JP2018091160A - 水中ポンプ及び悪臭防止型排水設備 - Google Patents

Abstract

【課題】インペラ内に残った残留汚水によってピットが汚染されることを抑制しつつ、モータとインペラをポンプケーシング１３から着脱できる水中ポンプを提供する。【解決手段】水中ポンプ１０は、ポンプ用インペラ２３を収容するポンプケーシング１３と、ポンプ用インペラ２３を駆動するモータ２０を収容するモータケーシング２２と、ポンプケーシング２２の上部に配置されたケーシングフランジ１４とを備える。ケーシングフランジ１４の上部の開口部の面積は、ケーシングフランジ１の下部の開口部の面積より大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、水中ポンプ及び悪臭防止型排水設備に係り、特に汚水処理用の水中ポンプ及び悪臭防止型排水設備に関するものである。

ポンプには、水中ポンプと陸上ポンプ等がある。水中ポンプは、水等の液体中で運転可能なポンプである。水中ポンプには、気中運転可能なポンプがある。気中運転可能な水中ポンプは、水中ポンプのモータ部が液体中に没していなくてもポンプ運転可能なポンプである。陸上ポンプは、水等の液体中では、運転不可能なポンプである。陸上ポンプは、モータ部に液体に対する気密性がないため、モータ部が液体に浸かる場所では使用不可である。

水中ポンプには、汚水槽（汚水ピット）の内部または外部に設置される汚水処理用の水中ポンプがある。汚水ピットの外部に配置される水中ポンプは、槽外型汚水ポンプと呼ばれる。槽外型汚水ポンプには、ドライピット内に配置された槽外型汚水ポンプがある。ここでドライピットとは、汚水があふれても大丈夫なように、防水加工がされているピットである。

また、ドライピットの一種にビルピットがある。ビルピットとは、建物の地下に設置され、下水道管よりも低い位置に設置された排水槽である。建物内にて使用された汚水は自然流下にてビルピット（排水槽）内の汚水槽に流下する。そして、汚水ポンプに槽内型汚水ポンプを用い、汚水槽内の汚水を下水道管へ圧送する。

ビルピット及び汚水ポンプに関しては、いくつかの問題がある。第１に、ビルピット内は、汚水槽から汚水が溢れ出していたり、汚水による有毒ガスが発生していることがある。槽内型汚水ポンプのメンテナンスや交換のためにビルピットに降りる場合、最初に清掃業者が清掃を行い、安全が確保された後に、ポンプのメンテナンス担当がビルピットにて作業する。安全性と、清掃作業の簡単化のために、ビルピット内は、汚水による汚染を、可能な限り抑制することが望ましい。

水中ポンプは、上述のように、汚水槽内に配置される。ポンプが汚水槽内に配置されるため、通常、汚水槽内での作業を容易にするために、ポンプ用昇降装置が、汚水槽内に設置されている。昇降装置は、汚水槽内の一定の位置で、ポンプを着脱できる。昇降装置は、ポンプを汚水槽から引き上げたり、ポンプを汚水槽に戻すことが可能であり、ポンプの設置、引き上げ、及び点検を容易にする。

しかし、昇降装置は、昇降装置本体やガイド機構から構成されており、昇降装置のための設置スペースを汚水槽内に確保することや、昇降装置の経費が発生する。これが第２の問題である。

また、汚水ポンプでは、配管と、ポンプのケーシングが固定されている。汚染されているビルピット内で、配管をポンプケーシングから外し、その後、ポンプケーシングを引き上げることは容易ではない。ビルピット内での作業は、可能な限り抑制することが望ましい。これが第３の問題である。

特許４４５５７４２号 特許４５７７９４０号

本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、インペラ内に残った残留汚水によってピットが汚染されることを抑制しつつ、モータとインペラをポンプケーシングから着脱できる槽外型水中ポンプを提供することである。

また、本発明の別の一形態の目的は、昇降装置を必要としない水中ポンプを提供することである。

また、本発明のさらに別の一形態の目的は、水中ポンプから配管を外すことなく、水中ポンプを、ビルピット等から引き上げられ、点検後、容易に元の位置へ水中ポンプを戻すことができる水中ポンプを提供することである。

上記課題を解決するために、第１の形態では、ポンプ用インペラを収容するポンプケーシングと、前記ポンプ用インペラを駆動するモータを収容するモータケーシングと、前記ポンプケーシングの上部に配置された液体受容部とを備え、前記液体受容部の上部の開口部の面積は、前記液体受容部の下部の開口部の面積より大きい水中ポンプという構成を採っている。

本実施形態では、ポンプケーシングの上部に配置された液体受容部の上部の開口部の面積は、液体受容部の下部の開口部の面積より大きい。モータとインペラを、ポンプケーシングから取り外す際に、インペラ内に残った残留汚水は、上方に向けて広がっている液体受容部によって、容易に受容できる。結果として、ピットに汚水が漏れることが低減し、ピットが汚染されることが抑制される。

第２の形態では、前記液体受容部は、前記液体受容部の上部から下部に向かって、先細になっているという構成を採っている。第３の形態では、前記液体受容部の形状は、円錐台状であるという構成を採っている。

第４の形態では、前記水中ポンプは、前記モータケーシングの下部に配置されたモータフランジを備え、前記モータフランジの外面の形状は、前記液体受容部の内面の形状と適合した形状であるという構成を採っている。本実施形態では、モータフランジと、液体受容部との間で水中ポンプを分解できる。すなわち、モータフランジと、液体受容部との間でモータケーシングをポンプケーシングから取り外すことができる。ケーシングから配管を外すことなくモータとインペラのみを引き上げることが可能である。

水中ポンプの点検後に、モータケーシングをポンプケーシングに取り付ける際に、液体受容部の内面が、モータフランジの外面をガイドすることができる。結果として、昇降装置を必要としない水中ポンプを提供できる。また、水中ポンプの点検後、容易に元の位置へモータとインペラを戻すことができる。

第５の形態では、前記モータフランジと前記液体受容部とを互いに固定するための固定具が取り付け可能な位置に、前記位置を示すための位置表示部を前記モータフランジは有するという構成を採っている。

第６の形態では、前記液体受容部は、薄板であるという構成を採っている。

第７の形態では、前記液体受容部は、前記ポンプケーシングとは、別箇独立な部材であり、前記水中ポンプは、前記液体受容部の、前記ポンプケーシングに対する位置のずれを防止する位置限定部を備えるという構成を採っている。

第８の形態では、上記の水中ポンプを含み、前記水中ポンプは、汚水を排出可能であり、前記液体受容部は、前記汚水を受容可能であり、悪臭を防止可能である、ことを特徴とする悪臭防止型排水設備という構成を採っている。

図１は、一実施形態に係る水中ポンプ１０の基本構成を示す図である。 図２は、水中ポンプ１０の別の実施形態を示す図である。 図３は、一実施形態によるポンプを、建築物の地下部分に形成された、悪臭防止型排水設備に適用した一実施形態の全体構成例を示す。 図４は、一実施形態による排水設備のポンプ付近を拡大して示す側面図である。 図５は、図４のポンプを開口部の上方から見た図である。 図６は、図４におけるポンプとポンプケーシングとが分離された状態を示す側面図である。 ポンプをピット内の配管から取り外す手順を示すフローチャートである。 ポンプをピット内の配管に接続する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。図１は、本実施形態に係る水中ポンプ１０の基本構成を示す図である。水中ポンプ１０は、ポンプ用インペラ２３を収容するポンプケーシング１３と、ポンプ用インペラ２３を駆動するモータ２０を収容するモータケーシング２２とを有する。水中ポンプ１０は、さらに、ポンプケーシング１３の上部に配置されたケーシングフランジ（液体受容部）１４を有する。

ケーシングフランジ１４の上部の内径Ｌ１は、ケーシングフランジ１４の下部の内径Ｌ２より大きい。従って、ケーシングフランジ１４の上部の開口部の面積は、ケーシングフランジ１４の下部の開口部の面積より大きい。ケーシングフランジ１４は、ケーシングフランジ１４の上部から下部に向かって、先細になっている。一実施形態として、ケーシングフランジ１４の形状は、円錐台状であるが、これに限定されず、四角錐や、上部が大きい四角、下部が小さい四角の先細など、他の形状でもよい。水中ポンプ１０は、モータケーシング２２の下部に配置されたモータフランジ１７を備え、モータフランジ１７の外面の形状は、ケーシングフランジ１４の内面の形状と適合した形状である。モータフランジ１７とケーシングフランジ１４は、本実施例では、鋳物である。

モータフランジ１７とケーシングフランジ１４とを互いに固定するためのケーシングボルト（固定具）１８が取り付け可能な位置に、位置を示すための位置表示部２４をモータフランジ１７は有する。位置表示部２４は、例えば、ケーシングボルト１８を取り付けるための孔の周囲を囲むように設けられた円形の表示部である。位置表示部２４には、例えば蛍光塗料が円形に、モータフランジ１７の上面に塗布されている。

水中ポンプ１０は、地下ピット１９内に設置されている汚水槽２６の槽外に設けられている。ポンプケーシング１３は、吐出配管１５と吸込配管１６に接続されている。吸込配管１６の一端は汚水槽２６に取り付けられている。吐出配管１５は下水管に接続されてい
る。ポンプケーシング１３は、吐出配管１５と吸込配管１６に固定されている。ケーシングフランジ１４とモータフランジ１７は逆截頭円錐状になっている。モータ２０の下端にはインペラ２３が取り付けられている。

ケーシングフランジ１４とモータフランジ１７を固定しているケーシングボルト１８を取り外すことによって、ポンプケーシング１３からモータ２０とインペラ２３を引き抜くことができる。その際、インペラ２３に残った汚水が飛散し、地下ピット１９を汚す可能性がある。ケーシングフランジ１４によって飛沫が地下ピット１９に飛び散ることが抑制される。ケーシングフランジ１４は逆截頭円錐状になっているため、ケーシングフランジ１４によって受容された汚水は、ケーシングフランジ１４の内面の円錐面を伝って、ポンプケーシング１３へ戻される。ケーシングボルト１８の取り外し／取り付けは、地下ピット１９の上方にある建物の地下部分から、例えば、長さ３ｍから４ｍの長いドライバを用いて固定することができる。

昇降装置により、地下ピット１９内に設置された水中ポンプを地下ピット１９から地下ピット１９の外部に引き揚げて、水中ポンプを点検または交換する。昇降装置を利用することにより、水中ポンプを、地下ピット１９の上方にある建物の地下部分にて、メンテナンスすることが可能となる。本実施形態では、水中ポンプ１０を吊上具２８で建物の地下部分に引き上げる際には、水中ポンプ１０内の汚水にて地下ピット１９が汚れないように、以下の作業を行う。
(1)吸込配管１６に設けられているバルブ（図示しない）を閉める。バルブは、電磁弁を有し、建物の地下部分から開閉可能である。
(2)ケーシングボルト１８をケーシングフランジ１４から外して、吊上具２８にてモータケーシング２２とインペラ２３を引き上げる。ポンプケーシング１３は地下ピット１９内に残したままである。
(3)ポンプ脱着時(ポンプケーシング１３から外した時)に、ポンプケーシング１３に残留した汚水を、小型ポンプ等の回収手段で、所定の場所に回収する。なお、ポンプケーシング１３に残留した汚水を、小型ポンプ等で回収せずに、ポンプケーシング１３内に放置したままでもよい。

これらの作業により、ポンプ着脱時にピットが汚れることなく、ポンプのメンテナンスや交換のために地下ピット１９に降りる必要がなくなる。メンテナンスや点検後に、モータ２０とインペラ２３をポンプケーシング１３へ戻す際、ケーシングフランジ１４とモータフランジ１７の円錐面がガイドの役割を担う。モータ２０及びインペラ２３と、ポンプケーシング１３の中心位置が、多少ずれたまま、モータ２０及びインペラ２３を降下させても、最終的にお互いの円錐面同士が合わさる。結果として、モータ２０及びインペラ２３と、ポンプケーシング１３の中心位置が合致して組み合わされる。

汚水槽２６の外部に配置された水中ポンプ１０において、昇降装置やガイド機構を、水中ポンプ１０とは別に設けずに、水中ポンプ１０の各部同士の位置合わせをすることができる。また、インペラ２３に残った汚水によって地下ピット１９を汚すことなく、モータ２０とインペラ２３をポンプケーシング１３から引き抜くことができるので、容易にメンテナンスや点検を行うことができる。

次に、図２により別の実施形態について説明する。本実施形態では、液体受容部は、モータフランジ３２とポンプケーシング１３の間に設置されている飛散防止板３０である。飛散防止板３０は、ポンプケーシング１３とは、別箇独立な部材である。飛散防止板３０の上部の内径Ｌ１は、飛散防止板３０の下部の内径Ｌ２より大きい。従って、飛散防止板３０の上部の開口部の面積は、飛散防止板３０の下部の開口部の面積より大きい。飛散防止板３０は、飛散防止板３０の上部から下部に向かって、先細になっている。飛散防止板
３０の形状は、円錐台状である。飛散防止板３０は、薄板であり、例えば、プラスチック板、又は金属板である。

水中ポンプ１０は、飛散防止板３０の、ポンプケーシング１３に対する位置のずれを防止する植え込みボルト（位置限定部）３４を備える。ボルト３４は、ポンプケーシング１３の上部３６に埋め込まれて固定されている。飛散防止板３０には、ボルト３４に対応する位置に穴が設けられている。飛散防止板３０は、ボルト３４に挿入されているが、固定はされていない。植え込みボルト３４を使用することにより、メンテナンス等のために、モータケーシング２２とインペラ２３を持ち上げても、飛散防止板３０は脱落することがなく、かつ飛散防止板３０の位置がずれない。

モータフランジ３２には、ボルト３４に対応する位置に長穴３８が設けられている。メンテナンス等のために、モータケーシング２２とインペラ２３を取り外し、その後、これらを取り付ける時に、植え込みボルト３４と長穴３８により、モータケーシング２２とインペラ２３の位置がずれず、かつ位置合わせが容易になる。

本発明の一実施形態では、悪臭防止型排水設備は、既述の水中ポンプを含む。この水中ポンプは、汚水を排出可能である。また、液体受容部は、水中ポンプから漏れる可能性のある汚水を受容可能である。液体受容部は、汚水の散乱を防ぐことにより、悪臭が広範囲に広がることを防止できる。

図３は、一実施形態によるポンプを、建築物の地下部分に形成された、悪臭防止型排水設備に適用した一実施形態の全体構成例を示す。悪臭防止型排水設備１０００は、特に建築物（例えばビル）における公共下水道管よりも低い位置に位置する地階部分Ｂからの汚水等を公共下水道管８０に放流するのに好適に用いることができる。なお、以下の説明では、図１および図２で説明した一実施形態による水中ポンプに関する重複説明は省略する。

図示されるように悪臭防止型排水設備１０００は、建築物（例えばビル）１００の地階部分Ｂの下側に設置した排水槽であるピット１９内に設けられている。ピット１９には、開口部（マンホール）１０２が形成されており、開口部１０２には蓋５２が取り付けられている。悪臭防止型排水設備１０００は、ピット１９内に設けられた汚水槽２６と、この汚水槽２６の外に設置された水中ポンプ１０と、を備える。水中ポンプ１０は吸込配管１６を通じて汚水槽２６の流出口５０に接続される。

汚水槽２６は、全体として略直方体状（箱状）であり、底面１２ａ、側面１２ｂ、および上面１２ｃにより画定される内部空間を有している。汚水槽２６は、建物の規模および地階部分Ｂの水の使用量に応じて、汚水の流入量に見合った水を貯留することができ、且つ、予備の容量を備えるように形成されればよい。この汚水槽２６には、上面１２ｃに開口部５４が形成されており、開口部５４は蓋５６で覆われている。汚水槽２６には、蓋５６を貫通して流入管５８が内部に挿入されている。流入管５８は、地階部分Ｂより配管され、地階部分Ｂにおいて発生した汚水等を汚水槽２６内に流入させる。ただし、流入管５８は、汚水槽２６の蓋５６とピット１９の蓋５２とを貫通するものに限定されず、汚水槽２６の側面１２ｂまたは上面１２ｃを貫通してもよいし、ピット１９の側面または上面を貫通して配管されてもよい。

また、汚水槽２６の底面１２ａに凹部を設け汚水を案内するようにし、この凹部の側面１２ｂの底面近傍に流出口５０が設けられてもよい。この場合、水中ポンプ１０の吸込配管１６の下端の高さは流出口５０の下端の高さ以下なるように設計されている。更には、汚水槽２６の底面１２ａには、流出口５０から遠いほど高さが大きく、流出口５０に近い
ほど高さが小さくなる傾向に傾斜が設けられるものとした。これにより、汚水槽２６内の汚水等を更に効果的に流出口５０に案内することができ且つ水中ポンプ１０の空運転を防ぎ、更には悪臭の発生を防止できる。
なお、汚水槽２６は、開口部１０２からピット１９内に搬入可能な小型の複数のパネル部材を結合して形成される小型の水槽とすることができる。または、小型の筒形水槽（バレル）とすることができる。

図４〜図６とともに、一実施形態による、水中ポンプ１０の配置、およびモータケーシング２２とポンプケーシング１３との着脱機構について説明する。図４は、一実施形態による排水設備１０００のモータケーシング２２付近を拡大して示す側面図である。図５は、図４のモータケーシング２２を開口部１０２の上方から見た図である。図６は、図４におけるモータケーシング２２とポンプケーシング１３とが分離された状態を示す側面図である。

図４〜図６に示されるように、モータケーシング２２は、半径方向外側に延びるフランジ１３０を備える。かかるフランジ１３０を介して、モータケーシング２２は、締結具であるボルト１３２によりポンプケーシング１３に接続される。図４〜図６の実施形態においては、ボルト１３２は六角ボルトであるが、アイボルトなど、他のボルトを使用してもよい。図５に示されるように、ボルト１３２は、ピット１９の開口部１０２から見える位置にある。換言すれば、ボルト１３２およびボルト１３２を挿入する穴は、ピット１９の開口部１０２の上方から見た場合に、開口部１０２が投影される領域内に配置される。そのため、開口部１０２を介して、ピット１９の上層階から工具を使ってボルト１３２にアクセス可能であり、ピット１９内に立ち入らなくてもボルト１３２を外すおよび締めることが可能になる。なお、ボルト１３２および／またはボルトを挿入する穴付近に蛍光塗料などを塗り、開口部１０２からボルト１３２の位置を視認しやすくなるようにしてもよい。

一実施形態による、モータケーシング２２をピット１９内のポンプケーシング１３から取り外す方法を図６とともに説明する。図７は、モータケーシング２２をピット１９内のポンプケーシング１３から取り外す手順を示すフローチャートである。まず、開口部１０２の蓋を開けるなどして、モータケーシング２２を取り外す準備をする（Ｓ１００）。次に、必要な工具を利用して、ピット１９の上層階から開口部１０２を介してボルト１３２を緩める（Ｓ１０２）。工具は、ピット１９の上層階からボルト１３２まで届く寸法である必要がある。ボルト１３２を緩めたら、モータケーシング２２を引き上げて開口部１０２からピット１９の外へ取り出す（Ｓ１０４）。なお、モータケーシング２２を引き上げるには、モータケーシング２２の上端に設けられた取付部４０に鎖などを接続して、クレーン等によりモータケーシング２２を引き上げることができる。モータケーシング２２をピット１９の外へ取り出したら（Ｓ１０６）、モータケーシング２２の洗浄や他のメンテナンスをピット１９の上層階で行うことができる。

一実施形態による、モータケーシング２２をピット１９内のポンプケーシング１３に接続する方法を説明する。図８は、モータケーシング２２をピット内のポンプケーシング１３に接続する手順を示すフローチャートである。まず、開口部１０２の蓋を開け、またモータケーシング２２の取付部４０に鎖を接続するなどして、モータケーシング２２をポンプケーシング１３に接続するための準備をする（Ｓ２００）。次に、クレーンなどを利用して、モータケーシング２２を開口部１０２からピット１９内のポンプケーシング１３に向かって降ろす（Ｓ２０２）。モータケーシング２２をポンプケーシング１３の適切な位置に配置したら、必要な工具を利用して、ピット１９の上層階から開口部１０２を介してボルト１３２を締めてモータケーシング２２をポンプケーシング１３に固定する（Ｓ２０４）。モータケーシング２２をポンプケーシング１３に固定できたら、取付部４０から鎖
を取り外すなどして、モータケーシング２２の設置作業を終了する（Ｓ２０６）。

以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

１０…水中ポンプ
１３…ポンプケーシング
１４…ケーシングフランジ
１５…吐出配管
１６…吸込配管
１７…モータフランジ
１８…ケーシングボルト
１９…地下ピット
２０…モータ
２２…モータケーシング
２３…ポンプ用インペラ
２４…位置表示部
２６…汚水槽
２８…吊上具
３０…飛散防止板
３２…モータフランジ
３４…ボルト

Claims (8)

1. ポンプ用インペラを収容するポンプケーシングと、
   前記ポンプ用インペラを駆動するモータを収容するモータケーシングと、
   前記ポンプケーシングの上部に配置された液体受容部とを備え、
   前記液体受容部の上部の開口部の面積は、前記液体受容部の下部の開口部の面積より大きいことを特徴とする水中ポンプ。
2. 前記液体受容部は、前記液体受容部の上部から下部に向かって、先細になっていることを特徴とする請求項１記載の水中ポンプ。
3. 前記液体受容部の形状は、円錐台状であることを特徴とする請求項１または２記載の水中ポンプ。
4. 前記水中ポンプは、前記モータケーシングの下部に配置されたモータフランジを備え、前記モータフランジの外面の形状は、前記液体受容部の内面の形状と適合した形状であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
5. 前記モータフランジと前記液体受容部とを互いに固定するための固定具が取り付け可能な位置に、前記位置を示すための位置表示部を前記モータフランジは有することを特徴とする、請求項４項記載の水中ポンプ。
6. 前記液体受容部は、薄板であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
7. 前記液体受容部は、前記ポンプケーシングとは、別箇独立な部材であり、
   前記水中ポンプは、前記液体受容部の、前記ポンプケーシングに対する位置のずれを防止する位置限定部を備えることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水中ポンプ。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の前記水中ポンプを含み、前記水中ポンプは、汚水を排出可能であり、
   前記液体受容部は、前記汚水を受容可能であり、悪臭を防止可能である、ことを特徴とする悪臭防止型排水設備。

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