互に連続しているため、一方のタンク室から汚水が排出されてしまった後に、他方のタンク室からの排気が流入し、脱臭処理されない排気が放出される恐れがある。
【０００８】
また、特許文献３に開示されている二槽式真空ポンプ場では、４個の高価な電動三方弁を用いるのでコストが高くなるのと、切替え部が多いことから長寿命が得られないという問題もある。また、２基の集水タンクがそれぞれ大気圧状態から真空状態、真空状態から大気圧状態へと運転され、相互に関連させていないので、エネルギーが無駄に使用されるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２６８４５２６号公報
【特許文献２】
特開平９−３０３２９９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１４８４５６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、コストダウン、エネルギー効率の向上及びシステム安定性の向上を図った真空ポンプ場及びその運転方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプによって集水タンク内を減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、汚水集排水ユニットを２組設け、真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
上記のように汚水集排水ユニットを２組設け、ルーツ型真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことにより、２台の圧送ポンプを必要とすることなく、汚水の集水（吸引）・排水（圧送）が可能となる。また、万一一方の汚水集排水ユニットの真空ポンプが故障しても、他方の汚水集排水ユニットで汚水の集水・排水は可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の真空ポンプ場において、２組の汚水集排水ユニットの内、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧とするとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧とする運転を行う制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記のように制御手段で一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧するとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧する運転を行うので、２組の汚水集排水ユニットの交互運転となり、両ユニットが均等に運転されるから、長寿命が確保できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の真空ポンプ場において、２組の汚水集排水ユニットの圧力管を均圧弁を介して接続したことを特徴とする。
【００１６】
上記のように２組の汚水集排水ユニットの圧力管を均圧弁を介して接続したことにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧に切替えると共に、他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧から減圧に切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の真空ポンプ場において、各汚水集排水ユニットの汚水圧送管には汚水対応の逆止弁が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記のように汚水圧送管に汚水対応の逆止弁（例えば、ボールチェッキ弁やフラップ弁等）を設けているので、異物閉塞の問題がなくなる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の真空ポンプ場において、汚水流入管は汚水対応の逆止弁を介して複数の汚水管から汚水が流れ込むシステムボリューム管に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
上記のように汚水流入管を逆止弁を介してシステムボリューム管に接続することにより、管路内ボリュームが大きくなり、その分集水タンクを小さくできる。また、このシステムボリューム管が一種のバッファとなって汚水を収容し、真空ポンプの起動頻度を減らすことができるため、システムの安定性がより向上する。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、集水タンクと、正逆回転可能なルーツ型の真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧することで汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、逆回転運転で集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水するように構成した汚水集排水ユニットを２組具備し、２組の汚水集排水ユニットの一方の集水タンクを加圧するとき、他方の集水タンクを減圧するように交互運転し、一方の集水タンクを減圧から加圧へ、他方の集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、均圧弁を開いて両集水タンクの圧力差を減少させることを特徴とする真空ポンプ場の運転方法にある。
【００２２】
真空ポンプ場を上記の運転方法で運転することにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧へ、他方の汚水集排水ユニットの集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、集水タンクと、真空ポンプと、該集水タンクに接続された汚水流入管及び汚水圧送管とを具備し、真空ポンプによって集水タンク内を減圧することで、汚水流入管から該集水タンク内に汚水を集水し、該集水タンク内を加圧することで該集水タンク内の汚水を汚水圧送管から排水する構成の汚水集排水ユニットを具備する真空ポンプ場において、汚水集排水ユニットを２組設け、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置され、真空ポンプとして正逆回転運転可能なルーツ型真空ポンプを用い、該真空ポンプの一方の吸・吐口を圧力管を介して集水タンクに接続し、他方の吸・吐口を大気仕切弁を介して大気に接続すると共に排気管に接続し、該真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で前記集水タンク内に加圧するように構成したことを特徴とする。
【００２４】
上記のように、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置されているので、集水タンクを設置するための用地買収が不要となり、真空ポンプ場の施工の低価格化と早期完了化が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る真空ポンプ場の概略構成例を示す図である。図示するように、本真空ポンプ場は、２組の汚水集排水ユニットＡ、Ｂを具備する。各汚水集排水ユニットは集水タンク３と、ルーツ型の真空ポンプ７を具備する。集水タンク３には、逆止弁２を介して汚水流入管１が接続され、更に逆止弁４を介して汚水圧送管５が接続されている。また集水タンク３と真空ポンプ７の一方の吸・吐出口が圧力管６で接続され、真空ポンプ７の他方の吸・吐出口には逆止弁８を介して排気管９が接続されると共に、大気仕切弁１０が接続されている。集水タンク３には水位センサ１１が設けられ、圧力管６には圧力センサ１５が接続されている。
【００２６】
汚水集排水ユニットＡの汚水圧送管５と汚水集排水ユニットＢの汚水圧送管５は、汚水を所定の場所（例えば、汚水処理場）に送る汚水圧送管１２に接続されている。また、汚水集排水ユニットＡの圧力管６と汚水集排水ユニットＢの圧力管６は互いに均圧弁１３を介して接続されている。また、汚水集排水ユニットＡの排気管９と汚水集排水ユニットＢの排気管９は脱臭装置１４に接続されている。汚水集排水ユニットＡの汚水流入管１と汚水集排水ユニットＢの汚水流入管１はシステムボリューム管１６に接続され、該システムボリューム管１６には複数本の汚水流入管１７が接続されている。
【００２７】
汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内に汚水を吸引し、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の汚水を排出する場合は、図２に示すように、汚水集排水ユニットＡの大気仕切弁１０を閉じ、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転し、汚水集排水ユニットＢの大気仕切弁１０を開き、ルーツ型の真空ポンプ７を逆転運転し、更に均圧弁１３を閉じる。これにより、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内の気体は、矢印Ｃに示すように、圧力管６を通して真空ポンプ７に吸引され、該気体は矢印Ｄに示すように、排気管９を通して脱臭装置１４に送られ、脱臭処理された後大気中に放出される。その結果、集水タンク３内は減圧され、汚水流入管１を通して汚水が集水タンク３内に流入する。
【００２８】
一方、汚水集排水ユニットＢにおいては、真空ポンプ７は大気仕切弁１０を通して大気を吸引し、矢印Ｅに示すように、圧力管６を通して集水タンク３内に送気する。これにより、逆止弁２が汚水流入管１をシールし、集水タンク３内が加圧されるため、集水タンク３内の汚水は、矢印Ｆに示すように、逆止弁４、汚水圧送管５及び汚水圧送管１２を通って所定の場所に送られる。このとき汚水流入管１及び汚水圧送管５に設けられている逆止弁２及び逆止弁４には、例えばボールチェッキ弁やフラップ弁等の汚水対応の逆止弁を用いているので異物閉塞の問題はない。汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内に汚水を吸引し、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内の汚水を排出する場合は、上記とは逆、即ち汚水集排水ユニットＢの大気仕切弁１０を閉じ、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転し、汚水集排水ユニットＡの大気仕切弁１０を開き、ルーツ型の真空ポンプ７を逆転運転する。
【００２９】
図３は真空ポンプ場の汚水集排水ユニットＡ及びＢの運転モードを示す図である。図示するように、汚水集排水ユニットＡが汚水収集モード１０１のとき、汚水集排水ユニットＢは汚水圧送モード１０３と待機モード１０４となり、汚水集排水ユニットＡが切替モード１０２のとき、汚水集排水ユニットＢは切替モード１０５となる。また、汚水集排水ユニットＡが汚水圧送モード１０３と待機モード１０４のとき、汚水集排水ユニットＢは汚水収集モード１０１となり、汚水集排水ユニットＡが切替モード１０５のとき、汚水集排水ユニットＢは切替モード１０２となる。
【００３０】
図４は図３の運転モードを図表化したもので、本真空ポンプ場の各汚水集排水ユニットＡ、Ｂは、図示するように汚水収集モード１０１、切替モード１０２、汚水圧送モード１０３、待機モード１０４及び切替モード１０５を１サイクルとして運転が行われる。
【００３１】
ここで、汚水収集モード１０１は集水タンク３内に汚水を収集（吸引）するモード、切替モード１０２は汚水収集モード１０１から汚水圧送モード１０３へ切替えるモード、汚水圧送モード１０３は集水タンク３内の汚水を圧送するモード、待機モード１０４はルーツ型の真空ポンプ７の運転が停止しているモード、切替モード１０５は汚水圧送モード１０３又は待機モード１０４から汚水収集モード１０１に切替えるモードである。
【００３２】
図３において、汚水集排水ユニットＡが汚水収集モード１０１のときは、ルーツ型の真空ポンプ７を正転運転、大気仕切弁１０を閉とする。そして汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉とする。これにより集水タンク３内は減圧（−）され、汚水流入管１を通して汚水を集水タンク３内に収集（吸引）する。このとき汚水集排水ユニットＢでは汚水圧送モード１０３で真空ポンプ７を逆転運転、大気仕切弁１０を開とする。これにより、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内は加圧（＋）され、該集水タンク３内の汚水は汚水圧送管５及び１２を通して圧送される。そして待機モード１０４では真空ポンプ７を停止すると共に、大気仕切弁１０を閉とする。
【００３３】
続いて汚水集排水ユニットＡが切替モード１０２、汚水集排水ユニットＢが切替モード１０５となると、汚水集排水ユニットＡでは真空ポンプ７を停止、大気仕切弁１０を開、汚水集排水ユニットＢでは真空ポンプ７を停止のまま、大気仕切弁１０を閉のままとする。そして汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とする。これにより、減圧（−）下にある汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と加圧（＋）下にある汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の空気が混合し、両集水タンク３内の圧力が等しくなるまで汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内が加圧（＋方向に加圧）され、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内が減圧（−方向に減圧）される。
【００３４】
続いて汚水集排水ユニットＡが汚水圧送モード１０３では真空ポンプ７を逆転運転、大気仕切弁１０を開いたままとする。このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉とする。これにより、集水タンク３内は加圧（＋）され、該集水タンク３内の汚水は汚水圧送管５及び１２を通して圧送される。そして待機モード１０４に切替え、真空ポンプ７を停止し、大気仕切弁１０を閉とする。このとき汚水集排水ユニットＢでは汚水収集モード１０１で真空ポンプ７を正転運転、大気仕切弁１０を閉じたままとする。これにより、集水タンク３内は減圧（−）され、汚水流入管１を通して汚水を集水タンク３内に収集（吸引）する。また、このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を閉のままとする。
【００３５】
続いて汚水集排水ユニットＡが切替モード１０５、汚水集排水ユニットＢが切替モード１０２となると、汚水集排水ユニットＡでは真空ポンプ７を停止したまま、大気仕切弁１０を閉じたままとし、汚水集排水ユニットＢでは真空ポンプ７を停止、大気仕切弁１０を開とする。このとき汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とする。これにより、加圧（＋）下にある汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と減圧（−）下にある汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の空気が混合し、両集水タンク３内の圧力が等しくなるまで汚水集排水ユニットＡの集水タンク３内が減圧（−方向に減圧）され、汚水集排水ユニットＢの集水タンク３内の圧力が加圧（＋方向に加圧）される。
【００３６】
上記のように切替モード１０２と切替モード１０５で汚水集排水ユニットＡと汚水集排水ユニットＢの間の均圧弁１３を開とし、汚水集排水ユニットＡの集水タンク３の空気と汚水集排水ユニットＢの集水タンク３の空気を混合させて両タンク内の圧力が等しくなるように加圧又は減圧させるので、真空ポンプ７の加圧又は減圧のために使用したエネルギーを無駄なく使用できる。
【００３７】
真空下水システムにおける真空ポンプは、高頻度の起動・停止によって電動機への負担を減らすために、起動インターバルが１５分以上となるように技術マニュアルで決められている。真空ポンプ７の起動頻度を減らすには、集水タンク３を含め管路内ボリュームを大きくすることが有効であり、必要に応じて図１に示すようにシステムボリューム管１６を設けることができる。これにより、管路内ボリュームを大きくすることができるため、その分集水タンク３の容量を小さくできる。その結果、例えば、地面に埋設するマンホール内に集水タンクを設置するような場合、マンホール自体が小さくなるため、材料費、工事費等のコストダウンに貢献する。
【００３８】
万一、２組の汚水集排水ユニットＡ、Ｂの一方の汚水集排水ユニット（Ａ又はＢ）の真空ポンプ７が故障しても、もう一方の汚水集排水ユニット（Ｂ又はＡ）で汚水の収集と圧送が可能である。この場合、汚水を圧送する時間帯には汚水収集をできなくなるが、図１に示すようにシステムボリューム管１６を設ければ、このシステムボリューム管１６が一種のバッファとなって汚水を収容することができ、システムの安全性を高めることができる。
【００３９】
図５及び図６は本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す図で、図５は平面図、図６は側面図である。図において、２０は地面に埋設したマンホールであり、マンホール２０は上記汚水集排水ユニットＡ、Ｂに対応して２個設けられている。２１は地面上に配置された制御盤であり、該制御盤２１の下部には汚水集排水ユニットＡ、Ｂに対応して２台のルーツ型の真空ポンプ７、７が配置されている。また、それぞれのマンホール２０内には集水タンク３が配置されている。各集水タンク３には逆止弁（真空逆止弁）２を介して汚水流入管１、逆止弁（真空逆止弁）４を介して汚水圧送管５が接続されている。
【００４０】
また、真空ポンプ７、７の一方の吸・吐出口に大気仕切弁１０、１０が接続されると共に逆止弁８、８が接続され、該逆止弁８、８には排気管９、９が接続され、更に排気管９、９は脱臭装置１４に接続されている。２つの集水タンク３、３にはそれぞれ圧力管６、６が接続され、該圧力管６、６は真空ポンプ７、７の他方の吸・吐出口に接続されている。また、真空ポンプ７、７の他方の吸・吐出口近傍の圧力管６と圧力管６の間には均圧弁１３が接続されている。
【００４１】
各集水タンク３、３に接続された汚水流入管１、１はシステムボリューム管１６に接続され、システムボリューム管１６には複数の汚水流入管１７が接続されている。このようにシステムボリューム管１６を設け各集水タンク３、３に接続された汚水流入管１、１をシステムボリューム管１６に接続することにより、上記のように管路内ボリュームを大きくすることができるため、その分集水タンク３、３の容量を小さくでき、該集水タンク３、３を収容するマンホール２０、２０も小さくなり、材料費、工事費等のコストダウンに貢献する。
【００４２】
本発明の実施形態例では、真空ポンプ場に上記構成を採用することにより、以下の事由から設備のコストダウンが可能となる。
（１）集水タンクユニット（集水タンク３、水位センサ１１、逆止弁２、逆止弁４等）は２基となるが、小規模のこの種の真空ポンプ場では、集水タンク３、３の容量が小さくなるためそれほど高価にはならない。
【００４３】
（２）真空ポンプ７にルーツ型の真空ポンプ７、７を用い、真空ポンプ７、７で汚水の圧送もできるため、２台の圧送ポンプは不要となる。
【００４４】
（３）集水タンクユニットは市販の地下埋設用マンホール内に設置することができるため、用地買収が不要となり、施工の低価格化と早期完了化が可能である（建屋の建設が不要となることが大きい）。図５及び図６に示すように、地上には制御盤２１のみが設置され、その内部には真空ポンプユニットを設置し、メンテナンスが容易となるようにしている。また、真空ポンプ７が屋外設置可能なものであれば、マンホール内の集水タンクユニット上部に真空ポンプ７を設置することもでき、これにより制御盤２１をよりコンパクトにすることができる。
【００４５】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４７】
請求項１に記載の発明によれば、汚水集排水ユニットを２組設け、ルーツ型真空ポンプの正回転運転で集水タンク内を排気して減圧し、逆回転運転で集水タンク内を加圧するように構成したことにより、２台の圧送ポンプを必要とすることなく、汚水の集水（吸引）・排水（圧送）が可能となる真空ポンプ場を提供できる。また、万一一方の汚水集排水ユニットの真空ポンプが故障しても、他方の汚水集排水ユニットで汚水の集水・排水は可能となる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、制御手段で一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧するとき他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧する運転を行うので、２組の汚水集排水ユニットの交互運転となり、両ユニットが均等に運転されるから、長寿命の真空ポンプ場を提供できる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、２組の汚水集排水ユニットの圧力配管を均圧弁を介して接続したことにより、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧に切替えると共に、他方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を加圧から減圧に切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使用する真空ポンプ場を提供できる。
【００５０】
請求項４に記載の発明によれば、汚水圧送管に汚水対応の逆止弁（例えば、ボールチェッキ弁やフラップ弁等）を設けているので、異物閉塞の問題がなくなる。
【００５１】
請求項５に記載の発明によれば、汚水流入管を汚水対応の逆止弁を介してシステムボリューム管に接続することにより、管路内ボリュームが大きくなり、その分集水タンクを小さくできる。また、このシステムボリューム管が一種のバッファとなって汚水を収容し、真空ポンプの起動頻度を減らすことができるため、システムの安定性がより向上する真空ポンプ場を提供できる。
【００５２】
請求項６に記載の発明によれば、一方の汚水集排水ユニットの集水タンク内を減圧から加圧へ、他方の汚水集排水ユニットの集水タンクを加圧から減圧へ切替えるとき、この均圧弁を開くことにより両集水タンクの空気が混合し圧力が均等になるまで、一方の集水タンクを加圧、他方の集水タンクを減圧できるから、エネルギーを無駄なく有効に使うことができる真空ポンプ場の運転方法を提供できる。
【００５３】
請求項７に記載の発明によれば、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に設置されているので、集水タンク設置するための用地買収が不要となり、真空ポンプ場の施工の低価格化と早期完了化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る真空ポンプ場の概略構成を示す図である。
【図２】
本発明に係る真空ポンプ場の動作を説明する概略構成図である。
【図３】
本発明に係る真空ポンプ場の汚水集排水ユニットの運転モードを示す図である。
【図４】
図３の運転モードを図表化した図である。
【図５】
本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す平面図である。
【図６】
本発明に係る真空ポンプ場の具体的構成例を示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ 汚水集排水ユニット
Ｂ 汚水集排水ユニット
１ 汚水流入管
２ 逆止弁
３ 集水タンク
４ 逆止弁
５ 汚水圧送管
６ 圧力管
７ 真空ポンプ
８ 逆止弁
９ 排気管
１０ 大気仕切弁
１１ 水位センサ
１２ 汚水圧送管
１３ 均圧弁
１４ 脱臭装置
１５ 圧力センサ
１６ システムボリューム管
１７ 汚水流入管
２０ マンホール
２１ 制御盤
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