JPH11323884A - 排水ポンプシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトで大容量・高出力が要求される大・
中容量の排水システムを得る。 【解決手段】支川内に直接止水ゲートとその止水ゲート
の上流側に独立に排水ポンプを設置する。その排水ポン
プは一般陸用立軸ポンプとする。また、排水ポンプを駆
動する駆動機としてはディーゼル機関、ガスタービンあ
るいは一般陸用電動機等とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水道施設や河川
等に建設される排水ポンプシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排水ポンプシステムを次の２例に
よって説明する。従来の排水ポンプシステムの一つの例
を図５に示す。図５に示すように支川１が本川２に合流
する部分にバイパス水路３を設けポンプ機場４、吐出し
水槽５、吐出し樋管６及び樋管ゲート７を建設し、本川
水位が上昇し支川１が自然流下できなくなった場合、ポ
ンプを運転し支川１の水を本川２に排水していた。

【０００３】この従来技術においては次のような問題点
があった。すなわち、図５に示すように平面的なバイパ
ス水路３を設けそれにポンプ機場４、吐出し水槽５、吐
出し樋管６及び樋管ゲート７を設けるため、広大な敷地
を必要とし、建設用地や費用が増大する。一方、これら
を解決する方法として図６示す排水ポンプシステムが特
開平2-164906号公報等によって提案され実用されてい
る。この従来技術は、支川１に平面的なバイパス水路や
ポンプ機場を設けることなく支川内の止水ゲート８に直
接水中ポンプ９を搭載している。そして、通常の自然流
下の場合は、ポンプを搭載した止水ゲート８を上げ自然
流下により排水する。本川水位が上昇し支川１が自然流
下できなくなった場合、該ゲートを下ろしポンプを運転
し支川１の水を本川２に排水していた。この排水システ
ムはゲートポンプ型と呼ばれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の排水システムの
課題を以下に示す。

【０００５】（１）図５に示すような排水ポンプシステ
ムにおいては、平面的なバイパス水路３を設けそれにポ
ンプ機場４、吐出し水槽５、吐出し樋管６及び樋管ゲー
ト７を設けるため、広大な敷地を必要とし、建設用地や
費用が増大する。

【０００６】（２）図６に示すゲートポンプにおいて
は、バイパス水路とポンプ機場を必要としないという利
点はあるが、ポンプ駆動部がゲートとともに水中に没す
るため、ポンプの型式が水中ポンプとなり、駆動機が水
中電動機になることが多い。そのため、台風や洪水時の
ような電力供給が不安定な時に運転される排水ポンプに
は適用困難な一面があった。

【０００７】（３）図６に示すゲートポンプにおいて
は、ポンプの駆動機が水中用電動機又は、油圧モータに
なること、かつポンプがゲートに搭載される構造である
ため、その大きさも必然的に制限され比較的小容量のポ
ンプに適用が限られている。

【０００８】（４）図６に示すゲートポンプにおいて
は、駆動機に使用される電動機が、安全面から高圧電源
（400V以上）を使用するものは製作が困難であり大容量
化が困難になっている。

【０００９】（５）図６に示すゲートポンプにおいて
は、図６の縦断面図から分かるようにポンプ吐出し管が
河川水位の比較的高い位置に設置されるため運転できる
水位範囲が限られる。

【００１０】本発明は上記従来技術の課題に基づき為さ
れたもので、必要最小限の設備で、省スペースかつ安価
な信頼性の高い大容量排水ポンプシステムを得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
本発明の解決手段は以下の通りである。

【００１２】（１）ポンプ設備は平面的にバイパス水路
を設けること無く支川水路内に設置することで、省スペ
ース化や施設数の低減を可能とし、さらに、立軸ポンプ
を本川の逆流を防止する止水ゲートと独立設置すること
で大容量化を可能とした。

【００１３】（２）立軸ポンプと止水ゲートは独立設置
とし、この間管で連結し通水を可能とした。そして、止
水ゲート内（２）請求項３において、以下のような解決
手段を考案した。にはポンプ運転停止時の止水や逆流防
止を目的とした止水弁及び逆止弁を収納した。この弁の
放流レベルは本川の排水計画最低水位以下に設置されサ
イホン効果を活用することで運転範囲の拡大を図った。

【００１４】（３）排水ポンプは台風や大雨の時等の非
常時に運転されることが多い。そのため、駆動機は停電
を配慮しディーゼル機関やガスタービン等の内燃機関を
原則とし、運転必要時に確実に運転できる信頼性の高い
システムとする。駆動機として電動機を採用した場合で
も広範囲な仕様の商用電源が選択できる陸用電動機と
し、水中電動機の課題とされる高電圧化、大出力化を可
能にした。また、これら駆動機は直接又は間接的にポン
プ上部へ配置することで据え付けスペースの低減を図っ
た。

【００１５】（４）立軸ポンプは支川内に固定設置する
と自然流下時に流水の抵抗となる。また、ポンプにごみ
や流下物が掛かる等支川の流水を阻害する恐れがある。
そのため本発明では、自然流下時の河川水位以下のポン
プ部分を上方に移動させ流水の障害とならないようにし
た。

【００１６】（５）立軸ポンプは一般に吸込み性能の保
持・空気吸込み渦防止を図りポンプの円滑な運転を行う
ため一定の水没深さを必要とする。そのため、ポンプ直
下の底盤部にくぼみ部を設けることがある。このくぼみ
部には自然流下の時、ごみや土砂が堆積する。そのた
め、ポンプ運転時以外はこのくぼみ部を覆うための可動
な蓋を設け、この蓋で覆うことによりごみや土砂の堆積
を防止するようにした。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
４を用いて説明する。

【００１８】図１は本発明の排水ポンプシステムの一実
施例を示す平面図である。この排水システムでは、支川
１から流れ込む流水はポンプ機場４に設置された立軸ポ
ンプ１０により揚水され、本川側の逆流を止水する止水
ゲート８と配管１２により連結された吐出し水槽５、吐
出し樋管６及び樋管ゲート７を経て本川２へ排出され
る。従って排水ポンプシステムは支川１の水路内に全て
の施設が配置され省スペース化が図られている。この場
合、立軸ポンプ１０は２台以上設置することとし、建設
工事やポンプの保守時片側の水路を生かし自然流下の障
害とならないように配慮してある。

【００１９】本発明の排水システムの他の実施例を示す
断面図である。上流側に除塵機１６を配し上部の駆動機
１５によって駆動される立軸ポンプ１０は据付床より下
位に吐出し口を有した配管１２と継がれている。この配
管１２は支川内に独立設置された止水ゲート８の近傍に
設けられたした着脱用フランジ２６を介して止水ゲート
８に取り付けられた止水弁１３と逆止弁１４に連結され
ている。揚水は、これらの配管１２や止水弁１３、逆止
弁１４を通して本川側に排水される。

【００２０】止水ゲート８は、ポンプ運転をしない時は
上方へ引き上げられ支川１の流水は自然流下する。本川
２の水位が高くなり支川１へ逆流するようになると止水
ゲート８を降下させ逆流を防止すると共に、止水ゲート
８の一部をポンプ排水の水路として使用する。

【００２１】そのため、この止水ゲートは、ポンプの分
解や運転停止時の逆流を防止するための止水弁１３及び
ポンプ急停止の逆流を機械的に防止する逆止弁１４を内
臓または取り付けている。またこれらの配管１２、止水
弁１３、逆止弁１４の頂部は、サイホン形成を可能とし
運転範囲（運転可能水位）の拡大を図るため本川２（吐
出側）計画最低水位より下位に設置することが望まし
い。

【００２２】図３は本発明の更に他の実施例で、立軸ポ
ンプ１０の駆動機１５がガスタービンの場合を示す。こ
の、ガスタービンの他にディーゼル機関・陸用電動機を
使用することも可能であり、いずれにしても、立軸ポン
プの上部に直接または間接に駆動機を配置するもので、
駆動機が水中に没した水中電動機などでないことを特徴
とする。

【００２３】また、立軸ポンプ１０の下部が支川１の自
然流下水位より下位にある場合、流れの障害となること
からこの下部を自然流下水位以上に上方に引き上げるこ
とが好ましい。このため、サポート２１と駆動機１５の
間に装備した昇降装置２２で保護管２０を吊り具として
立軸ポンプ１０と駆動機１５を共に上下方向へ昇降させ
る。この場合コラム１９は据付床へ設置し立軸ポンプ１
０の強固な固定と昇降時のガイドの役目を果たす。この
コラム１９の下端は支川１の自然流下水位より上方に位
置し流水の障害とならぬよう配慮が必要である。一方、
配管を固定する吊壁２７の下端も同様の目的から下端が
支川１の自然流下水位より上方にあることが望ましい。

【００２４】さらに、立軸ポンプは前に述べたように、
ポンプの吸込み性能の保持や空気吸込み渦発生防止のた
めある一定の水没深さを必要とする。この水没深さを得
るためポンプの下部底盤２５に周囲より低いくぼみ部を
設けることがある。このくぼみ部２８にポンプを運転し
ない自然流下時は砂や流下物が堆積しやすい。そのため
可動な蓋１７を設け、ポンプ運転時以外はこのくぼみ部
２８に移動させ砂や流下物の堆積を防止する。

【００２５】なお、上記実施例ではポンプの吐出し口を
据え付け床より下位にしたこと、止水ゲート８に止水弁
１３を内臓したこと、ポンプの昇降装置２２を装備した
こと、及び底盤くぼみ部２８に蓋１７をすることとした
が、ポンプ設備の立地条件次第では、図４に示すように
ポンプの吐出し口を据付床上部に配し止水弁１３も止水
ゲート８とは切り離しポンプ場内に配置することも可能
である。又、自然流下水位が低く自然流下時ポンプ１０
が流れの障害にならない場合もあり、このときは立軸ポ
ンプを昇降させる必要はなく常時固定しておく構造も可
能である。しかも、このような場合は底盤にくぼみ部が
ないことが多いから蓋も不要となりより簡素な排水シス
テムになる。また、以上においてはポンプを立軸ポンプ
として説明したが構造によっては横軸ポンプの採用も可
能である。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば支
川内水路に排水施設を建設することで省スペース化建設
コストの低減が図れる。また、バイパス水路を不要とす
ることで環境負荷の低減を図ることができる。また、従
来のゲートポンプのように水中ポンプを直接止水ゲート
に搭載した構造ではなく止水ゲートとポンプを独立分離
させ駆動機を内燃機関や陸用電動機にすることで出力限
界・容量限界を拡大し、大容量の排水システムを可能に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図。

【図２】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図３】本発明に立軸ポンプを採用した実施例を示す縦
断面図。

【図４】本発明の更に他の実施例を示す縦断面図。

【図５】従来の排水ポンプシステムの例を示す平面図。

【図６】従来の排水ポンプシステムの例を示す平面図と
縦断面図。

【符号の説明】

１：支川、２：本川、３：バイパス水路、４：ポンプ機
場、５：吐出し水槽、６：吐出し樋管、７：樋管ゲー
ト、８：止水ゲート、９：ポンプ、１０：立軸ポンプ、
１１：吐出し口、１２：配管、１３：止水弁、１４：逆
止弁、１５：駆動機、１６：除塵機、１７：蓋、１８：
越流穴、１９：コラム、２０：保護管、２１：サポー
ト、２２：昇降装置、２３：主軸、２４：傘歯車減速
機、２５：下部底盤、２６：着脱用フランジ、２７：吊
り壁、２８：くぼみ部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本川へ自然流下する支川において、当支川
   内に設けられた止水ゲートと、その止水ゲートの上流側
   に独立に設置され一般陸用立軸ポンプで構成された排水
   ポンプとを備え、本川の水位が高くなり支川からの自然
   流下による排水能力が低下した時、支川内に設置した前
   記止水ゲートを閉じ、前記排水ポンプにより本川に排水
   することを特徴とする排水ポンプシステム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記支川を複数の排水
   系統で各排水系統毎に本川に排水可能とし、かつ前記排
   水ポンプを構成する立軸ポンプは２台以上で構成して前
   記各排水系統に対応して排水可能に構成し、建設工事や
   機器保守時に特定排水系統以外の水路を開放して自然流
   下により排水可能としたことを特徴とする排水ポンプシ
   ステム。
3. 【請求項３】請求項１において、ポンプ吐出し管の吐出
   し先端部のレベルはポンプの据付床より下位として前記
   止水ゲートと配管により連結し、止水ゲート内に収納し
   た止水弁及び逆止弁を介して本川の最低水位以下のレベ
   ルで本川側へ排水するようにしたことを特徴とした排水
   ポンプシステム。
4. 【請求項４】請求項１において、ポンプの駆動機を、陸
   用電動機、またはディーゼル機関やガスタービン等の内
   燃機関で構成し、ポンプ上部に直接、または減速機，増
   速機，流体継手等を介して設置したことを特徴とする排
   水ポンプシステム。
5. 【請求項５】請求項１において、支川の自然流下水位以
   下の設備を可動にしたことを特徴とする排水ポンプシス
   テム。
6. 【請求項６】請求項１において、ポンプ吸込み部の下方
   の底盤部に設けたくぼみ部に可動な蓋を設けたことを特
   徴とする排水ポンプシステム。