JPH11294626A - 真空弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントローラ部の構造を簡素化しながら、真
空弁の開放時間を安定的に制御可能とすること。 【解決手段】 タンク１１の液位を圧力変換して作動す
るダイヤフラム式のコントローラ部２７を用いる真空弁
１５において、タンク１１に設置された液位検知管３７
からコントローラ部２７に到達する圧力伝達路の空気流
量を確保可能とする逆止弁２０３と、コントローラ部２
７の側から液位検知管３７の側への空気の抜け流量を調
整可能とする流量調整弁２０４とを有してなるもの。

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
テム等に用いて好適な真空弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空式下水道は、特開平3-43527 号公報
に記載される如く、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から真空弁ユニットの汚水タン
クに流入せしめ、汚水タンクに溜った汚水を真空下水管
によって集水タンクに集め、その後圧送ポンプによって
下水処理場等に送る。

【０００３】汚水タンクには真空弁が設置され、汚水タ
ンクの底部（汚水溜まり）から立ち上げられている吸込
管と、真空源に連通している真空下水管との間の連絡部
をこの真空弁によって開閉可能としている。そして、汚
水タンクの水位が一定以上に上昇したときに、上記真空
弁を開き、真空下水管の真空圧を吸込管に及ぼし、汚水
タンクの水面に作用して汚水を加圧している大気圧と、
吸込管に付与された真空圧との差圧により、汚水タンク
内の汚水を真空下水管を介して集水タンクに送るのであ
る。

【０００４】このとき、真空弁のコントローラ部は、汚
水タンクの所定の液位に応答して作動する液位検知ダイ
ヤフラムと、真空弁の開閉を切替える３方弁を有し、液
位検知ダイヤフラムの動きでプランジャを介して検知弁
を作動させることにより真空下水管から圧力制御室への
真空力の供給をオン／オフし、この真空力により３方弁
を作動させることにて真空弁を開閉制御可能としてい
る。そして、この圧力制御室に導いた真空力はニードル
弁により大気解放し、このニードル弁の開度調節によっ
て真空弁の開閉時間を増減制御することとしている。

【０００５】即ち、汚水タンクの水位を圧力変換してコ
ントローラ部の液位検知ダイヤフラムに伝達する液位検
知管をタンクに設置し、タンクの水位の上昇による液位
検知管内空気の圧縮による圧力上昇により液位検知ダイ
ヤフラムを押し下げて検知弁を開くことにて真空下水管
の真空圧を導き、この真空圧を３方弁を介して真空弁の
弁作動室に供給して真空弁を開く。真空弁の開き後の汚
水の吸引によるタンクの水位の低下で液位検知管内の圧
力も大気圧に戻ると、液位検知ダイヤフラムも戻って検
知弁を閉じ、今度は大気が導かれ、この大気圧を３方弁
を介して真空弁の弁作動室に供給して真空弁を再び閉じ
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】真空弁の作動時にはコ
ントローラ部に真空圧と大気圧が交互に切り替わり作用
し、コントローラ部の内部にて断熱膨張による結露現象
を発生することがある。従来の真空弁では、その開放時
間調整機能として、コントローラ部の内部での空気流量
を制御するものがあったが、このような結露水等によっ
て調整設定時間が変動することも考えられる。

【０００７】本発明の課題は、コントローラ部の構造を
簡素化しながら、真空弁の開放時間を安定的に制御可能
とすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、タンクの液位を圧力変換して作動するダイヤフラム
式のコントローラ部を用いる真空弁において、タンクに
設置された液位検知管からコントローラ部に到達する圧
力伝達路の空気流量を確保可能とする逆止弁と、コント
ローラ部の側から液位検知管の側への空気の抜け流量を
調整可能とする流量調整弁とを有してなるようにしたも
のである。

【０００９】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、前記液位検知管からコントロ
ーラ部への空気流量の変化が過大なときに、その空気流
量を絞る制御弁を有してなるようにしたものである。

【００１０】

【作用】請求項１の本発明によれば下記、の作用が
ある。 ダイヤフラム式検知の真空弁では、汚水タンクに液位
検知管を設け、汚水水位の変化を検知管内の空気圧に圧
力変換し、この液位検知管に連通する真空弁のコントロ
ーラ部に伝搬させている。水位変化に基づく空気圧の変
化はコントローラ部の内部の液位検知ダイヤフラムを押
し下げ、真空弁を起動させる。本発明により、コントロ
ーラ部の内部の圧力変動の大きな部位におけるニードル
弁等による流量調整機能はもたせず、液位検知ダイヤフ
ラムよりも液位検知上流部で真空弁の開閉時間制御を行
なうものとする。この部位は真空弁作動中の圧力変動が
ほとんど作用せず、水位の変化による圧力の変動がある
程度である。また、液位検知管の開口部はタンク底部の
みであり、内部の空気の変動も少ない（コントローラ部
の内部は常に外部より新しい空気を導入するため、外部
から塵や水が流入して開閉時間調整弁の作用に異常をき
たす可能性もある）ため、開閉時間調整のための空気流
量調整機能を設けても経年変動を殆ど無視することが可
能となる。

【００１１】上記により、コントローラ部の外部、
即ち液位検知管からコントローラ部に到達する圧力伝達
路に、本発明の逆止弁と流量調整弁を設けることによ
り、コントローラ部の構造を簡素化しながら、真空弁の
開放時間を安定的に制御できる。

【００１２】請求項２の本発明によれば下記の作用が
ある。 液位検知管からコントローラ部への空気流量の変化が
過大なときに、その空気流量を絞る制振弁を設けた。従
って、汚水タンクへの大流量の汚水流入による液面の波
立ちにより、液位検知ダイヤフラムが過敏に反応して、
真空弁が早期作動（本来の起動水位に達しない状態での
作動）しないように液位検知管内の空気圧の伝搬を瞬間
的に抑え、誤作動を防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は真空式汚水収集装置を示す
模式図、図２は真空弁を示す模式図、図３は真空弁のコ
ントローラ部を示す断面図、図４は真空弁の作動原理を
示す模式図、図５は真空弁の作動原理を示す模式図、図
６は真空弁開放調整装置を示す模式図、図７は液位検知
時の真空弁開放調整装置を示す模式図、図８は真空弁開
き時の真空弁開放調整装置を示す模式図、図９は大量汚
水流入時の真空弁開放調整装置を示す模式図である。

【００１４】真空式汚水収集装置１０は、図１に示す如
く、汚水タンク１１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。

【００１５】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。

【００１６】真空弁１５は、図１、図２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。

【００１７】弁体２４は上述の吸込み管１３と真空下水
管１４との連絡部を構成する連絡路２８を開閉する。

【００１８】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。

【００１９】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。尚、弁作動室２５の
プランジャ３０より下室は、大気連通管４３がホース４
６を介して接続され大気圧になっている。

【００２０】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の上室に真空圧を付与
し、上下室の差圧（下室は大気圧）によってプランジャ
３０を引上げることにてバルブ弁体２４に開力を付与
し、真空弁１５を開状態として吸込み管１３に真空下水
管１４を導通せしめる。

【００２１】コントローラ部２７は例えば以下の如く構
成されている。コントローラ部２７は、図３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。

【００２２】コントローラ部２７には、タンク１１に連
通する液位検知管３７がホース３８を介して接続される
液位検知管接続口５６を有している。液位検知管接続口
５６は第１ケース５１に制振防止ダイヤフラム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とと
もに、ダイヤフラム５９の外周部は固定されておらず、
下側からの空気はダイヤフラム５９の周囲も通り抜ける
ようになっている。

【００２３】また、コントローラ部２７は、真空下水管
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。

【００２４】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。

【００２５】第１ケース５１と第２ケース５２は液位検
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の上部には液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（検知スイッ
チ）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ＵパッキンもしくはＯリング等の
軸シール６７が設けられている。

【００２６】検知弁６８は、部屋８３内に配設されてプ
ランジャ６５によりオン／オフせしめられ、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（真空口）を開閉
可能とするのである。尚、６６はプランジャ６５の戻し
バネである。

【００２７】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は真空下水管に通路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９６
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、上下スライド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５３には隔壁が設けられているが一部に連通口８
８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。

【００２８】また、第３ケース５３の上部部屋８３（圧
力制御室）の内外を連通する通路９３には真空力解除弁
としてのダイヤフラム付きニードル弁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。

【００２９】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内の汚水の液位が上昇すると、液位検知管
３７、ホース３８、制振防止ダイヤフラム５９の微小孔
を通じ、液位検知ダイヤフラム上部室８１の空気圧力が
上昇し、液位検知ダイヤフラム下部室８２が大気に連通
しているため、圧力差を生じた液位検知ダイヤフラム６
０を下方に変位させる（図４（Ａ）、（Ｂ））。

【００３０】液位検知ダイヤフラム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を下方に押し下げる（図４（Ｂ））。

【００３１】プランジャ６５がある変位下がる（汚水
の液位があるレベル上昇する）と、検知弁６８が反転
（オン動作）し、通路５７Ａの真空口を開く（図４
（Ｃ））。

【００３２】検知弁６８の開作動により第３ケース室
８３、８４が真空になり（図４（Ｄ））、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が上方に引上げられ、
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の上室に通じる部屋８６を真空状態にさ
せる（図４（Ｅ））。これにより真空弁１５は、作動室
２５の上下室の差圧（下室は大気圧）により開状態とな
り（図４（Ｆ））、タンク内の汚水が真空下水管内１４
に排出される（図５（Ａ））。

【００３３】タンク内の液体が排出されると、液位が
低下し（図５（Ｂ））、液位検知ダイヤフラム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、制振防止ダイヤフラム５９の外周端部より空
気が直ちに抜ける（図５（Ｃ））。

【００３４】反転していた検知弁６８が戻って（オフ
動作）通路５７Ａの真空口を閉じ、部屋８３、８４に真
空が導入されなくなる（図５（Ｄ））。

【００３５】第３ケース５３の部屋８３にあった真空
は、通路９３、検知ダイヤフラム６０の下部の部屋、通
路９４を通じ大気を導入するため、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（図
５（Ｅ））、弁体７１も元の第５ケース５５の弁座７３
を閉じ（図５（Ｆ））、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。このとき、通路９２を通じ
大気を取り込むが、通路９３を通じ液位検知ダイヤフラ
ム６０の下部の部屋が減圧状態になり、液位検知ダイヤ
フラム６０を下方に引きつけようとするが、ダイヤフラ
ム５９が弁座１０１に引きつけられ、弁座１０１の孔を
塞ぎ液位検知ダイヤフラム６０の上部部屋８１を密封す
るため、液位検知ダイヤフラム６０は下方に変位しない
ため、この下方にあるプランジャ６５を押し下げ、再び
検知弁６８を作動させることがなくなる。

【００３６】真空弁１５の作動室２５の上室にコント
ローラ部２７の大気圧接続口５８、大気弁通管４３を介
して大気が流入し、作動室２５の上下室の差圧がなくな
り真空弁１５を閉じる（図５（Ｇ））。

【００３７】然るに、真空弁１５にあっては、図２に示
す如く、液位検知管３７の上端部のホース３８の接続部
に、真空弁開放調整装置２００を設けてある。真空弁開
放調整装置２００は、図６に示す如く、液位検知管３７
に取着される受口２０１と、ホース３８が接続されるホ
ース取付口２０２を有している。真空弁開放調整装置２
００は、液位検知管３７からコントローラ部２７に到達
する圧力伝達路の空気流量をストレスなく確保可能とす
るための、ボール弁体を用いた逆止弁２０３を備えてい
る。また、真空弁開放調整装置２００は、コントローラ
部２７の側から液位検知管３７の側への空気の抜け流量
を調整可能とするニードル弁状の流量調整弁２０４を備
えている。また、真空弁開放調整装置２００は、液位検
知管３７からコントローラ部２７への空気流量の変化が
過大なときに、その空気流量を絞る制振隔膜からなる制
振弁２０５を備え、制振弁２０５に小さな透孔２０６を
備えている。

【００３８】以下、真空弁開放調整装置２００の動作に
ついて説明する。 (A) 液位検知時の動作（図７） タンク１１に汚水が溜まり、液検知管３７の空気圧力が
徐々に上昇すると、この空気が制振弁２０５の透孔２０
６を通り、逆止弁２０３のボール弁体を押し上げてコン
トローラ部２７の液位検知ダイヤフラム上部室８１に供
給される。このとき、この逆止弁２０３を通過する空気
量より少ないものの、流量調整弁２０４の通路もコント
ローラ部２７に液位検知ダイヤフラム上部室８１への空
気を通す。こうしてコントローラ部２７の液位検知ダイ
ヤフラム上部室８１に供給された空気は、前述した如
く、コントローラ部２７の液位検知ダイヤフラム６０を
変位せしめ、ひいては真空弁１５を開く。

【００３９】(B) 真空弁開き時の動作（図８） 真空弁１５が開くと、タンク１１内の汚水が吸引されて
水位が低下することにより、液位検知管３７の空気の加
圧も減圧される。このとき、逆止弁２０３は逆止機能に
より閉止され、コントローラ部２７側の空気がこの経路
から抜けることはない。液位検知ダイヤフラム上部室８
１の空気は、逆止弁２０３に並列配置されている流量調
整弁２０４を通って液位検知管３７の側に抜け戻ること
になる。よって、この流量調整弁２０４の開度を調整す
ることにより、戻り空気量を加減することができる。真
空弁１５の閉止は、この空気の抜けによるコントローラ
部２７の内部の切替によって起動するため、流量調整弁
２０４を絞るほど、真空弁１５の閉止までの時間が長く
なる。即ち、真空弁１５の開放時間をこの流量調整弁２
０４により制御できる。

【００４０】(C) 大量汚水流入時の動作（図９） タンク１１に不意に大流量の汚水が流入した場合、水面
が激しく揺れるため、タンク１１の水位が本来の起動水
位に達しなくても、液位検知管３７の空気圧力が瞬間的
に過大となることがある。この場合、制振弁２０５が図
９に示す如くに作動して圧力伝達路を遮断し、この過大
空気圧の伝搬を瞬間的に抑え、真空弁１５の早期作動
（本来の起動水位に達しない状態での作動）を防止す
る。従って、真空弁開放調整装置２００を用いた本実施
形態によれば、以下の作用がある。

【００４１】コントローラ部２７の外部、即ち液位検
知管３７からコントローラ部２７に到達する圧力伝達路
に、逆止弁２０３と流量調整弁２０４を設けることによ
り、コントローラ部２７の内部に生ずる結露水等の悪影
響、外部空気の導入による塵や水の悪影響を受けること
なく、真空弁１５の開放時間を安定的に制御できる。

【００４２】液位検知管３７からコントローラ部２７
への空気流量の変化が過大なときに、その空気流量を絞
る制振弁２０５を設けた。従って、汚水タンク１１への
大流量の汚水流入による液面の波立ちにより、液位検知
ダイヤフラム６０が過敏に反応して、真空弁１５が早期
作動（本来の起動水位に達しない状態での作動）しない
ように液位検知管３７内の空気圧の伝搬を瞬間的に抑
え、誤作動を防止できる。

【００４３】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
発明の大気開放調整装置２００の取付け位置は、液位検
知管からコントローラ部への圧力伝達経路に設けるもの
であれば、必ずしもホース３８が接続される液位検知管
３７の上端部であることを要しない。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コントロ
ーラ部の構造を簡素化しながら、真空弁の開放時間を安
定的に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は真空式汚水収集装置を示す模式図であ
る。

【図２】図２は真空弁を示す模式図である。

【図３】図３は真空弁のコントローラ部を示す断面図で
ある。

【図４】図４は真空弁の作動原理を示す模式図である。

【図５】図５は真空弁の作動原理を示す模式図である。

【図６】図６は真空弁開放調整装置を示す模式図であ
る。

【図７】図７は液位検知時の真空弁開放調整装置を示す
模式図である。

【図８】図８は真空弁開き時の真空弁開放調整装置を示
す模式図である。

【図９】図９は大量汚水流入時の真空弁開放調整装置を
示す模式図である。

【符号の説明】

１１ タンク １５ 真空弁 ２７ コントローラ部 ３７ 液位検知管 ６０ 液位検知ダイヤフラム ２０３ 逆止弁 ２０４ 流量調整弁 ２０５ 制振弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクの液位を圧力変換して作動するダ
   イヤフラム式のコントローラ部を用いる真空弁におい
   て、 タンクに設置された液位検知管からコントローラ部に到
   達する圧力伝達路の空気流量を確保可能とする逆止弁
   と、 コントローラ部の側から液位検知管の側への空気の抜け
   流量を調整可能とする流量調整弁とを有してなることを
   特徴とする真空弁。
2. 【請求項２】 前記液位検知管からコントローラ部への
   空気流量の変化が過大なときに、その空気流量を絞る制
   御弁を有してなる請求項１記載の真空弁。