JP4302455B2 - 真空ステーション - Google Patents

Description

本発明は、各家庭や工場等から排出される汚水や雨水を大気圧と負圧源との圧力差を利
用して収集する真空式下水道システムに用いられる真空ステーションに関し、特に、汚水
の分散処理に好適な真空ステーションに関する。

従来の真空式下水道システムでは、各家庭や工場等の建物の衛生設備から排出される汚
水は自然流下により真空弁ユニットと称される汚水槽に導かれる。この汚水槽は真空ステ
ーションから伸びる真空下水管に接続されている。汚水槽には、真空ステーションからの
負圧により開放動作する真空弁が設けられており、汚水槽内の汚水が所定量に達すると、
この真空下水管内の負圧により真空弁が開放動作する。真空弁が開放動作すると、真空ス
テーションからの負圧により汚水槽内の汚水が真空下水管を経て真空ステーションに集め
られる。真空ステーションに集められた汚水は、下水処理施設の例えば集中浄化槽で浄化
処理を受けた後、河川等に放流される（例えば、特許文献１参照。）。

真空ステーションには、各汚水槽からの汚水を集水するための集水タンクと、該タンク
に真空下水管を経て各汚水槽からの汚水を吸引し、また集水タンクに集められた汚水を下
水処理施設へ向けて圧送するための圧力装置とが設けられており、このような圧力装置と
して、吸引および吐出の両ポンプ動作が正転および逆転の運転切替えにより切替え可能と
なるルーツ式真空ポンプを用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

このルーツ式真空ポンプを真空ステーションの圧力装置として組み込むことにより、こ
のルーツ式真空ポンプの運転の正逆の切替えによって汚水タンクへの汚水の吸引及び汚水
タンクから下水処理施設へ向けての汚水の圧送が可能になることから、汚水の吸引及び圧
送のためにそれぞれ独立した吸引装置および加圧装置が不要となり、真空ステーションの
構成の簡素化を図ることが可能になる。
特開２００２−８８９０１号公報（第２、３頁、図２、４） 特許第２６８４５２６号公報（第２、３頁、図１）

しかしながら、従来の前記真空ステーションでは、その集水タンクが例えば１５ｍ³の
容量を超える大型のタンクが用いられ、このタンクが直接地中に埋設されていた。

この大型集水タンクを直接地中に埋設するため、真空ステーションの建設費が増大し、
また地中に埋設された大型の集水タンクを備える真空ステーションの保守管理にも多大の
費用が必要であった。

そこで、本発明の目的は、真空式下水道システムの真空ステーションの分散化に適し、
従来のような多大の費用を必要とすることのない真空ステーションを提供することにある
。

本発明は、汚水槽に貯留された汚水を大気圧と該大気圧よりも低い負圧との差圧によって真空下水管を経て集水し、集水した汚水を下水処理施設に向けて排出する真空ステーションであって、前記真空下水管を経て前記汚水槽に接続され、また排水管を経て前記下水処理施設に接続される集水タンクと、該集水タンク内に前記汚水槽からの汚水を吸引するための正転動作および前記タンク内の汚水を前記下水処理施設へ吐出するための逆転動作が切替え可能な複数の圧力装置と、前記圧力装置の作動を制御する制御装置とを備え、少なくとも前記集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に収容されており、前記制御装置には、前記集水タンク内の汚水の量を検出するための水位レベル検出器と前記タンク内の真空度を検出するための圧力検出器とが設けられ、前記制御装置は、前記真空ポンプの動作中、前記水位レベルからの検出信号および前記圧力検出器からの真空度信号がそれぞれ所定の範囲内にあるように前記真空ポンプの動作を制御する。また、前記制御装置により、前記真空ポンプの逆転運転による吐出動作への移行中、前記圧力検出器からの検出信号によって前記集水タンク内の真空度が所定の真空度レベルよりも低下したことを検出したとき、前記真空ポンプを正転運転による吸引動作に切替え、この吸引動作により前記水位レベルからの検出信号が第１の水位レベルを超えると、前記真空ポンプを逆転運転による吐出動作に切替え、この吐出動作は真空度レベルの変化の如何に拘わらず前記水位レベルが第１の水位レベルよりも低い第２の水位レベル水位に達するまで維持されることを特徴とする。

本発明に係る集水タンクはマンホールを介して地中に埋設されることから、マンホールおよび集水タンクの小型化を図り、マンホールを地中に埋設した後、該マンホール内に集水タンクを収容することにより、従来に比較的して小型の真空ステーションの建設を容易かつ安価に行うことができ、これにより真空ステーションの分散化が可能な真空式下水道システムを実現することができる。更には、この制御装置の制御により、真空ステーションを含む真空式下水道システムの確実な運転が可能となる。

前記圧力装置には、正転運転および逆転運転の切替えにより吸引および吐出動作の切替
えが可能なルーツ式真空ポンプを用いることができる。

本発明によれば、集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に収容されていることか
ら、集水タンク及びこれに付随する各部の保守点検は容易になる。さらに、マンホールを
地中に設置した後、単に集水タンクをマンホール内に収容することによって集水タンクを
地中に埋設することが可能になるので、集水タンクを従来の容量（例えば１０分の１程度
）より小型化と低コストが図れることにより、真空ステーションの分散が可能となり、こ
の真空ステーションの分散化により効率的な真空式下水道システムの運用が可能となる。
又、正逆転切替え可能な複数の圧力装置の運転制御により、真空式下水道システムの確実
な運転が可能となる。

以下、本発明を図示の実施例に沿って詳細に説明する。

図１は本発明に係る真空ステーション１０を概略的に示す構成図である。この図１に沿
っての真空ステーション１０の説明に先立ち、本発明に係る真空ステーション１０が組み
込まれた真空式下水道システム１１を図２に沿って説明する。

本発明に係る真空式下水システム１１は、図２に示すように、例えば家屋あるいは工場
のような各建造物１２の衛生設備から排出される汚水が自然流下により流入管１３を経て
案内される汚水槽１４と、汚水槽１４内の汚水を各汚水槽１４から伸びる真空下水管１５
を経て吸引するための複数の真空ステーション１０とを備える。流入管１３および真空下
水管１５は、ライフサイクルの長い（約５０年）ポリエチレン管を用いることが望ましい
。

汚水槽１４は単一又は複数の建造物１２毎に設けられている。各汚水槽１４には、従来
よく知られているように、各汚水槽１４とこれに接続された各真空下水管１５との連通を
断続するための図示しない真空弁が設けられ、このような汚水槽１４は真空弁ユニットと
称されるユニットにより構成することができる。各汚水槽１４内の汚水が所定の水位を超
えると、真空ステーション１０から伝えられる各真空下水管１５内の負圧すなわち大気圧
よりも低い圧力によって前記真空弁が開放動作することから、各真空ステーション１０か
らの負圧によって各真空下水管１５を経て対応する真空ステーション１０に汚水が吸引さ
れる。

各真空ステーション１０には、後述する集水タンクが設けられ、該集水タンクに集めら
れた汚水は、排水管１６を経て例えば集合排水処理場１７（例えば、合併処理浄化槽）に
送られる。この集合排水処理場１７では、各真空ステーション１０から集められた汚水を
排水処理設備により浄化した後、浄化された処理水を河川等に放水する。

本発明に係る真空ステーション１０は、図１に示すように、地中に埋設された例えばコ
ンクリート製のマンホール１８と、該マンホール内に収容され集水タンク１９とを備える
。図１に示す例では、コンクリート製のマンホール１８は組み立て式であり、その頂部を
除いて地中２０に埋め込まれている。このマンホール１８は、既製品を使用することがで
きる。

集水タンク１９は、従来の集水タンクの約十分の一の容量である例えば１．５ｍ³の容
量を有する。マンホール１８内には、集水タンク１９に加えて、該集水タンク内に大気圧
よりも圧力の低い負圧および大気圧よりも圧力の高い正圧を選択的に導入するための圧力
装置２１（２１ａ、２１ｂ）と、該圧力装置の作動を制御するための制御装置２２とが収
容されている。

集水タンク１９には、一端が真空下水管１５に接続された吸入管２３および一端が排水
管１６に接続された吐出管２４が設けられている。

吸入管２３の他端は集水タンク内の上部で開放され、吸入管２３には、圧力計２５、逆
止弁２６及び開閉バルブ２７が設けられている。圧力計２５は吸入管２３内の圧力を表示
する。逆止弁２６は真空下水管１５から集水タンク１９へ向けての流体の流れを許し、逆
方向の流れを阻止する。開閉バルブ２７は、その開閉動作に応じて吸入管２３の連通を断
続することにより、真空下水管１５と集水タンク１９との連通を断続する。開閉バルブ２
７が開放状態におかれると、真空下水管１５は集水タンク１９に連通する。

吐出管２４は、その他端が集水タンク２４の底部近傍に位置するように、該集水タンク
内に伸びる。吐出管２４には、圧力計２８、開閉バルブ２９及び逆止弁３０が設けられて
いる。圧力計２８は吐出管２４内の圧力を表示する。開閉バルブ２９は、その開閉動作に
応じて吐出管２４の連通を断続することにより、集水タンク１９と排水管１６との連通を
断続する。開閉バルブ２９が開放状態におかれると、集水タンク１９は排水管１６に連通
する。逆止弁３０は集水タンク１９から排水管１６へ向けての流体の流れを許し、逆方向
の流れを阻止する。

圧力装置２１は、図示の例ではそれぞれにサイレンサ３１が設けられた一対のルーツ式
ポンプ２１ａ、２１ｂからなり、各ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂは制御装置２２の制御
下で正転運転および逆転運転が可能である。各ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの導管路２
１ｃは、電動バルブ３２、３２を経て集水タンク１９に接続されている。各ルーツ式ポン
プ２１ａ、２１ｂは、正転運転によりその導管路２１ｃを経て集水タンク１９内に負圧を
導入し、また逆転運転によりその導管路２１ｃを経て集水タンク１９内に正圧を導入する
ように、作動される。一対のルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂは、交互に運転される。この
ルーツ式ポンプ２１の交互運転形態のその他の変更例は後に述べる。

ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの交互運転に代えて、両ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂ
を同時的かつ同一的に制御することにより、相互に並列的に運転することができる。また
、一方を現用とし、他方を現用ポンプの保守点検あるいは故障時等の補助として作動する
予備用とすることができる。

集水タンク１９には、該集水タンク内の汚水量を水位として検出する水位レベル検出器
３３が設けられている。図１に示す例では、水位レベル検出器３３は、検出した水位に応
じた水位レベル信号を制御装置２２に送信するレベル発信器からなる。また、集水タンク
１９には、開閉バルブ３４を介して圧力検出器である圧力発信器３５が取り付けられてい
る。圧力発信器３５は、集水タンク１９内の圧力を検出し、検出した圧力に応じた真空度
レベル信号を制御装置２２に送信する。開閉バルブ３４と圧力発信器３５との間は、電動
バルブ３６の開放動作により大気に開放可能であり、通常、該電動バルブは閉鎖状態にお
かれる。

制御装置２２は、レベル発信器３３からの水位レベル信号および圧力発信器３５からの
真空度レベル信号に応じて、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂ、両開閉バルブ３４あるいは
各警報装置（図示せず）の作動を制御する。

マンホール１８には、該マンホール内の換気のために、逆止弁３７が設けられた吸気管
３８および脱臭装置３９が設けられている。吸気管３８によりマンホール１８内への外気
の取り込みが可能であり、また脱臭装置３９を経てマンホール１８内から排気可能である
。

いずれか一方のルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの正転動作により集水タンク１９内には
負圧が導入されると、真空下水管１５を経て集水タンク１９内に汚水が吸引される。この
とき、吐出管２４に設けられた逆止弁３０の逆流阻止作用により、排水管１６から集水タ
ンク１９へ向けての汚水の逆流が防止される。他方、いずれか一方のルーツ式ポンプ２１
ａ、２１ｂの逆転動作により集水タンク１９内に正圧が導入されると、集水タンク１９内
の汚水が排水管１６を経て集合排水処理場１７へ圧送される。このとき、吸入管２３に設
けられた逆止弁２６の逆流阻止作用により、真空下水管１５から集水タンク１９へ向けて
の汚水の逆流が防止される。

図３は、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの交互運転についての制御装置２２での制御設
定条件の一例を示す。図３（Ａ）は集水タンク１９内の圧力設定条件の一例を示し、図３
（Ｂ）は集水タンク１９内の水位設定条件の一例を示す。

ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの正転運転については、図３（Ａ）に示すように、集水
タンク１９内の負圧で示される真空度レベルが−５９ｋＰａ〜−６９ｋＰａの範囲となる
ように、ルーツ式ポンプ２１ａまたは２１ｂが制御装置２２により動作の制御を受け、こ
の真空度レベルすなわち負圧の増大によってその値が−６９ｋＰａを超えると動作が停止
される。この時、制御装置２２は、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの電動バルブ３２を閉
鎖する。ルーツ式ポンプ２１ａの運転の停止に拘わらず集水タンク１９内の負圧の増大に
よりその値が−７５ｋＰａを超えると、制御装置２２は、異常真空圧警報を出力し、集水
タンク１９内の負圧の減少によってその値が−６９ｋＰａに復帰すると、ルーツ式ポンプ
２１ａ、２１ｂの電動バルブ３２を開放動作させ、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂを正転
運転させる。同時に、制御装置２２は、異常真空圧警報を解除し、再警報が可能の警報リ
セット状態になる。

他方、集水タンク１９内の負圧の減少により、その値が−４９ｋＰａよりも低下すると
、制御装置２２は、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの正転運転を維持し、真空圧低下の警
報を出力する。このルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの正転運転の維持により、負圧の増大
によりその値が−５９ｋＰａに復帰すると、制御装置２２は、真空圧低下の警報を解除し
、再警報が可能なリセット状態になる。

また、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの運転については、図３（Ｂ）に示すように、集
水タンク１９内の水位レベルが満水の水位の７５％〜１５％の範囲となるように、ルーツ
式ポンプ２１ａまたは２１ｂが制御装置２２により動作の制御を受け、水位レベルが１５
％を切ると動作を停止される。この時、制御装置２２は、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂ
の電動バルブ３２を閉鎖する。ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの逆転運転の停止に拘わら
ず集水タンク１９内の水位レベルが５％を切ると、制御装置２２は水位異常警報を出力す
る。制御装置２２は、集水タンク１９内の水位レベルが１５％に復帰すると、ルーツ式ポ
ンプ２１ａ、２１ｂの電動バルブ３２を開放し、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂを正転運
転させ、また、水位異常警報を解除し、再警報が可能な警報リセット状態になる。

他方、集水タンク１９内の水位レベルが８５％を超えると、制御装置２２は、ルーツ式
ポンプ２１ａ、２１ｂの逆転運転を維持し、洪水警報を出力する。このルーツ式ポンプ２
１ａ、２１ｂの逆転運転の維持により、水位レベルが７５％に復帰すると、制御装置２２
は洪水の警報を解除し、再警報が可能なリセット状態におく。

このルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの動作制御において、図４に符号４０で示すように
、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂが標準低真空度レベルＡ〜標準高真空度レベルＢの範囲
で正転運転した後、逆転運転によって汚水を集水タンク１９から集合排水処理場１７へ排
出する吐出動作への移行中に、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの逆転動作に拘わらず集水
タンク１９内の圧力が正圧にならず、逆に標準低真空度レベルＡよりも大気圧に近い負圧
である所定の設定レベルＣに低下すると、符号４１で示すようにルーツ式ポンプ２１ａ、
２１ｂは集水タンク１９内の負圧を高めるために再び正転動作に移行する。

また、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂが正転動作に移行した後、符号４２に示ように、
通常の最高水位レベル（Ｄ％）またはこの最高水位レベル（Ｄ％）よりも低い所定の水位
レベル（Ｅ％）すなわち第１の水位レベル（Ｄ％またはＥ％）に達すると、符号４３〜４
６で示されているように、再び集水タンク１９内の汚水を集合排水処理場１７へ圧送する
ためにルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂは逆転運転に切替えられる。この逆転運転は、集水
タンク１９内の汚水レベルが該集水タンクに設定された標準最低水位レベル（Ｆ％）また
はこれよりも高い所定のレベル（Ｇ％）すなわち第２の水位レベル（Ｆ％またはＧ％）に
至るまで、集水タンク１９内の真空度レベルの変化の如何に拘わらず維持される。

前記したように、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの正転運転による吸引動作後の逆転運
転による吐出動作への移行中、集水タンク１９内の圧力が正圧へ向けて変化しない状況下
でルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂが逆転動作を続けると、集水タンク１９から集合排水処
理場１７への汚水の適正な排出が不可能となり、しかも、真空下水管１５から集水タンク
１９への汚水の適正な吸引も不可能となることから、真空式下水道システム１１が動作不
能に陥る虞がある。

しかしながら、前記真空ステーション１０では、前記したように、吐出動作への移行中
にルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの逆転動作に拘わらず集水タンク１９内の圧力が正圧に
ならず、所定の負圧である設定レベルＣに低下すると、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂは
集水タンク１９内の負圧を高めるために再び正転動作に移行する。従って、この正転動作
への切替えにより、真空下水管１５からの汚水を確実に集水タンク１９内に吸引すること
ができるように集水タンク１９内の真空度を充分に高めることができるので、真空下水管
１５から集水タンク１９内に確実に汚水を吸引し、集水タンク１９内に吸引した汚水を確
実に集合排水処理場１７に圧送することができる。その結果、真空式下水道システム１１
の確実な運転が可能となる。

このように、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂが集水タンク１９内の水位レベル及び真空
度レベルの変化に応じてルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの動作を制御することにより、集
水タンク１９の渇水あるいは汚水の集水タンク１９からのオーバフローを確実に防止する
ことができ、真空ステーション１０の安全運転を維持することが可能となる。

図５および図６は、ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂの運転形態の例を示す。図５に示す
ように、真空ステーション１０の動作開始時の正転運転では、一方のルーツ式ポンプ（Ｐ
１）２１ａが使用され、その停止後の逆転運転では他方のルーツ式ポンプ（Ｐ２）２１ｂ
が使用され、以降の正転運転及び逆転運転では両ルーツ式ポンプ（Ｐ１、Ｐ２）２１ａ、
２１ｂが交互に使用されている。これにより、両ルーツ式ポンプ２１ａ、２１ｂを時間的
に均等に使用することができる。図６は、正転運転及び逆転運転を一サイクルとして、サ
イクル毎に両ルーツ式ポンプ（Ｐ１、Ｐ２）２１ａ、２１ｂを交互に使用した例を示す。

図７〜図９は、図１には示されていないが、各真空ステーション１０に３台のルーツ式
ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を設けた例である。図７は、３台のルーツ式ポンプ（Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３）を正転運転及び逆転運転毎にを順次使用した例を示す。図８は、１台のルー
ツ式ポンプの正転運転を他の１台のルーツポンプの時間的に一部を重複する正転動作で補
い、これにより集水タンク１９内に必要な負圧を不足なく導入し、残りの１台のルーツポ
ンプを逆転運転に使用する例を示し、図８に示すように３台のルーツポンプ（Ｐ１、Ｐ２
、Ｐ３）が順次使い回される。図９は、正転運転及び逆転運転の双方について３台のルー
ツ式ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の内の２台を時間的に一部を重複させて使用した例を示
し、図９に示すように、３台のルーツ式ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の数値で示される稼
働時間が均一化するように、その稼働時間の少ないルーツ式ポンプ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）
から順次使用される。

前記したところでは、真空ステーション１０の圧力装置２１としてルーツ式ポンプを用
いた例を示したが、図１０〜図１２に示すように、加給装置と真空ポンプとの組み合わせ
あるいは真空ポンプとその配管により、前記したと同様な圧力装置４７〜４９を実現する
ことができる。

図１０に示す圧力装置４７は、例えばエアーコンプレッサからなる加給装置５０と、前
記したと同様なルーツ式ポンプ、水封式ポンプあるいはベーン式ポンプのような真空ポン
プ５１とを備える。加給装置５０及び真空ポンプ５１は、加圧管５０ａおよび吸引管５１
ａで集水タンク１９にそれぞれ接続されている。加給装置５０及び真空ポンプ５１は、前
記したと同様な制御装置２２の制御下で作動され、加給装置５０はその作動により排水管
１６を経て集水タンク１９内の汚水を集合排水処理場１７へ圧送すべく集水タンク１９内
に正圧を導入する。また真空ポンプ５１は、その作動により真空下水管１５を経て集水タ
ンク１９内に汚水を導入すべく該集水タンク内に負圧を導入する。

図１１に示す圧力装置４８は、図１０に示したと同様な真空ポンプ５１を備える。真空
ポンプ５１の吸引管５１ａには、電動三方弁５２が設けられている。また真空ポンプ５１
の排気管５１ｂには電動切り換え弁５３が設けられている。吸引管５１ａと排気管５１ｂ
との間には、真空ポンプ５１に対するバイパス管５１ｃが設けられている。バイパス管５
１ｃの一端は電動三方弁５２と集水タンク１９との間で排気管５１ｂに接続され、またそ
の他端は真空ポンプ５１と電動切り換え弁５３との間で排気管５１ｂに接続されている。
バイパス管５１ｃには、電動切り換え弁５４が設けられている。

電動切り換え弁５３及び電動切り換え弁５４はそれぞれが設けられた排気管５１ｂ及び
バイパス管５１ｃを開閉すべく動作し、電動三方弁５２は真空ポンプ５１の吸引口を大気
または集水タンク１９に選択的に連通すべく動作する。真空ポンプ５１の前記吸引口が大
気に開放されるとき集水タンク１９は電動三方弁５２により大気から遮断される。

これら電動切り換え弁５３、５４及び電動三方弁５２は制御装置２２の制御下に置かれ
る。真空ポンプ５１の非動作時、電動切り換え弁５３は開放位置に保持され、排気管５１
ｂは開放状態すなわち大気に連通する状態に保持される。また、真空ポンプ５１の非動作
時、電動切り換え弁５４は閉鎖位置に保持され、これによりバイパス管５１ｃは閉鎖状態
に保持される。さらに、真空ポンプ５１の非動作時、電動三方弁５２は真空ポンプ５１の
前記吸引口を大気に連通させるように保持される。従って、集水タンク１９は電動三方弁
５２を経て大気に連通することなく、大気から遮断されている。

吸引のために真空ポンプ５１が作動されるとき、前記した非動作におけると同様に、電
動切り換え弁５３は開放状態に保持され、電動切り換え弁５４は閉鎖状態に保持される。
他方、電動三方弁５２は、真空ポンプ５１の前記吸引口を集水タンク１９に連通させる。
この状態で、真空ポンプ５１が作動されると、集水タンク１９内の空気は吸引管５１ａを
経て真空ポンプ５１の排気管５１ｂから大気に放出されることから、集水タンク１９内に
は負圧が作用し、この負圧によって真空下水管１５から汚水が集水タンク１９内に吸引さ
れる。

この集水タンク１９内への汚水の吸引により該集水タンク内の水位レベルが上昇し、こ
の水位レベルが所定の設定値を超えると、電動切り換え弁５３は閉鎖位置に動作し、電動
三方弁５２は真空ポンプ５１の前記吸引口を大気に開放させる。また、電動切り換え弁５
４が開放位置に動作し、バイパス管５１ｃが開放され、連通状態におかれる。その結果、
電動三方弁５２から真空ポンプ５１に吸引された大気は排気管５１ｂに接続されたバイパ
ス管５１ｃを経て集水タンク１９内に圧送される。この大気の集水タンク１９内への圧送
により、集水タンク１９内には正圧が導入され、この正圧によって集水タンク１９内の汚
水は排水管１６を経て集合排水処理場１７に圧送される。

図１２に示すように、電動三方弁５２の大気開放口を補助管５１ｄを経て真空下水管１
５に接続することができる。補助管５１ｄは、真空下水管１５に、これに設けられた逆止
弁２６よりも上流側で接続されている。補助管５１ｄには、第２の電動三方弁５５及び逆
止弁５６が設けられている。第２の三方弁５５は制御装置２２の制御を受け、補助管５１
ｄを大気に開放させあるいは補助管５１ｄを大気から遮断状態におく。逆止弁５６は真空
下水管１５から電動三方弁５２へ向けての流体の流れを許す。

集水タンク１９からの汚水の圧送時、前記したように、電動切り換え弁５３は閉鎖位置
に動作し、電動三方弁５２は真空ポンプ５１の前記吸引口を大気に開放させる。また、電
動切り換え弁５４が開放位置に動作し、バイパス管５１ｃが開放され、連通状態におかれ
る。さらに、第２の三方弁５５は補助管５１ｄを大気に開放させる。その結果、前記した
と同様に、第２の三方弁５５から電動三方弁５２を経て真空ポンプ５１に吸引された大気
はバイパス管５１ｃを経て集水タンク１９に圧送される。このとき真空下水管１５内に設
けられた図示しない圧力センサによって検出された圧力が所定の負圧値を超えて大気圧に
近づくと、第２の三方弁５５が補助管５１ｄと大気とを遮断する。その結果、真空ポンプ
５１は、真空下水管１５から補助管５１ｄを経て空気を吸引する。この第２の三方弁５５
の切り換え動作により、真空ポンプ５１の動作による排水管１６からの圧送効率は僅かに
低下するが、その反面、真空下水管１５の真空度を高めることができ、その後の真空下水
管１５の真空度の低下による吸引効率の低下を防止することができる。

集水タンク１９からの汚水の圧送により集水タンク１９内の水位レベルが所定の値より
も低下すると、真空ポンプ５１の作動が停止され、電動三方弁５２は真空ポンプ５１を集
水タンク１９に連通させるように作動され、第２の三方弁５５は再び補助管５１ｄを大気
に開放させる位置に作動される。

本発明に係る真空ステーション１０によれば、マンホール１８内に集水タンク１９等を
収納することにより、この集水タンク１９、これに付随する圧力装置２１及び該圧力装置
の動作を制御する制御装置２２等の保守管理が容易に行える。また集水タンク１９の容量
の小型化を図ることにより、マンホール１８として市販の既製品の使用が可能となり、真
空ステーション１０を比較的容易かつ安価に設置することができる。従って、図２に示し
たように真空式下水道システム１１に複数の真空ステーション１０を設置することが可能
となり、真空ステーション１０の分散化により、真空式下水道システム１１を効率的に運
用することが可能となる。

図１３は、アップダウンのある地形２０の山部２０ａの一側に集水タンク１９を配置し
、山部２０ａの他側に圧力装置２１を配置した例を示す。図示の例では、集水タンク１９
は直接地中２０に設置されているが、図１に示したマンホール１８内に収容することがで
きる。集水タンク１９には真空下水管１５が接続されている。また、圧力装置２１の作動
を制御する制御装置２２は、図示しないが、圧力装置２１に近接して山部２０ａの前記他
側に配置される。

圧力装置２１からは、該圧力装置の正転運転による負圧及び逆転運転による正圧を集水
タンク１９内に導くための導管路５７が、山部２０ａに沿った伏せ越しを経て山部２０ａ
の前記他側からその前記一側に設けられた集水タンク１９内に伸びる。また、集水タンク
１９からは、吐出管２４が山部２０ａに沿った伏せ越しを経て、山部２０ａの他側に設け
られた下水管渠５８に伸びる。

圧力装置２１の正転運転によって導管路５７を経て負圧が集水タンク１９内に導入され
ると、この負圧により真空下水管１５を経て集水タンク１９内に汚水が吸引される。この
汚水は、前記したと同様な圧力装置２１の逆転運転によって導管路５７を経て正圧が集水
タンク１９に導入されると、吐出管２４を経て下水管渠５８に圧送される。下水管渠５８
は、これに放出された汚水を例えば前記したと同様な集合排水処理場１７に案内する。

集水タンク１９を地中２０に埋設することに代えて、山部２０ａの斜面に設置すること
ができ、この場合、集水タンク１９の形状を周囲の環境に応じて適宜オブジェ風に変更す
ることができる。

本発明に係る真空ステーションを概略的に示す模式図である。 本発明に係る真空ステーションが用いられた真空式下水道システムを概略的に示す模式図である。 図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ集水タンク圧力設定条件及び集水タンク水位設定条件の一例を示す説明図である。 集水タンクに設けられるルーツ式ポンプの動作例を示す説明図である。 集水タンクに設けられる２台のルーツ式ポンプの動作例（１）を示す説明図である。 集水タンクに設けられる２台のルーツ式ポンプの動作例（２）を示す説明図である。 集水タンクに設けられる３台のルーツ式ポンプの動作例（１）を示す説明図である。 集水タンクに設けられる３台のルーツ式ポンプの動作例（２）を示す説明図である。 集水タンクに設けられる３台のルーツ式ポンプの動作例（３）を示す説明図である。 圧力装置の他の例（１）を概略的に示す模式図である。 圧力装置のさらに他の例（２）を示す図９と同様な図面である。 圧力装置のさらに他の例（３）を示す図９と同様な図面である。 真空ステーションの他の配置例を示す模式図である。

符号の説明

１０ 真空ステーション
１１ 真空式下水道システム
１４ 汚水槽（真空弁ユニット）
１５ 真空下水管
１６ 排水管
１７ 下水処理施設（集合排水処理場）
１８ マンホール
１９ 集水タンク
２０ 地中
２１ 圧力装置
２１ａ、２１ｂ ルーツ式ポンプ
２２ 制御装置
３３ 水位レベル検出器（レベル発信器）
３５ 圧力検出器（圧力発信器）
Ｄ％、Ｅ％ 第１の水位レベル
Ｇ％、Ｆ％ 第２の水位レベル

Claims (2)

1. 汚水槽に貯留された汚水を大気圧と該大気圧よりも低い負圧との差圧によって真空下水管を経て集水し、集水した汚水を下水処理施設に向けて排出する真空ステーションであって、
   前記真空下水管を経て前記汚水槽に接続され、また排水管を経て前記下水処理施設に接続される集水タンクと、該集水タンク内に前記汚水槽からの汚水を吸引するための正転動作および前記タンク内の汚水を前記下水処理施設へ吐出するための逆転動作が切替え可能な複数の圧力装置と、該圧力装置の作動を制御する制御装置とを備え、少なくとも前記集水タンクは地中に埋設されたマンホール内に収容されており、
   前記制御装置は、前記集水タンク内の汚水の量を検出するための水位レベル検出器と前記タンク内の真空度を検出するための圧力検出器とを有し、前記真空ポンプの動作中、前記水位レベルからの検出信号および前記圧力検出器からの真空度信号が所定の範囲内にあるように前記真空ポンプの動作が制御され、前記真空ポンプの逆転運転による吐出動作への移行中、前記圧力検出器からの検出信号によって前記集水タンク内の真空度が所定の真空度レベルよりも低下したことを検出したとき、前記真空ポンプを正転運転による吸引動作に切替え、この吸引動作により前記水位レベルからの検出信号が第１の水位レベルを超えると、前記真空ポンプは逆転運転による吐出動作に切替えられ、この吐出動作は真空度レベルの変化の如何に拘わらず前記水位レベルが第１の水位レベルよりも低い第２の水位レベル水位に達するまで維持されることを特徴とする真空ステーション。
2. 前記圧力装置は、正転運転および逆転運転の切替えにより吸引および吐出動作の切替えが可能なルーツ式真空ポンプを有する請求項１記載の真空ステーション。

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