JP6168988B2 - バイパス管及びこれを備えた真空式液体収集システム - Google Patents

Description

本発明は真空式液体収集システムに係り、特に、真空管路に接続される改良されたバイパス管及びこれを備えた真空式液体収集システムに関するものである。

従来から、家庭や施設から排出される液体（例えば、生活排水などの汚水や工場排水）を収集する液体収集システムが存在している。液体収集システムとしては、単純な勾配を利用した自然流下式の液体収集システムの他、真空管路と真空ステーションを備えた真空式液体収集システムがある（特許文献１）。

図６（Ａ）は、汚水を収集する場合の真空式液体収集システムの全体構成を例示する図である。図６（Ａ）に示すように、各家庭１３０から排出された汚水は、地中の自然流下式汚水管１３１を通って地下の汚水ます１３２に流れ込む。汚水がこの汚水ます１３２の下部に一定量溜まると、汚水ます１３２内の上部に取り付けた真空弁１３３が開き、汚水ます１３２内の汚水は吸込管１３４に吸い込まれる。

吸込管１３４に吸い込まれた汚水は、真空弁１３３を経て、地中に張り巡らした真空管路１０１に入り、真空ステーション１４０の集水タンク１４１内に集められる。集水タンク１４１に溜った汚水は、圧送ポンプ１４２によって下水処理場などへ送られる。なお集水タンク１４１の内部及び真空管路１０１の内部を負圧にするために、集水タンク１４１には真空ポンプ１４３が接続されている。

図６（Ｂ）は、この真空式液体収集システムに用いられる真空管路１０１の接続状態を示す概略図である。同図に示すように、集水タンク１４１には１本または複数本の本管１０１−１が取り付けられ、この本管１０１−１には多数の枝管１０１−２が接続され、さらにこれら本管１０１−１や枝管１０１−２には真空弁１３３を取り付けた取り付け管１０１−３が接続され、全体としては木の枝状に敷設されている。

ところで、真空式液体収集システムにおいては、真空管路の破損などを想定して、真空管路網の合流部（あるいは、分岐部）などに区間弁を設置している。ここで「区間弁」とは、真空管路の途中に配置され、液体の流れを許容するか又は遮断するための開閉弁である。例えば、区間弁が開かれた状態の真空管路において、真空管路の途中に亀裂や穴あきが発生したり、真空管路の接続部で真空漏れなどの損傷が生じる場合がある。このような場合には、各部に設けられた区間弁を様々な組み合わせで開閉することで破損部を特定した上で、破損部の下流側に位置する区間弁を閉じる。これにより、破損部およびその上流側の真空管路網を液体収集システムから一時的に切り離すと共に、当該区間弁の下流側の液体収集システムを運転しながら、破損部を修理することが可能となる。

特開平３−８７４３２号公報

しかしながら、上述のような真空式液体収集システムでは、以下に述べるような問題があった。図７は、真空管路１０１が木の枝状に敷設された状態を示す概略図である。このうち、図７（Ａ）は真空管路１０１に破損が生じておらず、正常に運転されている。この
図７（Ａ）では、すべての真空管路１０１の内部を液体が正常に流れている。

一方、図７（Ｂ）は、真空管路網の上流部の１箇所で破損が生じた状態を示している。図示の例のように、破損部Ｄが真空ステーション１４０から比較的遠い上流部であれば、液体収集システムから切り離される真空管路網の範囲Ｒ１は狭く限定されるので、大きな問題とはならない。図７（Ｃ）に示すように、破損部Ｄが真空ステーション１４０に比較的近い場合には、真空ステーション１４０に近い位置に設置された区間弁１０７が閉じられるため、真空管路網の大部分の範囲Ｒ２が液体収集システムから切り離されてしまう。その結果、真空管路１０１の破損時に正常運転できる真空管路網の範囲が極めて狭くなるという問題があった。

上記問題を解決するために、図８（Ａ）に示すように、並列敷設される真空管路１０１ａ，１０１ｂの間にバイパス管１０３を接続し、そのバイパス管に区間弁１０８を設置する方法が考えられる。バイパス管１０３を用いることによって、液体収集システムから切り離される範囲を限定することができる。しかしながら、図８（Ｂ）に示すように、並列敷設された２本の真空管路１０１ａ，１０１ｂの敷設高さは必ずしも同じというわけではない。特に、２本の真空管路１０１ａ，１０１ｂの相互間距離１００Ｌが大きい場合には、敷設高さが大きく異なる場合が多い。このため、バイパス管１０３を単純に真空管路１０１ａ，１０１ｂに接続するだけでは、方向Ｐ１へは下り勾配となって液体は円滑に流れるが、その逆の方向Ｐ２へは昇り勾配となって、液体が円滑に流れないという問題があった。

また、図９（Ａ）は、主要道路に面した住宅団地の造成などで、主要道路に真空管路の本管１２１が敷設されている場合に、住宅団地内に真空管路の枝管１２２ａ、１２２ｂを敷設した例である。この図９（Ａ）では、それぞれａ系統（部位Ａ→Ｂ）及びｂ系統（部位Ｃ→Ｄ）に３つの真空弁１２５が設けられている。各枝管１２２ａ，１２２ｂの下流側端部は真空管路の本管１２１に接続されている。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の枝管１２２ａ，１２２ｂの縦断形状を示す図であり、何れの系統も単純な下り勾配となっている。図１０は、図９に示す真空管路網で損傷が発生した場合を示す。部位Ｂ近傍で枝管１２２ａの損傷が発生した場合、区間弁１０７が閉じられると、ａ系統の枝管１２２ａはすべて液体収集システムから切り離されてしまう（点線範囲内）。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、真空式液体収集システムにおける真空管路が破損した場合であっても、真空管路網の運転を広範囲に維持でき、且つバイパス管内での双方向の液体の円滑な流れを可能とするバイパス管及びこれを備えた真空式液体収集システムを提供する。なお、本発明が解決しようとする課題はこれに限定されるものではなく、本発明の構成によって解決される他の課題も当然に含まれるものである。

上記課題を解決するために、第１の手段は、真空式液体収集システムの真空管路に接続されるバイパス管であって、前記真空管路の少なくとも２箇所に接続されると共に、中間部が最高位点となっており、上り勾配と下り勾配が交互に連続した階段状の縦断形状を有している、という構成を採っている。このような構成を採ることで、バイパス管は以下のように機能する。すなわち、バイパス管内の液体の流れの方向は、破損箇所に応じて決定される。このとき、バイパス管の両端部の高さ位置は必ずしも同じではない。しかしながら、バイパス管が階段状の縦断形状を有していることから、高い位置から低い位置に向かう方向はもちろん、低い位置から高い位置に向かう方向でも液体が円滑に流れる。

第２の手段は、第１の手段に加え、バイパス管には少なくとも１つの区間弁が設けられている、という構成を採っている。また、第３の手段は、第２の手段に加え、バイパス管
の両端部近傍に区間弁が設けられている、という構成を採っている。このような構成を採ることにより、真空管路からバイパス管への意図しない液体の流入を防いだり、バイパス管に破損が生じた場合に区間弁を閉じることで、バイパス管の一部を真空管路から切り離すことが可能である。

第４の手段は、第１から第３の手段の何れかに加え、バイパス管に少なくとも１つの真空弁が設けられる、という構成を採っている。こうすることで、バイパス管も真空管路と同様に、真空弁から汚水等の液体を吸い込み、これを真空管路に流すことができる。

第５の手段は、真空管路に接続される第１から第４の手段の何れかのバイパス管に加え、真空管路と、前記真空管路に接続される真空ステーションと、を備えた真空式液体収集システム、という構成を採っている。このような構成を採ることで、真空管路の何れかの部位において損傷が発生した場合でも、バイパス管を通して液体を収集することができる。特に、真空ステーションの近傍である下流側で損傷が発生した場合でも、バイパス管を介して他の真空管路で液体を収集できるため、運転停止の範囲を狭い範囲に限定することができる。

第６の手段は、第５の手段に加え、前記バイパス管は、並列敷設された２本の前記真空管路に接続されている、という構成を採っている。このような構成を採ることで、真空管路に損傷が発生した場合であっても、バイパス管を介して２本の真空管路の何れか一方を使って液体の収集を継続することができる。

第７の手段は、第５の手段に加え、前記バイパス管が前記真空管路の異なる２箇所に接続されてループ状の管路を形成している、という構成を採っている。このような構成を採ることで、ループ状の管路の何れかの部位で損傷が発生した場合でも、バイパス管を介して液体を収集することができるため、損傷部位以外の部分での液体収集を継続することが可能である。

第８の手段は、第５から第７の手段の何れかに加え、前記真空管路が、上り勾配と下り勾配が交互に連続した階段状の縦断形状を有している、という構成を採っている。このような構成を採ることで、仮に真空管路において液体を下方から上方に向かって流す必要が生じた場合でも、上述のバイパス管と同様に円滑に液体を流すことが可能である。

第９の手段は、第５から第８の手段の何れかに加え、前記バイパス管の内径は、接続される前記真空管路の内径以下である、という構成を採っている。真空管路にはバイパス管との接続部において、真空管路の上流側からの液体とバイパス管からの液体が合流するが、このような構成を採ることで、バイパス管の内径が真空管路の内径以下であるため、真空管路が上流側からの液体とバイパス管から流れ込む液体を併せて円滑に流すことができる。

第１０の手段は、第５から第９の手段の何れかに加え、前記バイパス管は、前記真空管路における同じ内径を有する２箇所に接続される、という構成を採っている。このような構成を採ることで、バイパス管内の液体の流れ方向が、真空管路の破損部位に応じて逆になっても、真空管路とバイパス管の管径を同一とすることで、いずれの方向の流れも同一の条件にすることが可能である。

第１１の手段は、第５から第９の手段の何れかに加え、前記真空管路には、前記バイパス管との接続部の下流側に区間弁が設けられている、という構成を採っている。このような構成を採ることで、接続部の下流側で真空管路の損傷が発生した場合でも、区間弁を閉じて下流側のみを液体収集システムから切り離し、残りの部分はバイパス管を介して液体
の収集を継続することができる。

本発明の一実施形態に係るバイパス管およびこれを備える真空式液体収集システムを示す概略図であり、図１（Ａ）は正常運転状態を示し、図１（Ｂ）は真空管路の一部に損傷が発生している状態を示す。 図１に開示したバイパス管の縦断形状を説明するための図であり、図２（Ａ）は真空式液体収集システムを示す概略図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に開示したバイパス管の全体の縦断形状を示し、図２（Ｃ）はバイパス管の一部を拡大した図である。 図１に開示した真空式液体収集システムの各種運転状態を説明するための概略図であり、図３（Ａ）は正常運転の場合を示し、図３（Ｂ）はａ系統の真空管路の上流部で損傷が生じた場合を示し、図３（Ｃ）はａ系統の真空管路の下流部で損傷が生じた場合を示し、図３（Ｄ）はｂ系統の真空管路の下流部で損傷が生じた場合を示す。 真空管路の本管に対してループ状の枝管が接続されて、この枝管にバイパス管が接続された真空式液体収集システムを示す図であり、図４（Ａ）は概略図を示し、図４（Ｂ）は枝管とバイパス管の縦断形状を示す。 図４に開示した真空式液体収集システムの運転状態を示す概略図であり、図５（Ａ）は部位Ａの近傍で損傷が発生した場合であり、図５（Ｂ）は部位Ｄの近傍で損傷が発生した場合である。 真空式液体収集システムの従来例を示す図であり、図６（Ａ）は液体収集システム全体の概略図であり、図６（Ｂ）は真空ステーション近傍の構成を示す概略斜視図である。 従来の木の枝状の真空管路網を持つ真空式液体収集システムにおける各種運転状態を示す概略図であり、図７（Ａ）は正常運転の場合を示し、図７（Ｂ）は上流部で損傷が生じた場合を示し、図７（Ｃ）は真空ステーション近傍の下流部で損傷が生じた場合を示す。 バイパス管の一般的な敷設構造を説明する図であり、図８（Ａ）はバイパス管を含む真空式液体収集システムの概略図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）に開示したバイパス管の縦断形状を示す。 真空管路の枝管を備える従来の真空式液体収集システムを示す図であり、図９（Ａ）は概略図であり、図９（Ｂ）は各系統の真空管路の縦断形状を示す。 図９（Ａ）に示す真空式液体収集システムにおいて、ａ系統の真空管路の枝管の下流部に損傷が生じた場合を示す概略図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、当該実施形態はあくまでも本発明の一例であって、本発明が当該実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態に係る以下の説明においては、種々の構成要素について個別に説明するが、それぞれの構成要素は単独であるいは任意の組み合わせで発明が成立するものであれば、本発明の技術思想にすべて含まれるものである。このため、異なる実施形態にそれぞれ記載されている個別の構成要素であっても、それらを組み合わせて成立する発明は、本発明の範囲に含まれるものである。

［全体概要］
以下、図１から図３を参照しながら、本実施形態について説明する。図１は、真空管路１を備える真空式液体収集システムＶを示す概略図である。そして、本実施形態に係る発明は、真空式液体収集システムＶの真空管路１ａ，１ｂに接続されるバイパス管３である。バイパス管３は、真空管路１ａ，１ｂの少なくとも２箇所に接続されると共に、途中が最高位点となっており、上り勾配と下り勾配が交互に連続した階段状の縦断形状を有している。

［各構成要素］
図１（Ａ）に示すように、本実施形態に係る真空式液体収集システムＶにおいては、ａ系統の真空管路１ａとｂ系統の真空管路１ｂが並列敷設されている。各真空管路１ａ，１ｂは真空ステーション５に接続され、真空ステーション５によって作られる負圧によって、真空管路１ａ，１ｂの上流側から下流側に向かって液体が流れるようになっている。そして、２本の真空管路１ａ，１ｂの間にバイパス管３が接続されている。尚、本実施形態では一例として１本のバイパス管３を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、一つの真空式液体収集システムに複数のバイパス管を設けることで、損傷部の位置に応じてそれぞれのバイパス管を柔軟に活用することができる。

各真空管路１ａ，１ｂには、バイパス管３との接続部の近傍と真空ステーション５の近傍に、それぞれ区間弁７ａ１，７ａ２，７ｂ１，７ｂ２が設けられている。この区間弁７ａ１，７ａ２，７ｂ１，７ｂ２は、外部からの操作によって、真空管路１ａ，１ｂ内での液体の流れを許容するか又は遮断するものである。なお、区間弁７ａ２，７ｂ２は、真空管路１ａ，１ｂとバイパス管３との接続部よりも下流側（真空ステーション側）に設置されている。また、バイパス管３の両端部近傍（真空管路１ａ，１ｂとの接続部の近傍）にも、区間弁８ａ，８ｂが設けられている。これは、正常運転時に真空管路１ａ，１ｂからバイパス管３へ液体が流れ込まないようにするためのものである。このため、バイパス管３のこれらの区間弁８ａ，８ｂは、真空管路１ａ，１ｂに設置される区間弁７ａ１，７ａ２，７ｂ１，７ｂ２と同様の機能を有する。更に、バイパス管３の中間部分に区間弁８ｃを設けてもよい。これは、バイパス管３自体に損傷が発生した場合に、損傷部位に応じてバイパス管３内の液体の流れを許容又は遮断するためのものである。

図１（Ｂ）は、ｂ系統の真空管路１ｂの一部に損傷が生じている場合を示している。この例では、区間弁７ｂ１，７ｂ２の間の真空管路１ｂが損傷している。ここでいう損傷とは、真空管路に亀裂や穴あきが発生し、外部から空気を吸い込んでしまう状態が典型的な例である。また、真空管路同士の連結部での真空漏れや、区間弁７ｂ１〜７ｂ２の区間に真空弁が接続されている場合に、真空弁が故障して閉じなくなることによる真空漏れも、ここで言う損傷に含まれる。このような損傷が発生した場合、何らの対策も施さない場合、ｂ系統の損傷部から多量の空気を吸い込んでしまい、損傷部よりも上流部にある液体に対する収集性能が低下してしまう。

このため、本実施形態においては、真空ステーション５の上流近傍の区間弁７ｂ１とバイパス管３との接続部の下流近傍の区間弁７ｂ２が閉じられる。これによって、区間弁７ｂ１と区間弁７ｂ２との間は液体収集システムから切り離される（図の点線部分）。それと同時に、バイパス管３に設置された各区間弁８ａ，８ｂ，８ｃが開放される。これにより、ｂ系統の真空管１ｂの上流から流れてくる液体がバイパス管３の内部に流れ込むことが可能となる。従って、ａ系統の真空管路１ａだけではなく、ｂ系統の真空管路１ｂの上流部も液体収集システムから切り離されることなく、真空管路網の広い範囲を運転状態に保つことができる。

図２は、図１に開示したバイパス管３の縦断形状を説明するための図である。図２（Ａ）に示すように、バイパス管３は並列敷設された２本の真空管路１ａ，１ｂの間に接続されている。図２（Ｂ)は、バイパス管３の全体の縦断形状を示している。この図２（Ｂ）は、ａ系統の真空管路１ａの方がｂ系統の真空管路１ｂよりも高い位置に敷設されている例である。この図２（Ｂ）に示すように、バイパス管３は一定の勾配で敷設されているのではなく、階段状に敷設されている。ここで「階段状」とは、昇り勾配と下り勾配とが交互に現れるような形状をいう。但し、一部に水平部を含んでいたとしても、本発明の技術思想の範囲に含まれるものである。

より具体的に「階段状」とは、図２（Ｃ）に示すように、ａ系統の真空管路１ａとの接続部から最高位点１１の方向へ、０．１％以上（０．１％と同等かそれよりも大きな傾斜）の下り勾配で一定距離（Ｌ）だけ延びて下り落差（Ｈ１）を設ける。そして次に、その下り落差（Ｈ１）より大きな、リフトと呼ばれる急な昇り勾配（水平に対し４５°程度）の落差（Ｈ２）を設ける。これにより、下っては昇り、下っては昇りを繰り返して、最高位点１１へ到達することになる。これは、ｂ系統の真空管路１ｂとの接続部から最高位点１１へ向かう方向についても同様である。以上より、ａ系統の真空管路１ａから最高位点１１までは全体的に昇り勾配となり、逆に最高位点１１からｂ系統の真空管路１ｂまでは全体として下り勾配となる。ａ系統の真空管路１ａから最高位点１１までの区間では、落差の関係はＨ１＜Ｈ２となっていればよく、それぞれの落差の値は地形条件に合わせて決定すればよい。また、それぞれ下り勾配と昇り勾配を構成する配管の長さは任意であり、バイパス管３のそれぞれの端部から最高位点１１までの水平方向距離などに応じて適切に設定すればよい。

以上のように、バイパス管３を階段状に構成することで、以下に述べるような利点が得られる。すなわち、図２（Ｃ)に示すように、下り勾配と昇り勾配が切り替わる位置は、中間最下点１２となる。このため、この中間最下点１２に液体が滞留しても、仮に昇り勾配の側から真空によって液体が引かれると、液体は確実に昇り勾配を上昇し、次の下り勾配を流れ下ることができる。このことは、ａ系統の真空管路１ａから、最高位点１１まで液体を確実に引き上げることができることを意味している。一方、最高位点１１からｂ系統の真空管路１ｂの方向へは、全体として下り勾配となっているので、液体は円滑に流れる。以上の説明は、ａの系統の真空管路１ａからｂ系統の真空管路１ｂに向かって液体が流れる場合である。

逆に、ｂ系統の真空管路１ｂからａ系統の真空管路１ａに向かって液体を流す場合も、ｂ系統の真空管路１ｂから最高位点１１に向かって下り勾配と昇り勾配が交互に設けられているため、上記の説明と同様に、確実に液体を最高位点１１まで引き上げることができる。更に、最高位点１１からａ系統の真空管路１ａへは全体として下り勾配となっているため、液体は円滑に流れる。そのため、本方法ではバイパス管３において双方向に流送しても、いずれも円滑に液体を流すことができる。

図２（Ｃ）では、ａ系統の真空管路１ａから最高位点１１までについて、バイパス管３の縦断形状の具体的な数値の例を示している。この例では、ａ系統の真空管路１ａから最高位点１１までの水平方向の距離が約１００ｍである。そして、真空管路１ａとの接続部から０．１％の下り勾配で水平方向に約５０ｍ延びている。このため、下りの落差Ｈ１は５ｃｍとなる。一方、昇り勾配の落差Ｈ２は１０ｃｍとなっている。このため、一組の下り勾配と昇り勾配とで、５ｃｍ昇ることとなる。本実施形態では、更にもう一組の下り勾配と昇り勾配が設けられ、合計で１０ｃｍ昇ることとなる。この１０ｃｍ昇った高さ位置に最高位点１１がある。なお、上記数値はあくまでも一例であって、本発明をこの数値に限定する趣旨ではない。また、図２（Ｃ）における水平方向と鉛直方向の寸法比は説明の便宜のためであり、水平方向に比べて鉛直方向の寸法を強調している。

最高位点１１でのバイパス管３は、本実施形態では水平方向に敷設されている。但し、この水平方向敷設は本発明に必須な構成ではない。すなわち、昇り勾配あるいは下り勾配の配管でバイパス管３の最高位点１１を構成してもよい。バイパス管３の途中には、真空弁２５を接続してもよい。この真空弁２５は、家庭などから排出される液体（汚水等）を排出する際に開く弁である。その場合は、パイパス管３の中間部に１箇所以上の区間弁８ｃを設置することが好ましい。その区間弁８ｃを閉じることで、バイパス管３を２分割してそれぞれの端部へ向けて汚水を流すことができる。但し、当該区間弁８ｃも本発明に必
須なものではない。

本発明のような真空式液体収集システムＶの真空管路１ａ，１ｂやバイパス管３は、一般的に直径７５ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２５０ｍｍ等の管径のものが用いられる。この点に関し、本実施形態では、バイパス管３の管径は各真空管路１ａ，１ｂの管径と同一径となっている。これは、バイパス管３内の液体の流れ方向が、真空管路１ａ，１ｂの破損部位に応じて逆になる場合があるからである。すなわち、例えば、真空管路１ａの破損状況によっては、ａ系統の真空管路１ａからバイパス管３を通ってｂ系統の真空管路１ｂに液体が流れる場合と、逆にｂ系統の真空管１ｂからバイパス管３を通ってａ系統の真空管１ａに液体が流れる場合がある。真空管路１ａ，１ｂとバイパス管３の管径を同一とすることで、いずれの方向の流れも同一の条件にすることが可能である。但し、仮に真空管路１ａ，１ｂとバイパス管３との管径が異なっていたとしても、真空式液体収集システムＶとして機能しない訳ではないので、バイパス管１ａ，１ｂの管径と真空管路３の管径を同一とすることは、本発明に必須の条件ではない。

また、バイパス管３が各系統の真空管路１ａ，１ｂに接続される場合に、真空管路１ａ，１ｂにおける管径が同一の２地点で接続されている。これは、例えば、接続部におけるａ系統の真空管路１ａの管径とｂ系統の真空管路１ｂの管径が異なる場合に、液体がバイパス管３内を流れる方向によって、流れ条件が変化してしまうからである。但し、仮に接続部における２つの真空管路１ａ，１ｂの管径が相互に異なっていたとしても、真空式液体収集システムＶとして機能しない訳ではないので、同一の管径を有する真空管路の部位にバイパス管を接続することは、本発明に必須の条件ではない。

また、バイパス管３の途中に、空気吸引弁１３を設けてもよい。この空気吸引弁１３は、空気だけを吸い込む弁ユニットであり、バイパス管３の内部に滞留する液体等をフラッシングするためのものである。この空気吸引弁１３を開放することにより、勢いよく吸入された空気がバイパス管３内をフラッシングして、バイパス管３内に滞留している液体を確実に真空管路１ａ又は１ｂへ流すことができる。

［バイパス管の作用］
次に、図３に基づいて、本実施形態に係るバイパス管３及び真空式液体収集システムＶの作用について説明する。図３（Ａ）は真空式液体収集システムＶが正常運転されており、バイパス管３が使用されていない状態を示している。これは、バイパス管３に設けられている区間弁８ａ，８ｂ，８ｃが閉じていることで実現されている。この図３（Ａ）に示すように、ａ系統の真空管路１ａとｂ系統の真空管路１ｂはそれぞれ独立して液体を収集している。

図３（Ｂ）は、ａ系統の真空管路１ａの上流部で破損が生じた場合を示している。この場合、ａ系統の真空管路１ａとバイパス管３の接続部の下流近傍に設置された区間弁７ａ２と、バイパス管３の区間弁８ａ，８ｂ，８ｃが閉じられたままの状態となる。これにより、ａ系統の真空管路１ａの上流部のみが液体収集システムから切り離され、他の領域においては正常に液体収集が行われる。

図３（Ｃ）は、ａ系統の真空管路１ａの下流部で損傷が生じた場合を示している。この場合は、区間弁７ａ１，７ａ２が閉じられると共に、バイパス管３の区間弁８ａ，８ｂ，８ｃが開放される。これにより、ａ系統の真空管路１ａの上流から流れてきた液体は、バイパス管３に流れ込み、ｂ系統の真空管路１ｂに合流して、真空ステーション５に収集される。すなわち、液体収集システムから切り離されるのは、ａ系統の真空管路１ａの下流部だけであり（図３（Ｃ）の点線部分）、その他の部分は運転が継続される。

図３（Ｄ）は、ｂ系統の真空管路１ｂの下流部で損傷が生じた場合を示している。この場合は、区間弁７ｂ１，７ｂ２が閉じられると共に、バイパス管３の区間弁８ａ，８ｂ，８ｃが開放される。これにより、ｂ系統の真空管路１ｂの上流から流れてきた液体は、バイパス管３に流れ込み、ａ系統の真空管路１ａに合流して、真空ステーション５に収集される。すなわち、液体収集システムから切り離されるのは、ｂ系統の真空管路１ｂの下流部だけであり（図３（Ｄ）の点線部分）、その他の部分は収集運転が継続される。

上述の図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）の状態では、バイパス管３の内部を流れる液体の方向が相互に逆になっている。すなわち、図３（Ｃ）の場合にはａ系統の真空管路１ａからｂ系統の真空管路１ｂに向かう方向である。一方、図３（Ｄ）の場合にはｂ系統の真空管路１ｂからａ系統の真空管路１ａに向かう方向である。このように、損傷部位に応じてバイパス管３の内部の液体の流れる方向は反対であるが、図２（Ｂ）,図２（Ｃ）に示すように、バイパス管３の縦断形状は階段状に形成されているので、何れの方向にも円滑に液体が流れる。

［ループ状の真空管路に用いられるバイパス管］
図４は、真空管路の本管２１に接続されるループ状の枝管２２ａ、２２ｂを備える真空式液体収集システムＶ２を示している。この真空式液体収集システムＶ２では、部位Ａと部位Ｃとの間にバイパス管２３が設けられている点が、図９に示す従来の液体収集システムと異なる。この実施形態は、主要道路に面した住宅団地の造成などにおいて、主要道路に本管２１が敷設されており、住宅団地内の枝管２２ａ、２２ｂをループ状に形成する場合等に適用することができる。

枝管２２ａ、２２ｂおよびバイパス管２３には、各住戸に対応した複数組みの真空弁２５と取出管２６が接続されており、各接続部の間に区間弁２７、２８がそれぞれ設けられている。

図４（Ｂ）は、枝管２２ａ，２２ｂとバイパス管２３の縦断形状を示す図である。この図４（Ｂ）に示す例では、部位Ａと部位Ｃの間が最高位点となる。この最高位点にも区間弁２８が設けられており、この最高位点の区間弁２８は、正常運転の際には閉じられている。これは、枝管２２ａ、２２ｂを、部位Ａから部位Ｂに延びるａ系統の枝管２２ａと、部位Ｃから部位Ｄに延びるｂ系統の枝管２２ｂに分けて、それぞれの系統から液体（汚水）を流すためである。そして、最高位点付近から両方向に向かって、下り勾配と昇り勾配が交互に現れ、最終的には真空管路の本管２１に接続されている。なお、図４（Ｂ）では図示の便宜上の理由で枝管２２ａ，２２ｂの区間弁２７は省略している。

図５は、図４（Ａ）に開示した枝管２２ａに破損が生じた場合を示す概略図である。特に、図５（Ａ）は、部位Ａの上流近傍で破損が生じた場合を示している。この場合でも、破損部両側の上流近傍、下流近傍の区間弁２７を閉じると共に最高位点の区間弁２８を開放することで、破損部の領域（点線部分）を液体収集システムから切り離すことができる。このとき、部位Ａの上流近傍の真空弁２５から取り込まれた液体は、最高位点を左から右に流れる。また、部位Ｂの上流近傍の真空弁２５から取り込まれた液体は、図の上方から下方に向かって流れる。このため、使用できなくなる真空弁２５は１つに限定され、その他の部分は正常運転が維持される。

また、図５（Ｂ）は、枝管２２ｂの部位Ｄの上流近傍で破損が生じた場合を示している。この場合でも、破損部の両側の区間弁２７を閉じると共に最高位点の区間弁２８を開放することで、部位Ｄの近傍のみの領域（点線部分）を液体収集システムから切り離すことができる。そして、部位Ｂから部位Ｃ近傍までの区間に接続された真空弁２５から液体が取り込まれ、その液体は最高位点を右から左へ流れ、部位Ｂの近傍で真空管路２１に合流
する。その際、枝管２２ａ、２２ｂ及び／またはバイパス管２３は、下り勾配と昇り勾配が交互に現れる階段状になっているため、部位Ｄ側から部位Ｃに向かう方向でも液体が円滑に流れる。この点で、図１０に示すようにａ系統のすべての部分が使用できなくなってしまう従来例と比較して、大きな利点がある。

本発明は真空式汚水収集システムの真空管路に接続されるバイパス管に利用可能である。収集する対象となる液体としては汚水に限定されるものではなく、例えば工場廃水や実験廃水のような有害物質を含む液体収集システムなど、真空管路を使用するあらゆる種類の真空式液体収集システムに適用することができる。

１，１ａ，１ｂ 真空管路
３、２３ バイパス管
５ 真空ステーション
７ａ１，７ａ２，７ｂ１，７ｂ２ 区間弁
８ａ，８ｂ，８ｃ，２７，２８ 区間弁
１１ 最高位点
１３ 空気吸引弁
２１ 真空管路（本管）
２２ａ，２２ｂ 真空管路（枝管）
２５ 真空弁
１０１，１０１ａ，１０１ｂ 真空管路
１０１−１ 本管
１０１−２ 枝管
１０１−３ 取り付け管
１０３ バイパス管
１０７，１０８ 区間弁
１２１ 真空管路（本管）
１２２ａ，１２２ｂ 真空管路（枝管）
１２５ 真空弁
１３０ 各家庭
１３１ 汚水管
１３２ 汚水ます
１３３ 真空弁
１３４ 吸込管
１４０ 真空ステーション
１４１ 集水タンク
１４２ 圧送ポンプ
Ｄ 破損部
Ｒ１，Ｒ２ 真空式液体収集システムから切り離される範囲
Ｖ，Ｖ２ 真空式液体収集システム

Claims (11)

1. 真空式液体収集システムの真空管路に接続されるバイパス管であって、
   前記真空管路の少なくとも２箇所に接続されると共に、中間部が最高位点となっており、上り勾配と下り勾配が交互に連続した階段状の縦断形状を有しているバイパス管。
2. 少なくとも１つの区間弁が設けられた、請求項１に記載のバイパス管。
3. 両端部近傍に区間弁が設けられた、請求項２に記載のバイパス管。
4. 少なくとも１つの真空弁が設けられた、請求項１から３の何れか一項に記載のバイパス管。
5. 真空管路と、前記真空管路に接続される真空ステーションと、前記真空管路に接続される請求項１から４の何れか一項に記載の少なくとも１つのバイパス管と、を備えた真空式液体収集システム。
6. 前記バイパス管は、並列敷設された２本の前記真空管路に接続された、請求項５に記載の真空式液体収集システム。
7. 前記バイパス管が前記真空管路の異なる２箇所に接続されてループ状の管路を形成した、請求項５に記載の真空式液体収集システム。
8. 前記真空管路が、上り勾配と下り勾配が交互に連続した階段状の縦断形状を有している、請求項５から７の何れか一項に記載の真空式液体収集システム。
9. 前記バイパス管の内径は、接続される前記真空管路の内径以下である、請求項５から８の何れか一項に記載の真空式液体収集システム。
10. 前記バイパス管は、前記真空管路における同じ内径を有する２箇所に接続される、請求項５から９の何れか一項に記載の真空式液体収集システム。
11. 前記真空管路には、前記バイパス管との接続部の下流側に区間弁が設けられている、請求項５から１０の何れか一項に記載の真空式液体収集システム。

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