(57)【要約】【課題】省エネ性能に優れ且つ容易に設置可能な、真空式液体収集装置に用いられる制御装置、同制御装置を備える真空式液体収集装置、及び、省エネ性能に優れ且つ容易に実現可能な、真空ポンプの制御方法を提供する。【解決手段】液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置が提供される。制御装置は、真空ポンプと、真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、末端圧力センサは、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、制御装置は、末端圧力センサの測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと、前記真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記末端圧力センサは、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、
前記制御装置は、前記末端圧力センサの測定値と前記真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能である、制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記末端圧力センサを含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記末端圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記真空管路の末端部の設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと、前記集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの設定圧力値は、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、前記真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと、前記集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの初期設定圧力値は、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、前記真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、
前記制御装置は、また、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの再設定
圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの再設定圧力値は、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、前記集液タンクの初期設定圧力値、及び前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、制御装置。
【請求項７】
前記集液タンクの再設定圧力値は、複数の時間帯の各時間帯について決定され、
前記制御装置は、各時間帯の間、当該時間帯に対応する前記再設定圧力値と前記集液タンク圧力センサの測定値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能である、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記複数の時間帯の各時間帯について前記再設定圧力値を記憶する記憶部を含んでおり、前記制御装置は、前記複数の時間帯の各時間帯が経過した時点で当該時間帯に対応する前記再設定圧力値を前記インバータに入力するように構成されている、請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、各時間帯の経過時刻を測定するタイマ部を含む、請求項７または８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記末端圧力センサを含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記真空管路の末端部の設定圧力値は、前記複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値である、請求項１〜１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記インバータの演算部がＰＩＤ機能を有している、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１４】
真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、前記真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、前記真空ポンプを制御する方法であって、
前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値を監視しながら、前記圧力の測定値と前記真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように前記真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
【請求項１５】
前記圧力の測定値が、所定時間の間、前記真空管路の末端部の設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、前記真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、前記真空ポンプを制御する方法であって、
前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧
力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
前記真空管路の末端部の設定圧力値から、前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、前記集液タンクの設定圧力値を求めることと、
前記集液タンクの圧力を測定することと、
前記集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、前記圧力の測定値と前記集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように前記真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
【請求項１７】
前記圧力の測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、前記真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、前記真空ポンプを制御する方法であって、
前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
前記真空管路の末端部の設定圧力値から、前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、前記集液タンクの初期設定圧力値を求めることと、
前記集液タンクの圧力を測定することと、
前記集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、前記圧力の測定値と前記集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように前記真空ポンプの回転数を調整することと、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値、前記集液タンクの初期設定圧力値、及び前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて、前記集液タンクの再設定圧力値を決定することと、
前記集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、前記集液タンクの圧力の測定値と前記集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように前記真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
【請求項１９】
前記集液タンクの再設定圧力値を決定することは、複数の時間帯の各時間帯について前記集液タンクの再設定圧力値を決定することを含み、
前記真空ポンプの回転数を調整することは、各時間帯の間、前記集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、当該時間帯に対応する前記再設定圧力値と前記集液タンクの圧力の測定値との差を小さくするように前記真空ポンプの回転数を調整することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記集液タンクの再設定圧力値を決定することは、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値から、前記集液タンクの初期設定圧力値を減じることにより、当該末端部の実際の圧力損失値を求めることと、
前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値から、前記実際の圧力損失値を減じることにより、圧力補正値を求めることと、
前記圧力補正値を、前記集液タンクの初期設定圧力値に加算することと、を含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記集液タンクの圧力の測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止することを含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記真空管路の末端部の設定圧力値は、前記複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能
な圧力上限値である、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記真空ポンプの回転数がＰＩＤ制御により調整される、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、
前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
前記真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、
前記真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと前記末端圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記末端圧力センサは、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、
前記制御装置は、前記末端圧力センサの測定値と前記真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能である、真空式液体収集装置。
【請求項２５】
前記制御装置は、前記末端圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記真空管路の末端部の設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項２４に記載の真空式液体収集装置。
【請求項２６】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、
前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
前記集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、
前記真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと前記集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの設定圧力値は、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、前記真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、真空式液体収集装置。
【請求項２７】
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項２６に記載の真空式液体収集装置。
【請求項２８】
液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
前記複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
前記液体が前記真空管路を通して収集される集液タンクと、
前記集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
前記集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、
前記真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
前記制御装置は、前記真空ポンプと前記集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの初期設定圧力値は、前記真空管路の複数の末端部のうち、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、前記真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値と前記集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能であり、
前記集液タンクの再設定圧力値は、前記真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、前記集液タンクの初期設定圧力値、及び前記圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、真空式液体収集装置。
【請求項２９】
前記集液タンクの再設定圧力値は、複数の時間帯の各時間帯について決定され、
前記制御装置は、各時間帯の間、当該時間帯に対応する前記再設定圧力値と前記集液タンク圧力センサの測定値との差を小さくするように、前記インバータを介して前記真空ポンプの回転数を調整可能である、請求項２８に記載の真空式液体収集装置。
【請求項３０】
前記制御装置は、前記複数の時間帯の各時間帯について前記再設定圧力値を記憶する記憶部を含んでおり、前記制御装置は、前記複数の時間帯の各時間帯が経過した時点で当該時間帯に対応する前記再設定圧力値を前記インバータに入力するように構成されている、請求項２９に記載の真空式液体収集装置。
【請求項３１】
前記制御装置は、各時間帯の経過時刻を測定するタイマ部を含む、請求項２９または３０に記載の真空式液体収集装置。
【請求項３２】
前記制御装置は、前記集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、前記集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、前記真空ポンプを停止するように構成されている、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の真空式液体収集装置。
【請求項３３】
前記真空管路の末端部の設定圧力値は、前記複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値である、請求項２４〜３２のいずれか一項に記載の真空式液体収集装置。
【請求項３４】
前記インバータの演算部がＰＩＤ機能を有している、請求項２４〜３３のいずれか一項に記載の真空式液体収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空式液体収集装置及びこれに用いられる制御装置に関する。また、本発明は、真空ポンプを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空式液体収集装置の一例として、多数の施設または家庭等からの汚水を収集する真空式汚水収集装置がある。例えば、図４に示すように、真空式汚水収集装置は、各家庭１からの汚水（地中の自然流下管２等を通って各家庭から流出する）が貯蔵される真空弁ユニット３と、真空弁ユニット３の汚水が真空管路４を通って収集される真空ステーション７と、を備えている。各真空弁ユニット３には真空弁９が設けられている。真空弁９は、汚水が貯蔵される汚水ます中の水位に基づいて作動する。図５に真空弁９の構成例を示す。一例として、真空弁９は、ピストンカップ５２を介して閉弁方向にばね付勢される弁体５５を備えている。真空弁ユニット３の汚水ます３１の汚水が所定の水位を越えると真空弁９が開き、真空管路４内の負圧によって汚水が空気と共に真空管路４内に吸い上げられる。尚、図５中、５１はピストンカップ５２が取り付けられたシリンダーであり、５３、５４は、それぞれ、弁体５５の開閉を検知する真空弁センサを構成する磁気検知器と磁石である。真空ステーション７は、真空管路４からの汚水を受け入れる集水タンク５及び集水タンク５に負圧を導入する真空ポンプ６を備える。集水タンク５に収集された汚水は、圧送ポンプ８を介して、図示しない排水処理設備に移送される。真空ステーション７の運転状態は、真空ステーション７の動力制御盤１２により制御される。動力制御盤１２には、真空弁９、集水タンク５等に設けられる各種センサの測定値を入力することができる。
【０００３】
集水タンク５に導入された負圧によって真空管路４の内部も負圧になり、これにより、汚水が真空管路４を通って集水タンク５に収集される。集水タンク５の内部を負圧にする真空ポンプ６の駆動は、通常、集水タンク５内の気体の圧力に基づいて制御される。具体的には、真空ポンプ６は、集水タンク５の気相部の圧力が所定の始動圧力を超えて上昇する（換言すれば、大気圧に近くなる）と始動し、停止圧力以下になると停止するようにオン・オフ制御される（例えば、特許文献１）。こうして、集水タンク５の気相部の圧力が所定の範囲内に維持される。また、流入汚水量の増減による風量（具体的には、空気の吸込流量）の変動に対しては、真空ポンプ６の運転台数を切り替えることにより制御されている。
【０００４】
真空ポンプ６のオン・オフ制御では、特にポンプ始動時の消費電力が大きい。従って、真空ポンプ６のオン・オフが繰り返されることによって、真空ポンプ６の消費電力が大きく増加する。
【０００５】
また、一般に、真空式汚水収集装置の真空管路４は、汚水を排出する施設または家庭等の真空弁ユニット３に向けて多数の系統に枝分かれしている（図６参照）。従来、真空式汚水収集装置は、各系統の末端部における圧力損失が常に許容圧力損失以下であるように設計されており、真空ステーション７の集水タンク５の気相部の圧力を所定の範囲内に維持するように真空ポンプ６が運転される。これにより、真空管路４の全ての末端部で十分な負圧を維持することができる。ここで「十分な負圧」とは、各真空弁ユニット３の真空弁９が作動可能な最小負圧（例えば−２５ｋＰａ）と同じ又はこれより大きな負圧（例えば−３０ｋＰａ）を意味する。換言すれば、「十分な負圧」とは、真空弁９が作動可能な圧力の上限値以下の圧力を意味する。図５に示すように、一般に、真空弁９の弁体５５は閉弁方向にばね付勢されており、真空管路４内の負圧とピストンカップ５１内の圧力の間
の差圧によって開閉するように構成されている。従って、圧力損失によって真空管路４内の圧力が上限値よりも高くなる（換言すれば、大気圧に近くなる）と、真空弁９の弁体５５を適切に作動させることができない。しかし、真空管路４の圧力損失は、例えば真空弁９の開閉、真空管路４に流入する汚水量の変化等、装置の使用状態によって変動する。従って、時間帯によっては、過剰な動力または時間で真空ポンプ６が運転される場合がある。
【０００６】
ところで、近年、真空ステーション７で使用される真空ポンプ６として、従来の水封式ポンプの他、ルーツポンプ、ベーンレスポンプ等の容積式または無水化ポンプが使用されている。ルーツポンプ、ベーンレスポンプ等の容積式真空ポンプでは、風量は回転数の一次関数であるので、インバータを用いたポンプの運転制御が可能である。しかし、真空ポンプ６のインバータ制御によって集水タンク５の気相部の圧力を所定範囲内に維持しても、圧力損失の変動により、依然として過剰な動力または時間で真空ポンプ６が運転される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７２９８４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一実施形態は、省エネ性能に優れ且つ容易に設置可能な、真空式液体収集装置に用いられる制御装置を提供することを目的とする。また、本発明の一実施形態は、同制御装置を備える真空式液体収集装置を提供することを目的とする。また、本発明の一実施形態は、省エネ性能に優れ且つ容易に実現可能な、真空ポンプの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、制御装置は、真空ポンプと、真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、末端圧力センサは、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、制御装置は、末端圧力センサの測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、制御装置が提供される。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、制御装置は、真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、制御装置が提供される。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁
ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、制御装置は、真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの初期設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、制御装置は、また、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの再設定圧力値は、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、制御装置が提供される。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法が提供される。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、真空管路の末端部の設定圧力値から、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、集液タンクの設定圧力値を求めることと、集液タンクの圧力を測定することと、集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法が提供される。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、真空管路の末端部の設定圧力値から、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、集液タンクの初期設定圧力値を求めることと、集液タンクの圧力を測定することと、集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて、集液タンクの再設定圧力値を決定することと、集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、集液タンクの圧力の測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法が提供される。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁
ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、制御装置は、真空ポンプと末端圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、末端圧力センサは、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、制御装置は、末端圧力センサの測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、真空式液体収集装置が提供される。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、制御装置は、真空ポンプと集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、真空式液体収集装置が提供される。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、制御装置は、真空ポンプと集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの初期設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、集液タンクの再設定圧力値は、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、真空式液体収集装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第３実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。
【図３】汚水量及び圧力値の時間変動パターンを示す図である。
【図４】従来の真空式液体収集装置の一例を概略的に示す図である。
【図５】真空弁の構成例を概略的に示す図である。
【図６】従来の真空式液体収集装置の真空管路の配列構成例を示す図である。
【図７Ａ】真空管路の圧力損失計算書の例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａに対応する真空管路の系統を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。尚、以下の説明では、真空式液体収集装置の一例として、多数の施設または家庭等からの汚水を収集する真空式汚水収集装置が説明される。また、真空式汚水収集装置の真空管路は、例えば図６に示すように、汚水を排出する施設または家庭等に向けて複数の系統に枝分かれしており、従って、複数の末端部を有している。しかし、真空式液体収集装置の例は、真空式汚水収集装置に限られない。また、以下の説明において、真空管路の圧力とは、真空管路の真空度を意味し、集水タンクの圧力とは、集水タンクの真空度を意味する。
【００２０】
本発明の第１〜第３実施形態によれば、真空式汚水収集装置に用いられる制御装置が提供される。真空式汚水収集装置は、汚水を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、汚水が真空管路を通して収集される集水タンクと、集水タンクに負圧を導入する真空ポンプと、を備える。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る制御装置１００の構成例を示す。第１実施形態では、真空式汚水収集装置２００の真空管路２０１の末端部に配置された圧力センサ（以下、末端圧力センサと称する）１０１の圧力値に基づいて、真空ポンプ２０２の運転が制御される。尚、図１では、真空管路２０１の複数の末端部のうち、末端圧力センサ１０１が配置された末端部のみが示されている。真空ポンプ２０２は、一例として、ルーツポンプである。しかし、例えば、ベーンレスポンプ等、インバータ制御が可能な真空ポンプであれば使用可能である。末端圧力センサ１０１は、真空管路２０１の末端部で真空管路２０１の圧力（換言すれば、真空度）を検出するように構成されている。真空管路２０１は、汚水の流入方向（図１の矢印で示される）における末端圧力センサ１０１の上流側で、図示しない真空弁ユニットに接続されている。末端圧力センサ１０１が配置される真空管路２０１の末端部は、真空管路２０１の各系統の末端部のうち、真空管路２０１の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部である。尚、以下の説明において、真空管路の各系統の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を、真空管路の「最大圧力損失末端部」と称し、最大圧力損失末端部の圧力損失の予測値を真空管路の「最大予測圧力損失値」と称することがある。また、「真空管路の各系統」とは、真空式汚水収集装置の集水タンクから各家庭等の真空弁ユニットに向けて負圧が導入される各ルート（換言すれば、負圧の経路）を意味する。また、真空管路は、通常、真空弁ユニットの汚水ます内に配置される配管と接続されるように構成されている。「真空管路の各系統の末端部」とは、真空管路の各系統における、真空弁ユニット内の配管との接続部近傍に位置する部分であって、汚水の流入方向に関して真空弁より下流側の部分を意味する。
【００２２】
次に、真空管路の圧力損失計算書について説明する。一般に、真空式汚水収集装置では、その設計にあたって必ず真空管路の水理計算が行われ、真空管路の系統ごとに算出する静的な状態での損失と動的な状態での損失が、いずれも許容圧力損失内になるような設計が行われる。「真空式下水道収集システム  技術マニュアル（２００２年度版）」（編集者：玉木勉、発行所：財団法人下水道新技術推進機構、平成１４年３月３１日発行）、第４章「管路設計」（Ｐ３６〜３７）には、「真空下水管の許容圧力損失は、中継ポンプ場の設定圧力と、末端の真空弁ユニットで必要とする圧力の差であり、各系統ごとに算出する静的な状態での損失と、動的な状態での損失が、いずれもこの許容圧力損失以内となるように設計を行う。」と記載されている。
【００２３】
真空管路の許容圧力損失は、集水タンク及び真空ポンプが設置される真空ステーションの設定圧力（例えば、集水タンクの圧力）と真空管路の各末端部の真空弁ユニットで必要とされる圧力との差として算出される。「真空管路の各末端部の真空弁ユニットで必要とされる圧力」は、換言すれば、真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値（換言すれば、最小負圧）である。
【００２４】
一般に、真空式汚水収集装置は、その設置条件に関わらず、真空ステーションの設定圧力が−６０ｋＰａ〜−７０ｋＰａ、真空弁ユニットで必要な圧力が−２５ｋＰａ、許容圧力損失が３５ｋＰａ（−２５−（−６０）＝３５）であるように設計される。図７Ａは圧力損失計算書の一例であり、図７Ｂに示す真空管路１１０２の系統に対応している。図７Ｂにおいて太い実線は真空管路１１０２を示し、太い破線は自然流下管路１１０４を示す。１１０６−１、１１０６−２は真空管路１１０２に設けた区間弁、１１０３は真空ステーション、Ａは真空管路１１０２の末端部である。なお、真空管路１１０２に沿って付けられた丸付き数字１〜８は路線番号を示す。
【００２５】
図７Ａの圧力損失計算書において、路線番号１〜８は図７Ｂの丸付き数字で示す路線番号１〜８に対応している。図７Ａに示すように、路線番号１〜８での真空管路１１０２の管径（ｍｍ）、管路長（ｍ）、総水量（ｍ3／ｈｒ）、リフト個数、総リフト高さが設定され、摩擦損失（ｋＰａ）、摩擦損失率（ｋＰａ／１００ｍ）、動的状態での圧力損失（ｋＰａ）、静的状態での圧力損失（ｋＰａ）が計算により求められる。
【００２６】
図７Ａの場合、真空ステーション１１０３から末端部Ａに至る系統での動的状態での圧力損失を足し合わせた値は、１９．２６２ｋＰａであり、静的状態での圧力損失を足し合わせた値は、１３．２７４ｋＰａである。従って、図７Ｂの経路は、静的な状態での損失と動的な状態での損失とがいずれも許容圧力損失値３５ｋＰａ以下であるように設計されていることが分かる。このような圧力損失計算書が、真空管路１１０２の各系統について作成される。こうして、真空管路の全ての系統の末端部で３５ｋＰａ以下の圧力損失が維持されるように、真空式汚水収集装置が設計される。
【００２７】
このように設計された真空式汚水収集装置では、集水タンクの圧力が−６０ｋＰａ〜−７０ｋＰａの設定圧力を維持するように真空ポンプを運転すれば、真空管路の各系統の末端部において、真空弁が作動可能な圧力上限値である−２５ｋＰａと同じ又はこれより低い圧力を維持することができる。しかし、真空管路の圧力損失は、例えば真空弁の開閉、流入汚水量の変化等、装置の使用状態によって変動する。従って、時間帯によっては、過剰な動力または時間で真空ポンプが運転される場合がある。
【００２８】
本発明の第１実施形態では、真空管路２０１の圧力損失計算書から予測される到達圧力が最も高い（換言すれば、予測される到達真空度が最も低い又は圧力損失の予測値が最も大きい）末端部に末端圧力センサ１０１を配置し、末端圧力センサ１０１の測定値に基づいて、真空ポンプ２０２の運転が制御される。具体的には、制御装置１００が、末端圧力センサ１０１の測定値を常時監視しながら、末端圧力センサ１０１の測定値と真空管路２０１の末端部の設定圧力との差を小さくするように、真空ポンプ２０２のモータ２０２Ａの回転数をインバータ制御する。一例として、真空管路２０１の末端部の設定圧力は、真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値（換言すれば、最小負圧）である。
【００２９】
図１に示すように、第１実施形態の制御装置１００は、真空管路２０１の末端部に設けられる末端圧力センサ１０１と、集水タンク２０３に負圧を導入する真空ポンプ２０２のモータ２０２Ａと、に電気的に接続されるインバータ１０２を含む。上記したように、末端圧力センサ１０１は、真空管路２０１の最大圧力損失末端部、すなわち、真空管路２０１の全ての末端部のうち、真空管路２０１の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予
測値が最も大きい末端部に配置された圧力センサである。
【００３０】
インバータ１０２は、演算部１０２Ａとインバータ部１０２Ｂとを備えており、演算部１０２Ａが、末端圧力センサ１０１に接続され、インバータ部１０２Ｂが真空ポンプ２０２のモータ２０２Ａに接続されている。図示の例では、制御装置１００は、さらに、設定部１０３を含む。設定部１０３に真空管路２０１の末端部の設定圧力値を設定し、設定圧力値を設定部１０３からインバータ１０２の演算部１０２Ａに入力することができる。設定圧力値は、設定部１０３またはインバータ１０２に記憶することができる。
【００３１】
演算部１０２Ａは、ＰＩＤ機能を備えることができる。これにより、制御装置１００は、真空ポンプ２０２のモータ２０２Ａの回転数のＰＩＤ制御を行うことができる。このときの目標値は、設定部１０３から入力された又はインバータ１０２に記憶された、真空管路２０１の末端部の設定圧力値であり、これは、真空弁が作動可能な圧力上限値（換言すれば、最小負圧）であってよい。ＰＩＤ制御の入力値は、末端圧力センサ１０１の測定値である。末端圧力センサ１０１の測定値は、常時、演算部１０２Ａに入力される。こうして、演算部１０２Ａは、末端圧力センサ１０１の測定値を監視しながら、真空管路２０１の末端部の設定圧力値と末端圧力センサ１０１の測定値との偏差に基づいて、モータ２０２Ａの回転数の増減量を算出する。モータ２０２Ａの回転数の増減量が、演算部１０２Ａからインバータ部１０２Ｂへ入力される。インバータ部１０２Ｂは、入力された増減量に対応する周波数変化量を真空ポンプ２０２のモータ２０２Ａに出力する。
【００３２】
こうして、第１実施形態では、真空管路２０１の末端部の圧力の実測値と設定圧力値との差を小さくするように、真空ポンプ２０２の運転がインバータ制御される。真空ポンプ２０２のインバータ制御は、従来のオン・オフ制御と異なり、ポンプの消費電力を大幅に低減することができる。また、実測値として、真空管路２０１の全ての末端部のうち圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力値が使用されるので、真空管路２０１の全ての末端部において、設定圧力値以下の圧力を維持することができる。例えば、設定圧力値を真空弁の作動可能な圧力上限値に設定することにより、従来技術のように真空ポンプ２０２が過剰運転される可能性を防止することができる。従って、真空ポンプ２０２の消費電力を大幅に低減することができる。また、インバータ制御により汚水の流入量の変化に追従した真空ポンプ２０２の制御が可能となるので、運転される真空ポンプの台数を制御する台数制御と組み合わせた場合にも、従来のオン・オフ制御と比較して真空ポンプの最適な運転と更なる省エネを実現することができる。
【００３３】
尚、集水タンク２０３と、末端圧力センサ１０１が設けられる真空管路２０１の末端部との間の距離が長い場合には、末端部の圧力が検出される時点と、真空ポンプ２０２の運転による負圧の変化が末端部に到達する時点との間に遅れが生じる。従って、この場合は、真空管路２０１の末端部の設定圧力値を、最小負圧（例えば−２５ｋＰａ）よりも大きい負圧（例えば−３０ｋＰａ）に補正してもよい。
【００３４】
また、第１実施形態の制御装置１００は、予め末端圧力センサ１０１を含んでいなくてもよい。すなわち、真空式汚水収集装置に設けられた既存の末端圧力センサをインバータ１０２に接続することによって、第１実施形態の制御装置１００を構成することができる。
【００３５】
また、他の実施形態によれば、第１実施形態の制御装置１００を含む真空式汚水収集装置２００を提供することができる。制御装置１００は、集水タンク２０３及び真空ポンプ２０２が配置される真空ステーションの動力制御盤（図４参照）の内部に組み込まれていてもよいし、動力制御盤と別個に設けられてもよい。
【００３６】
［第２実施形態］
図２は、第２実施形態に係る制御装置３００の構成例を示す。第２実施形態では、制御装置３００は、真空式汚水収集装置４００の集水タンク４０３の圧力センサ（以下、集水タンク圧力センサと称する）４０４の測定値を監視する。そして、制御装置３００は、集水タンク圧力センサ４０４の測定値と集水タンク４０３の設定圧力値との間の差が小さくなるように真空ポンプ４０２の運転をインバータ制御する。第２実施形態では、集水タンク４０３の設定圧力値が真空式汚水収集装置４００ごとに決定される点に特徴がある。
【００３７】
現状では、真空式汚水収集装置の集水タンクの圧力は、真空式汚水収集装置の設置条件に関わらず、一律に設定されることが一般的である。例えば、従来の真空ポンプがオン・オフ制御される真空式汚水収集装置では、集水タンクの圧力は−６０ｋＰａ〜−７０ｋＰａの範囲に設定されるのが通常である。しかし、真空式汚水収集装置の真空管路の長さ、配列構成等は、装置の設置場所の地形条件に合わせて設計される。従って、真空式汚水収集装置ごとに真空管路の長さ、配列構成等は異なるのが通常である。例えば、短い真空管路では、長い真空管路と比べて、真空管路の末端部の圧力損失が小さい。この場合、一般的な集水タンクの設定圧力に基づいて真空ポンプが運転されると、真空ポンプが過剰運転される可能性がある。
【００３８】
第２実施形態では、真空式汚水収集装置４００ごとに集水タンク４０３の設定圧力を決定する。集水タンク４０３の設定圧力は、各真空式汚水収集装置４００の真空管路４０１の圧力損失計算書に基づいて決定される。具体的には、真空管路４０１の最大圧力損失末端部、すなわち、真空管路４０１の複数の末端部のうち、圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部が決定される。そして、最大圧力損失末端部の圧力損失の予測値、すなわち、真空管路４０１の最大予測圧力損失値に基づいて、集水タンク４０３の設定圧力が決定される。
【００３９】
例えば、図７Ｂに示す真空管路１１０２の末端部Ａが、真空管路１１０２の最大圧力損失末端部である場合を想定する。末端部Ａの圧力損失の予測値、すなわち、真空管路１１０２の最大予測圧力損失値は、図７Ａの１９．２６２ｋＰａである。この値は、許容圧力損失値である３５ｋＰａよりもかなり小さい。この場合、第２実施形態によれば、真空管路１１０２の最大予測圧力損失値を、真空管路１１０２の末端部の設定圧力値から引いた値を、集水タンクの設定圧力値として設定することができる。すなわち、下記の計算式
（真空管路の末端部の設定圧力値）−（最大予測圧力損失値）＝（集水タンクの設定圧力値）
により、集水タンクの設定圧力値が決定される。真空管路１１０２の末端部の設定圧力値は、真空弁が作動可能な圧力上限値（例えば−２５ｋＰａ）であってよい。
【００４０】
尚、最大予測圧力損失値は、適宜補正してよい。一例として、真空管路１１０２の最大予測圧力損失値を、図７Ａの１９．２６２ｋＰａから２０ｋＰａに補正して上記の計算式に当てはめることができる。この場合、集水タンクの設定圧力値を、（−２５）−（２０）＝−４５ｋＰａに設定することができる。この値は、従来の集水タンクの設定圧力値である−６０ｋＰａ〜−７０ｋＰａよりもかなり小さい負圧である。従って、第２実施形態によれば、集水タンクに必要以上に大きい負圧を維持するために真空ポンプが過剰運転される可能性を防止することができる。
【００４１】
図２に示す第２実施形態の制御装置３００は、インバータ３０２の演算部３０２Ａに集水タンク圧力センサ４０４の測定値が入力され、設定部３０３から演算部３０２Ａに集水タンク４０３の設定圧力が入力される点で第１実施形態と異なっている。集水タンク４０３の設定圧力は、設定部３０３またはインバータ３０２に記憶されてよい。また、集水タンク４０３の設定圧力は、手動で設定部３０３に入力されてよい。しかし、設定部３０３
は、集水タンク４０３の設定圧力を計算する演算部を含んでいてもよい。この場合、真空管路４０１の末端部の設定圧力値及び最大予測圧力損失値が設定部３０３に手動で入力され、演算部３０２Ａが、上記の計算式に従って集水タンク４０３の設定圧力を計算することができる。
【００４２】
第１実施形態と同様に、演算部３０２Ａは、ＰＩＤ機能を備えることができる。制御装置３００は、演算部３０２ＡのＰＩＤ機能を用いて、真空ポンプ４０２のモータ４０２Ａの回転数のＰＩＤ制御を行うことができる。このときの目標値は、設定部３０３から入力された又はインバータ３０２に記憶された、集水タンク４０３の設定圧力である。ＰＩＤ制御の入力値は、集水タンク圧力センサ４０４の測定値である。集水タンク圧力センサ４０４の測定値は、常時、演算部３０２Ａに入力される。こうして、演算部３０２Ａは、集水タンク圧力センサ４０４の測定値を監視しながら、集水タンク４０３の設定圧力値と集水タンク圧力センサ４０４の測定値との偏差に基づいて、モータ４０２Ａの回転数の増減量を算出する。モータ４０２Ａの回転数の増減量が、演算部３０２Ａからインバータ部３０２Ｂへ入力される。インバータ部３０２Ｂは、入力された増減量に対応する周波数変化量を真空ポンプ４０２のモータ４０２Ａに出力する。
【００４３】
こうして、第２実施形態では、集水タンク４０３の圧力の実測値と設定圧力値との差が小さくなるように真空ポンプ４０２の運転がインバータ制御される。真空ポンプ４０２のインバータ制御は、従来のオン・オフ制御と異なり、ポンプの消費電力を大幅に低減することができる。また、集水タンク４０３の設定圧力は、圧力損失計算書から決定される真空管路４０１の最大予測圧力損失値に基づいて求められる。従って、集水タンク４０３の設定圧力を各真空式汚水収集装置４００に応じた適切な値に設定することができる。これにより、従来技術と異なり、集水タンク４０３に必要以上に大きい負圧を維持するために真空ポンプ４０２が過剰運転される可能性を防止することができる。従って、真空ポンプ４０２の消費電力を大幅に低減することができる。また、インバータ制御により汚水の流入量の変化に追従した真空ポンプ４０２の制御が可能となるので、運転される真空ポンプの台数を制御する台数制御と組み合わせた場合にも、従来のオン・オフ制御と比較して真空ポンプの最適な運転と更なる省エネを実現することができる。
【００４４】
また、第２実施形態の制御装置は、予め集水タンク圧力センサ４０４を含んでいなくてよい。すなわち、真空式汚水収集装置に設けられた既存の集水タンク圧力センサをインバータ３０２に接続することによって、第２実施形態の制御装置３００を構成することができる。
【００４５】
また、他の実施形態によれば、第２実施形態の制御装置３００を含む真空式汚水収集装置４００を提供することができる。制御装置３００は、集水タンク４０３及び真空ポンプ４０２が配置された真空ステーションの動力制御盤（図４参照）の内部に組み込まれていてもよいし、動力制御盤と別個に設けられてもよい。
【００４６】
［第３実施形態］
図２Ａに第３実施形態の制御装置５００の構成例を示す。制御装置５００は、真空式汚水収集装置６００に用いられるように構成されており、真空式汚水収集装置６００は、汚水が真空管路６０１を通して収集される集水タンク６０３と、集水タンク６０３に負圧を導入する真空ポンプ６０２と、を備えている。真空管路６０１は複数の末端部を有しており、各末端部は、汚水を貯留する真空弁ユニットに接続されている。図２Ａでは、真空管路６０１の最大圧力損失末端部に繋がる真空管路６０１のみが示されている。図示されない真空弁ユニットが、汚水の流入方向（図２Ａの矢印で示されている）における上流側で真空管路６０１に接続されている。
【００４７】
制御装置５００は、真空ポンプ６０２と、集水タンク６０３の圧力を検出可能な集水タンク圧力センサ６０４とに電気的に接続されるインバータ５０２を含んでいる。具体的には、インバータ５０２は、演算部５０２Ａとインバータ部５０２Ｂとを備えており、演算部５０２Ａが、集水タンク圧力センサ６０４に接続され、インバータ部５０２Ｂが真空ポンプ６０２のモータ６０２Ａに接続されている。図示の例では、制御装置５００は、さらに、設定部５０３を含む。設定部５０３に集水タンク６０３の設定圧力値を設定し、設定圧力値を設定部５０３からインバータ５０２の演算部５０２Ａに入力することができる。設定圧力値は、設定部５０３またはインバータ５０２に記憶することができる。演算部５０２は、ＰＩＤ機能を備えることができる。
【００４８】
第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。上記したように、真空式汚水収集装置の真空管路の圧力損失は、流入する汚水量の変化に応じて変動する。第３実施形態では、一日の汚水量の時間変動パターンが考慮され、集水タンク６０３の設定圧力値が、時間帯ごとに再設定される。換言すれば、第２実施形態の制御方法に従って決定された集水タンク６０３の設定圧力値を、各時間帯の汚水量に応じて補正することができる。以下の説明では、第２実施形態の制御方法に従って決定される集水タンク６０３の設定圧力値を集水タンク６０３の初期設定圧力値と称し、補正後の集水タンク６０３の設定圧力値を集水タンク６０３の再設定圧力値と称する。
【００４９】
一般的に、真空式汚水収集装置では、一日の各時間帯によって汚水の流入量が変化する。真空式汚水収集装置における、一日の集水タンクの水位の変動パターンの例が図３に示されている。真空式汚水収集装置では、各真空弁ユニットの汚水ますの汚水量が所定の水位を越えると真空弁が開き、汚水が真空管路を通って集水タンクに流入する。集水タンクの汚水量が始動水位を越えると圧送ポンプが始動され、集水タンク内の汚水を排水処理設備に移送する。集水タンクの汚水量が停止水位を越えると圧送ポンプが停止される。こうして、集水タンクの水位は、例えば図３の例に示すようなパターンで繰り返し増減する。
【００５０】
汚水の流入量が多いと集水タンクの負圧が真空管路の末端部に到達しにくく、汚水の流入量が少ないと集水タンクの負圧が末端部に到達し易い。換言すれば、汚水の流入量が多いと真空管路の圧力損失が大きく、汚水の流入量が少ないと真空管路の圧力損失が小さい。
【００５１】
第３実施形態では、一日を複数の時間帯に分割する。図３の例では、一日を５つの時間帯、具体的には、「夜」、「深夜」、「朝のピーク」、「午前」、「午後」に分けている。汚水の流入量は「朝のピーク」に最も多く、「深夜」に最も少ない。
【００５２】
第３実施形態では、集水タンク６０３の初期設定圧力値、すなわち、第２実施形態の計算式  （集水タンクの設定圧力）＝（真空管路の末端部の設定圧力値）−（最大予測圧力損失値）  により決定された集水タンク６０３の設定圧力（本例では（−２５）−（２０）＝−４５ｋＰａ））に従って真空ポンプ６０２を運転し、各時間帯における真空管路６０１の最大圧力損失末端部（すなわち、圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部）の圧力を測定する。具体的には、集水タンク圧力センサ６０４の測定値と集水タンク６０３の初期設定圧力値との差が小さくなるように真空ポンプ６０２がインバータ制御される間、真空管路６０１の最大圧力損失末端部の圧力が測定される。本例では、最大圧力損失末端部の圧力測定値は、「深夜」の時間帯では−４０ｋＰａ付近にあり、「朝のピーク」の時間帯では−２５ｋＰａ付近にある。このことが、第２実施形態の末端圧力測定値として図３に示されている。尚、図３の太い実線は、第２実施形態における集水タンク６０３の目標圧力値（すなわち、集水タンクの初期設定圧力値）を示している。
【００５３】
第３実施形態では、複数の時間帯の各時間帯について、最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値を求める。ここでは、一例として、図３の「深夜」と「朝のピーク」のそれぞれについて、最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値を求める。
【００５４】
（最大圧力損失末端部の圧力測定値）−（集水タンクの初期設定圧力値）＝（最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値）
であるので、最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値は、「深夜」では、５ｋＰａ（−４０−（−４５）＝５）である。従って、最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値は、汚水の流入量が少ない「深夜」の時間帯では、真空管路６０１の最大予測圧力損失値２０ｋＰａと比較してかなり小さいことが分かる。具体的には、１５ｋＰａ（２０−５＝１５）だけ小さい。従って、「深夜」の時間帯では、集水タンク６０３の初期設定圧力値−４５ｋＰａは、１５ｋＰａだけ過剰である。従って、「深夜」の時間帯では、１５ｋＰａを圧力補正値として、集水タンク６０３の初期設定圧力値に加算することにより、集水タンク６０３の設定圧力値を−３０ｋＰａ（−４５＋１５＝−３０）に補正することができる。
【００５５】
一方、「朝のピーク」における最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値は、２０ｋＰａ（−２５−（−４５）＝２０）であり、真空管路６０３の最大予測圧力損失値と同じである。従って、「朝のピーク」の集水タンク６０３の初期設定圧力値−４５ｋＰａに対する圧力補正値は０である。
【００５６】
こうして、第３実施形態では、集水タンク６０３の初期設定圧力値に従って真空ポンプ６０３をインバータ制御し、真空管路６０１の最大圧力損失末端部の実際の圧力を測定する。この目的のため、第３実施形態の制御装置５００は、真空管路６０１の最大圧力損失末端部に配置される末端圧力センサ５０１を備えることができる。そして、測定された圧力値と集水タンク６０３の初期設定圧力値から、複数の時間帯の各時間帯について最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値を求める。このときの計算式は、
（最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値）＝（最大圧力損失末端部の圧力の実測値）−（集水タンクの初期設定圧力値）
である。
【００５７】
次に、実際の圧力損失値と最大予測圧力損失値との差（換言すれば、圧力補正値）を求め、この差の分だけ、集水タンク６０３の初期設定圧力値を補正する。これにより、集水タンク６０３の再設定圧力値が決定される。このときの計算式は、
（集水タンク６０３の再設定圧力値）＝（集水タンク６０３の初期設定圧力値）＋（（最大予測圧力損失値）−（最大圧力損失末端部の実際の圧力損失値））
である。
【００５８】
集水タンク６０３の再設定圧力値は、制御装置５００の設定部５０３に入力される。尚、「朝のピーク」時のように初期設定圧力値を補正する必要がない場合は、圧力補正値は０であり、初期設定圧力値と同じ値（本例では−４５ｋＰａ）が、再設定圧力値として設定部５０３に入力される。
【００５９】
設定部５０３は、再設定圧力値を求めるための一連の計算を自動で行うように構成されていてもよい。この場合、例えば、真空管路６０１の末端部の設定圧力値（例えば、真空弁が作動可能な圧力上限値）及び最大予測圧力損失値を設定部５０３に予め入力しておくことで集水タンク６０３の初期設定圧力値を自動的に決定することができる。また、末端圧力センサ５０１を設定部５０３に接続しておくことで、最大圧力損失末端部の実測値を自動的に設定部５０３に入力することができる。また、制御装置５００は、複数の時間帯の各時間帯についての再設定圧力値を記憶するように構成されることができ、制御装置５００は、再設定圧力値を時間帯ごとに切り替えるように構成されることができる。制御装
置５００は、このためのタイマ部５０４を含むことができる。各時間帯が経過した時点でタイマ部５０４は信号を出力する。図示の例では、再設定圧力値は設定部５０３に記憶され、タイマ部５０４の信号が設定部５０３に入力される。しかし、インバータ５０２が再設定圧力値を記憶してもよい。この場合、タイマ部５０４からの信号をインバータ５０２に入力することができる。
【００６０】
こうして、複数の時間帯の各時間帯の汚水の流入量に応じて、集水タンクの適切な設定圧力値を決定することができる。図３の太い破線は、第３実施形態における集水タンク６０３の目標圧力値（すなわち、集水タンクの再設定圧力値）を示している。
【００６１】
演算部５０２Ａは、各時間帯に対応する再設定圧力値と集水タンク圧力センサ６０４の測定値との偏差に基づいて、モータ６０２Ａの回転数の増減量を算出する。モータ６０２Ａの回転数の増減量が、演算部５０２Ａからインバータ部５０２Ｂへ入力される。インバータ部５０２Ｂは、入力された増減量に対応する周波数変化量をモータ６０２Ａに出力する。
【００６２】
このように、第３実施形態では、時間帯ごとに設定された集水タンク６０３の設定圧力値に従って真空ポンプ６０２をインバータ制御することができる。従って、真空ポンプ６０２を過剰運転させることなく、真空管路６０１の最大圧力損失末端部の圧力を常に設定圧力値（例えば、真空弁が作動可能な圧力上限値  −２５ｋＰａ）付近に維持することができる。このことが、第３実施形態の末端圧力測定値として図３に示されている。従って、真空ポンプ６０２を過剰運転させることなく、真空管路６０１の全ての末端部において、常に圧力を設定圧力値付近またはこれより低い圧力に維持することができる。
【００６３】
第３実施形態では、集水タンク６０３の圧力の実測値と、時間帯ごとに切り替えられる再設定圧力値との差が小さくなるように、真空ポンプ６０２の運転がインバータ制御される。真空ポンプ６０２のインバータ制御は、従来のオン・オフ制御と異なり、ポンプの消費電力を大幅に低減することができる。また、集水タンク６０３の再設定圧力値は、圧力損失計算書の最大予測圧力損失値に基づいて求められた集水タンク６０３の初期設定圧力値に、各時間帯の汚水流入量を考慮した補正を加えることにより決定される。従って、各真空式汚水収集装置６００の管路長、配列構成等だけでなく、各時間帯の使用状況に応じた適切な値を設定することができる。従って、従来技術と異なり、集水タンク６０３に必要以上に大きい負圧を維持するために真空ポンプ６０２が過剰運転される可能性を防止することができる。また、インバータ制御により汚水の流入量の変化に追従した真空ポンプ６０２の制御が可能となるので、運転される真空ポンプの台数を制御する台数制御と組み合わせた場合にも、従来のオン・オフ制御と比較して真空ポンプの最適な運転と更なる省エネを実現することができる。
【００６４】
尚、各実施形態において、小風量時には、真空ポンプは、設定圧力を保持するための低速運転を行うように構成される。しかし、真空ポンプ運転中に汚水及び空気の流入がなくなった場合には、低速運転しても、真空管路の末端部または集水タンクの圧力は、設定圧力よりも大きな負圧になってしまう。このような事態を避けるため、各実施形態では、設定圧力が一定時間検知された場合に真空ポンプを停止する制御が行われてもよい。具体的には、第１実施形態の制御装置１００は、真空管路２０１の末端部の圧力の実測値が、一定時間、設定圧力値以下である場合に、真空ポンプ２０２の運転を停止してもよい。この場合、制御装置１００は、真空管路２０１の末端部の圧力の実測値が、一定時間、設定圧力値以下であるか否かを判定する判定部と、タイマ部とを備えることができる。判定は、例えば、インバータ１０２の演算部１０２Ａの演算結果と、タイマ部によって計測される時間に基づいて行うことができる。例えば、判定部は、真空管路２０１の末端部の圧力の実測値が設定圧力値以下になったとき、タイマ部に時間計測を開始させることができる。
タイマ部は、実測値が設定圧力値より大きくなったときにリセットされてよい。タイマ部の計測時間が所定の時間に達すると、判定部は、真空ポンプ２０２を停止させることができる。真空ポンプ２０２の停止は、インバータ部１０２Ｂを介して行われてもよいし、判定部から真空ポンプ２０２に直接信号を送ることにより行われてもよい。これと同様に、第２実施形態の制御装置３００は、集水タンク４０３の圧力の実測値が、一定時間、設定圧力値以下である場合に、真空ポンプ４０２の運転を停止してもよい。また、第３実施形態の制御装置５００は、集水タンク６０３の圧力の実測値が、一定時間、再設定圧力値以下である場合に、真空ポンプ６０２の運転を停止してもよい。これにより、真空ポンプの運転時間を最小限にとどめることができ、消費電力を一層低減することができる。尚、この一定時間は、真空管路または集水タンクへの汚水及び空気の流入状況に応じて変更されてよい。小風量時に真空ポンプを停止させる制御のための構成及び方法は、上記したものに限られず、当業者に既知の方法を適宜用いて実現することができる。
【００６５】
本発明は、以下の態様を含む。
１．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
制御装置は、真空ポンプと、真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
末端圧力センサは、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、
制御装置は、末端圧力センサの測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、制御装置。
２．制御装置は、末端圧力センサを含む、上記１．に記載の制御装置。
３．制御装置は、末端圧力センサの測定値が、所定時間の間、真空管路の末端部の設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記１．または２．に記載の制御装置。
４．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
制御装置は、真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、制御装置。
５．制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記４．に記載の制御装置。
６．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、備える真空式液体収集装置に用いられる制御装置であって、
制御装置は、真空ポンプと、集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、に電気的に接続されるインバータを含んでおり、
制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの初期設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、
制御装置は、また、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの再設定圧力値は、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、制御装置。
７．集液タンクの再設定圧力値は、複数の時間帯の各時間帯について決定され、
制御装置は、各時間帯の間、当該時間帯に対応する再設定圧力値と集液タンク圧力センサの測定値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、上記６．に記載の制御装置。
８．制御装置は、複数の時間帯の各時間帯について再設定圧力値を記憶する記憶部を含んでおり、制御装置は、複数の時間帯の各時間帯が経過した時点で当該時間帯に対応する再設定圧力値をインバータに入力するように構成されている、上記７．に記載の制御装置。９．制御装置は、各時間帯の経過時刻を測定するタイマ部を含む、上記７．または８．に記載の制御装置。
１０．制御装置は、末端圧力センサを含む、上記６．〜９．のいずれかに記載の制御装置。
１１．制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記６．〜１０．のいずれかに記載の制御装置。
１２．真空管路の末端部の設定圧力値は、複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値である、上記１．〜１１．に記載の制御装置。
１３．インバータの演算部がＰＩＤ機能を有している、上記１．〜１２．のいずれかに記載の制御装置。
１４．真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、
真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
１５．圧力の測定値が、所定時間の間、真空管路の末端部の設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止することを含む、上記１４．に記載の方法。
１６．集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、
真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
真空管路の末端部の設定圧力値から、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、集液タンクの設定圧力値を求めることと、
集液タンクの圧力を測定することと、
集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
１７．圧力の測定値が、所定時間の間、集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止することを含む、上記１６．に記載の方法。
１８．集液タンクを介して真空管路に負圧を導入する真空ポンプであって、真空管路は、液体を貯留する複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する、真空ポンプを制御する方法であって、
真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部を決定することと、
真空管路の末端部の設定圧力値から、圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を減じることによって、集液タンクの初期設定圧力値を求めることと、
集液タンクの圧力を測定することと、
集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、圧力の測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力を測定することと、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて、集液タンクの再設定圧力値を決定することと、
集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、集液タンクの圧力の測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することと、を含む方法。
１９．集液タンクの再設定圧力値を決定することは、複数の時間帯の各時間帯について集液タンクの再設定圧力値を決定することを含み、
真空ポンプの回転数を調整することは、各時間帯の間、集液タンクの圧力の測定値を監視しながら、当該時間帯に対応する再設定圧力値と集液タンクの圧力の測定値との差を小さくするように真空ポンプの回転数を調整することを含む、上記１８．に記載の方法。
２０．集液タンクの再設定圧力値を決定することは、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力の測定値から、集液タンクの初期設定圧力値を減じることにより、当該末端部の実際の圧力損失値を求めることと、
圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値から、実際の圧力損失値を減じることにより、圧力補正値を求めることと、
圧力補正値を、集液タンクの初期設定圧力値に加算することと、を含む、上記１８．または１９．に記載の方法。
２１．集液タンクの圧力の測定値が、所定時間の間、集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止することを含む、上記１８．〜２０．のいずれかに記載の方法。
２２．真空管路の末端部の設定圧力値は、複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値である、上記１４．〜２１．のいずれかに記載の方法。
２３．真空ポンプの回転数がＰＩＤ制御により調整される、上記１４．〜２２．のいずれかに記載の方法。
２４．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、
集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
真空管路の末端部の圧力を検出可能な末端圧力センサと、
真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
制御装置は、真空ポンプと末端圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
末端圧力センサは、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置されており、
制御装置は、末端圧力センサの測定値と真空管路の末端部の設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、真空式液体収集装置。
２５．制御装置は、末端圧力センサの測定値が、所定時間の間、真空管路の末端部の設定
圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記２４．に記載の真空式液体収集装置。
２６．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、
集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、
真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
制御装置は、真空ポンプと集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値である、真空式液体収集装置。
２７．制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、集液タンクの設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記２６．に記載の真空式液体収集装置。
２８．液体を貯留する複数の真空弁ユニットと、
複数の真空弁ユニットにそれぞれ接続される複数の末端部を有する真空管路と、
液体が真空管路を通して収集される集液タンクと、
集液タンクに負圧を導入する真空ポンプと、
集液タンクの圧力を検出可能な集液タンク圧力センサと、
真空ポンプの運転を制御する制御装置と、を備える真空式液体収集装置であって、
制御装置は、真空ポンプと集液タンク圧力センサとに電気的に接続されるインバータを含んでおり、
制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの初期設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの初期設定圧力値は、真空管路の複数の末端部のうち、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値を、真空管路の末端部の設定圧力値から減じた値であり、
制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値と集液タンクの再設定圧力値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能であり、
集液タンクの再設定圧力値は、真空管路の圧力損失計算書から求められる圧力損失の予測値が最も大きい末端部に配置される末端圧力センサの測定値、集液タンクの初期設定圧力値、及び圧力損失の予測値が最も大きい末端部の圧力損失の予測値に基づいて決定される、真空式液体収集装置。
２９．集液タンクの再設定圧力値は、複数の時間帯の各時間帯について決定され、
制御装置は、各時間帯の間、当該時間帯に対応する再設定圧力値と集液タンク圧力センサの測定値との差を小さくするように、インバータを介して真空ポンプの回転数を調整可能である、上記２８．に記載の真空式液体収集装置。
３０．制御装置は、複数の時間帯の各時間帯について再設定圧力値を記憶する記憶部を含んでおり、制御装置は、複数の時間帯の各時間帯が経過した時点で当該時間帯に対応する再設定圧力値をインバータに入力するように構成されている、上記２９．に記載の真空式液体収集装置。
３１．制御装置は、各時間帯の経過時刻を測定するタイマ部を含む、上記２９または３０に記載の真空式液体収集装置。
３２．制御装置は、集液タンク圧力センサの測定値が、所定時間の間、集液タンクの再設定圧力値以下の値である場合に、真空ポンプを停止するように構成されている、上記２８．〜３１．のいずれかに記載の真空式液体収集装置。
３３．真空管路の末端部の設定圧力値は、複数の真空弁ユニットの真空弁が作動可能な圧力上限値である、上記２４．〜３２．のいずれかに記載の真空式液体収集装置。
３４．インバータの演算部がＰＩＤ機能を有している、上記２４．〜３３．のいずれかに記載の真空式液体収集装置。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、真空式液体収集装置またはこれに用いられる制御装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ  末端部
１  家庭
２  自然流下管
３  真空弁ユニット
４  真空管路
５  集水タンク
６  真空ポンプ
７  真空ステーション
８  圧送ポンプ
９  真空弁
１２  動力制御盤
３１  汚水ます
５１  シリンダー
５２  ピストンカップ
５３  磁石
５４  磁気検知器
５５  弁体
１００、３００、５００  制御装置
１０１、５０１  末端圧力センサ
１０２、３０２、５０２  インバータ
１０３、３０３、５０３  設定部
１０２Ａ、３０２Ａ、５０２Ａ  演算部
１０２Ｂ、３０２Ｂ、５０２Ｂ  インバータ部
５０４  タイマ部
２００、４００、６００  真空式汚水収集装置
２０１、４０１、６０１  真空管路
２０２、４０２、６０２  真空ポンプ
２０２Ａ、４０２Ａ、６０２Ａ  モータ
２０３、４０３、６０３  集水タンク
４０４、６０４  集水タンク圧力センサ
１１０２  真空管路
１１０３  真空ステーション
１１０４  自然流下管路
１１０６−１、１１０６−２  区間弁
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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