JPH11256678A - 真空弁ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空弁の開放時における吸引汚水よる圧力損
失を低減すること。 【解決手段】 真空弁コントローラ１１０により真空弁
１０７を開くことにより、汚水タンク１０２内の汚水と
空気を真空下水管１０３に吸い込み可能としてなる真空
弁ユニット１０１において、真空弁１０７と真空下水管
１０３との間に真空貯留槽１２０を介装してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空式下水道シス
テムに用いられて好適な真空弁ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】真空式下水道システムは、真空ステーシ
ョン（真空ポンプと圧送ポンプとを備えており、真空ポ
ンプにより末端に向けて真空圧を及ぼし汚水を集め、集
めた汚水を圧送ポンプにより処理場や公共下水管渠に送
液する）に真空下水管を連通し、真空下水管に印加した
真空圧により末端の汚水タンクで汚水と空気とを順に吸
い込み（気液分離吸引式）、汚水前方の真空圧と汚水後
方の吸引空気圧との圧力差を利用し、汚水を気液混送流
として搬送するシステムである。

【０００３】真空式下水道システムでは、従来の自然流
下式と汚水搬送形態が異なり、自然勾配に従って重力流
下する汚水に後方の吸引空気の上記圧力差に基づく膨張
圧送の強力な圧送力を得ることで、汚水を高速搬送する
ものである。また、真空式下水道システムでは、登り段
差配管（リフト）を採用でき、リフト底部に溜った汚水
は、通過空気の圧送力（ブロー）により重力に逆らって
リフトをかけ上がり、その後も重力流下と与えられた圧
送力によって搬送される。

【０００４】即ち、真空式下水道システムでは、末端の
家庭等に設けた真空弁ユニットに、汚水タンクの汚水を
導く汚水流入管を備えるとともに、汚水タンクに連通す
る汚水吸込み管と真空源に連通する真空下水管との連絡
部に真空弁を設けている。そして、汚水タンクに一定量
の汚水がたまる度に真空弁を開き、該汚水タンク内の汚
水を真空圧により吸引し、続いて汚水タンク内の空気を
吸引することとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には以下の問題点がある。 真空弁の開放時に汚水吸込み管を上昇する汚水の高低
差分の圧力損失が過大になると、真空下水管から真空弁
ユニットに伝えられる真空圧の変動や真空弁ユニット直
後に採用されているリフトの影響等と相まって、真空式
下水道システムの作動に異常を来す虞れがある。

【０００６】上記の汚水吸込み管で生ずる圧力損失
を低減するため、真空弁ユニット内の真空弁を低い位置
（Ｌ_a ）に設定する場合（図１４（Ａ））には、真空下
水管の埋設深さが深くなる。また、真空下水管の真空弁
ユニット側の起点が深い位置から始まることによるリフ
トの数量の増加を招き、ひいては真空下水管の圧力損失
が増大するものとなる。

【０００７】真空弁の開放時における汚水吸込み管や
真空下水管の吸引汚水による圧力損失が大きいと、汚水
吸込み管の吸込み時における吸引真空圧が低下するもの
となり、真空弁の作動時間が一定であれば、汚水吸引に
続く吸引空気量が減少することになる。吸引空気量の減
少は気液比を低下し、空気の圧送力による汚水のブロー
ができず、ウォータブロックを引き起こし、真空式下水
道システムの作動に悪影響を及ぼす。

【０００８】本発明の課題は、真空弁の開放時における
吸引汚水よる圧力損失を低減することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、汚水タンクに連通する汚水吸込み管と真空源に連通
する真空下水管との連絡部に真空弁を設け、真空弁コン
トローラにより真空弁を開くことにより、汚水タンク内
の汚水と空気を真空下水管に吸い込み可能としてなる真
空弁ユニットにおいて、真空弁と真空下水管との間に真
空貯留槽を介装してなるようにしたものである。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記真空貯留槽に真空弁が接
続されて形成される汚水流入口と、真空下水管が接続さ
れて形成される汚水流出口とを設け、汚水流出口を汚水
流入口より低位に設定してなるようにしたものである。

【００１１】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載の本発明において更に、前記真空貯留槽の汚水
流出口側に汚水用逆止弁を設けてなるようにしたもので
ある。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の本発明によれば下記〜の
作用がある。 真空弁の開放時に汚水吸込み管の吸込み口の吸引真空
圧が一気に低下しないように、真空弁の出口に当たる部
分に十分な容量をもつ真空貯留槽を設け、吸引汚水（例
えば通常約40Ｌ）を一時貯留する。これにより、汚水吸
込み管により汚水を吸引している間、たとえ直後に大き
なリフトの存在があっても、汚水はリフトまで到達して
圧力損失を大とすることなく、その真空貯留槽に滞留
し、急激に大きな圧力損失を発生させるものとならな
い。また、真空貯留槽の真空容量も汚水吸引の真空圧と
して作用するから、汚水の吸引に供される真空圧の容量
も通常よりは大となる。

【００１３】汚水吸込み管で生ずる圧力損失を上記
により低減できるから、真空弁ユニット内の真空弁を従
来より高い位置（Ｌ_b ）に設定でき、真空下水管の埋設
深さを浅くできる（図４（Ｂ））。また、真空下水管の
真空弁ユニット側の起点が浅い位置から始まることによ
り、リフトの数量を減少でき、ひいては真空下水管の圧
力損失を低減できる。

【００１４】上記、により、真空弁の開放時にお
ける汚水吸込み管や真空下水管の吸引汚水による圧力損
失を低減できるから、汚水吸込み管の吸込み口における
吸引真空圧の低下を回避できる。これにより、真空弁の
作動時間が一定であれば、汚水吸引に続く吸引空気量を
十分に確保でき、ひいては適正な気液比を維持し、汚水
を空気の圧送力により確実にブローしてウォータブロッ
クを引き起こすことなく、真空式下水道システムの作動
の安定を図ることをができる。

【００１５】請求項２に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 真空貯留槽に設けられる汚水流出口を汚水流入口より
低位に設定した。従って、気液分離吸引式において、真
空弁の開放時に最初に吸引される汚水が真空貯留槽の低
位に流れ込んで流出口回りに水栓を形成し（図２
（Ａ））、続いて吸引される空気が汚水の上方を素通り
する如くがなく必ず水栓を破るように流出口を通過する
ものとなり（図２（Ｂ）、（Ｃ））、汚水を必ず効果的
な気液混送流にて搬送可能とする。

【００１６】請求項３に記載の本発明によれば下記の
作用がある。 真空貯留槽の汚水流出口側に汚水用逆止弁を設けるこ
とにより、真空下水管側の最大真空圧を真空貯留槽に蓄
圧するものとなり、この真空貯留槽の真空容量の安定拡
大を図り、真空弁の開放時に汚水の吸引に供される真空
圧の容量をより大にできる。また、真空貯留槽に蓄圧し
た真空圧を真空圧コントローラを経て真空弁の開き操作
力として用いるとき、真空弁の開閉動作の安定を図るこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は真空弁ユニットを示す模式
図、図２は真空貯留槽における汚水と空気の流れを示す
模式図、図３は真空貯留槽への汚水用逆止弁の設置例を
示す模式図、図４は真空弁ユニットにおける真空弁の設
置レベルを示す模式図、図５は真空式下水道システムを
示す模式図である。

【００１８】真空式下水道は、図１、図５に示す如く、
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１００から真空弁ユニット１０１の汚水タンク１０
２に流入せしめ、汚水タンク１０２に溜った汚水を真空
下水管１０３によって真空ステーション１０４の集水タ
ンク１０５に集め、その後圧送ポンプ１０６によって下
水処理場等に送る。

【００１９】真空弁ユニット１０１には真空弁１０７が
設置され、汚水タンク１０２の底部から立ち上げられた
汚水吸込み管１０８と、真空ステーション１０４の真空
ポンプ１０９に連通された真空下水管１０３との間の連
絡部１１０を、上記真空弁１０７にて開閉している。こ
の真空弁１０７の開閉は、真空弁コントローラ１１０が
選択的に、真空圧ホース１１１を介して真空下水管１０
３が伝える真空圧を真空弁１０７へ導き、或いは大気圧
ホース１１２を介して真空弁１０７内へ大気圧を導入す
ることによりそれぞれ実施される。

【００２０】即ち、汚水タンク１０２内の汚水の上昇に
よって水位検知管１１３内の圧力が上昇し、この圧力上
昇が検知ホース１１４を経て真空弁コントローラ１１０
へ伝達されると、この真空弁コントローラ１１０内の内
部スイッチ（図示せず）が作動して真空下水管１０３側
の真空圧が真空圧ホース１１１を介し、真空弁コントロ
ーラ１１０を経て真空弁１０７へ導かれる。すると、こ
の真空弁１０７は、バネ（不図示）のバネ力に抗して弁
体（不図示）を移動させ、開弁する。

【００２１】一方、汚水タンク１０２内の水位が下降す
ると、水位検知管１１３内の圧力が下降するので、真空
弁コントローラ１１０内の内部スイッチが停止して、真
空下水管１０３側から真空弁コントローラ１１０への真
空圧が作用せず、ブリーザ管１１５から大気圧ホース１
１２を介し真空弁コントローラ１１０を経て、真空弁１
０７へ大気圧が導入される。すると、この真空弁１０７
は、上記バネ力によって弁体を復動させて閉弁する。

【００２２】尚、図６中の符号１１６は、真空下水管１
０３側から真空弁コントローラ１１０へ向かってのみ真
空圧を付与する逆止弁であり、符号１１７は汚水タンク
１０２に空気（外気）を導く通気管である。

【００２３】即ち、真空式下水道にあっては、汚水タン
ク１０２の汚水吸込み管１０８と真空下水管１０３との
間の連絡部１１０が上述の如くにより真空弁１０７にて
開かれると、真空下水管１０３に印加されている真空圧
が汚水吸込み管１０８に及び、汚水タンク１０２内の汚
水と空気とを順に真空下水管１０３の側に吸い込み、汚
水前方の真空圧と汚水後方の吸引空気圧との圧力差に起
因する圧送力により、汚水を気液混送流として搬送可能
とするものである。

【００２４】尚、真空弁１０７の開き時に、真空下水管
１０３側への汚水吸引に続く空気吸引を伴い、汚水タン
ク１０２の内部圧力が低下することにより、汚水タンク
１０２には通気管１１７から空気が導入されるものとな
る。

【００２５】以下、真空弁１０７の開放時における吸引
汚水の汚水吸込み管１０８、真空下水管１０３での圧力
損失を低減するために、真空弁ユニット１０１に付加し
た真空貯留槽１２０について説明する。

【００２６】真空貯留槽１２０は、図１に示す如く、真
空弁１０７と真空下水管１０３との間に介装され、充分
な槽内空間をもつ。真空貯留槽１２０は、真空弁１０７
が接続されて形成される汚水流入口１２１と、真空下水
管１０３が接続されて形成される汚水流出口１２２とを
備え、汚水流出口１２２を汚水流入口１２１より低位
（レベル差Ｈ）に設定してある。汚水流出口１２２は、
真空貯留槽１２０の側面のできるだけ低い位置、もしく
は真空貯留槽１２０の底面に鉛直方向に向けるように設
ける。真空貯留槽１２０の底面は、汚水流入口１２１の
側から汚水流出口１２２の側へ向けて連続的に下る下り
勾配状傾斜面をなすものとされている。

【００２７】また、真空弁ユニット１０１にあっては、
図３に示す如く、真空貯留槽１２０の汚水流出口１２２
側に汚水用逆止弁１２３を設けることにより、真空下水
管１０３側の最大真空圧を真空貯留槽１２０に蓄圧する
ことができる。尚、真空下水管１０３側の真空圧を真空
弁コントローラ１１０に印加するための前述の真空圧ホ
ース１１１を、真空貯留槽１２０の上部からコントロー
ラ１１０に延在するものであっても良い。

【００２８】従って、本実施形態によれば以下の作用が
ある。真空弁１０７の開放時に汚水吸込み管１０８の
吸込み口の吸引真空圧が一気に低下しないように、真空
弁１０７の出口に当たる部分に十分な容量をもつ真空貯
留槽１２０を設け、吸引汚水（例えば通常約40Ｌ）を一
時貯留する。これにより、汚水吸込み管１０８により汚
水を吸引している間、たとえ直後に大きなリフトの存在
があっても、汚水はリフトまで到達して圧力損失を大と
することなく、その真空貯留槽１２０に滞留し、急激に
大きな圧力損失を発生させるものとならない。また、真
空貯留槽１２０の真空容量も汚水吸引の真空圧として作
用するから、汚水の吸引に供される真空圧の容量も通常
よりは大となる。

【００２９】汚水吸込み管１０８で生ずる圧力損失を
上記により低減できるから、真空弁ユニット１０１内
の真空弁を従来より高い位置（Ｌ_b ）に設定でき、真空
下水管１０３の埋設深さを浅くできる（図４（Ｂ））。
また、真空下水管１０３の真空弁ユニット１０１側の起
点が浅い位置から始まることにより、リフトの数量を減
少でき、ひいては真空下水管１０３の圧力損失を低減で
きる。

【００３０】上記、により、真空弁１０７の開放
時における汚水吸込み管１０８や真空下水管１０３の吸
引汚水による圧力損失を低減できるから、汚水吸込み管
１０７の吸込み口における吸引真空圧の低下を回避でき
る。これにより、真空弁１０７の作動時間が一定であれ
ば、汚水吸引に続く吸引空気量を十分に確保でき、ひい
ては適正な気液比を維持し、汚水を空気の圧送力により
確実にブローしてウォータブロックを引き起こすことな
く、真空式下水道システムの作動の安定を図ることをが
できる。

【００３１】真空貯留槽１２０に設けられる汚水流出
口１２２を汚水流入口１２１より低位に設定した。従っ
て、気液分離吸引式において、真空弁１０７の開放時に
最初に吸引される汚水が真空貯留槽１２０の低位に流れ
込んで流出口１２２回りに水栓を形成し（図２
（Ａ））、続いて吸引される空気が汚水の上方を素通り
する如くがなく必ず水栓を破るように流出口１２２を通
過するものとなり（図２（Ｂ）、（Ｃ））、汚水を必ず
効果的な気液混送流にて搬送可能とする。

【００３２】真空貯留槽１２０の汚水流出口１２２側
に汚水用逆止弁１２３を設けることにより、真空下水管
１０３側の最大真空圧を真空貯留槽１２０に蓄圧するも
のとなり、この真空貯留槽１２０の真空容量の安定拡大
を図り、真空弁１０７の開放時に汚水の吸引に供される
真空圧の容量をより大にできる。また、真空貯留槽１２
０に蓄圧した真空圧を真空圧コントローラを経て真空弁
１０７の開き操作力として用いるとき、真空弁１０７の
開閉動作の安定を図ることができる。

【００３３】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
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、本
発明の実施において、真空貯留槽に設けられる汚水流入
口と汚水流出口は同一レベルに設定されても良く、真空
貯留槽の底面は水平面をなすものであっても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空弁の
開放時における吸引汚水よる圧力損失を低減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は真空弁ユニットを示す模式図である。

【図２】図２は真空貯留槽における汚水と空気の流れを
示す模式図である。

【図３】図３は真空貯留槽への汚水用逆止弁の設置例を
示す模式図である。

【図４】図４は真空弁ユニットにおける真空弁の設置レ
ベルを示す模式図である。

【図５】図５は真空式下水道システムを示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１００ 汚水流入管 １０１ 真空弁ユニット １０２ 汚水タンク １０３ 真空下水管 １０７ 真空弁 １０８ 汚水吸込み管 １１０ 真空弁コントローラ １２０ 真空貯留槽 １２１ 汚水流入口 １２２ 汚水流出口 １２３ 汚水用逆止弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水タンクに連通する汚水吸込み管と真
   空源に連通する真空下水管との連絡部に真空弁を設け、 真空弁コントローラにより真空弁を開くことにより、汚
   水タンク内の汚水と空気を真空下水管に吸い込み可能と
   してなる真空弁ユニットにおいて、 真空弁と真空下水管との間に真空貯留槽を介装してなる
   ことを特徴とする真空弁ユニット。
2. 【請求項２】 前記真空貯留槽に真空弁が接続されて形
   成される汚水流入口と、真空下水管が接続されて形成さ
   れる汚水流出口とを設け、汚水流出口を汚水流入口より
   低位に設定してなる請求項１記載の真空弁ユニット。
3. 【請求項３】 前記真空貯留槽の汚水流出口側に汚水用
   逆止弁を設けてなる請求項１又は２記載の真空弁ユニッ
   ト。