JPH10252135A - 真空下水道システムの異常警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、迅速に、既存設備を利用して
設置することができ、しかも耐久性に優れた真空下水道
システムの異常警報装置を提供する。 【解決手段】 音圧レベル検出手段２２は、真空弁ユニ
ット１内に配設され、真空弁ユニット１内の音圧レベル
を検出する。異常判定手段７は、音圧レベル検出手段２
２での検出値を予め設定した閾値と比較することによ
り、真空弁１０での異常の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空下水道システ
ムの異常警報装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】真空下水道システムは、各家庭から排出
される汚水を、一旦、複数世帯毎に配置した各真空弁ユ
ニット内に貯溜した後、１箇所に設けた真空ステーショ
ンに回収するようにしたものである。

【０００３】このような真空下水道システムでは、真空
弁が動作異常を起こすことがある。例えば、汚水中に含
まれる異物等が原因で、真空弁ユニット内の汚水が既に
真空ステーションに回収されているにも拘わらず、真空
弁が完全に吸込管を閉塞しない場合等が該当する。この
場合、真空弁の上流側の空気が連続してシステム内に流
入し、システム全体の真空圧が低下する結果、他の場所
で汚水の回収が不十分あるいは不可能となる。

【０００４】従来、真空弁ユニットでの故障は、真空弁
の駆動が適切に行われているか否かを、真空弁の駆動に
伴ってオン・オフするリミットスイッチや近接スイッチ
により検出し、異常警報するようにしている。リミット
スイッチは、真空弁の駆動状態を直接検出する。近接ス
イッチは、真空弁の駆動に伴いコイルに誘導起電力を発
生させることにより間接的に検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記真
空弁にスイッチを設けるためには、真空弁を分解した
り、構造を変更する必要がある。したがって、既存の真
空弁ユニットに設けた真空弁に適用する場合、真空弁等
を取り替えるようにしている。この作業は、作業場所が
汚水が貯溜される真空弁ユニット内であるため、できる
だけ簡単かつ迅速に行えることが望まれている。また、
真空弁は、真空弁ユニット等との相性もあり、できるだ
け既存構造を変更したくないという要望もある。さら
に、前記リミットスイッチは、真空弁の動作を直接検出
する構成となっているため、故障しやすいという問題が
ある。さらにまた、前記各スイッチでは、真空弁が開放
不能という故障が発生した場合、事前に検出することは
不可能である。すなわち、各家庭に下水が逆流するまで
故障の検出ができないという問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、簡単な構成で、迅速
に、既存設備を利用して設置することができ、しかも耐
久性に優れた真空下水道システムの異常警報装置を提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するた
め、本発明では、真空弁ユニット内に配設され、真空弁
ユニット内の音圧レベルを検出する音圧レベル検出手段
と、該音圧レベル検出手段での検出値を予め設定した閾
値と比較することにより、真空弁での異常の有無を判定
する異常判定手段と、該異常判定手段での異常有りの判
定に基づいて異常を報知する報知手段とを備えた構成と
したものである。

【０００８】この構成によれば、真空弁で管路を閉塞で
きない等の異常が発生した場合、正常時に比べて音圧レ
ベルが上昇する。異常判定手段は、音圧レベル検出手段
での検出値と閾値とを比較し、検出値が閾値を越えれ
ば、真空弁に異常が発生したと判断する。

【０００９】前記音圧レベル検出手段と、真空弁ユニッ
ト内の水位を検出する水位検出手段とを一体的に設ける
のが好ましい。

【００１０】この構成によれば、真空弁に異常が発生
し、開放しなくなった場合であっても、フロートスイッ
チにより、真空弁ユニット内の水位を検出して異常発生
の有無を判断することができる。

【００１１】前記異常判定手段は、前記音圧レベル検出
手段での検出値が、予め設定した閾値を越えてから所定
時間経過した時点で異常判別するのが好ましい。

【００１２】この構成によれば、真空弁ユニット内の汚
水を流出させる場合と、真空弁に異常が発生した場合と
で、閾値の設定をそれ程厳密に行わなくても、異常検出
を確実に行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００１４】図１に示すように、真空弁ユニット１は、
ユニット本体２に流入管３、空気取入管４及び吸込管５
を接続し、吸込管５の途中に真空弁部材６を設けたもの
で、本発明に係る異常警報装置７を備えている。

【００１５】ユニット本体２は、プラスチック又はコン
クリートからなる有底筒状で、上方開口部はマンホール
蓋８で閉塞されている。

【００１６】流入管３は、ユニット本体２の側壁を中間
位置で貫通し、各家庭からの下水をユニット本体２内に
自然流下させる。

【００１７】空気取入管４は、一端部がユニット本体２
の側壁を上方位置で貫通し、他端部が地面から突出す
る。これにより、ユニット本体２内は大気圧に維持され
る。

【００１８】吸込管５は、一端部がユニット本体２の側
壁を前記流入管３の上方位置で貫通し、他端部が図示し
ない真空ステーションに延びている。吸込管５は、ユニ
ット本体２内に位置する仕切弁９を有し、さらにその先
は屈曲してユニット本体２の底面側に延びている。

【００１９】真空弁部材６は、真空弁１０とコントロー
ラ１１とから構成されている。真空弁１０は、図２に示
すように、ケーシング１２と弁体１３とからなる。ケー
シング１２内にはスプリング１４が配設されている。弁
体１３は、軸部１３ａの一端に弁部１３ｂを備え、他端
にスプリング受部１３ｃを一体化したものである。軸部
１３ａは、ケーシング１２を密閉状態で貫通する。スプ
リング受部１３ｃは、ケーシング１２内に摺動自在に位
置する。スプリング受部１３ｃとケーシング１２の内面
とで密閉空間Ａが形成される。密閉空間Ａには、前記ス
プリング１４が配設され、弁体１３はケーシング１２の
外方に向かって付勢されている。前記真空弁部材６は、
吸込管５の途中に設けられ、前記密閉空間Ａと吸込管５
とは連通管１５で接続されている。

【００２０】コントローラ１１は、図１に示すように、
ユニット１６から鉛直下方に延びる軸部材１７を有す
る。軸部材１７の下端部にはボールフロート１８が設け
られている。軸部材１７は、ユニット本体２内の水位の
変化に基づき、ボールフロート１８に作用する浮力によ
り昇降する。コントローラ１１は、軸部材１７の昇降位
置を感知し、連通管１５を介して前記ケーシング１２の
密閉空間Ａを負圧あるいは大気圧とする。密閉空間Ａが
負圧となれば、弁体１３は吸込管５を開放し、ユニット
本体２内の下水を差圧により流下させる。また、密閉空
間Ａが大気圧に復帰すれば、スプリング１４の付勢力に
より弁体１３は吸込管５を閉塞する。

【００２１】異常警報装置７は、異常検出部１９と報知
部２０とで構成される。

【００２２】異常検出部１９は、図３に示すように、検
出部本体２１に、本発明に係る音圧レベル検出手段であ
るセラミックマイク２２と、本発明に係る水位検出手段
であるフロートスイッチ２３とを設けたものである。検
出部本体２１は、ケース２４と蓋２５からなる。蓋２５
の中央部には取付リング２６が設けられ、その近傍に
は、セラミックマイク２２が装着されている。セラミッ
クマイク２２は、真空弁ユニット１内の音圧レベルを検
出する。また、蓋２５には、リード線取出口２７が穿設
され、第１リード線２８及び第２リード線２９が挿通し
ている。第１リード線２８は、セラミックマイク２２に
接続されている。第２リード線２９は、一端部がケース
２４内に位置し、そこにはリードリレー３０が設けられ
ている。フロートスイッチ２３の軸部２３ａは、ケース
２４の底面中央部を貫通し、その先端にはコイル３１が
一体化されている。フロートスイッチ２３は、前記ボー
ルフロート１８と同様に、水位の変化に応じて昇降す
る。これにより、コイル３１がリードリレー３０の外周
を昇降し、リードリレー３０をオン・オフし、その信号
は第２リード線２９を介して出力される。

【００２３】報知部２０は、地表に配置され、図１に示
すように、前記ユニット本体２内から空気取入管４を介
して延びる両リード線２８，２９が接続されている。報
知部２０は、ランプやＬＥＤ等の表示部３１、電子ブザ
ー等の音源３２、太陽電池３３及び充電式バッテリー３
４からなる電源３５、及び、本発明に係る異常判定手段
である制御部３６（図４参照）を備えている。音源３２
は、各リード線２８，２９から入力される信号に基づい
て図示しないリレーがオンすることにより警報を発す
る。電源３５では、昼間、太陽電池３３で発電した電力
の一部を充電式バッテリー３４に充電し、夜間、充電式
バッテリー３４からの供給電力を利用できるようになっ
ている。なお、電源３５には、コンセント等によりＡＣ
電源を利用することも可能である。制御部３６は、図４
に示すように、セラミックマイク２２，フロートスイッ
チ２３，コントローラ１１から検出信号を受け、表示部
３１，音源３２，真空弁１０を駆動制御する。

【００２４】前記異常警報装置７の取付作業は、次のよ
うにして行う。

【００２５】すなわち、マンホール蓋８を開放して異常
検出部１９を取り付ける。異常検出部１９は、取付リン
グ２６を利用して、例えば、吸込管５に吊すだけでよ
い。また、空気取入管４を介して両リード線２８，２９
を地表に引っ張り出す。地表では、報知部２０を設置し
て前記両リード線２８，２９を接続する。

【００２６】このように、前記異常警報装置の取付作業
では、真空弁ユニット１に何等加工を施す必要がない。
しかも、異常検出部１９を取り付け、既存の空気取入管
４を介して両リード線２８，２９を引き出すだけでよ
い。したがって、汚水が貯溜される真空弁ユニット１で
の困難な作業を簡単かつ迅速に行うことができる。

【００２７】次に、真空弁ユニット１の動作及び異常警
報装置７による真空弁１０の異常報知について説明す
る。

【００２８】真空弁ユニット１では、各家庭から流入管
３を介して汚水が流下する。真空弁ユニット１内での水
位が上昇すれば、コントローラ１１により弁体１３を駆
動して吸込管５を開放する。これにより、真空弁ユニッ
ト１の汚水が真空ステーションへと流下する。そして、
真空弁ユニット１内の汚水が流下して水位が低下すれ
ば、弁体１３がスプリング１４の付勢力によって元の位
置に復帰し、吸込管５を閉塞する。

【００２９】異常警報装置７では、真空弁ユニット１内
での発生音が、常時、セラミックマイク２２によって検
出されている。検出される音圧は、図５に示す通りであ
る。流入管３を介して真空弁ユニット１内に汚水が流入
している場合、検出される音圧レベルは、それ程高くな
い（本実施形態では、３〜４（Ｖ）である。）。また、
吸込管５から真空弁ユニット１内の汚水を真空ステーシ
ョン側へと流出させる場合、検出される音圧レベルは比
較的大きな範囲で変動する（本実施形態では、４〜５
（Ｖ）である。）。なお、汚水の流入・流出の変動周期
は一定である（本実施形態では、流出が約３〜６（se
c）、流入が約１５〜４５（sec）である。）。

【００３０】ここで、汚水中に含まれる異物等が挟まる
等により、弁体１３が完全に吸込管５を閉塞できないと
いう異常が発生した場合、その開口面積が正常時に比べ
て小さいため、検出される音圧レベルは、汚水の流出の
場合に比べて高くなる（本実施形態では、約７（Ｖ）で
あり、図５中１点鎖線で示す。）。また、弁体１３によ
る閉塞が不十分な限りは、音圧レベルは高い値を維持し
たままとなる。

【００３１】そこで、検出閾値を、正常時の音圧レベル
（汚水流出時）と異常時の音圧レベルの間に設定する
（本実施形態では、６（Ｖ）である。）。また、音圧レ
ベルが高くなってから所定時間（本実施形態では、６０
（sec）とした。）経過後にも音圧レベルが閾値を越え
ているか否かを判断する。

【００３２】また、コントローラ１１の故障等により、
真空弁ユニット１内の汚水量が増大しているにも拘わら
ず、弁体１３が吸込管５を閉塞したままの状態を維持す
るという異常が発生した場合、水位の上昇に伴い、フロ
ートスイッチ２３が上動する。これにより、フロートス
イッチ２３がオン状態となり、報知部２０により異常が
報知される。

【００３３】このように、本実施形態に係る異常警報装
置７によれば、真空弁１０で、弁体１３による閉塞が不
十分で、外気が流入するという異常発生の有無を、音圧
により非接触で検出することができるようにしたので、
長期に亘って使用しても、故障しにくい。また、万一コ
ントローラ１１が故障しても、フロートスイッチ２３を
設けてあるので、汚水が逆流して各家庭に不具合をもた
らす前に検出可能である。

【００３４】なお、前記実施形態では、報知手段とし
て、表示部３１及び音源３２を使用したが、電話回線や
無線等を利用して１箇所（例えば、真空ステーション）
で報知する手段を採用してもよいことは勿論である。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る真空下水道システムの異常警報装置によれば、真
空弁ユニット側では、音圧レベル検出手段を配設するだ
けでよいので、既存設備に加工を施すことなく、簡単か
つ迅速に作業を行うことができる上、取替えも簡単であ
る。

【００３６】また、異常判定手段により、音圧レベル検
出手段での検出値を予め設定した閾値と比較することに
より行っているので、真空弁部材とは非接触で異常を検
出することができ、故障しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る異常警報装置を備えた真空弁ユ
ニットの部分破断斜視図である。

【図２】 図１の真空弁の断面図である。

【図３】 図１の異常検出部を示す正面図（ａ）、平面
図（ｂ）及び（ｂ）のＡ―Ａ線断面図である。

【図４】 図１の報知部を示す正面図である。

【図５】 図２の異常検出部によって検出される音圧レ
ベルの例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 真空弁ユニット ７ 異常報知装置 １９ 異常検出部 ２０ 報知部 ２２ セラミックマイク ２３ フロートスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空弁ユニット内に配設され、真空弁ユ
   ニット内の音圧レベルを検出する音圧レベル検出手段
   と、 該音圧レベル検出手段での検出値を予め設定した閾値と
   比較することにより、真空弁での異常の有無を判定する
   異常判定手段と、 該異常判定手段での異常有りの判定に基づいて異常を報
   知する報知手段とを備えたことを特徴とする真空下水道
   システムの異常警報装置。
2. 【請求項２】 前記音圧レベル検出手段と、真空弁ユニ
   ット内の水位を検出する水位検出手段とを一体的に設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の真空下水道システ
   ムの異常警報装置。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段は、前記音圧レベル検
   出手段での検出値が、予め設定した閾値を越えてから所
   定時間経過した時点で異常判別することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の真空下水道システムの異常警報装
   置。