JP2011102505A - 真空弁付き汚水ますの配管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ます本体を貫通する流出管の軸方向へのずれや径方向への歪みの発生を防止することができる真空弁付き汚水ますの配管構造を提供すること。
【解決手段】本発明の真空弁付き汚水ますＵでは、真空弁装置２を内蔵したます本体１と、ます本体１の側壁１ａをマンホール継手４１を介して貫通して汚水が排出される流出管４と、を備えている。
この真空弁付き汚水ますＵにおいて、マンホール継手４１は、ます本体１の側壁１ａを貫通すると共に側壁１ａに固定し、流出管４の外周面４ａには、マンホール継手４１の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リング４４,４５を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、真空式下水道システムに使用される真空弁付き汚水ますの配管構造に関するものである。

従来、真空弁付き汚水ますを地下に設け、この真空弁付き汚水ますに溜まった汚水を真空圧によって収集する真空式下水道システムがある。この真空式下水道システムに使用される真空弁付き汚水ますは、真空弁装置を内蔵したます本体に、流入管と流出管を差し込むと共に、流出管の一端を真空弁装置に接続したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第4088113号公報

ところで、従来の真空弁付き汚水ますの配管構造にあっては、流出管は、環状パッキンを内蔵した外筒（マンホール継手）を介してます本体に差し込まれている。
このため、地震等によって流出管にます本体の外側に引っ張られる荷重が作用すると、流出管と真空弁装置の間の接続部分に軸方向のずれが生じ、管路の気密性を悪化させたり、接続が外れたりするおそれがあった。また、流出管に対して径方向の荷重が作用した場合では、流出管が径方向に曲がって扁平し、環状パッキンとの間のシール性が悪化して、ます本体内に地下水が浸入するおそれもあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ます本体を貫通する流出管の軸方向へのずれや径方向への歪みの発生を防止することができる真空弁付き汚水ますの配管構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の真空弁付き汚水ますでは、真空弁装置を内蔵したます本体と、ます本体の側壁を外筒を介して貫通して汚水が排出される流出管と、を備えている真空弁付き汚水ますにおいて、外筒は、ます本体の側壁を貫通すると共に側壁に固定し、流出管の外周面には、外筒の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リングを設けた。

よって、本発明の真空弁付き汚水ますの配管構造では、外筒がます本体の側壁を貫通すると共にこの側壁に固定され、流出管の外周面には、外筒の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リングが設けられる。
したがって、流出管に軸方向の荷重が作用して軸方向にずれた際に、外筒の端部に補強リングが干渉する。このため、流出管の軸方向への大きなずれを防止することができる。また、補強リングを設けることで、この補強リング周辺の流出管の強度を向上することができ、流出管の径方向の歪みを防止することができる。

実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの縦断面図である。 実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの横断面図である。 実施例１の配管構造の拡大横断面図である。 実施例１の配管構造における補強リングの斜視図である。 実施例１の配管構造における流出管の取付方法を示す説明図であり、(a)はます本体加工工程を示し、(b)は継手組立工程を示し、(c)は第一補強リング取付工程を示し、(d)は流出管組立工程を示し、(e)は第二補強リング取付工程を示し、(f)は流出管取付工程を示す。 真空下水道システムの全体構成を説明する説明図である。 (a)は実施例２の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの縦断面図であり、(b)は実施例２の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの横断面図である。 実施例２の配管構造の拡大横断面図である。 補強リングの変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の真空弁付き汚水ますを実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの縦断面図である。図２は、実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの横断面図である。図３は、実施例１の配管構造の拡大横断面図である。図４は、実施例１の配管構造における補強リングの斜視図である。

実施例１の真空弁付き汚水ますの配管構造（以下、単に配管構造という）を適用した真空弁付き汚水ますＵは、図１及び図２に示すように、ます本体１と、真空弁装置２と、流入管３と、流出管４と、を備えている。

ます本体１は、家庭９１（図６参照）等から排出された汚水を一時的に貯留するものであり、ＦＲＰ又は塩化ビニル樹脂により形成した有底の円筒である。このます本体１は地下に埋設され、上部の開口はマンホール蓋１１によって開閉可能に閉鎖される。

真空弁装置２は、ます本体１に内蔵され、このます本体１内の汚水の水位が一定値に達すると、真空弁２１が開弁して下流側に位置する真空ステーション９６（図６参照）と連通し、ます本体１に貯留された汚水を搬送するものである。この真空弁装置２は、真空弁２１と、ます本体１内の水位を検知する検知管２２と、ます本体１内に貯留された汚水を流出管４に排出する吸込管２３と、真空弁２１の動作を制御する真空弁コントローラ２４と、を備えている。

流入管３は、家庭９１等からの汚水が流れる自然流下管路９２（図６参照）に連通し、排出された汚水をます本体１内に流す汚水管であり、ます本体１の側壁１ａのやや下側位置を貫通している。この流入管３は、ます本体１から突出した位置の環状パッキン３１が内蔵されたマンホール継手３２に接続される。このマンホール継手３２は、ます本体１の側壁１ａの外面に接着剤等により固定している。

流出管４は、真空ステーション９６に連通する真空下水管路９３,９４（図６参照）と、真空弁装置２とを連通し、ます本体１から真空ステーション９６へ汚水を流す汚水管である。この流出管４は、ます本体１の側壁１ａのやや上側位置を、水平且つます本体１の径方向に沿って貫通している。このため、ます本体１の径方向と流出管４の軸方向とが一致する。また、流出管４のます本体１を貫通する部分には、マンホール継手（外筒）４１を被嵌しており、流出管４は、ます本体１の側壁１ａにマンホール継手４１を介して貫通することとなる。

そして、この流出管４のます本体１内に挿入した一端には、鍔状のフランジ４２が形成されている。このフランジ４２は、真空弁装置２の真空弁２１に設けられた接続口２１ａのフランジ２１ｂに突き合い当接し、ヘルール継手４３によって締結されている。ここで、フランジ４２とフランジ２１ｂの間には図示しないＯリングを挟み込み、気密性を担保している。

さらに、流出管４の外周面４ａには、マンホール継手４１の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リングである第一,第二補強リング４４,４５を設けている。

第一,第二補強リング４４,４５は、図４に示すように、流出管４の全周を取り囲むリング形状を呈しており、流出管４を挟み込めるように切込み４４ａ,４５ａを有している。また、第一,第二補強リング４４,４５の高さは、マンホール継手４１の後述する筒部４１ａの厚みよりも大きくなっている。
そして、この第一,第二補強リング４４,４５は、流出管４の軸方向の側面が、全周にわたってそれぞれ隅肉溶接されて流出管４に一体固定されている。ここでは、第一補強リング４４がます本体１の内側に位置し、第二補強リング４５がます本体１の外側に位置している。また、第一,第二補強リング４４,４５とマンホール継手４１の両端部との間には、僅かな隙間が設けられている。

一方、マンホール継手４１は、ます本体１を貫通する筒部４１ａと、筒部４１ａの外周面とます本体１の側壁１ａの外面とを固定する鞍部４１ｂと、を有している。

筒部４１ａは、両端が開放した円筒形状を呈し、ます本体１を貫通した際にます本体１の外側に位置する部分に凸条溝４１ｃを有している。この凸条溝４１ｃ内には、環状パッキン４１ｄを配置している。この環状パッキン４１ｄは、流出管４と筒部４１ａとの間を水密にし、ます本体１内への地下水の浸入を防止する。

鞍部４１ｂは、筒部４１ａの外周全体から鍔状に広がり、鍔状に広がった部分がます本体１の側壁１ａに沿って湾曲している。この鞍部４１ｂは、筒部４１ａが貫通すると共に、この筒部４１ａの外周面に接着固定することで一体化されている。また、ます本体１へは、接着剤によって固定している。

なお、上述の流入管３及び流出管４は、可撓性・伸縮性・耐久性を有する下水道用ポリエチレン管や硬質塩化ビニル管等によって形成する。また、第一,第二補強リング４４,４５は、流出管４と同質の材料によって形成する。

次に、実施例１の流出管４の取付方法について説明する。
図５は、実施例１の配管構造における流出管の取付方法を示す説明図であり、(a)はます本体加工工程を示し、(b)は継手組立工程を示し、(c)は第一補強リング取付工程を示し、(d)は流出管組立工程を示し、(e)は第二補強リング取付工程を示し、(f)は流出管取付工程を示す。

実施例１の流出管４は、予め工場においてマンホール継手４１と一体に組み立てておき、真空弁付き汚水ますＵの施工現場において、ます本体１に取付けるようになっている。

ます本体加工工程では、図５(a)に示すように、ます本体１の側壁１ａの所定位置に、流出管４及びマンホール継手４１が貫通する貫通孔１ｂを切削加工し、ます本体１を地下に埋設する。この貫通孔１ｂの径は、流出管４の一端に形成されたフランジ４２、第一補強リング４４、マンホール継手４１の筒部４１ａを挿入可能な大きさである。なお、このます本体加工工程は、真空弁付き汚水ますＵの施工現場にて行う。

継手組立工程では、図５(b)に示すように、マンホール継手４１の筒部４１ａを鞍部４１ｂをに差し込み、接着によって一体化する。このとき、鞍部４１ｂは、筒部４１ａの凸条溝４１ｃと干渉しない位置に固定される。

第一補強リング取付工程では、図５(c)に示すように、流出管４の外周面４ａに第一補強リング４４を溶接により固定する。このとき、切込み４４ａから第一補強リング４４を押し広げて流出管４の外周面４ａに嵌め込んだ後、軸方向の真空弁２１側の側面を溶接する。なお、第一補強リング４４はます本体１の内側に位置するため、流出管４のフランジ４２が形成された一端側近傍に固定する。

流出管組立工程では、図５(d)に示すように、第一補強リング取付工程において第一補強リング４４を取付けた流出管４を、マンホール継手４１の筒部４１ａに挿入する。このとき、流出管４は、フランジ４２が形成されていない他端側から筒部４１ａに挿入すると共に、第一補強リング４４と筒部４１ａとの間の隙間の大きさによってマンホール継手４１の位置決めを行う。なお、筒部４１ａの凸条溝４１ｃの内側には、予め環状パッキン４１ｄを配置しておく。

第二補強リング取付工程では、図５(e)に示すように、流出管組立工程においてマンホール継手４１に挿入された流出管４の外周面４ａに、第二補強リング４５を溶接により固定する。このとき、切込み４５ａから第二補強リング４５を押し広げて流出管４の外周面４ａに嵌め込んだ後、軸方向の両側面をそれぞれ溶接する。なお、第二補強リング４５は筒部４１ａの端部近傍に固定するが、このとき筒部４１ａとの間の隙間の大きさによって位置決めする。また、上述の継手組立工程、第一補強リング取付工程、流出管組立工程、第二補強リング取付工程は、予め流出管製造工場によって行う。

流出管取付工程では、図５(f)に示すように、ます本体加工工程において形成された貫通孔１ｂに流出管４を挿入し、マンホール継手４１の鞍部４１ｂをます本体１の側壁１ａの外面に接着剤にて固定する。このとき、流出管４は、フランジ４２が形成された一端からます本体１内に、鞍部４１ｂが側壁１ａに当接するまで挿入される。なお、鞍部４１ｂのます本体対向面には、流出管４の挿入前に接着剤を塗布しておく。また、この流出管取付工程は、真空弁付き汚水ますＵの施工現場にて行う。

その後、ます本体１内に真空弁装置２を配置し、真空弁２１に設けられた接続口２１ａのフランジ２１ｂと流出管４のフランジ４２を突き合い当接してヘルール継手４３によって締結する。また、流出管４のフランジ４２が形成されていない他端には、図示しない真空下水管路を接続する。

次に、作用を説明する。
まず、「真空弁付き汚水ますの特性」の説明を行い、続いて、実施例１の真空弁付き汚水ますの配管構造における作用を、「軸方向へのずれ防止作用」、「径方向への歪み防止作用」に分けて説明する。

[真空弁付き汚水ますの特性]
図６は、真空下水道システムの全体構成を説明する説明図である。

まず、図６を用いて図１及び図２に示す真空弁付き汚水ますＵを備える真空式下水道システムＳの全体構成を説明する。

この真空式下水道システムＳでは、家庭９１等から排出された汚水（排出水）は、まず自然流下管路９２を流れ、流入管３を介して真空弁付き汚水ますＵに流入して一時的に貯留される。そして、真空弁付き汚水ますＵに貯留した汚水が一定量に達すると真空弁２１が開き、真空弁付き汚水ますＵと真空ステーション９６とが連通する。これにより、汚水は、真空ステーション９６の汚水循環ポンプ９６ａによって発生した真空圧（大気圧よりも低くなった圧力）によって、真空下水管路としての流下部９３やリフト部９４を逐次通過するように気液混送流となり、真空ステーション９６まで搬送される。このようにして真空ステーション９６まで到達した汚水は、圧送ポンプ９６ｂによって下水処理施設（図示せず）に圧送される。

この真空ステーション９６では、汚水循環ポンプ９６ａによって受槽内の汚水をエジェクタに供給し、真空弁付き汚水ますＵと真空ステーション９６との間の真空下水管路９３,９４の内部を０．４気圧程度（真空状態）に保持することで、各家庭９１等から汚水を吸引して集めている。なお、この真空を発生させる汚水循環ポンプ（真空圧発生装置）９６ａは、エジェクタを用いたエジェクタ式のものに限定されるものではなく、真空ポンプを用いた真空ポンプ式のものを適用することもできる。

そして、この真空式下水道システムＳは、大気圧と真空圧の差圧によって汚水を強制的に収集・搬送するシステムであり、真空下水管路９３,９４の埋設深度が浅くても適用可能、埋設物の回避が容易、真空弁付き汚水ますＵに電源が不要、汚水の漏れがない、管路の清掃が不要、スカムが発生し難い、等の特徴を備えている。

そして、真空弁付き汚水ますＵは、次のように動作する。
すなわち、ます本体１に貯留した汚水の水位が上昇し、検知管２２内の空気圧が増加して所定の圧力になると、真空弁コントローラ２４によって真空弁２１が開かれ、真空圧が吸込管２３に伝達される。

これにより、ます本体１内の汚水は、大気圧と真空圧の差圧によって押し出されるように吸込管２３に吸い込まれる。そして、吸込管２３に吸い込まれた汚水は、真空弁２１の接続口２１ａから流出管４を流れ、真空下水管路９３,９４へと排出される。

そして、汚水が排出されることでます本体１内の水位が低下すると、吸込管２３を通じて空気が不図示のます本体内と地上の大気を連通する通気管を介して吸い込まれるようになり、一定時間経過後に真空弁２１がバネの力によって閉じられる。

このように、ます本体１内の水位上昇と汚水吸込による水位低下という上記の動作を繰り返すことによって、汚水を逐次処理的に真空ステーション９６まで搬送する。

[軸方向へのずれ防止作用]
地震や地盤沈下等が発生し、実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますＵに流出管４の軸方向に沿う荷重が作用し、流出管４がます本体１の外側に向かって引っ張られることがある。

この場合、流出管４がます本体１の外側に引っ張られるのに対し、マンホール継手４１はます本体１の側壁１ａに固定されているため移動しない。これにより、流出管４の外周面４ａに設けられた第一補強リング４４がマンホール継手４１の筒部４１ａの端部に干渉し、流出管４に作用する荷重をマンホール継手４１の鞍部４１ｂで受けることができる。この結果、流出管４がます本体１の外側に向かって引っ張られても、流出管４の軸方向への位置ずれを防止できる。

また、流出管４がます本体１の内側に向かって押し込まれる場合であっても、マンホール継手４１は流出管４に作用する荷重に拘らず移動しない。これにより、流出管４の外周面４ａに設けられた第二補強リング４５がマンホール継手４１の筒部４１ａの端部に干渉し、流出管４に作用する荷重をマンホール継手４１の鞍部４１ｂで受けることができる。この結果、流出管４がます本体１の内側に向かって押し込まれても、流出管４の軸方向への位置ずれを防止できる。

このように、流出管４に軸方向に移動する荷重が作用しても、第一,第二補強リング４４,４５のいずれかがます本体１に固定したマンホール継手４１の筒部４１ａに干渉し、荷重をマンホール継手４１で受けることができる。このため、流出管４の軸方向へのずれを防止することができる。

さらに、実施例１の配管構造では、第一,第二補強リング４４,４５は、ます本体１に挿入した一端を真空弁装置２に接続され、ます本体１から排出される汚水が流れる流出管４に設けられている。

このため、流出管４の軸方向へのずれを防止することで、真空弁装置２との接続不良や、真空弁装置２の破損をも防止することができる。

[径方向への歪み防止作用]
地震や地盤沈下等が発生し、実施例１の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますＵに流出管４の径方向に沿う荷重が作用し、ます本体１から突出した部分の流出管４が上方や下方等に撓むことがある。

ここで、流出管４は、第一,第二補強リング４４,４５を設けたことで、この第一,第二補強リング４４,４５が設けられた部分が肉厚になり、強度が向上している。そのため、径方向の荷重が作用しても、流出管４がこの荷重によって径方向に撓んだり歪んだりすることを防止できる。

特に、第一,第二補強リング４４,４５で挟まれた部分、すなわちマンホール継手４１の筒部４１ａが被嵌した部分の強度は高くなるので、この間の流出管４の変形が防止され、筒部４１ａの凸条溝４１ｃ内に配置された環状パッキン４１ｄと流出管４の間に隙間が生じることがない。この結果、環状パッキン４１ｄのシール性の低下を防止でき、地下水の浸入を防止することができる。

実施例２は、真空弁付き汚水ますのます本体の側壁に、一対の補強リングの少なくとも一部を埋設して固定する例である。

まず、構成を説明する。
図７(a)は実施例２の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの縦断面図であり、図７(b)は実施例２の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますの横断面図である。図８は、実施例２の配管構造の拡大横断面図である。

この実施例２の配管構造を適用した真空弁付き汚水ますのＵ１は、図７及び図８に示すように、ます本体５と、真空弁装置６と、流入管７と、流出管８と、を備えている。

ます本体５は、例えば200mm程度の厚みを有するコンクリートにより形成した有底の円筒である。

真空弁装置６は、実施例1の真空弁装置２とほぼ同じ構成であり、流入管７は、実施例１の流入管３とほぼ同じ構成であるので、ここではそれぞれ説明を省略する。

流出管８は、ます本体５の側壁５ａのやや上側位置を、水平且つます本体５の径方向に対して偏位した状態で貫通している（図７(b)参照）。そして、流出管８がます本体５を貫通する部分にマンホール継手（外筒）８１を被嵌すると共に、流出管８の外周面８ａには、マンホール継手８１の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リングである第一,第二補強リング８４,８５を設けている。

第一,第二補強リング８４,８５は、流出管８の全周を取り囲むリング形状を呈し、流出管８の軸方向の前後面が、全周にわたってそれぞれ隅肉溶接されて流出管８に一体固定されている。そして、この第一,第二補強リング８４,８５は、流出管８をます本体５内に挿入した際に、ます本体５の側壁５ａに少なくとも一部が埋設する。すなわち、各補強リング８４,８５は、ます本体５の側壁５ａに形成する流出管貫通孔５ｂ内に、少なくとも一部を配置可能な位置に設けている。

一方、マンホール継手８１は、両端が開放した筒形状を呈し、中間部に凸条溝８１ｃを有している。この凸条溝８１ｃ内には、環状パッキン８１ｄを配置している。そして、マンホール継手８１の全長は、ます本体５の側壁５ａに埋設可能な長さであり、その表面には砂付加工を施している。

このように、第一,第二補強リング８４,８５のそれぞれ少なくとも一部をます本体５の側壁５ａに埋設することで、流出管８に軸方向の荷重が作用した場合であっても、第一,第二補強リング８４,８５がマンホール継手８１又は側壁５ａと干渉してます本体５に荷重を伝達でき、軸方向のずれを防止することができる。

また、マンホール継手８１に鞍部が不要となり、単純な形状にすることができて製造コストの低減を図ることができる。

特に、実施例２の流出管８においては、ます本体５の径方向に対して偏位した状態で貫通しているが、この場合であっても流出管８に作用した荷重をます本体５に確実に伝達することができ、流出管８のずれや歪みを防止できる。

以上、本発明の真空弁付き汚水ますの配管構造を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、第一,第二補強リング４４,４５を、流出管４と同じ材質によって形成し、側面を全周隅肉溶接することで流出管４に固定しているが、例えば図９に示す補強リング１００であってもよい。

この補強リング１００は、ステンレス等の金属からなる２つ割りリングによって構成されている。そして、ボルトＮで２つ割りリングを互いに固定することで、流出管４の外周面４ａにこの補強リング１００を固定するようになっている。この場合では、ボルトＮを緩めれば簡単に補強リング１００を外すことができ、取付位置の微調整を容易に行うことができる。

また、補強リング１００の内側面１００ａ、すなわち流出管４に接触する面に摩擦力を高めるための滑り防止用しぼ加工を形成してもよい。

さらに、実施例１及び実施例２では、流出管４,８に第一,第二補強リング４４,４５,８４,８５を設けたが、これに限らず、流入管に補強リングを設ける例であってもよい。

Ｕ 真空弁付き汚水ます
１ ます本体
１ａ 側壁
２ 真空弁装置
３ 流入管
４ 流出管
４ａ 外周面
４１ マンホール継手（外筒）
４４ 第一補強リング（補強リング）
４５ 第二補強リング（補強リング）

Claims (2)

1. 真空弁装置を内蔵したます本体と、該ます本体の側壁に外筒を介して貫通して汚水が排出される流出管と、を備えた真空弁付き汚水ますにおいて、
   前記外筒は、前記ます本体の側壁を貫通すると共に、該側壁に固定し、
   前記流出管の外周面には、前記外筒の両端部の軸方向外側に位置する一対の補強リングを設けたことを特徴とする真空弁付き汚水ますの配管構造。
2. 請求項１に記載された真空弁付き汚水ますの配管構造において、
   前記一対の補強リングは、それぞれ少なくとも一部を前記ます本体の側壁に埋設することを特徴とする真空弁付き汚水ますの配管構造。
   
   

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