JP3270961B2 - 真空下水道システム及び前記真空下水道システムに用いる真空系統結合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空圧の作用によって
汚水を吸引して集水タンクに集水するための真空下水道
システムと、このシステムに用いる真空系統結合装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空下水道システムは、拠点となる真空
ステーションに真空ポンプ等の真空源と集水タンクを接
続して配置すると共に真空バルブを介して複数の汚水桝
を分岐した下水道管路を集水タンクに接続し、前記集水
タンクを介して下水道管路に真空圧を作用させて汚水桝
に貯留された汚水を吸引することで、集水タンクに集水
するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記真空下水道システ
ムでは、汚水は集水タンクを介して作用する下水道管路
内の真空圧によって汚水桝から吸引されて下水道管路内
を流通する。前記集水タンクに作用する真空圧は通常−
６ｍＡｑ．〜−７ｍＡｑ．であり、管路抵抗や汚水桝に
設けた真空バルブの作動圧を考慮すると、下水道管路の
延長距離或いは揚程に限界が生じる。

【０００４】このため、真空下水道システムに於ける下
水道管路の延長距離を長くしたり、山地に設置し或いは
河川を横断する場合、一部に重力式，圧送式下水道シス
テムを採用してこれ等のシステムを併用せざるを得ず、
真空下水道システムの適用範囲が狭められるという問題
が生じている。

【０００５】本発明の目的は、得られた真空圧を有効に
利用して適用範囲を拡大することが出来る真空下水道シ
ステムと、このシステムに用いる真空系統結合装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る真空下水道システムは、真空ステーショ
ンに集水タンク及び真空源を配置し、真空圧を集水タン
クに作用させて集水タンクに接続された下水道管路を介
して汚水桝に貯留した汚水を集水する真空下水道システ
ムであって、前記集水タンクに作用する真空圧に応じて
下水道管路の総揚程を設定して分割し、分割された下水
道管路の上流側の端部及び下流側の端部を夫々異なる集
水タンクに接続すると共に該集水タンクの下流側に接続
された下水道管路との間に真空バルブを配置し、前記異
なる集水タンクの全てを下水道管路とは異なる真空配管
によって真空源と接続し、最上流側に配置された下水道
管路の上流側の端部を閉鎖すると共に最下流側に配置さ
れた下水道管路の下流側の端部を真空ステーションに配
置された集水タンクに接続して構成されるものである。

【０００７】また本発明に係る真空系統結合装置は、上
流側の下水道管路と接続された流入口と真空バルブを介
して下流側の下水道管路と接続された流出口と真空源と
接続された真空口と大気と接続された大気口とを有する
タンクを有し、前記タンクの内部に汚水の貯留部を形成
すると共に、該貯留部に貯留した汚水が所定の水位に達
したとき貯留部に作用する真空圧を遮断して大気を導入
し、更に下流側の下水道管路に真空圧を作用させて貯留
部に貯留された汚水を流出させるように構成したもので
ある。

【０００８】上記真空系統結合装置に於いて、タンクの
内部を汚水の流通孔と真空導入孔を有する隔壁によって
真空室と汚水の貯留室に分割し、前記真空室に上流側の
下水道管路と接続された流入口と真空源に接続された真
空口を形成し、且つ前記貯留室に真空バルブを介して下
流側の下水道管路と接続された流出口と大気と接続され
た大気口を形成すると共に該貯留室に貯留された汚水が
所定の水位に達したとき前記真空導入孔を閉鎖する真空
導入孔閉鎖部材と前記流通孔を閉鎖する流通孔閉鎖部材
と前記流出口を開放する真空バルブと前記大気口を開放
する大気口開放部材を配置することが好ましい。

【０００９】

【作用】上記真空下水道システム（以下「真空下水道」
という）では、真空ステーションに集水タンク及び真空
源を設置し、この集水タンクに作用する真空圧に応じて
下水道管路の総揚程を設定して複数の下水道管路に分割
し、分割された下水道管路の上流側の端部及び下流側の
端部を夫々異なる集水タンクに接続し、更に、全ての集
水タンクを真空配管によって真空源と接続し、最上流側
に配置された下水道管路の上流端を閉鎖すると共に最下
流側に配置された下水道管路の下流端を真空ステーショ
ンに配置された集水タンクと接続したので、真空下水道
を構成する全ての集水タンクには略等しい真空圧が作用
する。また分割された下水道管路（以下「単位管路」と
いう）の総揚程は集水タンクに作用する真空圧に応じて
設定されるため、単位管路毎に下流側の集水タンクの真
空圧が作用し、該単位管路から分岐した汚水桝に貯留し
た汚水を前記集水タンクに集水することが出来る。

【００１０】また上記真空系統結合装置（以下「結合装
置」という）では、タンクに上流側の下水道管路と接続
された流入口と、下流側の下水道管路と接続された流出
口と、真空源と接続された真空口と、大気と接続された
大気口とを形成すると共に内部に汚水の貯留部を形成し
たので、真空口を介して作用する真空圧によって上流側
の下水道管路から汚水を集水することが出来る。また貯
留部に貯留した汚水が所定の水位に達したとき、該貯留
部に作用する真空を遮断して大気を導入することで、下
流側の下水道管路に作用する真空圧によって貯留部に貯
留された汚水を流出させることが出来る。

【００１１】上記結合装置に於いて、タンクの内部を汚
水の流通孔と真空導入孔を有する隔壁によって真空室と
汚水の貯留室に分割し、前記真空室に上流側の下水道管
路と接続された流入口と真空源と接続された真空口を形
成し、且つ前記貯留室に下流側の下水道管路と接続され
た流出口と大気と接続された大気口を形成すると共に該
貯留室に貯留された汚水が所定の水位に達したとき前記
真空導入孔を閉鎖する真空導入孔閉鎖部材と前記流通孔
を閉鎖する流通孔閉鎖部材と前記大気口を開放する大気
口開放部材を配置した場合には、タンクの内部に貯留し
た汚水が所定の水位に達したとき、貯留室に作用してい
る真空圧が遮断されると共に大気圧が作用し、同時に下
流側の下水道管路に作用する真空圧が作用することで、
貯留室に貯留した汚水が下流側の下水道管路に流出す
る。

【００１２】従って、上記結合装置を真空下水道に於け
る単位管路の上流側の端部、或いは下流側の端部に接続
する集水タンクとして用い、該結合装置及びその上流側
を一つの単位真空下水道と見なして順次増結すること
で、真空下水道の設置地域に於ける高低差や下水道管路
の総延長距離に関わらず下水道を完備することが出来
る。

【００１３】

【実施例】以下、上記真空下水道の実施例及び結合装置
の実施例について図を用いて説明する。図１は真空下水
道の構成を説明する模式図、図２は真空下水道の他の構
成を説明する模式図、図３は結合装置の構成を説明する
模式断面図である。

【００１４】先ず、図１，図２により本実施例に係る真
空下水道の構成について説明する。真空ステーションＡ
には中央集水タンク１と真空源となる真空ポンプ２が配
置されている。中央集水タンク１には１系統或いは複数
系統の下水道管路Ｂが接続されている。尚、本実施例で
は１系統の下水道管路Ｂが接続されている。

【００１５】下水道管路Ｂは、後述する結合装置Ｃから
なる集水タンクを介して複数の単位管路３を接続して構
成されている。各単位管路３から家屋毎に或いは数軒の
家屋毎に設けた汚水桝４が分岐し、個々の汚水桝４に貯
留された汚水が所定の水位に達したとき、汚水桝４毎に
設けた図示しない真空バルブが作動して単位管路３に吸
引されるように構成されている。

【００１６】単位管路３は、中央集水タンク１，結合装
置Ｃの集水タンクに作用する真空圧に応じて、各単位管
路毎の延長距離や該管路３に於ける揚程に対応して設定
されるものであり、一義的に設定し得るものではない。

【００１７】例えば、真空ポンプ２によって得られる真
空圧が−７ｍＡｑ．とし、汚水桝４に設けた真空バルブ
の作動圧が2.5 ｍＡｑ．とした場合、単位管路３の最上
流側に位置する汚水桝４には−2.5 ｍＡｑ．以上の真空
圧が作用していなければならない。従って、摩擦ロスを
含む単位管路３の総揚程は4.5 ｍとなり、この条件と設
置地域に於ける高低差や距離を考慮して単位管路３が設
定される。

【００１８】下水道管路Ｂの最上流側に配置される単位
管路３では、上流側の端部は盲栓によって、或いは汚水
桝４に接続することで閉鎖されており、下流側の端部は
結合装置Ｃを構成する集水タンクに接続されている。

【００１９】下水道管路Ｂの中間に配置される単位管路
３では、上流側の端部は図示しない真空バルブを介して
結合装置Ｃを構成する集水タンクに接続され、下流側の
端部は結合装置Ｃの集水タンク或いは中央集水タンク１
に接続されている。

【００２０】中央集水タンク１及び結合装置Ｃを構成す
る集水タンクは、単位管路３の配管３ａとは別個に敷設
された真空配管５によって真空ポンプ２と接続されてい
る。従って、中央集水タンク１及び各結合装置Ｃを構成
する集水タンクに作用する真空圧は略同一となり、各集
水タンクを最下流側に接続した単位管路３は全て略等し
い吸引性能を有することとなる。

【００２１】このため、真空ステーションＡと最も低い
位置に設置された汚水桝４の高低差に関わらず下水道管
路Ｂを拡張することが可能となり、山間部や丘陵地に於
ける下水道を完備することが可能である。

【００２２】また図２に示すように下水道管路Ｂが河川
Ｄを横断するような場合であっても河川Ｄの上部に架橋
することで、該管路Ｂを容易に敷設することが可能であ
る。

【００２３】次に、図３により結合装置Ｃの構成につい
て説明する。結合装置Ｃは、該装置Ｃの上流側に配置さ
れた単位管路３の下流側の端部３ｂ，該装置Ｃの下流側
に配置された単位管路３の上流側の端部３ｃが接続され
且つ真空配管５が接続された集水タンク11を有してい
る。

【００２４】集水タンク11の内部は、隔壁12によって上
方の真空室13と下方の貯留室14に分割されており、真空
配管５及び上流側の単位配管３の下流側の端部３ｂは真
空室13に接続され、また下流側の単位配管３の上流側の
端部３ｃは貯留室14に接続されている。隔壁12には、真
空室13と貯留室14を導通する導通孔12ａと、真空室13に
流入した汚水を貯留室14に流通させる汚水孔12ｂが形成
されている。前記汚水孔12ｂは必ずしも必要なものでは
なく、導通孔12ａと兼用することが可能である。

【００２５】隔壁12に形成された導通孔12ａと対向して
導通孔閉鎖部材15が設けられており、汚水孔12ｂと対向
して汚水孔閉鎖部材16が設けられている。前記各部材1
5，16は貯留室14に貯留された汚水が所定の水位に到達
したとき、夫々導通孔12ａ，汚水孔12ｂを閉鎖して貯留
室14に作用していた真空圧を遮断し、且つ真空室13から
貯留室14への汚水の流入を遮断する機能を有する。

【００２６】導通孔12ａを閉鎖する機構は特に限定する
ものではない。本実施例では導通孔閉鎖部材15を、汚水
によって浮力を受けるフロート15ａと、フロート15ａの
上昇に伴って導通孔12ａに接近し、フロート15ａが所定
の高さに上昇したとき導通孔12ａを閉鎖する弁15ｂとに
よって構成している。

【００２７】汚水孔12ｂを閉鎖する機構も特に限定する
ものではない。本実施例では、隔壁12に取り付けたブラ
ケット16ａに回動可能なレバー16ｂを設け、該レバー16
ｂの一端をフロート15ａと弁15ｂを連結する連結部材15
ｃに接続すると共に他端をワイヤ16ｃを介して汚水孔12
ｂに対向して設けたゲート16ｄに接続することで、フロ
ート15ａの上昇に伴ってゲート16ｄを下降させて汚水孔
12ｂを閉鎖し得るように構成している。

【００２８】貯留室14には大気と導通した導通管17が接
続されており、該導通管17の貯留室側の端部にはバルブ
18が取り付けられている。このバルブ18は、弁15ｂが導
通孔12ａを閉鎖し、貯留室14に作用する真空圧が遮断さ
れたときに開放して貯留室14に大気を導入し該貯留室14
の内部を大気圧まで上昇させる機能を有する。従って、
バルブ18としては前記機能を有するものであれば良く、
特に構造を限定するものではない。

【００２９】本実施例では、所謂ボールタップを応用し
たバルブ18を用いており、連結部材15ｃに取り付けたア
ーム15ｄに係合する回動レバー18ｂによってバルブレバ
ー18ａを駆動してバルブ18を開放し得るように構成して
いる。またバルブレバー18ａにワイヤ18ｃを介して一方
向回転クラッチ或いはバネクラッチ等を用いた限時機構
19を接続することで、バルブ18の開放状態を一定時間保
持し得るように構成している。

【００３０】尚、弁15ｂが導通孔12ａを閉鎖し、貯留室
14に大気が導入されたとき、弁15ｂは大気圧と真空室13
に作用する真空圧との差圧によって真空室13側に吸引さ
れて密着する。この密着状態をより強固に保持するため
に、弁15ｂの近傍にリング状のノズル20を設け、該ノズ
ル20をバルブ18に接続して貯留室14に導入された大気を
弁15ｂに向けて噴射し得るように構成することが好まし
い。

【００３１】貯留室14に接続された下流側の単位管路３
の集水タンク11に接近した位置に真空バルブ21が設けら
れており、該バルブ21の作動部と貯留室14がチューブ22
によって接続されている。チューブ22の貯留室14側の端
部にはトリガ23が取り付けられている。このトリガ23は
フロート15ａの上昇に伴って上昇するアーム15ｅによっ
て駆動され、バルブ21の作動部を押圧して該バルブ21を
開放するものである。

【００３２】上記の如く構成された結合装置Ｃでは、集
水タンク11に汚水が貯留されていない状態で上流側の単
位管路３に真空圧が作用し、該管路３から分岐した汚水
桝４に貯留された汚水が吸引される。この汚水は集水タ
ンク11の貯留室14に貯留され、汚水の増加に伴ってフロ
ート15ａ，弁15ｂが上昇する。

【００３３】汚水が所定の水位に到達すると弁15ｂが導
入孔12ａを閉鎖して貯留室14に作用している真空圧を遮
断し、同時に汚水孔12ｂはゲート16ｄによって閉鎖され
る。これ等の閉鎖と略同時にバルブ18が開放して貯留室
14に大気が導入され、且つ真空バルブ21が開放して貯留
室14に貯留した汚水が下流側の単位管路３に吸引されて
流出する。

【００３４】汚水の吸引に引き続き大気も吸引させ汚水
の見掛け比重を減少させるため、貯留室14の汚水が吸引
された後もバルブ18は開放状態を維持し、所定時間が経
過して閉鎖する。バルブ18の閉鎖によって貯留室14には
下流側の単位配管３に作用する真空圧が導入され、フロ
ート15ａ，弁15ｂが下降して初期の状態に復帰する。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
真空下水道は、下水道管路を集水タンクに作用する真空
圧に応じた揚程に設定して分割し、分割した管路の上流
側の端部と下流側の端部を夫々異なる集水タンクに接続
し、全ての集水タンクを下水道管路とは異なる真空配管
によって真空源と接続することで、全ての汚水桝や管路
に汚水の吸引に必要な真空圧を作用させることが出来
る。

【００３６】このため、地域の広さや高低差或いは河川
の有無に関わらず真空下水道を設置することが可能とな
り、且つ全ての汚水桝に貯留した汚水を良好な状態で集
水することが出来る。

【００３７】また本発明に係る結合装置では、上流側の
下水道管路と接続された流入口から流入した汚水を貯留
部に貯留させ、貯留した汚水が所定の水位に達したと
き、該貯留部に作用する真空を遮断して大気を導入する
ことで、下流側の下水道管路に作用する真空圧によって
貯留部に貯留された汚水を流出させることが出来る。

【００３８】このため、上記結合装置を真空下水道に於
ける分割された管路の上流側或いは下流側の端部に接続
する集水タンクとして用い、該結合装置及びその上流側
を一つの分割単位として順次増結することで、真空下水
道の設置地域に於ける高低差や下水道管路の総延長距離
に関わらず下水道を完備することが出来る等の特徴を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空下水道の構成を説明する模式図である。

【図２】真空下水道の他の構成を説明する模式図であ
る。

【図３】結合装置の構成を説明する模式断面図である。

【符号の説明】 Ａ 真空ステーション Ｂ 下水道管路 Ｃ 結合装置 Ｄ 河川 １ 中央集水タンク ２ 真空ポンプ ３ 単位管路 ４ 汚水桝 ５ 真空配管 11 集水タンク 12 隔壁 12ａ 導通孔 12ｂ 汚水孔 13 真空室 14 貯留室 15 導通孔閉鎖部材 15ａ フロート 15ｂ 弁 15ｃ 連結部材 15ｄ，15ｅ アーム 16 汚水孔閉鎖部材 16ａ ブラケット 16ｂ レバー 16ｃ，18ｃ ワイヤ 16ｄ ゲート 17 導通管 18 バルブ 18ａ バルブレバー 18ｂ 回動レバー 19 限時機構 20 ノズル 21 真空バルブ 22 チューブ 23 トリガ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空ステーションに集水タンク及び真空
   源を配置し、真空圧を集水タンクに作用させて集水タン
   クに接続された下水道管路を介して汚水桝に貯留した汚
   水を集水する真空下水道システムであって、前記集水タ
   ンクに作用する真空圧に応じて下水道管路の総揚程を設
   定して分割し、分割された下水道管路の上流側の端部及
   び下流側の端部を夫々異なる集水タンクに接続すると共
   に該集水タンクの下流側に接続された下水道管路との間
   に真空バルブを配置し、前記異なる集水タンクの全てを
   下水道管路とは異なる真空配管によって真空源と接続
   し、最上流側に配置された下水道管路の上流側の端部を
   閉鎖すると共に最下流側に配置された下水道管路の下流
   側の端部を真空ステーションに配置された集水タンクに
   接続したことを特徴とした真空下水道システム。
2. 【請求項２】 上流側の下水道管路と接続された流入口
   と真空バルブを介して下流側の下水道管路と接続された
   流出口と真空源と接続された真空口と大気と接続された
   大気口とを有するタンクを有し、前記タンクの内部に汚
   水の貯留部を形成すると共に、該貯留部に貯留した汚水
   が所定の水位に達したとき貯留部に作用する真空圧を遮
   断して大気を導入し、更に下流側の下水道管路に真空圧
   を作用させて貯留部に貯留された汚水を流出させるよう
   に構成したことを特徴とする真空下水道システムに用い
   る真空系統結合装置。
3. 【請求項３】 タンクの内部を汚水の流通孔と真空導入
   孔を有する隔壁によって真空室と汚水の貯留室に分割
   し、前記真空室に上流側の下水道管路と接続された流入
   口と真空源に接続された真空口を形成し、且つ前記貯留
   室に真空バルブを介して下流側の下水道管路と接続され
   た流出口と大気と接続された大気口を形成すると共に該
   貯留室に貯留された汚水が所定の水位に達したとき前記
   真空導入孔を閉鎖する真空導入孔閉鎖部材と前記流通孔
   を閉鎖する流通孔閉鎖部材と前記流出口を開放する真空
   バルブと前記大気口を開放する大気口開放部材を配置し
   たことを特徴とした請求項２記載の真空下水道システム
   に用いる真空系統結合装置。