JP3226205U - Drainage pump device - Google Patents

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JP3226205U
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紀良 加森
紀良 加森
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紀良 加森
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Abstract

【課題】大規模な自然災害発生時などにおける河川の氾濫を防止する排水ポンプ装置を提供する。【解決手段】排水ポンプ装置1は、上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出された支柱2と、支柱2に固定されて電気式モータで水を循環させるウォーターポンプ部3と、略円筒形状を有して一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口4a、他方の開口面が下流側に面した吐水口4bとなり、ウォーターポンプ部3から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行うエンジン部4とを備える。この構成により、排水ポンプ装置1は、大規模な自然災害発生時などにおける河川の氾濫を防止できる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drainage pump device which prevents flooding of a river when a large-scale natural disaster occurs. A drainage pump device (1) is provided with a support column (2) extending vertically and having an upper end extending above the water surface of a river, and a water pump section (3) fixed to the support column (2) for circulating water by an electric motor. And having a substantially cylindrical shape, one opening surface of which serves as a water intake port 4a facing the upstream side of the river, and the other opening surface serves as a water discharge port 4b facing the downstream side, and the water circulated from the water pump section 3 is The engine unit 4 that drains water by rotating a screw with water pressure is provided. With this configuration, the drainage pump device 1 can prevent the flooding of the river when a large-scale natural disaster occurs. [Selection diagram] Figure 1

Description

本考案は、河川の氾濫防止対策のために用いる排水ポンプ装置に関する。   The present invention relates to a drainage pump device used to prevent flooding in a river.

近年、地球温暖化などの化石燃料の使用に起因した環境問題が深刻化し、大きな自然災害が日本のみならず世界各地において頻発している。その内でも台風の豪雨などによって河川の水位が危険水域を超えて氾濫に到るケースがある。   In recent years, environmental problems caused by the use of fossil fuels such as global warming have become serious, and large natural disasters are frequently occurring not only in Japan but also in various parts of the world. Among them, there are cases where the river water level exceeds the dangerous water area and floods due to heavy rain such as typhoons.

従来の河川の氾濫防止対策として、例えば、水中に水中モータポンプユニットを投入して使用される揚水装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、立軸渦巻ポンプを用いながらも水に浮かぶ排水ポンプ装置を実現させ、従来、より高い揚程やより多量排水が可能な、洪水等の大災害にも対応できる排水ポンプ装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。また、電動式ポンプ付き給排水制御システムにより、吸込口(バルブ付き)により吸水した自然の河川水を吐出口(バルブ付き)により吐出するための給排水兼用配管を有する人工河川システムも開示されている(例えば、特許文献3参照)。   As a conventional flood inflow prevention measure, for example, a pumping device used by inserting an underwater motor pump unit into water is disclosed (for example, refer to Patent Document 1). In addition, a drainage pump device that floats in water while using a vertical volute pump has been realized, and a drainage pump device capable of responding to a large disaster such as a flood, which allows higher head and more drainage, has been disclosed. See, for example, Patent Document 2). Further, an artificial river system having a water supply / drainage pipe for discharging natural river water absorbed by a suction port (with a valve) through a discharge port (with a valve) by a water supply / drainage control system with an electric pump is also disclosed ( See, for example, Patent Document 3).

特許第3979514号公報Japanese Patent No. 3979514 特開2007-262999号公報JP 2007-262999 JP 実用新案登録第3146975号Utility model registration No. 3146975

しかしながら、従来の洪水防止対策としては、豪雨時に河川の水位が上昇して氾濫危険数値まで達した際に発令する避難情報や 河川の護岸補強がほとんどであり、氾濫防止対策ための専用装置はほとんど用いられていないのが現状である。   However, most conventional flood prevention measures are evacuation information issued when the river water level rises to a flood inundation value during heavy rain and reinforcement of river banks, and almost no dedicated equipment for flood prevention measures. It is currently not used.

本考案は上記課題に鑑みてなされたものであり、大規模な自然災害発生時などにおける河川の氾濫を防止する排水ポンプ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a drainage pump device that prevents flooding of a river when a large-scale natural disaster occurs.

上記目的を達成するために本考案に係る排水ポンプ装置は、上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出された支柱と、前記支柱に固定され、電気式モータで水を循環させるウォーターポンプ部と、略円筒形状を有し、一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口、他方の開口面が下流側に面した吐水口となり、前記ウォーターポンプ部から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行うエンジン部と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the drainage pump device according to the present invention has a column extending vertically and an upper end extending above the water surface of a river, and a column fixed to the column to circulate water by an electric motor. And a water pump portion having a substantially cylindrical shape, one opening surface of which serves as a water inlet facing the upstream side of the river, the other opening surface serves as a water outlet facing the downstream side, and is circulated from the water pump portion. An engine unit for draining water by rotating a screw by the water pressure of water.

この排水ポンプ装置において、前記エンジン部は、その下端位置が河川の通常水位近傍に配置されるように前記支柱に取り付けられることが好ましい。   In this drainage pump device, it is preferable that the engine portion is attached to the column so that the lower end position thereof is arranged near the normal water level of the river.

この排水ポンプ装置において、前記排水ポンプは、さらに、太陽光パネルと、当該太陽光パネルからの給電を受けると共に外部からの指令を受けて前記ウォーターポンプ部を作動させる通信デバイスと、を備えることが好ましい。   In this drainage pump device, the drainage pump may further include a solar panel and a communication device that receives power from the solar panel and that operates the water pump unit in response to a command from the outside. preferable.

この排水ポンプ装置において、前記エンジン部は、河川の流れ方向に沿って前記支柱に取り付けられる略円筒形状のハウジング部と、前記ハウジング部内に設けられるスクリュー部と、前記ウォーターポンプ部によって加圧された水を前記スクリュー部の外周面へと噴出するための配管経路と、を備え、当該スクリュー部は、ベアリングを介して前記ハウジング部の内壁に対して回転可能に支持された略円筒形状のスクリュードラム部と、前記スクリュードラム部の内壁にその一端側が接続固定され、前記スクリュードラム部の回転に伴って回転可能な複数枚のフィンと、を備え、前記スクリュードラム部は、その外周面において、回転方向に直交する方向で複数並設された凸形状の仕切り壁を有することで複数の区画に区分されており、当該仕切り壁に対して、前記ウォーターポンプ部によって加圧された水が前記配管経路を介して噴出され、その際に生じる回転力によって前記スクリュードラム部と前記フィンとが一体回転することが好ましい。   In this drainage pump device, the engine section is pressurized by the substantially cylindrical housing section attached to the support column along the river flow direction, the screw section provided in the housing section, and the water pump section. And a pipe path for ejecting water to the outer peripheral surface of the screw portion, the screw portion being a substantially cylindrical screw drum rotatably supported with respect to the inner wall of the housing portion via a bearing. And a plurality of fins, one end of which is connected and fixed to the inner wall of the screw drum part and rotatable with the rotation of the screw drum part, and the screw drum part rotates on its outer peripheral surface. It is divided into a plurality of sections by having a plurality of convex partition walls arranged side by side in the direction orthogonal to the direction. Against the partition wall, wherein the water pump unit is pressurized water is jetted through the piping path, it is preferable that the said fins and the screw drum unit by the rotational force generated when the rotate integrally.

この排水ポンプ装置において、前記スクリュー部は、前記ハウジング部内に、複数段連続して並設されることが好ましい。   In this drainage pump device, it is preferable that the screw parts are continuously arranged in a plurality of stages in the housing part.

この排水ポンプ装置において、前記スクリュー部のフィンの他端側には、円筒形状のシリンダが挿通固定され、当該シリンダの開口部には、前記フィンに水流を集めるため河川の流れ方向に沿って延長したガウリング部が設置されることが好ましい。   In this drainage pump device, a cylindrical cylinder is inserted and fixed to the other end side of the fin of the screw part, and an extension of the cylinder along the flow direction of the river is provided in the opening part of the cylinder to collect the water flow in the fin. It is preferable that the above-mentioned gauling portion is installed.

この排水ポンプ装置において、前記配管経路は、前記スクリュードラム部に対して、水が噴出される角度が鋭角になるように設けられることが好ましい。   In this drainage pump device, it is preferable that the piping path is provided so that an angle at which water is jetted is an acute angle with respect to the screw drum portion.

本考案に係る排水ポンプ装置は、上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出された支柱と、前記支柱に固定されて電気式モータで水を循環させるウォーターポンプ部と、略円筒形状を有して一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口、他方の開口面が下流側に面した吐水口となり前記ウォーターポンプ部から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行うエンジン部とを備える。この構成により、本考案に係る排水ポンプ装置では、大規模な自然災害発生時などにおける河川の氾濫を防止できる。   The drainage pump device according to the present invention includes a support column extending vertically and an upper end thereof extending above the water surface of a river, a water pump unit fixed to the support column and circulating water by an electric motor, Having a cylindrical shape, one opening surface serves as a water inlet facing the upstream side of the river, the other opening surface serves as a water outlet facing the downstream side, and the screw is rotated by the water pressure of the water circulated from the water pump section. It has an engine part for draining water. With this configuration, the drainage pump device according to the present invention can prevent flooding of a river when a large-scale natural disaster occurs.

実施の形態に係る排水ポンプ装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the drainage pump apparatus which concerns on embodiment. 同上排水ポンプ装置に備わるエンジン部の参考写真図である。It is a reference photograph figure of the engine part with which the above-mentioned drainage pump device is equipped. 同上エンジン部に備わるスクリュー部の斜視図である。It is a perspective view of the screw part with which an engine part same as the above is equipped. (a)同上エンジン部の透視側面図、(b)同上エンジン部の正面図である。(A) It is a perspective side view of the engine part same as the above, and (b) is a front view of the engine part same as the above. 同上エンジン部で生じる推進力の説明図である。It is explanatory drawing of the propulsive force which arises in an engine part same as above. 同上エンジン部で生じる推進力を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the propulsive force which arises in an engine part same as the above. 同上排水ポンプ装置の下流域での設置に関するイメージ図である。It is an image figure regarding installation in the downstream area of a drainage pump device same as the above. 同上排水ポンプ装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of a drainage pump apparatus same as the above.

本考案の実施の形態に係る排水ポンプ装置に関して図面を参照しながら説明する。図1に示す排水ポンプ装置1は、河川の氾濫防止装置として用いられる。河川の氾濫は、河川の排水の能力が飽和状態を迎えた時に生じ、その原因は地政学的な場合が殆どであり、河の水の流れの失速に起因するものである。言い換えると、河の流れに停滞が生じ下流方向への流れが向きを変えるために起こる。河川の氾濫を解消するためには、危険水位を超えた際には絶えず下流方向に水を流すことが必要となる。   A drainage pump device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The drainage pump device 1 shown in FIG. 1 is used as a flood control device for a river. Flooding of rivers occurs when the drainage capacity of the river reaches a saturation state, and the cause is mostly geopolitical, and is due to the stall of the river water flow. In other words, the flow of the river becomes stagnant and the flow in the downstream direction changes direction. In order to eliminate the flooding of rivers, it is necessary to constantly flow water downstream when the dangerous water level is exceeded.

最初に、排水ポンプ装置1の全体構造に関して図1から図3を参照しながら説明する。図1に示すように、排水ポンプ装置1は、支柱2と、ウォーターポンプ部3と、エンジン部4と、太陽光パネル5と、通信デバイス6、航行障害灯7とを備える。   First, the overall structure of the drainage pump device 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the drainage pump device 1 includes a column 2, a water pump unit 3, an engine unit 4, a solar panel 5, a communication device 6, and a navigation obstacle light 7.

支柱2は、例えば下流域における河川の川底に固定設置され、上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出される。ウォーターポンプ部3は、支柱2に固定されており、電気式モータで水を循環させる。エンジン部4は、図2に示すように略円筒形状を有し、一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口4a、他方の開口面が下流側に面した吐水口4bとなり、ウォーターポンプ部3から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行う。エンジン部4は、その下端位置が河川の通常水位近傍に配置されるように支柱2に取り付けられ、エンジン部4の円筒直径は例えば2500mm、円筒長さは5000mmである。   The pillar 2 is fixedly installed, for example, at the river bottom of the river in the downstream region, extends vertically, and the upper end side extends above the water surface of the river. The water pump unit 3 is fixed to the column 2 and circulates water by an electric motor. The engine unit 4 has a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 2, one opening surface of which serves as a water intake port 4a facing the upstream side of the river, and the other opening surface of which serves as a water discharge port 4b facing the downstream side. The screw is rotated by the water pressure of the water circulated from the pump unit 3 to drain the water. The engine part 4 is attached to the support column 2 so that the lower end position thereof is arranged near the normal water level of the river, and the cylinder diameter of the engine part 4 is, for example, 2500 mm and the cylinder length is 5000 mm.

太陽光パネル5は、太陽光で発電を行うためのパネルであり、通信デバイス6及び航行障害灯7に電力を供給する。通信デバイス6は、太陽光パネルからの給電を受けると共に外部からの指令を受けてウォーターポンプ部3を作動させる。航行障害灯7は、船舶などに対して排水ポンプ装置1の存在を示すために使用される赤色や白色の電灯であり、点灯または明るくなったり暗くなったりする明滅を行う。ここでは、図1に示すように一対の支柱2が河流方向に沿って立設されて、その最上面に太陽光パネル5が水平状に設置される。太陽光パネル5の下側にウォーターポンプ部3が設置され、さらに一対のエンジン部4が河流方向に沿うように支柱2の側面に設置される。   The solar panel 5 is a panel for generating electricity by sunlight, and supplies electric power to the communication device 6 and the navigation obstacle light 7. The communication device 6 receives power from the solar panel and receives a command from the outside to operate the water pump unit 3. The navigation obstacle light 7 is a red or white electric light used to indicate the presence of the drainage pump device 1 to a ship or the like, and performs lighting or blinking such that it becomes bright or dark. Here, as shown in FIG. 1, a pair of pillars 2 are erected upright along the river direction, and a solar panel 5 is horizontally installed on the uppermost surface thereof. The water pump unit 3 is installed below the solar panel 5, and a pair of engine units 4 are installed on the side surfaces of the support columns 2 along the river flow direction.

次に、エンジン部4の構造の詳細に関して参照しながら説明する。エンジン部4は、支柱2に回転不動に設けられた略円筒形状のハウジング部41と、ハウジング部41内に設けられるスクリュー部42と、ウォーターポンプ部3によって加圧された水をスクリュー部42の外周面へと噴出するための配管経路と、を備える。ハウジング部41は前面、後面が河川の水を通過するように開口されて、ウォーターポンプ部3からの水が循環するための配管経路がハウジング部41の内部へと連通されている。   Next, description will be made with reference to details of the structure of the engine unit 4. The engine part 4 includes a substantially cylindrical housing part 41 that is rotationally fixed to the support column 2, a screw part 42 provided in the housing part 41, and water pressurized by the water pump part 3 in the screw part 42. And a piping path for ejecting to the outer peripheral surface. The front surface and the rear surface of the housing part 41 are opened so as to pass the water of the river, and a piping path for circulating water from the water pump part 3 is communicated with the inside of the housing part 41.

図3は、エンジン部4に備わるスクリュー部42の詳細を示す斜視図である。スクリュー部42は、スクリュードラム部42a、フィン42bを備える。スクリュードラム部42aは、ベアリングを介してハウジング部41の内壁に対して回転可能に支持された略円筒形状の部材である。より詳細には、スクリュードラム部42aは、中心側の円筒と、この円筒の外周面にある2つの円環状の部材を有し、この2つの円環状の部材の間の溝部に仕切り壁42eが設けられている。フィン42bは、スクリュードラム部42aの内壁にその一端側(外側端)が接続固定され、スクリュードラム部42aの回転に伴って回転可能な複数枚のフィンである。なお、フィン42bの形状は様々であり、本図に示す形状に限定されるものではない。   FIG. 3 is a perspective view showing details of the screw section 42 provided in the engine section 4. The screw part 42 includes a screw drum part 42a and fins 42b. The screw drum portion 42a is a substantially cylindrical member rotatably supported by the inner wall of the housing portion 41 via a bearing. More specifically, the screw drum portion 42a has a cylinder on the center side and two annular members on the outer peripheral surface of the cylinder, and the partition wall 42e is provided in the groove portion between the two annular members. It is provided. The fins 42b are a plurality of fins whose one end side (outer end) is connected and fixed to the inner wall of the screw drum portion 42a and which are rotatable as the screw drum portion 42a rotates. The fins 42b have various shapes, and are not limited to the shapes shown in this figure.

より詳細には、スクリュー部42は、複数枚、本実施の形態では8枚のフィン42bを有し、スクリュードラム部42aの円環の内側に設けられている。例えば、図3に示すように、スクリュードラム部42aの内周側に設けられたフィン42bの形状に合わせて形成された凹みである固定部42cにフィン42bの外側の端部が差し込まれて一体固定されている。なお、スクリュードラム部42aとフィン42bとは一体型に成型されることが望ましい。   More specifically, the screw portion 42 has a plurality of fins 42b, which is eight in the present embodiment, and is provided inside the ring of the screw drum portion 42a. For example, as shown in FIG. 3, the outer end of the fin 42b is inserted into a fixed portion 42c, which is a recess formed in conformity with the shape of the fin 42b provided on the inner peripheral side of the screw drum portion 42a, to form an integral body. It is fixed. It is desirable that the screw drum portion 42a and the fin 42b be integrally molded.

また、スクリュー部42のフィン42bの他端側(回転中心側)には、円筒形状のシリンダ42dが挿通固定され、このシリンダ42dの開口部には、フィン42bに水流を集めるため船体の推進方向に沿って延長したガウリング部8が設置される。なお、ガウリング部8の構造は必須要件ではない。   Further, a cylindrical cylinder 42d is inserted and fixed to the other end side (rotation center side) of the fin 42b of the screw portion 42, and an opening portion of this cylinder 42d collects a water flow in the fin 42b to propel the hull in the propelling direction. A gauling portion 8 extended along the above is installed. Note that the structure of the gauling portion 8 is not an essential requirement.

図3に示すように、スクリュードラム部42aは、その外周面において、回転方向に直交する方向で、所定間隔で複数並設された凸形状の仕切り壁42eを有することで複数の区画に区分されている。そして、図4に示すように、この仕切り壁42eに対して、ウォーターポンプ部3によって加圧された水をスクリュードラム部42aの外周面へと噴出するための配管経路31を介して水が噴出される。そして、その際に生じる回転力によってスクリュードラム部42aとフィン42bとが一体回転(すなわち、スクリュー部42が回転)することで大きな排水力を得ている。   As shown in FIG. 3, the screw drum portion 42a is divided into a plurality of sections on the outer peripheral surface thereof by having a plurality of convex partition walls 42e arranged in parallel at a predetermined interval in a direction orthogonal to the rotation direction. ing. Then, as shown in FIG. 4, water is jetted to the partition wall 42e through a pipe path 31 for jetting water pressurized by the water pump portion 3 to the outer peripheral surface of the screw drum portion 42a. To be done. Then, the screw drum portion 42a and the fins 42b are integrally rotated (that is, the screw portion 42 is rotated) by the rotating force generated at that time, thereby obtaining a large drainage force.

なお、スクリュー部42をハウジング部41の内部に回転可能に保持する構成は多々ある。一例としては、図4(a)に示すように、ハウジング部41の内壁に円環状の溝部を形成して、スクリュードラム部42aの外側面を嵌め込むと共に、スクリュードラム部42aとハウジング部41の溝部との間にベアリング43を介在させる。この構成により、スクリュードラム部42aはハウジング部41に対して回転可能に支持される。ベアリング43は、例えば約0.5mm単位でスクリュードラム部42aとの間で前面側、後面側両面に設けられる。   There are many configurations in which the screw portion 42 is rotatably held inside the housing portion 41. As an example, as shown in FIG. 4 (a), an annular groove is formed on the inner wall of the housing part 41 to fit the outer surface of the screw drum part 42 a, and the screw drum part 42 a and the housing part 41 The bearing 43 is interposed between the groove and the groove. With this configuration, the screw drum portion 42a is rotatably supported with respect to the housing portion 41. The bearings 43 are provided, for example, in units of about 0.5 mm between the screw drum portion 42a and the front surface side and the rear surface side.

ウォーターポンプ部3によって加圧された水をスクリュードラム部42aの外周面へと噴出するための配管経路31は、図4(b)に示すように、一対の配管経路31となる。本実施の形態では、一対となる配管経路31が180度の間隔で対向する位置に配置され、配管経路31同士の口が逆方向に向くように設けられている。   The piping path 31 for ejecting the water pressurized by the water pump section 3 to the outer peripheral surface of the screw drum section 42a becomes a pair of piping paths 31 as shown in FIG. 4B. In the present embodiment, the pair of piping paths 31 are arranged at positions facing each other at an interval of 180 degrees, and the openings of the piping paths 31 are provided so as to face in opposite directions.

また、配管経路31は、スクリュードラム部42aに対して、加圧流体が噴出される角度が鋭角に、より好ましくは接線方向となるように設けられる。ここでいう鋭角とは、円環形状のスクリュードラム部42aを構成する周壁に対する接線を基準として、接線と配管経路31から噴出される水の噴出方向との間の角度が90度以下であることを指す。水がスクリュードラム部42aに対して垂直に当てられると、スクリュードラム部42aに回転力が生じにくいため、このように角度を調整することで、スクリュードラム部42aが水によって回転力を得やすいようになる。   Further, the piping path 31 is provided so that the angle at which the pressurized fluid is ejected is an acute angle, more preferably the tangential direction, with respect to the screw drum portion 42a. The acute angle referred to here means that the angle between the tangent line and the jetting direction of the water jetted from the pipe passage 31 is 90 degrees or less with reference to the tangent line to the peripheral wall forming the annular screw drum portion 42a. Refers to. When water is applied perpendicularly to the screw drum portion 42a, rotational force is less likely to be generated in the screw drum portion 42a. Therefore, by adjusting the angle in this way, the screw drum portion 42a can easily obtain rotational force by water. become.

また、配管経路31から噴出された水は、配管経路31の噴出孔が近接するスクリュードラム部42aの区画の一つに対して噴出され、仕切り壁42eに対して噴出された水が回転力を加える。このことにより、スクリュードラム部42a、及びスクリュードラム部42aに対して固定されたフィン42bがいずれかの方向に回転し、排水が開始される。   Further, the water jetted from the pipe passage 31 is jetted to one of the sections of the screw drum portion 42a where the jet holes of the pipe passage 31 are close to each other, and the water jetted to the partition wall 42e exerts a rotational force. Add. As a result, the screw drum portion 42a and the fins 42b fixed to the screw drum portion 42a rotate in either direction, and drainage is started.

スクリュードラム部42aが回転すると、配管経路31から噴出された水は、次の区画内に対して噴出され、このようにして順次スクリュードラム部42aに対して回転力が加えられていく。そして、配管経路31によりスクリュードラム部42a内の各区画内に噴出された水は、スクリュードラム部42aが回転して、対向する配管経路31の位置に来ると、スクリュードラム部42a外へと循環される。   When the screw drum portion 42a rotates, the water jetted from the pipe path 31 is jetted into the next compartment, and thus the rotational force is sequentially applied to the screw drum portion 42a. Then, the water jetted into each section in the screw drum portion 42a by the pipe passage 31 circulates to the outside of the screw drum portion 42a when the screw drum portion 42a rotates and reaches the position of the opposing pipe passage 31. To be done.

なお、エンジン部4やスクリュー部42の素材には、ポリオキシメチレン(PolyOxyMethylene)と呼ばれる熱可塑性プラスチック樹脂を用いることが考えられる。この樹脂は、耐衝撃性や耐摩耗性に優れ、量産にも適し、特に比重が1.1程度なので従来と比較してエンジン部4を非常に軽量に構成することが可能となる。   It should be noted that it is conceivable to use a thermoplastic resin called polyoxymethylene as the material of the engine part 4 and the screw part 42. This resin has excellent impact resistance and abrasion resistance and is suitable for mass production. In particular, since its specific gravity is about 1.1, it is possible to make the engine unit 4 much lighter than the conventional one.

エンジン部4は、図5及び図6に示すように、特に、スクリュー部42が、ハウジング部41の内側に、複数段連続して並設されている。ウォーターポンプ部3からは配管経路31を介して同じ水圧がスクリュー部42の外周面に加えわれる。しかしながら、この構造では、スクリュー部42の回転数は、水流の後段の位置になるほど早くなる。例えば、図5に示す4つのスクリュー部42の場合、200rpm、300rpm、450rpm、680rpmのように水流の後段側に位置するスクリュー部42の回転数は約30〜50%程度毎、順次早くなる。そして、船体の推進力自体は、主に最後の段のスクリュー部42の回転数で決定されるため、スクリュー部42を複数段連続で並設することにより、結果として非常に大きな船体の推進力を得ることが可能となる。なお、スクリュー部42の段数は図5〜7に示すような4つに限定されるものではなく、より大きな推進力を得るためのより多くの段数を並設しても良い。この場合、推進機構(エンジン)を大型化・重量化することなく推進力を向上できる。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the engine section 4, in particular, the screw sections 42 are arranged side by side in a plurality of stages inside the housing section 41. The same water pressure is applied to the outer peripheral surface of the screw portion 42 from the water pump portion 3 via the pipe path 31. However, in this structure, the number of rotations of the screw portion 42 becomes faster as it comes to the position after the water flow. For example, in the case of the four screw parts 42 shown in FIG. 5, the rotation speed of the screw part 42 located on the downstream side of the water flow is gradually increased by about 30 to 50%, such as 200 rpm, 300 rpm, 450 rpm, and 680 rpm. Since the propulsive force of the hull itself is mainly determined by the number of revolutions of the screw section 42 at the last stage, by arranging the screw sections 42 in parallel in a plurality of stages, as a result, a very large propulsive force of the hull is obtained. Can be obtained. The number of stages of the screw portion 42 is not limited to four as shown in FIGS. 5 to 7, and a larger number of stages for obtaining a larger propulsive force may be arranged in parallel. In this case, the propulsive force can be improved without increasing the size and weight of the propulsion mechanism (engine).

なお、図5に示すように、複数のスクリュー部42を同方向に回転させると偏った力がかかる場合があるため、隣接するスクリュー部42を互い違いに逆方向に回転させることも考え得る。   As shown in FIG. 5, when a plurality of screw parts 42 are rotated in the same direction, a biased force may be applied. Therefore, it is conceivable that adjacent screw parts 42 are alternately rotated in opposite directions.

本実施の形態に係る排水ポンプ装置1は、図7に示すように、河川の下流域に亘って複数個設置されて、下流への河川の流れを維持し、洪水防止対策用の大型ポンプ装置として機能する。例えば、排水ポンプ装置1の一つの排水量12.5t/秒とすると、1時間当たりの排水量は約24万tとなり、下流域に例えば排水ポンプ装置1を10個で組み合わせると、7時間で東京ドーム1杯分の排水(約124万m3)が可能となる。このように、各河川のおける降雨の排水能力に応じて、排水ポンプ装置1の数を予め算出して設置することで基準値(2,500mm)を超える水位にならないように調整することが可能となる。   As shown in FIG. 7, a plurality of drainage pump devices 1 according to the present embodiment are installed over the downstream region of a river to maintain the flow of the river downstream, and are large-scale pump devices for flood prevention measures. Function as. For example, if the drainage amount of one drainage pump device 1 is 12.5 t / sec, the drainage amount per hour will be about 240,000 t, and if, for example, 10 drainage pump devices 1 are combined in the downstream region, the Tokyo Dome will be completed in 7 hours. One cup of drainage (about 1.24 million m3) becomes possible. In this way, it is possible to adjust the number of drainage pump devices 1 in advance according to the drainage capacity of rainfall in each river so that the water level will not exceed the standard value (2,500 mm). Become.

次に、本実施の形態に係る排水ポンプ装置1の機能構成に関して図8を参照しながら説明する。排水ポンプ装置1は、ウォーターポンプ部3と、エンジン部4と、太陽光パネル5と、通信デバイス6、水位センサ9とを備える。通信デバイス6が外部から指令を受けるとウォーターポンプ部3を始動させてエンジン部4が回転して排水を開始する。また、水位センサ9で検知された河川の水位が危険水位を超えた際にウォーターポンプ部3を始動させてエンジン部4が回転して排水を開始することもできる。   Next, the functional configuration of the drainage pump device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The drainage pump device 1 includes a water pump unit 3, an engine unit 4, a solar panel 5, a communication device 6, and a water level sensor 9. When the communication device 6 receives a command from the outside, the water pump unit 3 is started and the engine unit 4 rotates to start draining. Further, when the water level of the river detected by the water level sensor 9 exceeds the dangerous water level, the water pump unit 3 may be started and the engine unit 4 may rotate to start draining.

以上の説明のように、本実施の形態の排水ポンプ装置1は、上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出された支柱2と、電気式モータで水を循環させるウォーターポンプ部3と、一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口4a、他方の開口面が下流側に面した吐水口4bとなり、ウォーターポンプ部3から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行うエンジン部4と、を備える。そして、ウォーターポンプ部3の回転動力により生み出される高圧力の水をスクリュー部42の外周面に並設して複数設けられた仕切り壁42eに対して噴出する。この構造により、スクリュー部42に回転力を与えて多量の河川水を排水でき、河川の水位の上昇を防止し、その結果、大規模な自然災害発生時などにおける河川の氾濫を防止する。例えば、排水ポンプ装置1は、水位が基準値以上(例えば2,500mm)を超えないように、河川の流れをコントロールできる。このため、近年頻繁に生じている河川氾濫における人的・物的な莫大な被害を防止することが可能となるばかりか、今後必要とされる補強改修工事も基本不要となり、莫大な公費の削減に繋がる。   As described above, the drainage pump device 1 according to the present embodiment is a water pump in which water is circulated by an electric motor and a column 2 that extends vertically and has an upper end extending above the water surface of a river. The part 3 and one opening face of the water intake port 4a facing the upstream side of the river, the other opening face of the water discharge port 4b facing the downstream side, the screw is rotated by the water pressure of the water circulated from the water pump part 3. And an engine unit 4 that drains water by doing so. Then, high-pressure water generated by the rotational power of the water pump unit 3 is jetted to a plurality of partition walls 42e arranged in parallel on the outer peripheral surface of the screw unit 42. With this structure, a large amount of river water can be drained by giving a rotating force to the screw portion 42, and the rise of the water level of the river can be prevented. As a result, the flood of the river can be prevented when a large-scale natural disaster occurs. For example, the drainage pump device 1 can control the flow of a river so that the water level does not exceed a reference value (for example, 2,500 mm). For this reason, it is possible not only to prevent enormous human and physical damage due to river flooding that has frequently occurred in recent years, but also to basically eliminate the need for reinforcement and repair work that will be required in the future, thus reducing enormous public expenses. Connected to.

また、ウォーターポンプ部3は、化石燃料を用いたエンジンの燃焼熱も発生させず、ピストンによる振動もなく、騒音も少ないために環境負荷を軽減でき、特に脱炭素化社会の実現には欠かせない技術となり得る。   In addition, the water pump unit 3 does not generate combustion heat of an engine using fossil fuel, does not vibrate by a piston, and produces little noise, so that the environmental load can be reduced, which is particularly essential for realizing a decarbonized society. Can be a non-technical technique.

また、エンジン部4においては、スクリュー部42が、ハウジング部41の内側に、複数段連続して並設されている。この構成により、スクリュー部42の回転数を効果的に徐々に後段のスクリュー部42において向上させることができ、十分な排水力を得ることができる。   Further, in the engine section 4, the screw sections 42 are arranged in parallel inside the housing section 41 in a plurality of stages. With this configuration, the rotation speed of the screw part 42 can be effectively and gradually improved in the subsequent screw part 42, and a sufficient drainage force can be obtained.

さらに、エンジン部4の素材には、ポリオキシメチレンなどの樹脂を用いることで、低価格で量産でき、経済的にも優れた船体構造となる。また、水などの加圧流体をスクリュー部42の外周面に直接噴射する方式としたため、圧縮された空気がスクリュー部42のフィン42bの表面を覆うことで生じるキャビテーション効果を防止でき、効率的な河川水の排水を実現することができるようになる。   Further, by using a resin such as polyoxymethylene for the material of the engine part 4, it is possible to mass-produce at a low price and to have an economically excellent hull structure. Further, since the pressurized fluid such as water is directly jetted to the outer peripheral surface of the screw portion 42, it is possible to prevent the cavitation effect caused by the compressed air covering the surfaces of the fins 42b of the screw portion 42, which is efficient. It becomes possible to realize drainage of river water.

なお、本考案は、上記実施の形態の構成に限られず、考案の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、スクリュードラム部42aの隔壁には、仕切り壁42eによって形成された区画内に噴出された水を当該区画外へと排出するための排出口を設けても良い。この排出口を設けることで水を排出口からハウジング部41やスクリュードラム部42a外へと効率的に排出できる。   The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the partition of the screw drum portion 42a may be provided with a discharge port for discharging the water jetted into the partition formed by the partition wall 42e to the outside of the partition. By providing this discharge port, water can be efficiently discharged from the discharge port to the outside of the housing part 41 and the screw drum part 42a.

1 排水ポンプ装置
2 支柱
3 ウォーターポンプ部
31 配管経路
4 エンジン部
4a 吸水口
4b 吐水口
41 ハウジング部
42 スクリュー部
42a スクリュードラム部
42b フィン
42c 固定部
42d シリンダ
42e 仕切り壁
5 太陽光パネル
6 通信デバイス
7 航行障害灯
8 ガウリング部
9 水位センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drain pump device 2 Support 3 Water pump part 31 Piping path 4 Engine part 4a Water inlet 4b Water outlet 41 Housing part 42 Screw part 42a Screw drum part 42b Fin 42c Fixed part 42d Cylinder 42e Partition wall 5 Solar panel 6 Communication device 7 Navigation obstacle light 8 Gauling section 9 Water level sensor

Claims (7)

上下方向に伸長して上端側が河川の水面より上側に延出された支柱と、
前記支柱に固定され、電気式モータで水を循環させるウォーターポンプ部と、
略円筒形状を有し、一方の開口面が河川の上流側に面した吸水口、他方の開口面が下流側に面した吐水口となり、前記ウォーターポンプ部から循環される水の水圧によりスクリューを回転させることで排水を行うエンジン部と、を備えることを特徴とする排水ポンプ装置。
A pillar that extends vertically and the upper end extends above the water surface of the river,
A water pump unit fixed to the column and circulating water with an electric motor,
It has a substantially cylindrical shape, one opening surface is a water inlet facing the upstream side of the river, the other opening surface is a water outlet facing the downstream side, the screw by the water pressure of the water circulated from the water pump section. A drainage pump device, comprising: an engine unit that drains water by rotating.
前記エンジン部は、その下端位置が河川の通常水位近傍に配置されるように前記支柱に取り付けられる、ことを特徴とする請求項1記載の排水ポンプ装置。   2. The drainage pump device according to claim 1, wherein the engine part is attached to the pillar so that a lower end position of the engine part is arranged near a normal water level of a river. 前記排水ポンプは、さらに、太陽光パネルと、当該太陽光パネルからの給電を受けると共に外部からの指令を受けて前記ウォーターポンプ部を作動させる通信デバイスと、を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の排水ポンプ装置。   The drainage pump further includes a solar panel and a communication device that receives power from the solar panel and that operates the water pump unit in response to a command from the outside. Or the drainage pump device according to 2. 前記エンジン部は、
河川の流れ方向に沿って前記支柱に取り付けられる略円筒形状のハウジング部と、
前記ハウジング部内に設けられるスクリュー部と、
前記ウォーターポンプ部によって加圧された水を前記スクリュー部の外周面へと噴出するための配管経路と、を備え、
当該スクリュー部は、
ベアリングを介して前記ハウジング部の内壁に対して回転可能に支持された略円筒形状のスクリュードラム部と、
前記スクリュードラム部の内壁にその一端側が接続固定され、前記スクリュードラム部の回転に伴って回転可能な複数枚のフィンと、を備え、
前記スクリュードラム部は、その外周面において、回転方向に直交する方向で複数並設された凸形状の仕切り壁を有することで複数の区画に区分されており、当該仕切り壁に対して、前記ウォーターポンプ部によって加圧された水が前記配管経路を介して噴出され、その際に生じる回転力によって前記スクリュードラム部と前記フィンとが一体回転する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の排水ポンプ装置。
The engine section is
A substantially cylindrical housing part attached to the column along the flow direction of the river,
A screw portion provided in the housing portion,
A pipe path for ejecting the water pressurized by the water pump section to the outer peripheral surface of the screw section,
The screw part is
A substantially cylindrical screw drum portion rotatably supported to the inner wall of the housing portion via a bearing,
One end side is connected and fixed to the inner wall of the screw drum part, and a plurality of fins rotatable with the rotation of the screw drum part are provided,
The screw drum portion is divided into a plurality of partitions on the outer peripheral surface thereof by having a plurality of convex partition walls that are arranged in parallel in a direction orthogonal to the rotation direction. 4. The water pressurized by a pump is jetted out through the piping path, and the screw drum and the fin are integrally rotated by a rotational force generated at that time. The drainage pump device according to 1 above.
前記スクリュー部は、前記ハウジング部内に、複数段連続して並設される、ことを特徴とする請求項4記載の排水ポンプ装置。   The drainage pump device according to claim 4, wherein the screw portion is continuously arranged in a plurality of stages in the housing portion. 前記スクリュー部のフィンの他端側には、円筒形状のシリンダが挿通固定され、当該シリンダの開口部には、前記フィンに水流を集めるため河川の流れ方向に沿って延長したガウリング部が設置される、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の排水ポンプ装置。   A cylindrical cylinder is inserted and fixed on the other end side of the fin of the screw part, and a gauling part extended along the flow direction of the river is installed in the opening part of the cylinder to collect the water flow in the fin. The drainage pump device according to claim 4 or 5, wherein 前記配管経路は、前記スクリュードラム部に対して、水が噴出される角度が鋭角になるように設けられる、ことを特徴とする請求項4乃至6の何れか一項に記載の排水ポンプ装置。   The drainage pump device according to any one of claims 4 to 6, wherein the pipe path is provided so that an angle at which water is jetted is an acute angle with respect to the screw drum portion.
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