JP4714613B2

JP4714613B2 - ポンプ槽

Info

Publication number: JP4714613B2
Application number: JP2006080585A
Authority: JP
Inventors: 徹浦本; 聖治河口; 昭則梅田
Original assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-03-23
Also published as: JP2007255050A

Description

本発明はポンプ槽に関する。

ポンプ槽底部に予旋回槽を設けたものは一般に知られている。例えば、特許文献１には、水位が低下するに従って貯留水が槽周方向を旋回しつつ流入する旋回凹部と、該旋回凹部よりも高くなった貯水域とを仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁の頂部に水中ポンプを支持することが記載されている。また、水中ポンプに、該水中ポンプの運転開始時に一定時間、該水中ポンプの吐出流の一部又は全部を槽内に吐出させて該槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を付設することも知られている（特許文献２参照）。
特開２００４−５２３９６号公報特開平１１−３０１９８号公報

ポンプ槽底部に上記予旋回槽を設けると、槽底部の洗浄が図れる。しかし、ポンプ槽の水位が高くなったときに水中ポンプの運転を始めても、水位が旋回凹部付近に下がるまでは槽内に旋回流は殆ど発生せず、その間は予旋回によるポンプ槽の洗浄効果は得られない。このため、水中ポンプ起動水位付近で槽内面にスカムや油脂類が付着し、臭気発生や定期清掃の負担が大きくなる問題がある。

一方、水中ポンプに上記槽内攪拌装置を取り付けると、水中ポンプの運転開始時に一定時間、槽内の撹拌を行なうことができるものの、水中ポンプ自体が槽底部付近に設置されているから、水中ポンプ起動水位付近で槽内面に付着している油脂類の剥離効果、或いは浮遊スカム等の粉砕効果が充分に得られない。

そこで、本発明は、水中ポンプによって貯留水を排出するときに、槽内を効率良く攪拌して槽内壁面への油脂類の付着や汚泥の堆積、スカムの残留を抑制することを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するために、上記予旋回槽と槽内攪拌装置とを組み合わせ、且つ予旋回槽には槽底部の攪拌を担わせ、槽内攪拌装置には水中ポンプの高さ付近より上方の貯留水の攪拌を担わせ、この役割分担によって、槽内を効果的に洗浄できるようにした。

すなわち、請求項１に係る発明は、槽内に水中ポンプを備えたポンプ槽であって、
上記水中ポンプに付設され、該水中ポンプの運転開始時に一定時間、該水中ポンプの吐出流の一部又は全部を槽内に吐出させて該槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を備え、
槽底部に、水位が低下するに従って貯留水が旋回しつつ流入する旋回凹部と、仕切り部によって上記旋回凹部と区画され、該旋回凹部よりも底面が高くなった貯留部と、上記貯留部と上記旋回凹部とを結ぶように上記ポンプ槽の内壁に沿って湾曲して延び、該貯留部から該旋回凹部に向かって下降傾斜した導水路とを有する予旋回槽が形成され、
上記旋回凹部に上記水中ポンプの吸入口が配置され、
上記槽内攪拌装置は、上記予旋回槽による旋回流が発生する部位よりも高い位置において、貯留水に旋回流が形成されるように上記水中ポンプの吐出流の一部又は全部を槽内に吐出し、
上記槽内攪拌装置による旋回流の向きが、貯留水が上記貯留部から上記導水路を通って上記旋回凹部に流入することによって上記予旋回槽に生ずる旋回流と同じ向きに設定されていることを特徴とする。

従って、ポンプ槽の水位が所定高さになったときに水中ポンプを起動すると、この起動と同時に槽内攪拌装置からの噴流水によって貯留水上部が攪拌される。これにより、浮遊スカムを破壊し、また、スカムや油脂類を槽内面から剥離し、当該起動水位付近で油脂等が槽内面に付着することを抑制することができる。水中ポンプの運転開始から一定時間を経過した後（槽内攪拌装置からの水の噴出が停止した後）、引き続く水中ポンプの運転によって水位が槽底部付近まで下がると、貯留水が旋回しつつ旋回凹部に流入していくことによって槽底部が攪拌され、汚泥の堆積やスカムの残留が抑えられる。

このように槽内攪拌装置は水中ポンプの高さ付近より上方の貯留水を攪拌する役割を担うことで足りるから、つまり、槽内全体を攪拌する必要はないから、水中ポンプ起動時に槽内攪拌装置が水を噴出する時間を短くすることができる。そのことは水中ポンプの運転効率が高くなること、即ち槽内を短時間で排水できることを意味し、槽内の洗浄を犠牲にすることなく省エネルギーを図る上で有利になる。

また、予旋回槽はポンプ槽の残留水を少なくする効果があるため、槽内の汚れ防止に有利であり、この予旋回槽と槽内攪拌装置とを役割分担させて組み合わせたことにより、各々単独採用の場合に比べて高い槽内洗浄効果を得ることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記槽内攪拌装置の吐出流の吐出方向が斜め上向きに設定されていることを特徴とする。

従って、例えば、ポンプ槽が深く、ポンプ運転開始レベルが水中ポンプよりかなり高い位置にあるような場合でも、槽内攪拌装置によって貯留水上部を効果的に攪拌することができ、この槽内攪拌装置と予旋回槽とに槽内洗浄の役割分担をさせ易くなる。

以上のように本発明によれば、槽底部に予旋回槽を設ける一方、この予旋回槽による旋回流が発生する部位よりも高い位置において槽内を攪拌するように槽内攪拌装置を設けたから、ポンプ槽内面にスカムや油脂類が付着すること及びポンプ槽底部に汚泥が堆積することを効果的に防ぐことができ、しかも省エネルギーに有利なる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、１は下水中継ポンプ槽、２は水中ポンプ、３は該水中ポンプ２に付設された槽内攪拌装置、４はポンプ槽底部に設けられた予旋回槽である。流入口５よりポンプ槽１内に流入した下水は、その水位が高くなると、水中ポンプ２の作動により、所定のレベルに水位が低下するまで排出管６から排出される。この水中ポンプ２の作動のために、ポンプ槽１内に水位検出器（圧力センサ）７が設けられ、さらにポンプ制御装置８が設けられている。すなわち、水位検出器７によって水位が起動Ｗ₀（ポンプ運転開始レベル）以上になったことが検出されると、制御装置８が水中ポンプ２を起動し、水位が所定の低レベルＷ₁に低下したことが検出されると、その時点から所定時間ｔ後に制御装置８が水中ポンプ２を停止させる。低レベルＷ１及び時間ｔは、水位が後述の旋回凹部１６の底部近傍レベルＷ₂まで下がったときに水中ポンプ２が停止するように定められる。

水中ポンプ２は、ポンプ槽１のマンホール１１よりガイドパイプ１２を伝って槽内底部に降ろされ、着脱装置１３により槽内に着脱自在に設置される。水中ポンプ２の昇降のためにマンホール１１の蓋１４と水中ポンプ３とが昇降用チェーン１５によって連結されている。着脱装置１３は、水中ポンプ２をポンプ槽１内に固定された排出管６に結合するものであり、この結合により、水中ポンプ２は排出管６を介してポンプ槽１に設置される。

予旋回槽４は、水位が低下するに従って貯留水が旋回しつつ流入する旋回凹部１６と、該旋回凹部１６よりも底面が高くなった貯留部１７とを隣接して有する。この旋回凹部１６と貯留部１７とは、仕切り部１８によって区画されているとともに、導水路１９によって連通している。すなわち、図２に示すように、仕切り部１８は、その基端がポンプ槽１の内壁に繋がっていて、槽底部の中央を通って旋回凹部１６周囲を巡るように延び、先端は先細になってポンプ槽１の内壁よりも内側位置で終わっている。そして、この仕切り部１８の外周側の壁とポンプ槽の内壁との間が、貯留部１７と旋回凹部１６とを結ぶようにポンプ槽１の内壁に沿って延びる湾曲した導水路１９に形成されている。導水路１９は貯留部１７から旋回凹部１６に向かって下降傾斜している。

水中ポンプ２の吸入管２０は、予旋回槽４の旋回凹部１６に挿入され、その吸入口２０ａは旋回凹部１６の底部付近において下向きに開口している。

槽内攪拌装置３は、図３に示すように水中ポンプ２の側壁に接続されていて、図４に示す吐出流導入路２１を通して水中ポンプ２の吐出流の一部（又は全部。以下、同じ。）を弁収容部２２に導入するようになっている。槽内攪拌装置３のケーシング２３は、吐出流導入路２１が形成されたケーシング本体２４と、その下側に結合されたダイヤフラムカバー２５とよりなり、ケーシング本体２４の上側に保護カバー２６が設けられている。

ケーシング本体２４とダイヤフラムカバー２５とよりなるケーシング内は、下部ダイヤフラム２８によって、ボール弁２９を収容する上部の弁収容部２２と下部の作動流体としてのオイルを収容する下部オイル室３２とに区画形成されている。下部ダイヤフラム２８はその周縁部がケーシング本体２４とダイヤフラムカバー２５とに挟持されている。

一方、ケーシング本体２４の頂部には凹部が形成されていて、該凹部の周縁部と保護カバー２６との間に上部ダイヤフラム３３の周縁部が挟持されて、該ケーシング本体２４の凹部と上部ダイヤフラム３３とによって上部オイル室３４が形成されている。保護カバー２６は上部ダイヤフラム３３を保護するものである。

下部オイル室３２と上部オイル室３４とは、ケーシング本体２４及びダイヤフラムカバー２５に形成されたオイル通路３５によって連通し、ダイヤフラムカバー２５にオイル通路３５のオイル流量を調整する調整弁３６が取付けられている。

ケーシング本体２４の上部には、ポンプ吐出流の一部をポンプ槽１内に噴出させる噴出孔３８が、弁収容部２２を挟んで吐出流導入路２１と対向するように形成されている。噴出孔３８の入口には弁座３９が形成され、噴出孔３８の出口側にはノズル４１が取付けられている。ノズル４１の噴出口は、予旋回槽４による旋回流が発生する部位よりも高い位置にポンプ吐出流の一部又は全部を噴出するように斜め上向きに、且つその噴出流がポンプ槽１の内壁面に対して平面視で斜めに当たるように設定されている。ダイヤフラムカバー２５は、ケーシング２３の底壁を構成し、この底壁は下部ダイヤフラム２８を底壁に沿わせて収めるべく下方へ突出した凸曲面状に形成されている。

上記槽内攪拌装置３の作動を説明するに、ポンプ始動前は、図４に示すように、ボール弁２９が弁収納部２２の下方にあって噴出孔３８は開の状態にある。この状態で水中ポンプ２を始動すると、ポンプケーシングからポンプ吐出流（下水）の一部が導入路２１より弁収容部２２に流入し、ノズル４１からポンプ槽１内へ噴出する。

そして、弁収容部２２をポンプ吐出流が通過することにより、該弁収容部２２に負圧が発生し、この負圧によって、オイルが上部オイル室３４から下部オイル室３２に移動するとともに、上部ダイヤフラム３３が下降し、下部ダイアフラム２８が上昇して、ボール弁２９が持ち上がり始める。

水中ポンプ２の運転開始から一定時間（例えば、２０〜５０秒）を経過すると、下部ダイアフラム２８は上方に突出した状態になり、ボール弁２９は下部ダイヤフラム２８に押し上げられ弁座３９に当接して噴出孔３８を閉じる。これにより、ノズル４１からの下水の噴出は停止し、ポンプ吐出流の全量が排出管６へ流れるようになる。一方、弁収容部２２内は、ボール弁２９が弁座３９に押し当てられた状態で正圧になり、上部ダイアフラム３３、下部ダイヤフラム２８及びオイルはポンプ始動前の状態に戻る。ポンプ作動が停止すると、ボール弁２９は弁座３９から離脱して下部ダイヤフラム２８の上に落ちる。

従って、上記ポンプ槽システムによれば、ポンプ槽１の水位が起動レベルＷ₀以上になると、そのことが水位検出器７によって検出され、制御装置８により水中ポンプ２の運転が開始される。この運転開始により、ポンプ吐出流の一部が槽内攪拌装置３によりポンプ槽１内に噴出される。これにより、槽内が攪拌され、浮遊スカム５１が破壊され、浮遊油脂が攪拌され、ポンプ起動水位付近のポンプ槽１内壁面に付着している油脂類５２やスカムが該壁面から剥離する。

この実施形態では、槽内攪拌装置３のノズル４１から下水が斜め上向きに且つポンプ槽１の内壁面に対して平面視で斜めに当たるように噴出するから、ポンプ槽１が深く、ポンプ運転開始レベルが水中ポンプ２よりかなり高い位置にあるような場合でも、その噴出流によって貯留水上部に旋回流を形成することができる。よって、上記浮遊スカム５１の破壊、浮遊油脂類の分散、ポンプ槽内壁面からの油脂類５２等の剥離が効率良く進む。

上記槽内攪拌装置３からの下水の噴出は、水中ポンプ２の運転開始から一定時間を経過すると終了し、その後はポンプ吐出量の全量が排出管６から外部に排出される。水位が所定の低レベルＷ₁に低下したことが水位検出器７によって検出されると、その時点から所定時間ｔ後に制御装置８が水中ポンプ２を停止させる。すなわち、水位が予旋回槽４の旋回凹部１６に挿入された吸入管２０の下端よりも少し上のレベルＷ₂に達した時点で水中ポンプ２の作動が停止する。

従って、図５に示すように、水位が予旋回槽４の位置まで下がっても、水中ポンプ２は作動している。そして、この予旋回槽４では、貯留水が貯留部１７から傾斜導水路１９を通って旋回凹部１６に流入することによって貯留水の旋回流を生ずる。これにより、槽底部、すなわち、予旋回槽４内が攪拌され、堆積汚泥やスカムが掻き回されて水中ポンプ２の吸入管２０に吸い込まれ、排出管６から排出される。よって、槽底部への汚泥の堆積やスカムの残留が抑えられる。しかも、槽内攪拌装置３は水中ポンプ２の高さ付近より上方の貯留水の攪拌を担うだけでよいから、例えば調整弁３６によってオイル流通量を多くしたり、あるいはボール弁２９を軽くして、該槽内攪拌装置３から槽内への下水の噴出を早めに切り上げ、水中ポンプ２の運転効率（下水の排出効率）を高めることができる。

このように本発明では、貯留水上部の攪拌による浮遊スカム５１の破壊、浮遊油脂類の分散、ポンプ槽内壁面からの油脂類５２等の剥離を槽内攪拌装置３が担い、槽底部の攪拌による汚泥の堆積やスカムの残留の抑制を予旋回槽４が担うから、換言すれば、槽内攪拌装置３を専ら貯留水上部の攪拌に用いるようにしたから、該槽内攪拌装置３と予旋回槽４とを槽内洗浄に関して適切な形で役割分担させることができ、水中ポンプ２の運転効率を高めながら、槽内を効率良く洗浄することができ、臭気発生の抑制や定期清掃の負担軽減に有利になり、しかも、ポンプ運転効率が向上して省エネルギーに有利になる。

なお、上記実施形態の予旋回槽４は、旋回凹部１６が一つだけ形成されているが、複数の旋回凹部を有するものであってもよい。

また、水中ポンプの据付位置（槽内攪拌装置３の位置）に対して、ポンプ運転開始レベルがそれほど高くないような場合では、槽内攪拌装置３のノズル４１を若干下向きにしても、同様に貯留水の攪拌は可能である。

また、本発明は、下水中継ポンプ槽に限らず、他の液体を貯留するポンプ槽にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る下水中継ポンプ槽システムの水位が高い状態を示す断面図である。同システムの予旋回槽の概略構成を示す平面図である。同システムの槽内攪拌装置付き水中ポンプ及び排出管を示す平面図である。同槽内攪拌装置の縦断面図である。同システムの水位が低い状態を示す断面図である。

符号の説明

１ポンプ槽
２水中ポンプ
３槽内攪拌装置
４予旋回槽
６排出管
１６旋回凹部
２０吸入管
２０ａ吸入口
４１槽内攪拌装置のノズル

Claims

槽内に水中ポンプを備えたポンプ槽であって、
上記水中ポンプに付設され、該水中ポンプの運転開始時に一定時間、該水中ポンプの吐出流の一部又は全部を槽内に吐出させて該槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を備え、
槽底部に、水位が低下するに従って貯留水が旋回しつつ流入する旋回凹部と、仕切り部によって上記旋回凹部と区画され、該旋回凹部よりも底面が高くなった貯留部と、上記貯留部と上記旋回凹部とを結ぶように上記ポンプ槽の内壁に沿って湾曲して延び、該貯留部から該旋回凹部に向かって下降傾斜した導水路とを有する予旋回槽が形成され、
上記旋回凹部に上記水中ポンプの吸入口が配置され、
上記槽内攪拌装置は、上記予旋回槽による旋回流が発生する部位よりも高い位置において、貯留水に旋回流が形成されるように上記水中ポンプの吐出流の一部又は全部を槽内に吐出し、
上記槽内攪拌装置による旋回流の向きが、貯留水が上記貯留部から上記導水路を通って上記旋回凹部に流入することによって上記予旋回槽に生ずる旋回流と同じ向きに設定されていることを特徴とするポンプ槽。
請求項１において、
上記槽内攪拌装置の吐出流の吐出方向が斜め上向きに設定されていることを特徴とするポンプ槽。