JP2009216006A - マンホールポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】夾雑物を含む汚水を水中ポンプの詰まりを回避しつつ、従来よりも高効率なマンホールポンプシステムを提供する。
【解決手段】汚水槽１内をスクリーン５により２つの領域に分割し、一方の領域には夾雑物通過性が確保された第１水中ポンプ２と流入管４を、他方の領域にはポンプ効率が高い第２水中ポンプ３を設置する。これによって、夾雑物を含む汚水は、第１水中ポンプ２によって汲み上げられ、夾雑物を含まない汚水は第２水中ポンプ３によって汲み上げられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、夾雑物を含む汚水を移送するためのマンホール内に設置されて、そこに貯留する汚水を汲み上げるためのポンプを含むポンプシステムに関するものである。

従来より、夾雑物を含む汚水を移送するマンホールポンプシステムでは、夾雑物によってポンプが詰まらないように夾雑物通過性を確保した、いわゆる渦流型羽根車（例えば特許文献１参照）やノンクロッグ型羽根車（例えば特許文献２参照）が用いられている。

夾雑物通過性を確保した高通過性の水中ポンプでは、羽根枚数を少なくする、羽根車内部流路を大きくする、又は羽根車とポンプケーシングの隙間を大きくするなどの対策がなされている。
特開２００５−２４０６２９号公報 特開２００６−２９１９１７号公報

しかしながら、前記の対策を施した高通過性の水中ポンプは、そうした対策を施さない通常の羽根車を有する水中ポンプに比べてポンプ効率が低下してしまう。その結果、夾雑物を含む汚水を移送するためのマンホールポンプシステムは、そのシステム効率が比較的低くなってしまうという不都合がある。また、相対的にポンプ効率の高い通常の羽根車を有する水中ポンプは、詰まりが発生するため、夾雑物を含む汚水を移送するためのマンホールポンプシステムにそのまま使用することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、夾雑物を含む汚水を移送するマンホールポンプシステムにおいて、水中ポンプの詰まりを回避しつつ、ポンプシステムの効率を向上させることにある。

第１の発明では、マンホールポンプシステムは、夾雑物を含む汚水を貯留する汚水槽と、前記汚水槽に接続されかつ、当該汚水槽内へ夾雑物を含む汚水を移送する流入管と、前記汚水槽内に設置されかつ、当該汚水槽内の汚水を吐出管を通じて排出する２以上の水中ポンプを備えており、前記汚水槽内に設置されて、当該汚水槽内を、前記流入管が接続された側であって夾雑物を含む汚水が貯留される第１領域と、前記流入管の接続側とは逆側であって夾雑物を含まない汚水が貯留される第２領域とに分離する分離手段をさらに備え、前記２以上の水中ポンプは、所定の夾雑物通過性を有する少なくとも１の第１水中ポンプと、前記第１水中ポンプよりもポンプ効率が高い、少なくとも１の第２水中ポンプとを含み、前記第１水中ポンプは前記第１領域内に設置され、前記第２水中ポンプは前記第２領域内に設置されている。

この構成によると、所定の夾雑物通過性を有する前記第１水中ポンプは、夾雑物を含む汚水が貯留される前記第１領域内に設置されるため、その前記第１領域における夾雑物を含む汚水は、詰まりを生じることなく、前記第１水中ポンプを通じて前記汚水槽外に排出される。一方、前記第１水中ポンプよりもポンプ効率が高い前記第２水中ポンプは、分離手段によって前記第１領域から分離されかつ、夾雑物を含まない汚水が貯蓄される前記第２領域内に設置される。このため、前記第２水中ポンプは、詰まりを生じることなく、高いポンプ効率で汚水を前記汚水槽外に排出する。その結果、水中ポンプの詰まりを回避しつつ、マンホールポンプシステム全体として、夾雑物を含む汚水を従来よりも高効率で移送することができる。

第２の発明では、第１の発明において、前記分離手段は、前記第１領域から前記第２領域への夾雑物の通過を阻止する網また多孔板からなるスクリーンである。

こうすることで、前記流入管を通じて前記汚水槽内の前記第１領域に流入した汚水のうち夾雑物は、前記汚水槽内に設置された前記スクリーンを通過しないため、前記第２領域へは流入しない。その結果、前記汚水槽内の汚水を、夾雑物を含む汚水と、夾雑物を含まない汚水とに分離することができる。

第３の発明では、第２の発明において、前記スクリーンは金属又は樹脂製である。

こうすることで、前記スクリーンの強度を確保したり、前記スクリーンの腐食を防止することができる。

以上説明したように、本発明のマンホールポンプシステムでは、分離手段によって、汚水槽内を夾雑物を含む汚水側の第１領域と夾雑物を含まない汚水側の第２領域とに分離し、第１領域に夾雑物通過性を確保した第１水中ポンプを、第２領域にポンプ効率の高い第２水中ポンプを配置することにより、夾雑物を含む汚水は第１水中ポンプで、夾雑物を含まない汚水は第２水中ポンプで移送されることになる。その結果、夾雑物を含む汚水を移送するマンホールポンプシステムにおいて、水中ポンプの詰まりを回避しつつ、ポンプシステムの効率を従来よりも向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明の適用方法を制限することを意図しない。

本発明のマンホールポンプシステムは、図１及び図２に示すように、汚水槽１と、この汚水槽１内に配置された第１水中ポンプ２と第２水中ポンプ３と、上流側の汚水発生箇所（一般家庭等）やマンホールポンプシステム等からの汚水を移送する流入管４と、汚水槽１内に設置されたスクリーン５と、それぞれ第１及び第２水中ポンプ２、３によって汲み上げられた汚水を汚水槽１の外に移送する吐出管６とを備えている。尚、図２では第１水中ポンプ２側に対応する符号を括弧を付して示している。

汚水槽１はその上端が開口するとともにその底部が閉塞した略円筒形を有していて、地中に埋設されている。

流入管４は汚水槽１と同様に地中に埋設されている。流入管４の吐出端部は、汚水槽１の側壁における高さ方向の略中央位置で、その汚水槽１内に貫通して配置されている。流入管４の吐出端部はまた、下向きに屈曲されていて、汚水槽１内において鉛直下向きに夾雑物を含む汚水を吐出するようになっている。

スクリーン５は、金属又は樹脂製の網や多孔板からなり、水の通過は許容する一方で、夾雑物の通過は阻止するようになっている。スクリーン５における孔の大きさは、夾雑物の大きさを考慮して適宜設定すればよい。このスクリーン５は、略円筒状の汚水槽１内において、その中心位置を通るように配置されて、その汚水槽１内を流入管４の吐出端部が位置する第１領域２１とその吐出端部とは反対側の第２領域３１とに２分割している。尚、第１領域２１と第２領域３１との大きさが互いに異なるように、スクリーン５の位置を設定してもよい。スクリーン５の上端は、汚水槽１内における所定の高さ位置に設定されている。この上端位置は、スクリーン５の上端を越えて、第１領域２１側から第２領域３１側に汚水が流れ込まないように、汚水槽内に貯留し得る汚水の最高水位よりも上になるように設定すればよく、例えば後述する水中ポンプの異常水位に応じて設定すればよい。尚、スクリーン５の上端を汚水槽の上端近傍にしてもよい。

第１水中ポンプ２は、遠心ポンプからなり、内部に羽根車が配置されたポンプケーシング７とそのポンプケーシング７の上端側に位置し、羽根車を回転させる密閉型の水中モータとを備えている。第１水中ポンプ２の羽根車は、図示は省略するが、夾雑物通過性を確保した渦流型羽根車やノンロッグ型羽根車とされており、これによって第１水中ポンプ２は比較的高い夾雑物の通過性が確保されている一方で、ポンプ効率は低下している（例えば７０％程度）。

汚水槽１内の第１領域２１には、その槽内の上部から底部まで上下方向に延びるガイドパイプ９と、前記吐出管６とが配設されている。吐出管６の下端部はその下端開口が横向きとなるように屈曲しており、その吐出管の屈曲下端部である接続管１１及びガイドパイプ９の下端部はそれぞれ槽内底部に設置された支持台１２に支持されている。

第１水中ポンプ２は、このガイドパイプ９を伝わって槽内底部に降ろされ、接続機構部１０により、ポンプケーシング７の吐出口が接続管１１に対し自動的に接続されることで、この汚水槽１内の第１領域２１内に着脱自在に設置される。

第２水中ポンプ３は、遠心ポンプからなり、内部に羽根車が配置されたポンプケーシング８と水中モータとを備えている。第２水中ポンプ３の羽根車は、図示は省略するが、夾雑物通過性は確保されておらず、ポンプ効率が比較的高い多翼の羽根車を用いている。このため、第２水中ポンプ３は第１水中ポンプ２に比べて、高いポンプ効率を有している（例えば８０％以上）。

また、汚水槽１内の第２領域３１にも、その槽内の上部から底部まで上下方向に延びるガイドパイプ９と、吐出管６とが配設されており、吐出管６の屈曲下端部である接続管１１及びガイドパイプ９の下端部はそれぞれ槽内底部に設置された支持台１２に支持されている。

そして、第２水中ポンプ３も第１水中ポンプ２と同様にガイドパイプ９を伝わって槽内底部に降ろされ、接続機構部１０により、ポンプケーシング８の吐出口が接続管１１に対し自動的に接続されることで、この汚水槽１内の第２領域３１内に着脱自在に設置される。

また、図示は省略するが、第１水中ポンプ２及び第２水中ポンプ３の自動運転制御のために、汚水槽１内には水中ポンプ起動水位・水中ポンプ停止水位・異常水位が設定された水位検出部が備えられており、汚水槽１の上方には検出信号が入力される制御盤が備えられている。

本マンホールポンプシステムは以上のように構成されており、次にこのマンホールポンプシステムの動作について説明する。

流入管４より移送されてきた夾雑物を含む汚水は、汚水槽１の第１領域２１内に流れ込む。

そして、第１領域２１内に流れ込んだ夾雑物を含む汚水は、汚水槽１のスクリーン５を隔てて第２領域３１内へ流れ込もうとする。この際、夾雑物はスクリーン５によって通過を阻まれる。これにより、第１領域２１内には夾雑物が存在するものの、第２領域３１内には夾雑物が流れ込まないこととなる。

汚水槽１内の水位が水中ポンプ起動水位に達すると、制御盤が第１水中ポンプ２又は第２水中ポンプ３を起動させる。第１水中ポンプ２が起動した場合は、第１水中ポンプ２は、夾雑物を含む汚水を吸い上げ、その揚液は吐出管６を通って排出される。このとき、第１水中ポンプ２は、夾雑物通過性が確保されているため、ポンプの詰まりは生じない。

一方、第２水中ポンプ３が起動した場合は、夾雑物を含まない汚水を吸い上げ、その揚液は吐出管６を通って排出される。このとき、第２領域３１内には、夾雑物が存在しないため、ポンプの詰まりは生じないと共に、高いポンプ効率を得ることができる。

そして、汚水が汚水槽１より排出され、汚水槽１内の水位が水中ポンプ停止水位に達すると、制御盤が第１水中ポンプ２又は第２水中ポンプ３を停止させる。

また、次回、水中ポンプ起動水位に達した時には、前回起動した水中ポンプとは異なる水中ポンプを起動させる。こうして第１水中ポンプ２、第２水中ポンプ３を交互に起動させる。

尚、交互でなくても、汚水槽１に貯留する汚水に含まれる夾雑物の量に応じて、第１水中ポンプ２と第２水中ポンプ３との起動頻度を適宜設定してもよい。例えば、夾雑物の量が比較的多い時には、第１水中ポンプ２の起動頻度を高めるようにする一方、夾雑物の量が比較的少ない時には、第２水中ポンプ３の起動頻度を高めるようにしてもよい。

また、第１水中ポンプ２と第２水中ポンプ３とを同時に起動させてもよい。同時起動においては、例えば、第１水中ポンプ２及び第２水中ポンプ３の水中ポンプ停止水位を互いに異ならせて、第１水中ポンプ２と第２水中ポンプ３の停止タイミングを異ならせてもよい。

以上のように、本実施形態によると、汚水槽１内にスクリーン５を設けたことにより、汚水槽１内を夾雑物を含む第１領域２１と夾雑物を含まない第２領域３１とに分離し、夾雑物を含む汚水を夾雑物通過性が確保された第１水中ポンプ２で、夾雑物を含まない汚水をポンプ効率が比較的高い第２水中ポンプ３で移送することができる。この結果、水中ポンプの詰まりを回避しつつ、第１水中ポンプ２のみで構成されたマンホールシステムに比べて、高効率で汚水を移送することができる。

尚、本実施形態では第１水中ポンプ２及び第２水中ポンプ３はそれぞれ１台であるが、１台である必要はなく、それぞれ１台以上あればよい。

以上説明したように、本発明は、夾雑物を含む汚水を移送するマンホールポンプシステムにおいて、水中ポンプの詰まりを回避しつつ、夾雑物を含む汚水を従来よりも高効率で移送することができる点で有用である。

本発明のマンホールポンプシステムの一部断面の正面図である。 本発明のマンホールポンプシステムの一部断面の側面図である。

符号の説明

１ 汚水槽
２ 第１水中ポンプ
３ 第２水中ポンプ
４ 流入管
５ スクリーン
６ 吐出管

Claims (3)

1. 夾雑物を含む汚水を貯留する汚水槽と、前記汚水槽に接続されかつ、当該汚水槽内へ夾雑物を含む汚水を移送する流入管と、前記汚水槽内に設置されかつ、当該汚水槽内の汚水を吐出管を通じて前記汚水槽の外に排出する２以上の水中ポンプとを備えたマンホールポンプシステムであって、
   前記汚水槽内に設置されて、当該汚水槽内を、前記流入管が接続された側であって夾雑物を含む汚水が貯留される第１領域と、前記流入管の接続側とは逆側であって夾雑物を含まない汚水が貯留される第２領域とに分離する分離手段をさらに備えており、
   前記２以上の水中ポンプは、所定の夾雑物通過性を有する少なくとも１の第１水中ポンプと、前記第１水中ポンプよりもポンプ効率が高い、少なくとも１の第２水中ポンプとを含み、
   前記第１水中ポンプは前記第１領域内に設置され、前記第２水中ポンプは前記第２領域内に設置されていることを特徴とするマンホールポンプシステム。
2. 請求項１に記載のマンホールポンプシステムにおいて、
   前記分離手段は、前記第１領域から前記第２領域への夾雑物の通過を阻止する網または多孔板からなるスクリーンであることを特徴とするマンホールポンプシステム。
3. 請求項２に記載のマンホールポンプシステムにおいて、
   前記スクリーンは金属または樹脂製であることを特徴とするマンホールポンプシステム。

Images