(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水槽に設けた汚水溜まりに連通する汚水吸引管と、真空源に連通する真空下水管との連絡部に真空弁を設け、真空弁を開くことによって、汚水溜まりの汚水を汚水吸引管から真空下水管に吸引可能としてなる簡易真空弁ユニットにおいて、
真空弁が、汚水吸引管に連通する汚水流入口と真空下水管に連通する汚水流出口とそれらの流入口と流出口の間の弁座とを備える弁箱と、該弁箱の弁座に接離可能とされる弁体とを有してなり、
真空弁の弁体に連結手段を介して汚水溜まりを連結するとともに、該弁体を弁座に接する閉じ側に付勢するばねを備え、
真空弁の弁体に作用する真空下水管の真空圧と上記ばねの付勢力に起因する閉じ方向力と、真空弁の弁体に連結されている汚水溜まりの汚水貯留重力に起因する開き方向力とのつり合いの変化により、該真空弁を開閉可能としてなることを特徴とする簡易真空弁ユニット。
【請求項２】
前記ばねが汚水槽と汚水溜まりの間に介装されてなる請求項１記載の簡易真空弁ユニット。
【請求項３】
前記ばねが真空弁の弁箱に設けたばね室に納められてなる請求項１記載の簡易真空弁ユニット。
【請求項４】
前記真空下水管の真空弁に近接した部分に、真空下水管内の真空によって閉鎖されるように吸気弁が接続されており、真空下水管内の真空度が低下した際に吸気弁が開放されて真空下水管内に空気が供給可能とされる請求項１〜３のいずれかに記載の簡易真空弁ユニット。
【請求項５】
前記汚水溜まりに汚水を流下せしめる汚水流入管に、固形汚物等を分離可能とする分離マスを備えてなる請求項１〜４のいずれかに記載の簡易真空弁ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は簡易真空弁ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭等から排出される汚水を、真空圧を利用して搬送して集める真空式下水システムが開発されている。真空式下水システムでは、各家庭等から排出される汚水が貯留される汚水槽を有する真空弁ユニットと、汚水が集められる集水タンクとの間に真空式下水管が設けられている。集水タンクは、真空下水管の内部を真空にする真空ポンプが配備された真空ステーションに設けられており、真空ステーションの真空ポンプによって真空下水管の内部が真空状態とされる。
【０００３】
真空弁ユニットには、汚水槽内にて大気圧に開放された状態で貯留された汚水を吸引する汚水吸引管と、汚水吸引管と真空下水管とを連通及び遮断する真空弁とが設けられている。真空弁は、真空下水管内の真空を利用するコントローラにより開閉制御されるようになっており、真空弁が開放されることによって、真空下水管と汚水吸引管とが連通状態になり、汚水槽内の汚水が真空状態になった真空下水管内に吸引される。
【０００４】
真空下水管内には、汚水が吸引された後に、或いは汚水とともに、空気が吸引されるようになっており、吸引された空気は、真空下水管内にて汚水の流速よりも高速で流動する。このように、真空下水管内を汚水に対して空気が高速で流動することにより、真空下水管内には、汚水と空気との気液二相流が形成され、その気液二相流が真空下水管内を高速で流動して、汚水が搬送される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、従来技術には以下の問題点がある。
▲１▼真空弁が精密機器であるコントローラを備えており、複雑で高コストである。
【０００６】
▲２▼真空弁がコントローラを備えるため、真空下水管と汚水吸引管の連絡部に対し真空弁が斜め上方から交差するように結合され、この連絡部がＹ型管路の如くになり、平面的な寸法が大き目めになる。
【０００７】
本発明の課題は、真空弁ユニットにおいて、真空弁のコントローラをなくし、低コストとコンパクトを図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、汚水槽に設けた汚水溜まりに連通する汚水吸引管と、真空源に連通する真空下水管との連絡部に真空弁を設け、真空弁を開くことによって、汚水溜まりの汚水を汚水吸引管から真空下水管に吸引可能としてなる簡易真空弁ユニットにおいて、真空弁が、汚水吸引管に連通する汚水流入口と真空下水管に連通する汚水流出口とそれらの流入口と流出口の間の弁座とを備える弁箱と、該弁箱の弁座に接離可能とされる弁体とを有してなり、真空弁の弁体に連結手段を介して汚水溜まりを連結するとともに、該弁体を弁座に接する閉じ側に付勢するばねを備え、真空弁の弁体に作用する真空下水管の真空圧と上記ばねの付勢力に起因する閉じ方向力と、真空弁の弁体に連結されている汚水溜まりの汚水貯留重力に起因する開き方向力とのつり合いの変化により、該真空弁を開閉可能としてなるようにしたものである。
【０００９】
請求項２記載の建物は、請求項１に記載の本発明において更に、前記ばねが汚水槽と汚水溜まりの間に介装されてなるようにしたものである。
【００１０】
請求項３記載の建物は、請求項１に記載の本発明において更に、前記ばねが真空弁の弁箱に設けたばね室に納められてなるようにしたものである。
【００１１】
請求項４記載の建物は、請求項１〜３のいずれかに記載の本発明において更に、前記真空下水管の真空弁に近接した部分に、真空下水管内の真空によって閉鎖されるように吸気弁が接続されており、真空下水管内の真空度が低下した際に吸気弁が開放されて真空下水管内に空気が供給可能とされるようにしたものである。
【００１２】
請求項５記載の建物は、請求項１〜４のいずれかに記載の本発明において更に、前記汚水溜まりに汚水を流下せしめる汚水流入管に、固形汚物等を分離可能とする分離マスを備えてなるようにしたものである。
【００１３】
【作用】
請求項１の発明によれば下記▲１▼、▲２▼の作用がある。
▲１▼汚水溜まりと真空弁の弁体とを連結手段で連結し、且つ弁体を弁座に接する閉じ側に付勢するばねを備えるようにしたので、コントローラをなくし、低コストにできる。
【００１４】
▲２▼真空下水管と汚水吸引管の連絡部に真空弁を介装するに際し、真空弁の直下に汚水吸引管を接続し、この汚水吸引管を弁体と汚水溜まりとの連結手段に並べて配置することにより、この連絡部をＬ型管路の如くとし、平面的な寸法をコンパクトにできる。
【００１５】
請求項２の発明によれば下記▲３▼の作用がある。
▲３▼ばねを汚水槽と汚水溜まりの間に介装することにより、汚水溜まりを安定支持できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば下記▲４▼の作用がある。
▲４▼ばねを真空弁の弁箱に設けたばね室に納めることにより、真空弁の弁箱に予めばねを組込みでき、真空弁ユニットの部品組込性を向上できる。
【００１７】
請求項４の発明によれば下記▲５▼の作用がある。
▲５▼真空弁が開放されて汚水及び空気が、順次、真空下水管内に吸引されると、真空弁が閉鎖されるが、真空弁が閉鎖状態になった後にも、真空下水管内の真空度に応じて吸気弁が開放されて、真空下水管内に必要とされる空気が吸引されるようになるために、真空下水管内では、気液同時分離吸引方式における気液二相流に近い気液二相流とすることができる。その結果、予め設定された空気を真空下水管内に供給する制御方式とは異なり、真空下水管内において頻繁に変化する真空度に対応した適切な空気量の供給が可能になる。
【００１８】
請求項５の発明によれば下記▲６▼の作用がある。
▲６▼汚水溜まりに接続される汚水流入管に分離マスを備えることにより、固形汚物等を分離できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は真空式下水システムを示す配置図、図２は真空下水管の埋設状態を示す断面図、図３は第１実施形態の真空弁ユニットを示す断面図、図４は吸気弁の閉じ状態を示す断面図、図５は吸気弁の開き状態を示す断面図、図６は第２実施形態の真空弁ユニットを示す断面図、図７は第３実施形態の真空弁ユニットを示す断面図である。
【００２０】
（第１実施形態）（図１〜図５）
図１、図２は本発明の真空式下水システムの実施の形態の一例を示す概略構成図である。この真空式下水システムでは、家庭、工場等から排出される汚水が、汚水流入管１２内を自然流下して、地中に埋設された真空弁ユニット１０内に貯留され、真空弁ユニット１０内に貯留された汚水が真空下水管３１を通って、真空ステーション３２に設けられた集水タンク３２Ａに集められ、その後圧送ポンプ３２Ｂにより下水処理場等に送られる。真空弁ユニット１０と真空ステーション３２に設けられた集水タンクとを連結する真空下水管３１は、真空ステーション３２に設けられた真空ポンプ３２Ｃによって、内部が真空状態とされている。
【００２１】
真空下水管３１は、地表に近接した比較的浅い地中部分において、緩やかに下り勾配になった下り傾斜部分３１ａと、この下り傾斜部分３１ａの下流側に連続して、高低差が30cm程度の上り勾配になった上り傾斜部分（リフト部）３１ｂとが、順次繰り返されるように埋設されており、また、真空下水管３１が、河川、既設水道管等の障害物３３が存在する場合には、その障害物３３の下方を通過するように迂回部分３１ｃが設けられている。尚、迂回部分３１ｃは、障害物３３の上方を通過する場合もある。
【００２２】
図３は、真空式下水システムに設けられる真空弁ユニット１０の一例を示す概略構成図である。真空弁ユニット１０は、地中に埋設される樹脂製又はコンクリート製の汚水槽１１を有し、汚水槽１１には別体とされる汚水溜まり１１ａを備え、家庭等から排出される汚水を汚水流入管１２から汚水溜まり１１ａに貯留するようにしている。汚水槽１１には、真空下水管３１の上流側の端部が略水平に挿入されており、汚水溜まり１１ａに連通するように略鉛直に立上げられている汚水吸引管１３と、真空下水管３１との連絡部には真空弁１４を設けている。真空弁１４は、汚水溜まり１１ａに一定量以上の汚水が貯留されたときに後述する如くに開き、汚水溜まり１１ａの汚水を汚水吸引管１３から真空下水管３１に吸引せしめる。
【００２３】
真空弁１４は、汚水吸引管１３に連通する汚水流入口１５Ａと、真空下水管３１に連通する汚水流出口１５Ｂと、それらの流入口１５Ａと流出口１５Ｂの間の弁座１５Ｃとを備える弁箱１５と、弁箱１５の弁座１５Ｃに接離可能とされる弁体１６とを有する。弁箱１５の弁体貫通部にはＯリング１５Ｄが装着されている。
【００２４】
また、真空弁１４は、弁体１６に連結ロッド１６ａを結合し、連結ロッド１６ａを汚水吸引管１３に並置するように垂下して、その下端部に前述の汚水溜まり１１ａの底部をナット止めしている。そして、汚水槽１１の底部と汚水溜まり１１ａの底部の間に、弁体１６を弁座１５Ｃに接する閉じ側に付勢するばね１７を介装している。
【００２５】
これにより、真空弁１４は、弁体１６に作用する真空下水管３１の真空圧と上記ばね１７の付勢力に起因する閉じ方向力と、弁体１６に連結されている汚水溜まり１１ａの汚水貯留重力に起因する開き方向力とのつり合いの変化により、弁体１６を弁座１５Ｃに接離するように開閉せしめる。
【００２６】
従って、真空弁１４では、汚水溜まり１１ａの汚水貯留重量が未だ軽量の定常状態で、ばね１７の付勢力により汚水溜まり１１ａを上昇させて弁体１６を閉じ、汚水吸引管１３の汚水溜まり１１ａとの隙間を小さくしている。汚水溜まり１１ａの汚水貯留重量が重くなり、弁体１６が開くと、汚水吸引管１３と汚水溜まり１１ａとの隙間が大き目となって汚水を吸引開始する。汚水溜まり１１ａの汚水貯留重量が汚水の吸引によって軽量化すると、汚水溜まり１１ａはばね１７の付勢力により再び上昇せしめられて弁体１６を閉じる。
【００２７】
尚、弁箱１５内の流路は、真空下水管３１の側に吸い込みきれなかった汚水を排出し易いように滑らかな下降勾配を付与されている。
【００２８】
汚水槽１１の下部に設けられた汚水溜まり１１ａの上部には、空気流入管１００が接続されている。この空気流入管１００は、地中内に配管されており、その先端部は、地表から上方に突出して大気中に配置されている。この空気流入管１００は、汚水槽１１の汚水溜まり１１ａ内に貯留された汚水及び空気が、汚水吸引管１３内に真空吸引された際に、汚水槽１１の汚水溜まり１１ａ内に地表の空気を流入させて、汚水溜まり１１ａ内の圧力の低下を防止するようになっている。
【００２９】
空気流入管１００内には、空気流入管１００内の空気を、吸気弁２０を介して真空下水管３１内に直接供給する空気導入管１８が設けられている。このように、空気流入管１００内に空気導入管１８が設けられていることにより、真空弁ユニット１０の汚水槽１１内が水没したような場合にも、真空下水管３１内に確実に空気を供給することができる。但し、真空弁ユニット１０の汚水槽１１内の水没状態を考慮する必要がないような場合等には、吸気弁２０を汚水槽１１内に開放して、汚水槽１１内の空気を直接真空下水管３１に供給するようにしても良い。
【００３０】
図４は、吸気弁２０の断面図である。吸気弁２０は、空気導入管１８の上流側部分１８ａ及び下流側部分１８ｂにそれぞれ連結される弁箱２１と、この弁箱２１内に設けられた弁体２２と、弁箱２１に取付けられたキャップ体２３とを有している。空気導入管１８の下流側部分１８ｂは、真空下水管３１に接続されている。
【００３１】
弁箱２１は、軸方向中央部に側方に円筒状に突出した弁体収容部２１ｄが設けられた円筒体に構成されており、一方の端部が空気導入管１８の上流側部分１８ａに連結される流入部２１ａになっている。流入部２１ａと同心状態になった他方の端部は、空気導入管１８の下流側部分１８ｂに連結される円筒状の流出部２１ｂになっている。弁体収容部２１ｄは、流入部２１ａ及び流出部２１ｂとそれぞれ直交状態となっており、流出部２１ｂに連通している。弁箱２１の流入部２１ａは、隔壁部２１ｃによって流出部２１ｂ及び弁体収容部２１ｄと隔絶された状態になっており、隔壁部２１ｃに弁体収容部２１ｄと流入部２１ａとを連通する吸気口２１ｅが、弁体収容部２１ｄの軸心と同心状態で設けられている。
【００３２】
弁体収容部２１ｄの先端部には、その先端開口部を気密状態で覆うダイヤフラム２４を介して、中空円錐台形状のキャップ２３が、ボルト２３ｂによって、ダイヤフラム２４とともに、弁体収容部２１ｄに一体的に取付けられている。円筒状をした弁体収容部２１ｄには、円柱状をした弁体２２が、隔壁部２１ｃに設けられた吸気口２１ｅとは同心状態で、然も、吸気孔２１ｅに対して接離する方向にスライド可能に設けられている。ダイヤフラム２４は、熱可塑性エラストマー等によって構成されている。
【００３３】
弁収容部２３ｄに取付けられたキャップ体２３の外径は、弁体収容部２１ｄから離れるにつれて順次外径が小さくなっており、その先端部における軸心部分に、ナット部材２３ａが取付けられている。ナット部材２３ａには、キャップ体２３の軸心部を挿通する調整ボルト２３ｃがネジ結合されており、調整ボルト２３ｃの頭部が弁体収容部２１ｄに近接するように配置されている。調整ボルト２３ｃの頭部とは反対側の先端部は、キャップ体２３の先端部から上方に突出しており、キャップ体２３から突出した部分が、キャップ体２３に対して着脱可能になったカバー部材２６によって覆われている。
【００３４】
調整ボルト２３ｃは、キャップ体２３から突出した先端部を操作して、正逆回転させることにより、キャップ体２３の先端部に取付けられたナット部材２３ａに対してネジ送りされ、軸方向に沿って上下方向にスライドされる。
【００３５】
キャップ体２３内に配置された調整ボルト２３ｃの軸部には、圧縮ばね２３ｅが嵌合されている。圧縮ばね２３ｅは、調整ボルト２３ｃの頭部に隣接して取付けられた下側ばね受け２３ｆと、調整ボルト２３ｃの中程にスライド可能に設けられた上側ばね受け２３ｈとによって、圧縮状態で調整ボルト２３ｃに嵌合されている。上側ばね受け２３ｈは、Ｃ型止め輪２３ｇによって抜け止めされている。
【００３６】
圧縮ばね２３ｅは、調整ボルト２３ｃに同心状態で嵌合された円筒状のピストン部材２３ｄ内に収容されている。ピストン部材２３ｄにおけるナット部材２３ａに近接した端面は、圧縮ばね２３ｅの上端部を支持するばね受け２３ｆに、Ｃ型止め輪２３ｇを介して係合されており、従って、ピストン部材２３ｄは、圧縮ばね２３ｅによって、弁体収容部２１ｄから離れるように上方に付勢された状態で、調整ボルト２３ｃに沿ってスライドし得るように支持されている。
【００３７】
ピストン部材２３ｄにおける弁体収容部２１ｄに近接した下端面の軸心部には、弁棒２２ａの上端部が支持されている。弁棒２２ａは、ピストン部材２３ｄの下端面及びダイヤフラム２４の軸心部を貫通して弁体収容部２１ｄ内に挿入されており、弁体収容部２１ｄの軸心部を挿通しており、弁体収容部２１ｄ内に設けられた弁体２２の軸心部を貫通している。弁棒２３ｄの下端部は、弁体収容部２１ｄと流入部２１ａとを連通する吸気口２１ｅ内に同心状態で挿入されている。吸気口２１ｅ内に挿入された弁棒２２ａの下端部には、パッキン２２ｂを介して、ガイド体２５が取付けられている。
【００３８】
ガイド体２５は、弁箱２１の隔壁部２１ｃに設けられた吸気口２１ｅ内を挿通して、弁箱２１の流入部２１ａ内に進入している。ガイド体２５は、弁体２２に近接した上端部を除いて、弁棒２２ａ及び吸気口２１ｅとは同心状態になった円柱状に構成されており、吸気口２１ｅとは一定の間隔が設けられている。ガイド体２５の上端部は、上側になるにつれて順次外径が大きくなった円錐台形状のガイド部２５ａになっている。
【００３９】
弁体２２とガイド体２５との間に設けられたパッキン２２ｂは、ゴム等の弾性体によって、ガイド体２５が挿通した吸気口２１ｅの外径よりも若干大きな外径を有する円板状に構成されており、弁体２２の下端面の中心部に形成された凹部内に嵌入されて、弁体２２の下端面に圧接されている。パッキン２２ｂは、吸気口２１ｅの周囲の弁座部２１ｆの全周に渡って気密状態で圧接されるようになっている。
【００４０】
ガイド体２５ａは、弁体２２との間に設けられたパッキン２２ｂを弁体２２とともに挟み込んだ状態で、然も、弁体２２の上端面がダイヤフラム２４を介して、ピストン部材２３ｄの下端面に圧接されるように、弁棒２２ａの下端部に一体的に取付けられている。従って、キャップ体２３内に設けられたピストン部材２３ｄと、弁体収容部２１ｄ内に設けられた弁体２２と、これらピストン部材２３ｄ及び弁体２２間に設けられたダイヤフラム２４とともに一体化されており、また、弁体２２及びガイド体２５も、パッキン２２ｂとともに一体化されている。
【００４１】
ガイド体２５は、圧縮ばね２３ｅのばね力に抗してピストン部材２３ｄが下方にスライドされることによって、弁体２２とともに下方にスライドされ、ガイド体２５と弁体２２との間に設けられたパッキン２２ｂが、吸気口２１ｅの周囲の弁座２１ｆに圧接されて、この吸気口２１ｅを気密状に閉鎖することになっている。反対に、ガイド体２５が上方にスライドすることによって、パッキン２２ｂと弁座２１ｆとの圧接状態が解除され、吸気口２１ｅの内周面とガイド体２５の外周面との間隙を通して、弁箱２１の流入部２１ａと弁体収容部２１ｄの内部とが連通状態になる。このような状態になると、地表の空気が流入する空気流入管１００と、真空下水管３１とが連通状態になり、地表の空気が、空気流入管１８及び吸気弁２０を通って、真空下水管３１に供給される。
【００４２】
このような構成の真空下水システムは、真空弁ユニット１０の稼動状態において、真空下水管３１の内部が、真空ステーションに設けられた真空ポンプによって真空状態にされる。
【００４３】
真空下水管３１の内部が真空状態になると、真空弁ユニット１０に設けられた吸気弁２０は、弁体収容部２１ｄの内部が真空下水管３１の内部と同様の真空状態になり、弁体収容部２１ｄとキャップ体２３とを気密状態に隔絶するダイヤフラム２４には、弁体収容部２１ｄの内部に向かう吸引力Ｐが作用する。そして、この吸引力Ｐが、調整ボルト２３ｃによって設定された圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆよりも大きくなると、ダイヤフラム２４は、弁体収容部２１ｄ内に吸引され、ピストン部材２３ｄ、弁体２２、ガイド体２５が一体となって下方にスライドして、パッキン２２ｂが弁座２１ｆに気密状態で圧接される。これにより、弁箱２１の流入部２１ａと弁体収容部２１ｄとを連通する吸気口２１ｅが気密状態で閉鎖される。
【００４４】
その後、真空弁ユニット１０における汚水槽１１の汚水溜まり１１ａ内に貯留された汚水の貯留重力に起因する真空弁１４の開き方向力が、真空弁１４の弁体１６に作用する真空下水管３１の真空圧とばね１７の付勢力に起因する閉じ方向力を上回ると、真空弁１４は、開放状態とされる。これにより、汚水吸引管１３と真空下水管３１とが連通して、汚水吸引管１３の内部が真空下水管３１の内部と同様の真空状態となり、汚水槽１１の汚水溜まり１１ａ内に貯留された汚水が、汚水吸引管１３を通って真空下水管３１内に吸引される。汚水溜まり部１１ａ内の汚水が真空下水管３１内に吸引されて、汚水溜まり部１１ａ内の汚水の水位が低下し、その汚水貯留重量が軽量化すると、汚水吸引管１３は、汚水溜まり１１ａ内の空気を吸引し、その後に、真空弁１４は閉鎖状態とされる。
【００４５】
真空下水管３１内に汚水及び空気が吸引されると、汚水は、空気とともに気液二相流となって真空下水管３１内を流動する。然しながら、空気は汚水よりも高速で流動するために、真空下水管３１の上り傾斜部分３１ｂでは、空気のみが通過して汚水が上り傾斜部分３１ｂの最低位部分に滞溜する。
【００４６】
このように、真空下水管３１の上り傾斜部分３１ｂに汚水が溜まって、上り傾斜部分３１ｂの下部にのみを封止する水栓が形成されるが、その後、更に空気量を上回る汚水流入等によって、上り傾斜部分３１ｂ全体が完全に水封されたウォーターブロックが形成されると、ウォーターブロックが形成された部分よりも下流側の真空下水管３１内の真空圧が、ウォーターブロックの上流側に伝達されず、ウォーターブロックの上流側部分の圧力が上昇する。これにより、ウォーターブロックが形成された部分よりも上流側の真空下水管３１内の圧力が上昇して、その内部の真空度が低下する。
【００４７】
このような状態になると、真空弁ユニット１０内において真空下水管３１に接続された空気導入管１８の下流側部分１８ｂの真空度が低下し、吸気弁２０の流出部２１ｂ及び弁体収容部２１ｄ内の圧力が上昇する。そして、図５に示すように、ダイヤフラム２４に作用する吸引力Ｐが、圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆよりも小さくなると、ピストン部材２３ｄが圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆによって上方にスライドするとともに、ピストン部材２３ｄと一体となった弁体２２及びガイド体２５の上方にスライドする。これにより、流入部２１ａと弁体収容部２１ｄとを連通する吸気口２１ｅの周囲の弁座２１ｆに圧接されたパッキン２２ｂも上方にスライドされる。その結果、吸気口２１ｅが開放されて、流入部２１ａが弁体収容部２１ｄを介して流出部２１ｂに連通した状態になる。
【００４８】
このとき、流出部２１ｂは、真空下水管３１の内部と同様に、真空度が低下しているものの、大気圧よりも低い真空状態になっているために、吸気口２１ｅが開放されることによって、流入部２１ａには、空気流入管１００及び空気導入管１８の上流側部分１８ａを介して、地表の空気が吸引される。そして、流入部２１ａ内に流入した空気が、弁体収容部２１ｄ、流出部２１ｂ、空気導入管２１の下流側部分１８ｂを通って、真空下水管３１内に供給される。
【００４９】
真空下水管３１内に空気が吸引されると、真空下水管３１内を封止するウォーターブロックにより、真空下水管３１におけるウォーターブロックよりも上流側部分の圧力が上昇して真空度が低下する。そして、吸気口２１ｅの開放が継続されていることによって、真空下水管３１内の圧力が上昇すると、真空下水管３１内に供給された空気がウォーターブロックを通過する。ウォーターブロックを空気が通過する際には、ウォーターブロックを形成している汚水が、高速で流動する空気とともに気液二相流となって、真空下水管３１内を流動する。これにより、汚水は、真空下水管３１内における上り傾斜部分３１ｂを通過する。
【００５０】
真空下水管３１内に滞溜した汚水が流動して、ウォーターブロックが解消されると、真空下水管３１の内部は、全体に渡って、真空度が上昇する。そして、吸気弁２０のダイヤフラム２４に作用する吸引力Ｐが、圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆよりも大きくなると、吸気口２１ｅが閉鎖される。
【００５１】
以下、同様の動作が繰り返されることによって、汚水は、気液二相流となって、順次、搬送され、真空ステーション３２に設けられた集水タンクに供給される。
【００５２】
このように、本発明の真空式下水システムでは、真空弁１４が開放されて汚水及び空気が、順次、真空下水管３１内に吸引されると、真空弁１４が閉鎖されるが、真空弁１４が閉鎖状態になった後にも、真空下水管３１内の真空度に応じて吸気弁２０が開放されて、真空下水管３１内に必要とされる空気が吸引されるようになっているために、真空下水管３１内では、気液同時分離吸引方式における気液二相流に近い気液二相流とすることができる。その結果、予め設定された空気を真空下水管内に供給する制御方式とは異なり、真空下水管３１内において頻繁に変化する真空度に対応した適切な空気量の供給が可能になる。
【００５３】
吸気弁２０が吸気口２１ｅを開閉する際の真空下水管３１内の真空度は、調整ボルト２３ｃを回転操作して圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆを変更することによって調整することができる。即ち、調整ボルト２３ｃを回転させて調整ボルト２３ｃの全体を吸気口２１ｅから離れる方向に移動させると、圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆが増加し、吸気口２１ｅを閉鎖するために必要とするダイヤフラム２４の吸引力Ｐ、即ち、真空下水管３１内の真空度が大きくなる。反対に、調整ボルト２３ｃ全体を吸気口２１ｅに接近する方向に移動させると、圧縮ばね２３ｅのばね力Ｆが減少し、吸気口２１ｅを閉鎖するために必要とするダイヤフラム２４の吸引力Ｐ、即ち、真空下水管３１内の真空度は小さくなる。
【００５４】
通常は、真空下水管３１内の圧力が−4.5mAqに設定されている場合には、吸気弁２０における吸気口２１ｅが開放される圧力としては、−3.0mAq程度に設定される。
【００５５】
吸気口２１ｅを開放するための真空度を、真空下水管３１内の定常状態の真空度との差が大きくなるように小さく設定すると、ウォーターブロックを解消した後に、真空下水管３１内が定常の真空度に復帰するまでに時間がかかる虞れがあり、好ましいものではない。然しながら、上り傾斜部分３１ｂが少ない長い真空下水管３１の上流側の末端部に設けられた真空弁ユニット１０の吸気弁２０では、真空弁が作動しないような低い真空度でも開放されるようにしておくと、比較的長時間に渡って空気が真空下水管３１内に吸引され、これにより、真空下水管３１に滞溜する汚水が、緩やかに流動されることになる。
【００５６】
吸気口２１ｅが開放される真空度を、定常状態の真空下水管３１内の真空度との差が小さくなるように大きく設定すると、真空下水管３１内の真空度が僅かに低下することによって、吸気弁２０が開放されることになる。従って、真空弁ユニット１０の真空弁１４が開放されて汚水吸引管１５からの汚水の吸引が開始された当初に真空下水管３１内の真空度が低下すると、直ちに吸気弁２０の吸気口２１ｅが開放されて、真空下水管３１内に空気が吸引されることになる。その結果、汚水の吸引開始当初において、真空下水管３１内に吸引される空気とともに汚水が流動する気液二相流を形成することができ、気液同時吸引方式に類する吸引形態とすることができる。
【００５７】
従って、本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼汚水溜まり１１ａと真空弁１４の弁体１６とを連結ロッド１６ａで連結し、且つ弁体１６を弁座１５ｃに接する閉じ側に付勢するばね１７を備えるようにしたので、コントローラをなくし、低コストにできる。
【００５８】
▲２▼真空下水管３１と汚水吸引管１３の連絡部に真空弁１４を介装するに際し、真空弁１４の直下に汚水吸引管１３を接続し、この汚水吸引管１３を弁体１６と汚水溜まり１１ａとの連結ロッド１６ａに並べて配置することにより、この連絡部をＬ型管路の如くとし、平面的な寸法をコンパクトにできる。
【００５９】
▲３▼ばね１７を汚水槽１１と汚水溜まり１１ａの間に介装することにより、汚水溜まり１１ａを安定支持できる。
【００６０】
（第２実施形態）（図６）
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、真空弁１４の流出側に設けてあった吸気弁２０を撤去したことにある。
【００６１】
（第３実施形態）（図７）
第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、真空弁１４の弁体１６を閉じ方向に付勢するばね１７を、真空弁１４の弁箱１５に設けたばね室１７Ａに納めたことにある。
【００６２】
第３実施形態では、汚水槽１１の中で汚水溜まり１１ａは弁体１６に吊下げられて浮いた状態になっている。汚水溜まり１１ａの汚水貯留重力により開き方向力を付与し、この開き方向力が、弁体１６に作用する真空圧とばね１７の付勢力に起因する閉じ方向力より大きくなったときに弁体１６を開き、汚水の吸引を開始する。汚水の吸引によって汚水溜まり１１ａが軽量化すると、ばね１７を付勢力によって汚水溜まり１１ａが上昇し、弁体１６が閉じる。
【００６３】
第３実施形態によれば、ばね１７を真空弁１４の弁箱１５に設けたばね室１７ａに納めることにより、真空弁１４の弁箱１５に予めばね１７を組込みでき、真空弁ユニット１０の部品組込性を向上できる。
【００６４】
尚、第１実施形態〜第３実施形態の真空弁ユニット１０にあっては、汚水溜まり１１ａに汚水を流下せしめる汚水流入管１２に、固形汚物等を分離可能とする分離マスを備えても良い。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、真空弁ユニットにおいて、真空弁のコントローラをなくし、低コストとコンパクトを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は真空式下水システムを示す配置図である。
【図２】図２は真空下水管の埋設状態を示す断面図である。
【図３】図３は第１実施形態の真空弁ユニットを示す断面図である。
【図４】図４は吸気弁の閉じ状態を示す断面図である。
【図５】図５は吸気弁の開き状態を示す断面図である。
【図６】図６は第２実施形態の真空弁ユニットを示す断面図である。
【図７】図７は第３実施形態の真空弁ユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  真空弁ユニット
１１  汚水槽
１１ａ  汚水溜まり
１２  汚水流入管
１３  汚水吸引管
１４  真空弁
１５  弁箱
１５ａ  汚水流入口
１５ｂ  汚水流出口
１５ｃ  弁座
１６  弁体
１６ａ  連結ロッド（連結手段）
１７  ばね
１７ａ  ばね室
２０  吸気弁
３１  真空下水管
【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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