JP5904360B2 - 下水管迂回排水装置 - Google Patents
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Description
この特許文献1に記載された従来の下水管迂回排水装置は、家庭排水が流れ込む複数の排水用マスが排水管を介して接続された下水管における作業区間を迂回して下水を流す装置である。
このため、この従来技術は、作業区間の下水管の上流側及び下流側を止水する下水管止水栓と、その作業区間の下水管の上流側の汚水等を吸い上げて下流側の下水管止水栓よりも下流側に迂回させる迂回排水装置と、各排水用マスから各排水管内への汚水流れをそれぞれ阻止するマス止水栓と、作業区間の上流側の下水管止水栓よりも上流に流れ込む汚水を第1の吸引管を介して真空タンクに吸引すると共に、各排水用マス内の汚水を第2の吸引管を介して真空タンクに吸引し、この真空タンクに吸引した汚水を、排送ポンプにより排出管を介して作業区間の下流側の下水管止水栓よりも下流に排水する排水ユニットと、を備えている。
また、迂回排水装置は、作業区間よりも上流の下水管に接続されたマンホールに、異物が混ざった汚水を移送可能な水中ポンプを設置しており、さらに、この水中ポンプが設置されたマンホールと、その下流の作業区間側の下水管との間には、異物を除去するためのネットが設置されている。
一般的に、下水管を流れる汚水に含まれる大きな異物は、雨水マスから流れ込む雨水に含まれる。
そこで、上記の従来技術では、大きな異物が含まれる可能性がある下水管の汚水は、異物が含まれた汚水を吸引可能な水中ポンプを備えた迂回排水装置を用いて作業区間の下水管を迂回させるようにしている。
一方、真空タンクに吸引する排水ユニットは、基本的には大きな異物が混入されていないとされる家庭排水、及び、ネットにより異物を除去した下水管止水栓よりも上流の汚水とを真空タンクに吸引し、この真空タンク内の汚水を排送ポンプにより下流側の下水管止水栓よりも下流の下水管に排送するようにしている。
汚水マスから延びる排水管が接続された下水管を含む作業区間を迂回して、この作業区間の上流側の下水管の汚水を前記作業区間の下流側の下水管へ流す下水管迂回排水装置であって、
前記作業区間への上流側からの汚水の流入を阻止する上流側止水栓と、
前記作業区間への下流側からの汚水の流入を阻止する下流側止水栓と、
前記上流側止水栓よりも上流側と前記下流側止水栓よりも下流側とを接続する迂回路を介して、前記上流側の汚水を前記作業区間を迂回させて前記下流側に排水する迂回排水装置と、
前記汚水マスから前記排水管への汚水の流入を阻止するマス止水栓と、
前記汚水マスの汚水を、吸引ラインを介してタンクに吸引し、汚水内の異物を粉砕する粉砕機構を備えた排送ポンプにより前記タンク内の汚水を前記作業区間の下流側に排送する排水ユニットと、
を備えていることを特徴とする。
また、前記排水ユニットの外周を覆うカバーは、少なくとも底面に防音材が設置されていることが好ましい。
そして、この目詰まり発生防止により、排送ユニットのメンテナンスの手間の削減及び耐久性の向上を図ることも可能となる。
したがって、異常発生時には、管理者が即座に対応することが可能となる。
また、排水ユニットのカバーの少なくとも底面に防音材を設置したものでは、排水ユニット内で生じる騒音や振動が底面の防音材で吸収されて地盤等へ伝達するのが低減され、騒音レベルの改善を図ることができる。
本発明の実施の形態の下水管迂回排水装置について説明するのにあたり、まず、下水管迂回排水装置を使用する下水管の構成について説明する。
この実施の形態の下水管迂回排水装置は、図1に示すように、第1下水管止水栓(上流側止水栓)41、第2下水管止水栓(上流側止水栓)42、第3下水管止水栓(下流側止水栓)43、迂回排水装置50、マス止水栓60、排水ユニット70を備えている。
なお、各下水管止水栓41〜43としては、排水ユニット70に設けられたコンプレッサ79(図3参照)からエアホース(図示省略)を介してエアーが供給されることで膨張して止水するバルーンストッパを用いている。
なお、水中ポンプ51には、図2に示す水中ポンプフロートスイッチ103が設けられており、第1マンホール11内の汚水の水位を検出できる。
排水ユニット70は、図1に示すように、作業区間KKの近傍の地上に設置して使用するもので、図示を省略した電力供給ラインを介して電力が供給され、かつ、同じく図示を省略した電力供給ラインを介して排水ユニット70から水中ポンプ51、後述のマス吸引ボックス80及び接続ボックス800に電力を供給する。
真空タンク72は、円筒状を成し、真空ポンプ73により内部を負圧にして汚水マス31及び第2下水管22の汚水を吸引する。
真空ポンプ73のポンプ吸引パイプ73aが、図5に示すように、真空タンク72の上部に接続されている。この真空タンク72の上部には、ラビリンス部74が設けられており、真空タンク72の内部に吸引した汚水が真空ポンプ73に吸引されないようになっている。
また、真空タンク72は、ドレーンパイプ72dを介して排水管71に接続されている。このドレーンパイプ72dは、真空タンク72内の点検時等に、タンク内の汚水を排出するためのもので、通常は閉弁している手動バルブにより開閉可能となっている。
すなわち、接続ボックス800は、接続ライン81を、複数に分岐し、この分岐の1本を、バキュームライン開閉バルブ120を介してバキュームライン83に接続し、他の分岐は、マス吸引ライン(吸引ライン)82を介してマス吸引ボックス80に接続して使用する。
なお、バキュームライン開閉バルブ120は、バキュームライン83に接続された常閉のバルブで、開弁することにより第2下水管22の第2下水管止水栓42よりも上流を、バキュームライン83及び接続ライン81を介して真空タンク72に接続する。
なお、各汚水マス31では、排水管25の入口は、マス止水栓60で塞がれている。このマス止水栓60としても、各下水管止水栓41〜43と同様に、コンプレッサ79(図3参照)から、エアホース(図示省略)を介してエアーが供給されることで膨張して止水するバルーンストッパを用いている。
本実施の形態では、排送ポンプ75として、一般にカッタポンプと呼ばれ、内部に切刃、破砕羽根車等の粉砕機構75aを有し、汚水に含まれる固形物を細かく破砕可能なポンプを用いている(図5参照)。
さらに、排水ユニット70の側面には、図6に示すように、操作盤101が設けられており、操作盤101の下方には、配線類を接続するための配電パネル701が設けられている。配電パネル701は、ドア702により下部を除いて覆われ、このドア702により覆われていない下部を通して、配電パネル701に接続された信号ライン190や電力供給ライン(図示省略)が配索される。また、図4に示すように、排水ユニット70において操作盤101が設けられているのと反対側の側面には、換気扇70fが設けられている。
加えて、排水ユニット70の底部には、このユニットを支持する架台78が設けられている。この架台78は、図8に示すように、梯子状であり脚を備えた骨格部材78fと、この骨格部材78fの上面に配置されてユニットの底面全体を覆う底板(図示省略)とを備えている。そして、底板の内側面は、全面が防音材78aにより覆われている。
コントロールユニット100の入力側には、操作盤101、マスフロートスイッチ102、水中ポンプフロートスイッチ103、上部レベルセンサ104、中間レベルセンサ105、下部レベルセンサ106、圧力センサ107、異常検出用センサ108が接続されている。
一方、コントロールユニット100の出力側には水中ポンプ51、真空ポンプ73、排送ポンプ75、マス吸引ライン開閉バルブ110、バキュームライン開閉バルブ120、通知装置130が接続されている。
下部レベルセンサ106は、真空タンク72の下部に設置され、真空タンク72内の汚水の水位が、排送ポンプ75により排送可能な最低限の水位まで低下したことを検出するセンサである。後述するが、真空タンク72の汚水の水位が、下部レベルセンサ106による検出水位まで低下すると、コントロールユニット100は、排送ポンプ75による汚水の排送を停止させる。
異常検出用センサ108は、マス吸引ボックス80におけるマス吸引ライン開閉バルブ110、各止水栓41,42,43などの異常を検出するために設けられているセンサであって、詳細については後述する。
マス吸引ライン開閉バルブ110は、常閉のバルブで、開弁することにより汚水マス31と真空タンク72とを、接続ライン81、副マス吸引ライン82b、マス吸引ライン82を介して接続させ、汚水マス31の汚水を真空タンク72に吸引する。また、コントロールユニット100からマス吸引ライン開閉バルブ110への開閉信号は、信号ターミナル800a,80aを介して伝達される。
なお、前述のように、接続ボックス800に接続された副マス吸引ライン82b、マス吸引ボックス80及びマス吸引ライン開閉バルブ110、マス吸引ライン82は、図2では、2組のみ示しているが、これらは、接続ボックス800に、それ以上の複数(例えば、10個程度)接続可能となっている。そして、作業区間KKに接続された汚水マス31の数に応じ、マス吸引ボックス80を設置し、各マス吸引ライン82を各汚水マス31内に設置する。
通知装置130は、下水管迂回排水装置に後述する異常が発生したときに、電話回線及びインターネットを含む公衆回線200を介して、予め設定された登録者に異常を報せる装置である。本実施の形態では、公衆回線200を介して、登録者の複数の携帯電話202及びパーソナルコンピュータ203に異常を報せるメールを配信する。なお、メールの他にも、登録者の固定電話201や携帯電話202に音声ガイダンスにより異常を報せたり、あるいはFAXにより異常を報せたりするようにしてもよい。
(水中ポンプ51の制御)
図10は水中ポンプ51の駆動制御の処理を示している。
この制御は、操作盤101(図9参照)により駆動開始のスイッチ(図示省略)が投入された時点でスタートし、駆動停止のスイッチ(図示省略)が投入されて終了する。
なお、水中ポンプ51が駆動した場合、第1マンホール11の汚水は、フロントライン52から、排水ユニット70の排水管71を経由し、リアライン53を通り、第3下水管止水栓43の下流の第4下水管24に移送される。
図11は真空ポンプ73の駆動制御の処理を示している。この制御も、操作盤101(図9参照)により駆動開始のスイッチ(図示省略)が投入された時点でスタートし、駆動停止のスイッチ(図示省略)が投入されて終了する。
この真空ポンプ73の駆動制御において、コントロールユニット100は、圧力センサ107が検出する真空タンク72内の圧力に基づいて、真空タンク72内の圧力を設定された負圧に調節する制御を実施する。
すなわち、図11のフローチャートに示すように、ステップS731では、圧力センサ107の検出圧力Ptが、あらかじめ設定された第1閾値Pset1(例えば、Pset1=−700mmHg程度の値)以上であるか判定し、Pt≧Pset1であればステップS732に進んで、真空ポンプ73を駆動させる。
したがって、真空タンク72は、装置の駆動中は、常時、第1閾値Pset1と第2閾値Pset2との間の負圧に維持される。
図12は真空タンク72における吸引及び排送制御の処理の流れを示している。
この制御も、操作盤101(図10参照)により駆動開始のスイッチ(図示省略)が投入された時点でスタートし、駆動停止のスイッチ(図示省略)が投入されて終了する。また、真空タンク72の吸引にあたり、図12(a)に示す汚水マス制御と図12(b)に示すバキュームライン制御とを並列に実行している。
この汚水マス制御では、ステップS111において複数のマスフロートスイッチ102のいずれかがONになったか否か判定する。そして、このステップS111においてONと判定された場合、ステップS112に進んで、ONとなっているマスフロートスイッチ102が設置されているマス吸引ライン82に接続されているマス吸引ライン開閉バルブ110を開弁させる。
したがって、汚水マス31に溜まった汚水は、マス吸引ライン82、マス吸引ボックス80、副マス吸引ライン82b、接続ボックス800、接続ライン81を介して真空タンク72に吸引される。
このバキュームライン制御は、一定時間が経過する毎に、バキュームライン83を介して第2下水管22に溜まった汚水を吸引する制御である。
したがって、第2下水管22において両下水管止水栓41,42に溜まった汚水が、バキュームライン83、接続ボックス800、接続ライン81を経由して真空タンク72に吸引される。
第2タイマのカウントは、上述のようにバキュームライン開閉バルブ120が開弁されると開始される。そして、第2タイマのカウント値Tn2が第2設定時間Tset2に達するとクリアされる。
したがって、第2下水管22の汚水は、一定時間(Tset1)毎に、設定時間(Tset2)だけ吸引される。
次に、真空タンク72に溜まった汚水を第4下水管24に排送する制御について図13のフローチャートに基づいて説明する。この制御も、操作盤101(図10参照)により駆動開始のスイッチ(図示省略)が投入された時点でスタートし、駆動停止のスイッチ(図示省略)が投入されて終了する。
この制御は、真空タンク72に設置された中間レベルセンサ105及び下部レベルセンサ106の検出に基づいて行う。
すなわち、ステップS751において中間レベルセンサ105がONであるか否か判定し、ONである場合、ステップS752に進んで、排送ポンプ75を駆動させる。また、排送ポンプ75の駆動後は、ステップS753において下部レベルセンサ106がOFFであるか、すなわち真空タンク72の水位が、下部レベルセンサ106がOFFとなるまで低下したか否か判定し、OFFとなるまでステップS752(排送ポンプ75の駆動)を繰り返す。
そして、下部レベルセンサ106がOFFとなるとステップS754に進んで、排送ポンプ75を停止させる。
次に、異常判定制御を図14のフローチャートにより説明する。この制御も、操作盤101(図10参照)により駆動開始のスイッチ(図示省略)が投入された時点でスタートし、駆動停止のスイッチ(図示省略)が投入されて終了する。
この異常判定制御では、最初のステップS721において、異常が検出されたか否か判定し、異常が検出されれば次のステップS722に進み、異常が検出されなければ、ステートに戻る。なお、コントロールユニット100において、この異常検出判定を行う部分、及びこの判定に使用するセンサが、異常検出手段に相当する。
異常検出時に進むステップS722では、異常に対応した処理を実行し、さらに、次のステップS723に進んで、通知装置130により異常発生を通知する。
本実施の形態では、異常検出として、真空タンク72の異常、マス吸引ボックス80の異常、各止水栓41〜43、60の異常を検出するようにしている。
まず、真空タンク72の異常の検出は、真空タンク72に設置した上部レベルセンサ104により行う。すなわち、排送ポンプ75の異常により汚水が排送されずに真空タンク72の水位が異常に上昇し、上部レベルセンサ104がOFFからONに切り換わると、真空タンク72に異常が発生したと判定する。
この場合、異常に対応する異常対応処理として、まず、真空ポンプ73及び排送ポンプ75を緊急停止させる。そして、三方弁73bを大気開放させる。さらに、前述した汚水マス31の汚水を吸引する汚水マス制御及び第2下水管22の下水を設定時間毎に吸引するバキュームライン制御を停止する。
この場合、異常に対応する異常対応処理として、マス吸引ライン開閉バルブ110の開弁指令の出力を停止する。
この場合には、異常に対応する異常対応処理として、この検出値が異常値に低下したエアホース(図示省略)に、コンプレッサ79からエアーを供給し、止水を確実に行う。
なお、ステップS723で実行する異常通知は、前述したように、登録された携帯電話202及びパーソナルコンピュータ203へメールにより通知を行う。この場合、検出された異常の内容についても報せるようにするのが好ましい。
以下に、実施の形態の下水管迂回排水装置の使用方法について説明する。
まず、作業区間KKとしての第3下水管23の上流及び下流に配置された第2マンホール12及び第3マンホール13の間の地上に排水ユニット70を設置する。また、第3下水管23に接続された各汚水マス31に応じてマス吸引ボックス80を設置し、さらに、各マス吸引ボックス80と排水ユニット70との間に接続ボックス800を設置する。
さらに、各汚水マス31において、排水管25の開口部分にマス止水栓60を設置する。
以上の作業により、作業区間KKには汚水が流れ込まないようになる。
その後、作業区間KKの下流の第4下水管24の上流側端部にリアライン53を接続した第3下水管止水栓43を設置する。
さらに、第2下水管22に流入した汚水も、設定時間毎に真空タンク72に吸引される。
そして、真空タンク72に吸引された汚水は、汚水の水位が高くなるたびに、排送ポンプ75により排水管71からリアライン53を介して第4下水管24に排送される。
また、水中ポンプ51による第1マンホール11の汚水の吸引、汚水マス31の汚水の吸引、第2下水管22の汚水の吸引は、コントロールユニット100による自動制御により工事中、継続して実行される。
以下に、実施の形態の下水管迂回排水装置の効果を列挙する。
1)本実施の形態では、真空タンク72内の汚水を外部に排送する排送ポンプ75として、粉砕機構75aを備えたカッタポンプを用いた。
したがって、汚水マス31から吸引した家庭排水や、作業区間KKの上流の第2下水管22から吸引した汚水に異物が混入していても、この異物は粉砕機構75aで破砕され、排送ポンプ75の目詰まりを防止できる。
さらに、この目詰まり防止により、真空タンク72のメンテナンスの手間を削減でき、かつ、真空タンク72の耐久性を向上できる。
このように、複数の携帯電話202、パーソナルコンピュータ203に対し、記録に残るメールにより異常発生を通知するため、工事管理者は、音声などの通知のみの場合よりも、確実に異常発生を知って対応することができ、メンテナンス性を向上できる。
さらに、異常の検出内容に応じ、真空タンク72の異常か、マス吸引ボックス80の異常か、各止水栓41〜43,60の異常かを報せるようにすれば、管理者は、より迅速で的確な対応が可能となる。
加えて、音声ガイダンスやFAXによる通知も並行して行うようにすれば、管理者により確実に異常を報せることができる。
特に、本実施の形態では、異常検出として、マス吸引ライン開閉バルブ110における異物の詰まりになどよる開閉異常を検出するようにした。これにより、上記1)のように真空タンク72に至る前の異物を原因とする異常を検出し、これに対応することが可能であり、家庭排水に含まれる異物に対する信頼性がより高くなる。
したがって、排水ユニット70の下側から地盤等に伝達される振動が吸収されて、効率よく騒音レベルを改善できる。
したがって、コントロールユニット100と、各バルブ110,120及びマスフロートスイッチ102との通信を行う信号ライン190の接続を、1つの信号ターミナル800aによりまとめて行うことができ、信号ライン190の接続作業や信号ライン190の配索作業の簡略化を図ることができる。
12 第2マンホール(作業区間)
13 第3マンホール(作業区間)
21 第1下水管(上流の下水管)
22 第2下水管
23 第3下水管(作業区間)
24 第4下水管(下流の下水管)
25 排水管
31 汚水マス
41 第1下水管止水栓(上流側止水栓)
42 第2下水管止水栓(上流側止水栓)
43 第3下水管止水栓(下流側止水栓)
50 迂回排水装置
51 水中ポンプ
52 フロントライン(迂回路)
53 リアライン(迂回路)
60 マス止水栓
70 排水ユニット
71 排水管(迂回路)
72 真空タンク
73 真空ポンプ
75 排送ポンプ
75a 粉砕機構
78 架台(底面)
78a 防音材
80 マス吸引ボックス
82 マス吸引ライン(吸引ライン)
100 コントロールユニット(異常検出手段)
104 上部レベルセンサ(異常検出手段)
108 異常検出用センサ(異常検出手段)
130 通知装置
Claims (2)
- 汚水マスから延びる排水管が接続された下水管を含む作業区間を迂回して、この作業区間の上流側の下水管の汚水を前記作業区間の下流側の下水管へ流す下水管迂回排水装置であって、
前記作業区間への上流側からの汚水の流入を阻止する上流側止水栓と、
前記作業区間への下流側からの汚水の流入を阻止する下流側止水栓と、
前記上流側止水栓よりも上流側と前記下流側止水栓よりも下流側とを接続する迂回路を介して、前記上流側の汚水を前記作業区間を迂回させて前記下流側に排水する迂回排水装置と、
前記汚水マスから前記排水管への汚水の流入を阻止するマス止水栓と、
前記汚水マスの汚水を、吸引ラインを介してタンクに吸引し、汚水内の異物を粉砕する粉砕機構を備えた排送ポンプにより前記タンク内の汚水を前記作業区間の下流側に排送する排水ユニットと、
を備え、
前記排水ユニットの外周を覆うカバーは、少なくとも底面に防音材が設置されていることを特徴とする下水管迂回排水装置。 - 前記排水ユニットは、異常発生を検出する異常検出手段と、この異常検出手段の異常発生検出時に、公衆回線を介して異常発生を通知する通知装置を備えていることを特徴とする請求項1に記載の下水管迂回排水装置。
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