JP5122321B2 - 可搬式排水ポンプ設備、及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、排水ポンプ車等の排水ポンプを備え、災害時等の緊急時に所定の場所に移動して排水を行なう可搬式排水ポンプ設備、及びその運転方法に関するものである。

排水ポンプ車などの緊急用の可搬式排水ポンプ設備は、設置場所が不特定であるため、排水機場などに設置されている排水ポンプのように吸込側に塵芥等を除去するためのスクリーン設備が無い。そのためポンプ吸込口に塵芥等が入り込み閉塞し、排水ポンプの運転が不能となるケースがあった。この対応策として、図１及び図２に示すように、排水ポンプ設備のポンプ吸込口に簡単な構成のストレーナを設けている。

図１に示す排水ポンプ設備１０は、水面ＷＬに浮上しているフロート１１にポンプ部１２と水中電動機１３からなる排水ポンプ１４がワイヤーロープ等の吊り下げ部材１５により横姿勢で吊下支持された構成である。ポンプ部１２のポンプ吸込口１６には、流入する水に伴って流入する塵芥を除去するための簡単な構成のストレーナやスクリーン１７を設けている。排水ポンプ１４の吐出口１８に排水配管（ホース等）１９が接続されている。水中電動機１３を起動して排水ポンプ１４を運転すると、ストレーナやスクリーン１７及びポンプ吸込口１６を通ってポンプ部１２に吸い込まれた水は、加圧され排水配管１９を通って所定の排水場所に送られ排水される。

また、図２に示す排水ポンプ設備１０は、水面ＷＬに浮上しているフロート１１にポンプ部１２と水中電動機１３からなる排水ポンプ１４が吊り下げ部材１５により縦姿勢で吊下支持された構成である。ポンプ部１２のポンプ吸込口１６にはストレーナやスクリーン１７を設け、図示は省略するが、排水ポンプ１４の吐出口１８に排水配管（ホース等）が接続されている。ここでも水中電動機１３を起動して排水ポンプ１４を運転すると、ストレーナやスクリーン１７及びポンプ吸込口１６を通ってポンプ部１２に吸い込まれた水は、加圧され排水配管１９を通って所定の排水場所に送られ排水される。

図１に示す排水ポンプ設備１０においては、図３に示すようにストレーナやスクリーン１７に塵芥２１が所定溜まった（付着した）場合、排水ポンプ設備１０の運転を停止し、溜まった塵芥２１を除去する必要があり、その塵芥除去作業は、一度排水ポンプを引き上げる必要がある等多くの手間と時間がかかるという問題がある。特に、ストレーナやスクリーン１７の目が細かい場合、排水運転開始後、短時間でゴミが詰まり頻繁に塵芥を除去する必要が生じ、排水運転を継続できず、浸水被害を発生させる危険性があった。また、排水により水面ＷＬの水位が下がると、排水ポンプ１４の必要な没水深が確保できなくなり、図４に示すように、空気吸込渦２２を発生し、排水ポンプ１４の運転に支障をきたすことがあった。

また、図２に示すように、排水ポンプ１４が縦姿勢で吊下支持されている排水ポンプ設備１０においては、排水運転が行われ、当該地の水面ＷＬの水位が下がると、図５に示すように、ポンプ吸込口１６が底部に堆積している泥部（ヘドロ部）２３に没してしまい排水できないケースがある。また、これは図１に示すように、排水ポンプ１４が横姿勢で吊下支持されている排水ポンプ設備１０においても、図６に示すように、泥部（ヘドロ部）２４が段状又は傾斜面をなして堆積している場合は、ポンプ吸込口１６が泥部（ヘドロ部）２４に没してしまい排水できないケースがある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、塵芥による排水ポンプの吸込口の閉塞を防止し、且つ、低水位まで運転することが可能な可搬式排水ポンプ設備、及びその運転方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、排水ポンプを備えた可搬式排水ポンプ設備において、排水ポンプの吸込口に弾性を有するメッシュ状体からなる筒体を複数本、それぞれ一端を排水ポンプの吸込口側に取付けると共に、他端を自由端として設け、該筒体を通して排水ポンプの吸込口に水が吸い込まれるように構成したことを特徴とする。

上記のように弾性を有するメッシュ状体からなる複数本の筒体を排水ポンプの吸込口側に取付けることにより、この複数本の筒体がスクリーンを構成することになる。即ち、スクリーンを複数本の筒体で分割して構成する。これにより、塵芥が詰まった場合でも、閉塞した筒体のみについて付け替えを行えばよく、塵芥除去作業を簡素化し、作業に要する時間を短縮することができる。従って、排水機能を迅速に復旧することが可能となり、浸水被害を未然に防ぐ（又は、浸水被害の拡大を防止する）ことが可能となる。

また、メッシュ状体からなる筒体の長さを長く、且つ本数を増やすことにより、ポンプ吸込流の通過面積を大きくして当該メッシュ部における流速を小さくすることが可能となり、ポンプ吸込部における吸込損失を抑えることが可能となる。言い換えればメッシュを小さくして塵芥の侵入を抑制しても、筒体を長くし、本数を増やすことにより、ポンプの吸込損失を防ぐことが可能となる。つまり、ポンプ性能に影響を与えることなく、塵芥に対する信頼性を向上させることができる。

また、筒体の一端を固定し他端を自由端とすることにより、筒体の長さを自由に設定することが可能となる。つまり、排水地での水質（塵芥量）に応じて筒体の長さを現地で設定できる。また、このような可搬式排水ポンプ設備は、緊急用の排水ポンプ設備として、排水対象地が、直前まで特定できないという特徴があり、上記のように筒体の他端を自由端構成とすることにより、現地にて筒体の長さを調整し、現地状況に合わせた状態で、排水ポンプ設備を構成することが可能となる。例えば塵芥が多く、設置スペースに余裕がある場合は、筒体を長くすることにより、塵芥の侵入を抑制し、且つポンプの吸込損失を小さくし、排水機能の信頼性を向上させることができる。

塵芥対策として、従来の鋼製のストレーナやスクリーンを長く構成することも考慮できるが、このような可搬式排水ポンプ設備は、当該排水目的地までは、トラック等により設備を運ぶ必要があり、機動性（どのような目的地でも、どのような道路でも、当該目的地まで運べるように）を考慮し、極力小さいトラックで運搬できるように設計する必要がある。鋼製でストレーナやスクリーンを大きく構成すると、積載スペースや積載重量等の問題により、トラックでの運搬の障害となってしまう場合が生じるが、上記のように筒体を弾性を有する材料で構成することにより、巻いた状態でトラックに積載することが可能である。

また、筒体を弾性を有するメッシュ状体で構成し、一端のみを固定して設置し、当該筒体を揺動可能に構成したことにより、当該排水ポンプ設備を設置した地の水位が低下したとき発生する空気吸込渦を、筒体のメッシュにより、連続渦までに成長させずに、抑制することが可能となる。即ちメッシュ部により、排水ポンプに入る渦の渦芯を壊し、連続渦に成長させない。また、筒体を揺動可能な構成としたことにより、万が一、渦が発生しても、その渦流により、筒体を大きく揺動させ、渦を破壊する作用を付加している。つまり、メッシュによる渦抑制の効果をさらに向上させている。これにより、より低水位までの排水が可能となり、排水ポンプ設備としての排水機能を向上させることができる。

また、筒体を弾性を有するメッシュ状体で構成し、一端を固定し他端を自由端とすることにより、排水ポンプの運転時ポンプ吸込水流により自由端側が揺動する。この揺動運動により、筒体に塵芥が付着しにくくなり、排水ポンプの吸込口が閉塞されない又は閉塞されにくい構成となり排水ポンプ設備としての信頼性を向上させることができる。また、塵芥が筒体に付着した場合でも、上記揺動効果により、塵芥を振り払うようにおとす効果もあわせもつ。

また、本発明は、上記可搬式排水ポンプ設備において、筒体を構成するメッシュ状体は弾性を有する樹脂材からなることを特徴とする。

上記のように筒体を構成するメッシュ状体を樹脂材とすることにより、筒体を軽量にでき、且つ巻いた状態でトラックに積載することができ、運搬性の良い可搬式ポンプ設備が構築できる。

また、本発明は、上記可搬式排水ポンプ設備において、筒体取付部材が排水ポンプの吸込口に寸動可能に取り付けていることを特徴とする。

上記のように筒体取付部材が水ポンプの吸込口に寸動可能に取り付けているので、上記塵芥抑制作用、低水位までの排水作用は更に向上する。

また、本発明は、上記可搬式排水ポンプ設備において、筒体を排水ポンプの外周側に反らした状態で筒体取付部材に取り付けたことを特徴する。

上記のように筒状体を排水ポンプの外周側に反らした状態で筒体取付部材に取り付けているので、排水ポンプが縦姿勢の場合で、水位が低下して、筒体が底部に堆積した泥部が（ヘドロ部）接触した場合に、筒体は更に外周側に反るから泥部に入り込むことを確実に防止することが可能となる。また、排水ポンプが横姿勢の場合でも、水位が低下して、筒体が段状又は傾斜面をなして堆積している泥部に接触しても、筒体はその弾性で撓むから、泥部に没することなく、排水ポンプの吸込口が閉塞されず排水ポンプ設備運転が可能となる。

また、本発明は、上記可搬式排水ポンプ設備の運転方法であって、排水ポンプの始動・停止を繰り返すことにより、筒体を強制的に揺動させ、該筒体に付着する塵芥を除去することを特徴とする。

上記のように排水ポンプの始動・停止を繰り返すことにより、ポンプ吸込口の水流変動を強制的に大きくするから、弾性を有するメッシュ状体からなる筒体の揺動が大きくなり、筒体に付着した塵芥を簡易に、且つ効果的に除去できる。また、排水ポンプの始動・停止は遠隔操作装置により遠隔操作でできるので、塵芥除去の為のポンプの引き上げ等の作業が不要となり、操作性及び運用性を損なうことなく、筒体に付着した塵芥を除去できる。

本発明によれば、塵芥による吸込口の閉塞を防止し、低水位まで運転可能で、信頼性、作業性、安全性の高い可搬式排水ポンプ設備を提供できる。

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図７及び図８は本発明に係る排水ポンプ設備の構成例を示す図で、図７は排水ポンプ設備の全体構成を示し、図８は図７のＡ−Ａ矢視断面を示す。なお、図７及び図８において、図１乃至図６と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。また、他の図面においても同様とする。本排水ポンプ設備１０は、図１に示す排水ポンプ設備と同様、水面ＷＬに浮上しているフロート１１にポンプ部１２と水中電動機１３からなる排水ポンプ１４を吊り下げ部材１５により横姿勢で吊下支持した構成である。

ポンプ部１２のポンプ吸込口１６にはメッシュ状体で構成された複数本の筒体３３が設けられている。この複数本の筒体３３のそれぞれは、弾性を有する材料（ここでは弾性を有する樹脂材を用いている）で構成されたメッシュ状体を筒状にしたもので、一端が筒体取付部材３２に固定され、他端は自由端となっている。この複数本の筒体３３が固定された筒体取付部材３２は、ポンプ部１２のポンプ吸込口１６に取り付けられた筒状ブラケット３１に取り付けられている。ポンプ吸込口１６を通してポンプ部１２に吸込まれる水は、各筒体３３のメッシュ部外表面から内部に流入し、ポンプ吸込口１６を通してポンプ部１２に吸込まれるようになっている。

上記のように一端が筒体取付部材３２に固定され、他端は自由端となっている筒体３３は、弾性を有するメッシュ状体で構成されているから、図９に示すように、自由端である筒体他端３３ａは矢印Ａに示すように、放射方向に揺動できる。

上記のように弾性を有するメッシュ状体からなる複数本の筒体３３を筒体取付部材３２を介してポンプ部１２のポンプ吸込口１６に取り付けられた筒状ブラケット３１に取り付けることにより、複数本の筒体３３でポンプ吸込口１６に吸込まれる水流に伴って流入する塵芥を除去するスクリーン３４を構成することになる。つまりスクリーン３４を複数本の筒体３３で分割して構成することになる。しかも個々の筒体３３は樹脂材からなるので、従来の鋼製の１個のスクリーンに比べ、軽量化が図れる。また、スクリーン３４に塵芥が詰まった場合でも、閉塞した筒体３３のみを付け替えればよく、１個の鋼製スクリーンの場合に比べて塵芥除去作業が容易で、作業時間も短縮できる。これにより、排水ポンプ設備１０の排水機能を従来の鋼製スクリーンを用いた排水ポンプに比較し、迅速に復旧することが可能となり、浸水被害を未然に防ぐ（又は、浸水被害の拡大を防止すること）が可能となる。

また、メッシュ状体からなる筒体３３の長さを長く、且つ本数を増やすことにより、ポンプ吸込流の通過面積を大きくして、メッシュ部における流速を小さくすることが可能となり、排水ポンプ１４としての吸込損失を抑えることが可能となる。つまりメッシュを小さくして塵芥の侵入を抑制しても、筒体３３を長くし、本数を増やすことにより、排水ポンプ１４の吸込損失の増大を防ぐことが可能となる。

また、筒体３３の一端を固定し他端を自由端することにより、筒体３３の長さを自由に設定することが可能となる。これにより排水地での排水に含まれる塵芥量に応じて、該塵芥が効率良く除去できるよう、筒体３３の長さを現地設定できる。また、可搬式排水ポンプ設備は、緊急用の排水ポンプとして、排水対象地が、直前まで特定できないという特徴がある。従って、上記のように筒体３３の他端３３ａを自由端とすることにより、現地にて筒体３３の長さを調整し、現地状況に合わせた状態で、排水ポンプ設備１０を構成することが容易に可能となる。例えば塵芥が多く、設置スペースに余裕がある場合は、筒体３３の長さを長くすることにより、塵芥の排水ポンプ１４への流入を効果的に防止できると共に、吸込損失の増大を防ぐことができ、可搬式ポンプ設備の排水機能の信頼性を向上させることができる。

可搬式排水ポンプの場合、当該排水目的地までは、トラック等により設備を運ぶ必要があり、どのような目的地でも、また目的地までの道路がどのように道路であっても、機動性が良く搬送する必要がある。従って、極力小さいトラックで運搬できるように設備設計する必要がある。ここでは上記のようにスクリーン３４を複数本の筒体３３で構成し、各筒体３３を弾性を有する樹脂材料で構成されているので、塵芥の除去性能を高くするため、各筒体３３を長くしても、筒体３３を巻いた状態でトラックに積載することが可能である。これに対して、従来の鋼製のストレーナやスクリーンを塵芥の除去性能を高くするため、長く大型に構成すると、積載スペースや積載重量等の問題によりトラックでの運搬の障害となってしまう場合ある。

また、上記のように筒体３３は弾性を有するメッシュ状体からなり、揺動可能な構成であるから、排水ポンプ設備１０を設置した地の水面ＷＬの水位が低下したとき発生する空気吸込渦（図４の渦２２を参照）を、筒体３３のメッシュにより、連続渦までに成長させずに、抑制することが可能となる。つまり筒体３３のメッシュ部により、排水ポンプ１４に入る渦の渦芯を壊し、連続渦に成長させないことができる。また、筒体３３を揺動可能な構成としたことにより、万が一、渦が発生しても、その渦流により、筒体３３が大きく揺動し、渦を破壊する。つまり、メッシュによる渦抑制の効果をさらに向上させる。これにより、より低水位までの排水が可能となり、排水ポンプ設備１０としての排水機能が向上する。

また、筒体３３を弾性を有するメッシュ状体で構成し、一端を固定し他端を自由端とすることにより、排水ポンプ１４の運転時にポンプ吸込口１６に吸込まれる水流により筒体３３自由端側が揺動する。この筒体３３の揺動運動により、筒体３３に塵芥が付着しにくくなるから、ポンプ吸込口１６が閉塞されることがないか又は閉塞されにくくなり排水ポンプ１４としての信頼性が向上すると共に、前記渦抑制効果による低水位化による機能向上が可能となる。

上記構成の排水ポンプ設備１０において、排水ポンプ設備１０の始動・停止を繰り返すことにより、筒体３３を強制的に揺動させることにより、ポンプ部１２のポンプ吸込口１６の水流変動が強制的に大きくし、筒体３３の揺動を大きくすることができる。これにより筒体３３のメッシュ部に付着した塵芥を簡易に、且つ効果的に除去できる。また、排水ポンプ１４の始動・停止は図示しない遠隔操作装置により、遠隔操作でできるので、従来、塵芥が閉塞したときに行っていたポンプの引き上げ作業を省略でき、排水ポンプ設備１０の操作性及び運用性を損なうことなく、筒体３３に付着した塵芥を除去できる。

上記例では、筒体３３の一端が固定された筒体取付部材３２をポンプ部１２のポンプ吸込口１６に取り付けられた筒状ブラケット３１に固定する例を示したが、これに限定されるものではなく、図１０（ａ）に示すように筒体取付部材３２の上面に長穴の取付ボルト用開口３５を設け、該筒体取付部材３２をポンプ部１２のポンプ吸込口１６に取り付けられた筒状ブラケット３１に対して矢印Ｂに示すように寸動可能に取り付けてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように筒体取付部材３２の外周側面に長穴の取付ボルト用開口３６を設け、該筒体取付部材３２に取付ボルト３７を貫通させ、ポンプ部１２のポンプ吸込口１６に取り付けられた筒状ブラケット３１に対して矢印Ｂに示すように寸動可能に取り付けてもよい。

上記のように、筒体取付部材３２を筒状ブラケット３１に対して矢印Ｂに示すように、寸動可能に取付けることにより、筒体３３の揺動運動に加えて、筒体取付部材３２もポンプ部１２のポンプ吸込口１６に対して寸動可能となるので、塵芥の筒体３３への付着抑制、低水位までの排水可能性が更に向上する。

また、上記例では排水ポンプ１４を横姿勢でフロート１１に吊下支持しているが、図１１に示すように排水ポンプ１４を縦姿勢でフロート１１に吊下支持してもよい。この場合、スクリーン３４を構成する複数本の筒体３３を図示するように排水ポンプ１４の外周側に反らした状態で取り付ける。このように筒体３３を排水ポンプ１４の外周側に反らした状態で取り付けることにより、排水により水面ＷＬが低下して、筒体３３の先端部が底部に接触した場合に、筒体３３が更に反り返ることになるから底部に堆積した泥部（ヘドロ部）２３に筒体３３が入り込むのを防止できる。

また、排水ポンプ１４を横姿勢で吊下支持した場合も、図１２に示すように階段状又は傾斜面に堆積して泥部２３が形成されている場合でも、排水により水面ＷＬが低下して筒体３３が泥部に接触した場合も、筒体３３はその弾性で撓むから、泥部２３に没することなく、排水ポンプ設備１０の運転が可能となる。

なお、上記実施形態例では、排水ポンプ１４として、ポンプ部１２を水中電動機１３で駆動する排水ポンプ設備を例に説明したが、ポンプ部を水車により駆動する水力式排水ポンプを用いた水力式排水ポンプ設備でもよい。また、筒体取付部材は、現在使用、運用されている鋼製ストレーナ付の可搬式ポンプのストレーナ部に付加させ、機能向上させるように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態例では、筒体３３を構成する構成するメッシュ状体を弾性を有する樹脂材で構成したが、弾性を有する材料であれば、樹脂材に限定されない。

従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 従来の可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 本発明に係る可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 図７のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。 本発明に係る可搬式排水ポンプ設備の筒体の揺動状態を示す図である。 本発明に係る可搬式排水ポンプ設備の筒体取付部材の取付状態を示す図である。 本発明に係る可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。 本発明に係る可搬式排水ポンプ設備の設置構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 排水ポンプ設備
１１ フロート
１２ ポンプ部
１３ 水中電動機
１４ 排水ポンプ
１５ 吊り下げ部材
１６ ポンプ吸込口
１７ ストレーナやスクリーン
１８ 吐出口
１９ 排水配管（ホース等）
２１ 塵芥
２２ 空気吸込渦
２３ 泥部（ヘドロ部）
２４ 泥部（ヘドロ部）
３１ 筒状ブラケット
３２ 筒体取付部材
３３ 筒体
３４ スクリーン
３５ 取付ボルト用開口
３６ 取付ボルト用開口
３７ 取付ボルト

Claims (5)

1. 排水ポンプを備えた可搬式排水ポンプ設備において、
   前記排水ポンプの吸込口に弾性を有するメッシュ状体からなる筒体を複数本、それぞれ一端を前記排水ポンプの吸込口側に取付けると共に、他端を自由端として設け、該筒体を通して前記排水ポンプの吸込口に水が吸い込まれるように構成したことを特徴とする可搬式排水ポンプ設備。
2. 請求項１に記載の可搬式排水ポンプ設備において、
   前記筒体を構成するメッシュ状体は弾性を有する樹脂材からなることを特徴とする可搬式排水ポンプ設備。
3. 請求項１又は２に記載の可搬式排水ポンプ設備において、
   前記筒体取付部材が前記排水ポンプの吸込口に寸動可能に取り付けていることを特徴とする可搬式排水ポンプ設備。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の可搬式排水ポンプ設備において、
   前記筒体を前記排水ポンプの外周側に反らした状態で前記筒体取付部材に取り付けたことを特徴する可搬式排水ポンプ設備。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の可搬式排水ポンプ設備の運転方法であって、
   前記排水ポンプの始動・停止を繰り返すことにより、前記筒体を強制的に揺動させ、該筒体に付着する塵芥を除去することを特徴とする可搬式排水ポンプ設備の運転方法。

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