JPH07150624A - 真空式下水道のウォータブロック防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空式下水道のリフト、伏越等の低水位部で
ウォータブロックを生じたときに、これを自動的に解消
すること。 【構成】 真空式下水道１０のウォータブロック防止構
造において、低水位部１９の上流側と下流側の差圧を検
出する差圧検出部１０１を設け、差圧検出部１０１の検
出差圧が予め定めた一定値を越えたときに、大気導入弁
１０２を開いて低水位部１９の上流側に大気を導入する
もの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空式下水道のウォータ
ブロック防止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空式下水道は、家庭や工場等から排出
される汚水を自然流下式の汚水流入管からタンク（汚水
ます）に流入せしめ、タンクに溜った汚水は真空下水管
を経て集水タンクに集められ、その後圧送ポンプによっ
て下水処理場等に送られる。

【０００３】このとき、タンクは真空下水管に真空弁を
介して連絡せしめられる吸込み管を備えている。真空弁
は集水タンクに設けられている真空源が真空下水管に付
与している真空圧を駆動動力源とするものである。そし
て、タンクの水位が一定レベル以上に上昇したときに、
吸込み管と真空下水管との連絡部に設けられている真空
弁を開き、集水タンクに設けられている真空源が真空下
水管に付与している真空圧を吸込み管に及ぼし、タンク
の水面に作用している大気圧と、真空下水管に付与され
た真空圧との差圧により、タンク内の汚水を吸込み管、
真空下水管を介して集水タンクに送るようになってい
る。

【０００４】然るに、真空式下水道では、真空下水管の
埋設深度を浅くするため、真空下水管の管路として、そ
の勾配を緩やかにし、かつその中間部でリフトを設けた
鋸歯状管路を採用している。また、真空式下水道では、
その敷設経路に河川、地中配管（水道管、電線管等）等
の障害物があると、真空下水管の管路中間部がそれらの
障害物をくぐるような伏越を設けている。これらのリフ
ト、伏越は、上流側真空下水管と下流側真空下水管との
間に低水位部を形成するものとなる。

【０００５】このため、真空式下水道では、真空下水管
内の低水位部に常時汚水が堆積するものとなり、ひいて
は堆積物がウォータブロックを生ずるに至る。ウォータ
ブロックは、集水タンクに設けられている真空源が真空
下水管に真空圧を付与しても、この真空圧の上流側への
伝播を遮断し、結果として真空弁を駆動不能とし、ひい
てはタンクの水位が一定レベル以上に上昇しても真空弁
が開かれず、汚水はタンクでオーバーフローしてしま
い、真空式下水道を不成立とする。

【０００６】そこで従来、特開平4-258424号公報に記載
の如く、真空式下水道の伏越において、伏越の上流側と
下流側との間に２本の互いに並列をなす通水管と通気管
とを設け、通水管にウォータブロックが発生しても、下
流側真空圧を通気管によって上流側に伝え、真空式下水
道の成立を図ろうとするものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、真空式下
水道の伏越に通水管と通気管とを並列設置する従来技術
では、伏越の通水管に常に汚水が堆積した状態となり、
汚水の堆積量が増えた場合、通気管も汚水でふさがれて
しまうものとなる。このため、この従来技術では、通気
管に開閉弁ａを設けるとともに、上流側真空下水管に大
気開放の開閉弁ｂを設け、定期的に、開閉弁ａを閉じ、
開閉弁ｂを開く手動操作を行ない、伏越の堆積汚水を強
制的に搬送させる必要がある。この開閉弁ａ、ｂの開閉
操作は、手動で、定期的に確実に行なう必要があり、煩
雑である。

【０００８】本発明は、真空式下水道のリフト、伏越等
の低水位部でウォータブロックを生じたときに、これを
自動的に解消することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上流側真空下
水管と下流側真空下水管とが低水位部を介して接続され
てなる真空式下水道のウォータブロック防止構造におい
て、低水位部の上流側と下流側の差圧を検出する差圧検
出部と、低水位部の上流側に大気を導入可能とする大気
導入弁と、差圧検出部の検出差圧が予め定めた一定値を
越えたときに、上記大気導入弁を開いて低水位部の上流
側に大気を導入する弁制御部とを有してなるようにした
ものである。

【００１０】

【作用】真空式下水道のリフト、伏越等の低水位部に汚
水が堆積してウォータブロックを生ずると、この低水位
部の上流側と下流側との間で、一定値以上の差圧を生ず
る。そこで、差圧検出部がこの一定値以上の差圧を検出
すると、弁制御部の制御動作により、低水位部の上流側
に設けた大気導入弁が開かれ、低水位部の上流側に大気
を導入するものとなる。これにより、低水位部の汚水堆
積物は、上流側の大気圧と下流側の真空圧の差圧により
エアーブローされる。即ち、上流側の大気は膨張しなが
ら低水位部を通過して汚水堆積物を一気にエアーブロー
し、下流側真空下水管に押し流し、ウォータブロックを
自動的に解消する。

【００１１】

【実施例】図１は真空式下水道を示す模式図、図２は図
１の要部を示す模式図、図３は真空弁を示す模式図、図
４はコントローラ部を示す断面図、図５はコントローラ
部を示す他の断面図、図６は本発明の一実施例を示す模
式図である。

【００１２】真空式下水道１０は、図１、図２に示す如
く、タンク１１（汚水ます）に汚水流入管１２を接続し
ており、タンク１１に連通する吸込み管１３と、真空源
に連通する真空下水管１４との間の連絡部を開閉可能と
する真空弁１５を有している。

【００１３】即ち、各家庭等から排出される汚水は、自
然流下式の汚水流入管１２からタンク１１に流込む。そ
して汚水がタンクに溜まると、真空弁１５が開き、タン
ク１１内の汚水は吸込み管１３から吸込まれる。そし
て、この汚水は真空弁１５を通って真空下水管１４に吸
込まれ、真空ポンプ上の集水タンク１６に集められ、そ
の後圧送ポンプによって下水処理場等に送られる。

【００１４】このとき、真空式下水道１０では、真空下
水管１４の中間部にリフト１７を設けた鋸歯状管路を採
用して真空下水管１４の埋設深度を浅くし、真空下水管
１４の敷設経路にある河川、地中配管等の障害物をくぐ
りぬける伏越１８を設けている。そして、これらのリフ
ト１７、伏越１８は、上流側真空下水管１４Ａと下流側
真空下水管１４Ｂとの間に低水位部１９を形成するもの
となっている。

【００１５】真空弁１５は、図２、図３に示す如く、第
１と第２の各ハウジング２１、２２をバンドクランプ２
３によって一体化して構成されており、弁体２４と弁作
動室２５と、バネ２６と、コントローラ部２７を有して
構成されている。

【００１６】弁体２４は上述の吸込み管１３と真空排出
管１４との連絡部を構成する連絡路２８を開閉する。

【００１７】弁作動室２５はバルブ弁体２４と弁棒２９
を介して連結されているカップ状のプランジャ３０をス
ライド可能に収容する。

【００１８】バネ２６は弁作動室２５のプランジャ３０
より上室に内蔵されて、プランジャ３０にバネ力を及ぼ
し、弁体２４に閉止力を付与する。

【００１９】コントローラ部２７は、タンク１１内の汚
水レベルの上昇時に弁作動室２５に真空圧を付与してバ
ルブ弁体２４に開力を付与し、真空弁１５を開状態とし
て吸込み管１３に真空排出管１４を導通せしめる。

【００２０】コントローラ部２７は以下の如く構成され
ている。コントローラ部２７は、図５に示す如く、第１
〜第５のシリンダ状のケース５１〜５５を通しボルトで
一体化して構成されている。通常第４のケース５４を真
空弁１５の第２ハウジング２２にバンドクランプ３６に
よって一体化される。

【００２１】コントローラ部２７には、タンク１１に連
通する水位検知管３７がホース３８を介して接続される
水位検知管接続口５６を有している。水位検知管接続口
５６は第１ケース５１にダイヤフラム５９を介して接続
されている。ダイヤフラム５９には微小な貫通孔が設け
られており圧力が伝わるようになっている。

【００２２】また、コントローラ部２７は、真空排出管
１４がホース４１を介して接続される真空圧接続口５７
を第３ケース５３に設けている。

【００２３】また、コントローラ部２７は、大気連通管
４３がホース４４を介して接続される大気圧接続口５８
を第３ケース５３に設けている。

【００２４】第１ケース５１と第２ケース５２は水位検
知ダイヤフラム６０を介して接続されている。第１ケー
ス５１の上部には水位検知ダイヤフラム６０を手動で変
位できるようプランジャ６１、バネ６３、弾性体カバー
６２で構成されるプッシュボタンを有している。第２ケ
ース５２にはダイヤフラム６０の下にプランジャ６５
が、第３ケース５３に設置した検知弁６８に届くよう設
けている。第２ケース５２と第３ケース５３とが形成す
る圧力制御室としての上部部屋８３に空気の漏洩を生じ
ないようにプランジャ６５の部屋８３への挿通部まわり
にはＯリング６７等の軸シールが設けられている。

【００２５】検知弁６８は、部屋８３内に配設されてプ
ランジャ６５により作動せしめられ、該部屋８３内に真
空力を導入可能とする。即ち、第３ケース５３は真空圧
接続口５７に連通する通路５７Ａを備え、検知弁６８は
通路５７Ａの部屋８３への開口を開閉可能とするのであ
る。検知弁６８は板バネ６８Ａの先端に通路５７Ａの開
口を閉塞可能とする舌片６８Ｂを備え、板バネ６８Ａを
プランジャ６１により弾性的に押込まれると舌片６８Ｂ
を通路５７Ａの開口から離隔して該開口を開き、部屋８
３内に真空力を導入可能とするものである。尚、６６は
プランジャ６５の戻しバネである。

【００２６】第４ケース５４と第５ケース５５には弁座
７２、７３が設けられ、第４ケース５４の上部部屋８５
は大気に通路９２を通じて連通しており、第５ケース５
５の下部部屋８７は真空排出管に通路９１を通じて連通
している。第４ケース５４下部と第５ケース５５上部で
作られる部屋８６は真空弁本体の作動室２５に通路９３
を通じて連通している。両者の弁座７２、７３の間に設
けた弁体７１は、上下することにより大気と真空のいず
れかを部屋８６に導くよう３方弁としての役割を果たし
ている。弁体７１は第３ケース５３と第４ケース５４と
の間に設けた３方弁ダイヤフラム７０に連結され、ダイ
ヤフラム７０の上部には圧縮バネ６９が設けられ第５ケ
ース５５の弁座７３に押付けられている。第３ケース５
３には隔壁が設けられているが一部に連通口８８があ
り、検知弁６８が作動して開になったとき上部部屋８３
に付与される真空圧を下部部屋８４に通じるようになっ
ている。また、第３ケース５３の上部部屋８３にはニー
ドル弁７４が設けられており、ニードル弁７４を通って
大気が徐々に入ってくるようになっている。

【００２７】真空弁のコントローラ部２７は以下の如く
動作する。 タンク１１内の水位が上昇すると、水位検知管３７、
ホース３８、水位検知ダイヤフラム上部室８１の空気圧
力が上昇し、水位検出ダイヤフラム下部室８２が大気に
連通しているため、圧力差を生じた水位検出ダイヤフラ
ム６０を下方に変位させる。

【００２８】水位検出ダイヤフラム６０の下部に設け
たプランジャ６５がダイヤフラム６０の変位により押さ
れて下方に変位し第３ケース５３の上部部屋８３に設け
た検知弁６８を下方に押し下げ開作動させる。

【００２９】検知弁６８の作動により第３ケース室８
３、８４が真空になり、３方弁ダイヤフラム７０の下方
室８５が大気に連通していることから圧力差を生じたダ
イヤフラム７０が下方に引上げられ、これに伴って弁体
７１も上昇して第５ケース５５の弁座７３から第４ケー
ス５４の弁座７２に移動し、真空弁本体の作動室２５に
通じる部屋８６を真空状態にさせる。これにより真空弁
本体が開状態になり、タンク内の汚水が真空排出管内１
４に排出される。

【００３０】タンク内の液体が排出されると、水位が
低下し、水位検出ダイヤフラム６０の加圧が低下し、プ
ランジャ６５に設けたバネ６６により押し戻され、これ
に伴って検知バルブ６８が最初の状態に閉じる。

【００３１】第３ケース５３の部屋８３にあった真空
はニードル弁７４を通じて大気が取り入れられるため、
多少時間遅れが生じて大気状態になり、３方弁ダイヤフ
ラム７０の両側の圧力差がなくなりバネ６９に押されて
元の状態に戻り、弁体７１も元の第５ケース５５の弁座
７３を閉じ、真空弁本体の作動室２５に通じる部屋を大
気状態にさせる。これにより真空弁本体が閉状態にな
る。

【００３２】然るに、真空式下水道１０にあっては、真
空下水管１４内の例えば伏越１８（リフト１７も同じ）
に形成される低水位部１９に常に汚水が堆積するものと
なり、ひいては堆積物がウォータブロックを生ずるに至
る。ウォータブロックは、集水タンク１６に設けられて
いる真空源が真空下水管１４に真空圧を付与しても、こ
の真空圧の上流側への伝播を遮断し、結果として真空弁
１５を駆動不能とし、ひいてはタンク１１の水位が一定
レベル以上に上昇しても真空弁１５が開かれず、汚水は
タンク１１でオーバーフローしてしまい、真空式下水道
を不成立とする。

【００３３】そこで、真空式下水道１０は、このウォー
タブロック防止構造として、図６に示す如く、差圧検出
部１０１、大気導入弁１０２、弁制御部１０３とを有し
ている。

【００３４】差圧検出部１０１は、上流側真空下水管１
４Ａに設置した圧力検出器１０１Ａと、下流側真空下水
管１４Ｂに設置した圧力検出器１０１Ｂの検出結果を得
て、低水位部１９の上流側と下流側の差圧を検出する。
圧力検出器１０１Ａ、１０１Ｂは、真空下水管１４Ａ、
１４Ｂに接続されるサドル型分岐継手、或いは真空下水
管１４Ａ、１４Ｂがポリエチレン管等の場合であればそ
れらの下水管１４Ａ、１４Ｂに接続される融着サドル継
手を介してそれらの下水管１４Ａ、１４Ｂに設置され
る。

【００３５】大気導入弁１０２は、上流側真空下水管１
４Ａに接続された分岐管１０４に介装され、低水位部１
９の上流側に大気を導入可能とする。大気導入弁１０２
としては、自動ボール弁、自動バタフライ弁、自動ダイ
ヤフラム弁等を採用できる。

【００３６】弁制御部１０３は、低水位部１９にウォー
タブロックを生ずることにより、差圧検出部１０１の検
出差圧が予め定めた一定値（設定差圧）を越えたとき
に、大気導入弁１０２を開いて低水位部１９の上流側
（上流側真空下水管１４Ａ）に大気を導入し、上流側真
空下水管１４Ａの大気圧と下流側真空下水管１４Ｂの真
空圧の差圧により低水位部１９の汚水堆積物をエアーブ
ローして、ウォータブロックを解消する。

【００３７】尚、ウォータブロックの発生時に低水位部
１９の上流側と下流側との間に生ずる差圧は、低水位部
１９の配管（伏越配管、もしくはリフト配管）の水頭差
により予め求められる。そして、この差圧に基づき、大
気導入弁１０２を開作動させる差圧（設定差圧）を設定
するものとなる。

【００３８】また、弁制御部１０３は、差圧検出部１０
１の検出差圧が設定差圧に達したら、スイッチをオンせ
しめる構造を備え、このスイッチのオンにより大気導入
弁１０２を開く。この作動は、電気的又は機械的方法に
よる。

【００３９】また、弁制御部１０３による大気導入弁１
０２の開き時間は、ウォータブロックが完全に解消し得
る時間とする。

【００４０】以下、真空式下水道１０の作動について説
明する。 (1) 真空式下水道１０の通常作動時には、集水タンク１
６に設けられている真空源が真空下水管１４の下流側真
空下水管１４Ｂ〜上流側真空下水管１４Ａに真空圧を付
与する。そして、タンク１１の汚水の水位が一定レベル
を越えると、真空弁１５が上流側真空下水管１４Ａ内の
真空圧を駆動動力源として開き、タンク１１内の汚水は
吸込み管１３から真空弁１５を通って真空下水管１４に
吸込まれ、集水タンク１６に集められる。

【００４１】(2) 真空式下水道１０の低水位部１９に汚
水の堆積によるウォータブロックが生ずると、集水タン
ク１６に設けられている真空源の真空圧は低水位部１９
で遮断されて、上流側真空下水管１４Ａに及ばないもの
となる。このとき、差圧検出部１０１の検出差圧が設定
差圧に達すると、弁制御部１０３は大気導入弁１０２を
開き、上流側真空下水管１４Ａに大気を導入する。これ
により、低水位部１９の汚水堆積物は、上流側真空下水
管１４Ａの大気圧と下流側真空下水管１４Ｂの真空圧と
の差圧によりエアーブローされ、ウォータブロックを解
消する。

【００４２】(3) 上記(2) によりウォータブロックが解
消されると、大気導入弁１０２が閉じられ、集水タンク
１６に設けられている真空源の真空圧が再び上流側真空
下水管１４Ａに及び、真空弁１５の安定作動性が回復さ
れ、上記(1) に戻る。

【００４３】以下、本実施例の作用について説明する。
真空式下水道１０のリフト１７、伏越１８等の低水位部
１９に汚水が堆積してウォータブロックを生ずると、こ
の低水位部１９の上流側と下流側との間で、一定値以上
の差圧を生ずる。そこで、差圧検出部１０１がこの一定
値以上の差圧を検出すると、弁制御部１０３の制御動作
により、低水位部１９の上流側に設けた大気導入弁１０
２が開かれ、低水位部１９の上流側に大気を導入するも
のとなる。これにより、低水位部１９の汚水堆積物は、
上流側の大気圧と下流側の真空圧の差圧によりエアーブ
ローされる。即ち、上流側の大気は膨張しながら低水位
部を通過して汚水堆積物を一気にエアーブローし、下流
側真空下水管１４Ｂに押し流し、ウォータブロックを自
動的に解消する。

【００４４】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。例えば、大気導入弁
として、真空弁１５のコントローラ部２７を改造したも
のを用いることもできる。これによれば、差圧検出後、
電源なしで大気導入弁を作動させることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空式下
水道のリフト、伏越等の低水位部でウォータブロックを
生じたときに、これを自動的に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は真空式下水道を示す模式図である。

【図２】図２は図１の要部を示す模式図である。

【図３】図３は真空弁を示す模式図である。

【図４】図４はコントローラ部を示す断面図である。

【図５】図５はコントローラ部を示す他の断面図であ
る。

【図６】図６は本発明の一実施例を示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 真空式下水道 １４Ａ 上流側真空下水管 １４Ｂ 下流側真空下水管 １９ 低水位部 １０１ 差圧検出部 １０２ 大気導入弁 １０３ 弁制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側真空下水管と下流側真空下水管と
   が低水位部を介して接続されてなる真空式下水道のウォ
   ータブロック防止構造において、 低水位部の上流側と下流側の差圧を検出する差圧検出部
   と、 低水位部の上流側に大気を導入可能とする大気導入弁
   と、 差圧検出部の検出差圧が予め定めた一定値を越えたとき
   に、上記大気導入弁を開いて低水位部の上流側に大気を
   導入する弁制御部とを有してなることを特徴とする真空
   式下水道のウォータブロック防止構造。