JP2788399B2 - 真空式下水輸送システム設計装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機を用いて真空式
下水輸送システムの概略設計を行う真空式下水輸送シス
テム設計装置に関し、詳述すると、管路の平面布設ルー
トを示す平面図に対応させて、真空ポンプ場に向かって
繰り返される緩やかな下り勾配部と急な上り勾配部とで
構成される管路の縦断面布設ルートを示す縦断面図を生
成する図面生成手段と、前記図面生成手段により決定さ
れた管路の縦断面布設ルートまたはその近傍に障害物が
存在すると判別される場合に、その障害物を回避して管
路の縦断面図を再生成する障害物回避手段を設けてある
真空式下水輸送システム設計装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空式下水輸送システム設計装置
における障害物回避手段は、図７に示すように、障害物
が位置する地盤高さデータを増減操作して見かけ上管路
の布設位置またはその近傍が障害物と重ならないように
縦断面図を再生成するものや、或いは、障害物を回避す
るも、複数の障害物がある場合に、障害物それぞれに対
して管路を個別に回避させて縦断面図を再生成するもの
があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な、障害物が位置する地盤高さデータを増減操作するも
のや、障害物それぞれに対して管路を個別に回避させる
ものでは、一か所の回避操作が管路の全域に影響を及ぼ
して、他の管路の再設計が必要になったり、また、施工
性に欠け工数や工事費が嵩むものになるという欠点があ
った。本発明の目的は上述した従来欠点を解消する点に
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による真空式下水輸送システム設計装置の特
徴構成は、障害物回避手段を、設定区間内の境界部にお
ける管路の埋設深さを維持して、前記設定区間内で管路
を障害物の上方に回避させるように構成してある点にあ
る。上述の構成において、前記障害物回避手段に、最小
土被が確保できない場合に、管路を障害物の下方に回避
させるか、或いは、移設するかを選択する回避方法選択
手段を設けてあることが好ましい。

【０００５】

【作用】障害物回避手段は、複数の区間に分割設定され
た管路に対して、設定区間の境界部における管路の埋設
深さを維持することにより、他の区間における縦断面図
の変更に左右されることなく、区間毎に独立して管路を
障害物から回避させるものであり、施工性を考慮して管
路を障害物の上方に回避させるのである。上述の構成に
おいて、前記障害物回避手段により、最小土被を確保す
ることができないと判断された場合には、回避方法選択
手段により、管路を障害物の下方に回避させるか、或い
は、移設つまり管路の平面布設ルートを変更するかを選
択させて、最小土被を確保しながら回避操作を行うので
ある。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、他の区間に影響を及ぼ
すことなく設定区間毎に管路の回避操作を行うことがで
きるので、障害物があっても効率よく縦断面図を生成で
き、その結果、施工性に優れ工数や工事費が低減できる
真空式下水輸送システム設計装置を提供できるようにな
った。

【０００７】

【実施例】以下実施例を説明する。図４に示すように、
後述の真空式下水輸送システム設計装置を用いて設計さ
れる真空式下水輸送システムは、各戸で発生した汚水を
貯溜する水槽１と、水槽１内の汚水を吸引搬送する下水
管２と、下水管２に吸引力を付与する真空ステーション
３で構成してあり、他に前記水槽１への急激な流入を防
ぐ緩衝用の補助タンク１４や、下水管２の保守、拡張工
事や清掃作業時に前記真空ステーション３と分離する閉
塞用バルブ１５、清掃作業等を行うメンテナンス口など
を設けてある。前記真空ステーション３は、水槽１から
汚水を吸引する吸引ポンプＰ１と、汚水を集める集水タ
ンク４と、集水タンク４内の汚水を処理場（図示せず）
に送る送水ポンプＰ２と、それらを制御する制御盤５と
で構成してある。前記水槽１には水位検出手段（図示せ
ず）により設定水位が検出されると開放して汚水を流出
させ、前記水槽１内の汚水量が減少して吸引圧力が低下
すると閉鎖する真空バルブ６を設けてある。

【０００８】前記下水管２は、図５に示すように、上向
搬送、水平搬送時には約０．２％の緩やかな勾配で汚水
を流下搬送する下り勾配部７と、埋設深さを上方に回復
したり上り勾配地盤での汚水搬送のための約４５°まで
に至る急激な上り勾配部８とを交互に配して構成してあ
り、前記上り勾配部８はその部位が汚水で充たされるエ
アロック現象により末端への負圧の伝達を損なうことが
ないように高さが制限される。

【０００９】図１に示すように、真空式下水輸送システ
ム設計装置は、施工対象地域の地図及び敷設すべき下水
施設の属性情報や配置図を入力するデジタイザやマウス
やキーボードでなる図面データ入力手段９と、その図面
データ入力手段９で入力された地図及び下水関連施設の
属性情報を図面データとして格納する記憶手段１０と、
前記図面データに基づき管路の平面布設ルートを示す平
面図及びその平面図に対応した管路の縦断面布設ルート
を示す縦断面図を生成する図面生成手段１１たる計算機
本体と、その図面生成手段１１により生成された図面や
資料を出力する静電プリンタでなる出力手段１２とで構
成してある。

【００１０】地図とは、施工対象地域の地形や河川、及
び道路、家屋等の建築物、鉄道等の平面配置図や、地下
に埋設してある既設の上水道管路やガス管路等の平面配
置図をいい、下水関連施設の属性情報とは、下水施設等
の仕様値をいい、例えば、下水用の管路であれば管径や
敷設深さや他の管路等との接続データ等をいい、既設の
上水道管路やガス管路等の埋設深さデータや河川の深さ
データ等の下水施工にあたり留意すべき関連施設をも含
む。入力された地図は平面配置図データとして前記記憶
手段１０に建物、家屋、既設下水管路、弁栓、他の下水
施設、上水道やガス施設等の各要素に階層別に分離して
記憶してある。

【００１１】設計者は、前記図面生成手段１１により、
前記階層別の平面配置図データに基づき得られる平面図
を前記図面生成手段１１に備えてある表示装置ＣＲＴに
出力させて、その平面図に敷設すべき下水施設である管
路のルート等を路線図として設定すべく図面データ入力
手段９を操作する。図２に示すように、前記図面生成手
段１１は、さらに、配置された路線図のうち設計者が指
定した路線区間（Ｌ１からＬ２）を切断面として、その
管路の縦断面布設ルートを示す縦断面図を、前記平面図
及び属性データに基づき生成して、前記表示装置ＣＲＴ
画面内の前記平面図の下方にウィンドウ表示する。即
ち、管路の平面布設ルートを示す平面図に対応させて、
真空ポンプ場に向かって繰り返される緩やかな下り勾配
部と急な上り勾配部とで構成される管路の縦断面布設ル
ートを示す縦断面図を自動生成する縦断図面生成手段２
０となる。詳述すると、前記図面生成手段１１には、前
記平面図に含まれる要素のうち、前記切断面と交差する
要素を抽出する手段と、抽出された要素に関する属性情
報を前記記憶手段１０から読み出す手段と、読み出され
た属性情報から、それら要素の断面情報（例えば、埋設
深さ等）を生成する手段と、生成された断面情報に基づ
いて縦断面図を生成する手段とを備えてある。設計者は
その縦断面図に基づき、前記下り勾配部７と、前記上り
勾配部８とを設定する。このとき、前記上り勾配部８
は、管路の施工が不可能或いは困難な深さにならないよ
うに、又、地形が上り勾配の部位でも容易に吸引できる
ように設定深さを維持するように配置する。

【００１２】前記縦断図面生成手段２０により決定され
た管路の縦断面布設ルートまたはその近傍（例えば、周
囲３００ｍｍ以内）に障害物が存在すると判別される場
合に、その障害物を回避して管路の縦断面図を再生成す
る障害物回避手段２１を設けてある。前記障害物回避手
段２１は、例えば、図２に示すような既設の上水道管ｐ
が障害物として認識されると、図６に示すように、設定
区間内の境界部における管路の埋設深さを変更すること
なく維持して、緩やかな下り勾配部の長さを短く変更
し、或いは、急な上り勾配部の数や長さを増して、前記
設定区間内で管路を障害物の上方に回避させることによ
り、管路の埋設深さが増して施工費などが上昇したり、
圧損が増したりするのを防ぐ。

【００１３】さらに、前記障害物回避手段２１には、管
路を障害物の上方に回避させることにより管路が満たさ
なければならない最小土被が確保できない場合に、管路
を障害物の下方に回避させるか、或いは、移設するかを
選択する回避方法選択手段２２を設けてあり、優先順位
など予め設定された条件に従い障害物を回避する。

【００１４】以下、図３に示すフローチャートに基づき
前記設計装置の動作を説明する。前記デジタイザやキー
ボードを用いて、地図データ、属性データを入力してそ
れらデータを記憶装置１１に格納するとともに、設計基
準データとして真空ポンプ場の位置、対象家屋、時間最
大汚水量等の基本データを入力する＜＃１＞，＜＃２
＞。前記図面生成手段１１は、前記地図データ、属性デ
ータから平面図を生成して表示装置ＣＲＴに出力する＜
＃３＞，＜＃４＞。前記マウス又はキーボードを用い
て、表示装置ＣＲＴ画面に表示された平面図内に下水施
設を配置する。即ち、家屋や道路の入った平面図から配
管ルートを設定入力して、各ルートに対して管径の大な
るメイン管路、前記水槽１の敷設箇所、前記水槽１と前
記メイン管路を接続する枝管を配置した後、各管径の設
定や管路の清掃保守等を行うメンテナンス口設置位置の
設定等の詳細設計を行う＜＃５＞。前記図面生成手段
は、前記マウスにより表示装置ＣＲＴ画面に表示された
配管ルートのうち任意の区間を選択すると、表示されて
いる平面図に対してその敷設ルートを含む切断面で切断
した縦断面図を前記記憶装置１１内のデータに基づき生
成して、その縦断面図を同じく前記表示装置ＣＲＴに出
力する。前記図面生成手段１１には、このときに縦断面
図のみを拡大縮小表示するモードや、前記平面図ととも
にウィンドウ表示するモードを切替え自在に表示するウ
ィンドウ制御手段を備えてある。＜＃６＞。このように
して完成された施設図、施設の属性値を評価する。詳述
すると、管路のリフト損失と摩擦損失を演算導出してそ
れらの値を加算して得られる最大損失水頭が所定の限界
値（真空ポンプ場集水タンクの最低真空度から真空弁の
作動圧を減じた値）以内であるか否かを判別する。ここ
で、リフト損失とは前記上り勾配部８で失われる静圧損
失で、上り勾配部８の管芯高差から管径を減じた値をい
い、摩擦損失とは流体摩擦により損失したエネルギィを
いい、ヘーゼンウィリアムス公式による計算値と経験値
である補正値（約２．７５）を乗算して得られる。さら
に、前記縦断面図には、前記属性データに従って、地中
の埋設物や河川等下水施設の敷設に障害があるものが含
まれているので、障害物と判別すると＜＃７＞、上述の
ように障害物回避手段２１によりその障害物を回避して
管路の縦断面図を再生成する＜＃８＞。仕様値を満たせ
ばその施設図や施設の属性値を設計図面、設計資料とし
て編集生成するとともに、前記真空ステーション３の設
計を行う。詳述すると、処理場に汚水を圧送する圧送ポ
ンプ、真空ポンプ、集水タンクの各容量を計算して適宜
機種を選定する＜＃９＞。上記設計データを前記出力手
段１２により出力する＜＃１０＞。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】下水処理システム設計支援装置の構成図

【図２】ＣＲＴによる平面図、断面図のウィンドウ表示
状態図

【図３】フローチャート

【図４】真空式下水処理システムの説明図

【図５】真空式下水処理システムの管路の敷設図

【図６】ＣＲＴによる平面図、断面図のウィンドウ表示
状態図

【図７】従来技術による障害物回避手段の説明図

【符号の説明】

２０縦断図面生成手段 ２１障害物回避手段

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E03F 1/00 G06F 17/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路の平面布設ルートを示す平面図に対
   応させて、真空ポンプ場に向かって繰り返される緩やか
   な下り勾配部と急な上り勾配部とで構成される管路の縦
   断面布設ルートを示す縦断面図を生成する縦断図面生成
   手段（２０）と、前記縦断図面生成手段（２０）により
   決定された管路の縦断面布設ルートまたはその近傍に障
   害物が存在すると判別される場合に、その障害物を回避
   して管路の縦断面図を再生成する障害物回避手段（２
   １）を設けてある真空式下水輸送システム設計装置であ
   って、 前記障害物回避手段（２１）を、設定区間内の境界部に
   おける管路の埋設深さを維持して、前記設定区間内で管
   路を障害物の上方に回避させるように構成してある真空
   式下水輸送システム設計装置。
2. 【請求項２】 前記障害物回避手段（２１）に、最小土
   被が確保できない場合に、管路を障害物の下方に回避さ
   せるか、或いは、移設するかを選択する回避方法選択手
   段（２２）を設けてある請求項１記載の真空式下水輸送
   システム設計装置。