特許ウォッチ

公開番号2025059524
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169663
出願日2023-09-29
発明の名称真空式液体収集装置の監視システム及び監視方法
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類E03F 7/00 20060101AFI20250403BHJP(上水;下水)
要約【課題】真空弁ユニットの異常に迅速に対応できる、真空式液体収集装置の監視システムを提供する。
【解決手段】中央監視装置102と、集液タンク202の気相部の圧力の検出結果を中央監視装置102に無線送信可能な集液タンク圧力検出装置106と、複数の真空弁ユニット50の吐出管内圧力の検出結果を中央監視装置102に無線送信可能な無線送信部とを含む真空弁ユニット圧力検出装置104とを備え、集液タンク圧力検出装置106は、集液タンク202の気相部の圧力が第1の閾値以上であるとき、中央監視装置102に対して集液タンク真空度低下警報を発生し、中央監視装置102は、監視画面に、集液タンク真空度低下警報の発生時刻または復帰時刻における複数の真空弁ユニット50の吐出管内圧力の一覧表及び集液タンクの気相部の圧力を表示することから構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の真空弁ユニットに貯留される液体を、負圧下で集液タンクに収集する真空式液体収集装置のための監視システムであって、
中央監視装置と、
前記集液タンクの気相部の圧力を検出し、前記集液タンクの気相部の圧力の検出結果を前記中央監視装置に無線送信可能な集液タンク圧力検出装置と、
前記複数の真空弁ユニットの各々に対応して設けられ、少なくとも前記真空弁ユニットの吐出管内圧力を検出する圧力検出部と前記圧力検出部の検出結果を前記中央監視装置に無線送信可能な無線送信部とを含む真空弁ユニット圧力検出装置と、
を備え、
前記集液タンクの気相部の圧力について、第１の閾値が設定されており、
前記集液タンク圧力検出装置は、前記集液タンクの気相部の圧力が前記第１の閾値以上であるとき、前記中央監視装置に対して集液タンク真空度低下警報を発生するように構成されており、
前記中央監視装置は、前記集液タンク真空度低下警報の発生時刻及び復帰時刻に前記真空式液体収集装置の監視画面のデータを生成するように構成されており、前記監視画面は、前記集液タンク真空度低下警報の発生時刻または復帰時刻における前記複数の真空弁ユニットの吐出管内圧力の一覧表及び前記集液タンクの気相部の圧力を表示する、監視システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の監視システムであって、
前記真空弁ユニット圧力検出装置は、
前記圧力検出部及び前記無線送信部を給電する自立電源を備えており、
前記圧力検出部、前記無線送信部及び前記自立電源が、単一の防水ケースに収容されている、監視システム。
【請求項３】
請求項２に記載の監視システムであって、
前記自立電源は、バッテリー装置または環境発電装置である、監視システム。
【請求項４】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記中央監視装置がクラウドコンピュータであり、
前記真空弁ユニット圧力検出装置及び前記集液タンク圧力検出装置が、ゲートウェイ装置を介して無線送信可能に前記中央監視装置に接続されている、監視システム。
【請求項５】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記監視システムは、前記中央監視装置と通信可能な通信端末を含み、
前記中央監視装置は、前記監視画面を前記通信端末に表示するように構成されている、監視システム。
【請求項６】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記液体を前記集液タンクに収集する真空管路が複数の系統に分割されており、
前記一覧表は、前記系統ごとに表示される、監視システム。
【請求項７】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記中央監視装置は、前記複数の真空弁ユニットの吐出管内圧力の一覧表及び前記集液タンクの気相部の圧力を表示する監視画面のデータを所定の時間間隔で生成するように構成されている、監視システム。
【請求項８】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記圧力検出部が、前記吐出管内圧力を検出する圧力センサを備え、
前記一覧表に、吐出管内圧力瞬時値が表示される、監視システム。
【請求項９】
請求項８に記載の監視システムであって、
前記吐出管内圧力瞬時値について、第２の閾値が設定されており、
前記第２の閾値以上である吐出管内圧力瞬時値がマーキングされて表示される、監視システム。
【請求項１０】
請求項１～３のいずれかに記載の監視システムであって、
前記吐出管内圧力瞬時値について、第２の閾値が設定されており、
前記圧力検出部が、前記第２の閾値に対してオンオフ動作する圧力スイッチを備え、
前記一覧表に、前記圧力スイッチのオンオフ状態が表示される、監視システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空式下水道システム等の真空式液体収集装置に適用される、監視システムに関する。また、本発明は、真空式液体収集装置の監視方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、多数の家からの汚水を収集する装置の一つとして、真空式汚水収集装置がある。一例として、図８に示すように、真空式汚水収集装置は、各家庭１からの汚水が貯留される汚水ますを有する真空弁ユニット３を備える。真空式汚水収集装置は、また、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を備えている。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と、真空ポンプ６とを備える。真空ポンプ６によって、集水タンク５及び真空管路４に負圧が導入される。
【０００３】
図９は、従来の真空弁ユニット３の構成例を示す。各家庭１からの汚水は、地中の自然流下管２を通って、真空弁ユニット３の汚水ます３１に流入する。汚水ます３１の吐出管（換言すれば、吸込管）３２には、真空弁４０が設けられている。また、汚水ます３１には、汚水ます３１に貯留された汚水の水位を検出する、図示されない水位検知管が設けられている。真空弁４０は、水位検知管の出力に応じて開閉するように構成されている。汚水ます３１に一定量の汚水が溜まると、弁体４１が開く。真空弁４０の弁体４１が開くと、真空ポンプ６から真空管路４及び吐出管３２を通って導入される負圧によって、汚水ます３１の汚水が吐出管３２に吸い込まれる。吸い込まれた汚水は、吐出管３２から真空管路４に吸い込まれ、真空ステーション７の集水タンク５に集められる。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排水される。
【０００４】
例えば、図１０に示すように、真空管路４は、地中に張り巡らされた管路網を形成しており、この管路網に、各家庭１の真空弁ユニット３が配置されている。なお、図１０では、一例として、１系統の真空管路４が示されている。しかし、真空管路４は、複数の系統に分割される場合が多い。複数の系統は、同じ集液タンクに接続されて、互いに独立した管路網を形成する。各系統において、複数の真空弁ユニット３が真空管路４でつながれる。異常発生時にその影響が及ぶ範囲を小さくすること及び異常発生箇所の発見を容易にすること等を目的として、真空管路４が複数の系統に分割される。
【０００５】
真空式汚水収集装置の規模が比較的大きい場合、数十～数百か所に設置された真空弁ユニット３から真空ステーション７の集水タンク５に汚水が集められる。真空式汚水収集装置の設計にあたり、真空ステーション７の設定圧力は、例えば、－６０～－７０ｋＰａであり、真空弁ユニット３で必要な真空度は、通常、－２５ｋＰａである（「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）。
【０００６】
一般に、集水タンク５の真空度低下は、真空ステーション７の異常として、例えば真空ステーション７の動力制御盤１２に設けられる真空ステーション異常通報装置１３（図８参照）によって通報される。例えば、真空ポンプ６の故障または過剰運転、圧送ポンプ８の故障、集水タンク５の水位異常または水位高等が、真空ステーション異常通報装置１３によって通報され得る。一方、真空管路４の管路網の数十～数百か所に設けられた真空弁ユニット３の保守点検作業は、真空式汚水収集装置の管理者・保守点検者等（以下、管理者等）にとって大きな負担である。
【０００７】
特許文献１は、真空式汚水収集装置のための真空弁の監視装置を記載している。具体的
には、監視装置は、真空弁の開閉状態を検知することのできるセンサと、真空弁の開状態継続時間または閉状態継続時間を計測し、開状態継続時間または閉状態継続時間が設定値を超えると警報を発することができる警報装置と、備えている。警報装置は、センサと信号伝送線で接続され、各家庭の家屋の壁面等に取り付けられている。
【０００８】
特許文献１の監視装置では、警報装置が真空弁ごとに設けられている。真空式汚水収集装置の管理者等は、警報を聞いた各家庭の住民から通報を受け、異常が検知された真空弁（通常、マンホール内に設置される）を調査する。このような現場通報式の監視装置では、真空弁の異常発生から対応までに大きな遅れが生じる。
【０００９】
図１０に示すような真空管路４の管路網内で、一つの真空弁ユニット３に真空度低下（例えば、－２５ｋＰａより低い真空度）が生じた場合、管路網を通じて、２次的な真空度の低下が、当該真空弁ユニット３の周辺において生じ得る。そのような２次的な異常の発生は、予見することが難しい。２次的な真空度の低下は、通常、当該真空弁ユニット３の周囲の複数の真空弁ユニット３において、汚水ます３１の水位が異常に高くなるまで発見できない。その結果、２次被害に対する対応が遅れ、管路網全体の真空度が低下し、正常な汚水収集ができなくなる可能性がある。特許文献１の装置では、真空弁の異常発生から対応までの間に、上記の２次被害を拡大させるおそれがある。
【００１０】
特許文献１のような現場通報式の真空弁ユニット監視装置に対し、特許文献２は、中央監視装置を記載している。具体的には、特許文献２は、真空式汚水収集装置の複数の真空弁ユニットからの異常検出信号（接点信号）及び真空ステーションからの異常検出信号（接点信号）を統合処理することによって、異常発生箇所を特定することができる中央監視装置を記載している。真空弁ユニットは、真空弁センサと、真空弁センサにケーブルで接続され、各家庭に設置された真空弁異常通報装置とを含む。真空弁の開状態継続時間が所定時間以上である場合、真空弁異常検出信号が、真空弁異常通報装置から有線または無線通信により中央監視装置に出力される。中央監視装置は、真空弁が異常発生箇所であると判定すると、中央監視装置の通報部を介して管理者等に真空弁の異常を通報する。そして、管理者等は、中央監視装置により特定された真空弁を調査するために、現場に出向く。
（【００１１】以降は省略されています）

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