JP6216306B2 - Switching device for pumping and pouring water in wells - Google Patents
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Description
本発明は、井戸における揚水及び注水の切換え装置に関するものである。 The present invention relates to switching apparatus pumping and injection in wells.
そこで、従来、当該分野においていかなる公知技術が存するかを調査すると、次の4件が存していることが判明した。 Therefore, when the conventional technologies in the field are investigated, it has been found that the following four cases exist.
このうち、公知技術2及び公知技術3の公知技術は本件発明と特に関係があるものではないから、公知技術1及び公知技術4について比較検討した。
Among these, the
すると、公知技術4は、1本の井管によって揚水と注水をして逆洗を行う目的は同一であるけれども、複数の帯水層に対する逆洗を重視しているものであるから、具体的な構造は全く異なり、また公知技術1は、本発明に係る出願人のものであるところ、発明の目的は同じであってもその構造は複雑であるため、実施化していない。
Then, although the purpose of performing the backwashing by pumping up and pouring water with one well pipe is the same in the known
この公知技術を進歩的に改良した技術が本発明であり、前者の構造が複雑な構造にならざるを得なかった二次元的動作から、三次元的に動作をするように内管体と外管体との間において円環状の上下方向に水が通過する空間をバイバスとして貫通するパイプを使用することによって、比較的簡単な構造の装置にしたものである。 The present invention is a technique obtained by progressively improving this known technique, and the former structure has been changed from a two-dimensional operation, which had to be a complicated structure, to a three-dimensional operation. By using a pipe that penetrates a space through which water passes in the vertical direction between the pipes as a bypass, the apparatus has a relatively simple structure.
本発明は、通常の揚水管を還元目的で逆流させると、ポンプモータに悪影響を与えることから、その逆水流がポンプを通過しないように自動的に切換える弁を具備した装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus having a valve that automatically switches the reverse water flow so that the reverse water flow does not pass through the pump, because a reverse flow of a normal pumping pipe for the purpose of reduction adversely affects the pump motor. And
水井戸のスクリーンは、使用時間とともにバクテリアによる生物的砂による物理的な閉塞方向に進むことから、比湧出量が低下すると、化学的,物理的な改修工事を行い比湧出量を回復させるが、この井戸洗浄のための改修工事は数年に一度程度行われるものであり、頻繁に行われるものではない。 Since the screen of the water well proceeds in the direction of physical blockage due to the biological sand due to bacteria with the use time, when the specific spring rate decreases, chemical and physical renovation work is carried out to restore the specific spring rate. This renovation work for well cleaning is performed about once every few years and not frequently.
即ち、長年の経験から、地下水用井戸のスクリーンに対しては、頻繁に逆洗作業を行う考え方は一般的でなく、目詰まり物質の除去を短時間で実施することが極めて有効であり、物質が付着して生物が活動し繁殖する時間を与えないことが必要である。 That is, based on many years of experience, the concept of frequent backwashing work for groundwater well screens is not common, and it is extremely effective to remove clogging substances in a short time. It is necessary not to allow time for the organisms to attach and act and breed .
また、井戸の用途にもよるが、例えば1日に一回のスクリーン逆洗を夜間の休み時間中に自動運転(シーケンス制御)によって行えば、スクリーンの機能維持に飛躍的な効果が期待できるのは、過去の固定観念にとらわれない考え方といえる。 Also, depending on the use of the well, for example, if screen backwashing once a day is performed by automatic operation (sequence control) during the nighttime break, a dramatic effect can be expected in maintaining the function of the screen. It can be said that the idea is not bound by past stereotypes.
逆洗の水源としては、複数の井戸を並行して揚水する場合には、その確保は簡単かつ確実である。 As a water source for backwashing, when a plurality of wells are pumped in parallel, securing them is simple and reliable.
また、単一の井戸の場合は、逆洗用タンクを設置し、必要に応じて何度も逆洗作用を繰返すことができる。 In the case of a single well, a tank for backwashing can be installed and the backwashing action can be repeated as many times as necessary.
逆洗のための専用の配管は設置せず、揚水管を利用する場合には、本発明に係る還元水用の切換弁装置が最適であり、これによって水中ポンプ部に悪影響を及ぼすことを回避することができる。 When using a pumping pipe without using a dedicated pipe for backwashing, the switching valve device for reducing water according to the present invention is optimal, thereby avoiding adverse effects on the submersible pump section. can do.
また、逆洗の勢いはどれほどあればよいかであるが、公表されている研究資料によっては、逆洗の流速は順方向の流速の2倍以上が望ましいとされているし、スクリーンに詰まった土粒子を2倍の逆流によって押し戻すことが可能であることは、感覚的に理解できるし、内圧のかかる方向はスクリーンの広がる方向であるから、詰まりが除去され易い方向でもある。 Also, how much momentum of backwashing is required, but according to published research materials, it is recommended that the backwashing flow rate is more than twice the forward flow rate, and the screen is clogged. It can be understood sensuously that the soil particles can be pushed back by a double backflow, and the direction in which the internal pressure is applied is the direction in which the screen spreads, so that the clogging is also easily removed.
具体的な数値で考えると、通常時に300(L/min)で揚水している井戸であれば、600(L/min)で逆流させればよい。これは、1.0(m3)を100秒で逆流させる計算になる。ケーシングをφ300とすれば、1.0(m3)の水量はケーシング内の水位を14m押上げることになり、この水頭が最大時で600(L/min)の流速が確保されればよいことになる。スクリーンの損失(抵抗)次第であるが、現実的な数値と思われる。 Considering specific numerical values, if the well is pumped at 300 (L / min) at normal times, it may be backflowed at 600 (L / min). This is a calculation in which 1.0 (m 3 ) flows backward in 100 seconds. If the casing is φ300, the amount of water of 1.0 (m 3 ) will push up the water level in the casing by 14 m, and this water head should have a maximum flow rate of 600 (L / min). become. Although it depends on the loss (resistance) of the screen, it seems to be realistic.
そこで、このような考え方はすべての水井戸に応用可能であるが、手始めに水質が問題となり難い融雪井戸に試験採用して実績を作ることが良策であると考えられる。 Therefore, such a concept can be applied to all water wells, but it is considered to be a good idea to make a test by adopting it in a snowmelt well where water quality is unlikely to be a problem.
本発明は、井戸のケーシング内部において、水中ポンプ部とこれに連通する揚水管との間に切換弁を設置し、この切換弁設置部の外管体には前記水中ポンプ部に通ずる下管部と前記揚水管に通ずる上管部とを設け、前記下管部と上管部とに通ずる内管体の下側部左右両側部には下通水口部を設け、前記外管体と内管体との間に通ずる内管体の中央部左右両側部には上通水口部を設け、前記内管体の上側部左右両側部に設ける内注水口を前記外管体の左右両側部に設ける外注水口に通ずるようにし、前記内管体における前記上通水口部と内注水口との間に隔壁を設け、このように成る内管体の下側部における切換弁の上下作動により揚水と注水(還元)の両作業を1本の井管内で行う装置である。 The present invention provides a switching valve between a submersible pump section and a pumping pipe communicating with the submersible pump section inside a casing of a well, and a lower pipe section communicating with the submersible pump section in an outer tube body of the switching valve installation section. wherein the upper tube portion leading to lifting pipe provided in the lower side right and left side portions of the inner tube communicating with said lower pipe portion and the upper pipe portion provided Mizuguchi unit-passing, the outer tube body and the inner tube and the central portion left and right side portions of the inner tube leading between the body provided Mizuguchi portion upper through, providing the inner water inlet provided in the upper portion right and left side portions of the inner tube on the left and right side portions of the outer tubular body as leading to outsource Mizuguchi, a partition wall between said upper through water outlet portion and the inner injection port is provided in the inner tube member, and pumped by the vertical operation of the switching valve which definitive under side of the inner tube body formed in such It is a device that performs both water injection (reduction) operations within a single well .
還元井の機能維持のためには、頻繁に行う揚水及び注水の切換え作業を比較的簡単な装置によって提供することができるようになる。 In order to maintain the function of the reduction well, it is possible to provide a relatively simple device for switching between pumping and pouring water frequently performed .
通常の水井戸においては、スクリーンの目詰まりが深刻な問題であるところ、切換弁の設置によって逆洗作業を簡単かつ迅速に実施することができるようになる。 In a normal water well, clogging of the screen is a serious problem, and the backwashing operation can be performed easily and quickly by installing a switching valve.
本装置の内管体で使用する切換弁が特に球形体である場合は、その弁座も球形体と同じ曲率の球面にすれば、球形弁はどのように回転しても弁座に密着することになるから、円盤形切換弁の場合のように軸杆は不要となる。 When the switching valve used in the inner tube of this device is a spherical body, if the valve seat is also a spherical surface with the same curvature as the spherical body, the spherical valve will adhere to the valve seat no matter how it rotates. As a result, the shaft rod is not required as in the case of the disc type switching valve.
本発明にあっては、揚水管と注水管とに分けたケーシングを併設せず、1本のケーシング内で兼用することができるものであるから、通常の井戸においてスクリーンの逆洗を容易に実施することができるようにするのである。 In the present invention, since the casing divided into the pumping pipe and the water injection pipe is not provided, the screen can be easily backwashed in a normal well because it can be used in one casing. To be able to do it.
通常の揚水管を還元目的で逆流させると、水中ポンプ部に悪影響を生ずるので、水流が水中ポンプ部を通過しないように自動的に切換える。 If the normal pumping pipe is made to flow backward for the purpose of reduction, the submersible pump section is adversely affected, and the water flow is automatically switched so as not to pass through the submersible pump section.
ポンプを起動して揚水すると、吐出圧によって切換弁は内管体内部を上昇し、下側部の下通水口部から外管体内部に入って、揚水管に戻って上昇する。(図2・図4参照) When pumping up and pumping up, the switching valve ascends inside the inner tube by discharge pressure, enters the inside of the outer tube from the lower water inlet of the lower part, rises back to the pump. (See Figures 2 and 4)
逆に、注水時には切換弁が降下し、水中ポンプ部には流れず、ケーシング内部を通って外出する。(図3・図5参照) On the contrary, the switching valve descends at the time of water injection and does not flow to the submersible pump part but goes out through the inside of the casing. (See Figures 3 and 5)
球形切換弁にあっては、内管体内をどのように回転しても弁座に対し密着状態を保持することができる。(図4(E)・図5(G)参照) In the spherical switching valve, it is possible to maintain a close contact state with the valve seat no matter how the inner tube is rotated. (See Fig. 4 (E) and Fig. 5 (G))
図面に示す井戸の深度は150mの例で、井戸の口径は250Aである。 The depth of the well shown in the drawing is an example of 150 m, and the diameter of the well is 250A.
1はケーシングで、このケーシング内部には、本発明に係る水中ポンプ部2とこれに連通する揚水管3との間に後記切換弁4,16を設置する。
図2及び図3は円盤形の切換弁4を設置した実施例を示したものである。
2 and 3 show an embodiment in which a disc-
図4及び図5は球形の切換弁16を設置した実施例を示したものである。
4 and 5 show an embodiment in which a
図2及び図3において、4は後記内管体8の下側部においてその底面部との間に軸杆14を介して上下調整作動するように設けた円盤形切換弁で、この円盤形切換弁の上下位置への切換え調整によって、1本のケーシング内において揚水と注水との切換え作業を行うことになる。この円盤形切換弁の作用は、前述したとおりである。
2 and 3,
5は前記円盤形切換弁4部における正面視(図2(A))の外管体で、この外管体の底面部には前記水中ポンプ部2に通ずる下管部6を設け、また外管体の平面部には前記揚水管3に通ずる上管部7を設ける。
8は前記外管体5内の中央部に設ける前記下管部6と上管部7と同口径に成る内管体で、この内管体の下側部における正面視(図2(A))の左右両側部には下通水口部9,9を設け、この下通水口部は前記外管体5と内管体8との間に通じて内管体の上側部の左右両側部に設ける上通水口部10,10に通ずるように成る。前記内管体8は、その下管部6から上管部7に至るまで一体の管体構造に成る。
11,11は前記内管体8の平面視(図2(B))の中央部左右両側部に設ける内注水口で、この内注水口は前記外管体5の左右両側部に設ける外注水口12,12に通ずるように成る。
13は前記内管体8における前記上通水口部10,10と内注水口11,11との間の内部に設けた隔壁で、この隔壁によって内管体8の内空間部17を形成する。
15,15,15,15は前記内管体8の内空間部17における前記円盤形切換弁4の上下作動室に設けた弁座で、円盤形切換弁はこの上下弁座の間隔範囲内を上下方向に作動する。
15, 15, 15, 15 are valve seats provided in the upper and lower working chambers of the disc-
16は前記円盤形切換弁4に代わる球形切換弁であり、この球形切換弁は内管体8の内空間部17における上下弁座15,15,15,15への切換え調整によって、1本のケーシング内において揚水と注水との切換え作業を行うことは、前記円盤形切換弁4の場合と同じである。
この球形切換弁16の揚水時の状態は図4(E)(F)に示し、注水時の状態は図5(G)(H)で示しているから、その状態は矢印を見れば明らかである。
The state of the
1 ケーシング
2 水中ポンプ部
21 ポンプ
22 ストレーナ
23 水中モータ
3 揚水管
4 円盤形切換弁
5 外管体
6 下管部
7 上管部
8 内管体
9,9 下通水口部
10,10 上通水口部
11,11 内注水口
12,12 外注水口
13 隔壁
14 軸杆
15,15,15,15 弁座
16 球形切換弁
17 内管体の内空間部
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