JP2011132785A - マンホールポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単な構造として設備コストを著しく低減しながら、下水に含まれる異物による閉塞を有効に防止してメンテナンスとランニングコストを著しく低減する。
【解決手段】マンホールポンプシステムは、下端をマンホールポンプ場１の底部に連結し、上端を排出側の下水管２Ｂに連結している上昇管３と、この上昇管３の下端部に加圧空気を供給する加圧空気供給機４と、マンホールポンプ場１の液面レベルを検出する液面センサ７でもって、加圧空気供給機４の運転を制御する制御回路５とを備える。マンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場１の液面レベルが運転開始レベルまで上昇すると、制御回路５が加圧空気供給機４を運転して上昇管３に空気を供給し、下水を上昇管３で上昇して排出側の下水管２Ｂに移送し、液面レベルが運転停止レベルまで低下すると、加圧空気供給機４の運転を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マンホールポンプ場に流入される下水を持ち上げて下水管に排出するマンホールポンプシステムに関する。

下水道は、下水管を地中に下り勾配に埋設して、下水を自然に流れるようにしている。下り勾配に傾斜する下水管は、距離が長くなるにしたがって地中に深く埋設する必要がある。この弊害を防止するために、下水管の途中に一定の間隔でマンホールポンプ場を設けている。マンホールポンプ場は、流入側の下水管を下部に、排出側の下水管を上部に連結して、流入側と排出側の下水管を上下に連結している。下部に連結される流入側の下水管から流入される下水は、マンホールポンプ場に蓄えられて、ポンプで排出側の下水管に持ち上げて排水している。持ち上げれた下水は、下り勾配に傾斜する排出側の下水管でもって、次のマンホールポンプ場まで自然に流れて移送される。一定の間隔でマンホールポンプ場を設けることで、下水管を地中に深く埋設することなく、下水を自然に流して処理場まで移送できる。この構造のマンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場において下水を持ち上げて移送するポンプとして水中ポンプが使用される。（特許文献１参照）

水中ポンプは、下水の液面レベル下に配置されて、マンホールポンプ場に流入される下水を排出側の下水管に持ち上げて移送する。水中ポンプは、液面レベル下に配置されるので、空気を吸入してインペラが空転するのを防止できるが、モータを含む全体を下水中に配置するので寿命が短く、メンテナンスやランニングコストが高くなる欠点がある。この欠点は、ポンプを液面レベルよりも上に配置して解消できるが、液面レベルよりも上に配置するポンプは、空気を吸入して空転するのを防止するのが難しく、また、ポンプが空気を吸入すると、インペラのメカニカルシールが著しく損傷される欠点がある。

また、マンホールポンプ場に流入される下水には、種々の異物が混入されていることから、ポンプが極めて詰まりやすい欠点がある。この弊害を防止するために独特の構造のマンホールポンプ場も開発されている。（特許文献２参照）

特開２００７−２５５０４０号公報 特開２００７−４０１４３号公報

特許文献２に記載されるマンホールポンプシステムは、異物による閉塞を防止するためにポンプの吸入側にストレーナーを設けている。ストレーナーは異物を分離して詰まるので、ストレーナーの詰まりを解消するために逆洗している。この構造は、ポンプの異物による閉塞は防止できるが、全体の構造が複雑になり、さらに制御も複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。

本発明は、以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な構造として設備コストを著しく低減できるにもかかわらず、下水に含まれる異物による閉塞を有効に防止してメンテナンスとランニングコストをも著しく低減できるマンホールポンプシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のマンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場１の底部に下端を連結し、上端をマンホールポンプ場１の排出側の下水管２Ｂに連結している下水の上昇管３と、この上昇管３の下端部に加圧空気を供給する加圧空気供給機４と、マンホールポンプ場１の液面レベルを検出する液面センサ７でもって、加圧空気供給機４の運転を制御する制御回路５とを備える。以上のマンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場１に下水が流入されて液面レベルが運転開始レベルまで上昇すると、制御回路５が加圧空気供給機４を運転して、上昇管３に空気を供給して下水を上昇管３で上昇して排出側の下水管２Ｂに移送する。液面レベルが運転停止レベルまで低下すると、加圧空気供給機４の運転を停止する。加圧空気供給機４の運転と停止を繰り返して、マンホールポンプ場１に流入される下水を排出側の下水管２Ｂに排出する。

以上のマンホールポンプシステムは、極めて簡単な構造として設備コストを著しく低減しながら、下水に含まれる異物による閉塞を有効に防止してメンテナンスとランニングコストを著しく低減できる特徴がある。とくに、下水には、パンティーストッキングのように細長い紐状の異物が含まれて、従来の水中ポンプのインペラに巻き付いて閉塞する欠点があったが、以上のマンホールポンプシステムは、従来のインペラのように回転するパーツがなく、上昇管に供給される空気で下水を移送するので、異物による閉塞を極めて効果的に阻止できる特徴がある。また、従来のように回転するインペラやモータを必要とせず、上昇管に空気を供給する極めて簡単な構造によって、製造コストと設備コストが著しく低減でき、また、故障しないのでメンテナンスとランニングコストを低減できる特徴を実現する。

さらに、下水を移送するマンホールポンプシステムにおいては、下水に含まれる汚泥や有機物が腐敗して、メチルメルカブタンや硫化水素などの悪臭物質を発生させる。発生する硫化水素などの悪臭成分は、外部に漏れて悪臭の原因となり、さらに、これが下水管に排水されて腐食させる原因となる。下水管が腐食して穴があくと、道路が陥没する等の大きな弊害が発生する。

ところが、以上のマンホールポンプシステムにあっては、上昇管に供給される空気が無数の気泡となって下水を上昇管に上昇させることから、下水を気泡で移送しながら効率よく曝気する。このため、上昇管で移送される下水に酸素が補給されて好気的環境となり、硫化水素の発生を防止して、悪臭を少なく、また、下水管やマンホールポンプ場に設置している機械部品の腐食を防止できる特徴も実現する。とくに、以上のマンホールポンプシステムは、下水を曝気して好気的な環境とするために専用の機器を設ける必要はなく、下水を移送するために設けている機構で下水に曝気して硫化水素による悪臭と腐食を防止する。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３の下部に、上昇管３に加圧空気を噴射するノズル６を配置して、このノズル６を、上昇管３の内部に向かって、中心方向から接線方向に傾斜する方向に空気を噴射するように固定し、ノズル６から噴射される空気で上昇管３の内部で下水を渦巻き状に回転させながら上昇させることができる。
以上のマンホールポンプシステムは、ノズルから上昇管内に噴射される空気で下水を回転させながら上昇させるので、下水に含まれるスカムや異物を撹拌しながら閉塞しない状態で効率よく移送できる。また、このマンホールポンプシステムは、ノズルから噴射された気泡が回転しながら、上昇管を上昇するので、気泡と下水との接触がさらに効率よくなってより効果的に曝気され、下水の好気的環境をより向上して、硫化水素の発生をさらに効率よく阻止して、悪臭と腐食をより効果的に防止できる特徴も実現する。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３の下部に加圧空気が供給されるノズル６を配置して、このノズル６から上昇管３の内部に上向きに空気を噴射することができる。
このマンホールポンプシステムは、ノズルから上向きに噴射される空気で下水を上向きに加速してより効率よく下水を上昇して下水管に排出できる。このマンホールポンプシステムは、上昇管に噴射される空気が気泡となって上昇管内の下水の実質的な比重を小さくして上昇し、さらに上向きに噴射される空気によって下水を上向きに加速して移送するので、ノズルから噴射される空気でもって、特に効率よく下水を移送できる特徴がある。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３が、排出側の下水管２Ｂに連結してなる固定上昇管２１と、この固定上昇管２１に対して上下に移動できるように連結してなる可動上昇管２２とを備え、可動上昇管２２を固定上昇管２１の内側に挿入すると共に、液面レベルに浮くフロート２３を備えることができる。この上昇管３は、下水の液面レベルで可動上昇管２２を上下に移動して、マンホールポンプ場１に流入される下水を排出側の下水管２Ｂに移送することができる。
以上のマンホールポンプシステムは、液面レベルで可動上昇管を上下に移動させるので、可動上昇管の下端とマンホールポンプ場の底面との間隔が液面レベルで変化する。可動上昇管が上昇してその下端とマンホールポンプ場の底面との間隔が広い状態では、下水に含まれる大きな異物を閉塞するとなく上昇管に吸入して移送し、また、可動上昇管が降下してその下端がマンホールポンプ場の底面に接近する状態では、下端と底面との間に流入される下水の流速を速くして、比重の重い土砂などのスカムや異物を効率よく吸入して移送する。

本発明のマンホールポンプシステムは、制御回路５が、下水の液面レベルでもって加圧空気供給機４から上昇管３に供給する流量をコントロールし、液面レベルの高い状態において上昇管３に空気を供給する流量を、液面レベルが低い状態よりも少なくするようにコントロールすることができる。
以上のマンホールポンプシステムは、加圧空気供給機を運転するモータの消費電力を少なくしながら、下水を効率よく下水管に上昇して移送できる。それは、マンホールポンプ場の液面レベルが高い状態では、上昇管を深く下水に挿入して気泡で効率よく移送できるので、この状態で上昇管に供給する空気の流量を少なくするからである。

本発明のマンホールポンプシステムは、制御回路５が、加圧空気供給機４の運転でカウントを開始するタイマ８を備え、タイマ８がカウントするにしたがって、加圧空気供給機４が上昇管３に供給する流量を少なくするようにコントロールすることができる。
以上のマンホールポンプシステムも、加圧空気供給機を運転するモータの消費電力を少なくしながら、下水を効率よく下水管に上昇して移送できる。それは、加圧空気供給機の運転を開始する最初においては、マンホールポンプ場の液面レベルが高くなって、上昇管を深く下水に挿入して気泡で効率よく移送できるので、この状態で上昇管に供給する空気の流量を少なくするからである。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３が下端に向かって大きくなるテーパー状の吸入口１０を有して、マンホールポンプ場１の底面１Ａを上昇管３の吸入口１０に向かって下り勾配に傾斜させることができる。
以上のマンホールポンプシステムは、上昇管の下端を次第に太くして下端の吸入口の開口面積を大きくしているので、多量の下水をスムーズに吸入して、加圧空気で下水を連続的に能率よく排出できる。さらに、このマンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場に流入される下水にふくまれる異物を効率よく上昇管で移送できる。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３の下端に、加圧空気を鉛直方向に供給するノズル６を上向きに配置することができる。
このマンホールポンプシステムは、上昇管の下端に上向きに配置したノズルから鉛直方向に加圧空気を供給するので、効率よく下水を上向きに上昇させて、速やかに下水管に排出できる。

本発明のマンホールポンプシステムは、上昇管３の下方に、上昇管３の中心に向かって上り勾配の山形突出部１３を配置して、この山形突出部１３の中心に、上昇管３の中心から鉛直方向に加圧空気を噴射するノズル６を配置することができる。

本発明の一実施例にかかるマンホールポンプシステムの概略構成図である。 図１に示すマンホールポンプシステムの拡大断面図である。 図２に示す上昇管の下部を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるマンホールポンプシステムの概略構成図である。 図４に示す上昇管の下部を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるマンホールポンプシステムの概略断面図である。 図６に示すマンホールポンプシステムの可動上昇管が降下した状態を示す断面図である。 上昇管の他の一例を示す水平面図である。 本発明の他の実施例にかかるマンホールポンプシステムの概略断面図である。 図９に示す上昇管の水平面図である。 上昇管の他の一例を示す断面斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのマンホールポンプシステムを例示するものであって、本発明はマンホールポンプシステムを以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

下水道は、一定の距離離して配置しているマンホールポンプシステムで下水を持ち上げ、持ち上げられた下水を、地中に下り勾配に配管している下水管で自然に流して移送する。したがって、マンホールポンプシステムは、図１に示すように、下水が流入される流入側の下水管２Ａの位置を、下水を排水する排出側の下水管２Ｂよりも低く配管している。流入側の下水管２Ａから流入される下水は、マンホールポンプ場１の底に蓄えられる。下水の液面レベルが一定になると、これを上昇管３で上昇して排出側の下水管２Ｂに排出する。

図１ないし図５のマンホールポンプシステムは、マンホールポンプ場１に流入される下水を上昇させる上昇管３と、この上昇管３に空気を供給する加圧空気供給機４と、この加圧空気供給機４の運転を制御する制御回路５とを備えている。

マンホールポンプ場１の底面１Ａは、流入される下水に含まれるスカムや異物を上昇管３で効率よく吸入して排出できるように、上昇管３の吸入口１０に向かって下り勾配に傾斜する形状としている。図２ないし図５のマンホールポンプ場１は、上昇管３を底面１Ａの中央部に配置するので、中央部に向かって下り勾配に傾斜させている。マンホールポンプ場１には、流入側の下水管２Ａを、底面１Ａから例えば１メートル上に離して連結して、排出側の下水管２Ｂをさらに１メートル上に連結している。

上昇管３は、垂直姿勢に配置されて、マンホールポンプ場１の底部に下端の吸入口１０を連結して、上端を排出側の下水管２Ｂに連結している。上昇管３は、内径を１００ｍｍとするパイプである。ただし、本発明は上昇管３の内径を特定するものでない。大きくて大流量が要求される上昇管３は内径を大きく、小流量のものには細いパイプが使用される。したがって、上昇管３には、たとえば５０ｍｍ〜３００ｍｍ、好ましくは７５ｍｍ〜２００ｍｍのパイプが使用される。上昇管３には、プラスチックパイプや金属パイプが使用できる。プラスチックパイプは、安価で腐食しない特徴がある。

図２と図３の上昇管３は、下端に向かって大きくなるテーパー状の吸入口１０を設けている。この上昇管３は、下端部に向かって次第に太くして下端の吸入口１０の開口面積を大きくしている。この上昇管３は、下水をより効率よく連続して排出できる特徴がある。上昇管３は、多量の加圧空気を内部に供給することで、マンホールポンプ場１の液面レベルが低下する状態においても排出側の下水管２Ｂに下水を排出できる。たとえば、上昇管３は、多量の加圧空気を供給することで、マンホールポンプ場１の液面レベルが５０ｃｍ以下に低下する状態において、マンホールポンプ場１の底面１Ａから２ｍの高さにある排出側の下水管２Ｂに下水を持ち上げて排出できる。ただ、この状態で上昇管３から排出される下水は、連続して排出されずに脈動する状態で排出されることがある。上昇管３に流入された下水が、供給される加圧空気で一気に排出側の下水管２Ｂに押し出されて、上昇管３内の下水が不足するからである。すなわち、加圧空気が下水を排出する一時的な排出量が、上昇管３に流入する下水の流入量よりも多くなるからである。上昇管３の下端を次第に太くして下端の吸入口１０の開口面積を大きくしている上昇管３は、多量の下水をスムーズに吸入できるので、加圧空気で下水を連続的に能率よく排出できる特徴がある。

さらに、図２ないし図５に示す上昇管３は、吸入口１０の開口部に、マンホールポンプ場１の底面１Ａに沿う湾曲鍔部１１を下端に設けている。吸入口１０の湾曲鍔部１１は、マンホールポンプ場１の底面１Ａに接近して、底面１Ａとの間に、下水をスムーズに吸入する吸収隙間１２を設けている。この構造は、吸収隙間１２を狭くして、下水を高速で吸収隙間１２から吸入する構造とすることで、土砂などの異物を効率よく上昇管３に吸入して排出できる。

さらに、図６と図７の上昇管３は、排出側の下水管２Ｂに連結してする固定上昇管２１と、この固定上昇管２１に対して上下に移動できるように連結している可動上昇管２２とを備える。可動上昇管２２は、その外径を固定上昇管２１の内径よりも小さくして、固定上昇管２１の内側に下端から上下に移動できるように挿入している。さらに、可動上昇管２２は、液面レベルによって上下に移動するように、液面レベルに浮くフロート２３を連結している。フロート２３は、内側に上昇管３を挿入しているリング状で、連結アーム２４を介して可動上昇管２２に連結している。フロート２３は、液面レベルと一緒に上下に移動して、可動上昇管２２を上下に移動させる。下水の液面レベルは、運転開始レベルと運転停止レベルとの間で移動する。フロート２３を可動上昇管２２に連結する連結アーム２４は、液面レベルが運転停止レベルまで降下する状態で、可動上昇管２２の下端に設けている湾曲鍔部１１とマンホールポンプ場１の底面１Ａとの間に吸収隙間１２ができる長さとしている。液面レベルが運転開始レベルまで上昇すると、可動上昇管２２は、その下端をマンホールポンプ場１の底面１Ａから上に離して、大きな異物を吸入できるようにする。

上昇管３は、加圧空気供給機４に連結されて、内部に空気を噴射するノズル６を下部に配置している。図２と図３の上昇管３は、下端から下方に離してノズル６を配置している。このノズル６は上向きに配置されて、上昇管３の下端に加圧空気を鉛直方向に噴射して供給する。さらに、このノズル６は、山形突出部１３の中心に固定している。山形突出部１３は、上昇管３の下方に配置されて、上昇管３の中心に向かって上り勾配の山形としている。山形突出部１３は、アーム（図示せず）を介して上昇管に連結され、あるいはマンホールポンプ場１の底面１Ａに固定される。ノズル６は、山形突出部１３の中心に設けた連結穴１３Ａに挿入して山形突出部１３に固定される。ただ、ノズルも、アーム（図示せず）を介して上昇管に連結することができ、また、マンホールポンプ場の底面に固定することもできる。図の山形突出部１３は、中心のノズル６に向かって次第に急勾配となる山形として、中心に１個のノズル６を配置しているが、中心に複数のノズルを上向きに配置することもできる。山形突出部１３の中心から上向きに鉛直方向に加圧空気を噴霧するノズル６は、上昇管３に流入される下水を上向きに加速して速やかに排出する。

図４ないし図７の上昇管３は、周囲に複数のノズル６を連結している。これらの図の上昇管３は、対向して複数のノズル６を連結している。ノズル６は、加圧空気供給機４から供給される加圧空気を上昇管３の内部に噴射する。噴射された空気は、気泡となって上昇管３の内部を上昇し、下水を排出側の下水管２Ｂに持ち上げて排出する。

図４ないし図７の上昇管３は、上昇管３の内部に上向きに空気を噴射するように、ノズル６を上向きに固定している。このノズル６は、上向きに噴射する空気で下水を下から上に加速して、効率よく移送する。このノズル６は、図５の拡大断面図に示すように、水平面に対して約４５度上向きに空気を噴射するように上昇管３に固定される。ノズル６は、水平面に対する傾斜角（α）を大きくして、下水をより効率よく上方に加速して移送できる。したがって、噴射する空気で下水を上向きに加速するノズル６は、水平面に対して、好ましくは１５度よりも大きく、さらに好ましくは３０度よりも大きな角度で空気を噴射する。

ただし、ノズルは上昇管の内部に水平方向に空気を噴射することもできる。上昇管の内部に水平方向に噴射された空気は、無数の気泡となって上昇管内の下水の実質的な比重を小さくする。比重が小さくなった上昇管の下水は、上昇管の外側の下水を押圧する大気圧に押し上げられて、排出側の下水管まで持ち上げて排出される。空気を上向きに噴射するノズル６は、噴射される気泡で上昇管３内の実質的な比重を小さくする作用と、下水を上向きに加速する両方の作用で下水を効率よく移送する。したがって、ノズル６で空気を上向きに噴射する上昇管３は、下水の運転停止レベルを低くして、すなわち、低い位置にある下水を高い位置にある排出側の下水管２Ｂに持ち上げて移送できる。

さらに、図８の断面図に示す上昇管３は、ノズル６から噴射される空気で、内部の下水を水平面内において渦巻き状に回転させなが上昇させる。図８は、上昇管３を水平に切断した断面図である。この上昇管３は、上昇管３の周囲にノズル６を固定して、下水を渦巻き状に回転させながら上昇させる。下水を回転させるノズル６は、空気の噴射方向を、円形である上昇管３の半径方向から接線方向に傾斜するように固定している。ノズル６が空気を噴射する方向は、例えば半径方向に対して約４５度とする。ノズル６は、空気の噴射方向が半径方向に対して大きく傾斜するほど、噴射する空気で下水を効果的に回転できる。したがって、ノズル６の半径方向に対する傾斜角（β）は、好ましくは１５度よりも大きく、さらに好ましくは３０度よりも大きくする。

噴射する空気で上昇管３内の下水を渦巻き状に回転させるノズル６は、水平面内において、噴射方向を半径方向に対して傾斜するように配置している。さらに、このノズルは、上昇管内に噴射する空気で、下水を回転させながら上方に加速して移送することもできる。このノズルの噴射方向は、水平面内においては半径方向に対して傾斜し、さらに垂直面内においては、水平面に対して上向きに傾斜するように上昇管に固定される。

さらに、図９と図１０に示す上昇管３は、内部を複数のサブ上昇管３０に区画している。図の上昇管３は、互いに平行に配設している複数のサブ上昇管３０からなり、各々のサブ上昇管３０に加圧空気供給機４から空気を供給して、各々のサブ上昇管３０で下水を上昇させて排出側の下水管２Ｂに排出する。この上昇管３は、内部を複数のサブ上昇管３０で構成することにより、上昇管３を太くして下水の移送量を多くしながら、１本のサブ上昇管３０を細くして、細いサブ上昇管３０に供給される空気で下水を効率よく上昇させて排出できる。

図９と図１０に示す上昇管３は、内部に長手方向に伸びる区画壁３１を設けて、複数のサブ上昇管３０に分割している。図の上昇管３は、断面形状を十字状とする区画壁３１を内部に固定して、４本のサブ上昇管３０に区画している。十字状の区画壁３１は、Ｌ字状の区画壁３１Ａをそのコーナー部で互いに直交するように、Ｌ金具３２で固定している。Ｌ金具３２は、Ｌ字状の区画壁３１Ａの上下にネジ止めや接着などの方法で固定されて、十字状の区画壁３１としている。十字状の区画壁３１は、上昇管３の内面に接着し、あるいはＬ金具などを介して固定されて、上昇管３を４本のサブ上昇管３０に区画している。

図９と図１０の上昇管３は、十字状の区画壁３１を上昇管３の内面に固定して、上昇管３を４本のサブ上昇管３０に区画するが、上昇管は、内部に区画壁を設けて、３以下のサブ上昇管に区画し、あるいは５以上のサブ上昇管に区画することもできる。図示しないが、上昇管を２本のサブ上昇管に区画する区画壁は板状とし、３本のサブ上昇管に区画する区画壁は、３枚の板材を約１２０度の角度に連結する形状とし、さらに、６本のサブ上昇管に区画する区画壁は、６枚の板材を放射状に連結した構造とする。

図１０に示す上昇管３は、各々のサブ上昇管３０の下端部にノズル６を設けている。この上昇管３は、各々のノズル６から各々のサブ上昇管３０に空気を供給して、効果的に下水を上昇できる。ただ、上昇管は、サブ上昇管の数よりも少ない数のノズルを配設して、これらのノズルから供給される空気を各々のサブ上昇管に供給することもできる。図１１に示す上昇管３は、区画壁３１の下端を上昇管３の下端よりも上方に位置して、上昇管３の下部に区画壁３１で区画されない集合部３３を設けて、集合部３３に吸入口１０を設けている。さらに、この上昇管３は、集合部３３にひとつのノズル６を設けて、このノズル６から噴射される空気を各々のサブ上昇管３０に分配して供給している。図のノズル６は、上昇管３の中央部に配設されて、上向きに空気を噴射するように、先端部を上向きに湾曲している。このノズル６から集合部３３に噴射される空気は、集合部３３から各々のサブ上昇管３０に分配して供給されて、各々のサブ上昇管３０の内部を浮上して下水を上昇させる。さらに、図示しないが、上昇管は、区画壁の下方に設けた集合部に２つまたは３つのノズルを設けて、これらのノズルから噴射される空気を４本のサブ上昇管に分配して供給することもできる。

加圧空気供給機４は、モータで駆動される有圧ファンである。有圧ファンは、コンプレッサに比較して吐出圧力は低いが、風量が多いので、大流量の空気を上昇管３に供給できる。マンホールポンプシステムは、上昇管３の水深、正確には、下水の液面から上昇管３の下端までの水深（ｄ）が浅いので、空気を高い圧力に加圧して供給する必要はない。加圧空気供給機４は、下水中に挿入しているノズル６から空気を噴射できる吐出圧力に設定される。水深を１メートルとする上昇管３は、加圧空気供給機４の吐出圧力を０．１気圧よりも高くして空気を噴射できる。有圧ファンは、この圧力でノズル６から下水中に空気を噴射して、下水を上昇させる。ただ、加圧空気供給機は、有圧ファンに特定しない。加圧空気供給機は、上昇管の下部に固定しているノズルから加圧空気を噴射できる全てのもの、たとえばダイヤフラムポンプなども使用できる。

上昇管３に空気が供給される状態で、上昇管３は下水を排出側の下水管２Ｂに移送する。制御回路５は、加圧空気供給機４の運転を制御して、マンホールポンプ場１に流入される下水を排出側の下水管２Ｂに排出して、下水の液面レベルを所定の範囲に制御する。制御回路５は、液面センサ７で液面レベルを検出して、下水の液面レベルを運転開始レベルと運転停止レベルとの間に制御する。この制御回路５は、マンホールポンプ場１に下水が流入されて液面レベルが運転開始レベルまで上昇すると、加圧空気供給機４を運転して、上昇管３のノズル６に加圧空気を供給する。この状態において、ノズル６から噴射される空気が無数の気泡となって上昇管３内の下水を上昇させて、排出側の下水管２Ｂに排出する。無数の気泡は上昇管３内の下水の実質的な比重を小さくして、上昇管３内に上昇し、さらに、上向きに噴射される空気に加速されて、排出側の下水管２Ｂに排出される。

上昇管３に空気が供給されて、下水を排出側の下水管２Ｂに移送するときの流量は、流入側の下水管２Ａからマンホールポンプ場１に流入する下水の流量よりも大きい。したがって、マンホールポンプ場１は、上昇管３で下水を排出側の下水管２Ｂに移送すると、液面レベルが次第に低下する。液面レベルが運転停止レベルまで低下すると、制御回路５は、加圧空気供給機４の運転を停止し、上昇管３での下水の移送を停止する。この状態で、マンホールポンプ場１に下水が流入して、再び液面レベルが運転開始レベルに上昇するまでこの状態で待機する。この状態は、マンホールポンプ場１に流入される下水の液面レベルが運転開始レベルに上昇するまで継続する。液面レベルが運転開始レベルまで上昇すると、制御回路５は再び加圧空気供給機４の運転を開始して、上昇管３で下水を排出側の下水管２Ｂに排出する。制御回路５が、加圧空気供給機４の運転と停止を制御することで、マンホールポンプ場１の下水の液面レベルは、運転開始レベルと運転停止レベルとの範囲に制御される。

制御回路５は、加圧空気供給機４の運転と休止を制御することに加えて、加圧空気供給機４を運転する状態で、加圧空気供給機４がノズル６に供給する空気の流量をコントロールすることで、より能率よく下水を下水管２に上昇できる。この制御回路５は、下水の液面レベルが高い状態においては、液面レベルが低い状態に比較して、加圧空気供給機４がノズル６に供給する空気の流量を少なくする。液面レベルが高くなって、上昇管３を下水中に挿入している水深（ｄ）が深くなると、上昇管３は効率よく下水を排出側の下水管２Ｂに移送できるからである。水深が深くなると、液面レベルと排出側の下水管２Ｂとの高低差、すなわち楊程が低くなり、しかも上昇管３内で気泡が下水を上方に加速する高さが大きくなるので、上昇管３は少ない空気量で下水を効率よく上昇できる。この状態では、上昇管３に供給する空気の流量を少なくして、下水を液面レベルから排出側の下水管２Ｂに上昇できる。反対に、下水の液面レベルが低下して、上昇管３の楊程が大きくなる状態では、加圧空気供給機４からノズル６に供給する空気の流量を多くして、下水を確実に吸入して、排出側の下水管２Ｂに上昇して移送する。以上のマンホールポンプシステムは、加圧空気供給機４のトータルの消費電力を少なくして、下水を効率よく上昇して移送できる。

以上の制御回路５は、液面センサ７で液面レベルを検出し、検出する液面レベルで加圧空気供給機４の空気の流量をコントロールする。下水の液面レベルは、加圧空気供給機４の運転を開始した時に高く、その後、次第に低くなるので、制御回路５は、加圧空気供給機４の運転でカウントを開始するタイマ８を備えて、加圧空気供給機４の空気の流量をコントロールすることもできる。この制御回路５は、タイマ８がカウントするにしたがって、加圧空気供給機４が上昇管３に供給する空気の流量を多くすることで、加圧空気供給機４の運転を開始する液面レベルの高い状態においては、上昇管３に空気を供給する流量を液面レベルが低い状態よりも少なくするようにコントロールすることができる。

図６と図７に示すように、固定上昇管２１と可動上昇管２２とで構成する上昇管３は、下水の液面レベルに関係なく、加圧空気供給機４から同じ流量の空気をノズル６に供給して、下水を確実に排出側の下水管２Ｂに移送できる。ただ、この上昇管３も、液面レベルが高くなると下水を上昇する楊程は低くなるので、液面レベルが高くなる状態でノズル６に供給する空気の流量を、液面レベルが低い状態に比べて少なくして、下水を排出側の下水管２Ｂに上昇して排出することもできる。

１…マンホールポンプ場 １Ａ…底面
２…下水管 ２Ａ…流入側の下水管
２Ｂ…排出側の下水管
３…上昇管
４…加圧空気供給機
５…制御回路
６…ノズル
７…液面センサ
８…タイマ
１０…吸入口
１１…湾曲鍔部
１２…吸収隙間
１３…山形突出部 １３Ａ…連結穴
２１…固定上昇管
２２…可動上昇管
２３…フロート
２４…連結アーム
３０…サブ上昇管
３１…区画壁 ３１Ａ…Ｌ字状の区画壁
３２…Ｌ金具
３３…集合部

Claims (9)

1. マンホールポンプ場(1)の底部に下端が連結され、上端がマンホールポンプ場(1)の排出側の下水管(2B)に連結されてなる下水の上昇管(3)と、この上昇管(3)の下端部に加圧空気を供給する加圧空気供給機(4)と、マンホールポンプ場(1)の液面レベルを検出する液面センサ(7)でもって、前記加圧空気供給機(4)の運転を制御する制御回路(5)とを備え、
   前記マンホールポンプ場(1)に下水が流入されて液面レベルが運転開始レベルまで上昇する状態で、前記制御回路(5)が加圧空気供給機(4)を運転して、前記上昇管(3)に空気が供給されて下水が上昇されて排出側の下水管(2B)に移送され、液面レベルが運転停止レベルまで低下する状態では、加圧空気供給機(4)の運転が停止されるようにしてなるマンホールポンプシステム。
2. 前記上昇管(3)の下部に、上昇管(3)に加圧空気を噴射するノズル(6)を配置しており、このノズル(6)が上昇管(3)の内部に向かって、中心方向から接線方向に傾斜する方向に空気を噴射するように固定され、ノズル(6)から噴射される空気が上昇管(3)の内部で下水を渦巻き状に回転させながら上昇させるようにしてなる請求項１に記載されるマンホールポンプシステム。
3. 前記上昇管(3)の下部に加圧空気が供給されるノズル(6)を配置しており、このノズル(6)が上昇管(3)の内部に上向きに空気を噴射する請求項１または２に記載されるマンホールポンプシステム。
4. 前記上昇管(3)が、排出側の下水管(2B)に連結してなる固定上昇管(21)と、この固定上昇管(21)に対して上下に移動できるように連結してなる可動上昇管(22)とを備え、可動上昇管(22)は固定上昇管(21)の内側に挿入されると共に、液面レベルに浮くフロート(23)を備えており、
   下水の液面レベルで前記可動上昇管(22)を上下に移動してマンホールポンプ場(1)に流入される下水を排出側の下水管(2B)に移送するようにしてなる請求項１ないし３のいずれかに記載されるマンホールポンプシステム。
5. 前記制御回路(5)が、下水の液面レベルでもって加圧空気供給機(4)が上昇管(3)に供給する流量をコントロールし、液面レベルの高い状態において上昇管(3)に空気を供給する流量を液面レベルが低い状態よりも少なくするようにコントロールする請求項１ないし４のいずれかに記載されるマンホールポンプシステム。
6. 前記制御回路(5)が、加圧空気供給機(4)の運転でカウントを開始するタイマ(8)を備え、タイマ(8)がカウントするにしたがって、加圧空気供給機(4)が上昇管(3)に供給する流量を少なくするようにコントロールする請求項１ないし５のいずれかに記載されるマンホールポンプシステム。
7. 前記上昇管(3)が下端に向かって大きくなるテーパー状の吸入口(10)を有し、前記マンホールポンプ場(1)の底面(1A)が上昇管(3)の吸入口(10)に向かって下り勾配に傾斜する請求項１ないし６のいずれかに記載されるマンホールポンプシステム。
8. 前記上昇管(3)の下端に加圧空気を鉛直方向に供給するノズル(6)を上向きに配置してなる請求項７に記載されるマンホールポンプシステム。
9. 前記上昇管(3)の下方に、上昇管(3)の中心に向かって上り勾配の山形突出部を配置しており、この山形突出部の中心に、前記上昇管(3)の中心から鉛直方向に加圧空気を噴射するノズル(6)を配置してなる請求項１または８に記載されるマンホールポンプシステム。

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