(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、
上流側真空下水管と通水管との接続部分に気液分離タンクを設置するとともに、該気液分離タンク内の底面に仕切板を設けることで気液分離タンク内下部の仕切板より通水管を接続した側の部分を通水管の気液分離タンクへの接続口を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、
一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、
前記仕切板の上端辺の中の最も低い位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとしてなることを特徴とする真空式下水道の上越し。
【請求項２】
障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、
上流側真空下水管と通水管との接続部分に気液分離タンクを設置するとともに、該気液分離タンク内に上流側真空下水管を導入してその端部を上向きに立ち上げることで該気液分離タンク内の上流側真空下水管の端部よりも下側の部分を通水管の気液分離タンクへの接続口を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、
一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、
前記上流側真空下水管の端部の設置位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとしてなることを特徴とする真空式下水道の上越し。
【請求項３】
障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、
前記上流側真空下水管の端部と上流側真空下水管側の通水管の端部とにそれぞれ通気管を接続し、且つ該通気管同士を上流側真空下水管及び通水管の下端部よりも所定高さ高い位置に設置した横向き管で接続することで前記通水管の下端部から横向き管の管内径の底の高さまでの部分を通水管を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、
一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、
前記横向き管の管内径の底の位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとしてなることを特徴とする真空式下水道の上越し。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水発生源から真空ステーションまでをつなぐ真空下水管に関し、特にその途中に水路や河川などの障害物がある場合において、該障害物をまたぐ際に生じる真空度の低下を防止し、汚水を円滑に搬送することができる真空式下水道の上越しに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
真空式汚水収集システムは、各家庭や工場などから排出された汚水を自然流下式の流入管によって地下に埋設された真空弁ユニットに流入させ、該汚水が真空弁ユニット内に所定量溜ると真空弁を開いて該汚水を真空下水管に吸い込んで真空ステーションの集水タンクに集め、その後汚水処理場などへ送るように構成されている。
【０００３】
一方この真空式汚水収集システムにおいて、その真空下水管の途中に水路や河川などの障害物がある場合は、真空下水管を障害物の上を高くまたがせて上越しさせる必要があるが、そうすると障害物を通過する際に上り勾配となる部分における揚程において真空ステーションで発生した真空度を消費してしまう。
【０００４】
このため図７に示すように上流側真空下水管７１と下流側真空下水管７３とを河川などの障害物８０の上側をまたぐ通水管７７と通気管７９で接続してなる構造の真空式下水道の上越しが考えられている。なお通水管７７の両端には通水管７７を水封してサイホン作用を有効に発揮できるようにするためのＵ字状に折り曲げてなるトラップ８１，８３が取り付けられている。
【０００５】
このように構成して通水管７７を水で満たせば、上流側真空下水管７１内を流れてきた汚水は通水管７７内をサイホンの原理で通り抜けて下流側真空下水管７３に流れていく。一方下流側真空下水管７３内の真空は通気管７９を経てそのまま上流側真空下水管７１に伝達されるので、その真空度が低下しない。
【０００６】
【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おいては、通水管７７の両側にトラップ８１，８３を設ける必要があるが、トラップ８１，８３を設けるためには地面の掘削深さをかなり深くしなければならず、土木工事のコスト増を招く。
【０００７】
またトラップ８１，８３の代わりに、通水管７７の両側にタンクを設置し、該タンク内に溜めた汚水によって通水管７７の両端を水封してこれをサイホンとして作用させるように構成したものもある。
【０００８】
しかしながらこの種のタンクの場合も、上流側真空下水管７１や下流側真空下水管７３の埋設深さよりも深くなるようにタンクを埋設する必要があるので、トラップ８１，８３の場合と同様に地面の掘削深さをかなり深くしなければならず、土木工事のコスト増を招いていた。
【０００９】
さらに汚水で満たされている通水管７７に空気が溜っているとサイホン作用を発揮できなくなるので、別途空気抜き機構を設けて空気を排除する必要があるがそうするとその機構が複雑になり、システムの信頼性が低下しコスト増を招く。
【００１０】
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、建設コストの低減化が図れ、また通水管内の空気の排除が特別な装置を設けなくても通水管内の水流によって自然に行なわれる真空式下水道の上越しを提供することにある。
【００１１】
【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、障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、上流側真空下水管と通水管との接続部分に気液分離タンクを設置するとともに該気液分離タンク内の底面に仕切板を設けることで気液分離タンク内下部の仕切板より通水管を接続した側の部分を通水管の気液分離タンクへの接続口を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、前記仕切板の上端辺の中の最も低い位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとして真空式下水道の上越しを構成した。
また本発明は、障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、上流側真空下水管と通水管との接続部分に気液分離タンクを設置するとともに、該気液分離タンク内に上流側真空下水管を導入してその端部を上向きに立ち上げることで該気液分離タンク内の上流側真空下水管の端部よりも下側の部分を通水管の気液分離タンクへの接続口を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、前記上流側真空下水管の端部の設置位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとして真空式下水道の上越しを構成した。
また本発明は、障害物の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管と下流側真空下水管を障害物の上をまたぐ通水管で接続すると共に、通気管で接続してなる真空式下水道の上越しにおいて、前記上流側真空下水管の端部と上流側真空下水管側の通水管の端部とにそれぞれ通気管を接続し且つ該通気管同士を上流側真空下水管及び通水管の下端部よりも所定高さ高い位置に設置した横向き管で接続することで前記通水管の下端部から横向き管の管内径の底の高さまでの部分を通水管を汚水で塞ぐ液溜りとして構成し、一方前記通水管の下流側真空下水管と接続する側にはトラップを設け、前記横向き管の管内径の底の位置と、前記下流側真空下水管の前記トラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとして真空式下水道の上越しを構成した。
【００１２】
【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は本発明の第一実施形態を示す概略構成図である。同図に示すように本実施形態は、水路（障害物）１の両側にそれぞれ設けられる上流側真空下水管２と下流側真空下水管３とを水路１の上をまたぐ通水管４で接続すると共に、水路１の上側をまたぐ通気管５で接続して構成されている。
【００１３】
また上流側真空下水管２と通水管４との接続部分には気液分離タンク１０が設置されており、気液分離タンク１０の上面に通気管５が接続されている。
【００１４】
そして本実施形態の場合、気液分離タンク１０内の底面にこれを２つに分割する所定高さの仕切板１１を取り付け、これによって気液分離タンク１０内下部の仕切板１１より通水管４を接続した側の部分を液溜り１５として構成している。
【００１５】
また通水管４の下流側真空下水管３と接続する側にはトラップ８が設けられている。
【００１６】
そして本実施形態においては、仕切板１１の上端辺１１１の位置と、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１とを同一高さに設定している。
【００１７】
また本実施形態の場合、通水管４全体の管内径を上流側真空下水管２の管内径よりも細く形成している。
【００１８】
なお上流側真空下水管２と下流側真空下水管３は何れもなだらかな下り勾配となっており、図示はしないが所々にリフトが設けられている。
【００１９】
次にこの真空式下水道の上越しの動作を説明する。
まず通水管４内に空気が満たされているとすると、上流側真空下水管２を流れて来た汚水は気液分離タンク１０の底部の仕切板１１によって仕切られた上流側真空下水管２側の部分に溜り始め、その液面が仕切板１１の上端辺１１１を越えると反対側の部分、即ち液溜り１５にも溜る。
【００２０】
一方上流側真空下水管２内を流れて来た空気は気液分離タンク１０で分離されて通気管５を通って下流側真空下水管３に抜けていく。
【００２１】
このとき上流側真空下水管２に接続されている図示しない真空弁が開いて、上流側真空下水管２から気液分離タンク１０内に大量の汚水と大気が流入して気液分離タンク１０と下流側真空下水管３の差圧が大きくなると、気液分離タンク１０に溜っていた大量の汚水は、上流から押し寄せて来た空気や汚水に押されて、通水管の立ち上げ部４１を上昇していく。
【００２２】
この状態のままではまだ通水管４の横向き部分４３には汚水が満たされておらず、かなりの量の空気が充満している。
【００２３】
しかしながら図３に示すように、通水管４の横向き部分４３から下降部分４５に汚水が落下する際は、空気も気泡となって汚水中に混ざり、汚水と共にトラップ８を抜けて下流側真空下水管３に向かう。これによって徐々に通水管４内の空気は下流側真空下水管３に排出され、通水管４内は自然に汚水で満たされるようになるが、そうなると通水管４は図２に示すようにその上流側端部が液溜り１５に溜っている汚水で水封されており、下流側端部がトラップ８によって水封されているので、サイホンとして機能するようになる。
【００２４】
通水管４がサイホンとして機能するようになると、それまでは通水管４の立ち上げ部分４１において汚水を吸い上げるために大きな実揚程（損失水頭）が必要であったものが、小さくなってほとんど無くなる。そして一度サイホンとして機能するようになると、その後は特別の空気抜き機構などを設けなくても、このサイホンは自然に維持される。
【００２５】
特に本実施形態においては、前述のように仕切板１１の上端辺１１１の位置と、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１とを同一高さに設定しているので、液溜り１５に溜る汚水の水面が最も高くなる位置と、トラップ８に溜る汚水の水面の最も高くなる位置とが同一位置となり、通水管４の両端を効率的に大量の汚水で封止できる。
【００２６】
同時にこの真空式下水道の上越しを通過することによる特別な水頭損失が生じなくなる。即ち上流側真空下水管２から気液分離タンク１０内に導入された汚水は、仕切板１１の上端辺１１１の高さまで上昇しないとこれを通過できないので、その分の水頭が消費されることとなる。しかしながら該上端辺１１１の高さは下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１と同一なので、該上端辺１１１を越えてさらに上昇しようとする分の汚水は通水管４のサイホン作用によってそのまま自然に下流側真空下水管３に流入して下流に流れていく。つまり前記気液分離タンク１０内で汚水を押し上げるために消費する損失水頭は、真空下水管の１つのリフトを通過する際に消費する水頭とほぼ同一なので、単に上流側真空下水管２と下流側真空下水管３の間に１つのリフトを設けたのと同様であって特別な損失は生じないのである。
【００２７】
なお本実施形態においては前述のように通水管４の管内径を上流側真空下水管２の管内径よりも細く形成しているので、通水管４を通る汚水の流速が速くなって通水管４内に溜っている（又は溜ろうとする）空気溜りが気泡となって下降部４５から下流側真空下水管３に向けて容易に排出され、通水管４内をさらに確実に汚水で満たしてサイホンの状態が維持される。
【００２８】
なお図１に示す９は開閉弁であり、もし通水管４内に異物が堆積したような場合にこれを閉じると同時に上流側真空下水管２の所定位置に設けた図示しない大気導入管から大気を導入し、通水管４の両側間に高い気圧差を生じさせて該異物を排除するために使用するものである。
【００２９】
なお例えば仕切板１１の上端辺１１１の中に凹状の切欠き（せき）を設けたような場合は、該切欠きの最も低い部分を汚水が乗り越えていくので、該切欠きの最も低い位置と、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１とを同一高さに設定すればよい。
【００３０】
図４は本発明の第二実施形態を示す概略構成図である。この実施形態において前記第一実施形態と相違する点は、気液分離タンク１０内に仕切板１１を取り付ける代わりに、気液分離タンク１０内に上流側真空下水管２を導入してその端部２１を上向きに立ち上げることで気液分離タンク１０内の上流側真空下水管２の端部２１の設置位置よりも下側の部分を全て液溜り１７として構成した点である。
【００３１】
該端部２１の設置位置は、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１と同一高さになるように設定している。
【００３２】
このように構成しても、液溜り１７に溜る汚水の水面が最も高くなる位置と、トラップ８に溜る汚水の水面の最も高くなる位置とが同一位置となるので、第一実施形態の場合と同様に、通水管４の両端を効率的に大量の汚水で封止できて良好なサイホンを構成できるばかりか、この真空式下水道の上越しを通過することによる特別な水頭損失は生じない。
【００３３】
図５は本発明の第三実施形態を示す概略構成図である。この実施形態において前記第一実施形態と相違する点は、気液分離タンク１０内に仕切板１１を取り付け、さらに気液分離タンク１０の仕切り板１１よりも上流側真空下水管２側の上部に気液分離用仕切板５０を設けて構成した点である。
【００３４】
このように構成すれば、気液分離用仕切板５０の上流側部分と中間部分の２か所で気液分離が行なわれるため、第一実施形態に比べて気液分離がさらに促進される。
【００３５】
以上、第一，第二，第三実施形態においては仕切板１１を設置したり上流側真空下水管２の端部２１を上方向に立ち上げることによって気液分離タンク１０内に液溜り１５，１７を設けるようにしたが、液溜りは他の方法によって設けても良い。そのとき液溜りに溜る汚水の水面が最も高くなる位置と、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置とをほぼ同一高さにする構造にすれば効果的である。
【００３６】
図６は本発明の第四実施形態を示す概略構成図である。この実施形態において前記第一実施形態と相違する点は、気液分離タンク１０を設置して液溜りを形成する代わりに、配管のみによって液溜り１９を形成した点である。
【００３７】
具体的に言えば、上流側真空下水管２の端部に通気管５−１を接続すると共に、通水管４の端部にも通気管５−２を接続し、且つ両通気管５−１，５−２同士を上流側真空下水管２及び通水管４の下端部よりも所定高さ高い位置に設置した横向き管２０で接続することで通水管４の下端部から横向き管２０の管内径の底の高さまでの部分を液溜り１９として構成した点である。そのとき、横向き管２０の管内径の底の位置は、下流側真空下水管３のトラップ８との接続部における管内径の底の位置３１と同一高さになるように設定しておく。
【００３８】
なお２本の通気管５−１，５−２は１本の通気管５に結合した後に下流側真空下水管３に接続されている。
【００３９】
このように構成しても、液溜り１９に溜る汚水の水面が最も高くなる位置と、トラップ８に溜る汚水の水面の最も高くなる位置とが同一位置となるので、第一，第二実施形態の場合と同様に、通水管４の両端を効率的に大量の汚水で封止できてサイホンを構成できるばかりか、この真空式下水道の上越しを通過することによる特別な水頭損失は生じない。
【００４０】
【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。
▲１▼通水管にサイホンとしての作用を十分機能させることができるにもかかわらず、通水管の上流側の端部に取り付ける気液分離タンク等の埋設深さを上流側真空下水管の埋設深さよりも深くする必要がないので、施工時の掘削深さが浅くてすみ、建設コストの低減化が図れる。
【００４１】
▲２▼液溜りに溜った汚水の水面が最も高くなる位置と、下流側真空下水管のトラップとの接続部における管内径の底の位置とを同一高さとしたので、この真空式下水道の上越しを通過することによる水頭損失は真空下水管の１つのリフトを通過する際に消費する水頭とほぼ同一であり、特別な損失は生じず、効果的に障害物の上越しを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】真空下水道の上越しの動作説明図である。
【図３】通水管４内から空気が抜ける状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第二実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第三実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第四実施形態を示す概略構成図である。
【図７】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  水路（障害物）
２  上流側真空下水管
３  下流側真空下水管
４  通水管
５  通気管
８  トラップ
１０  気液分離タンク
１５  液溜り
１１  仕切板
１７  液溜り
１９  液溜り
２０  横向き管
２１  上流側真空下水管の端部
５−１，５−２  通気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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