JPH0827874A - 真空弁ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空下水管内にエアロックが生じたときに、
このエアロックを速やかに解消できる真空弁ユニットを
提供する。電気部品を使用しない真空弁ユニットを提供
する。 【構成】 真空下水管に連なる吸入管３０の途中が第１
吸入管７４，第２吸入管７６に分岐しており、バタフラ
イ弁７８，８０がそれぞれ設けられている。このバタフ
ライ弁７８，８０によって開閉される常閉型開閉弁５８
と常開型開閉弁６０が大気導入用配管５６に設けられて
いる。バタフライ弁７８は弱いバネ８６によって着座方
向に付勢され、バタフライ弁９０は強いバネ８８によっ
て閉弁方向に付勢されている。

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システムの
真空弁ユニット（中継ユニット）に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空式下水道は、下水管内を真空（完全
な真空ではなく、減圧状態を指称する。）にし、大気と
の圧力差を利用して下水道管内の汚水を収集するシステ
ムである。

【０００３】第５図にこの真空式下水道システムの構成
例を示す。家庭や工場等の衛生設備から排出される排水
は流入管８により真空弁ユニット１０に流入する。この
真空弁ユニット１０からは真空下水管１４を経て真空ス
テーション１６へ送られ、圧送ポンプ１８から圧送管２
０を経て下水処理施設へ送られる。

【０００４】この真空ステーション１６では汚水循環ポ
ンプ２２により受槽２４内の汚水をエジェクタ２６に供
給し、これにより真空下水管１４を真空引きし、汚水を
真空ステーション１６に集めている。

【０００５】真空弁ユニット１０は、汚水源と真空ステ
ーション１６とを中継するためのものであり、第６〜８
図にも示される通り、流入管８から汚水が流入する槽体
２８と、該槽体２８内の汚水を吸入して真空下水管１４
に送るための吸入管３０と、該吸入管３０の下部に接続
されたエアパイプ３８と、該吸入管３０の上部に設けら
れた真空弁３２と、該真空弁３２と真空下水管１４とを
接続する接続管４０と、該接続管４０の途中に設けられ
たボールバルブ４２と、該真空弁３２を作動させるコン
トローラ３４及び圧力伝達管３６等を備えている。この
真空弁３２は、真空下水管１４内の負圧を駆動動力源と
するものである。

【０００６】第６図の如く、槽体２８内に汚水が流入す
ると、槽体２８内の水位が次第に上昇する。そして、こ
の水位上昇に伴って圧力伝達管３６内に閉じ込められた
空気圧が上昇し、この空気圧が閾値を超えるとコントロ
ーラ３４に設けられているダイヤフラムアクチベータが
開弁され、真空下水管１４内の負圧が真空チューブ３１
を介して真空弁３２に伝達され、真空弁３２が開弁され
る。これにより、第７図の如く、槽体２８内の汚水は吸
入管３０から真空下水管１４に吸い出される。

【０００７】槽体２８内の汚水が十分に送り出され、第
８図の如く槽体２８内の水位が圧力伝達管３６の下端よ
りも低くなると、該圧力伝達管３６内の圧が下がり、真
空弁３２が閉弁する。

【０００８】なお、汚水が吸入管３０から吸い出される
ときに、第７図の如くエアパイプ３８から空気が取り込
まれ、気液混相流となって汚水が真空下水管１４内に吸
い込まれる。

【０００９】第５図に示す如く、真空下水管１４の適所
に設けられている上り勾配のエアリフト部１４ａにて汚
水がエアリフトされる。真空下水管１４のうちエアリフ
ト部１４ａ、１４ａ同志の間の管路は、若干の下り勾配
となっており、汚水は重力によって自然に流れ、真空は
全く消費されない。このように、真空下水道システム
は、自然流下とエアリフト作用とを併せることにより、
長距離であっても汚水が安定して送られる。

【００１０】第９図（ａ）は、各エアリフト部１４ａで
エアリフトが発生し、真空圧の消費がきわめて少ない正
常な作動状態を示す真空下水管１４の模式的な縦断面図
である。

【００１１】ところで、何らかの原因で第９図（ｂ）の
如く隣接するエアリフト部１４ａ，１４ａ間に水が充満
してしまうと、各エアリフト部１４ａにおけるエアリフ
トが発生せず、真空下水管１４の負圧によって第９図
（ｂ）の地点Ｌから地点Ｕまで汚水を吸い上げなければ
ならなくなり、著しく真空度が消費されてしまう。な
お、このような現象は、一般に、エアロックと称されて
いる。

【００１２】かかるエアロックが生じると、真空下水管
末端の真空弁ユニット１０からの汚水収集（即ち、槽体
２８内の汚水の真空下水管１４への吸い出し）が十分に
は行なわれなくなってしまう。

【００１３】かかるエアロックを解消するために、特開
平５−１１８０８０号公報には、真空弁ユニットの吸入
管に大気連通装置を設けると共に、真空下水管内の圧力
を検出する圧力スイッチを設けておき、該圧力スイッチ
で検出される負圧が弱いときには大気連通装置を開放作
動させて真空下水管内を大気に連通させる「空気進入制
御装置」が記載されている。

【００１４】この特開平５−１１８０８０号公報の「空
気進入制御装置」の圧力スイッチ及び大気連通装置は、
いずれも電気駆動式のものとなっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】かかる電気駆動式の大
気連通装置を設置するためには、各真空弁ユニットに電
気配線を施すことが必要となり、真空弁ユニット及び真
空下水管を埋設する土木作業のほかに電気配線作業が必
要となり、施工コストが著しく嵩む。また、湿気の強い
真空弁ユニット内に電気機器を設置し、電気配線を引き
込むところから、万全の漏電対策を施さねばならず、装
置構成コストが著しく嵩む。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の真空弁ユニット
は、汚水の流入管及び真空下水管が接続される槽体と、
該槽体内の下部から汚水を吸引して前記真空下水管に導
くための吸引管と、該吸引管と真空下水管との連通を断
続させる真空弁と、前記槽体内の水位が上限水位に達す
ると該真空弁を開弁させ、下限水位に達すると、該真空
弁を閉弁させる真空弁制御器と、該真空下水管内の負圧
が所定の小さい範囲になったときに該真空下水管内を大
気に連通させる大気連通装置と、を備えた真空弁ユニッ
トにおいて、該大気連通装置として、該真空下水管内の
負圧が前記小さい範囲に入ったときに作動する感圧機構
と、該感圧機構の作動により該真空下水管内と大気との
連通を行なう弁機構とからなる機械式弁装置を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】真空下水管内においてエアロック現象が発生
し、真空下水管内の負圧の程度が小さくなってくると、
感圧機構が弁機構を開放作動させ、真空下水管内に大気
が直接的に流入する。これにより、エアロックを発生さ
せている停滞水の上流側の水面にほぼ大気圧が加えられ
る。この結果、この停滞水は真空ステーションからの負
圧によって強力に吸い出され、これによりエアロック現
象が解消される。

【００１８】

【実施例】以下図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例に係る真空弁ユニットの縦
断面図、第２図はこの真空弁ユニットの系統図、第３図
及び第４図はこの真空弁ユニット１０Ａの作動説明図で
ある。

【００１９】本実施例では、真空下水管１４内の負圧が
所定の小さい範囲になったときに真空下水管１４内を大
気に連通させる大気連通装置として、真空下水管１４内
の負圧を検知するための感圧機構５０と、該感圧機構５
０により真空下水管１４内と大気との連通の開閉を行な
う大気遮断弁機構５２とからなる機械式弁装置５４が設
けられている。

【００２０】この大気遮断弁機構５２は、接続管４０か
ら分岐し、先端が大気に開放した大気導入用配管５６
と、この配管５６の途中に設けられた常閉型開閉弁５８
及び常開型開閉弁６０を備えている。各開閉弁５８，６
０内には、弁シート部６２，６４と、該弁シート部６
２，６４に着座する弁体６６，６８とが設けられてい
る。各弁体６６，６８には、感圧機構５０に連結される
ロッド７０，７２が固着されている。

【００２１】前記感圧機構５０は、吸入管３０の途中を
二股に分岐させた第１吸入管７４及び第２吸入管７６
と、第１吸入管７４内に設けられた小負圧用バタフライ
弁７８と、第２吸入管７６内に設けられた大負圧用バタ
フライ弁８０と、これらバタフライ弁７８，８０が着座
する弁シート部８２，８４と、バタフライ弁７８，８０
を閉弁方向に付勢するバネ８６，８８を備えている。な
お、バタフライ弁７８，８０の後端側にはレバー９０，
９２が固着されており、前記バネ８６，８８は該レバー
９０，９２に接続されている。バネ８６がバタフライ弁
７８に与える閉弁方向の引張力は、バネ８８がバタフラ
イ弁８０に与える閉弁方向の引張力よりも小さく設定さ
れている。レバー９０，９２の後端は前記ロッド７０，
７２に枢着されている。

【００２２】本実施例のその他の構成は前記従来例と同
一であり、同一部分に同一符号を付してその説明を省略
する。

【００２３】このように構成された真空弁ユニットの作
動について次に説明する。

【００２４】第２図は真空弁ユニットの槽体２８内の汚
水のレベルが吸入管３０の下端よりも低い状態を示して
いる。この状態にあっては、バタフライ弁７８，８０に
は負圧が加えられておらず、バタフライ弁７８，８０は
いずれも弁シート部８２，８４に着座している。そし
て、ロッド７０，７２は上昇限に位置されており、弁体
６６は弁シート部６２に着座し、弁体６８は弁シート部
６４から上方に離反している。

【００２５】第３図は槽体２８内に汚水が溜まり、この
汚水が真空下水管１４に吸い出され、真空ステーション
へ正常に送られる状態を示している。

【００２６】なお、この状態にあっては、真空下水管に
はエアロックが生じていない。

【００２７】第３図の如く、汚水水位が高くなると、圧
力伝達管３６がこの汚水レベルの上昇を検知し、真空弁
３２が開弁される。そうすると、真空下水管１４内の十
分に大きな負圧がバタフライ弁７８，８０の上面側に伝
えられ、バタフライ弁７８，８０がバネ８６，８８の引
張力に打ち勝って上方に回動する。これにより、槽体２
８内の汚水は、吸入管３０内に吸い込まれ、接続管４０
を介して真空下水管１４へ送り込まれる。

【００２８】槽体２８内の汚水が吸い出され、圧力伝達
管３６の下端よりも汚水レベルが低くなると、真空弁３
２が閉弁される。そして、バタフライ弁７８，８０はバ
ネ８６，８８によって閉弁方向に引き下げられ、弁シー
ト部８２，８４に着座する。

【００２９】ところで、バタフライ弁７８，８０の双方
が上方に回動した場合、弁体６６は弁シート部６２から
離れ、常閉型開閉弁５８は開弁するが、常開型開閉弁６
０にあっては弁体６８が弁シート部６４に着座し、閉弁
する。この結果、大気遮断弁機構５２は全体としてみる
と閉弁状態にあり、配管５６内に大気が流入することは
ない。即ち、真空下水管内に大気が流入することはな
い。

【００３０】第４図は槽体２８内に汚水が溜まり、かつ
真空下水管１４内にエアロックが生じている場合を示し
ている。

【００３１】この状態にあっては、槽体２８内の汚水レ
ベルの上昇に伴って真空弁３２が開放し、第１吸入管７
４及び第２吸入管７６の双方に真空下水管１４内の負圧
が伝達される。ところが、この真空下水管１４内にエア
ロックが生じているため、吸入管７４，７６に伝達され
る負圧が小さなものとなる。このため、弱いバネ８６で
閉弁方向に付勢されているバタフライ弁７８のみが開弁
し、強いバネ８８で閉弁方向に付勢されているバタフラ
イ弁８０は弁シート部８４に着座したままとなる。

【００３２】従って、常閉型開閉弁５８においては、弁
体６６が弁シート部６２から離反する。また、常開型開
閉弁６０においては、弁体６８が弁シート部６４から離
反したままとなっている。このため、大気遮断弁機構５
２が全体として開弁状態となり、大気が配管５６を介し
て真空下水管１４内へ吸い込まれる。このように真空下
水管１４内に大気が導入されることにより、該真空下水
管１４におけるエアロックが解消される。

【００３３】ひとたびエアロックが解消されると、第１
吸入管７４及び第２吸入管７６に伝達される負圧が大き
くなり、バタフライ弁８０も上方に引き上げられる。こ
れにより、弁体６８が弁シート部６４に着座し、常開型
開閉弁６０が閉弁する。そして、この結果、配管５６か
ら真空下水管１４への大気の導入が停止する。

【００３４】第１０図は本発明の別の実施例に係る真空
弁ユニットの要部断面図である。

【００３５】真空弁ユニット内の水位が上昇し、水位検
出器１０２が水位を検出しコントローラ１０４が作動
し、真空下水管に連通した真空源部１０６の負圧を空気
吸入真空弁（大気連通装置）１０８のヘッドに供給し、
弁１１０を開く。真空下水管に真空度が足りないと大気
吸入口１１２から空気が吸入される。空気の吸入により
真空下水管のエアロック現象が解消されると、下水管内
の真空度Ｐ₁ が高まり、空気吸入口１１２からは勢い良
く空気が吸入されるようになる。勢い良く空気が吸入さ
れると、大気吸入口内のボール１１４が浮上し、絞り機
構１１６に接触する。ボールが絞り機構１１６に接触す
ると急激に空気の流入が止まり、真空度Ｐ₁ がさらに高
まる。真空度が高まるとノズル１１８から真空度が汚水
吸入用真空弁３２に伝わり、汚水の吸入が始まる。

【００３６】汚水の水位が下がると、コントローラ１０
４が作動してまず空気導入真空弁１０８が閉まり、次に
汚水吸入真空弁が閉まる。ボール１１４は重力で下に降
りる。

【００３７】第１０図中１２０は逆止弁であり、大気源
１２２をノズル１１８と真空弁３２に連通させる機能
と、Ｐ₁ が不十分な圧力のときに汚水吸入用真空弁３２
に真空が伝わらないようにする機能を併せ持っている。

【００３８】

【発明の効果】上記実施例からも明らかな通り、本発明
によると、真空下水管内にエアロック現象が生じると、
大気連通装置を介して真空下水管内に大気が導入されて
真空下水管内のエアロックが解消される。

【００３９】本発明では、このエアロック発生時に真空
下水管内を大気に連通させるための大気連通装置が機械
式弁装置よりなるものであり、電気駆動式の部品が一切
不要である。従って、真空弁ユニットの設置施工に際し
電気配線を行なう必要がまったくなく、施工が容易にな
る。また、真空弁ユニットにおいても、漏電等の対策を
施すことがまったく不要であり、真空弁ユニットの設備
コスト及び設置コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る真空弁ユニットの縦断面図であ
る。

【図２】実施例に係る真空弁ユニットの系統図である。

【図３】実施例に係る真空弁ユニットの作動を示す説明
図である。

【図４】真空下水管内にエアロックが生じた場合の真空
弁ユニットの作動を示す説明図である。

【図５】真空式下水道のシステム図である。

【図６】従来の真空弁ユニットの作動説明図である。

【図７】従来の真空弁ユニットの作動説明図である。

【図８】従来の真空弁ユニットの作動説明図である。

【図９】真空下水管内の流水状態を示す説明図である。

【図１０】別の実施例に係る真空弁ユニットの要部断面
図である。

【符号の説明】

１０，１０Ａ 真空弁ユニット １４ 真空下水管 ２８ 槽体 ３０ 吸入管 ３２ 真空弁 ３４ コントローラ ３６ 圧力伝達管 ４０ 接続管 ５０ 感圧機構 ５２ 大気遮断弁機構 ５４ 機械式弁装置（大気連通装置） ５６ 大気導入用配管 ５８ 常閉型開閉弁 ６０ 常開型開閉弁 ７４ 第１吸入管 ７６ 第２吸入管 ７８，８０ バタフライ弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水の流入管及び真空下水管が接続され
   る槽体と、該槽体内の下部から汚水を吸引して前記真空
   下水管に導くための吸引管と、該吸引管と真空下水管と
   の連通を断続させる真空弁と、 前記槽体内の水位が上限水位に達すると該真空弁を開弁
   させ、下限水位に達すると、該真空弁を閉弁させる真空
   弁制御器と、 該真空下水管内の負圧が所定の小さい範囲になったとき
   に該真空下水管内を大気に連通させる大気連通装置と、
   を備えた真空弁ユニットにおいて、 該大気連通装置として、該真空下水管内の負圧が前記小
   さい範囲に入ったときに作動する感圧機構と、該感圧機
   構の作動により該真空下水管内と大気との連通を行なう
   弁機構とからなる機械式弁装置を設けたことを特徴とす
   る真空弁ユニット。