JP6637365B2 - 真空弁制御装置及び真空弁ユニット - Google Patents

Description

本発明は、真空弁制御装置及び真空弁ユニットに関する。

従来、平坦で広い地域等、汚水用の配管を連続的な下り勾配で配置できない場合に、真空式下水道収集システムが用いられている。この種の真空式下水道収集システムとして、特許文献１に記載された真空式下水道収集システムが知られている。

特許文献１の真空式下水道収集システムでは、真空タンクに連通するライン（真空系）が真空弁ユニットに接続されている。真空弁ユニットは、第一端部が汚水ます内に配置された吸込管及び圧力センサ管と、吸込管とラインとの間に配置された真空弁と、真空弁の開閉動作を制御する真空弁制御装置とを備えている。

真空弁制御装置内には、第一ダイヤフラムを挟んで第一室及び第二室が形成され、第二ダイヤフラムを挟んで第三室及び第四室が形成されている。真空弁制御装置内には、各ダイヤフラムの厚さ方向に延びるシャフト（軸状体）が配置されている。真空弁制御装置内には隔壁を介して隣り合う第五室及び第六室が形成されている。シャフトの端部には弁体が固定されている。第五室と第六室との間の隔壁、及び第六室におけるこの隔壁に対向する壁には、貫通孔が形成された弁座が設けられている。シャフトがシャフトの軸線方向に往復動することで、一対の弁座の一方を封止する。
吸込管、圧力センサ管、及び真空弁と、真空弁制御装置の第二室以外の各室とは、フレキシブルチューブ（連結管）で接続されている。第二室は、外部に開口している。

以上のように構成された真空弁ユニットは、以下のように動作する。予め、真空弁は閉じ、弁座は隔壁の弁座を封止している。
汚水ます内の汚水の水位が所定の高さ以上になると、圧力センサ管内の汚水の水位が高くなることにより、真空弁制御装置の第一室内の空気の圧力と第二室内の空気の圧力とに差が生じる。この圧力差により、真空弁制御装置のシャフトが移動する。弁座が壁の弁座を封止し、真空弁を開かせる。真空タンクの吸引力により、吸込管、真空弁、ラインを通して汚水が流れ、汚水が汚水処理施設等で処理される。このとき、吸込管内を流れる汚水により、第三室内の空気の圧力と第四室内の空気の圧力とに差が生じる。これにより、弁座が壁の弁座に押付けられる。

汚水の水位が下がり第一室内の空気の圧力が大気圧になっても、第三室内の空気の圧力と第四室内の空気の圧力とに差が生じている間は、真空弁は開いたままである。
汚水ます内の汚水の水位が吸込管の第一端部よりも下がると、吸込管内を汚水が流れなくなり、第三室内の空気の圧力と第四室内の空気の圧力との差が小さくなる。このため、バネの反力でシャフトが移動して、弁座が隔壁の弁座を封止する。真空弁が閉じ、吸込管内等を通して汚水が流れなくなる。

特開２０１１−１９６１１３号公報

このように構成された真空弁制御装置は、シャフトの軸線方向が上下方向に沿うように、言い換えれば真空弁制御装置を立てた状態に配置して使用されることがある。この場合、真空弁ユニットの第一室が上方に位置し、第六室（第四室）が下方に位置するように配置される。
しかしながら、汚水ます内に汚水や雨水等が流れ込み汚水等の水位が高くなると、外部に開口している第二室内に汚水等が浸入する恐れがある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、真空弁制御装置を立てた状態に配置したときに第二室内に汚水等が浸入するのを抑えた真空弁制御装置、及びこの真空弁制御装置を備える真空弁ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の真空弁制御装置は、第一端部が汚水ます内に配置された吸込管と汚水を真空吸引力によって移送させる真空系との間に配置され、真空及び大気圧を供給することで開閉動作する真空弁を制御する真空弁制御装置であって、前記真空弁の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構と、前記真空弁開閉機構を作動させる往復動可能な軸状体と、前記軸状体を、前記真空弁を閉じる方向に付勢するバネと、前記軸状体の軸線方向に前記軸状体と一体に往復動可能な第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムと、前記第一ダイヤフラムの両側に差圧を生じさせて、前記軸状体を前記真空弁を開く方向に移動させる第一室及び第二室と、前記第二ダイヤフラムの両側に差圧を生じさせて、前記軸状体を前記真空弁を開く方向に移動させる第三室及び第四室と、前記第一室、前記第二室、前記第三室、及び前記第四室が内部に形成された筐体と、第一端部が前記第二室に連通し、前記筐体から前記軸状体の径方向の外側に向かって延び、第二端部に、外部に連通する開口が形成された空気配管と、を備え、前記第一室、前記第二室、前記第三室、及び前記第四室は、前記軸線方向における前記筐体の第一端部から前記筐体の第二端部に順に並べて形成され、前記第二室は、円柱形に形成されて前記軸線に沿って配置され、前記開口は、前記空気配管の前記第一端部に対して、前記軸線方向に位置をずらして配置され、前記第二室において、前記軸線方向における前記筐体の前記第二端部側の端面よりも、前記開口が、前記軸線方向において前記筐体の前記第二端部に近い位置に配置され、前記軸線方向が上下方向に沿い、前記筐体の前記第一端部よりも前記筐体の前記第二端部が下方になるように配置され、前記第二室の前記端面よりも前記空気配管の前記開口が下方になるように配置されることを特徴としている。

この発明によれば、真空弁制御装置の軸線方向が上下方向に沿うとともに第一室よりも第四室が下方に位置するように、真空弁制御装置を立てた状態に配置する。汚水等の水位が高くなった場合には、開口から空気配管内に汚水等が浸入しようとする。しかし、第二室の内面よりも空気配管の開口が下方に配置されていることと、第二室内に空気があることにより、汚水等が第二室内にある空気との境界面を越えて上方に移動しにくい。

また、上記の真空弁制御装置において、前記空気配管は、前記第二室から前記径方向の外側に向かって延びる第一配管要素と、前記第一配管要素の前記径方向の外側の端部から前記軸線方向に前記筐体の前記第二端部に近づくように延び、端部に前記開口が形成された第二配管要素と、を有してもよい。
この発明によれば、真空弁制御装置を立てた状態に配置したときに、第二配管要素の下方の端部に汚水等と第二室内にある空気との境界面が形成される。第二配管要素は境界面から上方に延びるように配置されるため、第二室内に汚水等が浸入するのをより確実に抑えることができる。

また、本発明の真空弁ユニットは、上記のいずれかに記載の真空弁制御装置と、圧力センサ管と、前記吸込管と、前記真空弁と、前記圧力センサ管、前記吸込管、及び前記真空弁の少なくとも一つと前記第一室、前記第三室、及び前記第四室の少なくとも一つとを連通させる連結管と、を備え、前記連結管は、前記圧力センサ管、前記吸込管、及び前記真空弁の少なくとも一つと連通する第一連結管要素と、前記第一室、前記第三室、及び前記第四室の少なくとも一つと連通し前記第一連結管要素の端部に取付け可能な端部を有する第二連結管要素と、を有することを特徴としている。
この発明によれば、連通孔が形成された板状部材の両側に、分離した第一連結管要素と第二連結管要素とを配置する。板状部材の連通孔を通して第一連結管要素と第二連結管要素とを接続する。これにより、板状部材の連通孔に連結管を挿通させたように、板状部材の連通孔に連結管を取付けることができる。

本発明の真空弁制御装置及び真空弁ユニットによれば、真空弁制御装置を立てた状態に配置したときに第二室内に汚水等が浸入するのを抑えることができる。

本発明の一実施形態の真空弁ユニットの側面図である。 同真空弁ユニットを模式的に示す側面の断面図である。 同真空弁ユニットを模式的に示す平面図である。 同真空弁ユニットの連結管セットを分解して模式的に示した図である。 同連結管セットが取付けられる仕切り板を模式的に示す平面図である。 同真空弁ユニットの作用を説明するための模式的に示す側面の断面図である。 同真空弁ユニットの作用を説明するための模式的に示す側面の断面図である。 汚水等の水位が高くなったときの同真空弁ユニットの作用を説明するための模式的に示す側面の断面図である。

以下、本発明に係る真空弁ユニットの一実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。
図１は、後述する汚水ます１０１、真空弁１２、真空弁制御装置２１等の寸法及び形状を、図２以下に比べて比較的正確に示したものである。図２以下は、説明の便宜のために汚水ます１０１等の寸法及び形状を調節して模式的に示したものである。
図１及び図２に示すように、本真空弁ユニット１は、圧力センサ管（圧力検出管）１０と、吸込管１１と、真空弁１２と、本実施形態の真空弁制御装置２１と、連結管６１、６２、６３、６４、６５と、を備えている。
地面Ｇ内に埋設された汚水ます１０１内には、圧力センサ管１０の第一端部及び吸込管１１の第一端部が配置されている。汚水ます１０１の上部の開口は、蓋１０１ａで覆われている。

本真空弁制御装置２１は、吸込管１１と汚水Ｗを真空吸引力によって移送させるライン（真空系）１０３との間に配置されている前述の真空弁１２を制御する。真空弁制御装置２１は、ケーシング（筐体）２２と、ケーシング２２内に配置されたシャフト（軸状体）２３、シャフト付勢バネ（バネ）２４、第一ダイヤフラム２５、第二ダイヤフラム２６、第一室２７、第二室２８、第三室２９、及び第四室３０、とを備えている。

本実施形態では、図２及び図３に示すように、ケーシング２２は、円柱形に形成された本体３３と、本体３３にボルト３４で取付けられた蓋部３５と、を有する。ボルト３４は、本体３３の軸線となるシャフト２３の軸線Ｃ周りに間隔を空けて複数配置されている。
ケーシング２２には、ケーシング２２の軸線Ｃ方向における第一端部２２ａから第二端部２２ｂに第一隔壁３７、第二隔壁３８、及び第三隔壁３９が互いに間隔を空けて順に並べて形成されている。
ケーシング２２は、第一端部２２ａよりも第二端部２２ｂが下方Ｚ１になるように配置されている。すなわち、ケーシング２２は、本体３３の軸線に沿う方向が上下方向になるように配置されている。

蓋部３５と第一隔壁３７との間に形成される内部空間の軸線Ｃ方向の中間部には、前述の第一ダイヤフラム２５が配置されている。第一ダイヤフラム２５は、この内部空間をケーシング２２の第二端部２２ｂから遠い内部空間である第一室２７と、ケーシング２２の第二端部２２ｂに近い内部空間である第二室２８と、に区画する。第二室２８内の空気の圧力よりも第一室２７内の空気の圧力が高くなることで、第一室２７及び第二室２８は第一ダイヤフラム２５の両側に差圧を生じさせて、シャフト２３を真空弁１２を開く方向に移動させる。真空弁１２を開く方向は、ケーシング２２の第一端部２２ａから第二端部２２ｂに向かう方向、すなわち下方Ｚ１である。

第二室２８には、第一端部が第二室２８に連通し第二端部が外部に開口する空気配管４１が連通している。空気配管４１は、シャフト２３の径方向の外側に向かって延びる第一配管要素４２と、第一配管要素４２の径方向の外側の端部から軸線Ｃ方向に延びる第二配管要素４３と、を有する。第二配管要素４３は、ケーシング２２の第二端部２２ｂに近づくように、すなわち下方Ｚ１に延びる。第二配管要素４３の下方Ｚ１の端部、すなわち、第二配管要素４３が延びる方向の先端部には、開口４３ａが形成されている。第一配管要素４２及び第二配管要素４３は、ポリエチレン等の樹脂や金属で形成されている。
第二室２８は、空気配管４１を介して外気に連通している。第二室２８は、空気配管４１以外に外気や他の部材に連通していない。
軸線Ｃ方向において、ケーシング２２の第二端部２２ｂに近い第二室２８の内面２８ａよりも、空気配管４１の開口４３ａがケーシング２２の第二端部２２ｂに近い。言い換えれば、第二室２８の内面２８ａよりも、空気配管４１の開口４３ａが下方Ｚ１に配置されている。

第一ダイヤフラム２５は、ゴム等の弾性を有する材料で円板形に形成されている。
蓋部３５の第一室２７に近い外面には、永久磁石４５が取付けられている。永久磁石４５は、軸線Ｃ上に取付けられている。永久磁石４５は、第一ダイヤフラム２５の上面に接触している。
第一ダイヤフラム２５には、シャフト２３を構成する第一シャフト２３ａが第一ダイヤフラム２５から下方Ｚ１に延びるように固定されている。すなわち、第一ダイヤフラム２５は第一シャフト２３ａと一体になって軸線Ｃ方向に往復動する。第一シャフト２３ａは、第一隔壁３７に固定されず、第一隔壁３７に対して軸線Ｃ方向に移動可能に第一隔壁３７を挿通している。第一隔壁３７と第一シャフト２３ａとの間には、符号を省略したシール機構が設けられている。
第一シャフト２３ａは、シャフト付勢バネ２４を構成する第一シャフト付勢バネ２４ａ内に挿通されている。第一シャフト付勢バネ２４ａは、本体３３に対して第一シャフト２３ａ及び第一ダイヤフラム２５を、後述する真空弁１２を閉じる方向、すなわち上方Ｚ２に付勢する。
第一シャフト２３ａの端部は、第二ダイヤフラム２６の上面に接触している。

第一隔壁３７と第二隔壁３８との間に形成される内部空間の軸線Ｃ方向の中間部には、前述の第二ダイヤフラム２６が配置されている。第二ダイヤフラム２６は、この内部空間をケーシング２２の第一端部２２ａに近い内部空間である第三室２９と、ケーシング２２の第二端部２２ｂに近い内部空間である第四室３０と、に区画する。第四室３０内の空気の圧力よりも第三室２９内の空気の圧力が高くなることで、第三室２９及び第四室３０は第二ダイヤフラム２６の両側に差圧を生じさせて、シャフト２３を下方Ｚ１に移動させる。

第二ダイヤフラム２６には、シャフト２３を構成する第二シャフト２３ｂが第二ダイヤフラム２６から下方Ｚ１に延びるように固定されている。すなわち、第二ダイヤフラム２６は第二シャフト２３ｂと一体になって軸線Ｃ方向に往復動する。第二シャフト２３ｂは、第二隔壁３８に固定されず、第二隔壁３８に対して軸線Ｃ方向に移動可能に第二隔壁３８を挿通している。第二隔壁３８と第二シャフト２３ｂとの間には、符号を省略したシール機構が設けられている。第二シャフト２３ｂ及び前述の第一シャフト２３ａは、例えば強磁性を有するステンレス鋼等で形成されている。
第二シャフト２３ｂは、シャフト付勢バネ２４を構成する第二シャフト付勢バネ２４ｂ内に挿通されている。第二シャフト付勢バネ２４ｂは、第二シャフト２３ｂ及び第二ダイヤフラム２６を上方Ｚ２に付勢する。

本体３３における第四室３０よりも下方Ｚ１には、第五室５０及び第六室５１が形成されている。すなわち、ケーシング２２の内部には、第一室２７、第二室２８、第三室２９、第四室３０、第五室５０、及び第六室５１が軸線Ｃ方向におけるケーシング２２の第一端部２２ａから第二端部２２ｂに、第一室２７から第六室５１の順に並べて形成されている。本体３３には、第二隔壁３８を挟んで第四室３０とは反対の位置に第五室５０が形成されている。本体３３には、第三隔壁３９を挟んで第五室５０とは反対の位置に第六室５１が形成されている。真空弁制御装置２１は、ケーシング２２の第一室２７よりも第六室５１（第四室３０）が下方Ｚ１に位置するように立てた状態に配置されている。
第三隔壁３９には、貫通孔が形成された弁座５３が軸線Ｃ上に配置されている。
本体３３における第三隔壁３９に対向する壁部には、貫通孔５４ａが形成された弁座５４が軸線Ｃ上に配置されている。弁座５４は、弁座５３よりも下方Ｚ１に配置されている。弁座５４の貫通孔５４ａにより、第六室５１は外気に連通している。

第二シャフト２３ｂの第六室５１内に配置されている端部には、弁体５６が固定されている。なお、第五室５０、第六室５１、弁体５６、及び貫通孔５４ａは、真空弁１２の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構５５を構成する。シャフト２３ａ、２３ｂを有するシャフト２３は、後述するように軸線Ｃ方向に往復動することで真空弁開閉機構５５を作動させる。
第二シャフト２３ｂが上方Ｚ２に移動して弁座５３に弁体５６が接触すると、弁座５３の貫通孔が弁体５６により封止される。このとき、弁座５４の貫通孔５４ａが封止されていないことで、第六室５１が外気に連通する。
一方で、第二シャフト２３ｂが下方Ｚ１に移動して弁座５４に弁体５６が接触すると、弁座５４の貫通孔５４ａが弁体５６により封止される。このとき、弁座５３の貫通孔が封止されていないことで、第五室５０と第六室５１とが連通する。

図２に示すように、吸込管１１は、下方Ｚ１の第一吸込管要素１１ｄと上方Ｚ２の第二吸込管要素１１ｅと、を有する。吸込管要素１１ｄ、１１ｅの端部には、図示はしないが融着、接着、フランジ接続、ネジ込み、差し込み等のための要素間接続部が設けられている。これらの要素間接続部により、第一吸込管要素１１ｄの端部に第二吸込管要素１１ｅの端部を容易に取付けることができる。第一吸込管要素１１ｄと第二吸込管要素１１ｅとが取付けられたときには、第一吸込管要素１１ｄと第二吸込管要素１１ｅとの要素間接続部は気密に封止される。
第一吸込管要素１１ｄには、第一吸込管要素１１ｄの長手方向である上下方向に間隔を空けて連通孔１１ａ、１１ｂが形成されている。連通孔１１ａは、連通孔１１ｂよりも上方Ｚ２に形成されている。第二吸込管要素１１ｅにおけるライン１０３との接続部と要素間接続部との間には、外気に連通する空気吸込管１１ｃが設けられている。

前述の連結管６１は、吸込管１１の連通孔１１ａと連通する第一連結管要素６１ａと、第四室３０と連通する第二連結管要素６１ｂと、を有する。同様に、連結管６２は、吸込管１１の連通孔１１ｂと連通する第一連結管要素６２ａと、第三室２９と連通する第二連結管要素６２ｂと、を有する。連結管６３は、圧力センサ管１０と連通する第一連結管要素６３ａと、第一室２７と連通する第二連結管要素６３ｂと、を有する。

図４に示すように、圧力センサ管１０、第一吸込管要素１１ｄ、及び第一連結管要素６１ａ、６２ａ、６３ａは一体となって、第一連結管セット６７ａを構成する。第一連結管セット６７ａは、ポリエチレン等の樹脂で形成することができる。同様に、第二連結管要素６１ｂ、６２ｂ、６３ｂは一体となって、第二連結管セット６７ｂを構成する。第二連結管セット６７ｂは、第一連結管セット６７ａと同様に形成することができる。
第一連結管セット６７ａ及び第二連結管セット６７ｂで、連結管セット６７を構成する。
連結管要素６１ａ、６２ａ、６３ａ、６１ｂ、６２ｂ、６３ｂの端部には、前述の要素間接続部が設けられている。第一連結管セット６７ａの端部に第二連結管セット６７ｂの端部を容易に取付けることができる。

図２及び図５に示すように、連結管セット６７の第一連結管セット６７ａと第二連結管セット６７ｂとの要素間接続部は、汚水ます１０１に取付けられた仕切り板（板状部材）１０５の連通孔１０５ａ内に配置されている。仕切り板１０５は、使用者の足場として用いられる。

図２に示すように、真空弁１２は、ピストン室１２ａ内に配置されたダイヤフラム１２ｂ、及び、ダイヤフラム１２ｂを付勢する真空弁用バネ１２ｃを有している。ダイヤフラム１２ｂには、弁体１２ｄが固定されている。
シャフト２３が上方Ｚ２に移動して後述するように真空弁１２のピストン室１２ａ内の空気の圧力が大気圧ＰＭのときは、真空弁用バネ１２ｃが伸びて弁体１２ｄが吸込管１１とライン１０３との接続部に接触する。これにより吸込管１１とライン１０３とが弁体１２ｄにより遮断された状態になり、真空弁１２が閉じる。
一方で、シャフト２３が下方Ｚ１に移動して後述するようにピストン室１２ａ内が負圧（真空）ＰＬのときは、真空弁用バネ１２ｃが縮んで弁体１２ｄが吸込管１１とライン１０３との接続部から離間する。これにより吸込管１１とライン１０３とが連通された状態になり、真空弁１２が開く。
このように、真空弁１２は、ピストン室１２ａ内に真空及び大気圧を供給することで開閉動作する。

連結管６４は、ピストン室１２ａ及び第六室５１と連通している。連結管６５は、ライン１０３及び第五室５０と連通している。
なお、連結管６４、６５を連結管６１のように、第一連結管要素と、第一連結管要素の端部に取付け可能な端部を有する第二連結管要素と、で構成してもよい。

次に、以上のように構成された真空弁ユニット１の連結管セット６７を仕切り板１０５に取付ける手順について説明する。
仕切り板１０５の両側に、分離した第一連結管セット６７ａと第二連結管セット６７ｂとを配置する。仕切り板１０５の連通孔１０５ａを通して第一連結管セット６７ａと第二連結管セット６７ｂとを接続する（取付ける）。具体的には、例えば第一連結管要素６１ａの端部の要素間接続部と第二連結管要素６１ｂの端部の要素間接続部とを接続する。
これにより、仕切り板１０５の連通孔１０５ａに連結管セット６７を挿通させたように、仕切り板１０５の連通孔１０５ａに連結管セット６７が取付けられる。
連結管セット６７を取付けた仕切り板１０５を、汚水ます１０１に取付ける。

次に、真空弁ユニット１の作用について説明する。
図２では、汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が比較的低い。圧力センサ管１０内の空気の圧力、第一室２７内の空気の圧力、及び第二室２８内の空気の圧力は大気圧ＰＭである。以下では、正圧ＰＨ（大気圧ＰＭよりも高い圧力）の空気を、比較的濃い灰色のドットで示す。負圧ＰＬ（大気圧ＰＭよりも低い圧力）の空気を、比較的薄い灰色のドットで示す。大気圧ＰＭの空気を、比較的濃い灰色と比較的薄い灰色との中間の濃さの灰色のドットで示す。第二室２８内は常に大気圧ＰＭなので、ドットの記載を省略する。第三室２９及び第四室３０は、ドットの記載を省略する。

図２では吸込管１１内に汚水Ｗが流れていないため、第三室２９と第四室３０との間で空気の圧力差は生じない。シャフト２３ａ、２３ｂは、シャフト付勢バネ２４ａ、２４ｂの付勢力、及び永久磁石４５と第一シャフト２３ａとに作用する磁力により上方Ｚ２に移動している。
このため、弁座５３に弁体５６が接触している。弁座５４の貫通孔５４ａが封止されていないことで、第六室５１内の空気の圧力は大気圧ＰＭである。第六室５１内に連結管６４を介して連通するピストン室１２ａ内の空気の圧力は、大気圧ＰＭである。

ライン１０３内は図示しない真空タンクに連通しているため、ライン１０３内の空気の圧力は負圧ＰＬである。真空弁１２のダイヤフラム１２ｂは、ピストン室１２ａ内とライン１０３内との圧力差により吸込管１１とライン１０３との接続部に近づいている。真空弁用バネ１２ｃが伸び、真空弁１２が閉じている。
ライン１０３に連結管６５を介して連通する第五室５０内の空気の圧力は負圧ＰＬである。

図２の状態から、汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が上昇すると、真空弁制御装置２１は以下に説明する真空弁開き工程を行う。図６に示すように、圧力センサ管１０内の空気の圧力が高くなり、正圧ＰＨになる。圧力センサ管１０内に連結管６３を介して連通する第一室２７内の空気の圧力は、正圧ＰＨになる。
第一室２７と第二室２８との圧力差により、ダイヤフラム２５、２６はシャフト付勢バネ２４ａ、２４ｂの付勢力及び永久磁石４５と第一シャフト２３ａとに作用する磁力に抗して、シャフト２３ａ、２３ｂとともに下方Ｚ１に移動する。このとき、第二室２８の内容積が小さくなることで、第二室２８内の空気が空気配管４１を通して外部に流れ出る。
弁座５３から弁体５６が離間し、弁座５４に弁体５６が接触する。弁座５３の貫通孔が封止されていないことで、第五室５０と第六室５１とが連通する。第六室５１内の空気の圧力、及び第六室５１に連結管６４を介して連通するピストン室１２ａ内の空気の圧力が、負圧ＰＬになる。真空弁用バネ１２ｃが縮んで真空弁１２が開く。

吸込管１１内の空気の圧力が負圧ＰＬになることで、汚水Ｗが吸込管１１及びライン１０３内を流れる。このとき、空気吸込管１１ｃを通して吸込管１１内に流れ込んだ空気と汚水Ｗとが混ざり合う。
吸込管１１内に汚水Ｗが流れることで、連結管６１及び第四室３０内の空気の圧力よりも、連結管６２及び第三室２９内の空気の圧力が高くなる。第二ダイヤフラム２６及び第二シャフト２３ｂが、さらに下方Ｚ１に押付けられる。
吸込管１１内に汚水Ｗが流れて、汚水Ｗの水面が位置Ｌ１まで下がる。このとき、図７に示すように、圧力センサ管１０内の空気の圧力及び第一室２７内の空気の圧力は大気圧ＰＭになり、第一ダイヤフラム２５の両側の室２７、２８内の空気の圧力はほぼ等しくなる。第一シャフト付勢バネ２４ａの付勢力により、第一シャフト２３ａ及び第一ダイヤフラム２５が上方Ｚ２に移動する。永久磁石４５が、第一ダイヤフラム２５の上面に接触する。このとき、第二室２８の内容積が大きくなることで、外部の空気が空気配管４１を通して第二室２８内に流れ込む。

第三室２９内と第四室３０内との圧力差により、図６に示すように第二ダイヤフラム２６及び第二シャフト２３ｂが下方Ｚ１に押付けられ、弁座５４に弁体５６が接触したままである。

図７に示すように、汚水Ｗの水面の位置Ｌ２が吸込管１１の第一端部よりも下方Ｚ１になり、吸込管１１の第一端部が空気を吸うようになると、以下に説明する真空弁閉じ工程を行う。
第三室２９内の空気の圧力と第四室３０内の空気の圧力とが、ほぼ等しくなる。第二シャフト付勢バネ２４ｂの付勢力により、第二シャフト２３ｂ及び第二ダイヤフラム２６が上方Ｚ２に移動する。弁座５４から弁体５６が離間し、弁座５３に弁体５６が接触する。弁座５４の貫通孔５４ａが封止されていないことで、第六室５１内の空気の圧力は大気圧ＰＭになる。第六室５１に連結管６４を介して連通するピストン室１２ａ内の空気の圧力が、大気圧ＰＭになる。真空弁１２が閉じる。

汚水ます１０１内の汚水Ｗの水位が再び上昇すると、前述の真空弁開き工程及び真空弁閉じ工程を行い、汚水ます１０１内の汚水Ｗを吸込管１１内に流す。
このように、通常は、真空弁制御装置２１の制御により真空弁１２が自動的に閉じたり開いたりする。

ここで汚水ます１０１内に流れ込む汚水Ｗの量が非常に増えたり汚水ます１０１内に雨水が流れ込んだりして、汚水ます１０１内の汚水Ｗ等の水位が高くなった場合について説明する。
図８に示すように、汚水Ｗ等の水面の位置Ｌ３が空気配管４１の開口４３ａよりも上方Ｚ２になると、開口４３ａから空気配管４１内に汚水Ｗ等が浸入しようとする。しかし、第二室２８の内面２８ａよりも空気配管４１の開口４３ａが下方Ｚ１に配置されていることと、第二室２８内に空気があるため、汚水Ｗ等が第二室２８内にある空気との境界面Ｓを越えて上方Ｚ２に移動しにくい。このため、空気配管４１を通して第二室２８内に汚水Ｗ等が浸入しにくい。

空気配管４１が軸線Ｃ方向に延びる第二配管要素４３を有するため、境界面Ｓの汚水Ｗ等が第二配管要素４３の長さを越えて上方Ｚ２に移動し、第一配管要素４２内に浸入しにくい。
なお、本実施形態では、第二配管要素４３の内容積を、第二室２８の内容積の変化量以上にしてもよい。第二室２８の内容積の変化量を、図２の状態における第二室２８の内容積としてもよい。このように構成することで、汚水Ｗの水面の位置Ｌ３が空気配管４１の開口４３ａよりも上方Ｚ２になった後で第二室２８の内容積が大きくなっても、空気配管４１を通して第二室２８内に汚水Ｗ等が浸入しにくくなる。

以上説明したように、本実施形態の真空弁制御装置２１によれば、真空弁制御装置２１を立てた状態に配置して汚水Ｗ等の水位が空気配管４１の開口４３ａよりも上方Ｚ２になった場合には、開口４３ａから空気配管４１内に汚水Ｗ等が浸入しようとする。しかし、第二室２８の内面２８ａよりも空気配管４１の開口４３ａが下方Ｚ１に配置されていることと、第二室２８内に空気があるため、汚水Ｗ等が境界面Ｓを越えて上方Ｚ２に移動しにくい。したがって、真空弁制御装置２１を立てた状態に配置しても第二室２８内に汚水Ｗ等が浸入するのを抑えることができる。

真空弁制御装置２１と連結管６１、６２等との間にゴムブロック等の介在物を設けることなく、真空弁制御装置２１と連結管６１、６２とを接続することができる。
空気配管４１が有する第二配管要素４３は境界面Ｓから上方Ｚ２に延びるように配置されるため、第二室２８内に汚水Ｗ等が浸入するのをより確実に抑えることができる。

特許文献１の真空弁ユニットでは、連結管が一体に構成されているために、仕切り板の連通孔に連結管を取付けるときに、以下のような手順を行っている。すなわち、仕切り板の縁部から連通孔に達する切欠きを形成する。仕切り板の切欠きを通して連通孔内に連結管を配置する。仕切り板に切欠きを形成した部分を塞ぐために、仕切り板に当て板を取付ける。
これに対して、本実施形態の真空弁ユニット１によれば、連結管６１は第一連結管要素６１ａと第二連結管要素６１ｂとを有する。このため、仕切り板１０５の連通孔１０５ａに連結管６１を取付ける際に、仕切り板１０５の縁部から連通孔１０５ａに達する切欠きを形成することなく、容易に取付けることができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施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構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記施形態では、空気配管は第二室２８から径方向の外側に向かうにしたがって下方Ｚ１に延びるように斜めの直管形に形成してもよい。
連結管セットを構成する連結管の数は３本であるとしたが、１本以上であれば何本でもよい。

１ 真空弁ユニット
１０ 圧力センサ管
１１ 吸込管
１２ 真空弁
２１ 真空弁制御装置
２２ ケーシング（筐体）
２３ シャフト（軸状体）
２４ シャフト付勢バネ（バネ）
２５ 第一ダイヤフラム
２６ 第二ダイヤフラム
２７ 第一室
２８ 第二室
２９ 第三室
３０ 第四室
４１ 空気配管
４２ 第一配管要素
４３ 第二配管要素
４３ａ 開口
６１、６２、６３ 連結管
６１ａ、６２ａ、６３ａ 第一連結管要素
６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ 第二連結管要素
１０１ 汚水ます
１０３ ライン（真空系）
Ｃ 軸線
Ｗ 汚水

Claims (3)

1. 第一端部が汚水ます内に配置された吸込管と汚水を真空吸引力によって移送させる真空系との間に配置され、真空及び大気圧を供給することで開閉動作する真空弁を制御する真空弁制御装置であって、
   前記真空弁の開閉動作のために供給する真空及び大気圧を切換える真空弁開閉機構と、
   前記真空弁開閉機構を作動させる往復動可能な軸状体と、
   前記軸状体を、前記真空弁を閉じる方向に付勢するバネと、
   前記軸状体の軸線方向に前記軸状体と一体に往復動可能な第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムと、
   前記第一ダイヤフラムの両側に差圧を生じさせて、前記軸状体を前記真空弁を開く方向に移動させる第一室及び第二室と、
   前記第二ダイヤフラムの両側に差圧を生じさせて、前記軸状体を前記真空弁を開く方向に移動させる第三室及び第四室と、
   前記第一室、前記第二室、前記第三室、及び前記第四室が内部に形成された筐体と、
   第一端部が前記第二室に連通し、前記筐体から前記軸状体の径方向の外側に向かって延び、第二端部に、外部に連通する開口が形成された空気配管と、
   を備え、
   前記第一室、前記第二室、前記第三室、及び前記第四室は、前記軸線方向における前記筐体の第一端部から前記筐体の第二端部に順に並べて形成され、
   前記第二室は、円柱形に形成されて前記軸線に沿って配置され、
   前記開口は、前記空気配管の前記第一端部に対して、前記軸線方向に位置をずらして配置され、
   前記第二室において、前記軸線方向における前記筐体の前記第二端部側の端面よりも、前記開口が、前記軸線方向において前記筐体の前記第二端部に近い位置に配置され、
   前記軸線方向が上下方向に沿い、前記筐体の前記第一端部よりも前記筐体の前記第二端部が下方になるように配置され、
   前記第二室の前記端面よりも前記空気配管の前記開口が下方になるように配置されることを特徴とする真空弁制御装置。
2. 前記空気配管は、
   前記第二室から前記径方向の外側に向かって延びる第一配管要素と、
   前記第一配管要素の前記径方向の外側の端部から前記軸線方向に前記筐体の前記第二端部に近づくように延び、端部に前記開口が形成された第二配管要素と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の真空弁制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の真空弁制御装置と、
   圧力センサ管と、
   前記吸込管と、
   前記真空弁と、
   前記圧力センサ管、前記吸込管、及び前記真空弁の少なくとも一つと前記第一室、前記第三室、及び前記第四室の少なくとも一つとを連通させる連結管と、
   を備え、
   前記連結管は、
   前記圧力センサ管、前記吸込管、及び前記真空弁の少なくとも一つと連通する第一連結管要素と、
   前記第一室、前記第三室、及び前記第四室の少なくとも一つと連通し前記第一連結管要素の端部に取付け可能な端部を有する第二連結管要素と、
   を有することを特徴とする真空弁ユニット。