JP2008267124A - 真空式下水道システムの真空弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】汚水槽内の汚水を真空下水管の真空圧で圧送する際、汚水槽に連通する建物の汚水トラップの破封を確実に防止できる真空式下水道システムの真空弁ユニットを提供すること。
【解決手段】汚水流入管１２の汚水槽１内への開口端１２ｂを開閉するバタフライ弁２が設けられている。そして、真空弁１５が閉弁しているときバタフライ弁２で開口端１２ｂを開かせ、且つ真空弁１５が開弁したとき開口端１２ａをバタフライ弁２により閉成させる弁駆動装置３が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空を利用して汚水を搬送する真空式下水道システムの真空弁ユニットに関するものである。

一般に、真空式下水道システムでは、民家、集合住宅、施設等の建物から排出される汚水を排水パイプを介して自然流下により真空弁ユニットの汚水槽まで案内し、この汚水を汚水槽の下端部の汚水貯留部に一時的に貯留するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。尚、汚水槽を基準に考えれば排水パイプは汚水の流入管になる。

この汚水槽内の上部には真空下水管の端部が配設されており、この真空下水管の端部には上下に延びる汚水吸込パイプが接続されている。そして、この真空下水管の端部と汚水吸込パイプとの間には真空弁が介装されている。尚、汚水吸込パイプの下端は汚水貯留部内に配設されている。

しかも、この真空式下水道システムでは、汚水槽の汚水貯留部内に貯留される汚水が一定量に達すると、これを検知して真空弁を開放し、真空下水管内の真空圧により汚水貯留部内の汚水を汚水吸込パイプに吸い込ませるようになっている。そして、汚水吸込パイプに吸い込まれた汚水は、真空下水管を通じて中継ポンプ場に設けられた集水タンクまで、真空圧により搬送されるようになっている。

ところで、真空弁ユニットは空気取入パイプを有する。しかも、真空弁の作動時には汚水槽の下部に貯留された汚水を吸込パイプ内に吸込んだ後に、空気を吸込パイプ内に吸込むか、或いは汚水と同時に空気を吸込パイプ内に吸込むようになっている。

また、真空下水管内は常に負圧に保たれているが、汚水の搬送は空気の吸い込みにより発生する差圧が汚水を追い越す形で二層流を形成しながら汚水を圧送していくようになっている。しかも、汚水は、真空下水管の自然勾配に加え、真空弁からの吸込み時とリフト部などではこの空気の混送によって流送されていく。

従って真空弁ユニットにおいて空気を取り入れることは、真空下水の流送の仕組み上、必要不可欠なものとなっている。
特許第３４８３３１６号公報 特許第３６３６７７９号公報

しかしながら、真空弁の作動時には、汚水槽の下部に貯留された汚水が汚水吸込パイプ内に真空圧で吸い込まれる際に、汚水槽内が負圧になるため、この負圧が自然流下の流入管（建物から見れば排水パイプ）内に作用し、この負圧によって宅内に設置されている設備の汚水トラップを破封するケースがある。

そこで、この発明は、汚水槽内の汚水を真空下水管の真空圧で圧送する際、汚水槽に連通する建物の汚水トラップの破封を確実に防止できる真空式下水道システムの真空弁ユニットを提供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、この発明は、建物から排出される汚水を自然流下させる流入管が下部に接続され且つ上部に真空下水管の端部が配設された汚水槽と、前記汚水槽の下部の汚水貯留部に下端部が配設された汚水吸込管と、前記汚水槽に接続された空気取り入れ管と、前記汚水吸込管の上端部と前記真空下水管とを接続する真空弁と、前記汚水貯留部内の汚水が所定量以上になったのを検出する汚水検出手段と、前記汚水が所定量以上になったのを前記検出手段が検出したとき前記真空弁を開弁させる弁駆動手段を備える真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、前記流入管の開口端を開閉する流入弁が設けられていると共に、前記真空弁が閉弁したとき前記流入弁で前記開口端を開かせ、且つ前記真空弁が開弁したとき前記開口端を前記流入弁により閉成させる弁駆動手段が設けられている真空式下水道システムの真空弁ユニットとしたことを特徴とする。

また、空気取り入れ管の径（口径）を汚水流入管の径（口径）よりも大きくするか、空気取り入れ管の断面積を汚水流入管の断面積よりも大きくできる。

更に、汚水吸込管へ吸い込まれる汚水の流速を減速させる縮径部又は拡径部を汚水流入管に設けることもできる。また、汚水吸込管へ吸い込まれる汚水の流速を減速させる縮径部と拡径部の両方を汚水流入管に設けることもできる。

この構成によれば、真空弁が開く際に、流入管の汚水槽内への開口端を駆動手段により動作する流入弁で閉成したり、空気取り入れ管の口径変更又は吸込管の構造変更により、汚水槽内の汚水を真空下水管の真空圧で搬送する際、汚水槽の負圧が流入管を介して建物の汚水トラップに作用するのを未然に防止して、建物の汚水トラップの破封を確実に防止できる。

また、空気取り入れ管の径（口径）を汚水流入管の径（口径）よりも大きくするか、空気取り入れ管の断面積を汚水流入管の断面積よりも大きくした場合には、汚水流入管に汚水を吸い込む際に汚水槽内に負圧が生じても、この負圧が大きくなるようなことはないので、この負圧で建物の配管途中の汚水トラップが破封されるのを防止できる。

更に、汚水吸込管へ吸い込まれる汚水の流速を減速させる縮径部又は拡径部を汚水流入管に設けた場合や、汚水吸込管へ吸い込まれる汚水の流速を減速させる縮径部と拡径部の両方を汚水流入管に設けた場合にも、汚水流入管に汚水を吸い込む際に汚水槽内に負圧が生じても、この負圧が大きくなるようなことはないので、この負圧で建物の配管途中の汚水トラップが破封されるのを防止できる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は真空式下水道システムの真空弁ユニットを示す模式図、図４は真空弁を示す模式図、図５は真空弁のコントローラ部を示す断面図である。

図１において、１０は真空式下水道システムの真空弁ユニットで、この真空弁ユニット１０は密閉された汚水槽１を有している。この汚水槽１は、下ケース１ａ，中ケース１ｂ，上ケース１ｃから形成されている。そして、下ケース１ａの下部内には汚水ます１１が設けられている。この汚水ます１１内は汚水貯留部となっている。

また、各住宅の家庭等から排出される汚水は、自然流下式の汚水流入管１２から汚水ます１１に流れ込むようになっている。即ち、汚水ます１１の上方には下ケース１ａを貫通する汚水流入管１２の端部１２ａが配設されていて、この端部１２ａの開口端１２ｂから汚水が汚水ます１１内に流れ込むようになっている。

汚水流入管１２の開口端１２ｂは下方を向くように斜めに傾斜させられている。しかも、この開口端１２ｂは、上端が回動軸２ａで回動可能に端部１２ａの上端に取り付けられた流入弁（バタフライ弁）２により開閉可能に設けられている。また、下ケース１ａの上端部には空気取り入れ管１ｄが取り付けられている。
＜弁駆動装置＞
また、流入弁２に対向する位置には、弁駆動手段たる弁駆動装置３が配設されている。この弁駆動装置３は、図示しないブラケット等により下ケース１ａに固定されている。

この弁駆動装置３は、図２，図３に示したように、ケース４ａ，４ｂからなる密閉ケース４と、ケース４ａ，４ｂの合わせ部に周縁部が保持されたダイヤフラム５と、ダイヤフラム５に底部が固定されたカップ状のピストン６と、ピストン６に一体に設けられたロッド７と、ピストン６とケース４ｂの端壁４ｂ１との間に介装されたスプリング８を有する。

そして、ロッド７はケース４ｂの端壁４ｂ１を摺動自在に貫通しており、このロッド７の外端部は流入弁２にヒンジ結合されている。９はダイヤフラム５とケース４ｂとの間に形成された負圧室である。

また、汚水ます１１内には上下に延びる吸込管（汚水吸込管）１３の下端部が配設され、中ケース１ｂには真空源（図示せず）に連通する真空下水管１４が固定されている。この真空下水管１４の端部１４ａは、中ケース１ｂを貫通して汚水槽１内に配設されている。この真空下水管１４の端部には吸込管１３の上端部が真空弁１５を介して接続されている。

そして、汚水が汚水ます１１に一定量（所定量）溜まると真空弁１５が開き、汚水ます１１内の汚水が吸込管１３から吸込まれる。そして、この汚水は真空弁１５を通って真空下水管１４に吸込まれ、真空ポンプ場の集水タンクに集められ、その後圧送ポンプによって下水処理場等に送られるようになっている。以下に、真空弁１５の構成を説明する。
＜真空弁１５＞
この真空弁１５は、図１、図４に示す如く、真空弁本体１５ａを有する。この真空弁本体１５ａは第１，第２のハウジング２１，２２を備え、第１，第２のハウジング２１，２２はバンドクランプ２３によって一体化されている。また、真空弁１５は、弁体２４と、弁作動室２５と、バネ２６と、コントローラ部２７を有している。尚、弁体２４は上述の吸込管１３と真空下水管１４との連絡部（弁通路）を構成する連絡通路２８，２８′間を開閉するようになっている。この連絡通路２８，２８′はパイプ部２８ａ，２８ａ′内に形成されている。この連絡通路２８には真空下水管１４が接続され、連絡通路２８′には吸込管１３が接続される。

また、弁作動室２５は隔壁部材４９により連絡通路２８，２８′から区画されている。この隔壁部材４９には弁棒２９が摺動自在に保持されていて、この弁棒２９の一端部に弁体２４が固定され、弁棒２９の他端部にカップ状のプランジャ３０が固定されている。このプランジャ３０は弁作動室２５内にスライド可能に収容されている。

この弁作動室２５は、プランジャ３０により上室（上弁作動室）２５ａと下室（下作動室）２５ｂに区画されている。そして、上室２５ａには、弁駆動装置３の負圧室９がホース９ａを介して接続されている。

また、バネ２６は、弁作動室２５のプランジャ３０より上側の上室（上弁作動室）２５ａに内蔵されて、プランジャ３０にバネ力を作用させている。このバネ力によりプランジャ３０，弁棒２９及び弁体２４は、連絡通路２８，２８′間の弁座Ｂに向けて付勢されていて、弁体２４を弁座Ｂに当接させられている。尚、弁作動室２５のプランジャ３０より下方の下室（下作動室）２５ｂには、大気連通管（ブリーザ管）４３がホース４６を介して接続されていて、大気圧になっている。

コントローラ部２７は、汚水ます（タンク）１１内の汚水レベルの上昇時に弁作動室２５の上室に真空圧を付与し、上下室の差圧（下室は大気圧）によってプランジャ３０を引上げることによって弁体２４に開力を付与し、真空弁１５を開状態として吸込管１３に真空下水管１４を導通せしめる。

コントローラ部２７は以下の如く構成されている。コントローラ部２７は、図５に示す如く、通しボルトで一体化した第１〜第５のシリンダ状のケース５１〜５５を有する。

また、コントローラ部２７は図５（Ａ）に示したように液位検知管接続口（ホース接続部材）５６を有している。この液位検知管接続口５６には、図１の液位検知管３７がホース３８を介して接続されている。この液位検知管３７は、図１に示したように下端が汚水ます１１内に配設されている。

更に、図５（Ａ）に示したように、液位検知管接続口５６は第１ケース５１に制振防止ダイヤフラム５９を介して接続されている。また、制振防止ダイヤフラム５９には微小な貫通孔（図示せず）が設けられていて、この貫通孔は液位検知管接続口５６からの圧力をダイヤフラム５９の下方の空間に作用させるようになっている。この空間は、後述する液位検知ダイヤフラム上部室８１に孔１０１ａを介して連通している。尚、液位検知ダイヤフラム上部室８１は液位検知ダイヤフラム６０の上部に形成されている。また、孔１０１ａの上端部の周囲には弁座１０１が設けられている。

また、制振防止ダイヤフラム５９の外周部は固定されておらず、下側からの空気は制振防止ダイヤフラム５９の周囲も通り抜けるようになっている。この制振防止ダイヤフラム５９は、下方の弁座１０１に臨んでいて、下方に変位させられたときに、弁座１０１の孔１０１ａを閉成するようになっている。尚、ダイヤフラム５９の微小な貫通孔は、孔１０１ａ及び弁座１０１に対向していない部分に設けられている。

また、第３ケース５３には、真空圧接続口５７及び大気圧接続口５８が設けられている。この真空圧接続口５７はホース４１を介して真空下水管１４に接続され、大気圧接続口５８はホース４４を介して大気連通管４３に接続されている。

第１ケース５１と第２ケース５２との間には液位検知ダイヤフラム６０の周縁部が気密に保持されている。また、第１ケース５１の上部にはプッシュボタンＰＢが設けられている。このプッシュボタンＰＢは、液位検知ダイヤフラム６０を手動で変位操作するプランジャ６１、プランジャ６１を上方にバネ付勢しているバネ６３、及びこれらの弾性体カバー６２を備えている。

また、第２ケース５２には液位検知ダイヤフラム６０の下にプランジャ６５が保持されている。このプランジャ６５は、戻しバネ６６で上方に付勢されていて、液位検知ダイヤフラム６０の下方への変位により押し下げられたとき、第３ケース５３に設置した検知弁６８に届くよう設けられている。

更に、第２ケース５２と第３ケース５３との間には圧力制御室としての上部部屋８３が形成され、この上部部屋８３内にプランジャ６５が突出している。しかも、検知弁６８は、上部部屋８３内に配設されている。また、プランジャ６５の上部部屋８３への挿通部の周囲には、上部部屋８３に空気の漏洩を生じないようにするＯリング６７等の軸シールが設けられている。

また、第３ケース５３は真空圧接続口５７に連通する通路５７Ａを備え、検知弁６８は作動時に通路５７Ａの上部部屋８３への開口（真空口）を開閉可能とする。即ち、この検知弁６８は、プランジャ６５により作動させられると、通路５７Ａの上部部屋８３への開口を開いて、上部部屋８３内に真空力を導入可能とする。

更に、第４ケース５４と第５ケース５５には弁座７２、７３が設けられ、第４ケース５４の上部部屋８５は大気に通路９２を通じて連通しており、第５ケース５５の下部部屋８７は真空下水管１４に通路９１を通じて連通している。また、第４ケース５４の下部と第５ケース５５の上部で作られる部屋８６は真空弁１５の弁作動室２５に通路９６を通じて連通している。

また、両者の弁座７２、７３の間には弁体７１が設けられている。この弁体７１は、上下スライドすることにより大気と真空のいずれかを部屋８６に導く３方弁としての役割を果たしている。尚、弁体７１は第３ケース５３と第４ケース５４との間に設けた３方弁ダイヤフラム７０に連結されている。この３方弁ダイヤフラム７０の上部には圧縮バネ６９が設けられ、この圧縮バネ６９は弁体７１を第５ケース５５の弁座７３に押付けている。また、第３ケース５３には隔壁が設けられているが、この隔壁の一部に連通口８８がある。この連通口８８は、検知弁６８が作動して開になったとき、上部部屋８３に付与される真空圧を下部部屋８４に導くようになっている。

また、図５（Ａ）に示したように第３ケース５３の上部部屋８３（圧力制御室）の内外を連通する通路９３には真空力解除弁としてのダイヤフラム付きニードル弁７４が設けられていて、このニードル弁７４を通って大気が上部部屋８３に徐々に入ってくるようになっている。

更に、ニードル弁７４には図５（Ａ），（Ｂ）に示したようにダイヤフラム１０２が取付けられており、又、このニードル弁７４はばね１０３により通路９３を閉成する方向にバネ付勢されている。しかも、ダイヤフラム１０２は、ばね１０３の押し圧力と通路９５から連通している真空下水管１４の真空圧の強さによって平衡を保ち、適切な位置にニードル弁７４が変位するようになっている。即ち、真空下水管１４の真空度が高い場合にはニードル弁７４は大きく開き、真空度が低い場合にはニードル弁７４が小さく開くようになっている。
[作用]
次に、このような構成の真空弁ユニットの作用を説明する。

汚水ます１１内の汚水が所定量以下の場合には、流入弁２が図１，図２のように汚水流入管１２の開口端１２ｂを開いている。この状態では各家庭等から排出される汚水は、自然流下式の汚水流入管１２から汚水ます１１に流れ込むようになっている。

この汚水の流入により汚水ます１１内の汚水の液位が上昇すると、液位検知管３７内の空気の圧力が上昇する。この圧力は、ホース３８、制振防止ダイヤフラム５９の微小孔を通じて、液位検知ダイヤフラム上部室８１内に作用し、液位検知ダイヤフラム上部室８１内の空気圧力が上昇する。一方、液位検知ダイヤフラム下部室８２が大気に連通している。このため、液位検知ダイヤフラム上部室８１と液位検知ダイヤフラム下部室８２との間に圧力差が生じ、この圧力差により液位検知ダイヤフラム６０が下方に変位させられる。

また、この変位に伴い、図６に示したように液位検知ダイヤフラム６０の下部に設けたプランジャ６５が、液位検知ダイヤフラム６０により押されて下方に変位して、第３ケース５３の上部部屋８３に設けた検知弁６８を下方に押し下げる。

このプランジャ６５がある所定量下がる（汚水の液位があるレベル上昇する）と、図６に示したように検知弁６８が反転し、通路５７Ａの真空口が開かれる。

検知弁６８の開作動により上部部屋８３、下部部屋８４が真空になり、３方弁ダイヤフラム７０の下方室８５が大気に連通していることから圧力差を生じたダイヤフラム７０が上方に引上げられ、これに伴って弁体７１も上昇して第５ケース５５の弁座７３から第４ケース５４の弁座７２に移動し、真空弁本体１５ａの作動室２５の上室２５ａに通じる部屋８６を真空状態にさせる。

この作動室２５を上室２５ａと下室２５ｂに区画するプランジャ３０には弁体２４を有する弁棒２９が取り付けられているので、部屋８６からの真空が上室２５ａに作用すると、作動室２５の上下室２５ａ，２５ｂの差圧（下室は大気圧）によりプランジャ３０が引き上げられる。これに伴い、弁体２４と弁棒２９がプランジャ３０により一体に引き上げられて、弁体２４が弁座Ｂから離反する。これにより、真空弁１５が開状態となり、真空下水管内１４に作用している真空圧が真空弁１５の連絡通路２８，２８′を介して吸込管１３に作用する。この負圧により汚水ます１１内の汚水は、吸込管１３を介して吸い上げられた後、真空弁１５の連絡通路２８，２８′を介して真空下水管内１４に導かれる。

この汚水の吸い上げに伴い、汚水ます１１内の汚水の液面は急速に降下し、汚水槽１内の圧力が大気圧より低くなるので、空気取り入れ管１ｄから大気が汚水槽１内に流入する。これにより、汚水の吸い上げがスムーズに行われる。

一方、作動室２５に作用する真空圧がホース９ａを介して図２の弁駆動装置３の負圧室９に作用し、この負圧が弁駆動装置３のピストン６を図３のようにスプリング８のバネ力に抗して流入弁２側に変移させる。この変位により、ロッド７が流入弁２側に移動して、流入弁２を汚水流入管１２の開口端１２ｂ側に回動させ、流入弁２で開口端１２ｂを閉じさせる。

これにより、汚水ます１１内の汚水が吸込管１３に吸い込まれて、汚水の水位が低下することで、汚水槽１内の圧力が大気圧より低下して負圧になっても、この負圧が汚水流入管１２を介して各家庭の汚水トラップに作用するのを防止して、汚水トラップの破封を未然に防止する。

また、タンク内の汚水が排出されると、液位が低下し、液位検知ダイヤフラム６０の加圧が低下し、プランジャ６５に設けたバネ６６により押し戻され、制振防止ダイヤフラム５９の外周端部より空気が直ちに抜ける。

そして、図７に示したように反転していた検知弁６８が戻って通路５７Ａの真空口を閉じ、上部部屋８３、８４に真空が導入されなくなる。

これに伴い、ニードル弁７４は、真空下水管１４の真空圧の度合に応じて適切な開度を保ちながら、大気連通管４３，ホース４４，通路９４、検知ダイヤフラム６０の下部の部屋８２及び通路９３等を介して、大気を第３ケース５３の上部部屋８３内に導入する。この結果、上部部屋８３、８４に真空が導入されなくなると、第３ケース５３の上部部屋８３内の圧力は多少時間遅れが生じて大気状態になる。これにより、３方弁ダイヤフラム７０の両側の圧力差がなくなって、３方弁ダイヤフラム７０は圧縮バネ６９に押されて元の状態に戻る。この際、弁体７１は、３方弁ダイヤフラム７０と一体に移動して元の第５ケース５５の弁座７３を閉じ、真空弁本体の作動室２５に通じる部屋を大気状態にさせる。

このとき、通路９２を通じ大気を取り込むが、通路９３を通じ液位検知ダイヤフラム６０の下部の部屋が減圧状態になり、液位検知ダイヤフラム６０を下方に引きつけようとするが、ダイヤフラム５９が弁座１０１に引きつけられ、弁座１０１の孔を塞ぎ液位検知ダイヤフラム６０の上部部屋８１を密封するため、液位検知ダイヤフラム６０は下方に変位しないため、この下方にあるプランジャ６５を押し下げ、再び検知弁６８を作動させることがなくなる。

真空弁１５の作動室２５の上室２５ａにはコントローラ部２７の大気圧接続口５８，大気連通管４３を介して大気が流入する。これにより、作動室２５の上下室２５ａ，２５ｂの差圧がなくなり真空弁１５が閉じられることになる。

これに伴い、上室２５ａの大気圧がホース９ａを介して弁駆動装置（弁駆動手段）３の負圧室９に作用し、弁駆動装置（弁駆動手段）３のピストン６がスプリング８のバネ力により流入弁２とは反対側に変移させられる。この変位により、ロッド７が流入弁２とは反対側に移動して、流入弁２を汚水流入管１２の開口端１２ｂとは反対側に回動させ、開口端１２ｂを汚水槽１内に開口させる。これにより、汚水流入管１２の開口端１２ｂから汚水が汚水ます１１内に流れ込むことが可能な状態となる。
（変形例１）
以上説明した実施例では、汚水ます１１内の汚水を真空下水管１４に排出する際、作動室２５を構成する上室２５ａから弁駆動装置３の負圧室９に真空圧を作用させるようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。

例えば、図８に示すように、真空弁１５が開いて、真空弁１５のパイプ部２８ａ′（図４の連絡通路２８′）に真空下水管１４の真空圧が作用したとき、この真空圧をホース９ａにより弁駆動装置３の負圧室９に作用させて、流入弁２により汚水流入管１２の開口端１２ｂを閉じるようにしても良い。
（変形例２）
また、図９に示したように、汚水槽１内において、汚水流入管１２の端部１２ａを下方に向かう段差管部１２ａ１と汚水流入管端部１２ａ方向に向かう水平部１２ａ２からＬ字状に形成した構成としても良い。

この構成によれば、真空弁１５の閉弁に伴って、弁駆動装置３により流入弁２が汚水流入管１２の開口端１２ｂを開いたときに、吸込管１３内の汚水が汚水ます１１内に戻されて、汚水槽１内の圧力が上昇しても、汚水流入管１２の端部１２ａまで流下した汚水が、汚水流入管１２内で逆流するようなことを防止できる。
（変形例３）
また、図１０に示したように空気取り入れ管１ｄは、中ケース１ｂを貫通する横引き管１ｄ１と、横引き管１ｄ１に連設された立ち上がり管１ｄ２を有する。そして、空気取り入れ管（空気吸込管）１ｄの径Ｄを汚水流入管１２の径ｄよりも大きく形成することにより、空気取り入れ管１ｄの断面積を汚水流入管１２の断面積よりも大きく形成している。

これにより、真空圧により汚水ます１１内の汚水を吸込管１３内に吸い込む際、汚水槽１内に負圧が生じても、この負圧により空気取り入れ管１ｄから汚水槽１内に短時間で流入する大気の量が増えるので、汚水槽１内の負圧が大きくなるようなことはない。また、仮に流入弁２がない場合でも、真空圧により汚水ます１１内の汚水を吸込管１３内に吸い込む際、汚水槽１内に生じる負圧で建物の配管途中の汚水トラップが破封されるようなことを防止できる。
（変形例４）
更に、図１１に示したように空気取り入れ管１ｄの横引き管１ｄ１の径を汚水流入管１２の径よりも大きくした構成でも、同様な効果を期待できる。
（変形例５）
また、図１２に示したように空気取り入れ管１ｄの横引き管１ｄ１を複数設けて、複数の横引き管１ｄ１を立ち上がり管１ｄ２に合流させることにより、空気取り入れ管（空気吸込管）１ｄの汚水槽１への接続部側の断面積は汚水流入管１２の断面積よりも大きく形成している。

この場合も、真空圧により汚水ます１１内の汚水を吸込管１３内に吸い込む際、汚水槽１内に負圧が生じても、この負圧により複数の空気取り入れ管１ｄから汚水槽１内に短時間で流入する大気の量が増えるので、汚水槽１内の負圧が大きくなるようなことはない。これにより、仮に流入弁２がない場合でも、真空圧により汚水ます１１内の汚水を吸込管１３内に吸い込む際、汚水槽１内に生じる負圧で建物の便器からの配管途中の汚水トラップが破封されるようなことを防止できる。
（その他）
また、図１３は、後述する変形例６〜８を説明するために、上述した真空弁ユニット１０と各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００との関係を概略的に示したものである。この図１３では上述した真空弁ユニット１０の構成の一部の図示を省略しているが、基本的には従来の構成の真空弁ユニット１０が用いられる。

この図１３において、真空弁ユニット１０の汚水槽１には汚水流入管１２が接続され、この汚水流入管１２の途中には各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００が接続されている。尚、汚水流入管１２は、汚水槽１内に各家庭内に設けられるトイレからトラップ２００を介して排水される汚水を汚水槽１に向けて自然流下するように配管されている。この汚水槽１の上部には空気取り入れ管１ｄが接続されている。また、真空弁ユニット１０は、真空下水管１４に真空弁１５を介して接続された吸込管１３を有する。この吸込管１３は汚水槽１の下端部内に配設されている。この図１３に示した吸込管１３は口径が一様なものを図示している。
（変形例６）
この変形例６では、図１３の口径が一様な吸込管１３に代えて図１４に示した吸込管１３が用いられる。この図１４の吸込管１３の下端部にはテーパ部１３ａを介して縮径部１３ｂが設けられている。

この縮径部１３ｂは、汚水槽１内に発生する負圧が流入管１２を介してトラップ２００に作用したときに、吸込管１３に吸い込まれる流体（汚水や空気を含む）の量をトラップ２００が破封しない程度の流量，流速にする口径に形成されている。即ち、縮径部１３ａは、真空下水管１４の真空圧で汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、吸込管１３へ吸い込まれる汚水の流速を減速させて汚水槽１内の負圧をトラップ２００を破封しない値にさせるように設定されている。

このような構成において、各家庭内に設けられるトイレからの汚水がトラップ２００及び流入管１２を介して汚水槽１内に自然流下により流入して、汚水槽１内の下部に一定量の汚水が貯留されると、真空弁１５が開弁する。

これにより、真空下水管１４の真空圧（負圧）が真空弁１５を介して吸込管１３に作用し、この真空圧により汚水槽１内の汚水が吸込管１３に吸い込まれる。この汚水の吸込管１３への吸込に伴い、汚水槽１内の汚水の量が減少して、汚水槽１内に負圧が発生し、この負圧により空気取り入れ管１ｄから外気（空気）が汚水槽１内に吸い込まれる。

この際、汚水は縮径部１３ｂを介して吸い込まれるため、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流体抵抗は縮径部１３ｂにおいて大きくなる。この結果、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量は縮径部１３ｂが無い場合に比べて少なくなると共に、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流速は縮径部１３ｂが無い場合に比べて減速させられ、汚水槽１内に発生する負圧が急激に大きくなることはない。即ち、縮径部１３ｂは、吸込管１３へ吸い込まれる汚水の流速を減速させて汚水槽１内の負圧をトラップ２００を破封しない値にさせる。

これにより、空気取り入れ管１ｄから汚水槽１内に吸い込まれる外気（空気）が吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量（流速）に追従して、汚水槽１内の負圧が大きくならないので、この汚水槽１内の負圧が流入管１２を介して各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００に殆ど作用することがない。

この結果、汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、汚水槽１内に発生する負圧により、各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００が破封されるのを防止できる。

尚、汚水槽１に接続されている空気取り入れ管１ｄには、通常φ１００ｍｍ程度の口径のものが用いられている。また、吸込管１３にはφ７５ｍｍの口径のものが用いられている。このような寸法において、縮径部１３ｂは例えばφ５０ｍｍの口径に形成する。これらの寸法（数値）は一例を示したものであって、必ずしもこれに限定されるものではない。
（変形例７）
図１３に示した口径が一様な吸込管１３に代えて、図１５に示したような吸込管１３を用いることもできる。この図１５の吸込管１３は、下部側の拡径部１３ｃと上部（真空弁側）の縮径部１３ｄを有する。この拡径部１３ｃの長さを縮径部１３ｄの長さよりも十分長くしている。本例では、拡径部１３ｃの長さは吸込管１３の大半を占めている。

この構成では、図１３の真空下水管１４の真空圧（負圧）が真空弁１５を介して吸込管１３に作用すると、この真空圧により汚水槽１内の汚水が吸込管１３に吸い込まれる。

この際、図１３の真空下水管１４の真空圧（負圧）は縮径部１３ｄを介して拡径部１３ｃに作用するため、拡径部１３ｃ内の負圧が縮径部１３ｄ側より小さくなり、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量が拡径部１３ｃが無い場合に比べて少なくなると共に、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流速が拡径部１３ｃが無い場合に比べて減速させられる。即ち、拡径部１３ｃは、図１３の真空下水管１４の真空圧で汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、吸込管１３へ吸い込まれる汚水の流速を減速させて汚水槽１内の負圧をトラップ２００を破封しない値にさせるように設定されている。

これにより、汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、空気取り入れ管（図示せず）から汚水槽１内に吸い込まれる外気（空気）が吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量（流速）に追従して、汚水槽１内の負圧が大きくならないので、この汚水槽１内の負圧が流入管（図示せず）を介して各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００に殆ど作用することがない。

この結果、汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、汚水槽１内に発生する負圧により、各家庭内に設けられるトイレのトラップ２００が破封されるのを防止できる。

尚、例えば、縮径部１３ｄが通常のφ７５ｍｍの口径の場合、拡径部１３ｃをφ１００ｍｍ程度の口径とする。
（変形例８）
更に、図１３に示した口径が一様な吸込管１３に代えて、図１６に示したような吸込管１３を用いることもできる。この図１６は、上述した変形例６，７を組み合わせた例を示したものである。この図１６にいおいては、吸込管１３の途中に拡径部１３ｅを設けることにより、吸込管１３における拡径部１３ｅの上下の部分を縮径部１３ｆ，１３ｇとしたもので、この縮径部１３ｆ，１３ｇの口径は同じに設定されている。この変形例８で変形例６，７を組み合わせた作用を有する。

即ち、この変形例８では、図１３の真空下水管１４の真空圧（負圧）により汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、真空下水管１４の真空圧は縮径部１３ｆを介して拡径部１３ｅに作用するため、拡径部１３ｅ内の負圧が縮径部１３ｆ側より小さくなり、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量が拡径部１３ｅが無い場合に比べて少なくなると共に、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流速が拡径部１３ｅが無い場合に比べて減速させられ、汚水槽１内に発生する負圧が急激に大きくなることはない。

また、汚水は縮径部１３ｇを介して吸い込まれるため、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流体抵抗は縮径部１３ｇにおいて大きくなる。この結果、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流量は縮径部１３ｇが無い場合に比べて少なくなると共に、吸込管１３に吸い込まれる汚水の流速は縮径部１３ｇが無い場合に比べて減速させられ、汚水槽１内に発生する負圧が急激に大きくなることはない。

しかも、拡径部１３ｅおよび縮径部１３ｇは、図１３の真空下水管１４の真空圧で汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、吸込管１３へ吸い込まれる汚水の流量を減少させると共に流速を減速させて、汚水槽１内の負圧をトラップ２００を破封しない値にさせるように設定されている。

このように拡径部１３ｅと縮径部１３ｇの２箇所の作用により、真空下水管１４の真空圧で汚水槽１内の汚水が吸込管１３へ吸い込まれる際、汚水槽１内の負圧をトラップ２００を破封しない値にさせるように設定されているので、トラップ２００の破封防止確実に行うことができる。

尚、変形例６，８についてのトラップ破封対策実験例を以下に示す。
＜実験例＞

この発明に係る真空弁ユニットの断面図である。 図１の弁駆動装置の作用説明図である。 図１の弁駆動装置の作用説明図である。 図１の真空弁の概略断面図である。 （Ａ）は図４のコントローラ部の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。 図５（Ａ）に示した検知弁の拡大作用説明図である。 図５（Ａ）に示した検知弁の拡大作用説明図である。 この発明に係る真空弁ユニットの他の例を示す断面図である。 この発明に係る真空弁ユニットの更に他の例を示す断面図である。 真空弁ユニットの変形例を示す断面図である。 真空弁ユニットの他の変形例を示す断面図である。 真空弁ユニットの更に他の変形例を示す断面図である。 真空弁ユニットと家庭のトイレのトラップとの配管例を示した説明図である。 図１３の吸込管（汚水吸込管）の変形例を示す断面図である。 図１３の吸込管（汚水吸込管）他のの変形例を示す断面図である。 図１３の吸込管（汚水吸込管）更に他の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・汚水槽
１ｄ・・・空気取り入れ管
２・・・流入弁（バタフライ弁）
３・・・弁駆動装置（弁駆動手段）
７・・・ロッド
１１・・・汚水ます
１２・・・汚水流入管
１２ｂ・・・開口端
１３・・・吸込管（汚水吸込パイプ、汚水吸込管）
１３ｂ・・・縮径部
１３ｃ，１３ｅ・・・拡径部
１３ｇ・・・縮径部
１４・・・真空下水管
１５・・・真空弁
２８，２８′・・・連絡通路（弁通路）
６０・・・ダイヤフラム（検出手段）
６８・・・検知弁

Claims (5)

1. 建物から排出される汚水を自然流下させる流入管が下部に接続され且つ上部に真空下水管の端部が配設された汚水槽と、前記汚水槽の下部の汚水貯留部に下端部が配設された汚水吸込管と、前記汚水槽に接続された空気取り入れ管と、前記汚水吸込管の上端部と前記真空下水管とを接続する真空弁と、前記汚水貯留部内の汚水が所定量以上になったのを検出する汚水検出手段と、前記汚水が所定量以上になったのを前記検出手段が検出したとき前記真空弁を開弁させる弁駆動手段を備える真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、
   前記流入管の開口端を開閉する流入弁が設けられていると共に、前記真空弁が閉弁したとき前記流入弁で前記開口端を開かせ、且つ前記真空弁が開弁したとき前記開口端を前記流入弁により閉成させる弁駆動手段が設けられていることを特徴とする真空式下水道システムの真空弁ユニット。
2. 請求項１に記載の真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、前記真空弁は弁通路の途中に配設された弁体及び前記弁体を駆動して前記弁通路の途中を開閉させる作動室を備えると共に、前記作動室に作用する圧力で動作するアクチュエータが前記弁駆動手段として設けられていることを特徴とする真空式下水道システムの真空弁ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、前記開口端は斜め下方に向けて傾斜させられていることを特徴とする真空式下水道システムの真空弁ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、前記流入管の端部はＬ字状の段差を有することを特徴とする真空式下水道システムの真空弁ユニット。
5. 建物から排出される汚水を自然流下させる流入管が下部に接続され且つ上部に真空下水管の端部が配設された汚水槽と、前記汚水槽の下部の汚水貯留部に下端部が配設された汚水吸込管と、前記汚水槽に接続された空気取り入れ管と、前記汚水吸込管の上端部と前記真空下水管とを接続する真空弁と、前記汚水貯留部内の汚水が所定量以上になったのを検出する汚水検出手段と、前記汚水が所定量以上になったのを前記検出手段が検出したとき前記真空弁を開弁させる弁駆動手段を備える真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいて、
   前記真空弁の開弁時に前記真空下水管の真空圧が前記汚水吸込管に作用したとき、該真空圧により前記汚水槽内の汚水が前記汚水吸込管に吸い込まれると共に、該汚水の前記汚水吸込管への吸い込みに伴い前記汚水槽内に負圧が発生して、該負圧により空気が前記空気取り入れ管から前記汚水槽内に流入する際、
   前記汚水吸込管へ吸い込まれる汚水の流速を減速させる縮径部及び／又は拡径部を前記汚水吸込管に設けたことを特徴とする真空式下水道システムの真空弁ユニット。

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