JP4864513B2 - Vacuum line pressure monitoring method and abnormality monitoring notification device - Google Patents
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Description
本発明は、真空式下水道システムにおいて、真空管路の圧力状況(運転状況)を監視する真空管路の圧力監視方法、及び異常が発生した場合に所定箇所に通報する異常監視通報装置に関するものである。 The present invention relates to a vacuum line pressure monitoring method for monitoring the pressure status (operating status) of a vacuum pipe in a vacuum sewer system, and an abnormality monitoring notification device for reporting to a predetermined location when an abnormality occurs.
真空式下水道システムにおいて、真空弁ユニット又は真空管路において事故が発生した場合に、発生場所の探索が必要となる。もっとも簡便な探索方法としては真空管路に設置されている区間弁106(図7参照)を順番に閉鎖していくことにより、事故区間を探索する方法や真空弁ユニット101(図1参照)を巡回点検する方法がとられてきた。この探索方法では、設置されている真空弁ユニットが50箇所程度の場合、探索に通常1時間から2時間程度を要する。
規模が大きい真空式下水道システムにおいては、真空弁ユニット又は真空管路に事故が発生した場合にその発生場所の探索に多くの時間が必要であり、この探索作業が管理者への負担となるため、地形条件や維持管理体制を考慮して、各真空弁ユニットに通報装置が設置される場合もある。この真空弁ユニットの通報装置には「現場通報式」、「専用線式」、「無線式」などがあり、真空弁ユニットの異常として水位高と弁開放を監視し、異常発生を通報することが可能である。ただし、真空弁ユニットに通報装置を設置する場合、その設置数が多いことから通報装置自体の設置及び維持管理の費用が高額となるという問題点があった。 In a large-scale vacuum sewer system, when an accident occurs in a vacuum valve unit or a vacuum pipeline, it takes a lot of time to search for the occurrence location, and this search work becomes a burden on the administrator. In consideration of topographical conditions and maintenance management system, a notification device may be installed in each vacuum valve unit. This vacuum valve unit reporting device includes "on-site reporting type", "exclusive line type", "wireless type", etc., and monitors the water level high and valve opening as a malfunction of the vacuum valve unit, and reports the occurrence of abnormality. Is possible. However, when the reporting device is installed in the vacuum valve unit, there is a problem that the cost of installing and maintaining the reporting device itself becomes high due to the large number of the installed devices.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、真空式下水道システムにおいて真空弁ユニット又は真空管路の事故が発生した場合、短い探索時間で事故発生場所を探索できると共に、維持管理の負担を軽減できる真空管路の圧力監視方法、及び異常監視通報装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points. The purpose of the present invention is to find and maintain an accident occurrence place in a short search time when an accident of a vacuum valve unit or a vacuum pipe line occurs in a vacuum sewer system. An object of the present invention is to provide a vacuum line pressure monitoring method and an abnormality monitoring and reporting device that can reduce the management burden.
上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、真空管路の各系統の末端部及び中間部の圧力値を採取し、該採取した末端部又は中間部の圧力値と前記真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較することにより、前記真空管路の圧力状況を監視することを特徴とする真空管路の圧力監視方法にある。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 collects pressure values at the end and middle of each system of the vacuum pipe, and collects the pressure value of the collected end or middle and the pressure of the vacuum pipe. by comparing the pressure value of the distal portion or intermediate portion Ru predicted from loss statements, in a pressure monitoring method of a vacuum conduit, characterized by monitoring the pressure conditions of the vacuum line.
請求項2に記載の発明は、真空管路の各系統の末端部及び中間部に圧力監視手段を設け、該圧力監視手段で前記末端部又は中間部の圧力値を採取すると共に、該採取した末端部又は中間部の圧力値と前記真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較して前記真空管路の圧力状況を監視し、圧力状況が異常と判断した場合、通信装置を介して所定場所に通報することを特徴とする真空管路の異常監視通報装置にある。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の真空管路の異常監視通報装置において、前記圧力監視手段は、前記末端部又は中間部の圧力値を検出する圧力発信器と、該圧力発信器で検出した圧力値を自動的に記録すると共に、該圧力値と前記真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較して前記真空管路の圧力状況を監視するデータ自動記録・圧力監視装置を備えたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the vacuum line abnormality monitoring / notifying device according to the second aspect, the pressure monitoring means includes a pressure transmitter for detecting a pressure value of the end portion or the intermediate portion, and the pressure transmission. automatically records the detected pressure value in the vessel, pressure in the vacuum line by comparing the pressure value of the distal portion or intermediate portion Ru is expected the pressure value and the pressure loss statement for the vacuum line It is equipped with an automatic data recording / pressure monitoring device for monitoring the situation.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の真空管路の異常監視通報装置において、前記圧力監視手段は、前記末端部又は中間部の圧力値が前記真空管路の圧力損失計算書から予測される圧力値に基づいて設定された設定圧力値を当該末端部又は中間部の圧力値が超えた場合にON又はOFFとなる圧力スイッチであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the vacuum line abnormality monitoring and reporting device according to the second aspect, the pressure monitoring means predicts the pressure value of the end part or the intermediate part from the pressure loss calculation sheet of the vacuum line. It characterized in that it is a pressure switch to be oN or OFF when the set set pressure value based on the pressure value exceeds the pressure value of the distal portion or intermediate portion to be.
請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の真空管路の異常監視通報装置において、前記真空管路には逆止弁を設置したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the vacuum line abnormality monitoring and reporting device according to any one of the second to fourth aspects, a check valve is provided in the vacuum line.
請求項1に記載の発明によれば、採取した末端部又は中間部の圧力値(圧力変動データの圧力値)と真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較することにより、真空管路の圧力状況を監視するので、真空弁ユニット又は真空管路の事故発生場所を短い時間で探索でき、維持管理の負担を軽減することができる。 According to the invention described in claim 1, the distal portion or pressure of the intermediate portion collected end portion or pressure value of the intermediate portion (pressure value of the pressure variation data) Ru is predicted from the pressure loss statement for vacuum line By comparing the values with each other , the pressure state of the vacuum pipe line is monitored, so that the location where the vacuum valve unit or the vacuum pipe line has occurred can be searched in a short time, and the burden of maintenance can be reduced.
請求項2に記載の発明によれば、真空管路の各系統の末端部及び中間部に設けた圧力監視手段で末端部又は中間部の圧力値を採取し、該圧力値と真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較して真空管路の圧力状況を監視するので、真空弁ユニット又は真空管路の事故発生場所を短い時間で探索し、通報装置を介して所定の場所に通報できる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、圧力監視手段は、圧力発信器と、データ自動記録・圧力監視装置を備え、検出した圧力値(圧力変動データの圧力値)を自動的に記録すると共に、該圧力値と真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較して真空管路の圧力状況を監視するので、連続的に圧力変動を監視することが可能であるため、様々な圧力変動パターン(圧力値変動パターン)を採取可能であり、比較検討も容易である。 According to the third aspect of the present invention, the pressure monitoring means includes a pressure transmitter and a data automatic recording / pressure monitoring device, and automatically records the detected pressure value (pressure value of pressure fluctuation data). since monitoring the pressure conditions of the vacuum line by comparing the pressure value of the distal portion or intermediate portion Ru is predicted from the pressure loss statement of the pressure value and the vacuum line, continuously monitoring the pressure variation Therefore, various pressure fluctuation patterns (pressure value fluctuation patterns) can be collected, and a comparative study is easy.
請求項4に記載の発明によれば、圧力監視手段は、末端部又は中間部の圧力値が真空管路の圧力損失計算書から予測される圧力値に基づいて設定された設定圧力値を当該末端部又は中間部の圧力値が超えた場合にON又はOFFとなる圧力スイッチであるので、安価な真空管路の異常監視通報装置を構築できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the pressure monitoring means outputs the set pressure value in which the pressure value at the end portion or the intermediate portion is set based on the pressure value predicted from the pressure loss calculation document of the vacuum line. since part or pressure of the intermediate portion is a pressure switch to be oN or OFF when it exceeds, can build an abnormality monitoring and reporting device of inexpensive vacuum line.
請求項5に記載の発明は、真空管路には逆止弁を設置したので、真空管路の縦断形状によらず、確実に異常の発生区間を特定できる。 In the fifth aspect of the present invention, since the check valve is provided in the vacuum pipe, it is possible to reliably specify the abnormality occurrence section regardless of the vertical profile of the vacuum pipe.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図1は真空式下水道システムの概略構成例を示す図である。図示するように、真空式下水道システム100は真空弁ユニット101と、真空管路102、真空ステーション(中継ポンプ場)103から構成される。真空式下水道システム100の設計にあたっては必ず真空管路102の水理計算を行い、真空管路102の系統ごとに算出する静的な状態での損失と、動的な状態での損失が許容圧力損失内になるような設計を行う。即ち、真空式下水道収集システム 技術マニュアル(2002年度版)、編集者:玉木勉、発行所:財団法人下水道新技術推進機構、平成14年3月31日発行、第4章「管路設計」(P36〜37)には「真空下水管の許容圧力損失は、中継ポンプ場の設定真空度と、末端の真空弁ユニットで必要とする真空度の差であり、各系統ごとに算出する静的な状態での損失と、動的な状態での損失が、いずれもこの許容圧力損失以内となるように設計を行う。」と記載されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a vacuum sewer system. As shown in the figure, the
真空管路102の許容圧力損失は「真空ステーション103の設定真空度」と「末端の真空弁ユニット101で必要とする真空度」の差として算出され、一般には真空ステーション103の設定圧力が通常−60〜−70kPa、真空弁ユニット101で必要な真空度が−25kPaであることから、次のように求めることができる。
許容圧力損失=−25−(−60)=35Pa
The allowable pressure loss of the
Allowable pressure loss = −25 − (− 60) = 35 Pa
本発明に係る真空管路の圧力監視方法は、この設計時の水理計算結果である圧力損失計算値と、真空式下水道システム運転後における実際の真空管路102の圧力変動を比較することにより、該真空式下水道システムの真空管路の圧力状況(運転状況)を監視し、異常を場合通報する方法である。
The pressure monitoring method for a vacuum pipe according to the present invention compares the pressure loss calculation value, which is the hydraulic calculation result at the time of design, with the actual pressure fluctuation of the
図2は本発明に係る真空管路の圧力監視方法を実施する真空式下水道システムの一平面構成例を示す図である。図2において太い実線は真空管路102を示し、太い破線は自然流下管路104を示す。106−1、106−2は真空管路102に設けた区間弁、103は真空ステーション(中継ポンプ場)、Aは真空管路102の末端部、105は真空管路102の末端部Aに設けられた圧力監視手段である。なお、真空管路102に沿って付けられた丸付き数字1〜8は路線番号を示す。
FIG. 2 is a view showing an example of a plane configuration of a vacuum sewer system for carrying out the pressure monitoring method for a vacuum pipe line according to the present invention. In FIG. 2, the thick solid line indicates the
図2の真空管路102の圧力損失計算書を図3に示す。図3において、路線番号1〜8は図2の丸付き数字で示す路線番号1〜8に対応している。図3に示すように、路線番号1〜8での真空管路102の管径(mm)、管路長(m)、総水量(m3/hr)、リフト個数、総リフト高さが設定され、摩擦損失(kPa)、摩擦損失率(kPa/100m)、動的状態での圧力損失(kPa)、静的状態での圧力損失(kPa)が計算される。
FIG. 3 shows a pressure loss calculation sheet for the
図4、図5は、この真空管路102の末端部Aでの圧力の代表的な時間変動パターンを示す。以下、図2に示すように、真空管路102の末端部Aに圧力監視手段105を設置し、その圧力変動データを採取する場合を想定して本発明に係る真空管路の圧力監視方法を説明する。図3の圧力損失計算結果から、真空管路102の末端部Aでの動的圧力損失の最大値は19.262kPaである。この最大圧力損失値を用いて真空ステーション103の運転圧力を−60kPaとした場合の末端部Aの到達圧力P1を試算すると
P1=−60+19.262=−40.738(kPa)
となる。
4 and 5 show typical time fluctuation patterns of the pressure at the end portion A of the
It becomes.
一方、真空式下水道システムの実際の運転においては、末端部Aの地点で真空管路102の管内圧力は図4のPAに示すように一定ではなく、真空弁の開閉、時間帯、流入汚水量などにより変動するが、図3の上述した圧力損失計算結果から算出した末端部Aの到達圧力P1を重ね合わせて比較すると、本真空式下水道システム100が正常に運転している場合には、基本的に管内圧力PAは水理計算で導かれる到達圧力(基準値)P1より高くなることはなく、常に到達圧力P1より低い(P1>PA)値を示す。
On the other hand, in the actual operation of the vacuum sewer system, pipe
図5は末端部Aの真空弁で開放事故が起こった場合を例示している。事故発生箇所から大量の空気が流れ込むことから、真空管路102の末端部Aの管内圧力PAは圧力損失計算結果で想定された上記到達圧力(基準値)P1より高く(PA>P1)なる。このような方法で圧力損失計算結果から導かれる到達圧力P1と、実際の末端部Aの管内圧力PAの変動を比較し、真空式下水道システムの運転状況を監視することが可能である。
FIG. 5 illustrates a case where an open accident occurs in the vacuum valve at the end portion A. Since a large amount of air flows from the location where the accident occurred, the pipe pressure P A at the end A of the
このような圧力監視手段105を真空管路102の末端部だけでなく、真空管路102の中間部に複数設置して圧力変動データを採取することで、同様に実際の管内圧力と圧力損失計算結果から導かれる到達圧力との比較を各地点で行うことができる。その圧力比較の乖離傾向をみることで異常の発生区間を特定することができる。この方法は通報装置と組み合わせて常設の異常監視通報装置として構築する場合だけでなく、維持管理において真空式下水道システム全体の機能を総合的に診断するために随時実施することが可能である。
By installing a plurality of such pressure monitoring means 105 not only at the end portion of the
図6は上記異常監視通報装置のシステム構成例を示す図である。図示するように、圧力監視手段105はそれぞれPHS無線通報装置120に接続され、各PHS無線通報装置120は一般電話回線121を介して、自治体が自主管理している場合は、自治体の管理用コンピュータ122や管理要員が携帯する携帯電話機123や固定電話機124に接続できるようになっている。また、管理委託している場合は24時間監視センターの監視用コンピュータ130に接続できるようになっている。圧力監視手段105は真空管路102の末端部Aの管内圧力PAを監視し、該管内圧力PAが図5に示すように、圧力損失計算結果から導かれる到達圧力P1を超えて上昇した場合、異常と判断し、携帯電話機123や固定電話機124を呼び出し、音声で通報したり、管理用コンピュータ122や24時間監視センターの監視用コンピュータ130に通報すると共に、圧力変動等の各種データを送信する。
FIG. 6 is a diagram showing a system configuration example of the abnormality monitoring notification device. As shown in the figure, each pressure monitoring means 105 is connected to a PHS
圧力監視手段105として管内圧力を検出する圧力発信器と、該発信器が検出した圧力変動データを自動的に記録する自動データ記録機能(データロガー機能)とこの圧力変動と図3の圧力損失計算書から予測される圧力値と比較して監視する機能を有するデータ自動記録・圧力監視装置を利用すれば、連続的に圧力変動を監視することが可能となるため、様々な圧力変動パターンの採用が可能であり、比較検討が容易にできる。 A pressure transmitter for detecting the pressure in the pipe as the pressure monitoring means 105, an automatic data recording function (data logger function) for automatically recording the pressure fluctuation data detected by the transmitter, and the pressure fluctuation and pressure loss calculation of FIG. By using a data automatic recording and pressure monitoring device that has a function to monitor by comparing with the pressure value predicted from the document, it is possible to continuously monitor the pressure fluctuation, so various pressure fluctuation patterns are adopted. It is possible to make a comparative study easily.
また、圧力監視手段105として圧力スイッチを用いることで更に安価な異常監視通報装置を構築することができる。この場合は圧力スイッチの設置地点に応じた上記圧力損失計算結果から導かれる到達圧力P1を該圧力スイッチの圧力設定値とし、タイマーを組み合わせて一定時間の間、設定圧力値以上に管内圧力が上昇したことを検出した場合に警報とすることが可能となる。いずれの場合も圧力監視手段105で採取したデータをもとに異常か否かを判断し、通報装置で通報できるようにすることにより、任意の場所に異常を通報することが可能となる。 Further, by using a pressure switch as the pressure monitoring means 105, a more inexpensive abnormality monitoring notification device can be constructed. In this case, the ultimate pressure P1 derived from the pressure loss calculation result corresponding to the installation position of the pressure switch is set as the pressure setting value of the pressure switch, and the pressure in the pipe rises above the set pressure value for a certain time by combining a timer. When it is detected that an event has occurred, an alarm can be issued. In any case, it is possible to report an abnormality to an arbitrary place by determining whether or not there is an abnormality based on the data collected by the pressure monitoring means 105 and allowing the notification device to report it.
具体的な真空管路内の圧力変動データの採取地点としては、図1の真空弁ユニット101、図7の区間弁106、点検口の圧力取り出し口等真空管路102の途中から圧力を取り出せる場所を選定することができる。但し、真空管路102の縦断形状として各圧力取出し口の間の真空管路102にリフトや分岐落差がある場合には、明確に各点の圧力に差が生じるが、管路が自然流下勾配の箇所では各点の圧力差が生じにくい場合が考えられる。そこで、真空管路102の分岐部や一定間隔ごとに逆止弁を設置し、該逆止弁の上流側に圧力取出し口を設けると、各地点の圧力差が明確となるため管路の縦断形状によらず、確実に異常の発生区間を特定することができる。
As a specific sampling point of pressure fluctuation data in the vacuum pipe, a place where pressure can be taken out from the middle of the
図8は真空管路102に設けた区間弁106の真空上流側に圧力スイッチ107を設けた例を示す図である。圧力スイッチ107は真空管路102の管内圧力が図3の圧力損失計算書から予測される圧力値に基づいて設定された設定圧力値以上に管内圧力が上昇し、それがタイマー(図示せず)に設定した所定時間継続した場合、PHS無線通報装置120を介して異常を通報する。おな、ここでは無線式で通報しているが、「現場通報式」でも「専用線通報式」でもよい。
FIG. 8 is a view showing an example in which a
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. It should be noted that any shape, structure, and material not directly described in the specification and drawings are within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
101 真空弁ユニット
102 真空管路
103 真空ステーション
104 自然流下管路
105 圧力監視手段
106 区間弁
107 圧力スイッチ
120 PHS無線通報装置
121 一般電話回線
122 管理用コンピュータ
123 携帯電話機
124 固定電話機
130 監視用コンピュータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記圧力監視手段は、前記末端部又は中間部の圧力値を検出する圧力発信器と、該圧力発信器で検出した圧力値を自動的に記録すると共に、該圧力値と前記真空管路の圧力損失計算書から予測される当該末端部又は中間部の圧力値とを比較して前記真空管路の圧力状況を監視するデータ自動記録・圧力監視装置を備えたことを特徴とする真空管路の異常監視通報装置。 In the vacuum line abnormality monitoring and reporting device according to claim 2,
Said pressure monitoring means includes a pressure transmitter which detects the pressure value of the distal portion or the middle portion, thereby automatically recording the detected pressure value at the pressure transmitter, the pressure loss of the between the pressure values vacuum line abnormality monitoring the vacuum line that will be predicted from the statement by comparing the pressure value of the distal portion or the middle portion, characterized in that it comprises a data logger and pressure monitoring device for monitoring the pressure conditions of the vacuum line Notification device.
前記圧力監視手段は、前記末端部又は中間部の圧力値が前記真空管路の圧力損失計算書から予測される圧力値に基づいて設定された設定圧力値を当該末端部又は中間部の圧力値が超えた場合にON又はOFFとなる圧力スイッチであることを特徴とする真空管路の異常監視通報装置。 In the vacuum line abnormality monitoring and reporting device according to claim 2,
The pressure monitoring means, the pressure value of the distal portion or the distal portion pressure value to set the set pressure value based on pressure values predicted from the pressure loss statement of the vacuum line of the intermediate portion or the intermediate portion abnormality monitoring and reporting apparatus for a vacuum line, characterized in that the pressure switch to be oN or OFF when exceeded.
前記真空管路に逆止弁を設置したことを特徴とする真空管路の異常監視通報装置。 In the vacuum line abnormality monitoring and reporting device according to any one of claims 2 to 4,
A vacuum line abnormality monitoring and reporting device, wherein a check valve is installed in the vacuum line.
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