JP3979514B2 - 揚水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば河川の支流や用水路の水位が大雨で上昇して洪水の危険が生じたときや洪水現場で排水するために、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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の緊急排水用の水中モータポンプを具備する揚水装置としては、例えば、大容量の水中モータポンプをトラックで排水しようとする河川の支流等の近傍まで輸送し、当該支流等の堤防の上にクレーンで下ろした後、堤防の斜面に予め準備した基礎上に設置するものが知られている。
【０００３】
このような公知の揚水装置では、比較的に重量が嵩み、現場設置するためにクレーン設備が必要であり、そのために現場に予めクレーン設備を用意しておくか、又はクレーン車を同行させねばならない。またそのためにクレーンの操作ができる有資格者の配備が必要となり、作業員の配備上の問題がある。
【０００４】
また、従来装置では支流等の堤防の斜面に設置されるため、排水装置の緊急配置が必要になると思われる位置に、予めコンクリートなどによる基礎を設けておく必要があり、それ以外の場所には設置できない。また、トラックやクレーン車が接近できるように道路が整備された現場でないと設置が困難であると言う問題もある。
【０００５】
クレーンを使用せず人力で装置を設置する場合、従来は、小容量の水中モータポンプを多数用い、これを川底又は堤防の斜面等に沈めて設置するか、又は水面に浮かべるいかだに設置していた。
【０００６】
しかしながら、川底又は堤防の斜面等に沈めて設置する場合は、設置面が軟弱であったり、凹凸が有ったりするため、安定した据付けが困難であり、且つ、ポンプの吸込み口が川底や堤防の斜面に接近するため、砂利等を吸込み、吸込みストレーナの詰まりや羽根車等に急激な摩耗が生じるという問題があった。
【０００７】
また、小容量の水中モータポンプであっても、人力で水中に搬入して設置するのは、重労働で危険を伴う作業であった。また、いかだに設置する場合は、いかだ及びその係留装置が大掛かりなものになると言う問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、現場への搬入、設置が人力で容易に行えると共に安定した運転が可能な揚水装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、水中に投入されて使用される水中モータポンプユニットを備える揚水装置において、水中モータポンプユニットは、車輪の車軸に着脱可能に取付けられ、そして水中モータポンプユニットにはフロートが開閉可能な吊り下げ輪で着脱可能に取付けられ、水中においてフロートが水面に浮上して水中に吊り下げ支持されるようになっている。
【００１１】
そして本発明によれば、水中モータポンプユニットには取手が設けられ、取手に投入用ロープが取付けられている。
【００１３】
したがって、投入地点の最寄りの所までトラックで運ばれた揚水装置は投入地点まで車輪と取手によって容易に一人の作業員で運搬できる。そして揚水装置を水中に投入すれば、フロートが水面に浮上し、水中モータポンプが該フロートに吊下げられて支持されるように構成して、設置作業を容易にするとともに、吸込み口を川底等から離し、砂利等の吸込みを防止して、安定した運転を可能にすることができる。
【００１４】
また、通常用いられているホースは水圧によって膨らんで直線状になろうとするので、フロートの吊下げ位置を調整してホースが好適な方向を向くようにし、効率のよい安定した運転ができる。
【００１５】
そして、車輪やフロートが着脱可能であるので、トラック１台当りの輸送可能台数を増加させることができる。
【００１６】
さらに、パイプを半円形状に形成したポンプ支え装置が車軸より重心側に設けられているので、定置時や昇降時に本体部分の接地するのが避けられる。また、ポンプ支え装置に直接フックを掛け、昇降することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１において、全体的に筒状の水中モータ２とポンプ１とよりなる水中モータポンプユニットＡが一対の車輪５に支持されて車軸６に着脱自在に設けられており、そしてポンプ１の両側に固定されて後方に延びる一対のステイ２０には取手８が固定されている。この取手８には、その中心にフック９が取付けられ、後述のように投入および係留作業を容易にするようになっている。
【００１８】
ポンプ１の取手側には吸込みストレーナ３が一体に設けられている。そしてポンプ１の上部には吐出しノズル１ａを有する吐出し口４が上方に開口している。
水中モータ２の前方（反取手側）には吊下げ環７が取付けられ、そして電力ケーブル１６が延びている。
【００１９】
図２には図１に示す揚水装置を水中に投入するところが開示されている。例えばトラック等で最寄りの位置まで運ばれた揚水装置は、作業員Ｍが取手８を握った状態で投入地点の近傍の堤防１４等の上まで搬送するものとする。そして図３の通り、開閉可能なフロート吊下げ輪１７で水中モータポンプのフロート取付け環７にフロート１０を取付け、ホース継手１５でポンプの吐出しノズル１ａにホース継手１５を介してフレキシブルホース１１を取付け、かつ搬送用取手８に設けたフック９に投入用ロープ１２を取付ける。
【００２０】
そして、堤防の河川側上縁から水中に投入用レール１３を立て掛け、投入用ロープ１２を引きながら車輪５を該レール上に載せる。次に作業員Ｍは投入用ロープ１２を徐々に送って、揚水装置を水中に投入する。なお、堤防等の河川側が適当な斜面である場合は、投入用レール１３を使用しなくても可能である。
【００２１】
図３は、本発明を実施した揚水装置の運転時の姿勢の例を示している。図３に示すように、水中に投入させたときに揚水装置はフロート１０に支持されて浮遊している。
吐出し管に使用するフレキシブルホース１１は、運転前は帯状に潰れているが、揚水装置を運転すると水圧により円管状に膨らむと同時に直線又は曲率の小さい曲線状になろうとする。このため、ポンプの吐出しノズルの方向が上記円管状ホースの方向に合致していないと、ホースの折れ曲りによる流れの損失増大、ポンプ転倒、又は揚程変化に伴うポンプの姿勢の変動などの不安定要因となる。このような不安定現象は、フロート１０による吊下げ位置を調整することにより回避できる。
【００２２】
したがって、重量が１００ｋｇ程度以下の水中モータポンプは、人力で容易に現場に搬送することができる。しかし、洪水のとき、又は洪水の危険があるときに有効な排水を行うためには、このような小型ポンプを数十台配置する必要があるが、車輪がついた状態では装置の専用容積が増加するため、１台のトラックで現場近くに輸送することはできない。
【００２３】
しかし、車輪を取外せば、水中モータポンプ及び車輪はともにコンパクトな形状となるので、数十台の揚水装置を１台のトラックに容易に積載することができる。同様の目的で、車軸や搬送用取手も着脱可能な構造にすることも考えられる。また、水中モータにはフロート取付け環７が設けられているが、フロートは取外されているのも同様の理由による。
【００２４】
図４は水中モータポンプユニットの姿勢とホースに無理な力がかからない状態との関係を示している。ただしこの図は、軸方向吸込み、軸直角方向吐出しのポンプの例を示し、簡略化のため、車輪や吐出しホースは省略されている。
【００２５】
図において、θは、吐出しホースに合致する吐出しノズル１ａの方向と水平線とのなす角、Ｆ_Ｓ はポンプが水を吸込むための反力、Ｆ_Ｄ は吐出しホースの張力、Ｗは揚水装置の重力、Ｂはフロートの浮力とする。また、重力及び浮力の作用線と水中モータポンプの軸中心線との交点をそれぞれＧ及びＭとし、吐出し中心線と点Ｇまでの距離をｈ、点Ｇから点Ｍまでの距離をｘとする。
【００２６】
軸方向の力の釣合い及び力のモーメントの釣合い条件より、次式が得られる。
Ｂｃｏｓθ−Ｗｃｏｓθ−Ｆ_Ｓ ＝０
ｈＷｓｉｎθ−ｘＢｓｉｎθ＝０
上の２式より、ｘを求めると次のようになる。
ｘ＝ｈＷ／（Ｆ_Ｓ ／ｃｏｓθ＋Ｗ） ・・・・・・（１）
すなわち、本明細書において、「吐出しノズルが、揚水中に吐出しホースに無理な曲げを生じない方向に向く様に、フロートによる吊り下げ位置を調整する」とは、この例の場合に、浮力の作用線の位置を（１）のｘの位置にすることである。
【００２７】
次に、図５〜図９には他の実施例として、ポンプ支え装置を設けた例が示されている。図においてポンプ２の後方に延びるステイ２０Ａには、その下方に向けＵ字状半円形（図７参照）に形成されたポンプ支え装置２１が固着されている。そして、ステイ２０Ａは、ポンプ支え装置２１の固着位置からやや上方に折り曲げられて先端に取手８が固定されている。
【００２８】
ポンプユニットＡの重心Ｇは、図５に示すように、車輪５の接地点Ｐより後方（取手側）にあるので、作業員Ｍが手を離したとき、車輪接地点Ｐとポンプ支え装置接地点Ｑとで支持され、ポンプ本体部分の接地を避けることができる。
【００２９】
すなわち、前記図１に示したポンプ支え装置が設けられていない実施例では、作業員Ｍが手を離したときには本体の後端部最下点が接地し、その接地点にはポンプ重量の分力、あるいは、さらに衝撃荷重が加わる。また、前記図２に示すようにフック９にロープ１２を掛け、傾斜を自重で降下させる場合にも、本体が接地し衝撃が加わることになる。このように本体で大きな衝撃に耐える強度を持たせることは構造上、あるいは目的上、適していない。本実施例のように、ポンプ支え装置２１を設けることでこの問題点を解消することができる。
【００３０】
さらに、図８及び図９に示すように、この揚水装置は実用上、堤防１４の法面等を車両上の昇降装置（ウインチ等）Ｗあるいは作業員Ｍにより、ロープ１２で昇降させることが必然的に求められる。
図８は、取手８にロープ１２を掛けて昇降させている例を示しており、ポンプ支え装置２１が地面を摺動し、ポンプ本体（ポンプ１、吸込みストレーナ３）は、隙間ｓだけの余裕を残して接触せず移動できる。
【００３１】
また、図９には、ポンプ支え装置２１にロープ１２のフック９Ａを掛け、トラック（排水ポンプ車）Ｔ上のウインチＷで昇降させている例を示している。ロープ１２の張力によってポンプ支え装置２１に上部へ引き上げる分力が生じ、地面との接触・摺動が避け易くなる。この場合、取手８と半円形状のポンプ支え装置２１とによる環状部分にフック９Ａが掛けられて外れが防止でき、また、ロープ１２に張力が発生した時にフック９Ａは中心へ移動して安定して揚水装置を支えることができる。
【００３２】
以上の通り本発明によれば、運搬や設置を容易にできる揚水装置を提供することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の通り本発明によれば下記のすぐれた効果を奏する。
（ａ） 水中モータポンプはフロートから吊下げて支持するため、設置面の傾斜や凹凸に無関係に安定に支持され、かつ吸込みが川底等から離すことができるので、砂利等を吸込む恐れが無く長時間の信頼性を得ることができる。
（ｂ） 水中モータポンプのフロートによる吊下げ位置を吐出しノズルが吐出しホースの自然の方向を向くように調整するため、効率が良く安定した姿勢で運転を継続できる。
（ｃ） 水中モータポンプは車軸上に設置されるため、クレーンを使用することなく人力で排水現場に搬送できる上に、車輪やフロートは簡単に着脱できる構造になっているので、コンパクトな形状となり、１台のトラックで多数の揚水装置を輸送することができる。
（ｄ） ポンプ支え装置を設けることでポンプ本体の接地によって生じるトラブル、例えば損傷、変形等を回避することができ、運転上の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した揚水装置が排水現場に搬入される状態を示す斜視図。
【図２】図１に示す揚水装置が水中に投入される所を示す説明図。
【図３】図１に示す揚水装置が運転されている所を示す側面図。
【図４】図１に示す揚水装置の力の釣合い条件を説明するための主要部分の外観図。
【図５】ポンプ支え装置を設けた実施形態を示す側面図。
【図６】図５の平面図。
【図７】図５に示すポンプ支え装置の正面図。
【図８】図５に示す揚水装置を昇降させている所を示す説明図。
【図９】図５に示す揚水装置をポンプ支え装置にフックを掛け昇降させている所を示す説明図。
【符号の説明】
１・・・ポンプ
１ａ・・・吐出しノズル
２・・・水中モータ
３・・・吸込みストレーナ
４・・・吐出し口
５・・・車輪
６・・・車軸
７・・・吊下げ環
８・・・取手
９・・・投入及び係留用フック
１０・・・フロート
１１・・・吐出しホース
１２・・・投入及び係留用ロープ
１３・・・レール
１４・・・堤防
１５・・・ホース継手
１６・・・電力ケーブル
１７・・・吊り輪
２０、２０Ａ・・・ステイ
２１・・・ポンプ支え装置

Claims (2)

1. 水中に投入されて使用される水中モータポンプユニットを備える揚水装置において、水中モータポンプユニットは、車輪の車軸に着脱可能に取付けられ、そして水中モータポンプユニットにはフロートが開閉可能な吊り下げ輪で着脱可能に取付けられ、水中においてフロートが水面に浮上して水中に吊り下げ支持されることを特徴とする揚水装置。
2. 水中モータポンプユニットには取手が設けられ、取手に投入用ロープが取付けられている請求項１記載の揚水装置。

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