JPH0925661A - 空気式作動弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空弁の誤動作を無くすとともに、真空弁マ
スの外部から外気を導入する給気管および構造の複雑な
切替制御装置の使用を省略して、構造を簡単にする。 【構成】 真空弁マス１の水溜まり部４の水位がＨＷＬ
まで上昇して、水位検知管８内の圧力が圧力スイッチ１
２の上限設定値になると、制御器１４から電動式三方切
替弁１５に第１切替信号を出力し、流出管５と真空弁２
の作動室２Ａを連通させることで、真空弁２を弁開し
て、水溜まり部４の汚水を下水収集場７側に吸引排出
し、水溜まり部４の水位がＬＷＬ未満まで低下して、吸
込管３の空気取込口３Ａから空気を吸込んで上流位置Ｐ
１と下流位置Ｐ２の差圧が差圧スイッチ１３の下限設定
値になった時に、差圧スイッチ１３をＯＦＦして、制御
器１４から電動式三方切替弁１５に第２切替信号を出力
し、真空弁マス１の内部と真空弁２の作動室２Ａを連通
させることで、真空弁２を弁閉するようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空式下水収集シ
ステムの真空弁のような、空気圧によって開閉作動する
空気式作動弁の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空式下水収集システムの真
空弁の制御装置として、たとえば米国特許第４，３７
３，８３８号に示すものが知られている。この制御装置
は、図２に示すように、真空弁マス１内に設置した真空
弁２の上流側の吸込管３の入口を、水溜まり部４内に臨
ませ、真空弁２の下流側の流出管５の出口を、真空ポン
プによってなる吸引手段６を備えた下水収集場７に開口
し、水溜まり部４内に水位検知管８を設置して、水溜ま
り部４内の水位変動に伴う水位検知管８内の圧力変化に
よって水位を検出し、水溜まり部４内の水位が上限ＨＷ
Ｌまで上昇した場合の水位検知管８内の高い圧力を切替
制御装置９に導くことで、流出管５側の負圧（真空）に
よって切替制御装置９を切替作動させ、かつ真空弁２の
作動室内に流出管５側の負圧を負荷させることで真空弁
２を弁開させる。これにより、水溜まり部４内の汚水に
作用している大気圧と下水収集場７側の差圧により、水
溜まり部４中の汚水、つまり、自然流下管１１から水溜
まり部４に流下してきた家庭排水などの汚水は、吸込管
３→開弁している真空弁２→流出管５の経路で下水収集
場７側に吸引排出される。

【０００３】水溜まり部４中の汚水が下水収集場７側に
吸引排出されることで、汚水面のレベルが下限ＬＷＬま
で低下して、水位検知管８内の圧力がほぼ大気圧まで低
下すると、この大気圧を切替制御装置９に導くことで、
給気管１０から供給される外気（大気）によって切替制
御装置９を切替作動させ、かつ真空弁２の作動室内に給
気管１０から供給される大気圧を負荷させることで真空
弁２を弁閉させる。

【０００４】一方、切替制御装置９には、真空弁２の弁
閉タイミングを遅らせる遅延機構として働く絞り機構が
組込まれている。つまり、水位検知管８内の空気圧が前
述の理由でほぼ大気圧に低下しても、給気管１０から切
替制御装置９を通って真空弁２の作動室に供給される大
気を切替制御装置９の通過時に絞り機構によって絞るこ
とで、直ちに真空弁２を閉弁させず、汚水と空気との気
水混合比が予め定められ値になる時点まで真空弁２の閉
弁を遅延させるようになっている。

【０００５】このように、従来の制御装置は、流出管５
側の負圧（真空）と給気管１０から導入される大気（大
気圧）を利用して、切替制御装置９を切替作動させるよ
うに構成され、また、切替制御装置９には遅延機構とし
て働く絞り機構が組込まれている。したがって、大気供
給のために給気管１０を必要とする。ところが、給気管
１０の布設長さが長過ぎたり、あるいは管径が小さい場
合には、大気の供給が不十分となり、真空弁２の弁閉が
遅れる誤動作の原因になる虞れを有している。また、切
替制御装置９に組込まれている絞り機構は、孔径が１ｍ
ｍ前後のきわめて小さいオリフィスによって構成されて
いるので、大気中に含まれている固体粒子や大気中水蒸
気の結露によって生じた水滴などによって塞がれ、真空
弁２の弁閉を大幅に遅らせる誤動作の原因になり、この
ような誤動作が生じることで、真空ポンプによってなる
吸引手段６に不必要な負荷（空運転）をかけることにな
る。しかも、構造がきわめて複雑で比較的高価な切替制
御装置９を必要とする欠点もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の空気
式作動弁の制御装置は、切替制御装置を切替作動させる
のに真空と大気圧を利用しているので、給気管を必要と
するため、給気管の布設長さや管径によって大気の供給
が不十分となり、真空弁（空気式作動弁）の弁閉が遅れ
る点、切替制御装置に組込まれている絞り機構の詰まり
によって、空気式作動弁の弁閉を大幅に遅らせる点およ
び構造がきわめて複雑で比較的高価な切替制御装置を必
要とする点などの欠点を有していた。そこで、請求項１
記載の発明は、空気式作動弁の誤動作を無くすととも
に、給気管および構造の複雑な切替制御装置の使用を省
略して、構造の簡略化を図った空気式作動弁の制御装置
を提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、水溜まり部の水位変動に伴
う水位検知管内の圧力変化によって前記水溜まり部の水
位を検出し、マス内に設置されている空気式作動弁の作
動室内を、前記検出した水位に基づいて負圧化すること
により空気式作動弁を弁開して、該空気式作動弁下流側
の吸引手段の吸引力により空気式作動弁上流側の吸込管
から前記水溜まり部の水を吸込んで排出し、前記検出し
た水位に基づいて前記作動室内を正圧化することによ
り、空気式作動弁を弁閉して、前記吸引手段の吸引力が
前記吸込管に及ぶのを遮断するように構成した空気式作
動弁の制御装置において、前記水位検知管内の圧力が上
限設定値以上でＯＮし、下限設定値以下でＯＦＦする圧
力スイッチと、前記吸込管内の上流位置と下流位置の差
圧が上限設定値以上でＯＮし、下限設定値以下でＯＦＦ
する差圧スイッチと、前記圧力スイッチのＯＮ信号に基
づいて制御器から第１切替信号を出力されて切替えられ
るとともに、差圧スイッチのＯＦＦ信号に基づいて制御
器から第２切替信号を出力されて切替えられる電動式三
方切替弁とを備え、該電動式三方切替弁が前記マス内に
設置されているとともに、電動式三方切替弁の共通ポー
トと前記作動室の内部を連通させる共通管と、電動式三
方切替弁の第１ポートと空気式作動弁下流側負圧部を連
通させる負圧導入管を具備し、電動式三方切替弁の第２
ポートが前記マス内に開口していることを特徴としたも
のである。請求項１記載の発明によれば、水溜まり部の
水位上昇に伴って水位検知管内の圧力が圧力スイッチの
上限設定値以上になると、圧力スイッチがＯＮして制御
器にＯＮ信号を出力し、制御器から電動式三方切替弁に
第１切替信号が出力されて電動式三方切替弁を切替え
る。これにより、負圧導入管→電動式三方切替弁の第１
ポート→電動式三方切替弁の共通ポート→共通管の経路
で、空気式作動弁下流側負圧部と空気式作動弁の作動室
内が連通し、該作動室に負圧（真空）を負荷して、空気
式作動弁を弁開させる。空気式作動が弁開することで、
水溜まり部内の水に作用している大気圧と空気式作動弁
下流側の差圧により、水溜まり部中の水は吸込管に吸込
まれて空気式作動弁の下流側に吸引される。水溜まり部
中の水が吸込管に吸込まれる吸引開始時、吸込管内の上
流位置と下流位置の差圧（上流位置の圧力＞下流位置の
圧力）が差圧スイッチの上限設定値以上になって差圧ス
イッチをＯＮする。一方、水溜まり部の水位下降に伴っ
て水位検知管内圧力が圧力スイッチの下限設定値以下に
なると圧力スイッチをＯＦＦする。他方、吸込管内に空
気が吸込まれ始めることで、吸込管内の上流位置と下流
位置の差圧が差圧スイッチの下限設定値（上流位置の圧
力＝下流位置の圧力）以下になって、差圧スイッチをＯ
ＦＦして制御器にＯＦＦ号が出力され、制御器から電動
式三方切替弁に第２切替信号が出力されて電動式三方切
替弁を切替える。これにより、電動式三方切替弁の第２
ポート→電動式三方切替弁の共通ポート→共通管の経路
で、マスの内部と空気式作動弁の作動室内が連通し、該
作動室に正圧（大気圧）を負荷して、空気式作動弁を弁
閉させる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、前記従来例と同一もしくは
相当部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図１において、水溜まり部４の上位に真空弁マス１を形
成して、水溜まり部４と真空弁マス１を一体化してい
る。そして、水溜まり部４内の水位がＨＷＬまで上昇す
ることによって、水位検知管８内の圧力が上限設定値に
達した時にＯＮし、水溜まり部４内の水位がＬＷＬまで
低下することによって、水位検知管８内の圧力が下限設
定値まで低下した時にＯＦＦする圧力スイッチ１２が設
けられている。また、吸込管３の上流位置Ｐ１と下流位
置Ｐ２の２箇所に圧力取出口を有し、Ｐ１とＰ２の差圧
が上限設定値以上でＯＮし、下限設定値以下でＯＦＦす
る差圧スイッチ１３が設けられており、吸込管３の下端
開口近傍に空気取込口３Ａが形成されている。

【０００９】圧力スイッチ１２のＯＮ・ＯＦＦ信号は制
御器１４に入力され、制御器１４からは、圧力スイッチ
１２からＯＮ信号が入力された時点、すなわち、水位検
知管８内の圧力が上限設定値まで高くなった時点で、電
動式三方切替弁１５の切替駆動部１５Ａに第１切替信号
を出力する。また、差圧スイッチ１３のＯＮ・ＯＦＦ信
号も制御器１４に入力され、制御器１４からは、圧力ス
イッチ１２および差圧スイッチ１３からＯＦＦ信号が入
力された時点、つまり、水位検知管８内の圧力が上限設
定値まで高くなった時点、すなわち、吸込管３の上流位
置Ｐ１と下流位置Ｐ２の差圧が下限設定値まで小さくな
った時点で、電動式三方切替弁１５の切替駆動部１５Ａ
に第２切替信号を出力するようになっている。

【００１０】電動式三方切替弁１５は、真空弁マス１内
に設置されており、その共通ポート１５Ｂと真空弁２の
作動室２Ａの内部は、共通管１６を介して互いに連通し
ており、第１ポート１５Ｃと真空弁２の下流側流出管５
（負圧部）は、負圧導入管１７を介して互いに連通して
いるとともに、第２ポート１５Ｄは真空弁マス１内に開
口している。また、真空弁マス１内に設置したバッテリ
ー１９によって、制御器１４の制御電源および電動式三
方切替弁１５の切替電源を構成している。

【００１１】このような構成であれば、水溜まり部４の
水位がＨＷＬまで上昇するのに伴って、水位検知管８内
の圧力が圧力スイッチ１２の上限設定値に達すると、圧
力スイッチ１２がＯＮして制御器１４にＯＮ信号を出力
する。圧力スイッチ１２から入力されたＯＮ信号に基づ
いて、制御器１４から電動式三方切替弁１５の切替駆動
部１５Ａに第１切替信号が出力されて、電動式三方切替
弁１５が切替えられる。これにより、負圧導入管１７→
電動式三方切替弁１５の第１ポート１５Ｃ→電動式三方
切替弁１５の共通ポート１５Ｂ→共通管１６の経路で、
真空弁２下流側の流出管５と真空弁２の作動室２Ａの内
部が連通し、作動室２Ａに負圧（真空）を負荷して、ダ
イアフラム２ａおよび真空弁２を矢印Ｙ１方向に移動さ
せて真空弁２を弁開させる。真空弁２が弁開すること
で、水溜まり部４内の汚水に作用している大気圧と下水
収集場７側の差圧により、水溜まり部４中の汚水、つま
り、自然流下管１１から水溜まり部４に流下してきた家
庭排水などの汚水は、吸込管３→開弁している真空弁２
→流出管５の経路で下水収集場７側に吸引排出される。
水溜まり部４中の汚水が吸込管３に吸込まれる吸引開始
時、吸込管３内の上流位置Ｐ１と下流位置Ｐ２の差圧
（上流位置Ｐ１の圧力＞下流位置Ｐ２の圧力）が差圧ス
イッチ１３の上限設定値以上になって差圧スイッチ１３
をＯＮする。

【００１２】水溜まり部４の汚水の吸引排出によって、
水溜まり部４の水位がＬＷＬまで下降し、水位検知管８
内の圧力が圧力スイッチ１２の下限設定値まで低下する
と、まず、圧力スイッチ１２がＯＦＦして制御器１４に
ＯＦＦ号を出力する。水溜まり部４の水位がさらにＬＷ
Ｌ未満まで低下して、吸込管３の空気取込口３Ａから吸
込管３内に空気が吸込まれることで、吸込管３内の上流
位置Ｐ１と下流位置Ｐ２の差圧が差圧スイッチ１３の下
限設定値（上流位置Ｐ１の圧力と下流位置Ｐ２の圧力が
ほぼ等しくなる）になって、差圧スイッチ１３をＯＦＦ
して制御器１４にＯＦＦ号が出力され、制御器１４から
電動式三方切替弁１５の切替駆動部１５Ａに第２切替信
号が出力されて電動式三方切替弁１５を切替える。これ
により、電動式三方切替弁１５の第２ポート１５Ｄ→電
動式三方切替弁１５の共通ポート１５Ｂ→共通管１６の
経路で、真空弁マス１の内部と真空弁２の作動室２Ａの
内部が連通し、作動室２Ａに真空弁マス１内の大気圧を
負荷して、ダイアフラム２ａおよび真空弁２を矢印Ｙ２
方向に移動させて真空弁２を弁閉させる。

【００１３】このように、水溜まり部４の水位上昇に伴
なって水位検知管８内の圧力が圧力スイッチ１２の上限
設定値に達した時に、圧力スイッチ１２をＯＮして出力
し、このＯＮ信号出力に基づいて電動式三方切替弁１５
を切替えることで、真空弁２を弁開するとともに、水溜
まり部４の水位低下に伴なって吸込管３内に空気が吸込
まれることで、吸込管３内の上流位置Ｐ１と下流位置Ｐ
２の差圧が差圧スイッチ１３の下限設定値になった時
に、差圧スイッチ１３をＯＦＦして出力し、このＯＦＦ
信号出力に基づいて電動式三方切替弁１５を切替えるこ
とで、真空弁２を弁閉するように構成するとともに、真
空弁２の弁閉時には、真空弁マス１内の空気（大気圧）
を真空弁２の作動室２Ａに負荷するようにしているの
で、従来使用されていた構造が複雑な切替制御装置９
と、外気を供給するための給気管１０（図２参照）を必
要としない。したがって、構造を簡略化することができ
る。しかも、電動式三方切替弁１５の口径は比較的大き
くできるため、真空弁マス１内の空気中に含まれている
固体粒子や空気中の水蒸気の結露によって生じた水滴な
どによって、電動式三方切替弁１５に目詰まりが生じる
ことはない。その結果、真空弁２を適正なタイミングで
閉弁させることができる。このため、従来のように、真
空弁２の弁閉が大幅に遅れる誤動作によって、真空ポン
プによってなる吸引手段６が不必要に空運転するような
不都合は発生しない。

【００１４】さらに、圧力スイッチ１２がＯＮした後
に、真空弁２が弁開しない場合には、差圧スイッチ１３
がＯＮしないので、このような状態の発生によって、真
空弁２の弁開不能を検知して、警報を発することができ
る。また、圧力スイッチ１２がＯＦＦした後に、真空弁
２が弁閉しない場合には、差圧スイッチ１３がＯＦＦし
ないので、このような状態の発生によって、真空弁２の
弁閉不能を検知して、警報を発することもできる。

【００１５】なお、前記実施の形態では、水溜まり部４
と真空弁マス１を一体化した構成で説明しているが、水
溜まり部４と真空弁マス１を別体にしてもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明は、空気式作動弁の開閉を電動式三方切替弁の切替え
によって行うとともに、空気式作動弁の弁閉時には、マ
ス内の空気を空気式作動弁の作動室に負荷するようにし
ているので、従来のように、構造が複雑な切替制御装置
と、外気を供給するための給気管を必要としない。した
がって、構造を簡略化することができる。しかも、電動
式三方切替弁の口径は比較的大きいから、マス内の空気
中に含まれている固体粒子や空気中の水蒸気の結露によ
って生じた水滴などによって目詰まりすることはない。
その結果、空気式作動弁を適正なタイミングで閉弁させ
ることができる。このため、従来のように、空気式作動
弁の弁閉が大幅に遅れる誤動作によって、吸引手段が不
必要に空運転するような不都合は発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。

【図２】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ 真空弁マス（マス） ２ 真空弁（空気式作動弁） ３ 吸込管 ４ 水溜まり部 ５ 流出管 ６ 真空ポンプ（吸引手段） ８ 水位検知管 １２ 圧力スイッチ １３ 差圧スイッチ １４ 制御器 １５ 電動式三方切替弁 １５Ａ 電動式三方切替弁の切替駆動部 １５Ｂ 電動式三方切替弁の共通ポート １５Ｃ 電動式三方切替弁の第１ポート １５Ｄ 電動式三方切替弁の第２ポート １６ 共通管 １７ 負圧導入管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水溜まり部の水位変動に伴う水位検知管
   内の圧力変化によって前記水溜まり部の水位を検出し、
   マス内に設置されている空気式作動弁の作動室内を、前
   記検出した水位に基づいて負圧化することにより空気式
   作動弁を弁開して、該空気式作動弁下流側の吸引手段の
   吸引力により空気式作動弁上流側の吸込管から前記水溜
   まり部の水を吸込んで排出し、前記検出した水位に基づ
   いて前記作動室内を正圧化することにより、空気式作動
   弁を弁閉して、前記吸引手段の吸引力が前記吸込管に及
   ぶのを遮断するように構成した空気式作動弁の制御装置
   において、前記水位検知管内の圧力が上限設定値以上で
   ＯＮし、下限設定値以下でＯＦＦする圧力スイッチと、
   前記吸込管内の上流位置と下流位置の差圧が上限設定値
   以上でＯＮし、下限設定値以下でＯＦＦする差圧スイッ
   チと、前記圧力スイッチのＯＮ信号に基づいて制御器か
   ら第１切替信号を出力されて切替えられるとともに、差
   圧スイッチのＯＦＦ信号に基づいて制御器から第２切替
   信号を出力されて切替えられる電動式三方切替弁とを備
   え、該電動式三方切替弁が前記マス内に設置されている
   とともに、電動式三方切替弁の共通ポートと前記作動室
   の内部を連通させる共通管と、電動式三方切替弁の第１
   ポートと空気式作動弁下流側負圧部を連通させる負圧導
   入管を具備し、電動式三方切替弁の第２ポートが前記マ
   ス内に開口していることを特徴とする空気式作動弁の制
   御装置。