JP2588076B2 - 真空式下水道システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家庭等から発生する下水
を真空により吸引する真空式下水道システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から真空式下水道システムに関する
技術は公知とされているのである。例えば特開平３−４
３５２７号公報に記載の技術の如くである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし該従来の真空式
下水道システムにおいては、真空発生装置により吸引す
る下水管の内部は下水のみではなく、下水と空気が混合
された状態で吸引されている。下水と空気を混合するた
めには、一般的には、真空弁ユニットから下水を吸入し
た後に、空気を吸入する方法が用いられている。しかし
この方式の場合、真空弁が急激に閉鎖した場合に、下水
を吸引中であるとウォーターハンマー現象が発生し、真
空弁に損傷を与えたり、管のヒビ割れを発生するという
不具合があった。これに対して、空気吸入管と下水吸入
管とを合流することにより気液混合流とすると、真空弁
の急激な閉鎖の場合も上述の問題の発生を回避できる。

【０００４】このように空気吸入管と下水吸入管とを合
流させて、気液混合流を構成する場合においても、最も
効率的な搬送を行える為の気液比があり、この気液比に
することが必要であるが、空気吸入管と下水吸入管の合
流位置により、汚水タンク内の下水の容量が減少した場
合に、気液比が変化する。また、真空弁ユニットの全体
のシステムに対する配置により真空度が異なることによ
り、気液比が一定しないという不具合があった。本発明
はこのような従来技術の不具合を解消するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段を説明
する。真空式下水道システムにおいて、家庭からの下水
を貯留して真空吸引する真空弁ユニットＡの部分に、下
水を吸入する下水吸入管２と、空気を吸入する空気吸入
管１を配置し、該下水吸入管２と空気吸入管１とを合流
させて、下水を気液混合流９として搬送すべく構成した
ものである。また、真空式下水道システムにおいて、空
気吸入管１と下水吸入管２の合流点を、真空弁ユニット
Ａを構成する汚水タンク５の下水制御レベルの制御中心
位置と略一致させたものである。また、真空式下水道シ
ステムにおいて、気液混合流９の気液比を変更すべく、
空気吸入管１と下水吸入管２の合流点の面積比を調節可
能としたものである。

【０００６】

【作用】次に図６において作用を説明する。下水レベル
がＬ３になると真空弁７が開放されて、下水と空気の吸
引が開始され、下水レベルがＬ４になると真空弁７が閉
鎖される。その間は下水吸入管２と空気吸入管１から下
水と空気が吸引されて、気液混合流９となる。しかし真
空搬送管３の真空度が変化すると、下水レベルＬの上下
に伴い気液比が変化するが、どの真空度の場合にも、制
御中心下水レベルＬ１においては、常時同じ気液比とな
る。そして該下水レベルＬ１での気液比は、空気吸入管
１の断面積ａと、下水吸入管２の断面積ｂの比率を変化
することにより変えることが出来る。故に断面積ａ・ｂ
を調節することにより、任意の気液比をどの位置の真空
弁ユニットにおいても得ることが出来る。

【０００７】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図１は真空
式下水道システムの全体機構を示す図面である。汚水の
発生源である一般住宅には、風呂１５やトイレ１４や台
所１６等の汚水源がある。また該汚水源からの汚水が自
然流下管６を流下して真空弁ユニットＡに至るまでの間
に、空気が逆流するので通気管１７が配置されている。
自然流下管６を流下してきた下水は、真空弁ユニットＡ
に一時貯留される。真空弁ユニットは、真空下水管３に
接続されており、真空弁ユニット内のあらかじめ定めた
水位により、汚水は自動的に真空下水管内に吸入され
る。

【０００８】即ち、各家庭から真空弁ユニットＡまで
は、自然流下により下水に流し、真空弁ユニットＡから
真空ステーションＢの間は真空吸引するのである。そし
て真空搬送管３内に本発明の要部である気液混合流９が
流れ、真空ステーションＢに搬送される。該真空搬送管
３内の真空は、本例では真空ステーションＢ内のエジェ
クタ２０から汚水循環ポンプ２１よりの圧力下水がノズ
ルの部分で噴射されることにより発生される。真空度の
調節は該エジェクタ２０の発停を調節することにより行
う。エジェクタ２０の他に、公知の真空ポンプを用いて
真空吸引しても良いものである。

【０００９】２２は圧送ポンプであり、真空ステーショ
ンＢまで真空搬送管３により搬送された下水を、圧送管
２３により下水処理施設や、他の大型下水管に圧送す
る。図２は真空弁ユニットＡの詳細図、図３は真空弁７
を閉鎖状態として下水の流入状態の真空弁ユニットＡの
断面図、図４は真空弁７を開放し下水吸入開始状態の真
空弁ユニットＡの断面図、図５は下水の吸入を終了し、
真空弁７を閉鎖しつつある状態の真空弁ユニットＡの断
面図である。

【００１０】図２において、真空弁ユニットＡは汚水タ
ンク５の内部に配置した下水吸入管２と空気吸入管１
と、圧力検出管８とコントローラ４と真空弁７等により
構成されている。各家庭からの下水は自然流下管６によ
り自然流下しながら流れ込む。真空ステーションＢから
の真空が真空搬送管３内の負圧を維持しており、真空圧
力取出部１０と真空導管１１によりコントローラ４に真
空度を伝え、真空弁７を該負圧により閉鎖状態としてい
る。またコントローラ４の下方に圧力検出管８が突出さ
れており、該圧力検出管８内で、下水レベルが上昇する
ことにより、下水の量をコントローラ４により検知す
る。そして該圧力検出管８の下水レベルが一定以上に上
昇すると、コントローラ４が開放作動し、真空導管１２
により真空弁７を引っ張って開放し、汚水タンク５内部
に溜まった下水を真空搬送管３に吸引する。圧力検出管
８を使用する以外に、水面に従って上下するフロートを
利用して検知しても良いものである。

【００１１】図３の状態では、下水レベルＬが低いので
圧力検出管８内の下水レベルＬが上昇しないので、コン
トローラ４を開く程の圧力上昇が得られず、真空弁７は
開放されておらず、自然流下管６から家庭下水が流入中
である。故に空気吸入管１からの空気の吸入も行われて
いない。図４においては、下水レベルＬが上昇し、コン
トローラ４を開放するので、真空圧力取出部１０と真空
導管１１からの負圧が真空導管１２を介して真空弁７を
引きつけて、真空弁７を開放する。次に真空搬送管３内
の負圧により下水吸入管２から下水が吸引されて、同時
に空気吸入管１から空気が吸引され、気液混合流９とな
って真空搬送管３内を吸引される。

【００１２】図５の状態では、下水レベルＬが低下し、
圧力検出管８の下端から離れると、圧力検出管８内の圧
力が低下し、コントローラ４により真空導管１１の負圧
が真空弁７に至らなくなり、真空弁７が付勢バネにより
閉鎖される。これにより真空弁７が閉鎖する。

【００１３】本発明においては、下水吸入管２からの下
水の吸引だけでは、搬送速度が低下し、汚水の吸入の後
に空気を吸入する方法では、空気の吸入が十分でないと
き、または、汚水の流入が大量で、空気を全く吸入しな
いで真空弁が閉鎖した時にウォーターハンマー現象が発
生するので、これを阻止する為に空気吸入管１を設けて
同時に空気を吸引し、下水と空気を混合して気液混合流
９としている。図８においては該空気吸入管１を、真空
弁７の部分に合流すべく構成した実施例を図示してい
る。また図９においては、該空気吸入管１を真空弁７の
後段に合流させている。

【００１４】図６に於ける空気吸入管１の実施例におい
ては、該空気吸入管１を下水吸入管２の中途部分に合流
させており、該空気吸入管１と下水吸入管２との合流点
Ｐを下水レベルＬの制御の中心位置Ｌ１となるように構
成している。そして該中心位置Ｌ１から上方に下水レベ
ルＬ２だけ上がった位置の下水レベルＬ３の位置で、真
空弁７が開き、下水レベルＬ２だけＬ１から下がった位
置で真空弁７が閉鎖される下水レベルＬ１に、合流点Ｐ
を配置している。

【００１５】下水レベルＬが上下すると空気吸入管１か
らの空気と、下水吸入管２からの下水の吸引比率が変化
するので気液比が変化する。この変化が気液混合流９の
流れを良否を決定するので、最良の気液比に設定する必
要がある。気液比が大になると、空気の比率が大とな
り、真空搬送管３の中には空気のみが搬送されることと
なり、下水の搬送エネルギー効率が低下する。逆に気液
比が小となると、下水のみとなりウォーターハンマー現
象が発生しやすくなり、また搬送に支障がある。

【００１６】また真空搬送管３内の真空度が変化する
と、これによっても気液比が変化してくる。図７におい
ては、真空度が−７０ＫＰａと−５０ＫＰａと−２０Ｋ
Ｐａの場合の、中心位置Ｌ１からの距離ｘに対する気液
比の変化を示している。下水レベルＬの制御の中心がＬ
１から下になる程、下水よりも空気を吸引しがちとな
り、空気の含有量が大となり、気液比が大となる。逆
に、中心Ｌ１から低い位置にレベルに制御の中心を設定
すると、徐々に空気の吸引量が少なくなり、下水の量が
増加してくる。真空搬送管３の真空度が変化すると、こ
の下水レベルＬの変化に対し、それぞれ相違する気液比
を示すことが図７のグラフにおいて理解出来る。

【００１７】しかし、合流点Ｐである下水レベルＬ１の
位置に制御の中心を設定すると、真空度の相違があった
としても、略同じ程度の気液比となる。故に、真空式下
水道システム内に於ける真空弁ユニットＡの位置の相違
により、真空搬送管３内の負圧の量が変化したとして
も、略同じように気液比を得られるように、図７の如
く、異なる真空度の場合でも、略同じ気液比を得られる
ような合流点Ｐを、下水レベルＬの制御レベルの中心位
置Ｌ１の部分に配置している。

【００１８】図７においては、気液比１．５の位置にお
いて、真空度の違う場合においても常に気液比が同じと
なっている。該気液比１．５が最も搬送効率の良い気液
比では無い場合には、空気吸入管１と下水吸入管２との
間の合流点Ｐの断面積ａ・ｂを変更可能としている。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、請求項１の如く構成したの
で、下水を吸入した後に空気を吸入する方式のようなウ
ォーターハンマー現象が発生しなくなり、搬送に必要な
空気を絶えず吸入することが出来る。

【００２０】また請求項２の如く構成したので、真空弁
ユニットＡの配置が真空ステーションＢに対し近い位置
と遠い位置とに配置された場合、真空搬送管３内の真空
度がそれぞれ相違することにより、真空弁ユニットごと
の気液比にばらつきが生じ、不具合を発生していた。し
かし本発明では該空気吸入管１と下水吸入管２の合流点
Ｐを、下水レベルＬの制御の中心位置とすることによ
り、真空度の変化に対して一定の気液比を得ることが出
来る。

【００２１】請求項３の如く構成したので、真空度の変
化に対しても変化しないようになった気液比を、合流点
Ｐの面積比率の変更により、最高の下水の搬送効率の状
態を得る気液比を容易に選定することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空式下水道システムの全体機構を示す図面で
ある。

【図２】真空弁ユニットＡの詳細図である。

【図３】真空弁７を閉鎖状態として下水の流入状態の真
空弁ユニットＡの断面図。

【図４】真空弁７を開放し下水吸入開始状態の真空弁ユ
ニットＡの断面図である。

【図５】下水の吸入を終了し、真空弁７を閉鎖しつつあ
る状態の真空弁ユニットＡの断面図である。

【図６】合流点Ｐと下水レベルＬとの位置関係を示す図
面である。

【図７】下水レベルＬの制御中心位置と、合流点Ｐとの
関係を示す図面である。

【図８】空気吸入管１と下水吸入管２との合流点Ｐを真
空弁７の部分に配置した他の実施例を示す図面である。

【図９】空気吸入管１と下水吸入管２との合流点Ｐを真
空弁７よりも後段に配置した実施例の図面である。

【符号の説明】

１ 空気吸入管 ２ 下水吸入管 ３ 真空搬送管 ４ コントローラ ５ 汚水タンク ６ 自然流下管 ７ 真空弁 ８ 圧力検出管 ９ 気液混合流 ａ 空気吸入管の断面積 ｂ 下水吸入管の断面積

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空式下水道システムにおいて、家庭か
   らの下水を貯留して真空吸引する真空弁ユニットの部分
   に、下水を吸入する下水吸入管と、空気を吸入する空気
   吸入管を配置し、該下水吸入管と空気吸入管とを合流さ
   せて、下水を気液混合流として搬送すべく構成したこと
   を特徴とする真空式下水道システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の真空式下水道システムに
   おいて、空気吸入管と下水吸入管の合流点を、真空弁ユ
   ニットを構成する汚水タンクの下水制御レベルの制御中
   心位置と略一致させたことを特徴とする真空式下水道シ
   ステム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の真空式下水道システム
   において、気液混合流の気液比を変更すべく、空気吸入
   管と下水吸入管の合流点の面積比を調節可能としたこと
   を特徴とする真空式下水道システム。