JP2017186735A - 真空弁制御装置及び真空弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】１つのダイヤフラムで構成される簡単な構造とすることができ、汚水ます内でコンパクトに収容することが可能となる。【解決手段】水位検知管１４に連通する第１室２６、吸込管１１に連通する第２室２７、真空管路１０３に連通する第３室２８、及び真空弁１２のピストン室１２ａに連通する第４室２９を内部に形成したケーシング２２と、真空弁１２の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構５５と、シャフト２３と一体に往復動可能なダイヤフラム２５と、を備え、第４室２９は、シャフト２３の往復動作によって、第３室２８との間で、かつケーシング２２の外部との間で連通又は遮断され、シャフト２３はダイヤフラム２５の両側に差圧が生じたときに、第４室２９内の空気を負圧にして真空弁１２が開く方向に移動する真空弁制御装置を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、真空弁制御装置及び真空弁ユニットに関する。

従来、平坦で広い地域等、汚水用の配管を連続的な下り勾配で配置できない場合に、真空式下水道収集システムが用いられている。この種の真空式下水道収集システムとして、特許文献１に示されるように真空タンクに連通する真空管路に接続される真空弁ユニットを用いることが知られている。

特許文献１の真空弁ユニットは、先端が汚水ます内に配置される吸込管と、汚水を真空吸引力によって移送する真空系と吸込管との間に配置される真空弁と、吸込管の所定の高さに接続された第１差圧検知管と、第１差圧検知管の接続位置よりも低い高さに接続された第２差圧検知管と、第１差圧検知管及び第２差圧検知管内の圧力に基づいて動作し、真空弁の開閉動作を制御する機械式の真空弁制御装置と、第１差圧検知管および第２差圧検知管と真空弁制御装置とをそれぞれ接続するフレキシブルチューブと、を備え、第１差圧検知管及び第２差圧検知管の側部には、第１接続ノズルおよび第２接続ノズルがそれぞれ設けられており、第１接続ノズル及び前記第２の接続ノズルがフレキシブルチューブに接続された構成となっている。

そして、真空弁制御装置内には、第１ダイヤフラムを挟んで第１室及び第２室が形成され、第２ダイヤフラムを挟んで第３室及び第４室が形成されている。真空弁制御装置内には、各ダイヤフラムの厚さ方向に延びるシャフト（軸状体）が配置されている。真空弁制御装置内には隔壁を介して隣り合う第５室及び第６室が形成されている。シャフトの端部には弁体が固定されている。第５室と第６室との間の隔壁、及び第６室におけるこの隔壁に対向する壁には、貫通孔が形成された弁座が設けられている。シャフトがシャフトの軸線方向に往復動することで、一対の弁座の一方を封止する。

以上のように構成された真空弁ユニットは、以下のように動作する。予め、真空弁は閉じ、弁座は隔壁の弁座を封止している。
汚水ます内の汚水の水位が所定の高さ以上になると、水位検知管内の圧力が高くなることにより、真空弁制御装置の第１室内の空気の圧力と第２室内の空気の圧力とに差が生じる。この圧力差により、真空弁制御装置のシャフトが移動する。弁座が壁の弁座を封止し、真空弁を開かせる。真空タンクの吸引力により、吸込管、真空弁、ラインを通して汚水が流れ、汚水が汚水処理施設等で処理される。このとき、吸込管内を流れる汚水により、第３室内の空気の圧力と第４室内の空気の圧力とに差が生じる。これにより、弁座が壁の弁座に押し付けられる。

そして、汚水の水位が下がり第１室内の空気の圧力が大気圧になっても、第３室内の空気の圧力と第４室内の空気の圧力とに差が生じている間は、真空弁は開いたままである。
汚水ます内の汚水の水位が吸込管の第１端部よりも下がると、吸込管内を汚水が流れなくなり、第３室内の空気の圧力と第４室内の空気の圧力との差が無くなる。シャフトが移動して、弁座が隔壁の弁座を封止する。真空弁が閉じ、吸込管内等を通して汚水が流れなくなる。

特開２０１１−１９６１１２号公報

しかしながら、従来の差圧検知方式の真空弁ユニットでは、吸込管から２つの差圧検知管が真空弁制御装置に接続するとともに、真空弁制御装置も２つの差圧検知管と水位検知管（すなわち３つの検知管）による圧力変動に対応する必要があるため、真空弁制御装置内の圧力変動空間が３つ設けられていた。さらに、これら３つの圧力変動空間を仕切るために第１ダイヤフラムと第２ダイヤフラムの２つが設けられるから、複雑な構造になるという問題があった。
また、作業性の観点からコンパクトに収容可能な真空弁制御装置が求められており、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、１つのダイヤフラムで構成される簡単な構造とすることができ、汚水ます内においてコンパクトに収容することが可能となる真空弁制御装置及び真空弁ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る真空弁制御装置は、汚水ます内に下端を配置させた水位検知管の水位に基づいて制御され、吸込端部が汚水ます内に配置された吸込管と汚水を真空吸引力によって移送させる真空管路との間に配置され、真空及び大気圧の供給により開閉動作する真空弁を制御する真空弁制御装置であって、前記水位検知管に連通する第１室、前記吸込管に連通する第２室、前記真空管路に連通する第３室、及び前記真空弁のピストン室に連通する第４室を内部に形成した筐体と、前記真空弁の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構と、前記真空弁開閉機構を作動させる往復動可能な軸状体と、前記軸状体を前記真空弁を閉じる方向に付勢するバネと、前記軸状体と一体に往復動可能なダイヤフラムと、を備え、前記第４室は、前記軸状体の往復動作によって、前記第３室との間で連通又は遮断され、かつ前記筐体の外部との間で連通又は遮断され、前記軸状体は、前記ダイヤフラムの両側で前記第１室及び前記第２室に差圧が生じたときに、前記第４室内の空気を負圧にして前記真空弁が開く方向に移動することを特徴としている。

また、本発明に係る真空弁ユニットは、上述した真空弁制御装置を備えた真空弁ユニットであって、前記第１室に第１連結管を介して接続される水位検知管と、前記第２室に第２連結管を介して接続される吸込管と、前記第３室に第３連結管を介して接続され、前記汚水ますと真空タンクとの間を連結する前記真空弁を備えた真空管路と、前記第４室に第４連結管を介して接続される真空弁と、を備えていることを特徴としている。

本発明では、真空弁が閉じた状態で汚水ますに溜まった汚水の水位が高くなって水位検知管の水位が上昇すると、水位検知管に連通する第１室の空間が正圧となり、ダイヤフラム及び軸状体を押し下げる。軸状体の下方への移動により、真空状態の真空管路に連通する第３室と第４室との間で連通し、かつ第４室と筐体の外方との間が遮断されて、第４室の空間が負圧となり、第４室に連通する真空弁のピストン室が真空となって真空弁を開放する。これにより、吸込弁から吸い込まれた汚水が真空管路に流れ、この汚水吸込中は吸込管が負圧になるので、吸込管に連通する第２室の空間も負圧になってダイヤフラムを引き下げる力が作用する。そして、汚水ます中の汚水の水位が減少すると第１室の空間の圧力も減少するが、第２室が負圧の状態でダイヤフラムは引き下げられた状態のままとなる。さらに汚水の水位が減少して吸込管から空気を吸引すると、第２室の空間の負圧が低下してバネの付勢によりダイヤフラム及び軸状体が押し上げられる。これにより、第３室と第４室との間が遮断し、かつ第４室と筐体の外方との間が連通し、第４室の空間が大気圧となり、第４室に連通する真空弁に空気が供給されて真空弁が閉じる。

このように本発明では、吸込管から１つの第２連結管のみを真空弁制御装置の筐体内に接続する負圧検知方式の構成であり、この第２連結管と水位検知管に接続する第１連結管との２つの連結管による圧力変動に対応する圧力変動空間が第１室と第２室となる。つまり、１つのダイヤフラムのみを真空弁制御装置に備えた簡単な構成となり、２つの差圧検知管が真空弁制御装置に接続され、２つのダイヤフラムを備える従来の差圧検知方式の構成に比べて簡単かつ小型化することが可能となり、真空弁ユニット内の収まりが良好となるうえ、設置時あるいはメンテナンス時における作業性を向上させることができる。

また、本発明に係る真空弁制御装置は、前記ダイヤフラムにおける前記軸状体の径方向の外側に取り付けられた第１磁力発生体と、前記第１室を形成するとともに前記ダイヤフラムに対向する壁部に取り付けられ、前記第１磁力発生体との間で引き合う磁力を生じ、前記第１磁力発生体とが接近したときに前記真空弁が閉じ、前記第１磁力発生体と離間したときに前記真空弁が開く第２磁力発生体と、を備えていることが好ましい。

この場合には、真空弁を強制的に開かせる前には、第１磁力発生体と第２磁力発生体とが接近して真空弁が閉じ、吸込管内を汚水が流れない状態になっている。一方で、使用者が強制的にスイッチ等により軸状体を軸線方向に移動させて第１磁力発生体と第２磁力発生体とを離間させることで、真空弁が開いて吸込管内に汚水を吸い込ませて、真空管路内に汚水を流すことができる。

本発明の真空弁制御装置及び真空弁ユニットによれば、１つのダイヤフラムで構成される簡単な構造とすることができ、汚水ます内においてコンパクトに収容することが可能となる。

本発明の実施の形態による汚水ますに設けられる真空弁ユニットの概略構成を示す側面図である。 図１に示す真空弁制御装置及び真空弁ユニットの構成を模式的に示した側断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、真空弁ユニットの動作を説明するための側断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、真空弁ユニットの動作を説明するための側断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、真空弁ユニットの動作を説明するための側断面図である。

以下、本発明の実施の形態による真空弁制御装置及び真空弁ユニットについて、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による真空弁ユニット１は、吸込管１１と、真空弁１２と、真空弁制御装置２１と、を備え、地面Ｇ内に埋設された汚水ます１０１内に収容されている。さらに汚水ます１０１内には、水位検知管１４が設けられている。そして、吸込管１１の吸込端部１１ａ及び水位検知管１４の下端部１４ａが汚水ます１０１内の汚水Ｗ内に位置するように配置されている。汚水ます１０１の上部の開口は、蓋１０１ａで覆われている。

図２に示すように、真空弁制御装置２１は、吸込管１１と汚水Ｗを真空吸引力によって移送させる真空管路１０３との間に配置されている真空弁１２を制御する。真空弁制御装置２１は、ケーシング（筐体）２２と、ケーシング２２内に配置されたシャフト（軸状体）２３、シャフト付勢バネ（バネ）２４、ダイヤフラム２５、第１室２６、第２室２７、第３室２８、及び第４室２９と、を備えている。

ケーシング２２は、円柱形に形成されたケーシング本体３３と、ケーシング本体３３にボルトで取り付けられた蓋部３５（壁部）と、を有する。前記ボルトは、ケーシング本体３３の軸線となるシャフト２３の軸線Ｃ周りに間隔を空けて複数配置されている。
ケーシング本体３３には、ケーシング本体３３の軸線Ｃ方向の一方（図１で紙面上側）の第１端部３３ａから他方（図１で紙面下側）の第２端部３３ｂに向けて第１隔壁３７、第２隔壁３８、及び第３隔壁３９がその順で互いに間隔を空けて形成されている。
ここで、本実施の形態では、真空弁制御装置２１において、ケーシング本体３３の軸線Ｃ方向に沿う方向を上下方向といい、上下方向でケーシング２２の蓋部３５側を上側といい、第３隔壁３９側を下側という。ケーシング２２は、ケーシング本体３３の第１端部３３ａよりも第２端部３３ｂが下方Ｚ１になるように配置されている。

蓋部３５と第１隔壁３７との間に形成される内部空間の上下方向の中間部には、前述のダイヤフラム２５が配置されている。ダイヤフラム２５は、この内部空間を第１室２６と第２室２７とに区画する。第２室２７内の圧力よりも第１室２６内の圧力が高くなることで、第１室２６及び第２室２７はダイヤフラム２５の上下両側に差圧を生じさせて、シャフト２３を真空弁１２が開く方向に移動させる。

ダイヤフラム２５は、ゴム等の弾性を有する材料で円板形に形成されている。ダイヤフラム２５には、鉄板（鉄製の板材、第１磁力発生体）４１が取付けられている。鉄板４１は、例えばフェライト等の材料で円板形に形成されている。すなわち、鉄板４１は、少なくともダイヤフラム２５におけるシャフト２３の径方向の外側に取り付けられている。鉄板４１は十分に薄く形成されていて、ダイヤフラム２５が変形したときに鉄板４１はダイヤフラム２５と一体となって変形する。

ケーシング２２の第１室２６を形成するとともにダイヤフラム２５に対向する蓋部３５には、永久磁石（第２磁力発生体）４３が複数取付けられている。なお、ここで言う対向とは、ダイヤフラム２５と蓋部３５とが離間している場合だけでなく接触している場合も含む。また、ダイヤフラム２５と蓋部３５との間に、他の部材が配置されている場合も含む。
複数の永久磁石４３は、軸線Ｃ周りに間隔を空けて配置されている。複数の永久磁石４３は、軸線Ｃ周りに等角度ごとに配置されていることが好ましい。各永久磁石４３は、蓋部３５におけるダイヤフラム２５に対向する面に接着剤等により取り付けられている。

各永久磁石４３は、鉄板４１との間で引き合う磁力を生じる。これら永久磁石４３にダイヤフラム２５が接触する等により永久磁石４３と鉄板４１とが接近すると、永久磁石４３と鉄板４１とに作用する磁力が強くなる。複数の永久磁石４３が軸線Ｃ周りに間隔を空けて配置されていることで、永久磁石４３と鉄板４１との間で軸線Ｃ周りにほぼ均等に磁力が生じ、蓋部３５に対してシャフト２３が傾くのが抑えられる。
一方で、各永久磁石４３と鉄板４１とが離間すると、永久磁石４３と鉄板４１とに作用する磁力が弱くなる。

蓋部３５には、蓋部３５に対して軸線Ｃ方向に移動可能なスイッチ４５が設けられている。より詳しくは、蓋部３５には軸線Ｃ上に軸線Ｃ方向に貫通する貫通孔が形成されていて、この貫通孔にスイッチ４５が挿通されている。スイッチ４５は、軸線Ｃを軸とする円柱状に形成されている。スイッチ４５は、例えばつる巻きバネであるスイッチ付勢バネ４６内に挿通されている。スイッチ４５及びスイッチ付勢バネ４６は、蓋部３５の貫通孔を封止するカバー４７で覆われている。スイッチ４５の端部は、ダイヤフラム２５の上面に接触している。
スイッチ４５に外力が作用していないときには、スイッチ４５はスイッチ付勢バネ４６の付勢力により上方Ｚ２に移動している。一方で、使用者が、スイッチ付勢バネ４６の付勢力に抗して蓋部３５に対してスイッチ４５を下方Ｚ１に移動させると、シャフト２３が下方Ｚ１に移動する。

第２隔壁３８には、第１貫通孔３８ａが形成された第１弁座５０が軸線Ｃ上に配置されている。
第３隔壁３９における第２隔壁３８に対向する位置には、第２貫通孔５４ａが形成された第２弁座５４が軸線Ｃ上に配置されている。第２弁座５４は、第１弁座５０よりも下方Ｚ１に配置されている。

ダイヤフラム２５には、シャフト２３がダイヤフラム２５を介して下方Ｚ１に向けて延びるように固定されている。すなわち、ダイヤフラム２５はシャフト２３と一体になって軸線Ｃ方向に往復動する。シャフト２３は、第１隔壁３７に固定されず、第１隔壁３７に対して軸線Ｃ方向に移動可能に第１隔壁３７を挿通している。第１隔壁３７とシャフト２３との間には、符号を省略したシール機構が設けられている。
シャフト２３は、シャフト付勢バネ２４内に挿通されている。シャフト付勢バネ２４は、ケーシング本体３３に対してシャフト２３及びダイヤフラム２５を真空弁１２を閉じる方向に付勢する。

シャフト２３の第４室１９内に配置されている下端部には、弁体５６が固定されている。なお、第３室２８、第４室２９、弁体５６、及び第１貫通孔３８ａ、第２貫通孔５４ａは、真空弁１２の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構５５を構成している。シャフト２３は、後述するように軸線Ｃ方向に往復動することで真空弁開閉機構５５を作動させる。
シャフト２３が上方Ｚ２に移動して第１弁座５０に弁体５６が接触すると、第１弁座５０の第１貫通孔３８ａが弁体５６により遮断される。このとき、第２弁座５４の第２貫通孔５４ａが遮断されていないことで、第４室２９が外気に連通する。
一方で、シャフト２３が下方Ｚ１に移動して第２弁座５４に弁体５６が接触すると、第２弁座５４の第２貫通孔５４ａが弁体５６により遮断される。このとき、第１弁座５０の第１貫通孔３８ａが遮断されていないことで、第３室２８と第４室２９とが連通する。

水位検知管１４は、第１連結管６１を介して第１室２６に連通している。
吸込管１１には、吸込管１１の吸込端部１１ａと真空弁１２との間に負圧検知管１３に接続される連通孔１１ｂが形成されている。吸込管１１における真空管路１０３との接続部と連通孔１１ｂとの間には、外気に連通する空気吸込管１１ｃが設けられている。負圧検知管１３は、第２連結管６２を介して第２室２７に連通している。

真空弁１２は、ピストン室１２ａ内に配置された弁ダイヤフラム１２ｂ、及び、弁ダイヤフラム１２ｂを付勢する真空弁用バネ１２ｃを有している。弁ダイヤフラム１２ｂには、弁体１２ｄが固定されている。
シャフト２３が上方Ｚ２に移動して後述するように真空弁１２のピストン室１２ａ内の空気の圧力が大気圧となるときには、真空弁用バネ１２ｃが伸びて弁体１２ｄが吸込管１１と真空管路１０３との接続部に接触する。これにより吸込管１１と真空管路１０３とが弁体１２ｄにより遮断された状態になり、真空弁１２が閉じる。
一方で、シャフト２３が下方Ｚ１に移動して後述するようにピストン室１２ａ内が負圧（真空）となるときには、真空弁用バネ１２ｃが縮んで弁体１２ｄが吸込管１１と真空管路１０３との接続部から離間する。これにより吸込管１１と真空管路１０３とが連通された状態になり、真空弁１２が開く。

ピストン室１２ａは、第４連結管６４を介して第４室２９に連通している。
真空管路１０３のうち真空弁１２よりも下流側には、第３連結管６３を介して第３室２８に連通している。
ここで、第１連結管６１及び第２連結管６２は、長手方向の中間部が束ねられて連結管セット６７を構成している。連結管セット６７は、ポリエチレン等の樹脂で形成することができる。連結管セット６７の長手方向の中間部は、汚水ます１０１に取付けられた仕切り板１０５の連通孔１０５ａに挿通されている。この仕切り板１０５は、使用者の足場として用いられる。

上述した真空弁制御装置２１のケーシング２２内に形成される各室２６、２７、２８、２９、及び各連結管６１、６２、６３、６４の機能は、以下の通りである。
第１室２６は、第１連結管６１を介して水位検知管１４に接続されている。第１連結管６１は、汚水ます１０１に溜まった汚水Ｗの水圧によって真空弁制御装置２１のダイヤフラム２５を押し下げる機能を有している。
第２室２７は、第２連結管６２を介して吸込管１１から分岐される負圧検知管１３に接続されている。第２連結管６２は、真空弁１２が開いたときに吸込管１１に生じる負圧によってダイヤフラム２５を引き下げる機能を有している。
第３室２８は、第３連結管６３を介して真空管路１０３に接続されている。第３連結管６３は、真空弁１２を開くための真空（負圧）を供給する機能を有している。
第４室２９は、第４連結管６４を介して真空弁１２のピストン室１２ａに接続されている。第４連結管６４は、真空弁１２に真空または空気を供給する機能を有している。

次に、上述した真空弁制御装置２１及び真空弁ユニット１を用いた動作手順および作用について、図３〜図５等を用いて具体的に説明する。
図３（ａ）では、汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が比較的高い状態である。このとき、水位検知管１４内の圧力が上昇し、水位検知管１４内及び第１連結管６１内の空気の圧力、第１室２６内の空気の圧力は正圧ＰＨとなっている。
以下では、図３〜図５において、正圧ＰＨ（大気圧ＰＭよりも高い圧力）の空気を、比較的濃い灰色のドットで示す。負圧ＰＬ（大気圧ＰＭよりも低い圧力）の空気を、比較的薄い灰色のドットで示す。大気圧ＰＭの空気を、白抜きで示す。

なお、図２では吸込管１１内に汚水Ｗが流れていないため、第１室２６と第２室２７との間で空気の圧力差は生じない。シャフト２３は、シャフト付勢バネ２４の付勢力により上方Ｚ２に移動している。スイッチ４５は、スイッチ付勢バネ４６の付勢力により上方Ｚ２に移動している。
このため、図３（ａ）に示すように、第１弁座５０に弁体５６が接触している。第２弁座５４の第２貫通孔５４ａが遮断されていないことで、第４室２９内の空気の圧力は大気圧ＰＭとなる。第４室２９内に第４連結管６４を介して連通する真空弁１２のピストン室１２ａ内の空気の圧力は、大気圧ＰＭである。

真空管路１０３内は図示しない真空タンクに連通しているため、真空管路１０３内の空気の圧力は負圧ＰＬである。そして、真空弁１２の弁体１２ｄは、ピストン室１２ａ内と真空管路１０３内との圧力差により真空弁用バネ１２ｃが伸び、吸込管１１と真空管路１０３との接続部に近づいて位置し、真空弁１２が閉じた状態となる。

図１の状態から汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が上昇すると、真空弁制御装置２１は以下に説明する真空弁開き動作が行われる。
すなわち、水位検知管１４内の空気の圧力が高くなって正圧ＰＨになるとともに、水位検知管１４内に第１連結管６１を介して連通する第１室２６内の空気の圧力が正圧ＰＨになる。このとき第１室２６と第２室２７との間で圧力差が生じ、図２に示すように、ダイヤフラム２５はシャフト付勢バネ２４の付勢力及び鉄板４１と永久磁石４３とに作用する磁力に抗して、シャフト２３とともに下方Ｚ１に移動する。これにより鉄板４１と永久磁石４３とに作用する磁力が弱くなる。
このとき、真空弁１２は閉じた状態であり、真空管路１０３に連通する第３連結管６３内及び第３室２８内は負圧ＰＬとなっている。

そして、図３（ｂ）に示すように、第１弁座５０から弁体５６が離間し、第２弁座５４に弁体５６が接触する。第１弁座５０の第１貫通孔３８ａが遮断されていないことで、第３室２８と第４室２９とが連通し、両室２８、２９が負圧ＰＬとなる。これにより、第４室２９に連通する第４連結管６４内も負圧ＰＬとなり、第４連結管６４を介して連通する真空弁１２のピストン室１２ａ内の空気の圧力が負圧ＰＬになり、真空弁用バネ１２ｃが縮んで弁体１２ｄが引き上げられる。真空弁１２が開くことで、吸込管１１と真空管路１０３とが連通し、吸込管１１内の空気の圧力が負圧ＰＬになって汚水ます１０１内に溜まった汚水Ｗが吸込管１１に吸い込まれ、真空管路１０３に流れる。このとき、図２に示すように、空気吸込管１１ｃを通して吸込管１１内に流れ込んだ空気と汚水Ｗとが混ざり合う。

次に、図４（ａ）に示すように、吸込管１１内に汚水Ｗが流れることで、第２連結管６２及び第２室２７内の空気の圧力が負圧ＰＬになる。つまり、第２連結管６２及び第２室２７内の空気の圧力よりも、第１連結管６１及び第１室２６内の空気の圧力が高くなることから、ダイヤフラム２５及びシャフト２３がさらに下方Ｚ１に押し下げられる。

次いで、図４（ｂ）に示すように、吸込管１１内に汚水Ｗが流れて、汚水Ｗの水位が減少すると、水位検知管１４、第１連結管６１及び第１室２６内の空気の圧力が正圧ＰＨから大気圧ＰＭ（図５（ａ）参照）になるように減少する。このとき、第２室２７内の空気の圧力は負圧ＰＬのままとなり、ダイヤフラム２５は引き下げられた状態のままとなる。

さらに、図５（ａ）に示すように、吸込管１１内に汚水Ｗが流れて、汚水Ｗの水位が位置Ｌ１まで下がる。このとき、水位検知管１４、第１連結管６１及び第１室２６内の空気の圧力が大気圧ＰＭになり、さらに汚水Ｗの水位が吸込管１１の吸込端部１１ａよりも下方Ｚ１になり、吸込管１１から空気Ｅを吸い上げると、第２連結管６２及び第２室２７が大気圧ＰＭになり、ダイヤフラム２５の両側の室２６、２７内の空気の圧力はほぼ等しくなる。そして、シャフト付勢バネ２４の付勢力により、シャフト２３及びダイヤフラム２５が上方Ｚ２に移動し、図２に示すように鉄板４１と永久磁石４３とに作用する磁力が強くなる。

その後、図５（ｂ）に示すように、第２弁座５４から弁体５６が離間し、第１弁座５０に弁体５６が接触する。第２弁座５４の貫通孔５４ａが封止されていないことで、第４室２９内の空気の圧力は大気圧ＰＭになる。第４室２９に第４連結管６４を介して連通するピストン室１２ａ内の空気の圧力が、大気圧ＰＭになり、真空弁１２が閉じる。

そして、図３（ａ）に示すように、汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が再び上昇すると、前述の真空弁開き工程及び真空弁閉じ工程を行い、汚水ます１０１内の汚水Ｗを吸込管１１内に流す。
このように、通常は、真空弁制御装置２１の制御により真空弁１２が自動的に閉じたり開いたりする。

次に、真空弁１２を強制的に開かせる場合には、以下に説明する工程を行う。
すなわち、図２に示すように、使用者は、汚水ます１０１から蓋１０１ａを取外す。このとき、複数の永久磁石４３に鉄板４１が接近していて、真空弁１２は閉じている。指等で、スイッチ付勢バネ４６の付勢力及び鉄板４１と永久磁石４３とに作用する磁力に抗してスイッチ４５を下方Ｚ１に移動させると、スイッチ４５とともにダイヤフラム２５、及びシャフト２３が下方Ｚ１に移動する。
これにより、図３（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、第１弁座５０から弁体５６が離間し、第２弁座５４に弁体５６が接触し、第３室２８と第４室２９とが連通し、第４室２９内の空気の圧力、及びピストン室１２ａ内の空気の圧力が、負圧ＰＬになり、真空弁用バネ１２ｃが縮んで真空弁１２が開く。そして、汚水Ｗが吸込管１１及び真空管路１０３内を流れる。

第２連結管６２及び第２室２７内の空気の圧力よりも、第１連結管６１及び第１室２６内の空気の圧力が高くなることで、シャフト２３が下方Ｚ１に押し付けられる。スイッチ４５から指を離すと、スイッチ付勢バネ４６の付勢力によりスイッチ４５が上方Ｚ２に移動するが、第２弁座５４に弁体５６が接触したままであるため、吸込管１１の吸込端部１１ａが空気を吸うようになるまで、吸込管１１内を汚水Ｗが流れ続ける。

このように本実施の形態では、図２に示すように、吸込管１１から負圧検知管１３を介して１つの第２連結管６２のみを真空弁制御装置２１のケーシング２２内に接続する負圧検知方式の構成であり、この第２連結管６２と水位検知管１４に接続する第１連結管６１との２つの連結管による圧力変動に対応する圧力変動空間が第１室２６と第２室２７となる。
つまり、１つのダイヤフラム２５のみを真空弁制御装置２１に備えた簡単な構成となり、２つの差圧検知管が真空弁制御装置に接続され、２つのダイヤフラムを備える従来の差圧検知方式の構成に比べて簡単かつ小型化することが可能となり、真空弁ユニット１内の収まりが良好となるうえ、設置時あるいはメンテナンス時における作業性を向上させることができる。

また、本実施の形態の真空弁制御装置２１によれば、真空弁１２を強制的に開かせる前には、永久磁石４３と鉄板４１とが接近して真空弁１２が閉じ、吸込管１１内を汚水Ｗが流れない状態になっている。一方で、使用者がスイッチ４５を操作してシャフト２３を軸線Ｃ方向に移動させて永久磁石４３と鉄板４１とを離間させることで、真空弁１２が開いて吸込管１１内に汚水Ｗを吸い込ませて、真空管路１０３内に汚水Ｗを流すことができる。
したがって、スイッチ４５を手動により操作することで、吸込管１１内を汚水Ｗが流れない状態から吸込管１１内を汚水Ｗが流れる状態に切り換えることができる。

上述のように本実施の形態による真空弁制御装置２１及び真空弁ユニット１では、１つのダイヤフラム２５で構成される簡単な構造とすることができ、汚水ます１０１内においてコンパクトに収容することが可能となる。

以上、本発明による真空弁制御装置及び真空弁ユニットの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第２連結管路６２の途中に外気を取り込んで第２室内の圧力を調整する圧力調整機構を設けても良い。真空管路１０３の真空度が著しく高い場合、汚水Ｗの水位が下がり吸込管１１から空気Ｅを吸い込む図５（ｂ）の段階になっても、吸込管１１内の圧力が上がらずに第２室内が負圧のままとなって真空弁１２を閉じることができないことがあるが、第２連結管路６２の途中から外気を取り込む圧力調整機構を設けることで、第２室内の負圧を調整し、吸込管１１から空気Ｅを吸い込んだ際に確実に真空弁１２を閉じることができる。
なお、圧力調整機構としては外気を取り込む構造に限られず、例えば、第２連結管路６２の途中に予め空気をためたバルーンやタンクを接続しても良い。また、第２連結管路６２の途中に１枚のダイヤフラムで仕切られた２室からなる圧力調整機構を設け、一方の室と第２連結管路６２と接続し、他方の室と真空弁制御装置の第２室２７とを接続し、このダイヤフラムを介して吸込管１１の負圧を第２室２７へ伝達させても良い。このようなバルーンやタンク、ダイヤフラムを第２連結管路６２の途中に設けることでも真空弁１２を確実に閉じることができる。
さらに、汚水の吸込み開始時（図３（ｂ））に発生するウォータハンマにより吸込管１１内が正圧となり、吸込管１１から第２連結管路６２を介して真空弁制御承知の第２室２７へと汚水が逆流することがあるが、バルーンやダイヤフラムを第２連結管路６２の途中に設けることで汚水が第２室２７へと逆流するのを防止することができる。

また、真空弁の第２室２７自体に外気を取り込む圧力調整機構を設けても良い。この場合の圧力調整機構としては、真空弁制御装置の外面に第２室２７と連通する通気口を設けた構造とすることができる。なお、この場合には第２室２７内に汚水が侵入しない様、通気口に予め空気を溜めたバルーン等の空気だまりを設けたり、水よりも比重の軽い浮き子を弁とし、汚水が通気口に達すると閉弁して通気口を塞ぐ空気弁を接続してもよい。

また、真空弁１２を強制的に開かせるスイッチ４５に替えて、ゴム材を略球状に成型された略球状本体と、略球状本体の上部に設けられた外部から空気を取り込む逆止弁と、略球状本体の下部に設けられた円筒状のホース接続口と、で構成された強制作動ボールを用いても良い。この強制作動ボールのホース接続口と、真空弁制御装置の第１室２６に設けておいた強制作動用通気口とを可撓性ホースで接続しておき、略球状本体を手で握りつぶすことで下部の円筒状ホース接続口から略球状本体の空気が押し出されて第１室２６へ正圧がかかり、ダイヤフラム２５が押し下げられて連結管６３から連結管６４へと負圧が伝わって真空弁が開弁される。手を離すと略球状本体の上部に設けられた逆止弁から略球状本体内へと外気を取り込み、元の形状に戻る。

さらに、真空弁１２を強制的に開かせるスイッチ４５に替えて、ゴム材を略球状に成型された略球状本体と、略球状本体の上部に空気が除々にぬけるような小さな径の空気抜き孔と、略球状本体の下部に設けられた円筒状のホース接続口と、で構成された強制作動ボールを用いても良い。この強制作動ボールのホース接続口と、真空弁制御装置の第２室２７に設けておいた強制作動用通気口とを可撓性ホースで接続しておき、略球状本体を手で握りつぶすことで下部の円筒状ホース接続口から略球状本体の空気が押し出されて第２室２７へ正圧がかかるが、この正圧は強制作動ボールの空気抜き穴から空気が抜けることで徐々に解消される。その後、手を離すと略球状本体がもとに戻る際に第２室２７内の空気を吸込むことで第２室２７内が負圧となってダイヤフラム２５が押し下げられて連結管６３から連結管６４へと負圧が伝わって真空弁が開弁される。

また、真空弁制御装置２１のケーシング２２の形状、大きさ、各連結管６１、６２、６３、６４の長さ、配置、接続位置等の構成は本実施の形態に限定されるものではなく、汚水ます１０１の大きさ等に対応させて適宜設定することができる。

また、真空弁制御装置２１に形成される各室２６、２７、２８、２９の空間の大きさ（広さ）についても各連結管６１、６２、６３、６４内を通して得られる所望の圧力に応じて設定すればよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ 真空弁ユニット
１１ 吸込管
１１ａ 吸込端部
１２ 真空弁
１２ａ ピストン室
１２ｃ 真空弁用バネ
１２ｄ 弁体
１４ 水位検知管
１３ 負圧検知管
２１ 真空弁制御装置
２２ ケーシング（筐体）
２３ シャフト（軸状体）
２４ シャフト付勢バネ（バネ）
２５ ダイヤフラム
２６ 第１室
２７ 第２室
２８ 第３室
２９ 第４室
３５ 蓋部（壁部）
４１ 鉄板（第１磁力発生体）
４３ 永久磁石（第２磁力発生体）
４５ スイッチ
５５ 真空弁開閉機構
１０１ 汚水ます
１０３ 真空管路
Ｃ 軸線
Ｗ 汚水

Claims (3)

1. 汚水ます内に下端を配置させた水位検知管の水位に基づいて制御され、吸込端部が汚水ます内に配置された吸込管と汚水を真空吸引力によって移送させる真空管路との間に配置され、真空及び大気圧の供給により開閉動作する真空弁を制御する真空弁制御装置であって、
   前記水位検知管に連通する第１室、前記吸込管に連通する第２室、前記真空管路に連通する第３室、及び前記真空弁のピストン室に連通する第４室を内部に形成した筐体と、
   前記真空弁の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構と、
   前記真空弁開閉機構を作動させる往復動可能な軸状体と、
   前記軸状体を前記真空弁を閉じる方向に付勢するバネと、
   前記軸状体と一体に往復動可能なダイヤフラムと、
   を備え、
   前記第４室は、前記軸状体の往復動作によって、前記第３室との間で連通又は遮断され、かつ前記筐体の外部との間で連通又は遮断され、
   前記軸状体は、前記ダイヤフラムの両側で前記第１室及び前記第２室に差圧が生じたときに、前記第４室内の空気を負圧にして前記真空弁が開く方向に移動することを特徴とする真空弁制御装置。
2. 前記ダイヤフラムにおける前記軸状体の径方向の外側に取り付けられた第１磁力発生体と、
   前記第１室を形成するとともに前記ダイヤフラムに対向する壁部に取り付けられ、前記第１磁力発生体との間で引き合う磁力を生じ、前記第１磁力発生体とが接近したときに前記真空弁が閉じ、前記第１磁力発生体と離間したときに前記真空弁が開く第２磁力発生体と、
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載の真空弁制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の真空弁制御装置を備えた真空弁ユニットであって、
   前記第１室に第１連結管を介して接続される水位検知管と、
   前記第２室に第２連結管を介して接続される吸込管と、
   前記第３室に第３連結管を介して接続され、前記汚水ますと真空タンクとの間を連結する前記真空弁を備えた真空管路と、
   前記第４室に第４連結管を介して接続される真空弁と、
   を備えていることを特徴とする真空弁ユニット。