(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物から排出された汚水を真空弁ユニットの汚水ますに貯留し、貯留された汚水を真空ステーションで発生される真空圧を利用して真空下水管で前記真空ステーションへ搬送する下水道システムにおいて、
前記真空弁ユニットに、前記真空下水管に接続される真空弁と、該真空弁の開閉を検知する弁センサと、汚水水位を検知する水位センサと、前記真空弁の開閉を制御するコントローラと、
これら弁センサおよび水位センサの検知情報を前記真空ステーションに伝達しかつ該真空ステーションから前記コントローラに情報を伝達する端末器とが設置され、
前記真空下水管に沿って敷設されたケーブルが前記端末器に接続され、
該ケーブルの他端は前記真空ステーションに設置された監視システムに接続され、かつ、前記真空ステーションに設置されている制御盤からの信号線が前記監視システムに接続され、
前記真空弁ユニットおよび前記制御盤の状態を前記監視システムで監視し、
該監視システムから前記コントローラを介して前記真空弁の開閉を制御するようにしたことを特徴とする下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置。
【請求項２】
前記真空弁の各々の開時間を前記弁センサを介して前記監視システムで測定し、
該真空弁の開時間が予め設定された時間を超過した場合、その真空弁を前記コントローラにより強制的に閉にするようにしたことを特徴とする請求項１記載の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置。
【請求項３】
前記真空ステーションが停電した情報又は真空ポンプが故障した情報に基づいて前記監視システムから前記コントローラに前記真空弁を閉にする信号を伝達し、
汚水水位が異常に上昇したことを水位センサが検知した真空弁ユニットにおいてのみその真空弁を汚水水位が平常値に復帰するまで開にするようにしたことを特徴とする請求項１記載の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置。
【請求項４】
前記真空下水管内の真空度が規定値以下に低下したとき、前記監視システムから前記コントローラに全真空弁を閉にする信号を一時的に伝達し、
全真空弁が閉になっていることを確認後、一定時間後に予め設定された値以下に真空度が減少する場合には真空管路異常と判定して警報を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空式の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置に関し、特に、建物から排出された汚水を真空弁ユニットに貯留し、その汚水を真空下水管で下水処理場等へ搬送する真空式下水道システムにおいて、真空弁ユニットをリアルタイムで監視する監視制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空式下水道システムは、一般家庭などの建物から排出された汚水を真空弁ユニットの汚水ますに溜め、その汚水を下水処理場にある真空ステーションで発生される真空圧（負圧）により吸引して真空ステーションへ搬送する下水道システムである。
【０００３】
この種の真空式下水道システムの真空弁ユニットにおいては、真空弁の故障等により汚水ますの汚水水位の異常が発生した際、これを速やかに検知して管理者に知らせる必要がある。このような異常検知システムとして、実開平４−９２０８７号公報に開示されているように、真空弁ユニットの近傍に警報器具を設置し、真空弁ユニットの異常が発生すると、この警報器具の音声、光、表示文字等により異常を知らせるようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の異常検知システムでは、個々の真空弁ユニットごとに警報器具を設置しているので、ある真空弁ユニットが原因で異常が発生した場合、その原因となった真空弁ユニットの特定に時間と手間がかかるばかりでなく、管理者に知らせるには、住民の協力をお願いしなければならない。
【０００５】
さらにまた、単に真空弁ユニットの近傍で警報機が作動するだけなので、異常が発生したことやその原因究明に時間がかかり、その間に異常状態が下水道システム全体に広がっていくため、正常状態に戻すのに大きな労力を要すると共に、真空管路の損傷については検知することができないというという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、特に、各真空弁ユニットおよび真空管路をリアルタイムで監視でき、真空弁や真空管路に異常が発生した際その場所がすぐ分かり、速やかに復旧できるようにした下水道システムにおける真空弁ユニットの監視装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置は、建物から排出された汚水を真空弁ユニットの汚水ますに貯留し、貯留された汚水を真空ステーションで発生される真空圧を利用して真空下水管で前記真空ステーションへ搬送する下水道システムにおいて、前記真空弁ユニットに、前記真空下水管に接続される真空弁と、該真空弁の開閉を検知する弁センサと、汚水水位を検知する水位センサと、前記真空弁の開閉を制御するコントローラと、これら弁センサおよび水位センサの検知情報を前記真空ステーションに伝達しかつ該真空ステーションから前記コントローラに情報を伝達する端末器とが設置され、前記真空下水管に沿って敷設されたケーブルが前記端末器に接続され、該ケーブルの他端は前記真空ステーションに設置された監視システムに接続され、かつ、前記真空ステーションに設置されている制御盤からの信号線が前記監視システムに接続され、前記真空弁ユニットおよび前記制御盤の状態を前記監視システムで監視し、該監視システムから前記コントローラを介して前記真空弁の開閉を制御するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
そして、真空弁ユニットの監視制御装置の具体的な態様としては、前記真空弁の各々の開時間を前記弁センサを介して前記監視システムで測定し、該真空弁の開時間が予め設定された時間を超過した場合、その真空弁を前記コントローラにより強制的に閉にするようにしたことを特徴としている。
また、前記真空ステーションが停電した情報又は真空ポンプが故障した情報に基づいて前記監視システムから前記コントローラに前記真空弁を閉にする信号を伝達し、汚水水位が異常に上昇したことを水位センサが検知した真空弁ユニットにおいてのみその真空弁を汚水水位が平常値に復帰するまで開にするようにしたことを特徴としている。
【０００８】
また、前記真空下水管内の真空度が規定値以下に低下したとき、前記監視システムから前記コントローラに全真空弁を閉にする信号を伝達し、全真空弁が閉になっていることを確認後、一定時間後に予め設定された値以上に真空度圧が減少する場合には真空管路異常と判定して警報を出力するようにしたことを特徴としている。前述の如く構成された本発明に係る真空弁ユニットの監視制御装置においては、真空弁ユニット内の情報は、弁センサおよび水位センサの検知情報が端末器、ケーブルを介して常時真空ステーションに送られ、真空ステーション内の監視システムのモニタには、リアルタイムに真空弁ユニットの状態（真空弁の開閉状態、真空弁の動作回数、汚水水位の正常・異常等）および真空弁ユニットの真空圧が表示されている。
【０００９】
また、真空ステーションの監視システムからケーブル、端末器を介してコントローラに真空弁の開閉を制御する信号が送られ、真空弁ユニットや真空下水管の状況に応じて真空弁の開閉制御を行う。
このため、真空弁の動作異常、真空ステーションの停電、真空ポンプの故障、真空下水管の異常等の場合、真空弁を一時的に閉にして下水道システム全体への悪影響を少なくすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係わる下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置のシステム構成図を示している。
図１において、汚水を排出する住宅１７の近くに真空弁ユニット１が設置され、この真空弁ユニット１は住宅１７と地中の横引流下管１８を介して接続され、この真空弁ユニット１から真空ステーション９まで、地中の真空下水管４が接続されている。
【００１１】
真空弁ユニット１は、周知のように、汚水を貯留する汚水ますを備え、その内部には、真空下水管４に接続されている真空弁を備え、この真空弁の状態を検知する弁センサ２Ａと、汚水水位を検知する水位センサ２Ｂと、真空弁の開閉制御を行うコントローラ２Ｃと、端末器３とが設置されている。
端末器３は、真空下水管４に沿って敷設されたケーブル５で接続されている。このケーブル５は、２芯ケーブルを用いて前記各真空弁ユニット１の端末器３をじゅずつなぎ状に連続的に接続するか、あるいは多芯ケーブルを用いて途中で分岐させながら各端末器３に接続している。
【００１２】
前記ケーブル５の他端は、真空ステーション９内の監視システムに接続されている。各々の真空弁ユニット１には、ＮＯ．１、ＮＯ．２、ＮＯ．３のように番号がふられ、この番号がパソコン７のモニタの画面に表示されるようになっている。前記弁センサ２Ａ、水位センサ２Ｂおよびコントローラ２Ｃに必要な電源は真空ステーション９から供給され、真空弁ユニット１内では電池等の電源は不要である。
【００１３】
図２は、一実施の形態のブロック図で、真空ステーション９の監視システムは、パソコン７と、このパソコン７のインターフェースユニット６と、変調用のモデム８とで構成され、前記ケーブル５を通して送られてくる信号は前記インターフェースユニット６で受けられ、弁センサ２Ａ、水位センサ２Ｂからの情報を前記パソコン７で処理しモニタに表示するようになっている。
【００１４】
また、パソコン７には、真空ステーション９内に設置されている真空ポンプ等の機器類や圧力計等の計器類（以下ポンプ類と称す）１１の制御、監視を行う制御盤１３が接続され、このポンプ類１１の動作状況や真空圧などのデータが前記各センサ２Ａ、２Ｂからの情報とともにパソコン７のモニタに表示されるようになっている。
【００１５】
監視システムのパソコン７からの情報をモデム８から電話回線１０へ送りだすようになっている。管理部署１６には、電話回線１０に接続された復調用のモデム１４、パソコン１５を備えている。
前記の如く構成された本実施の形態の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置の作動について説明する。
【００１６】
真空弁ユニット１内の情報は、弁センサ２Ａ、水位センサ２Ｂから端末器３、ケーブル５を介して常時真空ステーション９のパソコン７に送られ、さらに、ポンプ類１１の情報もパソコン７に送られいる。そのため、真空ステーション９内のパソコン７のモニタの画面には、リアルタイムで全ての真空弁ユニット１の状態（汚水水位の正常・異常、真空弁の開閉状態、真空弁の動作回数、真空弁ユニット近傍の真空圧等）、および真空ポンプや真空下水管４の動作等が表示されている。
【００１７】
真空弁ユニット１で汚水水位が上昇すると、自動的にその箇所の真空弁が開き、真空弁ユニット１内の汚水が真空下水管４へ吸い出され、汚水水位が下がると真空弁は閉となる。
以下、真空弁ユニット１あるいは真空ステーション９で異常発生の場合の制御動作について説明する。
【００１８】
第１の制御動作
ある真空弁が故障し、開いた弁が閉じなくなったとすると、汚水水位が下がったあとも空気を吸い続け、真空下水管４内の真空圧は急激に低下する。すると、故障していない他の真空弁の動作も困難となり、その結果汚水の搬送ができなくなってしまう。
【００１９】
そこで、真空ステーション９のパソコン７では、常時各真空弁ユニット１の各真空弁の開閉状態を検知する弁センサ２Ａからの情報により個々の真空弁の開時間を測定している。ある真空弁ユニット１で真空弁の開時間が予め設定された時間（例えば１５秒）を超過したとすると、その真空弁を閉にする信号が、真空ステーション９のパソコン７からインターフェースユニット６、ケーブル５、端末器３を介してコントローラ２Ｃに伝えられる。これにより、コントローラ２Ｃはその真空弁を強制的に閉じる。
【００２０】
このような操作により、真空弁が故障し開状態のままとなった場合でも、一定時間経過後は強制的に閉にしてしまうので、真空漏れは最小限に収まり、下水道システム全体への悪影響を極力少なくすることができる。
第２の制御動作
真空ステーション９で停電が発生したり、真空ポンプが故障した場合は、全真空弁に対して弁を閉にするという信号を上記と同じ経路でコントローラ２Ｃに伝達する。このとき、停電であれば予備電源を使用するのは勿論である。そして、各真空弁ユニット１の汚水水位を監視し、例えばＮＯ．２の真空弁ユニットで汚水水位が異常に上昇した場合には、そのコントローラ２Ｃに対しては真空弁を閉にするという信号を解除し、一定時間（例えば１０秒）経過すれば再び真空弁を閉にするという信号をコントローラ２Ｃに与えて真空弁を閉にする。
【００２１】
なお、真空弁を閉にするタイミングは、一定時間経過でなく、汚水水位が予め設定された基準まで下降した条件で行ってもよい。
このような操作により、真空ステーション９で停電が発生したり、真空ポンプが故障した場合には、真空下水管４内に残っている真空圧を極力温存し、汚水があふれそうな緊急事態にある真空弁ユニット１のみの汚水を搬送するため、真空圧を有効に使用でき、住民に対し不便を強いることをなくすことができる。
【００２２】
第３の制御動作
全ての真空弁が閉になっているにもかかわらず真空下水管４内の真空度が異常に低下した場合は、一時的に全真空弁のコントローラ２Ｃに対して弁を閉じるという信号を伝達し、全真空弁が閉じたことを確認後、所定時間（真空下水管４の長さにより決定される）真空度を監視し、予め設定された値以上に低下した場合は真空管路異常と判定してパソコン７のモニタに表示すると共に、電話回線１０を介して管理部署１６のパソコン１５に異常発生を通報し、管理部署１６のモニタに表示する。
【００２３】
このような操作により、真空下水管４内の真空度が低下した場合、コントローラ２Ｃにより真空弁を制御することにより、その原因が真空弁なのか真空管路なのかを容易に判定することができ、異常状態からの復旧が迅速に行える。
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、設計において、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなしに種々の変更を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の下水道システムにおける真空弁ユニットの監視装置は、全ての真空弁ユニットの状態および機器類の状態が真空ステーションの監視システムに表示されるので、下水道システムの状態がリアルタイムで把握でき、真空弁異常の真空弁ユニットおよび真空圧低下が即座に判明し、住民からの通報や苦情が来る前に素早く復旧でき、利用者に不便をかけることがない。
【００２５】
また、真空ステーションの監視システムからケーブル、端末器を介してコントローラに真空弁の開閉を制御する信号が送られ、真空弁ユニットや真空下水管の状況に応じて真空弁の開閉制御を行うようにしたので、真空弁の動作異常、真空ステーションの停電、真空ポンプの故障、真空下水管の異常の場合、真空弁を一時的に閉にして下水道システム全体への悪影響を極力少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置の一実施の形態を概念的に示すシステム構成図である。
【図２】本発明に係る下水道システムにおける真空弁ユニットの監視制御装置の一実施の形態を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１  真空弁ユニット
２Ａ  弁センサ
２Ｂ  水位センサ
２Ｃ  コントローラ
３  端末器
４  真空下水管
５  ケーブル
６  インターフェースユニット
７  パソコン（監視システム）
８  モデム
９  真空ステーション
１０  電話回線
１１  ポンプ類
１３  制御盤
１６  管理部署
【図１】
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【図２】
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