JPH0978673A - 真空式下水道のリフト損失防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設コストが安くて済み、必要とする動力が
小さく、メンテナンスも容易な真空式下水道のリフト損
失防止装置を提供すること。 【解決手段】 上流側の真空汚水管３と、真空汚水管３
よりも高い位置に設置される下流側の真空汚水管６と、
真空汚水管３の端部に接続される集水タンク２と、集水
タンク２と真空汚水管６の間に接続される汚水通過用の
流出管５及び気体通過用の通気管７と、集水タンク２を
外気に接続する空気取入管８と、通気管７と空気取入管
８のいずれかを開とし他のいずれかを閉とするように切
り換える切替弁９−１，９−２とを具備する。集水タン
ク２内に所定量の汚水が溜ると切替弁９−１，９−２に
よって通気管７を閉じるとともに空気取入管８を開いて
集水タンク２内に外気を流入し、真空汚水管６内の真空
圧と集水タンク２内の気圧との差圧によって集水タンク
２内の汚水を流出管５を通して真空汚水管６に押し上げ
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、障害物などのため
に管路中にリフトが必要となる場所であってもそのリフ
ト損失を防止できる真空式下水道のリフト損失防止装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は真空式汚水収集システムの一例を
示す概略図である。同図に示すように、各家庭５０や工
場などから排出された汚水は、自然流下式の流入管５１
を通して地下に埋設された真空弁ユニット５３に流れ込
む。そして該汚水が真空弁ユニット５３内に所定量溜る
と、真空弁５５が開いて真空下水管５７に吸い込まれ、
真空ポンプ場５９の集水タンク６１に集められ、さらに
圧送ポンプ６３によって汚水処理場などに送られる。

【０００３】ところで上記集水タンク６１内の真空度
は、通常−６ｍＡｑ〜−７ｍＡｑの範囲となるようにそ
の真空ポンプ６５が運転されている。

【０００４】一方、真空弁５５の開閉に必要な真空度は
−２．５ｍＡｑなので、真空ポンプ場５９で最も真空度
が下がったとき、即ち−６ｍＡｑとなった時でも末端の
真空弁５５が開閉するためには、途中の管路での損失が
３．５ｍＡｑ以内であることが必要である。

【０００５】真空下水管５７で構成される管路の損失に
は、静的な状態（流れのない状態）での損失と、動的な
状態（設計汚水量が流れているときの状態）での損失が
あり、管路全体の損失を考えるときは、両状態の損失が
いずれも許容損失（即ち３．５ｍＡｑ）以内であること
が必要となる。

【０００６】即ち、 静的な状態での損失の和＝静的リフト損失の和≦３．５
ｍＡｑ 動的な状態での損失の和＝動的リフト損失の和＋摩擦損
失の和≦３．５ｍＡｑ である。

【０００７】ここで静的リフト損失は、汚水の流れがな
くリフトが満水となったときの損失水頭であり、〔リフ
ト高さ−管内径〕で計算される。一方動的リフト損失
は、設計汚水量が流れているときのリフト損失水頭であ
り、〔リフト高さ×０．５〕で計算される。

【０００８】ところで真空下水管５７が水路などの障害
物を横断する場合は、該真空下水管５７が障害物の上を
またぐか或いは下を伏せ越しする必要があるが、いずれ
にしてもその登り勾配の部分において、リフトを用いて
真空力で汚水を引き上げるために大きなリフト損失を生
じる。具体的にはそのリフト高さは１．２ｍ〜１．５ｍ
となる。

【０００９】従ってこのような障害物の横断が複数箇所
にある場合は、その部分で水頭が大きく消費され、真空
式汚水収集システム全体の汚水収集範囲が狭くなってし
まう。

【００１０】この欠点を防止するため、従来、下記する
方法が提案されている。 特開平４−２５８４２４号公報に示すように、障害物
の上流側と下流側に設けられた真空汚水管を、障害物の
下側をくぐる通水管で接続するとともに、障害物の上側
をまたぐ通気管で接続する方法。これによって汚水は通
水管内をサイホンの原理で通過し、真空度は通気管によ
って上流側から下流側の真空汚水管に損失なく伝達され
る。

【００１１】特開平５−２０２５５６号公報に示すよ
うに、障害物の上流側の真空汚水管の端部を流入タンク
に接続し、下流側の真空汚水管の端部を流出タンクに接
続し、これらタンクを障害物の上側をまたぐ汚水通過用
のサイホン管と、気体通過用の通気管で接続する方法。
これによって汚水はサイホン管内をサイホンの原理で通
過し、真空度は通気管によって上流側から下流側の真空
汚水管に損失なく伝達される。

【００１２】特開平４−２５８４２７号公報に示すよ
うに、上流側の真空汚水管の端部に設けたマンホール内
に設置したポンプと通水管によって、該上流側の真空汚
水管よりも高い位置にある下流側の真空汚水管に汚水を
揚水するとともに、両真空汚水管を通気管によって接続
する方法。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例には以下のような問題点があった。 (1) 上記の従来例の場合、通水管が伏せ越しとなるた
め、この部分を推進工法等を使った非開削工法で施工し
なければならないので、建設コストが多大になってしま
う。

【００１４】(2) 上記の従来例の場合、初期状態にお
いてサイホン管内を水で満たすときと、使用中にサイホ
ン管内になんらかの理由で気体が入り込んだときのため
に、該サイホン管の最も高い位置に真空ポンプを取り付
けておく必要があり、その建設コストが高くなってしま
う。

【００１５】(3) 上記の従来例の場合、真空状態の汚
水をポンプで揚水するので該ポンプの吸い込み性能（Ｎ
ＰＳＨ）として高い性能が要求され、適用できるポンプ
が限られてしまう。従ってコストが高くなるばかりか、
ポンプのメンテナンスが必要となり煩雑になる。またポ
ンプを駆動するため運転コストも高くなる。

【００１６】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、建設コストが安くて済み、また必要と
する動力が小さく、メンテナンスも容易な真空式下水道
のリフト損失防止装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、上流側の真空汚水管と、該上流側の真空汚
水管よりも高い位置に設置される下流側の真空汚水管
と、前記上流側の真空汚水管の端部に接続されて該真空
汚水管から排出される汚水を一旦貯留する集水タンク
と、該集水タンクと前記下流側の真空汚水管の間に接続
される汚水通過用の流出管と、前記集水タンクと前記下
流側の真空汚水管の間に接続される気体通過用の通気管
と、前記集水タンクを外気に接続する空気取入管と、前
記通気管と空気取入管のいずれかを開とし他のいずれか
を閉とするように切り換える切替弁とを具備し、集水タ
ンク内に所定量の汚水が溜ると前記切替弁によって通気
管を閉じるとともに前記空気取入管を開いて集水タンク
内に外気を流入し、下流側の真空汚水管内の真空圧と集
水タンク内の気圧との差圧によって集水タンク内の汚水
を流出管を通して下流側の真空汚水管に押し上げるよう
に構成した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を
示す概略断面図である。同図に示すように本発明は、上
流側の真空汚水管３と、該真空汚水管３よりも高い位置
に設置される下流側の真空汚水管６と、前記上流側の真
空汚水管３の端部に接続される集水タンク２と、該集水
タンク２と下流側の真空汚水管６の間に接続される汚水
通過用の流出管５及び気体通過用の通気管７と、前記集
水タンク２を大気に連通する空気取入管８と、前記通気
管７と空気取入管８にそれぞれ取り付けられる切替弁９
−１，９−２とによって構成されている。

【００１９】ここで上流側の真空汚水管３は、通常の埋
設深さに埋設されており、その端面には、該端面を開閉
するフラップ弁１２が取り付けられている。このフラッ
プ弁１２は、真空汚水管３内を上流から集水タンク２内
に向かって汚水や気体が流れる場合は開き、逆方向へ向
かって汚水や気体が流れようとしたときは閉じる機構の
ものである。なお上流側の真空汚水管３の途中には制水
弁４が取り付けられている。

【００２０】集水タンク２は地中に設けられたマンホー
ル１内に設置され、真空汚水管３と流出管５と通気管７
がそれぞれ接続されている。またその所定位置には水位
検知器１１が取り付けられている。

【００２１】この水位検知器１１は、集水タンク２内の
汚水がほぼ空になったときの水位と、所定量だけ溜って
排水の必要が生じたときの水位を検出する機能を有す
る。

【００２２】下流側の真空汚水管６は、水路等の障害物
１３の上をまたぐように地表近傍に設置されている。

【００２３】通気管７はその途中から空気取入管８が分
岐しており、その先端は大気に開放されている。

【００２４】切替弁９−１，９−２は、一方が開になる
と他方が閉になるように連動して動作するものであり、
前記水位検知器１１の信号を入力して該切替弁９−１，
９−２に出力を行なう図示しない制御手段によって制御
される。

【００２５】次にこの装置の動作を説明する。まず通常
は、切替弁９−１は閉、切替弁９−２は開とされてい
る。従って下流側の真空汚水管６内の真空圧は、通気管
７を介して集水タンク２内に導入され、上流側の真空汚
水管３内にその圧力が減じられない状態で伝達されてい
く。

【００２６】これによって汚水は真空汚水管３から集水
タンク２内に入り込み、該集水タンク２内で一旦貯留さ
れる。

【００２７】集水タンク２内の汚水の量が増えてその水
位が所定の位置まで上昇すると、水位検知器１１がこれ
を検出して、切替弁９−１を開、切替弁９−２を閉とす
る。

【００２８】これによって集水タンク２内に空気取入管
８から空気が流入し集水タンク２内の気圧は大気圧とな
る。

【００２９】このとき下流側の真空汚水管６は真空圧が
保たれているので、この圧力差によって集水タンク２内
の汚水は、流出管５を通って下流側の真空汚水管６へと
押し上げられる。

【００３０】一方このとき上流側の真空汚水管３は、フ
ラップ弁１２によって密閉されているので、空気は逆流
せず、その真空が保たれる。

【００３１】集水タンク２内の水位が下降して汚水がほ
ぼ空になると、水位検知器１１がこれを検出して前記切
替弁９−１，９−２の開閉状態を切り替え、通気管７を
開とし、空気取入管８を閉とし、最初の状態に戻り、前
記動作を繰り返す。

【００３２】図２は本発明の他の実施形態を示す概略断
面図である。この実施形態において前記実施形態と相違
する点は、空気取入管８の途中にブロワ又は圧縮機１４
を取り付けた点である。

【００３３】本発明にかかる装置が図３に示す真空ポン
プ場５９に近い位置に設置されている場合は、真空汚水
管６内の真空度は、−６ｍＡｑ〜−７ｍＡｑ程度である
ため、これと大気圧との差圧は大きく、従って流出管５
によって汚水を短時間で容易に押し上げることができ
る。

【００３４】しかしながら真空ポンプ場５９よりも遠い
位置に本発明にかかる装置が設置されている場合は、真
空汚水管６内の真空度は管路損失により低くなっている
ので、大気圧との差圧が小さくなってしまうため、流出
管５によって汚水を押し上げることが困難になり汚水排
出時間も長くかかってしまう。

【００３５】そこで本実施形態では、流出管５によって
汚水を押し上げるとき、ブロワ又は圧縮機１４によって
強制的に空気取入管８内に空気を押し込み、集水タンク
２内の気圧を大気圧以上とし、下流側の真空汚水管６と
の差圧を強制的に大きくし、これによって集水タンク２
内の汚水を容易且つ短時間で押し上げることができるよ
うにしたのである。

【００３６】なおこのブロワ又は圧縮機１４は、真空汚
水管６内の真空度が低くなくても、例えば特に高い位置
まで汚水を押し上げたいような場合や、汚水排出時間を
短くしたいような場合に利用できる。

【００３７】以上本発明の実施形態を詳細に説明した
が、本発明はこれに限られず、例えば以下のような種々
の変更が可能である。 上記実施形態においては通気管７と空気取入管８にそ
れぞれ切替弁９−１，９−２を取り付けたが、通気管７
と空気取入管８の分岐部に三方弁を取り付け、これによ
って通気管７と空気取入管８の開閉を切り替えてもよ
い。

【００３８】上記実施形態においては通気管７と空気
取入管８を１本の管に結合して集水タンク２に接続した
が、該通気管７と空気取入管８をそれぞれ全く別の管と
して別々に集水タンク２に接続してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 障害物などを避けるために真空汚水管の管路中に登り
勾配を設ける必要があっても、その部分のリフト損失を
無くすことができる。従って真空式汚水収集システムの
汚水収集範囲を広くすることができる。

【００４０】障害物の上をまたぐように配管できるの
で、その建設コストを安価にすることができる。

【００４１】別途、真空ポンプやモータなどの高価な
機器を設置する必要がなく、また動作に必要な電源も切
替弁を動作させる程度の小さな電源で良いので、建設コ
ストが安価になるばかりか、運転コストも安価になり、
またメンテナンスも容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す概略断面図であ
る。

【図３】真空式汚水収集システムの一例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１ マンホール ２ 集水タンク ３ 上流側の真空汚水管 ５ 流出管 ６ 下流側の真空汚水管 ７ 通気管 ８ 空気取入管 ９−１，９−２ 切替弁 １４ ブロワ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側の真空汚水管と、該上流側の真空
   汚水管よりも高い位置に設置される下流側の真空汚水管
   と、前記上流側の真空汚水管の端部に接続されて該真空
   汚水管から排出される汚水を一旦貯留する集水タンク
   と、該集水タンクと前記下流側の真空汚水管の間に接続
   される汚水通過用の流出管と、前記集水タンクと前記下
   流側の真空汚水管の間に接続される気体通過用の通気管
   と、前記集水タンクを外気に接続する空気取入管と、前
   記通気管と空気取入管のいずれかを開とし他のいずれか
   を閉とするように切り換える切替弁とを具備し、 集水タンク内に所定量の汚水が溜ると前記切替弁によっ
   て通気管を閉じるとともに前記空気取入管を開いて集水
   タンク内に外気を流入し、下流側の真空汚水管内の真空
   圧と集水タンク内の気圧との差圧によって集水タンク内
   の汚水を流出管を通して下流側の真空汚水管に押し上げ
   ることを特徴とする真空式下水道のリフト損失防止装
   置。
2. 【請求項２】 前記空気取入管には、外気の圧力を高め
   て集水タンクに供給するブロワ又は圧縮機を取り付けた
   ことを特徴とする請求項１記載の真空式下水道のリフト
   損失防止装置。