(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分岐された下水流入管の末端が開閉弁を介して気密状態に接続された複数の密封タンクと、前記それぞれの密封タンク内底部から前記密封タンクの最高水位より高い位置を経て排出制御弁を介して外部下水管に接続された下水排出管と、前記それぞれの密封タンクの上部空間を連通した連通管と、該連通管内の気流を正逆何れの方向にも付勢できる送気ポンプと、前記複数の密封タンクの内いずれかの上限水位を検知して該密封タンクの下水流入管の開閉弁を閉じると共に排出制御弁を開き、他方側の密封タンクの下水流入管の開閉弁を開き、かつ前記送気ポンプの送気付勢方向を上限水位に達した密封タンク方向に制御する制御装置とを備えた下水圧送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、貯水タンクに集めた家庭汚水等を下水本管や下水処理場まで圧送する下水圧送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各家庭から集めた下水を下水本管や下水処理場まで圧送する都市下水システムとして、個別に発生する下水を一旦各地区毎に貯水槽に集め、一定量集水すれば電動式水中ポンプや真空式排水ポンプで上記下水本管や下水処理場へ排水するものが一般的に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年の下水管路の充実とともに貯水タンクの配置個所も次第に増加しており、排水ポンプなどの排水設備もそれに伴って増加し、設備費やその運転コストも高騰化している問題がある。
また、上記排水ポンプ等の排水設備は、下水と直接接して稼動されるので、稼動部に下水中に混入している各種異物が詰まる事故が生じ易く、このため保守点検が面倒となるといった問題もあった。
この発明は、上記問題点を解消することを目的としてなされたものであり、各家庭から集水された下水を下水本管や下水処理場へ排水する場合、電動水中ポンプ等の高価な装置を要せず、しかも汚物の詰まりなどの事故も少ない経済的に運転の可能な下水圧送装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の下水圧送装置は、分岐された下水流入管の末端が開閉弁を介して気密状態に接続された複数の密封タンクと、前記それぞれの密封タンク内底部から前記密封タンクの最高水位より高い位置を経て排出制御弁を介して外部下水管に接続された下水排出管と、前記それぞれの密封タンクの上部空間を連通した連通管と、該連通管内の気流を正逆何れの方向にも付勢できる送気ポンプと、前記複数の密封タンクの内いずれかの上限水位を検知して該密封タンクの流入管の開閉弁を閉じると共に排出制御弁を開き、他方側のタンクの下水流入管の開閉弁を開き、かつ前記送気ポンプの送気付勢方向を上限水位に達した密封タンク方向に制御する制御装置とを備えて構成されている。
【０００５】
この下水圧送装置によれば、複数の密封タンクへの下水流入と排出を密封タンクの上部空間を連通する連通管を介して交互に送気される気圧を利用して排出でき、動力を下水中に浸すことなく排出可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を説明する。
実施の形態１
図１はこの発明の下水圧送装置の実施の形態１に係る構造説明図である。
【０００７】
図１において、１は下水流入管を示し、ここから分岐された下水流入管２Ａ、２Ｂはそれぞれ開閉弁３Ａ、３Ｂを介して二つの密封タンク４Ａ、４Ｂ（以下総称する時は４という）に接続されている。上記開閉弁３Ａ、３Ｂは電磁弁など遠隔開閉制御可能な弁とされ図示は省略するが開閉のための駆動装置が設けられている。
【０００８】
７Ａ、７Ｂ（以下総称する時は７という）は下水排出管を示し、二つの密封タンク４の内底部から前記密封タンクの最高水位より高い位置（図示例は天井５Ａ、５Ｂ）を経て外部へ導出され、密封タンク４Ａ、４Ｂからの排出方向の流れのみを許す逆止弁８Ａ、８Ｂ（以下総称する時は８という）を介して密封タンク４より低位の外部下水管６に合流されている。
【０００９】
この逆止弁８は図２に示すように上下方向に配置した膨出管８Ｃ内にボール弁体８Ｄを配置し、逆方向の流れがある場合はボール弁体８Ｄが膨出管８Ｃ内の弁座８Ｄに密着して逆方向の流れを遮断するように構成したものが使用される。
【００１０】
９は連通管を示し、二つの密封タンク４Ａ、４Ｂの上部空間を連通するもので図示例の場合、タンクの天井面５Ａ、５Ｂで連通して取り付けられている。
１０は送気ポンプを示し、連通管９内の気流を正逆何れの方向にも強制送気できる構造とされている。
【００１１】
この送気ポンプ１０はルーツ型送風機など正逆転により強制送気方向が逆転する送風機が好適に使用される。なお、図示は省略したが、上記回転圧縮機には駆動モータが連結されている。
【００１２】
１１Ａ、１１Ｂは上部水位センサを示し、密封タンク４Ａ、４Ｂ内の上限水位を検出するためのものである。
また、１３Ａ、１３Ｂは下部水位センサを示し、密閉タンク４Ａ、４Ｂの下限水位を検出するためのものである。
【００１３】
制御装置１２は水位センサ１１Ａ…１３Ｂの水位情報により開閉弁３Ａ、３Ｂの開閉及び送気ポンプ１０の正逆運転を制御するためものである。
図３はこの制御装置１２のフローチャートを示し、上限水位センサ１１Ａ、１１Ｂにより水位の上限が検知されたか否かを判断する判断１〜２と下限水位センサ１３Ａ、１３Ｂにより水位の下限が検知されたか否かを判断する判断３〜４と判断結果に従い開閉弁の開閉操作等を行なう処理１〜３とからなる。
【００１４】
次に、この下水圧送装置の稼動状態を図３のフローチャート及び図４以下の各プロセスを示す図を用いて説明する。
なお、以下図中に示された管系及び弁を示す記号において、実線が下水が流れている管系、点線が下水が流れていない管系、黒く表示した弁記号が開、白く抜いた弁記号が閉を示すものとする。
【００１５】
まず、図４に示すように、一方の密封タンク４Ａが上限水位、他方の密封タンク４Ｂがほぼ下限水位となったとする。なお、この時に至るまでは、図示のように開閉弁３Ａが開、開閉弁３Ｂが閉、送気ポンプ１０の送気方向は密封タンク４Ａから同４Ｂ方向とされ、下水Ｗは下水流入管１から分岐管２Ａを通じて密封タンク４Ａに流入し、密封タンク４Ｂ内の下水Ｗは送気ポンプ１０から送気される気圧を受けて下水排出管７Ｂから外部下水管６へ排出されている。
【００１６】
密封タンク４Ａの上限を検知したセンサ１１Ａの情報により、図３の判断１が肯定結果となり、処理１が実行され、図５に示すように開閉弁３Ａが閉、開閉弁３Ｂが開となり、送気ポンプ１０の送気方向が密封タンク４Ｂから同４Ａ方向に切り替わる。
【００１７】
従って、下水は下水流入管１から分岐管２Ｂと開閉弁３Ｂを介して今度は密封タンク４Ｂへ流入し、密閉タンク４Ｂ内の水位が点線で示すように上昇する。そして密封タンク４Ｂ内の空気は連通管９を通じ送気ポンプ１０により密封タンク４Ａに強制的に圧送される。
【００１８】
密封タンク４Ａ内の満水状態の下水Ｗはタンク上部に圧送される空気圧に押され、逆止弁８Ａを通じ下水排出管７Ａから外部下水管６へと排出される。
また、この実施の形態１の場合、外部排水管６が密閉タンク４Ａ、４Ｂより低位とされているので、下水Ｗが外部配水管６に流入し始めればサイフォン管現象により自然流出が始まり、送気ポンプ１０の負荷は殆どゼロとなる。
【００１９】
そして密封タンク４Ｂ内の下水Ｗの水位が上昇し図６に示すように水位センサ１１Ｂにより上限が検知されれば、図３の判断２の判断結果に基づいて処理２が実行され、図７に示すように開閉弁３Ａが開、開閉弁３Ｂが閉、送気ポンプ１０の送気方向が密封タンク４Ａから同４Ｂ方向に切り替えられ、タンク４Ａからタンク４Ｂへの送気圧力によりタンク４Ｂの下水が下水排出管７Ｂから排出される。
【００２０】
そして、タンク４Ａ内の水位が上限に達すれば再び図４の状態に戻り図３の判断１、処理１が行なわれ、図５以下同じ操作が繰り返されて下水は密閉タンク４Ａ、４Ｂから交互に排出されていく。
【００２１】
以上が通常状態の運転を示すが、排出側の密閉タンク４が下限水位になったにも係わらず他方の密閉タンク４が上限水位に達しない場合などは下水流入が非常に少なくなったか中断している場合であるから、判断３、４の肯定的結果で送気ポンプ１０が間欠的または一定期間停止され、動力の無駄が防止される。
【００２２】
以上説明したように、この下水圧送装置によれば、二つの密閉タンクを交互に利用して、動力ポンプを水中に浸すことなく下水を排出できるため、保守管理が非常に省力化され、また、構造も簡単なため安価に設置でき、多数に分散化した下水集水タンクの下水圧送装置として非常に有益となる。
実施の形態２
図８は実施の形態２の構造説明図である。なお、実施の形態１と同じ構造のものは同一符号を付すことにより、説明に代える。
【００２３】
この実施の形態２の下水圧送装置は、連通管９の両端がそれぞれの密閉タンク４の上面で分岐され、一方９Ａが密閉タンク４の上限水位上方に開口され、他方９Ｂが密閉タンク４の内底方向に開口され、分岐部に空気吸入の場合は一方の分岐管９Ａから、空気排出の場合は他方の分岐管９Ｂから排出する切り替え制御弁９Ｃが設けられて構成されている。
【００２４】
この実施の形態の場合、下水Ｗを排出するための圧縮空気は下水中から供給されるので下水に散気が行なえ、嫌気性微生物による硫化水素の発生が防止できる。
実施の形態３
図９は実施の形態３の説明図である。なお、実施の形態１と同じ構造のものは同一符号を付すことにより、説明に代える。
【００２５】
この実施の形態３の下水圧送装置は、外部下水管６が密閉タンク４Ａ、４Ｂより高所にあり、下水排出管７Ａ、７Ｂがサイホン管の現象を利用できない構造のもので、連通管９に送気ポンプ１０を補助する給気ポンプ１４を付設したものである。この給気ポンプ１４は外気を連通管９の空気流れ方向の下流側へ開閉弁１５Ａ、１５Ｂを介して供給し、送気ポンプ１０だけによる圧力不足を補う。
【００２６】
また、この給気ポンプ１４からの給気を図に点線で示すように密閉タンク４の底面近くに開口させてもよく、この場合前述と同様下水中の硫化水素の発生も防止できる。
【００２７】
この実施の形態３の場合、密閉タンク４内の下水排出圧力が送気ポンプ１０だけでは不十分な場合に下水排出が確実になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の下水圧送装置によれば、二つの密閉タンクを交互に使用し、一方の密閉タンク中に満たされた下水を、他方の密閉タンクからの排出空気と、送気ポンプの送気圧力によって外部へ排出するので、駆動ポンプ等は一切下水に触れることがなく、駆動ポンプの保守管理が容易となる。
【００２９】
また、密閉タンク内の空気は、二つの密閉タンク間を往復するだけで、仮に密閉タンク外へ排出されることがあっても外部下水管６方向または下水流入管２方向となるので外部へ排出されることはなく臭気が漏れることがない。
【００３０】
さらに、流入管や排出管の管径を大きくすることができるので、下水中の異物の詰まりによる故障も少なくできる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１の逆止弁の断面図である。
【図３】この発明の下水圧送装置の制御フローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１の稼動状態を示す説明図である。
【図５】同じく上記発明の稼動状態を示す説明図である。
【図６】同じく上記発明の稼動状態を示す説明図である。
【図７】同じく上記発明の稼動状態を示す説明図である。
【図８】実施の形態２の説明図である。
【図９】実施の形態３の説明図である。
【符号の説明】
１      下水流入管
２Ａ、２Ｂ  分岐された下水流入管
３Ａ、３Ｂ  開閉弁
４Ａ、４Ｂ  密封タンク
５Ａ、５Ｂ  密封タンクの天井
６      外部下水管
７Ａ、７Ｂ  下水排出管
８Ａ、８Ｂ  逆止弁
９      連通管
１０      送気ポンプ
１１Ａ、１１Ｂ  上部水位センサ
１２      制御装置
１３Ａ、１３Ｂ  下部水位センサ
Ｗ      下水
【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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【図８】
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【図９】
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