(57)【要約】【課題】水中ポンプを停止したときに揚水管内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる揚水システムを提供する。【解決手段】地下にある原水を地上に汲み上げる揚水システム１であり、地下から地上に延びる揚水管１０と、揚水管１０に接続した水中ポンプ１２と、揚水管１０の地下部分に設けられた１つ以上の逆止弁１４とを備えた、揚水システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下にある原水を地上に汲み上げる揚水システムであり、
地下から地上に延びる揚水管と、
前記揚水管に接続したポンプと、
前記揚水管の地下部分に設けられた１つ以上の逆止弁と
を備えた、揚水システム。
【請求項２】
地下にある原水を地上に汲み上げる揚水システムであり、
地下から地上に延びる揚水管と、
前記揚水管の地下側の端部に接続したポンプと、
前記揚水管の地上部分に設けられたバルブ、または前記揚水管の地上側の端部に接続する配管に設けられたバルブと、
前記ポンプと前記バルブとの間の前記揚水管に設けられた１つ以上の逆止弁と
を備えた、揚水システム。
【請求項３】
前記逆止弁が、地下にある原水の揚水開始直前の水面よりも高い位置にある、請求項１または２に記載の揚水システム。
【請求項４】
地下にある原水の揚水開始直前の水面から、この水面に最も近い位置にある逆止弁までの高さが、下記式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の揚水システム。
ｈ＝Ｐ／（ｄ×ｇ）  ・・・（Ｉ）
ただし、ｈは大気圧とつり合う水柱高さ（ｍ）であり、Ｐは大気圧（Ｐａ）であり、ｄは原水の密度（ｋｇ／ｍ３）であり、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）である。
【請求項５】
前記揚水管の途中に酸を供給する酸供給手段をさらに備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の揚水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揚水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地下にある原水（地下水等）を地上に汲み上げる揚水システムとしては、例えば、地下から地上に延びる揚水管と、揚水管の地下側の端部に接続した水中ポンプと、揚水管の地上側の端部に接続する導水管と、導水管によって導入された原水を貯留する原水槽と、原水槽に貯留された原水を引き出す原水引出配管と、原水引出配管の途中に設けられた原水ポンプとを備えたものが挙げられる。
【０００３】
この揚水システムにおいては、原水槽の水位が低下した場合、水中ポンプを稼働させ、原水を汲み上げて原水槽に補充する。原水槽が満水になった場合、水中ポンプを停止する。このように、水中ポンプは、稼働と停止とを繰り返す。
揚水システムにおいては、水中ポンプを停止したときに、地上に汲み上げた原水が地下に向かって逆流したり、空気が揚水管内に侵入したりしないように、通常、揚水管の地上部分に逆止弁を設ける（特許文献１）。また、水中ポンプを停止したときに、揚水管内の原水が水中ポンプに勢いよく流れ込まないように、水中ポンプの吐出口近傍に逆止弁を内蔵することもある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６２２９８号公報
【特許文献２】特開２０１７−０９６３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
揚水管の地上部分に逆止弁を設けた場合、水中ポンプを停止したときの揚水管内の水柱の水頭の位置は、逆止弁の位置となる。水中ポンプが停止したとき、揚水管内の水柱の水頭の位置と、地下にある原水の水位との差（以下、「水頭差」とも記す。）によって、揚水管内に滞留した原水が地下に向かう方向に流れようとする。これによって、水管内が負圧になる。
また、水中ポンプの吐出口近傍に逆止弁を内蔵していたとしても、逆止弁に原水からの析出物が固着した場合、逆止弁が正常に機能しなくなり、揚水管内に滞留した原水が地下に向かう方向に流れようとする。これによって、揚水管内が負圧になる。
【０００６】
揚水管内に滞留した原水が、水頭差に由来する負圧を受けると、原水に溶けている二酸化炭素の溶解度が低くなり、原水の脱炭酸が起きる。そのため、原水のｐＨが変動し、原水の水質変化が起こる。また、原水のｐＨが高くなるため、原水に溶解した地下水由来の無機物（鉄分、マンガン分、ケイ素分等）が酸化し、析出して無機スケールとなる。生成した無機スケールが揚水管の内壁に固着すると、揚水管の閉塞等の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、水中ポンプを停止したときに揚水管内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる揚水システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、揚水管の地下部分に逆止弁を設けたり、地上部分に設けたバルブ（逆止弁等）と水中ポンプとの間の揚水管に逆止弁をさらに設けたりすることによって、揚水管内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧を低減でき、水頭差に由来する負圧による脱炭酸が抑えられることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の態様を有する。
＜１＞地下にある原水を地上に汲み上げる揚水システムであり、地下から地上に延びる揚水管と、前記揚水管に接続したポンプと、前記揚水管の地下部分に設けられた１つ以上の逆止弁とを備えた、揚水システム。
＜２＞地下にある原水を地上に汲み上げる揚水システムであり、地下から地上に延びる揚水管と、前記揚水管の地下側の端部に接続したポンプと、前記揚水管の地上部分に設けられたバルブ、または前記揚水管の地上側の端部に接続する配管に設けられたバルブと、前記ポンプと前記バルブとの間の前記揚水管に設けられた１つ以上の逆止弁とを備えた、揚水システム。
＜３＞前記逆止弁が、地下にある原水の揚水開始直前の水面よりも高い位置にある、前記＜１＞または＜２＞の揚水システム。
＜４＞地下にある原水の揚水開始直前の水面から、この水面に最も近い位置にある逆止弁までの高さが、下記式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下である、前記＜１＞〜＜３＞のいずれかの揚水システム。
ｈ＝Ｐ／（ｄ×ｇ）  ・・・（Ｉ）
ただし、ｈは大気圧とつり合う水柱高さ（ｍ）であり、Ｐは大気圧（Ｐａ）であり、ｄは原水の密度（ｋｇ／ｍ３）であり、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）である。
＜５＞前記揚水管の途中に酸を供給する酸供給手段をさらに備えた、前記＜１＞〜＜４＞のいずれかの揚水システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の揚水システムによれば、水中ポンプを停止したときに揚水管内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の揚水システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の揚水システムの他の例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の揚水システムの他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の揚水システムの他の例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の揚水システムの他の例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「揚水管の地下部分」は、井戸がある場所の地面よりも下に位置する揚水管の部分を意味する。
「揚水管の地上部分」は、井戸がある場所の地面と同一平面および地面よりも上に位置する揚水管の部分を意味する。
「原水」としては、地下水、海水、湖沼水、河川水、池水、ダム水、プールの水等が挙げられる。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
図１〜図５における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
（揚水システム）
図１は、本発明の揚水システムの第１の実施形態を示す概略構成図である。
揚水システム１は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管１０と；揚水管１０の地下側の端部に接続し、井戸１００内の原水に浸漬した水中ポンプ１２と；揚水管１０の地下部分に設けられた逆止弁１４と；揚水管１０の地上側の端部に接続して、水平方向に延びる導水管２０と；導水管２０の終端に接続し、導水管２０によって導入された原水を貯留する原水槽３０と；原水槽３０に貯留された原水を引き出す原水引出配管４０と；原水引出配管４０の途中に設けられた原水ポンプ４２とを備える。
【００１４】
第１の実施形態は、揚水管１０が比較的短い（井戸１００が比較的浅い）場合の実施形態であり、逆止弁１４は、揚水管１０の地下部分に少なくとも１つ設けられる。逆止弁１４には、揚水管１０の地上部分に設けられる逆止弁は含まれず、水中ポンプ１２に内蔵されている逆止弁も含まない。
【００１５】
揚水管１０の長さは、５〜１００ｍが好ましい。揚水管１０の長さがこの範囲であるときに、揚水管１０の地下部分に少なくとも１つの逆止弁１４を設置することによって、原水の逆流が抑えられるとともに、脱炭酸が十分に抑えられる。
【００１６】
水中ポンプ１２としては、水中カスケードポンプ、水中渦巻ポンプ、水中タービンポンプ、水中斜流ポンプ等が挙げられる。
【００１７】
逆止弁１４は、水中ポンプ１２が稼働し、揚水管１０内の原水が地上に向かう方向に流れるときに開くものであり、水中ポンプ１２が停止し、原水が地下に向かう方向に流れようとするときに閉じるものである。
逆止弁１４の種類としては、スイングチャッキバルブ、リフトチャッキバルブ、ウエハチャッキバルブ等が挙げられる。逆止弁１４の種類としては、薄型であり、かつ軽量である点から、ウエハチャッキバルブが好ましい。
【００１８】
逆止弁１４は、地下にある原水の揚水開始直前の水面、すなわち自然水位Ｌ１よりも高い位置にあることが好ましい。水中ポンプ１２が稼働している間、地下にある原水の揚水中の水面、すなわち動水位Ｌ２は、低い位置にあるが、水中ポンプ１２を停止した後は、原水の水位は自然水位Ｌ１に戻っていく。逆止弁１４の位置が自然水位Ｌ１以下の場合、水中ポンプ１２が停止している間に、地下にある原水の水位が逆止弁１４よりも上に上昇する可能性がある。地下にある原水の水位が逆止弁１４よりも上に上昇した場合、水頭差に由来する負圧が逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に発生しないため、逆止弁１４による効果を十分に発揮できない。
【００１９】
逆止弁１４は、水中ポンプ１２が停止し、原水が地下に向かう方向に流れようとするときに閉じるため、水中ポンプ１２を停止した直後は、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内は原水で満たされた状態となる。このとき、地下にある原水の水面から逆止弁１４までの高さが、大気圧とつり合う水柱高さよりも高い場合、逆止弁１４よりも下の水柱の高さが、大気圧とつり合う水柱高さまで下がろうとする。そのため、逆止弁１４と水柱の水頭との間に、真空に近い空間が形成され、原水の脱炭酸が起きやすい。
【００２０】
したがって、地下にある原水の自然水位Ｌ１から逆止弁１４までの高さＨ１は、式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下であることが好ましい。
ｈ＝Ｐ／（ｄ×ｇ）  ・・・（Ｉ）
ただし、ｈは大気圧とつり合う水柱高さ（ｍ）であり、Ｐは大気圧（Ｐａ）であり、ｄは原水の密度（ｋｇ／ｍ３）であり、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）である。
【００２１】
標準気圧を１０１３ｈＰａ、原水の密度を１０００ｋｇ／ｍ３、重力加速度を９．８０６６５ｍ／ｓ２とすると、大気圧とつり合う水柱高さｈは１０．３３ｍとなる。大気圧の変動、原水の密度の変動、自然水位Ｌ１の変動等を加味した場合、確実に、逆止弁１４と水柱の水頭との間に真空に近い空間が形成されないようにするためには、高さＨ１は、１０ｍ以下であることがより好ましい。逆止弁１４が２つ以上ある場合で、水中ポンプ１２に最も近い逆止弁１４に不具合が生じても自然水位Ｌ１から次の逆止弁１４までの高さを１０ｍ以下に保持できるため、高さＨ１は、５ｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２２】
（揚水方法）
原水槽３０の水位が低下した場合、水中ポンプ１２を稼働させ、原水を汲み上げて原水槽３０に補充する。原水槽３０が満水になった場合、水中ポンプ１２を停止する。
図１に、水中ポンプ１２を停止したときの、揚水システム１における原水の様子を図示している。水中ポンプ１２が停止すると、逆止弁１４が閉じ、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内は原水で満たされた状態となる。また、水中ポンプ１２が停止すると、導水管２０内の原水は、原水槽３０に流れるが、逆止弁１４よりも上の揚水管１０内には、原水が滞留する。
【００２３】
（作用機序）
第１の実施形態の揚水システム１にあっては、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４を少なくとも１つ設けているため、以下の理由から、水中ポンプ１２を停止したときに揚水管１０内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる。
揚水管１０の地上部分のみに逆止弁を設けた従来の場合に比べ、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４を設けた第１の実施形態においては、逆止弁１４の位置が自然水位Ｌ１に近くなった分、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧が低減される。そのため、原水の脱炭酸が起きにくくなる。
逆止弁１４よりも上の揚水管１０内の原水は、大気圧を受けているため、原水の脱炭酸は起きない。
【００２４】
そして、原水の脱炭酸が抑えられるため、原水のｐＨが変動しにくく、原水の水質変化が起こりにくい。また、原水のｐＨが高くなりにくいため、原水に溶解した無機物（鉄分等）が酸化しにくく、析出しにくい。そのため、揚水管１０の内壁に固着する無機スケールの生成が抑えられ、揚水管１０の閉塞等の問題が生じにくい。
【００２５】
＜第２の実施形態＞
（揚水システム）
図２は、本発明の揚水システムの第２の実施形態を示す概略構成図である。
揚水システム２は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管１０と；揚水管１０の地下側の端部に接続し、井戸１００内の原水に浸漬した水中ポンプ１２と；揚水管１０の地下部分に間隔をあけて設けられた複数の逆止弁１４と；揚水管１０の地上側の端部に接続して、水平方向に延びる導水管２０と；導水管２０の終端に接続し、導水管２０によって導入された原水を貯留する原水槽３０と；原水槽３０に貯留された原水を引き出す原水引出配管４０と；原水引出配管４０の途中に設けられた原水ポンプ４２とを備える。
【００２６】
第２の実施形態は、揚水管１０が比較的長い（井戸１００が比較的深い）場合の実施形態であり、逆止弁１４は、揚水管１０の地下部分に２つ以上設けられる。地上に近い方の逆止弁１４を逆止弁１４Ａとも表し、水中ポンプ１２に近い方の逆止弁１４を逆止弁１４Ｂとも表す。逆止弁１４には、揚水管１０の地上部分に設けられる逆止弁は含まれず、水中ポンプ１２に内蔵されている逆止弁も含まない。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００２７】
揚水管１０の長さは、１０〜５００ｍが好ましい。揚水管１０の長さがこの範囲であるときに、揚水管１０の地下部分に２つ以上の逆止弁１４を設置することによって、原水の逆流が確実に抑えられるとともに、脱炭酸が十分に抑えられる。
【００２８】
第１の実施形態と同じ理由から、逆止弁１４Ｂは、自然水位Ｌ１よりも高い位置にあることが好ましい。
また、第１の実施形態と同じ理由から、地下にある原水の自然水位Ｌ１から逆止弁１４Ｂまでの高さＨ１は、上述した式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下であることが好ましく、１０ｍ以下であることがより好ましく、５ｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
逆止弁１４Ｂと逆止弁１４Ａとの間隔Ｈ２は、１０ｍ以下であることが好ましく、５ｍ以上１０ｍ未満であることがより好ましい。間隔Ｈ２が前記範囲内であれば、揚水管１０に充填されている原水からの脱炭酸が抑制される。
【００３０】
（揚水方法）
原水槽３０の水位が低下した場合、水中ポンプ１２を稼働させ、原水を汲み上げて原水槽３０に補充する。原水槽３０が満水になった場合、水中ポンプ１２を停止する。
図２に、水中ポンプ１２を停止したときの、揚水システム２における原水の様子を図示している。水中ポンプ１２が停止すると、逆止弁１４Ｂおよび逆止弁１４Ａが閉じ、逆止弁１４Ｂよりも下の揚水管１０内、および逆止弁１４Ｂと逆止弁１４Ａとの間の揚水管１０内は原水で満たされた状態となる。また、水中ポンプ１２が停止すると、導水管２０内の原水は、原水槽３０に流れるが、逆止弁１４Ａよりも上の揚水管１０内には、原水が滞留する。
【００３１】
（作用機序）
第２の実施形態の揚水システム２にあっては、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４を２つ以上設けているため、以下の理由から、水中ポンプ１２を停止したときに揚水管１０内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる。
揚水管１０の地上部分のみに逆止弁を設けた従来の場合に比べ、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４Ｂを設けた第２の実施形態においては、逆止弁１４Ｂの位置が自然水位Ｌ１に近くなった分、逆止弁１４Ｂよりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧が低減される。そのため、原水の脱炭酸が起きにくくなる。
逆止弁１４Ｂと逆止弁１４Ａとの間の揚水管１０内の原水は、２つの逆止弁によって完全に閉じられているため、原水の脱炭酸は起きない。
逆止弁１４Ａよりも上の揚水管１０内の原水は、大気圧を受けているため、原水の脱炭酸は起きない。
【００３２】
そして、原水の脱炭酸が抑えられるため、原水のｐＨが変動しにくく、原水の水質変化が起こりにくい。また、原水のｐＨが高くなりにくいため、原水に溶解した無機物（鉄分等）が酸化しにくく、析出しにくい。そのため、揚水管１０の内壁に固着する無機スケールの生成が抑えられ、揚水管１０の閉塞等の問題が生じにくい。
【００３３】
＜第３の実施形態＞
（揚水システム）
図３は、本発明の揚水システムの第３の実施形態を示す概略構成図である。
揚水システム３は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管１０と；揚水管１０の地下側の端部に接続し、井戸１００内の原水に浸漬した水中ポンプ１２と；揚水管１０の地上部分に設けられた逆止弁１６と；水中ポンプ１２と逆止弁１６との間の揚水管１０に設けられた少なくとも１つの逆止弁１４と；揚水管１０の地上側の端部に接続して、水平方向に延びる導水管２０と；導水管２０の終端に接続し、導水管２０によって導入された原水を貯留する原水槽３０と；原水槽３０に貯留された原水を引き出す原水引出配管４０と；原水引出配管４０の途中に設けられた原水ポンプ４２とを備える。
【００３４】
第３の実施形態は、揚水管１０の地上部分に逆止弁１６を設けた場合の実施形態であり、逆止弁は、揚水管１０の地上部分および地下部分に合計で２つ以上設けられる。逆止弁１４は、図示例では揚水管１０の地下部分に設けられているが、揚水管１０の地上部分に設けてもよい。ただし、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧を十分に低減するためには、逆止弁１４は、揚水管１０の地下部分に設けられることが好ましい。逆止弁１４には、水中ポンプ１２に内蔵されている逆止弁は含まない。
以下、第１の実施形態または第２の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３５】
第１の実施形態と同じ理由から、逆止弁１４は、自然水位Ｌ１よりも高い位置にあることが好ましい。
また、第１の実施形態と同じ理由から、地下にある原水の自然水位Ｌ１から逆止弁１４までの高さＨ１は、上述した式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下であることが好ましく、１０ｍ以下であることがより好ましく、５ｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３６】
第２の実施形態と同じ理由から、逆止弁１４と逆止弁１６との間隔Ｈ２は、１０ｍ以下であることが好ましく、５ｍ以上１０ｍ未満であることがより好ましい。
【００３７】
（揚水方法）
原水槽３０の水位が低下した場合、水中ポンプ１２を稼働させ、原水を汲み上げて原水槽３０に補充する。原水槽３０が満水になった場合、水中ポンプ１２を停止する。
図３に、水中ポンプ１２を停止したときの、揚水システム３における原水の様子を図示している。水中ポンプ１２が停止すると、逆止弁１４および逆止弁１６が閉じ、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内、および逆止弁１４と逆止弁１６との間の揚水管１０内は原水で満たされた状態となる。また、水中ポンプ１２が停止すると、導水管２０内の原水は、原水槽３０に流れるが、逆止弁１６よりも上の揚水管１０内には、原水が滞留する。
【００３８】
（作用機序）
第３の実施形態の揚水システム３にあっては、水中ポンプ１２と、地上部分の逆止弁１６との間の揚水管１０に逆止弁１４を少なくとも１つ設けているため、以下の理由から、水中ポンプ１２を停止したときに揚水管１０内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる。
揚水管１０の地上部分のみに逆止弁１６を設け、逆止弁１６よりも地下側に逆止弁１４を設けない従来の場合に比べ、揚水管１０の地上部分の逆止弁１６よりも地下側に逆止弁１４を設けた第３の実施形態においては、逆止弁１４の位置が自然水位Ｌ１に近くなった分、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧が低減される。そのため、原水の脱炭酸が起きにくくなる。
逆止弁１４と逆止弁１６との間の揚水管１０内の原水は、２つの逆止弁によって完全に閉じられているため、原水の脱炭酸は起きない。
逆止弁１６よりも上の揚水管１０内の原水は、大気圧を受けているため、原水の脱炭酸は起きない。
【００３９】
そして、原水の脱炭酸が抑えられるため、原水のｐＨが変動しにくく、原水の水質変化が起こりにくい。また、原水のｐＨが高くなりにくいため、原水に溶解した無機物（鉄分等）が酸化しにくく、析出しにくい。そのため、揚水管１０の内壁に固着する無機スケールの生成が抑えられ、揚水管１０の閉塞等の問題が生じにくい。
【００４０】
＜第４の実施形態＞
（揚水システム）
図４は、本発明の揚水システムの第４の実施形態を示す概略構成図である。
揚水システム４は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管１０と；揚水管１０の地下側の端部に接続し、井戸１００内の原水に浸漬した水中ポンプ１２と；揚水管１０の地上側の端部に接続して、水平方向に延びる導水管２０と；導水管２０に設けられたバルブ２２と；水中ポンプ１２とバルブ２２との間の揚水管１０に設けられた少なくとも１つの逆止弁１４と；導水管２０の終端に接続し、導水管２０によって導入された原水を貯留する原水槽３０と；原水槽３０に貯留された原水を引き出す原水引出配管４０と；原水引出配管４０の途中に設けられた原水ポンプ４２とを備える。
【００４１】
第４の実施形態は、導水管２０にバルブ２２を設けた場合の実施形態であり、逆止弁を含むバルブは、揚水管１０の地上部分および地下部分に合計で２つ以上設けられる。逆止弁１４は、図示例では揚水管１０の地下部分に設けられているが、揚水管１０の地上部分に設けてもよい。ただし、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧を十分に低減するためには、逆止弁１４は、揚水管１０の地下部分に設けられることが好ましい。逆止弁１４には、水中ポンプ１２に内蔵されている逆止弁は含まない。
以下、第１の実施形態、第２の実施形態または第３の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４２】
バルブ２２は、地上に汲み上げた原水が地下に向かって逆流したり、空気が揚水管１０内に侵入したりしないようにするものである。バルブ２２は、原水を通したり、止めたりするために、導水管２０の流路を開閉することができる可動機構をもつものであればよい。バルブ２２としては、電磁弁、逆止弁、これらの組み合わせ等が挙げられる。
【００４３】
第１の実施形態と同じ理由から、逆止弁１４は、自然水位Ｌ１よりも高い位置にあることが好ましい。
また、第１の実施形態と同じ理由から、地下にある原水の自然水位Ｌ１から逆止弁１４までの高さＨ１は、上述した式（Ｉ）で求めた大気圧とつり合う水柱高さｈ以下であることが好ましく、１０ｍ以下であることがより好ましく、５ｍ以下であることがさらに好ましい。
【００４４】
（揚水方法）
原水槽３０の水位が低下した場合、水中ポンプ１２を稼働させ、原水を汲み上げて原水槽３０に補充する。原水槽３０が満水になった場合、水中ポンプ１２を停止する。
図４に、水中ポンプ１２を停止したときの、揚水システム４における原水の様子を図示している。水中ポンプ１２が停止すると、逆止弁１４およびバルブ２２が閉じ、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内、および逆止弁１４とバルブ２２との間の揚水管１０および導水管２０内は原水で満たされた状態となる。
【００４５】
（作用機序）
第４の実施形態の揚水システム４にあっては、水中ポンプ１２と、導水管２０のバルブ２２との間の揚水管１０に逆止弁１４を少なくとも１つ設けているため、以下の理由から、水中ポンプ１２を停止したときに揚水管１０内に滞留した原水の脱炭酸が抑えられる。
導水管２０のみにバルブ２２を設け、バルブ２２よりも地下側に逆止弁１４を設けない場合に比べ、導水管２０のバルブ２２よりも地下側に逆止弁１４を設けた第４の実施形態においては、逆止弁１４の位置が自然水位Ｌ１に近くなった分、逆止弁１４よりも下の揚水管１０内に滞留した原水が受ける水頭差に由来する負圧が低減される。そのため、原水の脱炭酸が起きにくくなる。
逆止弁１４とバルブ２２との間の揚水管１０内の原水は、逆止弁１４とバルブ２２によって完全に閉じられているため、原水の脱炭酸は起きない。
【００４６】
そして、原水の脱炭酸が抑えられるため、原水のｐＨが変動しにくく、原水の水質変化が起こりにくい。また、原水のｐＨが高くなりにくいため、原水に溶解した無機物（鉄分等）が酸化しにくく、析出しにくい。そのため、揚水管１０の内壁に固着する無機スケールの生成が抑えられ、揚水管１０の閉塞等の問題が生じにくい。
【００４７】
＜第５の実施形態＞
（揚水システム）
図５は、本発明の揚水システムの第５の実施形態を示す概略構成図である。
揚水システム５は、井戸１００内に挿入されて、地下から地上に延びる揚水管１０と；揚水管１０の地下側の端部に接続し、井戸１００内の原水に浸漬した水中ポンプ１２と；揚水管１０の地下部分に設けられた逆止弁１４と；揚水管１０の地上側の端部に接続して、水平方向に延びる導水管２０と；導水管２０の終端に接続し、導水管２０によって導入された原水を貯留する原水槽３０と；原水槽３０に貯留された原水を引き出す原水引出配管４０と；原水引出配管４０の途中に設けられた原水ポンプ４２と；逆止弁１４と水中ポンプ１２との間の揚水管１０に接続する酸供給配管５０と；酸供給配管５０の途中に設けられた酸供給ポンプ５２と；酸供給配管５０の始端に接続された酸貯留タンク５４とを備える。
【００４８】
第５の実施形態は、第１の実施形態に、揚水管１０の途中に酸を供給する酸供給手段をさらに設けた場合の実施形態である。
以下、第１の実施形態と同じ構成のものについては、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４９】
酸供給手段は、酸供給配管５０と、酸供給ポンプ５２と、酸貯留タンク５４とを有する。酸供給手段は、揚水管１０内の原水のｐＨを５．０〜７．５に調整するために、原水に酸を注入するためのものである。酸としては、硫酸、塩酸、硝酸等が挙げられるが、水質基準、取扱い性の点から、硫酸が好ましい。
酸供給配管５０は、揚水管１０内の原水に酸を注入できる位置に接続すればよく、原水が脱炭酸しやすく、原水のｐＨが高くなりやすい、逆止弁１４と水中ポンプ１２との間の揚水管１０に接続することが好ましい。
【００５０】
＜他の実施形態＞
本発明の揚水システムは、地下から地上に延びる揚水管と、揚水管に接続したポンプと、揚水管の地下部分に設けられた１つ以上の逆止弁とを備えたもの、または地下から地上に延びる揚水管と、揚水管の地下側の端部に接続したポンプと、揚水管の地上部分に設けられたバルブ、または揚水管の地上側の端部に接続する配管に設けられたバルブと、ポンプとバルブとの間の揚水管に設けられた１つ以上の逆止弁とを備えたものであればよく、図示例の第１〜第５の実施形態に限定されない。
【００５１】
例えば、第１の実施形態、第２の実施形態または第５の実施形態において、揚水管１０の地上部分に逆止弁をさらに設けてもよい。
第１、第３〜第５の実施形態において、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４を２つ以上設けてもよく、第２の実施形態において、揚水管１０の地下部分に逆止弁１４を３つ以上設けてもよい。
第２〜第４の実施形態において、揚水管１０の途中に酸を供給する酸供給手段をさらに設けてもよい。
第１〜第５の実施形態において、導水管２０の途中または原水槽３０内に酸を供給する酸供給手段をさらに設けてもよい。
第１〜第５の実施形態において、揚水管１０の長さが十分に短い（例えば１０ｍ以下のとき）は、水中ポンプ１２の代わりに、揚水管１０の上端に真空ポンプを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の揚水システムは、井戸から地下水を汲み上げるシステムとして有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  揚水システム、
２  揚水システム、
３  揚水システム、
４  揚水システム、
５  揚水システム、
１０  揚水管、
１２  水中ポンプ、
１４  逆止弁、
１４Ａ  逆止弁、
１４Ｂ  逆止弁、
１６  逆止弁、
２０  導水管、
２２  バルブ、
３０  原水槽、
４０  原水引出配管、
４２  原水ポンプ、
５０  酸供給配管、
５２  酸供給ポンプ、
５４  酸貯留タンク、
１００  井戸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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