JP6688123B2 - 排水ポンプ設備および排水方法 - Google Patents

Description

本発明は、底部に流入水路を備えた立坑の水を排水する排水ポンプ設備および排水方法に関する。

近年、底部に流入水路を備えた深い立坑の排水ポンプや残水排水ポンプのように高揚程の排水設備が増えている。しかし、そのような設備では実揚程の変動が大きく、ポンプの運転範囲が広くなると共に、単機ではポンプ容量（出力）が非常に大きくなったり、設備全体も含めて特殊設計が必要になることがあり、製作や運用などのコストが増大し不経済である。

かかる問題への対策として、例えば、複数の低揚程のポンプを直列に、上流側のポンプの排水口が下流側のポンプの吸水口に水密に接続されるよう配置することで、高揚程に対応する方法がある（特許文献１）。

特開昭６０−２２８７９７号公報

しかし、前記従来の方法は貯水槽等における大きな水位変動への対応を目的とするものである。また、この方法では各ポンプの吐出量が安定せず、大きな振動や騒音が発生し、場合によってはキャビテーションの発生やポンプ原動機が過負荷運転状態となるなどの問題がある。そのため、各ポンプの吐出量を制御する必要があるが、複雑で高価な制御装置が必要となり、信頼性も低下する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、複雑な制御を用いることなく安定した経済的な排水を行うことが可能な排水ポンプ設備および排水方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、底部に流入水路を備えた立坑に設置する排水ポンプ設備であって、鉛直方向に下から上へと並ぶように配置された複数の排水ポンプと、鉛直方向に設置高さの異なる２台の排水ポンプの間に設けられ、かつ開放された、中間水槽と、を備え、前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向下側かつ上流側の排水ポンプの排水口と、前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプの吸水口とが、同一の前記中間水槽に接続されている、排水ポンプ設備が提供される。
この構成によれば、複雑な制御を用いることなく安定した排水を行うことが可能である。

前記中間水槽は、前記立坑内に開放された開口を備え、前記中間水槽から溢れた排水が前記開口を通じて前記立坑内に排出されるように構成されているのが望ましい。
この構成によれば、ポンプの流量制御を単純化させることができる。

前記２台の排水ポンプのうち上流側の排水ポンプの吐出量は、前記２台の排水ポンプのうち下流側の排水ポンプの吐出量よりも大きくなるように設定されているのが望ましい。
この構成によれば、常に一定水位が保たれることから、下流側ポンプの運転を安定させるとともに、中間水槽の容量を小さくできる。吐出量が同じ場合には、余裕を取って中間水槽の容量を大きくする必要がある。

中間水槽の鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプの吸水口端面の中心を基準とした中間水槽の設計上の水面の高さが１．５ｄ以上であるのが望ましい。ここで、ｄは前記排水ポンプの排水口の直径（配管径）をいう。
この構成によれば、排水ポンプによる排水をより確実に行うことができる。

前記立坑内の水位を検知する検知手段を備え、鉛直方向に最上部にある前記排水ポンプを除く前記排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が上昇する時に運転を停止する水位である運転停止水位が定められており、前記運転停止水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、前記複数の排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が低下する時に運転を開始する水位である低下時運転開始水位が定められており、前記低下時運転開始水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、前記複数の排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が上昇する時に運転を開始する水位である上昇時運転開始水位が定められており、前記上昇時運転開始水位は、前記運転停止水位のいずれよりも低く、前記排水ポンプは、前記検知手段の検知した水位に基づいて運転を停止すると共に、前記検知手段の検知した水位に基づいて運転を開始するのが望ましい。
この構成によれば、高水位時に不必要な排水ポンプの運転を停止でき、エネルギー効率を向上できる。また、水位低下に伴い動作が必要となる排水ポンプの運転を順次に開始でき、エネルギー効率を向上できる。また、水位上昇時に必要な排水ポンプの運転を一斉に開始できる。

同一の前記中間水槽に複数の前記排水ポンプの吸水口が接続されることで、同一の前記中間水槽の水が複数の前記排水ポンプにより排水されるのが望ましい。
この構成によれば、一部の排水ポンプが故障しても、残りの排水ポンプが動作することで、排水を継続できる。よって排水ポンプ設備の信頼性を向上することができる。

また、本発明の別の態様によれば、底部に流入水路を備えた立坑の水を排水する排水方法であって、鉛直方向に設置高さの異なる２台の排水ポンプのうち鉛直方向下側かつ上流側の排水ポンプを用いて、前記立坑内の水を、中間水槽に排出し、ここで前記中間水槽は、前記２台の排水ポンプの間に設けられ、かつ、開放されており、前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプを用いて、前記中間水槽内の水を排水する、排水方法が提供される。

本発明によれば、複雑な制御を用いることなく安定した排水を行うことが可能である。

第１実施形態に係る排水ポンプ設備１００を側方から見た模式断面図 第１実施形態の第１変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図 第１実施形態の第２変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図 第１実施形態の第３変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図 第１実施形態の第４変形例に係る中間水槽３０ａの側方模式断面図 第１実施形態の第５変形例に係る中間水槽内水位の模式図 第２実施形態に係る排水ポンプ設備２００を側方から見た模式断面図 第３実施形態に係る排水ポンプ設備３００を側方から見た模式断面図

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る排水ポンプ設備１００を側方から見た模式断面図である。
排水ポンプ設備１００は、底部に流入水路９２を備えた立坑９０に設置される排水ポンプ設備である。

「底部」とは、立坑の上端がなす開口が流入水路に含まれないことを意味する。流入水路の出口は、立坑の側壁ないし底面に形成されうる。例えば、立坑の底から、立坑の深さの３分の２より低い高さの位置に流入水路が形成されていてもよい。立坑の底から、立坑の深さの半分より低い高さの位置に流入水路が形成されていてもよい。立坑の底から、立坑の深さの３分の１より低い高さの位置に流入水路が形成されていてもよい。ここでいう「位置」とは流入水路の出口の中央部分の位置を意味する。なお、流入水路の大きさ、形状は特に限定されない。

排水ポンプ設備１００は、複数の排水ポンプ１０，２０と、中間水槽３０と、を備えている。

複数の排水ポンプ１０，２０は、鉛直方向に下から上へと並ぶように配置されている。図１に示す例では、鉛直方向に下から上へと順次、排水ポンプ１０と排水ポンプ２０とが配置されている。一部の排水ポンプが同一の高さに設置されてもよく、「鉛直方向に下から上へと並ぶ」とはかかる態様を含む。

複数の排水ポンプ１０，２０は、同一の型式であってもよいし、互いに異なる型式であってもよい。排水ポンプとしては、水中ポンプとすることができる。水中ポンプの型式としては、例えば、軸流ポンプ、斜流ポンプ、渦巻斜流ポンプ等とすることができる。

中間水槽３０は、鉛直方向に設置高さの異なる２台の排水ポンプの間に設けられている。かつ、中間水槽３０は、開放されている。図１に示す例では、中間水槽３０は、排水ポンプ１０と排水ポンプ２０との間に設けられている。より具体的には、中間水槽３０は、中間水槽３０に水を排出する排水ポンプ１０と略同じかそれよりも高く、中間水槽３０から水を吸い込む排水ポンプ２０と略同じかそれより低い位置に設けられている。図１に示す例では、中間水槽３０と排水ポンプ２０とは略同じ高さに設けられている。中間水槽３０の鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプ２０の吸水口２２端面の中心を基準とした中間水槽３０の設計上の水面の高さが１．５ｄ以上であってもよい。ここで、ｄとは排水ポンプ２０の排水口２２の直径（配管径）をいう。

中間水槽３０が「開放されている」とは、排水ポンプによる排水経路の外部に向かって開放されていることを言う。図１に示す例では、中間水槽３０は立坑内部に開放されている。中間水槽３０は大気開放され、立坑内部に溢水されるよう構成されていてもよい。中間水槽３０の個数は１個でなくてもよく、特に限定されない。中間水槽３０は、土木一体構造（コンクリート構造）であってもよいし、鋼製タンクを設置してもよい。中間水槽３０の平面形状は特に限定されず、例えば、長方形、正方等の矩形としてもよい、略円形であってもよい。中間水槽３０の天面には、格子またはバースクリーン状の安全板が設置されていてもよい。かかる構成は、ゴミの吸込防止および渦防止に有効である。

２台の排水ポンプ１０，２０のうち鉛直方向下側かつ上流側の排水ポンプ１０の排水口（吐出管１４の出口１６）と、２台の排水ポンプ１０，２０のうち鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプ２０の吸水口２２とが、同一の中間水槽３０に接続されている。図１に示す例では排水ポンプは２台が２段に設置されているが、３台が３段に設置されてもよいし、４台以上が４段以上に設定されてもよい。

以上のように構成された排水ポンプ設備１００の動作について説明する。流入水路から水が流入し、吸込水槽９５に一定量の水が滞留すると、排水ポンプ１０、２０の運転が開始される。

排水ポンプ１０は、吸込水槽９５内の水をくみ上げ、吐出管１４を通じて出口１６から中間水槽３０へと排出する（流量＝Ｑ１）。排水ポンプ２０は、中間水槽３０内の水をくみ上げ、吐出管２４を通じて吐出水槽（図示せず）へと排出する（流量＝Ｑ２）。中間水槽３０は、上部に開口３２が設けられており、余分な水はオーバーフロー（Ｑ３）して再び吸込水槽９５に戻る。流量が安定していれば、Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３となる。

本実施形態では、上段（下流側）の排水ポンプ２０が、下段（上流側）の排水ポンプ１０から直接的に水の供給を受けるのではなく、開放された中間水槽３０を介して間接的に水の供給を受ける。言い換えれば、上段（下流側）の排水ポンプ２０の吸水口と、下段（上流側）の排水ポンプ１０の排水口とが、水密には接続されていない。よって、排水ポンプ２０は、立坑内水位の変化（実揚程の変化）に伴う排水ポンプ１０の送水量変動に関わりなく、安定して運転することが可能となる。

低揚程のポンプを直列かつ直接的に（途中の経路を外部に開放せずに、水密に）接続する場合、吸込水槽水位の変動等に伴い、排水ポンプの排水量Ｑ１、Ｑ２が変化する。製作・製造上の誤差などにより、寸分違わぬ同じ性能を有したポンプを製作することも不可能である。このため、Ｑ１とＱ２とで水量変化（運転点の変化）に時間差が発生し、どちらのポンプの運転も安定しない。安定化のためには、時間変化に対応して複雑な流量制御等（回転数制御等）を行う必要がある。

例えば、仮に吸水水槽の水位が低下し、排水量が減少する場合、一時的にＱ１（＝Ｑ１’）＜Ｑ２となる。その後、Ｑ２は、Ｑ１’へと低下しようとする。一方、排水ポンプ１０は排水ポンプ２０（排水量Ｑ２）により引っ張られることになる。よって、Ｑ１はＱ２へと上昇しようとする。これが繰り返されて、どちらの排水ポンプ１０、２０の運転も安定しない。吸込水槽９５の水位変動もある。よって、各々のポンプの運転点の変動幅が大きくなり、運転点のハンチングが発生する。場合によっては、過小流量や過大流量での運転となり、大きな振動、騒音を発生させるおそれがある。

本実施形態によれば、各ポンプを単純に直列接続するのではなく一端縁を切ることにより、各ポンプが互いに影響を及ぼさなくなる。よって、複雑な制御を必要とせずに、高揚程の排水を実現できる。

図１に例示されるように、排水ポンプ１０の吐出管１４の出口末端は、中間水槽３０の水面Ｌ１より低い位置まで伸ばし、サイホン形状としてもよい。排水ポンプ１０の容量（実揚程）を小さくすることができる。また、中間水槽３０の水位変動がほぼないため、排水ポンプ１０の運転点が安定する。

［変形］
図１に例示されるように、吐出管１４には、逆止弁１８が設けられていてもよい。排水ポンプ２０の吐出管２４にも、逆止弁２８が設けられていてもよい。

図１に例示されるように、中間水槽３０は、立坑９０内に開放された開口３２を備え、中間水槽３０から溢れた排水が開口３２を通じて立坑９０内に排出されるように構成されていてもよい。開口は配管として構成され、溢れた水が該配管を通じて下方へ流下するように構成してもよい。中間水槽が複数設けられる場合には、中間水槽から溢れた排水が鉛直下側の中間水槽へと流入するように構成されてもよい。

２台の排水ポンプ１０，２０のうち上流側の排水ポンプ１０の吐出量Ｑ１は、２台の排水ポンプ１０，２０のうち下流側の排水ポンプ２０の吐出量Ｑ２よりも大きくなるように設定されていてもよい。これにより中間水槽３０をコンパクトにすること（小型化）ができる。また、排水時に中間水槽３０の水位が低下することによる排水ポンプ２０への給水不良を抑制できる。

２台の排水ポンプ１０，２０のうち上流側の排水ポンプ１０の吐出量が、２台の排水ポンプ１０，２０のうち下流側の排水ポンプ２０の吐出量よりも大きくなるように設定するための方法は特に限定されない。具体的には例えば、設計上の容量（吐出量）が異なるポンプを使用する、実揚程に差をつける（ｈ２＞ｈ１）、管路損失に差をつける等の方法が採用し得る。

立坑９０内の水位を検知する検知手段（図示せず）を備えてもよい。この場合において、鉛直方向に最上部にある排水ポンプを除く排水ポンプのそれぞれについて、立坑９０内の水位が上昇する時に運転を停止する水位である停止水位が定められており、停止水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、排水ポンプは、検知手段の検知した水位に基づいて運転を停止してもよい。

図１に示す例に基づいてより具体的に説明すれば、鉛直方向に最上部にある排水ポンプ２０を除く排水ポンプ１０について、立坑９０内の水位が上昇する時に運転を停止する水位である停止水位はＬ１とされている。立坑９０内の水位がＬ１より高いときは、排水ポンプ１０の運転は停止されている。また立坑９０内の水位がＬ１より高くなったときにも排水ポンプ１０の運転が停止される。排水ポンプ１０が動作しなくても、排水ポンプ２０が動作することで、立坑９０の適切な排水が可能だからである。Ｌ１の高さは、中間水槽３０の最大水位と同じ高さとすることができる。

複数の排水ポンプ１０，２０のそれぞれについて、立坑９０内の水位が低下する時に運転を開始する水位である低下時運転開始水位が定められており、低下時運転開始水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、排水ポンプは、検知手段の検知した水位に基づいて運転を開始してもよい。

図１に示す例に基づいてより具体的に説明すれば、排水ポンプ２０の動作により排水が進行し、立坑９０内の水位が低下して低下時運転開始水位Ｌ１以下になると、排水ポンプ１０の運転が開始される。これにより、中間水槽３０内の水位が過度に低下して排水ポンプ２０に給水不足が発生することが抑制される。
なお、図１に示す例では停止水位と低下時運転開始水位とが同一の高さとされていたが、両者が異なる高さであってもよい。

複数の排水ポンプ１０，２０のそれぞれについて、立坑９０内の水位が上昇する時に運転を開始する水位である上昇時運転開始水位が定められており、上昇時運転開始水位は、運転停止水位のいずれよりも低く、かつ、排水ポンプの位置によらず一定とされ、排水ポンプは、検知手段の検知した水位に基づいて運転を開始してもよい。

図１に示す例に基づいてより具体的に説明すれば、上昇時運転開始水位はＬ２であり、流入水路９２から立坑９０の底部に形成される吸込水槽９５へと水が流入して水位がＬ２を超えると、排水ポンプ１０，２０のそれぞれが一斉に運転を開始する。Ｌ２はＬ１よりも低くなっている。

具体的には、水位がＬ２以上Ｌ１未満の時は、排水ポンプ１０、２０の両方を動作させてもよい。水位がＬ１以上の時は、排水ポンプ２０のみを動作させ、排水ポンプ１０は停止させてもよい。

吐出管１４、２４の内部が空になっている状態で排水ポンプ１０、２０を始動すると、一時的に大水量運転となる。吐出管１４、２４の空気を抜くための空気抜き管ないし空気抜き弁が必要となる。ポンプの過大水量運転を避け、空気抜きの必要性を低減するため、吐出管１４、２４に逆流防止弁（逆止弁）を設けることが望ましい。設置位置は、特に限定されない。

［第１変形例］
図２は、第１実施形態の第１変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図である。なお、中間水槽３０周囲以外の構成については第１実施形態において図１を参照しつつ説明した構成と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

図２に例示するように、第１変形例では、同一の中間水槽３０に複数の排水ポンプ２０ａ、２０ｂの吸水口が接続されることで、同一の中間水槽３０の水が複数の排水ポンプ２０ａ、２０ｂにより排水される。排水ポンプ２０ａ、２０ｂは、排水ポンプ２０と同様とすることができる。排水ポンプ２０ａ、２０ｂは、互いに型式、仕様などが同一であってもよいし、異なっていてもよい。

図２に例示するように、同一の中間水槽３０に複数の排水ポンプ１０ａ、１０ｂの排水口が接続されることで、中間水槽３０の下段（吸込水槽９５であってもよいし、他の中間水槽であってもよい）に貯留されている水が複数の排水ポンプ１０ａ、１０ｂにより中間水槽３０へと送水されてもよい。排水ポンプ１０ａ、１０ｂは、排水ポンプ１０と同様とすることができる。排水ポンプ１０ａ、１０ｂは、互いに型式、仕様などが同一であってもよいし、異なっていてもよい。

従来の直列運転では、一つのポンプが故障すると、他のポンプが健全であっても、排水が不可能となる。本変形例によれば、複数の排水ポンプのいずれかが故障したり、性能低下をしたりしても、他の排水ポンプとの相互運転が可能であるため、排水を継続することが可能である。よって、排水ポンプ設備の信頼性を向上することができる。
本変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。

［第２変形例］
図３は、第１実施形態の第２変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図である。なお、中間水槽３０周囲以外の構成については第１実施形態において図１を参照しつつ説明した構成と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

図３に例示するように、第２変形例では、排水ポンプ１０の吐出管１４ａの出口末端１６ａが、中間水槽３０の側壁部を貫通して中間水槽３０の内部に接続されている。かかる構成でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

なお、中間水槽３０に溜まる土砂等による目詰まりに配慮し、吐出管１４ａの出口末端１６ａは、中間水槽３０の底部より少し高い位置に設置されるのが望ましい。
本変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。

［第３変形例］
図４は、第１実施形態の第３変形例に係る中間水槽３０の側方模式断面図である。なお、中間水槽３０周囲以外の構成については第１実施形態において図１を参照しつつ説明した構成と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

図４に例示するように、第３変形例では、排水ポンプ１０の吐出管１４ｂの出口末端１６ｂが、中間水槽３０の底部を貫通して中間水槽３０の内部に接続されている。かかる構成でも第１実施形態と同様な効果が得られる。

なお、中間水槽３０に溜まる土砂等による目詰まりに配慮し、吐出管１４ｂの出口末端１６ｂは、中間水槽３０の底部より少し高い位置に設置されるのが望ましい。
本変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。

［第４変形例］
図５は、第１実施形態の第４変形例に係る中間水槽３０ａの側方模式断面図である。なお、中間水槽３０ａ周囲以外の構成については第１実施形態において図１を参照しつつ説明した構成と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

図５に例示するように、第４変形例では、中間水槽３０ａに設置された排水ポンプ２０の吐出管２４が略水平方向に延び、立坑９０の側壁を貫通して立坑９０の外部へと導き出されている［特徴１］。

また、第４変形例では、排水ポンプ２０の吸水口２２ａの形状がベンド型とされている。ベンド部は鋼製ライナーを設置し、周囲をコンクリートで巻くことにより構成され、排水ポンプ２０はその上に設置される［特徴２］。
特徴１および特徴２のいずれか一方のみであってもよい。

かかる構成では、空気の吸込がベンドにより抑制されることから、中間水槽３０ａを図１に示す構成よりも小さくすることができる。また、Ｌ１を図１よりも低くすることができ、下段の排水ポンプの全揚程を下げることができる。
中間水槽３０ａの壁の高さを更に下げたい場合には、空気吸込渦が発生しないように、中間水槽３０ａの頂端開放部の一部に渦防止板（蓋）を設置してもよい。
本変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。

［第５変形例］
図６は、第１実施形態の第５変形例に係る中間水槽内水位の模式図である。なお、中間水槽３０周囲以外の構成については第１実施形態において図１を参照しつつ説明した構成と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

ＬＭ１は排水ポンプ１０が停止する中間水槽内水位である。ＬＭ２は排水ポンプ１０が始動する中間水槽内水位である。ＬＭ１はＬ１よりも低い。ＬＭ_minは最低可能運転水位である。

第５変形例では、中間水槽３０内の水位を計測する水位センサ（図示せず）を備えている。水位センサとしては、例えば電極式または圧力式などのレベルスイッチとすることができる。該水位センサの検出結果に基づいて、中間水槽３０内の水位が常に最低可能運転水位ＬＭ_minを上回るように排水ポンプ１０の運転を制御する。すなわち、例えば、中間水槽３０内の水位がＬＭ２以下となったら排水ポンプ１０の運転を開始し、中間水槽３０内の水位がＬＭ１以上となったら排水ポンプ１０の運転を停止する。
かかる構成では、オーバーフローが抑制されることで、エネルギー効率が更に向上される。
本変形例においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る排水ポンプ設備２００を側方から見た模式断面図である。第２実施形態では、立坑が、隔壁９７により水貯留部９４とドライエリア９６に分かれており、排水ポンプ等の電気設備がドライエリア９６に設置されている点で第１実施形態と異なっている。

排水ポンプ設備２００では、排水ポンプ１０、２０がドライエリア９６の内部に配置されている。排水ポンプ１０は陸上ポンプであってもよいし水中ポンプとしてもよい。ポンプの型式、電動機の設置高さは特に限定されない。ポンプとしては、立軸（渦巻斜流ポンプ、横軸（渦巻斜流ポンプ）などが用いられてもよい。１床式であってもよいし、多床式（２床式以上）であってもよい。

排水ポンプ１０の吸水口には吸水管１１が取り付けられている。吸水管１１は隔壁９７を貫通しており、吸水管１１の入口１３は水貯留部９４内へと接続されている。すなわち、入口１３は排水ポンプ１０の吸水口となる。吸水管１１には吸込弁（開閉弁）が設けられている。

排水ポンプ１０の排水口には吐出管１５が取り付けられている。吐出管１５は隔壁９７を貫通しており、吐出管１５の出口１７は中間水槽３０内へと接続されている。すなわち、出口１７は排水ポンプ１０の排水口となる。吐出管１５には吐出弁（開閉弁）および逆止弁が設けられている。

排水ポンプ２０の吸水口には吸水管２１が取り付けられている。吸水管２１は隔壁９７を貫通しており、吸水管２１の入口２３は中間水槽３０内へと接続されている。すなわち、入口２３は排水ポンプ２０の吸水口となる。吸水管２１には吸込弁（開閉弁）が設けられている。

排水ポンプ２０の排水口には吐出管２５が取り付けられている。吐出管２５は吐出水槽（図示せず）へと接続されている。吐出管２５には吐出弁（開閉弁）および逆止弁が設けられている。

図７に例示されるように、排水ポンプ１０の吐出管１５の出口末端は、中間水槽３０の水面Ｌ１より低い位置まで伸ばし、サイホン形状としてもよい。排水ポンプ１０の容量（実揚程）を小さくすることができる。また、中間水槽３０の水位変動がほぼないため、排水ポンプ１０の運転点が安定する。

中間水槽３０は、第１実施形態と同様とすることができる。図７に示す例では、中間水槽３０は水貯留部９４の内部に開放されている。中間水槽３０は大気開放されていてもよい。中間水槽３１から溢れた水（オーバーフローＱ３）は、開放された上部開口を通じて、水貯留部９４（吸込水槽９５）へと戻る。中間水槽３０の個数は１個でなくてもよく、特に限定されない。中間水槽３０は、土木一体構造（コンクリート構造）であってもよいし、鋼製タンクを設置してもよい。中間水槽３０の平面形状は特に限定されず、例えば、長方形、正方等の矩形としてもよい、略円形であってもよい。

中間水槽３０と吐出管１５との関係は、第１実施形態と同様の変形が可能である。具体的には例えば、吐出管１５が中間水槽３０の側壁部を貫通していてもよいし（図３：第２変形例）、吐出管１５が中間水槽３０の底部を貫通していてもよい（図４：第３変形例）。なお、中間水槽３０に溜まる土砂等による目詰まりに配慮し、吐出管１５の出口１６末端は、中間水槽３０の底部より少し高い位置に設置されるのが望ましい。

第２実施形態においても、水位がＬ２以上Ｌ１未満の時は、排水ポンプ１０、２０の両方を動作させてもよく、水位がＬ１以上の時は、排水ポンプ２０のみを動作させ、排水ポンプ１０は停止させてもよい。

以上に説明した構成を除き、第２実施形態に係る排水ポンプ設備２００は、第１実施形態に係る排水ポンプ設備１００と同一の構成とすることができる。よって、図１と図７とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。動作についても、第１実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。
第２実施形態によれば、排水ポンプをドライエリアに配置することで、電気機器類の防水対策がより容易となる。
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。第２実施形態においても、第１〜第５変形例が適用可能である。

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る排水ポンプ設備３００を側方から見た模式断面図である。第３実施形態では、中間水槽３１がドライエリア９６に設置されている点で第２実施形態と異なっている。

中間水槽３１は、ドライエリア９６側に設置されている。中間水槽３１と水貯留部９４との間には、隔壁９７を貫通するように連通管３３が設けられており、連通管３３を通じて開放されている。中間水槽３１から溢れた水（オーバーフローＱ３）は、連通管３３を通じて水貯留部９４（吸込水槽９５）へと戻る。連通管３３は、隔壁９７を貫通する連通孔であってもよい。

中間水槽３１の個数は１個でなくてもよく、特に限定されない。中間水槽３１は、土木一体構造（コンクリート構造）であってもよいし、鋼製タンクを設置してもよい。中間水槽３１の平面形状は特に限定されず、例えば、長方形、正方等の矩形としてもよい、略円形であってもよい。

排水ポンプ１０の排水口には吐出管１５が取り付けられている。吐出管１５の出口１９は中間水槽３１内へと接続されている。すなわち、出口１９は排水ポンプ１０の排水口となる。吐出管１５には吐出弁（開閉弁）および逆止弁が設けられている。

排水ポンプ２０の吸水口には吸水管２１が取り付けられている。吸水管２１は中間水槽３１の壁を貫通しており、吸水管２１の入口２３は中間水槽３１内へと接続されている。すなわち、入口２３は排水ポンプ２０の吸水口となる。吸水管２１には吸込弁（開閉弁）が設けられている。

以上に説明した構成を除き、第３実施形態に係る排水ポンプ設備３００は、第２実施形態に係る排水ポンプ設備２００と同一の構成とすることができる。よって、図７と図８とで共通する構成要素については、同一の名称および符号を付して詳細な説明を省略する。動作についても、第２実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明を省略する。

第３実施形態では、上段（下流側）の排水ポンプ２０を設置する床面に中間水槽３１を設置することができる。吸込水槽９５の土木構造を簡素化できる。中間水槽３１を鋼製のタンクとすることもでき、この場合にはコストも低減できる。排水ポンプをドライエリアに配置することで、電気機器類の防水対策もより容易となる。
第３実施形態においても、第１実施形態と同様の変形が可能である。第３実施形態においても、第１〜第５変形例が適用可能である。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１０、２０ 排水ポンプ
１１、２１ 吸水管
１２、２２ 吸水口
１３、２３ 入口
１４、１５、２４、２５ 吐出管
１６、１７、１９ 出口
１８、２８ 逆止弁
３０、３１ 中間水槽
３２ 開口
３３ 連通管
９０ 立坑
９２ 流入水路
９４ 水貯留部
９５ 吸込水槽
９６ ドライエリア
９７ 隔壁
１００、２００、３００ 排水ポンプ設備

Claims (7)

1. 底部に流入水路を備えた立坑に設置する排水ポンプ設備であって、
   鉛直方向に下から上へと並ぶように配置された複数の排水ポンプと、
   鉛直方向に設置高さの異なる２台の排水ポンプの間に設けられ、かつ上部に設けられた開口によって開放された、中間水槽と、を備え、
   前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向下側かつ上流側の排水ポンプの排水口と、前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプの吸水口とが、同一の前記中間水槽に接続されている、
   排水ポンプ設備。
2. 前記中間水槽は、前記中間水槽から溢れた排水が前記開口を通じて前記立坑内に排出されるように構成されている、請求項１に記載の排水ポンプ設備。
3. 前記２台の排水ポンプのうち上流側の排水ポンプの吐出量は、前記２台の排水ポンプのうち下流側の排水ポンプの吐出量よりも大きくなるように設定されている、請求項１または２に記載の排水ポンプ設備。
4. 中間水槽の鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプの吸水口端面の中心を基準とした中間水槽の設計上の水面の高さが１．５ｄ以上であり、
   ここで、ｄは前記排水ポンプの排水口の直径をいう、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の排水ポンプ設備。
5. 前記立坑内の水位を検知する検知手段を備え、
   鉛直方向に最上部にある前記排水ポンプを除く前記排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が上昇する時に運転を停止する水位である停止水位が定められており、
   前記停止水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、
   前記複数の排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が低下する時に運転を開始する水位である低下時運転開始水位が定められており、
   前記低下時運転開始水位は、鉛直方向に上側にある排水ポンプに対応するものほど高く設定され、
   前記複数の排水ポンプのそれぞれについて、前記立坑内の水位が上昇する時に運転を開始する水位である上昇時運転開始水位が定められており、
   前記上昇時運転開始水位は、運転停止水位のいずれよりも低く、
   前記排水ポンプは、前記検知手段の検知した水位に基づいて運転を停止すると共に、前記検知手段の検知した水位に基づいて運転を開始する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の排水ポンプ設備。
6. 同一の前記中間水槽に複数の前記排水ポンプの吸水口が接続されることで、同一の前記中間水槽の水が複数の前記排水ポンプにより排水される、請求項１ないし５のいずれかに記載の排水ポンプ設備。
7. 底部に流入水路を備えた立坑の水を排水する排水方法であって、
   鉛直方向に設置高さの異なる２台の排水ポンプのうち鉛直方向下側かつ上流側の排水ポンプを用いて、前記立坑内の水を、中間水槽に排出し、
   ここで前記中間水槽は、前記２台の排水ポンプの間に設けられ、かつ、上部に設けられた開口によって開放されており、
   前記２台の排水ポンプのうち鉛直方向上側かつ下流側の排水ポンプを用いて、前記中間水槽内の水を排水する、
   排水方法。

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