JPH06207423A - 小規模下水道の無人監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電話回線利用料金の負担を軽減し、各マンホ
ールステーションの保守点検作業を不要とする。 【構成】 各制御盤１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、各マン
ホールステーション２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の各ポンプの運
転状況の検知データを検知する。中央監視センター１３
から転送要求信号Ｖ１が第１モデム１２へ発せられる
と、第１通信部１１Ｃは、他の第２通信部１１Ａ，１１
Ｂとの間で上記検知データＳＡ，ＳＢの授受を行う。こ
れらの検知データＳＡ，ＳＢと制御盤１０Ｃが検知した
検知データＳＣとが、第１モデム１２，電話回線１７，
第２モデム１５を介して中央監視センター１３へ送信さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、下水道ポンプ場の監
視システムに係わり、特に民家を対象とした複数のマン
ホールの状況を一括管理するための小規模下水道用無人
監視システムに関している。

【０００２】

【従来の技術】従来の下水道監視システムでは、比較的
大規模なポンプ場のポンプ運転状況を監視するのが一般
的であった。即ち、ポンプ場毎にモデムを設置して、電
話回線で定期的にポンプ場のポンプ運転状況を中央監視
センターに報告していた。このような大規模ポンプ処理
場を用いた下水道システムは、主として大都市において
建設されているものである。

【０００３】しかし昨今では、下水道敷設の建設は大都
市から中小都市や農村漁村へと移行する段階に至ってい
る。この場合、特に山岳集落や遠隔地集落では民家の戸
数が少ないため、散在する民家に対して下水道敷設を建
設しなければならなくなる。そこでこのような小規模下
水道システムの主流をなすものとして注目されているの
が、圧力式下水道システムである。このシステムは、従
来の自然流下方式と違い圧送方式を採用しているため、
地形条件に関係なく建設ができ、しかも下水管を深く埋
める必要がないため、低コストであるという利点を備え
ている。このシステムにおいては、各民家からの下水を
溜めるマンホール内には、下水を下水道本管へ圧送する
ためのポンプが備えられている。更に、このマンホール
ステーションには、当該ポンプを駆動制御する制御盤が
設置されている。そして、定期的に保守作業員がこの制
御盤内部及びマンホール内部を点検巡回することによ
り、ポンプ等が正常動作しているか否かを点検してい
た。しかしこの圧力式下水道システムでは、１つのマン
ホールステーションが担当する戸数が少ないため、結局
マンホールステーションの数が多く、点検巡回の手間が
かかる。

【０００４】それ故、近時マンホールステーションの点
検の自動化（遠隔監視）が考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各マン
ホールステーションに電話回線をつなぐと、それに関す
る負担が増える。すなわち、民家を対象にした小規模下
水道の監視システムを適用する場合には、電話回線利用
のための費用を各個人が負担しなければならず、そのた
め基本的な下水道料金に加えて上記電話回線利用料金を
も負担する必要が生じ、利用者の負担額が高価になると
いう問題が発生していた。この問題は、小規模下水道の
監視システムの普及にとって大きな障害となっていた。
従って、本システムを普及させるためには、上記電話回
線利用料金をいかに安くするかが大きな課題であった。

【０００６】更に、従来技術においては、単に保守作業
員がマンホールステーションが正常動作しているか否か
を巡回点検していただけなので、各マンホールステーシ
ョン内のポンプ運転状況等のデータを正確に監視するこ
とができないという問題点もあった。しかも、住宅用の
小規模下水道システムが普及すると当然のことながら多
数の保守作業員を確保することが必要となるため、実施
困難な状況に陥るという問題点も生じていた。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、このような問題点を解決す
べくなされたものであり、住宅一戸当たりの電話回線利
用料金を低額にできるとともに、保守作業員による点検
巡回を不要として各ポンプの運転状況を正確に監視し得
る小規模下水道の無人監視システムを構築することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明では、第１マン
ホールステーションと第２マンホールステーションとは
共に、住宅からの下水を一旦溜める下水槽と、下水槽内
に設置されたポンプと、ポンプにより加圧された下水槽
内の下水を下水道本管へ送出するための吐出管と、下水
槽内の水位を検知する水位検知手段と、水位検知手段の
検知信号に応じてポンプの運転及び停止を制御する制御
部とを有している。更に第１マンホールステーション
は、ポンプの運転状況を検知する第１検知部と、電話回
線利用のための第１モデムと、第１検知部の第１検知デ
ータを第１モデムへ送信する第１通信手段とを有する一
方、第２マンホールステーションも又、ポンプの運転状
況を検知する第２検知部と、第２検知部の第２検知デー
タを第１通信手段へ送信する第２通信手段とを更に有し
ている。更に本発明は、第１モデムと電話回線で接続さ
れた第２モデムを有する中央監視センターとを備えると
共に、第１通信手段が第２検知データを第１モデムへ送
信するように構成している。

【０００９】

【作用】第２マンホールステーション内の第２通信手段
は、第２検知部が検知した当該ポンプの運転状況を、第
２検知データとして第１マンホールステーションの第１
通信手段へ送信する。第２検知データを受信した第１通
信手段は、更に当該第２検知データを第１モデムへと送
信し、第１モデムは電話回線を通じて第２検知データを
第２モデムへと送信する。これにより、第２検知データ
が中央監視センターへ送られることとなる。

【００１０】又、第１マンホールステーション内の第１
通信手段は、第１検知部が検知した当該ポンプの運転状
況を、第１検知データとして第１モデムへと送信する。
更に第１モデムは、第１検知データを電話回線を通じて
第２モデムへと送信し、同様に第１検知データが中央監
視センターへ送られることとなる。

【００１１】

【実施例】

（Ａ） 小規模下水道の無人監視システムの構成

【００１２】図１は、下水道管の配管を模式的に示した
図であり、１は対象となる住宅（民家とも称す）を、２
Ａ及び２Ｂは第２マンホールステーションを、２Ｃは第
１マンホールステーションを、３は住宅１の下水を対応
する各マンホールステーション２Ａ，２Ｂ，２Ｃへ送る
流入管を、４は大規模ポンプ場へと繋がった下水道本管
を、５は各マンホールステーション２Ａ，２Ｂ，２Ｃと
下水道本管４とを結ぶ圧送管を、それぞれ示している。
このように本実施例では、マンホールステーション２Ａ
〜２Ｃのそれぞれへ、一戸の住宅１からの下水が流れ込
むものとしている。

【００１３】尚、以下では、各マンホールステーション
２Ａ，２Ｂ，２Ｃを単にマンホールステーション２とも
呼ぶことにする。

【００１４】図２は、マンホールステーション２の断面
構成を示した図であり、便宜上、各マンホールステーシ
ョン２Ａ，２Ｂ，２Ｃに共通した部分のみを示してい
る。即ち、後述する通信部やモデムの図示化が省略され
ている。図２において、６は下水を溜める下水槽を、７
は下水槽６の中に設置されたグラインダ（カッタ付き）
ポンプを、８は下水槽６の水位を検知する水位計を、９
はグラインダポンプを駆動制御する動力制御部を、１０
は当該マンホールステーション２の運転を全体的に制御
する制御盤を示している。この制御盤１０は、前述の水
位計８及び動力制御部９を含むものであり、グラインダ
ポンプのＯＮ−ＯＦＦ回数（運転回数）、全運転時間、
ポンプ異常（例えばポンプ運転電流が制限オーバーした
場合）の有無、異常水位（水位計８の上限設定値をオー
バーした場合）の発生や停電の有無等からなるポンプ運
転状況を検知する機能を有している。しかも、当該制御
盤１０は、後述する通信部へ上記ポンプ運転状況を送信
する機能をも備えている。

【００１５】ここでグラインダポンプ７は、異物を数ミ
リ程度まで切断し得る切断機構を有している。そしてこ
の切断機構によって当該グラインダポンプ７は、下水と
共に下水槽６の中へ流れ込んだ固形物（布切れ，ビニー
ル，ゴム，木片，野菜や果物の屑等）を数ミリ以下の小
片に破砕する。この破砕により、圧送管５の管径を小さ
くしても圧送管５が閉塞することとはならず、圧送管５
の敷設作業を容易にすることができるので、小規模下水
道の敷設費用を低減することができる。

【００１６】また、水位計８としては、エアポンプが用
いられている。このエアポンプからは、常時空気が空気
供給用ホース１７内へ送り込まれており、当該ホースの
先端部から下水中へ空気が放出されている。そして下水
槽６内の水位が高くなると、空気供給用ホース１７内の
圧力が高くなる一方、逆に水位が低くなると当該圧力は
低くなる。このような圧力変動を、エアポンプに設置さ
れた圧力スイッチが感知して、制御盤１０に対してＯＮ
−ＯＦＦの信号を発することとなる。尚、水位計８とし
ては、本実施例のようにエアポンプを用いる場合に限ら
れるものではなく、例えば液面制御装置として作動する
レベルレギュレータを用いることもできる。

【００１７】図３は、マンホールステーション２の群管
理を示したシステム概要図である。同図に示すように、
各マンホールステーション２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、制御盤
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃで検知したポンプ運転状況を示
す信号（データ）を送受信するための第２通信部１１
Ａ，１１Ｂ（第２通信手段に該当），第１通信部１１Ｃ
（第１通信手段に該当）をそれぞれ有している。しか
も、第１通信部１１Ｃは、第２通信部１１Ａ及び１１Ｂ
との間でそれぞれ、ケーブル通信又は無線通信を通じて
データの授受を行う。

【００１８】更に第１マンホールステーション２Ｃは、
第１モデム１２を備えており、第１モデム１２は第１通
信部１１Ｃ及び電話回線１７に接続されている。

【００１９】一方、中央監視センター１３は、電話回線
１７に接続された第２モデム１５と各種情報処理を行う
コンピュータ１４とを備えている。

【００２０】（Ｂ） システム動作

【００２１】住宅１からの下水（生活排水や汚水等）
は、流入管３を通って常時マンホールステーション２の
下水槽６へ流入する。下水槽６の中での水位が上限を越
えると、前述したように水位計８が異常水位を検知し
て、検知信号を制御盤１０へ送信する。この検知信号を
受けて制御盤１０内の動力制御部９が駆動信号Ｖ_D （Ｏ
Ｎ信号）をグラインダポンプ７へ出力し、グラインダポ
ンプ７が運転される結果、下水は圧送管５を経て、下水
道本管４へ排出される。その際、下水中に持ち込まれた
固形物が小片に破砕されることは、既述した通りであ
る。

【００２２】グラインダポンプ７の運転が継続され、下
水槽６の中の水位が下がりその下限に達すると、逆に水
位計８がＯＦＦ信号を出力し、グラインダポンプ７の運
転が停止される。

【００２３】ここでグラインダポンプ７の吐出能力と一
般住宅の使用水量とを考察すると、一日当たりのポンプ
運転回数は１０回前後であり、運転累計時間も一日当た
り数１０分程度であって、グラインダポンプ７が稼働し
ている時間は僅かである。一方、小規模下水道の普及に
連れて問題となるのが、マンホールステーション２の巡
回監視及び保守点検である。これらの問題点は、次に述
べる本システムの動作によって一掃されることが明らか
となる。

【００２４】先ず、中央監視センター１２のコンピュー
タ１４からポンプ運転状況検知データの転送要求信号Ｖ
１が発せられると、当該転送要求信号Ｖ１は第２モデム
１５及び電話回線１７を経て、第１モデム１２へ送信さ
れ、更に転送要求信号Ｖ１は当該第１モデム１２から第
１通信部１１Ｃへ送信される。第１通信部１１Ｃは、こ
の転送要求信号Ｖ１を受けて、群管理している第２マン
ホールステーション２Ａ，２Ｂの各第２通信部１１Ａ，
１１Ｂに対して、それぞれポンプ運転状況検知データを
転送するよう要求する転送要求信号Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂを送
信する。

【００２５】転送要求信号Ｖ１Ａに対して、第２通信部
１１Ａは、当該制御盤１０Ａが検知したポンプ運転状況
検知データＳＡ（第２検知データに該当）を第１通信部
１１Ｃへ送信する。そして第１通信部１１Ｃは、このポ
ンプ運転状況検知データＳＡを第１モデム１２へ送信
し、更に第１モデム１２はこの検知データＳＡを電話回
線１７及び第２モデム１５を介して中央監視センター１
３のコンピュータ１４へ送信する。これにより、第２マ
ンホールステーション２Ａにおけるポンプ運転状況の各
種データが、コンピュータ１４内の記憶部（メモリ等）
へ格納される。

【００２６】同様に、第２通信部１１Ｂからも第２マン
ホールステーション２Ｂのポンプ運転状況検知データＳ
Ｂ（第２検知データに該当）が第１通信部１１Ｃへ送信
され、第１モデム１２、電話回線１７及び第２モデム１
５を介してコンピュータ１４の記憶部へ格納される。

【００２７】又、第１通信部１１Ｃは、制御盤１０Ｃが
検知したポンプ運転状況検知データＳＣ（第１検知デー
タに該当）をも、転送要求信号Ｖ１に応じて第１モデム
１２へ送信する。その結果、第１マンホールステーショ
ン２Ｃに関するポンプ運転状況検知データＳＣも又、コ
ンピュータ１４の記憶部へ記憶されることとなる。この
ように、本システムにおいては、第１マンホールステー
ション２Ｃの第１通信部１１Ｃは、各第２ホールステー
ション２Ａ，２Ｂと中央監視センター１３との中継基地
としての役目をも担っている。

【００２８】尚、コンピュータ１４内に取り込まれた各
ポンプ運転状況検知データＳＡ，ＳＢ，ＳＣは、所定の
処理を受けて集計され、必要に応じてコンピュータ１４
が有するプリンター等（図示せず）に出力される。

【００２９】その他各マンホールステーションにおける
異常、故障などの通報も中央監視センター１３のコンピ
ュータ１４へ送信され、ＣＲＴなどに表示される。

【００３０】（Ｃ） 変形例

【００３１】本実施例では（図１〜図３）、中央監視セ
ンター１３から各マンホールステーション２に対して必
要な検知データの出力を要求することとしたが、本発明
はこれに限定されるものでもない。例えば各マンホール
ステーションから定期的にポンプ運転状況の検知データ
を送信させるようにして、中央監視センター１３は転送
要求を発することなく定期的にこれらの検知データを取
得できることとする一方、必要となった場合には随時に
転送要求信号を出力して、各マンホールステーションか
らその検知データのみを送信させるようにすることもで
きる。

【００３２】又、本実施例では下水槽内のポンプとして
グラインダポンプを用いることとしたが、このような切
断機構付のポンプを必ずしも用いる必要はなく、切断機
構のない通常のポンプを用いることもできる。

【００３３】更に、本発明では、例えば図４に例示する
ように、複数戸の住宅１からの下水を一つのマンホール
ステーション２へ流し、これらの下水を溜めるようにす
るシステムについても適用可能である。この場合には、
本システムを利用する住宅戸数が増えるので、一戸当た
りの電話回線利用料金を更に低減することができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、次の諸効果を奏する。まず
第一に、第１モデムを通じて各マンホールステーション
のポンプの運転状況を中央監視センターへ送信している
ため、第１モデムと第２モデム間の電話回線利用料金を
当該システム内の全住宅で負担することができ、一戸当
たりの電話回線利用料金を安価にすることができる。
又、当該システムを小規模で構築することができるの
で、システム構築を安価にすることもできる。

【００３５】第二には、従来必要とされていた保守作業
員による点検巡回を不要とすることができる。

【００３６】第三には、各マンホールステーションのポ
ンプの運転状況の正確なデータを、中央監視センターが
定期的に又は随時に確実に取得することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】下水道管の配管を示した説明図である。

【図２】マンホールステーションの断面構成を示した構
成図である。

【図３】マンホールステーションの群管理を示すシステ
ムの構成図である。

【図４】下水道管の他の配管を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 住宅 ２Ａ，２Ｂ 第２マンホールステーション ２Ｃ 第１マンホールステーション ３ 流入管 ５ 圧送管 ４ 下水道本管 ６ 下水槽 ７ グラインダポンプ ８ 水位計 ９ 動力制御部 １０ 制御盤 １１Ａ，１１Ｂ 第２通信部 １１Ｃ 第１通信部 １２ 第１モデム １３ 中央監視センター １４ コンピュータ １５ 第２モデム １７ 電話回線 ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ ポンプ運転状況検知データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 寛治 兵庫県宝塚市新明和町１番１号 新明和工 業株式会社産業機械事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） 住宅からの下水を一旦溜める下
   水槽と、前記下水槽内に設置されたポンプと、前記ポン
   プにより加圧された下水槽内の下水を下水道本管へ送出
   するための吐出管と、前記下水槽内の水位を検知する水
   位検知手段と、前記水位検知手段の検知信号に応じて前
   記ポンプの運転及び停止を制御する制御部と、前記ポン
   プの運転状況を検知する第１検知部と、電話回線利用の
   ための第１モデムと、前記第１検知部の第１検知データ
   を前記第１モデムへ送信する第１通信手段とを有する第
   １マンホールステーションと、 （ｂ） 前記下水槽と、前記ポンプと、前記吐出管と、
   前記水位検知手段と、前記制御部とを同様に有し、更に
   当該ポンプの運転状況を検知する第２検知部と、前記第
   ２検知部の第２検知データを前記第１通信手段へ送信す
   る第２通信手段とを有する第２マンホールステーション
   と、 （ｃ） 前記第１モデムと前記電話回線で接続された第
   ２モデムを有する中央監視センターとを備え、 前記第１通信手段は更に前記第２検知データをも前記第
   １モデムへ送信する小規模下水道の無人監視システム。