JP2013036429A - ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 角形マンホールにコラム式水中ポンプを設置して、吸水槽、吐出槽及びポンプを一体とするコラム型ポンプユニットを提供する。
【解決手段】 角形ブロックの吐出槽４を載置した吸水槽２を流水路Ａに設置して、吸水槽２に流水の吸込口３と、吐出槽４に排水路Ｂに連通する吐出口５を開口すると共に、水中ポンプ１４を内設するコラム６を吸水槽２と吐出槽４の隔壁１１に吊設してコラム型ポンプユニット１を構成するもので、流水路Ａの状況に応じて機場スペースを縮小し、狭い用地でも工期短縮と低コストで建設を可能とし、既設ポンプ場の増強にも適用できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、流水路にポンプユニットを設置して、上流側より水位の高い灌漑用水路等の排水路に放流するポンプ設備、或は、増水により支流への逆流を防止するために本流と支流の合流部にゲート扉体を設置してゲートの上流側水路又は水路の隣接地に設置するポンプユニットに関する。

従来の標準的なポンプ設備では用地の確保が難しいため、ポンプユニットを流水路に設置するポンプゲートの需要が高まっている。しかし、ポンプゲートは門柱の建設が必要であり、土木工事に相当の時間と費用を要している。また、水路幅や水位の関係により、既存河川の拡張や河床の堀込みが必要になる等の問題がある。
構造物に固定設置される排水ポンプは、排水機場等で上流側と下流側とを仕切るゲート扉を備え、構造物に固定設置されるコラムの内部に水中ポンプを備えるコラム型ポンプが、特許文献１に開示してある。
そして、コラム型ポンプのケーブル等の保護装置を、特許文献２において本願の出願人が提案し、吸水槽の天壁からコラムを垂下させて、開口したコラムの下端部に水中ポンプを支架させるコラム型ポンプを明細書に記載してある。
また、露天のポンプ設備で、ポンプハウジングと取水室ユニットを含むポンプブロックをプレハブ形式のコンクリートで製作してメンテナンスを容易とするポンプ設備の構築方法が、特許文献３に開示してある

特許第３６９２３３９号公報（段落番号００５０乃至段落番号００５３、図１及び図４） 特許第３５３４２７１号公報（段落番号０００６、図１及び図２） 特開平４−１９９３号公報（特許請求の範囲１及び発明の作用および効果の欄、図２及び図３）

特許文献１，２に記載のコラム式水中ポンプは、水中ポンプをコラム内に着脱自在に垂設しているので、水中ポンプのメンテナンスが容易であるが、コラムを吊設する開閉扉や吸水槽は、製作や土木工事に相当の時間と費用を必要とする。
特許文献３に記載の、ポンプハウジングと取水室ユニットを含むポンプブロックをプレハブ形式のコンクリートで製作するポンプ設備の構築方法は、工期短縮と、低コストで建設出来る利点があるが、構造物に固定設置されており設備の移設が困難である。また、ポンプハウジングをコンクリートブロックで作成しているので、摩耗や破損した際には、修理・交換等に相当の時間と費用を必要とする。
この発明は、水路の状況に応じて機場スペースを縮小し、工期短縮と低コストで建設を可能とし、既設ポンプ場の増強や移設にも適用できるコラム型ポンプユニットを提供する。

この発明に係るコラム型ポンプユニットは、コラム型水中ポンプを設置して、流水路から排水路に強制排水するポンプ設備において、吐出槽を載置した吸水槽を流水路に設置して、吸水槽に流水の吸込口と、吐出槽に排水路に連通する吐出口を開口すると共に、水中ポンプを内設するコラムを吸水槽と吐出槽の隔壁に吊設してコラム型ポンプユニットを構成するもので、吸水槽と吐出槽を上下に設置するため、水路の状況に応じて機場スペースを縮小し、狭い用地でも工期短縮と低コストで建設が可能となる。

必要な排水量に応じて流水路に設置するポンプユニットは、吸水槽に、両側壁に連通口を開口した吐出槽を載置して継足コラム型ポンプユニットを構成し、継足コラム型ポンプユニットの吐出槽の連通口をコラム型ポンプユニットの吐出槽の吐出口に接続して、吐出槽の他端の連通口を排水路に連通させるもので、必要とする排水量に応じてポンプ設置台数を増やすことが出来る。狭い用地での建設が可能となり、既設のポンプ場の増強にも採用して、施工期間を短縮できる。

上流側より水位の高い灌漑用水路等の排水路に放流するポンプ設備では、吸水槽に調整用ブロックを重設して調整吸水槽を形成し、調整吸水槽に垂下する下部コラムパイプに調整コラムパイプを連設してコラムユニットを形成し、調整吸水槽に載置する吐出槽を排水路の高さに支架させるコラム型ポンプユニットを構成するもので、吸水槽に載置する吐出槽の高さを調整し、排水路に合わせたコラム型ポンプユニットを構成することができる。複数の調整用ブロックと継足コラムを形成することも可能である。

上流側と下流側に大きい水位差のあるポンプ設備では必要な排水量に応じて、
調整吸水槽に、両側壁に連通口を開口した吐出槽を載置して継足コラム型ポンプユニットを構成し、継足コラム型ポンプユニットの吐出槽の連通口をコラム型ポンプユニットの吐出槽の吐出口に接続して、吐出槽の他端の連通口を排水路に連通させるもので、コラム型ポンプユニットに排水槽を併設すれば、急激な流量変動と、圧力変化を吸収して、豪雨などで増水した支流などの流水路の流水を排水路Ｂの本流等に排水できる。

サージング対策として、排水機場等のポンプユニットに排水槽を併設し、コラム型ポンプユニットの吐出槽の吐出口、又は継足コラム型ポンプユニットの吐出槽の他端の連通口を排水槽の放水口に接続し、排水槽の放流口を排水路に連通させるもので、コラム型ポンプユニットに排水槽を併設すれば、急激な流量変動と、圧力変化を吸収して、豪雨などで増水した支流などの流水路の流水を排水路Ｂの本流等に排水できる。
流水路と排水路に段差がある水路では、吐出槽に接続した排水槽の放流口を側壁の適所に開口し、排水槽の放流口に連結した放流管を排水路の高さに調整して排水路に連通させても良いもので、排水槽の放流口の高さを調整するだけで、上流側より水位の高い灌漑用水路等の排水路に放流することができる

吸水槽と吸水槽に載置する吐出槽を角形マンホール又はボックスカルバートで構成すれば、各槽の製作期間の短縮とコスト削減ができ、ポンプユニットの工期短縮と低コスト化が可能となる。

この発明に係るコラム型ポンプユニットは、吸水槽と吐出槽を上下に配置するため、機場スペースが縮小できる。狭い用地での建設が可能となり、既設のポンプ場の増強にも採用できる。吸水槽の水中ポンプからポンプ上部の吐出槽に直接吐き出す構造のため、機器類等の付帯設備を省略して製作経費と施工期間が削減されて、低コストで施工期間も短縮できる。排水ポンプにコラム式水中ポンプを用いているので、ポンプのメンテナンス時は、コラムから吊り上げるだけで容易に取り出すことができる。

この発明に係るコラム型ポンプユニットの一部縦断側面図である。 同じく、コラム型ポンプユニットの正面図である。 同じく、コラム型ポンプユニットの平面図である。 同じく、コラムに水中ポンプを設置する状態を示す概念図である。 同じく、他の実施例のコラム型ポンプユニットの一部縦断側面図である。 同じく、図５に示すコラムユニットに水中ポンプを設置する状態の概念図である。 同じく、他の実施例のコラム型ポンプユニットに排水槽を併設した一部縦断正面図である。 同じく、コラム型ポンプユニットに排水槽を併設した平面図である。 同じく、他の実施例のコラム型ポンプユニットに継足コラム型ポンプユニットを並設設置したポンプユニットの一部縦断正面図である。 同じく、他の実施例のコラム型ポンプユニットに継足コラム型ポンプユニットを並設設置したポンプユニットの一部縦断正面図である。 同じく、流水路の稼動堰の隣接地に、図９又は図１０に示すコラム型ポンプユニットと継足コラム型ポンプユニットを並設設置する平面図である。

この発明に係るコラム型ポンプユニットを図面に基づき詳述すると、図１及び図２はコラム型ポンプユニットの一部縦断側面図と正面図であり、図３は平面図である。
図１及び図２に示すように、コラム型ポンプユニット１は、下部の吸水槽２と上部の吐出槽４とコラム型水中ポンプで構成している。
吸水槽２は上流側の流水路Ａに対向する側壁に流水の吸込口３を開口し、上端部を開放した角形ブロックで形成している。図３に示すように、吸水槽２に角形ブロックの吐出槽４を載置して、吐出槽４の排水路Ｂに対向する側壁に吐出口５を開口し、上端部にコラム６の挿入口７を開口してある。ブロック構造であるため、工期が短縮できる。
コラム６は中間部にフランジ８を設けた上部コラムパイプ９と下部コラムパイプ１０で構成している。吸水槽２と吐出槽４の間に開口部を有する隔壁１１を挟持し、隔壁１１にフランジ８を係止させてコラム６を着脱自在に吊設してある。上部コラムパイプ９の上端部を吐出槽４の中間部で拡開して排出口１２を形成し、水中ポンプ１３の挿入口を兼ねている。水中ポンプ１３はコラム６の下部コラムパイプ１０に係止してあり、水中ポンプ１３の下端に吸込ケーシング１４を連結して下部コラムパイプ１０から垂下させ、吸水槽２の槽底近傍に開口してある。吸水槽２の内壁に吸込口３から流入する渦流を整流化させるための渦流防止板１６が重設してある。
なお、吐出槽４を載置する吸水槽２は、流水路Ａ内に設置しても、流水路Ａに隣接する位置に設置してもよい。

図４はコラムに水中ポンプを設置する状態の概念図である。コラム６は吐出槽４の上端部の挿入口７から挿入し、吸水槽２と吐出槽４の隔壁１１に設けた開口部１１ａにコラム６のフランジ８を係止させて吊設する。その後、水中ポンプ１３を挿入口７から吊り下ろし、コラム６の排出口１２に挿入して装着させる。水中ポンプ１３の修理点検時は、コラム６から吊り上げて排出口１２および挿入口７から引き出すことができる。
コラム６の上部コラムパイプ９から吐出槽４に直接吐き出す構造のため、吐出弁、フラップ弁、鋳鉄管、逆止弁等の機器が不要となり、低コストで施工できる。吸水槽２と吐出槽４を上下に配置するため、機場スペースが縮小でき、狭い用地での建設が可能となり、工期短縮と低コストの建設が可能となる。既設のポンプ場の増強にも採用できる。コラム型ポンプユニット１は吐出槽４を吸水槽２に載置して流水路Ａに設置してあるだけで移設可能であり、状況に応じて流水路Ａの適所に設置又は移設も可能となる。

図５は他の実施例のコラム型ポンプユニットの一部縦断側面図である。上流側の流水路Ａよりも水位の高い灌漑用水路等の排水路Ｂに放流するポンプ設備では、吸水槽２の上部に上下のみを開放する調整用ブロック１６を継足して調整吸水槽１７を構成してあり、吐出槽４を排水路Ｂに合わせた高さに調整してある。
調整用ブロック１６を継足した調整吸水槽１７には、上部コラムパイプ９と下部コラムパイプ１０の間に調整コラムパイプ１８を連結したコラムユニット１９を吊設してある。上部コラムパイプ９の下端のフランジ８を調整吸水槽１７と吐出槽４の隔壁１１に設けた開口部１１ａに係止させてある。調整用ブロック１６を継足した調整吸水槽１７に、調整コラムパイプ１８を連結して高さを調整するコラムユニット１９を吊設して、高位置の排水路Ｂに合わせた高さのコラム型ポンプユニット２０としてある。なお、排水路Ｂの高さに合わせて、調整吸水槽１７の調整用ブロック１６と、コラムユニット１９の調整コラムパイプ１８を複数段に積み重ねてもよい。
図６はコラムユニットに水中ポンプを設置する状態の概念図であって、吐出槽４の上端部の挿入口７から挿入したコラムユニット１９のフランジ８を調整吸水槽１７と吐出槽４の隔壁１１に設けた開口部１１ａに係止させて吊設し、水中ポンプ１３を吊り下ろして装着させる。

図７及び図８は他の実施例のコラム型ポンプユニットに排水槽を併設した一部縦断正面図と平面図であって、コラム型ポンプユニット１に排水槽２１が併設してあり、吸水槽２に載置した吐出槽４の吐出口５を排水槽２１の放水口２２に接続し、排水槽２１の放流口２３に連結した放流管２４を排水路Ｂに連通させてある。
コラム型ポンプユニット１に排水槽２１を併設すれば、急激な流量変動と、圧力変化を吸収でき、豪雨などで増水した支流などの流水路Ａの流水を排水路Ｂの本流等に排水できる。吐出槽４に接続した排水槽２１の放流口２３を側壁の適所に開口して、排水槽２１の放流口２３に連結した放流管２４を排水路Ｂの高さに設定すれば、排水槽２１の放流口２３の高さを調整するだけで、上流側の流水路Ａより水位の高い灌漑用水路等の排水路Ｂに放流することができる。

図９は他の実施例のコラム型ポンプユニットに継足コラム型ポンプユニットを並設したポンプユニットの一部縦断正面図である。図１に示すコラム型ポンプユニット１と、両側壁に連通口２７を有する吐出槽２６を使用するコラム型ポンプユニット２５を並設するもので、詳細な名称及び符号は同一であり省略する。
流水路Ａに吸込口３と吐出口５を有するコラム型ポンプユニット１を設置する。吸水槽２に吸込口３と、吐出槽２６の両側壁に連通口２７，２７を有する継足コラム型ポンプユニット２５をコラム型ポンプユニット１に並設する。継足コラム型ポンプユニット２５の他端には、放水口２２と放流口２３を有する排水槽２１を並設している。継足コラム型ポンプユニット２５の一方の連通口２７はコラム型ポンプユニット１の吐出口５と連通しており、他方の連通口２７は排水槽２１の放水口２２に連通している。コラム型ポンプユニット１から排出される排水は吐出口５から流出し、継足コラム型ポンプユニット２５の前端の連通口２７から吐出槽２６に流入する。継足コラム型ポンプユニット２５から排出される排水と合流し、後端の連通口２７から放水口２２を通って排水槽２１に流入し、放流口２３から排水路Ｂへ排出される。
必要とする排水量に応じてポンプユニットの設置台数を増やすことができる。また、既設のポンプ場の増強にも適用できるので、施工期間を短縮できる。本実施例ではコラム型ポンプユニット１とコラム型ポンプユニット１を並設しているが、既設の障害物等で並設できない場合、それぞれ離れた位置に設置して、吐出口５と連通口２７を配管等で接続してもよい。また、２列以上（例えば３×３列）のポンプユニットを並設する場合、必要に応じて吐出口５と連通口２７の開口数を増加してもよい。
なお、継足コラム型ポンプユニット２５を構成する吐出槽２６の後端の連通口２７を直接排水路Ｂの放流口としても良いものである。

図１０は他の実施例のコラム型ポンプユニットに継足コラム型ポンプユニットを並設設置したポンプユニットの一部縦断正面図である。図５に示す調整吸水槽１７を使用するコラム型ポンプユニット２０と、両側壁に連通口２７を有する吐出槽２６を使用する継足コラム型ポンプユニット２８を並設するもので、詳細な名称及び符号は同一であり省略する。
図５に示すように、調整用ブロック１６・・・を積重ねた調整吸水槽１７を使用するコラム型ポンプユニット２０を流水路Ａに設置する。調整吸水槽１７に吸込口３と、吐出槽２６の両側壁に連通口２７，２７を有する継足コラム型ポンプユニット２８をコラム型ポンプユニット１に並設する。継足コラム型ポンプユニット２８の他端には、放水口２２と放流口２３を有する排水槽２１を並設している。継足コラム型ポンプユニット２８の一方の連通口２７はコラム型ポンプユニット１の吐出口５と連通しており、他方の連通口２７は排水槽２１の放水口２２に連通している。コラム型ポンプユニット２０から排出される排水は吐出口５から流出し、継足コラム型ポンプユニット２８の前端の連通口２７から吐出槽２６に流入する。継足コラム型ポンプユニット２８から排出される排水と合流し、後端の連通口２７から放水口２２を通って排水槽２１に流入し、放流口２３から排水路Ｂへ排出される。

流水路Ａと排水路Ｂに大きい段差がある水路でも、吸水槽２の高さを調整した調整吸水槽１７に吐出槽４,２６を載置することで、排水路Ｂに合わせたコラム型ポンプユニット２０と継足コラム型ポンプユニット２８を構成できる。また、必要とする排水量に応じて継足コラム型ポンプユニット２８の設置台数を増やすことも可能となる。狭い用地での建設が可能となり、既設のポンプ場の増強にも適用して、施工期間を短縮して、コストも軽減できる。
吐出槽２６に接続した排水槽２１の放流口２３を側壁の適所に開口し、排水槽２１の放流口２３に連結した放流管２４を排水路Ｂの高さに設定して排水路Ｂに連通させてある。排水槽２１の放流口２３の高さを調整するだけで、上流側の流水路Ａより水位の高い灌漑用水路等の排水路Ｂに放流することができる
なお、継足コラム型ポンプユニット２８を構成する吐出槽２６の後端の連通口２７を直接排水路Ｂの放流口としても良いものである。

図１１は流水路の稼動堰の隣接地に、図９又は図１０に示すコラム型ポンプユニットと継足コラム型ポンプユニットを並設する平面図である。
増水により支流への逆流を防止するために本流と支流の合流部に稼動堰２９を設置して、流水路Ａの隣接地に、角形ブロックで形成したコラム型ポンプユニット１，２０と継足コラム型ポンプユニット２５，２８を並設してある。支流等の流水路Ａから分岐させて吸水路３０に導水する流水を複数の吸水槽２・・・の吸込口３・・・から吸水し、コラム６又はコラムユニット１９に内設するそれぞれの水中ポンプ１３・・・で揚水し、吐出槽４の吐出口５と吐出槽２６の連通口２７，２７を通過させて、排水槽２１に排出し、放流管２４から本流等の排水路Ｂに放流させる。
コラム型ポンプユニット１，２０に並設する継足コラム型ポンプユニット２５，２８を複数継足せば狭い用地での建設が可能となり、既設のポンプ場の増強にも適用できる。吸水槽２、吐出槽４、２６及び調整用ブロック１６に使用する角形ブロックは、角形マンホールあるいはボックスカルバート等の既製品を利用することも可能であり、既製の開口を利用できる。既製のコンクリート製品を使用すれば、施工期間が短縮可能となる。

この発明に係るコラム型ポンプユニットは、吸水槽と吐出槽を上下に配置するため、機場スペースを縮小できる。吸水槽の水中ポンプからポンプ上部の吐出槽に直接吐き出す構造のため、機器類等の付帯設備を省略して経費と施工期間が削減されて、低コストで施工期間も短縮できる。従って、水路の状況に応じて機場スペースを縮小して、狭い用地での建設が可能となり、工期短縮と低コストで建設でき、既設のポンプ場の増強にも適用できる。

１，２０ コラム型ポンプユニット
２ 吸水槽
３ 吸込口
４，２６ 吐出槽
５ 吐出口
６ コラム
１０ 下部コラムパイプ
１１ 隔壁
１３ 水中ポンプ
１６ 調整用ブロック
１７ 調整吸水槽
１８ 調整コラムパイプ
１９ コラムユニット
２１ 排水槽
２２ 放水口
２３ 放流口
２５，２８ 継足コラム型ポンプユニット
２７ 連通口
Ａ 流水路
Ｂ 排水路

Claims (7)

1. コラム型水中ポンプを設置して、流水路（Ａ）から排水路（Ｂ）に強制排水するポンプ設備において、吐出槽（４）を載置した吸水槽（２）を流水路（Ａ）に設置して、吸水槽（２）に流水の吸込口（３）と、吐出槽（４）に排水路（Ｂ）に連通する吐出口（５）を開口すると共に、水中ポンプ（１３）を内設するコラム（６）を吸水槽（２）と吐出槽（４）の隔壁（１１）に吊設してコラム型ポンプユニット（１）を構成したことを特徴とするポンプユニット。
2. 前記吸水槽（２）に、両側壁に連通口（２７）を開口した吐出槽（２６）を載置して継足コラム型ポンプユニット（２５）を構成し、継足コラム型ポンプユニット（２５）の吐出槽（２６）の連通口（２７）をコラム型ポンプユニット（１）の吐出槽（４）の吐出口（５）に接続して、吐出槽（２６）の他端の連通口（２７）を排水路（Ｂ）に連通させたことを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
3. 前記吸水槽（２）に調整用ブロック（１６）を重設して調整吸水槽（１７）を形成し、調整吸水槽（１７）に垂下する下部コラムパイプ（１０）に調整コラムパイプ（１８）を連設してコラムユニット（１９）を形成し、調整吸水槽（１７）に載置する吐出槽（４）を排水路（Ｂ）の高さに支架させるコラム型ポンプユニット（２０）を構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプユニット。
4. 前記調整吸水槽（１７）に、両側壁に連通口（２７）を開口した吐出槽（２６）を載置して継足コラム型ポンプユニット（２８）を構成し、継足コラム型ポンプユニット（２８）の吐出槽（２６）の連通口（２７）をコラム型ポンプユニット（１）の吐出槽（４）の吐出口（５）に接続して、吐出槽（２６）の他端の連通口（２７）を排水路（Ｂ）に連通させたことを特徴とする請求項３に記載のポンプユニット。
5. 前記コラム型ポンプユニット（１，２０）の吐出槽（４）の吐出口（５）、又は継足コラム型ポンプユニット（２５、２８）の吐出槽（２６）の他端の連通口（２７）を排水槽（２１）の放水口（２２）に接続し、排水槽（２１）の放流口（２３）を排水路（Ｂ）に連通させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のポンプユニット。
6. 前記吐出槽（２６）に接続した排水槽（２１）の放流口（２３）を側壁の適所に開口し、排水槽（２１）の放流口（２３）に連結した放流管（２３）を排水路（Ｂ）の高さに調整したことを特徴とする請求項５項に記載のポンプユニット。
7. 前記吸水槽（２）と吸水槽（２）に載置する吐出槽（４、２６）を角形マンホール又はボックスカルバートで構成することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のポンプユニット。

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