JPH108534A

JPH108534A - 真空式下水道

Info

Publication number: JPH108534A
Application number: JP16195596A
Authority: JP
Inventors: Yoshitami Muraki; 良民村木
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-13
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: JP3784106B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で異常区域を容易かつ早期に特定する。【解決手段】真空下水管２の途中にはベンチュリ管６
が形成されている。圧力検出手段１９は、ベンチュリ管
６での圧力の変化量を検出する。異常検出手段２０は、
圧力検出手段１９で検出された圧力の変化量を所定の閾
値と比較することにより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】本発明は真空式下水道、特
に、異常発生区域の特定を容易に行うことができると共
に、修理の容易な真空式下水道に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭や施設等から下水を回収する
手段として、真空式下水道が利用されるようになってき
ている。この真空式下水道は、各家庭等の排水部の下水
を、流入管を介して真空弁ユニットに貯溜し、各真空弁
ユニットから真空下水管を介して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】前記真空弁ユニットには、真空弁が設けら
れ、真空弁ユニット内の貯水量が所定値を越えると、前
記真空弁が開口して下水を真空ステーション側へと流下
させるようになっている。

【０００４】ところで、前記真空弁は、故障や下水内に
含まれるゴミ等が弁座や弁体に付着して完全に閉鎖しな
い状態となることがある。この場合、半開きになった真
空弁から大量の空気を連続的に吸引するため、真空ステ
ーションの排気能力が不足し、下水道全体の真空度が低
下する結果、下水の回収が不十分となったり、逆流した
りするという問題が発生する。このため、異常箇所を早
期に検出して修理を行う必要があるが、係員が各真空弁
を１つずつ点検していたのでは、効率が悪く、一度に何
箇所も故障した場合には対処しきれないという問題があ
る。そこで、次のような方法により異常箇所を特定する
ようにしている。

【０００５】例えば、第１の方法では、真空弁毎にリミ
ットスイッチ等の弁の開閉を検出する検出センサを設
け、所定時間開状態となると、ライトが点滅したり、ブ
ザーがなったりすること等により報知する。第２の方法
では、第１の方法と同様な検出センサでの検出信号を電
話回線やケーブル（有線）を介して本部に連絡する。第
３の方法では、第２の方法の電話回線に代えて、無線送
信用アンテナを使用する（特開平６−９３６５２号公報
参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記い
ずれの方法でも、各真空弁毎に検出センサが必要となり
コストがかかるばかりか、真空下水管の途中での異常検
出はできない。また、第１の方法では、係員が場所を特
定しにくく、ブザー等の音によれば騒音等の問題があ
る。第２の手段では、各検出センサ毎に電話回線やケー
ブルを布設しなければならないので、かかるコストはさ
らに高くなる。第３の方法では、設置場所によっては、
建物の関係等から電波がうまく届かない場合もある。こ
れは、設置後に建設工事が行われる場合もあり、予測困
難である。

【０００７】そこで、本発明は、安価で異常区域を容易
かつ早期に特定できる真空式下水道を提供することを課
題とする。

【０００８】

【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、複数箇所で分岐する真空下水管を介し
て真空ステーションに下水を回収する真空式下水道にお
いて、前記真空下水管の途中に配設され、該真空下水管
内を流下する空気の流速を直接又は間接的に検出する流
速検出手段と、該流速検出手段で検出された値の変化量
を所定の閾値と比較することにより異常の有無を検出す
る異常検出手段とを設けたものである。この構成によれ
ば、異常検出手段により異常検出された流速検出手段の
うち、最上流側に位置する真空下水管の上流側の区域で
異常が発生したと判断することができる。

【０００９】前記流速検出手段は、真空下水管の途中に
形成される断面積変化部と、該断面積変化部での圧力の
変化量を検出する圧力検出手段とから構成するのが好ま
しい。断面積変化部としては、ベンチュリ管や、真空下
水管内にオリフィスを形成したもののほか、徐々に断面
積が大きくなる配管で構成することができ、要は流速の
変化を圧力の変化として検出可能な構造であればよい。
また、前記流速検出手段は、真空下水管内を流下する空
気の流れを直接検出するものや、流速の変化に伴う温度
変化を抵抗値として検出する熱線風速計等も適用可能で
ある。

【００１０】前記断面積変化部は、前記真空下水管の鉛
直下方に位置する所定領域の壁面を除いて、下水の流れ
方向に沿って徐々に断面積が変化するように形成された
ものであるのが好ましい。この構成によれば、下水内に
汚物等が含まれていたとしても、滞留して下水の流下を
妨げることはない。

【００１１】前記断面積変化部は、真空下水管から取り
外し可能に設けられているのが好ましい。この構成によ
れば、圧力検出手段等が故障すれば、取り外すことがで
きる。

【００１２】この場合、前記断面積変化部の上流側と下
流側に仕切弁を設け、該両仕切弁の上流側と下流側に仕
切弁を有するバイパス管を並設するのが好ましい。この
構成によれば、圧力検出手段等の修理中であっても、下
水の流下が保証される。

【００１３】また、前記流速検出手段は、真空下水管の
途中に設けた音圧検出手段で構成してもよい。音圧検出
手段としては、マイクロホン等を真空下水管内や、真空
下水管からの分岐管等に設けることにより、真空下水管
内の空気の流速変化を、空気流に伴って発生する音圧の
変化量として検出できるものが採用可能である。

【００１４】前記閾値は、異常検出位置の違いに応じて
値を変更するのが好ましい。すなわち、前記流速検出手
段の配設場所や配設する真空下水管の内径、検出しよう
とする異常の種類に応じて変更すればよい。例えば、流
速検出手段として、断面積変化部例えばベンチュリ管
と、圧力検出手段とを適用する場合、これらを設ける真
空下水管の内径が大きければ大きい程、つまり、真空ス
テーションに近づけば近づく程、圧力検出手段よって検
出される圧力の差が小さくなる。また、真空弁が開放状
態に維持される場合には、検出圧力の差が大きくなる
が、真空下水管の漏洩等によるものでは、程度の差はあ
るものの、一般に小さくなると予測される。したがっ
て、前記閾値は、圧力検出手段によって検出される正常
時の圧力変化量の平均値と、検出の対象となる異常時の
圧力変化量の平均値との中間値にすればよい。

【００１５】

【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。

【００１６】図１及び図２は、本発明に係る真空式下水
道の概略図である。この真空式下水道では、真空ステー
ション１から延びる真空下水管２が複数箇所で枝分かれ
し、いわゆる樹枝状配管２ａとなって所定箇所に設けた
各真空弁ユニット３にそれぞれ接続されている。そし
て、各真空弁ユニット３は、流入管４を介して各家庭や
施設の排水部５にそれぞれ接続されている。これによ
り、各家庭等で発生した下水が、流入管４を介して排水
部５に自然流下し、真空下水管２を介して真空ステーシ
ョン１に吸引される。前記真空下水管２にはリフト構造
が採用され、所定箇所にベンチュリ管６がそれぞれ設け
られている。

【００１７】前記ベンチュリ管６は、図２に示すよう
に、真空下水管２が分岐する位置で、所定数の真空弁ユ
ニット３が接続された１ブロック（図２中、１点鎖線で
囲った部分）毎に設置されている。なお、７は仕切弁
（後述する第１仕切弁２２又は第２仕切弁２３）で、下
記する真空弁ユニット３やベンチュリ管６と同様に、マ
ンホール部１５内に設けられている。

【００１８】前記真空弁ユニット３では、図３に示すよ
うに、ユニット本体８に流入管４が接続され、排水部５
からの下水が自然流下するようになっている。また、ユ
ニット本体８には真空下水管２が貫通し、その先端開口
部は底面近傍に位置している。さらに、真空下水管２の
途中には真空弁部材９が設けられている。真空弁部材９
は、図４に示すように、真空弁１０の中心から軸部１１
がケーシング１２内に延び、ケーシング１２内に収容さ
れたスプリング１３の付勢力で流路２ａを閉塞してい
る。そして、ユニット本体８内に貯溜される下水の水位
が上昇すれば、コントローラ１４が作動し、ケーシング
１２内が下流側の真空下水管２と連通する。これによ
り、ケーシング１２内が負圧となって真空弁１０は流路
２ａを開放してユニット本体８内の下水を差圧により流
下させる。また、水位が降下すれば、コントローラ１４
が作動し、ケーシング１２と下流側の真空下水管２との
連通が遮断される。これにより、スプリング１３の付勢
力によって、真空弁１０は流路２ａを閉塞する。

【００１９】前記ベンチュリ管６は、図５に示すよう
に、真空下水管２の途中に設けたマンホール部１５に位
置している。マンホール部１５は、有底筒状のマンホー
ル本体１６と、その上方開口部を閉塞する蓋体１７とか
らなる。前記ベンチュリ管６の断面形状は、図７に示す
ように、鉛直下方側を除いて断面積が徐々に小さくなる
ように形成されている。つまり、下水内にゴミ等が含ま
れていても、下水が流下する際の妨げとなりにくい断面
形状である。前記ベンチュリ管６の各部の寸法は、管呼
び径に応じて（表１）ないし（表３）に示すように決定
すればよい。なお、これらの値は、（JIS Z-8762）に基
づいて決定した。ここでは、絞り比を０．８、Ｏ．７、
０．６とした場合のみを記載したが、他の絞り比であっ
ても同様に決定すればよい。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】前記ベンチュリ管６の絞り部の上流近傍及
び最小断面積部にはノズル１８がそれぞれ接続され、圧
力検出装置１９により、圧力の変化量（差圧）が検出で
きるようになっている。前記圧力検出装置１９で検出さ
れる差圧は、真空弁部材９が正常に作動している場合
と、異常が発生して開放状態に維持された場合とで次の
ような差がある。なお、圧力損失△ω及び差圧△Ｐは
（JIS Z-8762）に示される（数１）及び（数２）により
求めた。

【００２４】

【数１】

【００２５】

【数２】

【００２６】例えば、管呼び径が75mmの真空下水管２で
は、真空度が-6mAqの場合、最大下水量は0.00097（m³/s
ec）、このときの空気流量は0.00347(m³/sec)であるの
で、絞り比（d/D）を0.8とした場合、差圧は、0.5539
（Pa）、圧力損失は、0.0178（Pa）となる。一方、圧力
検出装置１９の上流側の真空弁部材９に異常が発生して
開放状態に維持されると、例えば、真空弁部材９の開口
径を50mmとした場合、上流側から大量の空気が流入する
結果、真空度が-4.2mAqに低下し、ベンチュリ管６で検
出される差圧は、773.30007（Pa）、圧力損失は109.593
8（Pa）となる。なお、他の異常時の結果は次の（表
４）及び（表５）に示す通りであり、正常時の結果は
（表６）に示す通りである。これらの結果から明らかな
ように、いずれの場合も検出される差圧には大きな開き
があり、その中間値に閾値を設定しておけば、容易に異
常検出可能であることが理解できる。

【００２７】

【表４】

【００２８】

【表５】

【００２９】

【表６】

【００３０】ところで、前記圧力検出装置１９で検出さ
れた差圧は、専用回線を介して、例えば、真空ステーシ
ョン１に設置した制御装置２０に入力されるようになっ
ている。すなわち、この圧力検出装置１９は、図示しな
いモデムを介して電話回線により制御装置２０に接続さ
れ、常時検出データが入力されるようになっている。制
御装置２０では、入力される差圧データに基づいて、下
記するように、これらのデータと予め設定した変更可能
な閾値とを比較することにより、異常の有無を検出し、
異常があれば係員にその旨を報知する。

【００３１】なお、前記マンホール部１５内の真空下水
管２では、図６に示すように、ベンチュリ管６の近傍両
側に第１仕切弁２１及び第２仕切弁２２がそれぞれ接続
されている。また、ベンチュリ管６、第１仕切弁２１及
び第２仕切弁２２と並列に、第３仕切弁２３を有するバ
イパス管２４が、第１仕切弁２１及び第２仕切弁２２の
上流側及び下流側の真空下水管２にそれぞれ接続されて
いる。そして、真空弁部材９等に故障が発生すれば、マ
ンホール部１５の蓋体１７を開け、第１仕切弁２１及び
第２仕切弁２２を閉じ、第３仕切弁２３を開放すること
により、真空弁部材９を取り外すことが可能である。こ
の間、バイパス管２４を介して上下流が連通しているの
で、下水の流下が妨げられることはない。

【００３２】前記構成の真空式下水道では、次のように
して異常区域の検出を行う。

【００３３】すなわち、制御装置２０では、圧力検出装
置１９から入力される差圧を、予め設定してある閾値と
比較する。真空弁部材９が正常な状態で作動している間
は、差圧は、図８のグラフ中、実線で示すように、非常
に小さい値で変化する（真空度の変化は、真空弁１０の
開閉に伴うものである。）。ところが、真空弁部材９が
故障する等により真空下水管２内に大量の空気が流入し
てくると、検出される差圧は、図５中、点線で示すよう
に、大幅に増大する。そこで、閾値を正常時及び異常時
にそれぞれ検出される差圧の間に設定しておくことによ
り、差圧が閾値を越えなければ、「異常無し」、越えれ
ば、「異常有り」と判断する。

【００３４】具体的に、図２中、Ａ点で真空弁部材９が
故障する等により異常が発生した場合、区域Ｓでの真空
下水管２の真空度が大幅に低下し、圧力検出装置１９
ｂ，１９ｃで検出される差圧が大幅に増大する。このと
き、圧力検出装置１９ａで検出される差圧も大幅に増大
するが、これは、Ａ点での真空弁部材９が故障したこと
による一時的なものである。つまり、前記圧力検出装置
１９ａで検出される差圧は、一旦、故障した真空弁部材
９からの空気の流入による逆流のために大きくなるが
（通常とは逆のマイナスの差圧が発生する。）、その後
所定時間内に平衡して０となる（図８中、１点鎖線で示
す。）。したがって、所定時間経過するまでの間、検出
された差圧が閾値を越えているか否かにより、異常検出
区域を特定する。圧力検出装置１９ｂが最上流側に位置
しており、その上流側に異常検出していない圧力検出装
置１９ａが存在するので、その区域Ｓで異常が発生した
と判断できる。そこで、真空ステーション１の制御装置
２０で、係員に異常区域を報知する。また、Ｂ点での真
空弁部材９が故障した場合、圧力検出装置１９ａ，１９
ｂ，１９ｃのいずれもが異常検出し、しかも最上流側の
圧力検出装置１９ａの上流には圧力検出装置１９は存在
しないので、区域Ｔで異常したと判断できる。

【００３５】このように、前記真空式下水道によれば、
異常発生箇所がどの区域であるのかを判断することによ
り、異常発生箇所の特定を容易にしている。しかも、真
空下水管２の所定箇所にベンチュリ管６を設け、そこで
の差圧を検出することにより、異常の発生区域を特定す
るようにしている。したがって、設備を安価なものとす
ることができ、得られたデータに基づいて１箇所（真空
ステーション１の制御装置２０）で迅速に判断すること
が可能である。

【００３６】前記実施の形態では、真空下水管２の途中
にベンチュリ管６を設けることにより、異常発生に伴う
流速の変化を差圧として検出するようにしたが、このベ
ンチュリ管６に代えて、管路途中にオリフィスを形成す
るようにしたり、管路途中で断面積を部分的に大きくす
る構造等を採用してもよい。

【００３７】また、前記断面積変化部に代えて、次のよ
うな流速検出手段を設けるようにしてもよい。すなわ
ち、真空下水管２内あるいは真空下水管２から分岐した
迂回路に流速検出センサや熱線風速計等を配設したもの
である。流速検出センサは、プロペラ等を管内に挿入
し、流速の変化に伴うプロペラの回転数を電気的信号と
して取り出すようにしたものである。一方、熱線風速計
は、管内にニクロム線等を配設し、流速の変化に伴い熱
平衡状態となった場合の電気抵抗値を測定するようにし
たものである。

【００３８】さらに、前記流速検出手段としては、真空
下水管２の途中や、そこから分岐した配管に設けたマイ
クロフォン等で構成するようにしてもよい。これによれ
ば、真空下水管２内を流れる空気の流速変化を、空気流
に伴って発生する音圧レベルの差として検出することに
より、その上流側所定区域に発生した異常を安価かつ簡
単な構成で特定することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る真空式下水道によれば、真空下水管の途中に流速
検出手段を設け、異常検出手段で配設位置の上流側の所
定区域での異常を検出するようにしたので、従来のよう
に、検出センサ等を設けた特定箇所の異常検出ではな
く、真空弁や真空管路を含めた所定範囲に亘る異常検出
を行うことができる。したがって、検出センサや使用通
信回線の数がそれ程増えることがなく、非常に安価に異
常箇所の検出を行うことが可能となる。しかも、異常検
出を特定できる範囲を近接した範囲に設定しておけば、
係員が異常箇所の特定に手間取ることがない。

【００４０】特に、前記流速検出手段を、断面積変化部
と圧力検出手段とにより、流速の変化に伴う差圧の変化
を検出するようにすれば、異常検出を安価かつ容易に行
うことができる。

【００４１】また、断面積変化部での断面形状を、前記
真空下水管の鉛直下方に位置する所定領域の壁面を除い
て、下水の流れ方向に沿って徐々に断面積が変化して内
方にせり出すように形成しておけば、下水内の含まれる
ゴミ等の流下を妨げることがなく、常にスムーズな流動
状態を維持することができる。

【００４２】さらに、断面積変化部を取り外し可能な構
成としておくことにより、修理が容易となり、バイパス
管を並設しておけば、修理中にも下水の流下が妨げられ
ることはない。

【００４３】また、前記流速検出手段を、音圧検出手段
で構成することにより、流速の変化を、空気流に伴って
発生する音圧レベルの変化量として検出するようにすれ
ば、異常検出を前記断面積変化部と圧力検出手段とで構
成する場合に比べてさらに安価かつ簡単な構造で行うこ
とができる。

【００４４】さらにまた、異常判断の閾値を、異常検出
位置の配設条件に応じて変更しておけば、よりきめ細や
かな検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空式下水道の概略図である。

【図２】図１の真空式下水道の設置状況を示す平面図
である。

【図３】図１の真空弁ユニットを示す正面断面図であ
る。

【図４】図３の真空弁を示す拡大断面図である。

【図５】図１のベンチュリ管近傍を示す正面断面図で
ある。

【図６】図５のベンチュリ管近傍の配管状態を示す平
面図である。

【図７】図５の部分拡大図である。

【図８】正常時及び異常時での検出差圧の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

２真空下水管６ベンチュリ管１９圧力検出装置（圧力検出手段）２０制御装置（異常検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数箇所で分岐する真空下水管を介して
真空ステーションに下水を回収する真空式下水道におい
て、前記真空下水管の途中に配設され、該真空下水管内を流
下する空気の流速を直接又は間接的に検出する流速検出
手段と、該流速検出手段で検出された値の変化量を所定
の閾値と比較することにより異常の有無を検出する異常
検出手段とを設けたことを特徴とする真空式下水道。
【請求項２】前記流速検出手段は、真空下水管の途中
に形成される断面積変化部と、該断面積変化部での圧力
の変化量を検出する圧力検出手段とからなることを特徴
とする請求項１に記載の真空式下水道。
【請求項３】前記断面積変化部は、前記真空下水管の
鉛直下方に位置する所定領域の壁面を除いて、下水の流
れ方向に沿って徐々に断面積が変化するように形成され
たものであることを特徴とする請求項２に記載の真空式
下水道。
【請求項４】前記断面積変化部は、真空下水管から取
り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項３
に記載の真空式下水道。
【請求項５】前記断面積変化部の上流側と下流側に仕
切弁を設け、該両仕切弁の上流側と下流側に仕切弁を有
するバイパス管を並設したことを特徴とする請求項２な
いし４のいずれか１項に記載の真空式下水道。
【請求項６】前記流速検出手段は、真空下水管の途中
に設けた音圧検出手段からなることを特徴とする請求項
１に記載の真空式下水道。
【請求項７】前記閾値は、異常検出位置の違いに応じ
て値を変更したことを特徴とする請求項２ないし６のい
ずれか１項に記載の真空式下水道。