JPH11193800A - 揚水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下タンク等の構造物の底部に貯留する地下
水等の液体を、内部を損傷させることなく、簡略的な装
置にて極めて良好に揚水する。 【解決手段】 構造物２内に上下方向にわたって配設さ
れた揚水管３と、揚水管３の下端部近傍に接続された導
入管４と、揚水管３の端部が接続された気液分離槽５
と、気液分離槽５に接続された排気管６と、排気管６に
設けられた真空ポンプ７と、導入管４の開口端部に設け
られた電磁制御弁８と、電磁制御弁８及び真空ポンプ７
を制御する制御部とから揚水装置１を構成する。真空ポ
ンプ７を作動させた状態にて、電磁制御弁８を閉鎖して
揚水管３内に液体を吸い上げさせる揚水工程と、揚水管
３内に液体が吸い上げられた状態にて、電磁制御弁８を
開放して揚水管３の下端部から空気を流入させ、空気に
よって揚水管３内の液体を押し上げさせる押上工程とを
繰り返し行い、液体を断続的に汲み上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば地下タン
ク等を構築するにあたり、その躯体内に貯まった地下水
を汲み上げたり、あるいは井戸等の小口径かつ大深度の
構造物内に貯留した液体を汲み上げる揚水装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＬＮＧ地下タンクとしては、タ
ンクを支持する安定した床付地盤上に構築される自重・
液圧・ガス圧・水圧・温度荷重等に対抗できる鉄筋コン
クリート造の躯体、この躯体上部を覆う屋根、液気密性
を保つためのシール材としてのメンブレン、さらにＬＮ
Ｇ冷熱の放散を抑制するための保冷材等で構成される。
ところで、地下タンクは、その大部分が地中に埋設され
る構造物であるため、建設完成後にＬＮＧ液入を行うこ
とにより、躯体凍結が徐々に進行し、数年を経て安定し
た躯体凍結状態が得られる。そして、このように躯体凍
結が安定すると、地下水の浸入が凍結止水され、地下水
の浸入による保冷性能の劣化やメンブレンの腐食、水分
の凍結膨張による局部破壊等が防がれるようになる。し
たがって、良好な凍結止水を得るためには、保冷、メン
ブレン工事開始時点から躯体凍結が安定するまでの数年
間において、底部に貯まった地下水等の滲出水をスムー
ズに地上へ排出することが重要であり、従来では、この
地下水の汲み上げを水中ポンプあるいは圧縮空気を送気
して、排出水に混入させて揚水を行うエアリフトポンプ
等を用いて行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記水中ポ
ンプ及びエアリフトポンプは、大掛かりな構造であると
ともに、長期の使用により駆動部分等が腐食あるいは故
障してしまうという問題があり、また、エアリフトポン
プの場合、耐圧力性が低いメンブレン等を、送気する圧
縮空気によって破損してしまう恐れがあった。このた
め、これら水中ポンプあるいはエアリフトポンプに代わ
る簡略的かつ耐腐食性に優れて故障しにくく、さらには
耐圧力性が低い構造物にも用いて好適な揚水装置が要求
されているが、例えば、真空ポンプによって吸い出す方
式では、その揚水高さの限度が約１０ｍ程度であり、揚
水高さ約３０〜６０ｍが必要な一般的な地下タンク等の
揚水装置としては、能力不足であった。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、十分な揚水能力を有し、かつ簡略的な構造で、し
かも、耐腐食性に優れ、構造物を痛めることなく良好に
揚水することが可能な揚水装置を提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の揚水装置は、構造物の底部等に貯留
した液体を汲み上げる揚水装置であって、下端部が前記
液体中に配置される揚水管と、該揚水管の上端部に接続
されて、この揚水管内の空気を引き込む真空ポンプと、
前記揚水管の下端部近傍に接続され端部から空気が導入
される導入管と、該導入管に設けられた開閉弁とを有し
てなり、前記真空ポンプを作動させた状態にて、前記開
閉弁を閉鎖して前記揚水管内に前記液体を吸い上げさせ
る揚水工程と、前記揚水管内に液体が吸い上げられた状
態にて、前記開閉弁を開放して前記揚水管の下端部から
空気を流入させ、この流入させた空気によって前記揚水
管内の液体を押し上げさせる押上工程とを繰り返し行う
ことにより、前記液体を断続的に汲み上げることを特徴
としている。

【０００６】請求項２記載の揚水装置は、請求項１記載
の揚水装置において、前記開閉弁を開閉制御して前記揚
水工程と前記押上工程とを行わせる制御部が設けられた
ことを特徴としている。請求項３記載の揚水装置は、請
求項２記載の揚水装置において、前記制御部が、前記真
空ポンプによって前記揚水管に吸い上げられる液体が、
その吸い上げ高さの限界に近づいた時点にて、前記開閉
弁を開放して前記揚水工程から前記押上工程に移行させ
ることを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の揚水
装置を図によって説明する。図１において、符号１は、
揚水装置である。この揚水装置１は、地下タンク、井戸
等の構造物２内に上下方向にわたって配設された揚水管
３と、この揚水管３の下端部近傍に接続されて構造物２
の上方に導き出された導入管４と、構造物２の上方へ引
き出された前記揚水管３の端部が接続された気液分離槽
５と、この気液分離槽５に接続された排気管６と、この
排気管６に設けられた真空ポンプ７と、前記導入管４の
大気開放された開口端部に設けられた電磁制御弁（開閉
弁）８と、この電磁制御弁８を開閉制御するとともに、
前記真空ポンプ７の駆動を制御する制御部（図示略）と
を有している。

【０００８】また、気液分離槽５には、その上方側の空
間部を、前記揚水管３の接続側と前記排気管６の接続側
とに区画する遮蔽板９が設けられており、この遮蔽板９
と内部に貯留された液体の液面との間を、真空ポンプ７
によって吸引された空気だけが通過して排気管６を介し
て外部へ排気され、液体は遮蔽板９にぶつかり、内部に
貯留されるようになっている。なお、図１中符号１１
は、それぞれの管路の開閉用バルブであり、符号 １２
は、気液分離槽５内の液体を排出するために設けられた
ドレンバルブである。

【０００９】次に、上記構造の揚水装置１によって構造
物２の底部に貯まった地下水等の液体を汲み上げる場合
について、図２及び図３を参照しながら工程毎に説明す
る。なお、揚水装置１を作動させる場合は、揚水管３の
下端部を構造物２内の貯留液体内に配設した状態に設置
するとともに、バルブ１１を開放させ、ドレンバルブ１
２を閉鎖させておく。

【００１０】（１）揚水工程 揚水装置１を駆動させると、制御部によって、真空ポン
プ７が作動されるとともに、電磁制御弁８が閉鎖され、
これにより、揚水管３には、構造物２の底部に貯留して
いる液体が吸い上げられる。（図２参照） （２）押上工程 液体が吸い上げの限界近く（約１０ｍ程度）まで吸い上
げられた時点にて、制御部によって電磁制御弁８が開放
され、導入管４が大気開放される。このように電磁制御
弁８が開放されると、導入管４を介して揚水管３に、そ
の下端部近傍から空気が流入される。これにより、この
揚水管３に吸い上げられていた液体が、導入管４との接
続箇所にて上下に分離し、上方側の液体が約２〜８ｍの
水泡柱となって、吸い込まれる空気によって構造物２の
上方まで（約３０〜６０ｍ程度）押し上げられ、気液分
離槽５内に導かれて貯留され、空気のみが真空ポンプ７
を介して外部へ排気される。（図３参照）

【００１１】そして、押し上げられた液体が気液分離槽
５内に貯留されると、制御部によって電磁制御弁８が閉
鎖されて揚水管３への空気の導入が遮断されて、揚水管
３には、再び、構造物２の底部に貯留された液体が揚水
の限界近くまで吸い上げられ（揚水工程）、その後、電
磁制御弁８が開放されて、再び空気によって液体が押し
上げられて気液分離槽５内へ導かれる（押上工程）。つ
まり、上記揚水工程及び押上工程が繰り返し行われて、
構造物２の底部に貯留している液体が汲み上げられて、
気液分離槽５内へ送り込まれる。なお、気液分離槽５に
液体が貯留されて、その液面と遮蔽板９とのクリアラン
スが少なくなったら、その都度ドレンバルブ１２を開放
して排水する。

【００１２】以上、説明したように、上記構造の揚水装
置１によれば、従来から用いられているエアリフトポン
プや水中ポンプ等と比較して、極めて簡略的な構造にて
十分な揚水能力を得ることができ、装置のコスト低減を
図ることができるとともに、エアリフトポンプのような
圧縮空気を送り込む加圧式揚水装置では不適当な耐圧力
性の低いメンブレン等を有する地下タンク等の構造物に
用いて好適である。そして、この地下タンクに用いるこ
とにより、保冷、メンブレン工事開始時点から躯体凍結
が安定するまでの数年間の間、確実かつ良好に地下水を
汲み上げることができ、これにより、地下タンクの良好
な凍結止水状態を得ることができる。また、液体の通過
部分に機械的な駆動部がないので、液体による駆動部の
腐食等のない耐腐食性に優れた揚水装置とすることがで
き、化学薬品等の特殊液体の揚水にも用いることができ
る。

【００１３】また、構造物内には、揚水管３及び導入管
４だけを配設すれば良いので、例えば、井戸等の小口径
かつ大深度の穴内の揚水装置として好適に用いることが
できる。さらには、揚水管３に液体を吸い上げさせる揚
水工程及び吸い上げた液体を空気によって押し上げる押
上工程を、制御部によって容易に行わせることができ、
また、制御部によって、揚水工程から押上工程への移行
を的確に行わせることができ、揚水作業を高効率にて行
うことができる。なお、上記揚水装置１では、電磁制御
弁８を開放することにより、導入管４の端部を大気開放
して空気を導入させるようにしたが、例えば、圧縮空気
を導入管４の端部から積極的に送り込んでも良い。ま
た、上記構造の揚水装置１にエアリフトポンプを組み合
わせることにより、さらに揚水能力の高い揚水装置とす
ることも可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の揚水装
置によれば、下記の効果を得ることができる。請求項１
記載の揚水装置によれば、従来から用いられているエア
リフトポンプや水中ポンプ等と比較して、極めて簡略的
な構造にて十分な揚水能力を得ることができ、装置のコ
スト低減を図ることができるとともに、エアリフトポン
プのような圧縮空気を送り込む加圧式揚水装置では不適
当な耐圧力性の低いメンブレン等を有する地下タンク等
の構造物に用いて好適である。そして、この地下タンク
に用いることにより、保冷、メンブレン工事開始時点か
ら躯体凍結が安定するまでの数年間の間、確実かつ良好
に地下水を汲み上げることができ、これにより、地下タ
ンクの良好な凍結止水状態を得ることができる。また、
液体の通過部分に機械的な駆動部がないので、液体によ
る駆動部の腐食等のない耐腐食性に優れた揚水装置とす
ることができ、化学薬品等の特殊液体の揚水にも用いる
ことができる。また、構造物内には、少なくとも揚水管
を配設すれば良いので、例えば、井戸等の小口径かつ大
深度の穴内の揚水装置として好適に用いることができ
る。

【００１５】請求項２記載の揚水装置によれば、揚水管
に液体を吸い上げさせる揚水工程及び吸い上げた液体を
空気によって押し上げる押上工程を、制御部によって容
易に行わせることができる。請求項３記載の揚水装置に
よれば、揚水工程から押上工程への移行が制御部によっ
て的確に行われるので、揚水作業を高効率にて行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の揚水装置の構成及び構
造を説明する揚水装置の概略断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態の揚水装置による揚水工
程を説明する揚水装置の概略断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態の揚水装置による押上工
程を説明する揚水装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 揚水装置 ２ 構造物 ３ 揚水管 ４ 導入管 ７ 真空ポンプ ８ 電磁制御弁（開閉弁）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の底部等に貯留した液体を汲み上
   げる揚水装置であって、 下端部が前記液体中に配置される揚水管と、該揚水管の
   上端部に接続されて、この揚水管内の空気を引き込む真
   空ポンプと、前記揚水管の下端部近傍に接続され端部か
   ら空気が導入される導入管と、該導入管に設けられた開
   閉弁とを有してなり、 前記真空ポンプを作動させた状態にて、前記開閉弁を閉
   鎖して前記揚水管内に前記液体を吸い上げさせる揚水工
   程と、前記揚水管内に液体が吸い上げられた状態にて、
   前記開閉弁を開放して前記揚水管の下端部から空気を流
   入させ、この流入させた空気によって前記揚水管内の液
   体を押し上げさせる押上工程とを繰り返し行うことによ
   り、前記液体を断続的に汲み上げることを特徴とする揚
   水装置。
2. 【請求項２】 前記開閉弁を開閉制御して前記揚水工程
   と前記押上工程とを行わせる制御部が設けられたことを
   特徴とする請求項１記載の揚水装置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、前記真空ポンプによって
   前記揚水管に吸い上げられる液体が、その吸い上げ高さ
   の限界に近づいた時点にて、前記開閉弁を開放して前記
   揚水工程から前記押上工程に移行させることを特徴とす
   る請求項２記載の揚水装置。