JP3656096B2 - Pre-swirling tank for submersible pumps - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、水中ポンプが設けられ、そして互いに近接して設置されるようになっている予旋回槽に関するもので、特に下水用のマンホールに設置して好適な水中ポンプ用の予旋回槽に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
浮遊物、沈澱物等を含む液体例えば汚水は、一旦マンホールに溜められている。そして所定量溜まると、マンホールに設置されている水中ポンプにより下水処理場に送られる。このような水中ポンプによる液体の排出装置は、本出願人により特開平3ー84136号により提案されている。この排出装置は、液体中に設置される予旋回槽を備えている。予旋回槽は所定高さの越流堰を有し、この越流堰から予旋回槽の底部に向かって下方に傾斜した流入溝が形成されている。したがって、予旋回槽に設置されている水中ポンプを起動すると、液体は水中ポンプの吸込管から吸い込まれる。このとき液体の量が多い間は、水頭により圧力が作用しているので、液体は予旋回槽の上方の開口部から予旋回槽に流入し、液体は予旋回槽において旋回しない。排出が進行し、越流堰まで液位が下がると、液体は入口通路から予旋回槽に旋回流となって入るようになり、旋回しながら吸い込まれるようになる。その結果、浮遊物、沈澱物等が液体と同時に吸引排出される。
【0003】
本出願人が提案している上記の排出装置は、越流堰の流入溝から予旋回槽に入る液体の量は充分に確保されている。したがって、浮遊物、沈澱物等の排出に支障をきたすようなことはない。しかしながら、流入溝から予旋回槽に入る液体の量が少ないと、充分な旋回流が得られず、浮遊物、沈澱物等が排出されないことも有り得る。そこで、流入溝から入る流量がなるだけ多くなるようにした下水用のポンプシステムが提案されている。このポンプシステムは、図3に示されているように、マンホール50には中心から半径方向に偏心した位置に越流堰51が設けられ、一方が汚水の貯留部52となり、他方に一対の予旋回槽53、53’が設けられている。越流堰51からは、図3の(ロ)に示されているように、下り勾配で予旋回槽53、53’の底部周壁まで延びている流入溝54、54’が設けられている。そしてこれらの予旋回槽53、53’には、水中ポンプ60、60’がそれぞれ設けられている。なお、図3中の他の参照符号65、65は水中ポンプ60のガイド棒を、66は水中ポンプ60の脱着金具をそれぞれ示している。
【0004】
したがって、一方の水中ポンプ60を起動すると、汚水の液位が上方位置Aにあるときは、汚水は主として予旋回槽53の開口部から予旋回槽53に入り、そして吸込管61に吸い込まれ吐出管62を経て排出管63から所定の位置へ排出される。排出が進み、液位が越流堰51の頂部のB位置になると、貯留部52の汚水が流入溝54から予旋回槽53に流入するようになる。流入溝54は、予旋回槽53の底部周壁まで延びているので、すなわち予旋回槽53の接線方向に設けられているので、汚水は予旋回槽53内で旋回しながら吸込管61に吸い込まれる。汚水が旋回するので、浮遊物、沈澱物等も汚水と同時に吸い込まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のポンプシステムによると、貯留部52は比較的大きく取られているので、旋回流を起こすことはできる。また、一対の予旋回槽53、53’のそれぞれに水中ポンプ60、60’が設けられているので、これらの水中ポンプ60、60’を交互に運転することによりポンプの寿命を延ばし、一方の水中ポンプ60あるいは60’を予備にすることができる利点は認められる。
しかしながら、改良すべき問題点もある。例えば、決められた大きさのマンホール50内に2個の予旋回槽53、53’を設けなければならないので、貯留部52を大きくするのには限度があり、必ずしも旋回流を起こし浮遊物、沈澱物等を吸い込むだけの量を確保することはできない。特に直径が1800mmの4号マンホールに口径が150mmの水中ポンプを2台設置するときは、必要とする大きさの貯留部52を確保することは困難である。また、貯留部52を大きくするために、予旋回槽53、53’をマンホール50の中心から偏心して設けなければならないので、予旋回槽53、53’の設置レイアウトにも問題がある。さらには、一方の水中ポンプ60を起動すると、この水中ポンプ60が設置されている予旋回槽53からは浮遊物、沈澱物等を排出することができるにしても、他方の予旋回槽53’には浮遊物、沈澱物等が残っているので、これらが腐敗し悪臭を発するようになり、環境を汚染することも有り得る。
本発明は、上記したような問題点を解決した水中ポンプ用の予旋回槽を提供しようとするもので、具体的には設置スペースが狭くても、一対の予旋回槽をレイアウトに格別制限されることなく設けることができ、しかも浮遊物、沈澱物等を排出するのに必要な充分な旋回流を起こす量が確保されると共に、浮遊物、沈澱物等の腐敗の問題も少ない、水中ポンプ用の予旋回槽を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、水中ポンプが設けられ、そして互いに近接して設置されるようになっている予旋回槽であって、前記予旋回槽は、周壁と底壁とから全体が容器状を呈するように形成され、前記底壁近傍の前記周壁において接線方向に連通孔が明けられていると共に、前記周壁の上縁部近傍からは前記底壁近傍の周壁に向けて傾斜した流入溝が設けられ、前記予旋回槽を互いに近接して設置すると、前記予旋回槽は堰部により互いに仕切られると共に、前記連通孔と流入溝とにより互いに連通されるように構成されている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の予旋回槽において、周壁の上縁部近傍が、他の部分よりも所定高さ高い堰部であり、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の予旋回槽において、該予旋回槽が繊維強化プラスチックから成形され、それらが背中合わせに対称形に設置されるように、そして請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかの項に記載の予旋回槽において、該予旋回槽が、下水用のマンホールに設置される。
【0007】
【作用】
一対の予旋回槽を、例えば直径が1800mmの4号マンホールにの底部に近接して設置する。そうすると、一対の予旋回槽は堰部により仕切られると共に、連通孔と流入溝とにより互いに連通される。これらの予旋回槽のそれぞれに例えば口径が150mmの水中ポンプを設置する。
マンホールに所定量の液体すなわち汚水が溜まると、例えば制御装置のレベルスイッチが作動して一方の水中ポンプが起動する。汚水は水中ポンプの吸込管から吸い込まれ、そして吐出管から排水される。排水が進み、水位が所定位置まで下がると、他方の予旋回槽の汚水が流入溝から流入し、また連通孔から旋回流として流入するようになる。これにより、予旋回槽に強い旋回流が生じ、他方の予旋回槽の汚水と共に浮遊物、沈澱物等が同時に吸引、排出される。旋回流が生じるようになって例えばタイマが所定時間だけ計時すると、あるいはオフレベルまで水位が下がると、制御装置からの信号により水中ポンプは停止する。
再度、マンホールに所定量の汚水が溜まると、今度は他方の水中ポンプが起動し、同様にして汚水、浮遊物、沈澱物等が同時に吸引、排出される。以下上記作動が繰り返されて排水される。請求項3記載の発明では、背中合わせに対称形に設置された予旋回槽により、そして請求項4記載の発明では下水用のマンホール内で前記したように作用する。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を下水用のマンホールに適用した例について説明する。マンホール1は、図1に示されているように、マンホール内壁部2と底壁部3とから筒状に構成されている。そしてマンホール内壁部2の上下の適所位置にはレベルスイッチUs、Lsが設けられている。また、マンホール内壁部2を貫通して、図2の(イ)に示されているように、流入管36と、水中ポンプ30、30’の吐出管35に連なっている共通の排出管37とが設けられている。また、マンホール内壁部2には周知の梯子4、4、…も設けられている。
【0009】
マンホール1の底壁部3に設置される一対の予旋回槽10、10’は、対称形になっているので、以下一方の予旋回槽10について説明し、他方の予旋回槽10’については同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしない。
予旋回槽10は、図2の(ロ)の斜視図に示されているように、槽部11と堰部16とから構成されている。槽部11は、周壁12と底壁13とから全体が容器状を呈するように形成されているが、上方の開口部の径は底壁13の径よりも大きくテーパ状に拡径している。したがって、後述するように堰部16の流入溝から予旋回槽10に流入する汚水は旋回しながら中心部に集まり、水中ポンプの吸込管から効果的に吸い込まれることになる。また、底壁13の中心部には上方へ突出した突起14が設けられている。
【0010】
予旋回槽10の底壁13の近傍の周壁12には、図2の(ロ)に良く示されているように、この周壁12を貫通して外部に開口した連通孔15が、周壁12の接線方向に明けられている。すなわち連通孔15の向きは、後述する水中ポンプの翼が時計方向に回転するとき、周壁12の連通孔15が明けられている点における接線Sと、連通孔15の軸線Jとがなす角度θが90°より小さく選定されている。したがって、水中ポンプが駆動され汚水が連通孔15から吸引されると、液体は予旋回槽10内へ時計方向の回転流あるいは旋回流となって流入することになる。
【0011】
堰部16は、槽部11の上端の水平鍔部17より所定量Hだけ高くなっている。そしてこの堰部16から底壁13に向かって下り勾配の流入溝20が設けられている。流入溝20は、槽部11の周壁12の一部を構成している内外の壁18、19により形成され、その底部は堰部16において鍔部17と略同じ高さになっている。そして槽部11を略1/2周するように取り巻いて底壁13に達している。なお、堰部16における流入溝20は、図において紙面の裏側に向かって開口している。したがって、後述するように一対の予旋回槽10、10’を背中合わせに設置すると、流入溝20、20’同志が連通することになる。
【0012】
上記のように構成されている予旋回槽10は、本実施例では工場において繊維強化プラスチックから成形されている。また、本実施例では予旋回槽10の外表面は、図1に示されているように、コンクリートC等で底面が水平になるように成形される。したがって、一対の予旋回槽10、10’をマンホール1に搬入し、図1および図2の(イ)に示されているように、互いに背中合わせになるように簡単に設置することができる。設置すると、一対の予旋回槽10、10’の連通孔15、15’は互いに連通する。また、流入溝20、20’も、最高点の堰部16において互いに接続される。設置した後、マンホール内壁部2と予旋回槽10、10’との隙間をコンクリートC’等で塞ぐ。また図2の(イ)に示されているように、堰部16が直径方向に延長した形の仕切部材16”、16”でマンホール1を略等分に仕切る。
【0013】
従来周知のようにして、水中ポンプ30、30’をそれぞれのガイド棒33、33、33’、33’によってマンホール1に搬入する。そうすると、水中ポンプ30、30’の吐出口は、脱着金具34、34’により、それぞれの吐出管35、35’に接続される。これにより、図1および図2の(イ)に示されているように、一対の予旋回槽10、10’のそれぞれに、水中ポンプ30、30’が設置される。このとき、吸込管31、31’の開口下端は、予旋回槽10、10’の突起14、14の真上に位置する。
【0014】
次に、上記実施例の排水作用を説明する。流入管36から汚水が流入し、上方のレベルスイッチUsがこれを検知すると、制御装置からの信号により一方の水中ポンプ30が起動する。この状態では汚水の水頭が大きいので、汚水は予旋回槽10の上方の開放部から直接的に槽部11内に供給され、汚水は旋回しなで吸込管31から吸い上げられ、そして吐出管35から共通の排出管37を経て例えば汚水処理場へ送られる。
【0015】
排水が進み、液位が堰部16以下に下がり、水平鍔部17に達するまで、他方の予旋回槽10’の汚水が流入溝20’、20から予旋回槽10に流入する。また、予旋回槽10の水位が下がり水頭が小さくなっているので連通孔15’、15からも流入するようになる。流入溝20は、槽部11の周壁12の一部を構成している内外の壁18、19により形成され、連通孔15は周壁12の接線方向に明けられているので、汚水は予旋回槽10内へ強い旋回流となって流入し旋回しながら吸込管31から吸い上げられる。したがって、浮遊物、沈澱物等も同時に吸引されて排出される。オフレベルに達すると、タイムアップして水中ポンプ30は停止する。
時間の経過と共に、流入管36からマンホール1内に流入する汚水の量が増え、上方のレベルスイッチUsがこれを検知すると、今度は他方の水中ポンプ30’が同様に作動する。以下、一対の水中ポンプ30、30’が交互に作動して排水される。
【0016】
本発明は、上記実施例に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば上記実施例では、水平鍔部17より所定量Hだけ高い堰部16が設けられているので、多量の旋回用の汚水が確保されるが、予旋回槽10、10’の容積は充分大きいので、格別に高い堰部16を設けなくても、旋回流を充分起こすことができる。したがって、本発明は堰部16がなくても実施できる。また、水平鍔部17より所定量Hだけ高い堰部16がなくても、低い水平鍔部17の位置から流入溝20、20’を設けることもできる。また、設置レイアウトによっては一対の予旋回槽10、10’を互いに離して設置することもできる。このときは、連通孔15’、15にはパイプを介在させ、流入溝20、20’も適当な溝状部材を介して接続することになる。さらには予旋回槽10は、分割して成形し、工場あるいは設置現場において例えば接続して一体化することもできる。
なお、上記実施例では一対の予旋回槽10、10’がマンホール1に適用される例について説明したが、本発明は下水処理場、化学工場、製紙工場、養豚場等の排水設備等にも同様に適用できることは明らかである。
【0017】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、予旋回槽は、周壁と底壁とから全体が容器状を呈するように形成され、前記底壁近傍の前記周壁において接線方向に連通孔が明けられていると共に、前記周壁の上縁部近傍からは前記底壁近傍の周壁に向けて傾斜した流入溝が設けられ、前記予旋回槽を互いに近接して設置すると、前記予旋回槽は堰部により仕切られると共に、前記連通孔と流入溝とにより互いに連通されるように構成されているので、一方の水中ポンプを駆動して排水し、水位が所定位置まで下がると、他方の予旋回槽の液体が流入溝から旋回流として流入するようになり、やがて連通孔からも旋回流として流入するようになる。このようにして強い旋回流となって流入する。予旋回槽の容積は比較的大きいので、このときの流入量は多い。したがって、本発明によると、狭い場所例えば4号マンホールに設置しても、液体に浮いている浮遊物、沈澱している沈澱物等を排出するのに必要な充分な時間旋回する液体の量が確保されるという、本発明特有の効果が得られる。このとき、他方の予旋回槽の液体が連通孔から流入するので、他方の予旋回槽の浮遊物、沈澱物等も同時に排出され、浮遊物、沈澱物等の腐敗の問題も少ない。さらには、予旋回槽を互いに近接して単に設置するだけで、充分な時間旋回流を持続する量が確保されるので、予旋回槽の設置レイアウトの自由度が得られる効果もある。
請求項2記載の発明によると、周壁の上縁部近傍が所定高さの堰部であるので、多量の旋回流用の液体を確保できる。したがって、より完全に浮遊物、沈澱物等を排出できる効果が得られる。請求項3記載の発明によると、予旋回槽が繊維強化プラスチックから成形されているので、上記効果に加えて、現場での設置作業がコンクリート等の打設で済む効果が得られる。また、それらが背中合わせに対称形に設置されるので、予旋回槽の成形用の金型も少なくて済み、安価に予旋回槽を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例をマンホールに設置した状態で示す断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す図で、その(イ)は図1の上面図、その(ロ)は予旋回槽の斜視図である。
【図3】従来例を示す図で、その(イ)はその断面図、その(ロ)はその上面図である。
【符号の説明】
1 マンホール
10、10’ 予旋回槽
15、15’ 連通孔
16、16’ 堰部
20、20’ 流入溝
30、30’ 水中ポンプ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a pre-swirl tank provided with a submersible pump and installed close to each other, and more particularly to a pre-swivel tank suitable for a submersible pump installed in a sewage manhole. It is.
[0002]
[Prior art]
A liquid containing suspended matter, sediment, etc., for example, sewage, is once stored in a manhole. When a predetermined amount is accumulated, it is sent to a sewage treatment plant by a submersible pump installed in a manhole. Such an apparatus for discharging a liquid using a submersible pump has been proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 3-84136. This discharge device comprises a pre-swirl tank installed in the liquid. The pre-swirl tank has an overflow dam of a predetermined height, and an inflow groove that is inclined downward from the overflow dam toward the bottom of the pre-swirl tank is formed. Therefore, when the submersible pump installed in the pre-swirl tank is activated, the liquid is sucked from the suction pipe of the submersible pump. At this time, while the amount of liquid is large, pressure is applied by the head of water, so the liquid flows into the pre-swirl tank from the opening above the pre-swirl tank, and the liquid does not swirl in the pre-swirl tank. As the discharge progresses and the liquid level drops to the overflow weir, the liquid enters the pre-swirl tank as a swirling flow from the inlet passage and is sucked in while swirling. As a result, suspended matters, precipitates and the like are sucked and discharged simultaneously with the liquid.
[0003]
In the above-described discharge device proposed by the present applicant, the amount of liquid entering the pre-swirl tank from the inflow groove of the overflow weir is sufficiently secured. Therefore, there will be no hindrance to the discharge of suspended matter, sediment, etc. However, if the amount of liquid entering the pre-swirl tank from the inflow groove is small, a sufficient swirling flow cannot be obtained, and suspended matter, sediment, etc. may not be discharged. Therefore, a sewage pump system has been proposed in which the flow rate entering from the inflow groove is increased as much as possible. In this pump system, as shown in FIG. 3, the
[0004]
Therefore, when one of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
According to said pump system, since the
However, there are problems to be improved. For example, since two
The present invention is intended to provide a pre-swirling tank for a submersible pump that solves the above-described problems. Specifically, even if the installation space is small, the pair of pre-swirling tanks is specially limited to the layout. A submersible pump that can be installed without any problems, and has sufficient amount of swirling flow necessary to discharge suspended matter, sediment, etc., and has few problems of spoilage of suspended matter, sediment, etc. The purpose of this is to provide a pre-swivel tank.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to
The invention according to
[0007]
[Action]
A pair of pre-swivel tanks are installed close to the bottom of a No. 4 manhole having a diameter of 1800 mm, for example. If it does so, while a pair of pre-swirl tank will be partitioned off by a weir part , it will mutually communicate by a communicating hole and an inflow groove . For example, a submersible pump having a diameter of 150 mm is installed in each of these pre-swirl tanks.
When a predetermined amount of liquid, that is, sewage accumulates in the manhole, for example, a level switch of the control device is activated and one of the submersible pumps is activated. Sewage is drawn from the suction pipe of the submersible pump and drained from the discharge pipe. When drainage proceeds and the water level drops to a predetermined position, the sewage in the other pre-swirl tank flows from the inflow groove and also flows as a swirl flow from the communication hole. As a result, a strong swirling flow is generated in the pre-swirling tank, and suspended matter, sediment, and the like are simultaneously sucked and discharged together with the sewage in the other pre-swirling tank. When a swirling flow is generated and the timer counts for a predetermined time, for example, or when the water level drops to an off level, the submersible pump is stopped by a signal from the control device.
When a predetermined amount of sewage accumulates again in the manhole, the other submersible pump is activated, and sewage, suspended matter, sediment, etc. are simultaneously sucked and discharged. Thereafter, the above operation is repeated and drained. According to the third aspect of the present invention, the operation is performed by the pre-swirl tanks installed symmetrically back to back, and in the fourth aspect of the invention, the operation is performed in the manhole for sewage.
[0008]
【Example】
Hereinafter, the example which applied the Example of this invention to the manhole for sewage is demonstrated. As shown in FIG. 1, the
[0009]
Since the pair of
As shown in the perspective view of FIG. 2B, the
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
As is well known in the art, the submersible pumps 30, 30 ′ are carried into the
[0014]
Next, the drainage action of the above embodiment will be described. When sewage flows from the
[0015]
The drainage proceeds, the liquid level drops below the
As time elapses, the amount of sewage flowing into the
[0016]
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms. For example, in the above embodiment, since the
In addition, although the said Example demonstrated the example in which a pair of
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pre-swirl tank is formed so as to form a container shape as a whole from the peripheral wall and the bottom wall, and the communication hole is opened in the tangential direction in the peripheral wall near the bottom wall. In addition, an inflow groove inclined toward the peripheral wall in the vicinity of the bottom wall is provided from the vicinity of the upper edge of the peripheral wall, and when the pre-revolving tank is installed close to each other, the pre-revolving tank is partitioned by a weir part. In addition, since it is configured to communicate with each other by the communication hole and the inflow groove, when one of the submersible pumps is driven to drain the water and the water level is lowered to a predetermined position, the liquid in the other pre-swirl tank flows in. It flows in as a swirling flow from the groove and eventually flows as a swirling flow from the communication hole. In this way, it flows in as a strong swirl flow. Since the volume of the pre-swirl tank is relatively large, the amount of inflow at this time is large. Therefore, according to the present invention, even if it is installed in a small place such as No. 4 manhole, the amount of the liquid swirling for a sufficient time required to discharge the suspended matter floating in the liquid, the settled sediment, etc. The effect peculiar to this invention that it is ensured is acquired. At this time, since the liquid in the other pre-swirl tank flows from the communication hole, the suspended matter, sediment, etc. in the other pre-swirl tank are also discharged at the same time, and there are few problems of decay of the suspended matter, sediment, etc. Furthermore, simply installing the pre-swirling tanks in the vicinity of each other ensures an amount of sustaining the swirling flow for a sufficient period of time, so that there is an effect of obtaining a degree of freedom in the installation layout of the pre-swirling tanks.
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention installed in a manhole.
2A and 2B are views showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a top view of FIG. 1 and FIG. 2B is a perspective view of a pre-rotation tank.
FIG. 3 is a view showing a conventional example, in which (a) is a cross-sectional view thereof and (b) is a top view thereof.
[Explanation of symbols]
1
Claims (4)
前記予旋回槽は、周壁(12)と底壁(13)とから全体が容器状を呈するように形成され、前記底壁(13)近傍の前記周壁(12)において接線方向に連通孔が明けられていると共に、前記周壁(12)の上縁部近傍からは前記底壁(13)近傍の周壁に向けて傾斜した流入溝が設けられ、
前記予旋回槽を互いに近接して設置すると、前記予旋回槽は堰部(16、16’)により互いに仕切られると共に、前記連通孔と流入溝とにより互いに連通されることを特徴とする水中ポンプ用の予旋回槽。A pre-swirling tank provided with submersible pumps and arranged in close proximity to each other,
The pre-swirl tank is formed so as to have a container shape as a whole from the peripheral wall (12) and the bottom wall (13), and a communication hole is opened in a tangential direction in the peripheral wall (12) in the vicinity of the bottom wall (13). And an inflow groove inclined from the vicinity of the upper edge of the peripheral wall (12) toward the peripheral wall in the vicinity of the bottom wall (13) is provided.
When the pre-swirling tanks are installed close to each other, the pre-swirling tanks are separated from each other by a weir portion (16, 16 ') and communicated with each other by the communication hole and the inflow groove. Pre-swirling tank.
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