JP2000130319A - 排水システム - Google Patents
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Abstract
る排水システムを提供する。 【解決手段】 運搬車(1)の荷台に設置された給水タ
ンク(2)とその給水タンク(2)内の水を供給する駆
動水供給ポンプ(4)を備え、その駆動水供給ポンプ
(4)からの水を水車(31〜34)に送る配管(11
〜14)と各水車(31〜34)からの出口水を給水タ
ンク(2)に戻す配管(51〜54)を有し、そして各
水車(31〜34)に直結された各排水ポンプ(21〜
24)からの配管(61〜64)を有しており、駆動水
供給ポンプ(4)により水車(31〜34)を駆動して
排水ポンプ(21〜24)で河川や貯水池の水を排出す
る。
Description
た駆動水供給ポンプにより河川や貯水池内に設けた複数
の組の水車を駆動し、それらの水車に直結された排水ポ
ンプにより河川や貯水池内の水を排水する排水システム
に関する。
い河川の河口には水門を設け、大きい河川の水位が上昇
したときに、水門を閉じてポンプ装置により小さい河川
の水を大きい河川に排水する排水システムは知られてい
る。
を大きく越えた緊急時に、人力により排水ポンプおよび
配管を至急に設置して、排水作業を行わなくてはならな
い場合、排水が必要となる場所に電動機駆動の小型ポン
プを用いようとすると、電動モータの重量が大きいなど
の理由により、人力で持ち運べる重量以下では、排水ポ
ンプの容量に制限があり、充分な排水作業ができない。
比較的容量の大きい排水ポンプを運搬することも考えら
れるが、排水ポンプを運搬車に設置してその動力取出装
置から駆動すると、運搬車の荷台より低い水面から水を
吸込むための吸込ヘッドの問題が生じ、例えば水中ポン
プ等を運搬するとその動力源の問題が生ずる。すなわち
運搬車に発電機を載置すると、いたずらに重量が嵩んで
好ましくない。
設置せざるを得ないが、緊急用の排水ポンプ自体、軽い
ことが望まれる。
目的は、緊急時において、容易に運搬でき、しかも人力
による設置が簡単にできる排水システムを提供するにあ
る。
む装置を必要とせず、軽量な持ち運び可能な排水システ
ムを提供するにある。
の制御を行うことなく、また万一排水ポンプに故障が生
じても好適な排水作業を行うことがてきる排水システム
を提供するにある。
に設置された駆動水供給ポンプにより河川や貯水池内に
設けた複数の組の水車を駆動し、それらの水車に直結さ
れた排水ポンプにより河川や貯水池内の水を排水する排
水システムにおいて、運搬車の荷台に設置され清水を貯
蔵する給水タンクとその給水タンク内の清水を供給する
供給ポンプとを備え、その駆動水供給ポンプからの清水
を水車に送る配管と各水車からの出口水を給水タンクに
戻す配管とを有し、そして各水車に連結された各排水ポ
ンプからの配管を有している。
駆動水供給ポンプにより河川や貯水池内に設けた複数の
組の水車を駆動し、それらの水車に直結された排水ポン
プにより河川や貯水池内の水を排水する排水システムに
おいて、河川又は貯水池内に河川内ポンプが設置され、
運搬車の荷台に設置され前記河川内ポンプからの水を貯
蔵する給水タンクとその給水タンク内の水を供給する供
給ポンプとを備え、その駆動水供給ポンプからの水を各
水車に送る配管と各水車からの出口水は河川又は貯水池
に放出され、そして各水車に連結された各排水ポンプか
らの配管を有している。
給水タンクに戻す配管を設けてある。
排水ポンプの排水配管中に設けられた弁のみにより各水
車駆動排水ポンプの排水流量を調節するようになってい
る。かつ本発明によれば、任意の1台の排水ポンプの排
水吐出し流量調節弁により流量を調節した場合に、他の
排水ポンプ群の排水流量を自動的に調節するように、水
車に直結した各排水ポンプの排水吐出し配管中の弁を、
流量制御装置により制御するようになっている。
限内で排水ポンプの容量を拡大するために、排水ポンプ
の駆動源として、軽量化された水車を取り付け、水車を
含む排水ポンプの構造を簡単化して、全体の重量をモー
タ駆動の場合と比較して軽減し、単位重量当りの排水能
力を増大させるとともに、それでもなお人力で運べる限
界による排水ポンプの総吐出可能限界流量を、排水ポン
プの複数台運転により補うようになっている。
動力が手に入らない場合に、動力源となるのは搬送車の
みであるから、当該排水システムの全動力源となるトラ
ックあるいはトラックに積載する動力源の容量を極力低
下させるため、駆動水供給ポンプと水車および配管とか
らなる系に給水タンクを設けて動力供給水循環型とし、
動力供給水の温度上昇に見合った該供給水を河川にもど
して、別の低温の河川水だけを供給することにより、そ
の機能をもつ河川内ポンプの必要動力を低下させること
ができる。
排水ポンプにおいては、水車駆動用の水源から水車まで
に接続される配管が一定であれば、当該水車に供給され
る流量により回転数が変化する。一方、水車に直結され
たポンプは、その配管系が一定であれば、回転数の変化
に伴なって、流量が増減し、そのときの必要動力は回転
数の3乗に比例するものの、回転数と必要動力は1対1
の関係になる。
ンプは、排水ポンプの負荷に対して1義的に回転数が決
定される。言い換えれば、水車側の動力となる供給水の
圧力と流量が一定であれば、水車+排水ポンプの運転点
は、何の制御もなしに一定点になる。
組合せても、各排水ポンプの排水吐出配管中にのみ、流
量調節弁を設けることにより、動力用清水供給配管中に
は調節弁を設けずに、各排水ポンプからの排水量を調節
して全体系を一定に保つことが可能である。
調節弁を変化させると、他のポンプの排水量に影響を及
ぼし、他のポンプが吐出す排水量が変化する。
れば他の排水ポンプの排水量が平均して増大し、反対に
1の排水ポンプの排水量を多くすれば他の排水ポンプの
排水量が平均して減少する。このようにすると全体の排
水量は多少変化するが、これらの全体システムが同一の
目的、たとえば全体システムで灌漑や当該地域の排水を
行う場合には、大きな支障とはならない。
て、人手により簡単に設置できる排水システムを得るこ
とができ、作動も円滑に行うことができる。
の形態を説明する。
いて、運搬車であるトラック1には清水槽2と駆動水供
給ポンプ4とが設けられている。この駆動水供給ポンプ
4はトラック1の動力取出口6で駆動されるようになっ
ているが、この動力取出口6からの動力で発電機3を駆
動し、その電力で駆動してもよい。
介して清水槽2に連結され、その出口は配管8を介して
ヘッダH1に接続されている。そしてヘッダH1から延
びる配管11、12、13、14はそれぞれ排水しよう
とする水中に設置された排水ポンプ21、22、23、
24に直結された水車31、32、33、34に連結さ
れている。このように複数の水車駆動ポンプを用いるこ
とにより、比較的に軽量で取扱いやすくすることができ
る。図示の例では4台の水車駆動ポンプが示されている
が、この台数は任意である。そして、水車31〜34の
出口はそれぞれ戻り配管51、52、53、54を介し
てヘッダH2に接続され、そのヘッダH2は配管9を介
してトラック1に載置した冷却装置5に接続され、この
冷却装置5で冷却された清水は清水槽2に戻されるよう
になっている。しかしながら、循環に伴い清水の水温が
上昇しないような寒冷地等の場合は、冷却装置5は必ず
しも必要ではない。
4の吐出口はそれぞれ吐出弁41、42、43、44を
介して排水管61、62、63、64に接続されてい
る。したがって、駆動水供給ポンプ4が作動すると、加
圧された動力伝達媒体である清水は、各々の配管11〜
14を通して複数の排水ポンプ21〜24の駆動源とし
て直結されている水車31〜34に供給される。この水
車31〜34を駆動源として排水ポンプ21〜24が作
動して、目標とする液体(主に濁水)を排水する。ここ
に、複数の水車駆動排水ポンプ21〜24は陸上設置型
あるいは、水中設置型のいずれでもよい。また、水車3
1〜34あるいは排水ポンプ21〜24の材質には、特
に限定しないが耐食性に優れた軽い材料を用いる。
34の配管系11〜14内の清水は、各々の水車の後流
側において清水タンクへ駆動水戻り配管51〜54を通
って戻される。
砂の混入のない工業用水に準じた水をいい、緊急時に搬
送車1により現地に持ち込まれる場合もあれば、現地の
近くにおいて供給される場合もあり、その選択は任意で
ある。
が多量に混入する場合は、運転時に駆動水供給ポンプ4
や各水車31〜34が、土砂などによる摩耗することを
少なくするための配慮からである。
及び各水車31〜34の配管11〜14及び51〜54
内の清水は、循環して使用されるため、駆動水供給ポン
プ4により供給される動力の大部分は、系内の機器(水
車31〜34あるいは配管11〜14及び51〜54)
の抵抗によって消失する。したがって、該清水の温度が
上昇するため給水タンク2あるいは該配管系(51〜5
4)内に循環する駆動用清水の冷却装置5を設置して清
水を冷却する。
排水配管系(61〜64)に設けられた吐出弁41〜4
4が唯一の調整用機器であり、複数の排水ポンプ21〜
24の配管系相互の弁間の調整を行わない場合を示して
いる。
ポンプの全揚程により決定されるためポンプの吐出し配
管中に設けられた制御弁を制御することにより、必要流
量と圧力が排水に与えられる。
に軽い直結した水中ポンプユニット21〜24、31〜
34および必要な配管をトラック1に載置しておき、現
場において水中ポンプユニットを所定の水路内に設ける
か(水中ポンプの場合)、あるいは陸上に設置して(陸
上ポンプの場合)、ポンプの吸込口を水路中に設置す
る。そして必要な配管の接続作業を行えばよい。これら
の作業は人力により行われるが、軽量の部品で構成され
ているので、作業は容易である。
台の場合の駆動水供給ポンプ4の配管系統と、その場合
の駆動水供給ポンプ4の性能曲線を示し、横軸に吐出し
量Qを、そして縦軸に全揚程Hを示し、配管の抵抗をR
1、R2で示している。この図から解るように点Aで運
転される。
34の吐出し配管51〜54は、給水タンク2へ戻され
るため、水車駆動排水ポンプ21〜24の設置高さが異
なっても、駆動水供給ポンプ4の実揚程は同一になる。
水車31〜34の全揚程が上がるため、給水タンク2を
大気開放して、駆動水供給ポンプ4の加圧水の全エネル
ギを各水車31〜34と配管系(11〜14及び51〜
54)で消費するのが好ましい。
曲線を示し、横軸に流量を縦軸に揚程Hおよび圧力Pを
示してある。排水ポンプ21を直結することにより回転
数nは一定となる。図中Ht´は各水車ポンプユニット
の使用できる揚程を示している。
曲線を示すHQ線図である。この運転圧力PT´は図3
の圧力PTより若干低く、線RVはポンプの吐出弁の開
度を調整した場合である同配管系61の全揚程は、吸込
側の水面から吐出し側の水面までの高さの差即ち、実揚
程と配管内損失水頭からなり、ポンプ配管系統(21及
び61)により異なる。
各水車までの実揚程H1、H2および配管の損失R1、
R2が一定であるから、一応各水車の運転損失も一定と
考えて、供給ポンプの運転点は一義的に決定する。
も解る通り、供給ポンプの運転点から各配管の損失を差
し引いた点Ht´で運転される。すると負荷になるポン
プがない場合(n1回転、Pt1kw)、(n2回転、
Pt2kw)、(n3回転Pt3kw)の何れかで運転
される。この変化は曲線Xで示す通りである。
るために、その配管系は実揚程と配管損失から決まり、
回転数が変化したときに、ポンプが必要とする動力は曲
線Yの通り変化する。この曲線Xと曲線Yとの交点が運
転点となる。
化したときに、上記の運転点を計算しなおして、もしも
供給ポンプ側に動力の余裕があれば、他の弁を開いたと
きの抵抗曲線を計算しなおして他の水車の出力を上昇さ
せるようになる。
ないことが判明している場合は、動力搬送水として河川
水を用いることができる。その例が図5に示されてい
る。
ら動力の媒体をする清水を河川内ポンプ101〜103
で組み上げ給水タンク2へ送り、駆動水供給ポンプ4に
おいてこの清水を加圧して、供給配管11〜14によ
り、各水車31〜34に供給されるようになっている。
なお給水タンク2aには放出管2bおよびレベル計2c
が設けられ、また配管PにはストレーナSが設けられて
いる。その他の点は実質的に図1の実施例と同様であ
る。
4に供給された水はそのまま排出されているが、図6の
例では配管71〜74を介してヘッダH3で集められ、
そして配管80を介して河川や貯水池に戻されるように
なっている。
31〜34駆動用の全流量を河川内ポンプ101〜10
3で汲上げなければならないので、その流量にみあった
動力が必要である。また、給水タンク2aは大気開放型
でも密閉型でもよい。
水供給ポンプ4および各水車31〜34への動力供給配
管系11〜14及び51〜54において、該供給系内の
水温が上昇した場合に、供給動力を温度換算した単位時
間あたりの熱量分だけ、それらの各配管系内の水を例え
ばヘッダH4からの配管81で河川に戻し同量の水を河
川内ポンプ101〜103で該系内に供給するシステム
を示している。
103は、上記の河川に戻る量に見合った分だけの河川
水量を系に供給すればすむため、同ポンプの動力は図6
の実施例より減少する。
プ21〜24の配管系にのみ、吐出流量調節弁間41〜
44が設けられており、複数の排水ポンプ配管系相互の
吐出流量調節用弁間の調整を行わなくても、各水車31
〜34及び排水ポンプ21〜24の運転点が不安定に移
動することはない。
4に関して、1台の調節弁制御装置110で相互の弁間
の調整を行う場合の機器および配管系統図を示してい
る。この制御装置110には図2ないし図4に示すグラ
フが記憶されており、図2〜4に示す計算を駆動水供給
ポンプ4と複数の水車31〜34及び同水車駆動排水ポ
ンプ21〜24について演算して、各流量調節弁にその
開度を指示する。そのため簡単なマイコン又はパソコン
ですむが、流量調節弁41〜44は、与えられた開度を
目標地としてその値に合った開度を制御しうる制御弁に
する必要がある。または、吐出流量制御装置において、
各弁の開度表示のみを行って、その指示にしたがって操
作員が手動で各流量調節弁の開度を調整してもよく、こ
のほうが安価にすることができる。
れた効果を奏する。 (a) 水車駆動ポンプを用いたので、重量が軽くな
り、緊急時に人力により、該排水ポンプが素早く必要個
所に設置され、必要配管が接続されて、短時間内に排水
を開始することができる。 (b) したがって現場設置を簡単に行うことができ
る。 (c) 重量物は運搬車に載置されており、すみやかに
緊急時の排水作業を行うことができる。 (d) 複数の水車駆動ポンプを設けたので1台当りの
重量を人力作業に適する重量にすることができる。
図。
図。
図
う場合を示す機器及び配管系統図。
Claims (5)
- 【請求項1】 運搬車に設置された駆動水供給ポンプに
より河川や貯水池内に設けた複数の組の水車を駆動し、
それらの水車に直結された排水ポンプにより河川や貯水
池内の水を排水する排水システムにおいて、運搬車の荷
台に設置され清水を貯蔵する給水タンクとその給水タン
ク内の清水を供給する供給ポンプとを備え、その駆動水
供給ポンプからの清水を水車に送る配管と各水車からの
出口水を給水タンクに戻す配管とを有し、そして各水車
に連結された各排水ポンプからの配管を有することを特
徴とする排水システム。 - 【請求項2】 運搬車に設置された駆動水供給ポンプに
より河川や貯水池内に設けた複数の組の水車を駆動し、
それらの水車に直結された排水ポンプにより河川や貯水
池内の水を排水する排水システムにおいて、河川又は貯
水池内に河川内ポンプが設置され、運搬車の荷台に設置
され前記河川内ポンプからの水を貯蔵する給水タンクと
その給水タンク内の水を供給する供給ポンプとを備え、
その駆動水供給ポンプからの水を各水車に送る配管と各
水車からの出口水は河川又は貯水池に放出され、そして
各水車に連結された各排水ポンプからの配管を有するこ
とを特徴とする排水システム。 - 【請求項3】 各水車の吐出流を給水タンクに戻す配管
を設けた請求項2記載の排水システム。 - 【請求項4】 水車に直結された排水ポンプの排水配管
中に設けられた弁のみにより各水車駆動排水ポンプの排
水流量を調節する請求項1、2、3のいずれかに記載の
排水システム。 - 【請求項5】 任意の1台の排水ポンプの排水吐出し流
量調節弁により流量を調節した場合に、他の排水ポンプ
群の排水流量を自動的に調節するように、水車に直結し
た各排水ポンプの排水吐出し配管中の弁を、流量制御装
置により制御する請求項1、2、3のいずれかに記載の
排水システム。
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