(57)【要約】      （修正有）【課題】停止中の立軸ポンプについて長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減する。【解決手段】立軸ポンプＰの共振を抑えるポンプシステム１であって、予め決められた基準を超えて前記立軸ポンプが揺れた場合、前記立軸ポンプの吊下げ管ＣＰ内に水ＷＴを供給する供給手段を備える。予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、供給手段から吊下げ管内に流体を供給して、吊下げ管の水位を上方または下方に変えることができ吊下げ管の固有振動数を変更させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立軸ポンプの共振を抑えるポンプシステムであって、
予め決められた基準を超えて前記立軸ポンプが揺れた場合、前記立軸ポンプの吊下げ管内の水位を上方または下方に変更するよう前記吊下げ管内に流体を供給する供給手段
を備えるポンプシステム。
【請求項２】
前記立軸ポンプの揺れを検出する検出部と、
前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合に、前記吊下げ管内に流体を供給して前記吊下げ管内の水位を上方または下方に変更するよう前記供給手段を制御する制御部と、
を備える請求項１に記載のポンプシステム。
【請求項３】
前記検出部は、前記吊下げ管の変位量を検出し、
前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合とは、前記検出部により検出された変位量が閾値を超える場合である
請求項２に記載のポンプシステム。
【請求項４】
前記流体は水であり、
前記供給手段は、水が蓄えられており且つ前記吊下げ管に連結されているタンクであり、
前記タンクと前記吊下げ管との間に弁が設けられており、
前記制御部は、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、前記タンクから前記吊下げ管内に水が供給されるように前記弁を開くよう制御する
請求項２または３に記載のポンプシステム。
【請求項５】
前記吊下げ管が設置されているポンプ井の水位を計測する水位計と、
前記ポンプ井内に設けられているストッパと、
前記吊下げ管の外周を囲み且つストッパで支持されている閉止部と、
を備え、
前記計測されたポンプ井の水位が前記吊下げ管の吸込口より低い場合において、前記検出部により揺れが検出された場合、前記制御部は、前記閉止部を前記ポンプ井の底に落とすよう前記ストッパを制御する
請求項４に記載のポンプシステム。
【請求項６】
前記流体は水であり、
前記供給手段は、前記立軸ポンプの吊下げ管に連通しており且つ水を吸い上げる真空ポンプであり、
前記制御部は、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、前記吊下げ管の吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように前記真空ポンプを制御する
請求項２または３に記載のポンプシステム。
【請求項７】
吊下げ管が設置されているポンプ井の水位を計測する水位計を更に備え、
前記制御部は、前記計測されたポンプ井の水位が前記吊下げ管の吸込口以上の場合において、前記検出部により揺れが検出された場合、前記吊下げ管の吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように前記真空ポンプを制御する
請求項６に記載のポンプシステム。
【請求項８】
前記流体は気体であり、
気体を排出する気体排出手段を更に備え、
前記制御部は、前記検出部により揺れが検出された場合、気体を排出して前記吊下げ管内の水位を下げるよう気体排出手段を制御する
請求項２または３に記載のポンプシステム。
【請求項９】
前記気体排出手段は、送風機またはコンプレッサであり、
前記制御部は、前記検出部により揺れが検出された場合、空気または圧縮空気を排出して前記吊下げ管内の水位を下げるよう送風機またはコンプレッサを制御する
請求項８に記載のポンプシステム。
【請求項１０】
前記立軸ポンプが設置されているポンプ井の水位を計測する水位計と、
前記吊下げ管内の水位と、前記吊下げ管の固有振動数との関係が記憶されている記憶部と、
地震による長周期地振動の周波数を検出する検出部と、
前記記憶部を参照して、前記検出部により検出された長周期地震動の周波数が、前記水位計によって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合、前記供給手段から前記吊下げ管内に水を供給するよう前記供給手段を制御する制御部と、
を備える請求項１に記載のポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水や河川水、海水などの液体を送水する立軸ポンプに関するポンプシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高揚程向けの立軸ポンプが設けられたポンプ機場が増えてきている。高揚程ポンプにおいてはポンプの吊下げ管（コラムともいう）が長くなり、ポンプ床下における固有振動数の１次モード（以下、吊下げ管の固有振動数と表現する）が従来よりも低くなる傾向にある。また一方で、地震時に発生する長周期地震動が近年問題となっている。これは超高層ビルなどにおいてその固有振動数と地震の周波数が一致し、共振を起こす問題である。上記、長周期地震動が問題となった背景としては、高層ビルが従来よりも、より高層化したため固有振動数が低くなった理由が挙げられる。
【０００３】
同様のことが停止中の高揚程ポンプに対しても発生する可能性があることが予想され、この対策手法を考案することは重要である。従来はポンプの吊下げ管の長さ（コラム長ともいう）が短かったため、一般に地震の長周期地震動の振動数よりも固有振動数が高く、長周期地震動によって吊下げ管が共振することはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−８５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、高揚程化に伴いコラム長が長くなるに連れ、吊下げ管の固有振動数が低くなる傾向があるため、長周期地震動に伴って吊下げ管が共振しないようにする必要がある。その対策として、吊下げ管にサポートを取り付けるなどで固有振動数を高くすることが上げられる。しかし、設置時に壁にサポートを取り付けることは手間であり、メンテナンスの際はそれを外すことも必要であるため工数も増え、また一連の作業に対して危険も伴う。このように、停止中の立軸ポンプについて、サポートを付けることなく、長周期地震動の揺れに伴う共振を軽減し、共振による損傷のリスクを低減することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、停止中の立軸ポンプについて長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することを可能とするポンプシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に第１の態様に係るポンプシステムは、立軸ポンプの共振を抑えるポンプシステムであって、予め決められた基準を超えて前記立軸ポンプが揺れた場合、前記立軸ポンプの吊下げ管内の水位を上方または下方に変更するよう前記吊下げ管内に流体を供給する供給手段を備える。
【０００８】
この構成によれば、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、供給手段から吊下げ管内に流体を供給して、吊下げ管の水位を上方または下方に変えることができ吊下げ管の固有振動数を変更させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。更に、水を吊下げ管内に供給することにより、水が抵抗となって吊下げ管の振動を減衰させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【０００９】
本発明に第２の態様に係るポンプシステムは、第１の態様に係るポンプシステムであって、前記立軸ポンプの揺れを検出する検出部と、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合に、前記吊下げ管内に流体を供給して前記吊下げ管内の水位を上方または下方に変更するよう前記供給手段を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
この構成によれば、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、供給手段から吊下げ管内に流体を供給して、吊下げ管の水位を上方または下方に変えることができ吊下げ管の固有振動数を変更させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００１１】
本発明に第３の態様に係るポンプシステムは、第２の態様に係るポンプシステムであって、前記検出部は、前記吊下げ管の変位量を検出し、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合とは、前記検出部により検出された変位量が閾値を超える場合である。
【００１２】
この構成によれば、吊下げ管が閾値を超えるほど変位した場合に真空ポンプでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管の固有振動数を下降させることができる。
【００１３】
本発明に第４の態様に係るポンプシステムは、第２または３の態様に係るポンプシステムであって、前記流体は水であり、前記供給手段は、水が蓄えられており且つ前記吊下げ管に連結されているタンクであり、前記タンクと前記吊下げ管との間に弁が設けられており、前記制御部は、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、前記タンクから前記吊下げ管内に水が供給されるように前記弁を開くよう制御する。
【００１４】
この構成によれば、吊下げ管内に水が短時間でも供給されることにより、吊下げ管の固有振動数が短時間でも下降させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を短時間でも、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００１５】
本発明に第５の態様に係るポンプシステムは、第４の態様に係るポンプシステムであって、前記吊下げ管が設置されているポンプ井の水位を計測する水位計と、ストッパと、前記吊下げ管の外周を囲み且つストッパで支持されている閉止部と、を備え、前記計測されたポンプ井の水位が前記吊下げ管の吸込口より低い場合において、前記検出部により揺れが検出された場合、前記制御部は、前記閉止部を前記ポンプ井の底に落とすよう前記ストッパを制御する。
【００１６】
この構成によれば、ポンプ井の底から吊下げ管の吸込口の外側を囲うことができる。その結果、タンクから供給された水を、閉止部とポンプ井の底で囲まれた空間に蓄えることができ、吊下げ管内の水位を通常の状態よりも高くすることができる。
【００１７】
本発明に第６の態様に係るポンプシステムは、前記流体は水であり、第２または３の態様に係るポンプシステムであって、前記供給手段は、前記立軸ポンプの吊下げ管に連通しており且つ水を吸い上げる真空ポンプであり、前記制御部は、前記検出部により予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、前記吊下げ管の吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように前記真空ポンプを制御する。
【００１８】
この構成によれば、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、真空ポンプでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管の固有振動数を下降させることができる。
【００１９】
本発明に第７の態様に係るポンプシステムは、第６の態様に係るポンプシステムであって、吊下げ管が設置されているポンプ井の水位を計測する水位計を更に備え、前記制御部は、前記計測されたポンプ井の水位が前記吊下げ管の吸込口以上の場合において、前記検出部により揺れが検出された場合、前記吊下げ管の吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように前記真空ポンプを制御する。
【００２０】
この構成によれば、ポンプ井の水位が吊下げ管の吸込口以上であるので、揺れが検出された場合に真空ポンプでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管の固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００２１】
本発明に第８の態様に係るポンプシステムは、第２または３の態様に係るポンプシステムであって、前記流体は気体であり、気体を排出する気体排出手段を更に備え、前記制御部は、前記検出部により揺れが検出された場合、気体を排出して前記吊下げ管内の水位を下げるよう気体排出手段を制御する。
【００２２】
この構成によれば、吊下げ管内の水位を下げることができ、吊下げ管の固有振動数を上げることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００２３】
本発明に第９の態様に係るポンプシステムは、第８の態様に係るポンプシステムであって、前記気体排出手段は、送風機またはコンプレッサであり、前記制御部は、前記検出部により揺れが検出された場合、空気または圧縮空気を排出して前記吊下げ管内の水位を下げるよう送風機またはコンプレッサを制御する。
【００２４】
この構成によれば、吊下げ管内の水位を下げることができ、吊下げ管の固有振動数を上げることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００２５】
本発明に第１０の態様に係るポンプシステムは、第１の態様に係るポンプシステムであって、前記立軸ポンプが設置されているポンプ井の水位を計測する水位計と、前記吊下げ管内の水位と、前記吊下げ管の固有振動数との関係が記憶されている記憶部と、地震による長周期地振動の周波数を検出する検出部と、前記記憶部を参照して、前記検出部により検出された長周期地震動の周波数が、前記水位計によって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合、前記供給手段から前記吊下げ管内に水を供給するよう前記供給手段を制御する制御部と、を備える。
【００２６】
この構成によれば、長周期地震動の周波数が、現在の吊下げ管の水位によって決まる吊下げ管の固有振動数と略一致する場合に、吊下げ管内の水位を上昇させて、吊下げ管の固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、長周期地震動の周波数とは異なる周波数にすることができ、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。更に、水を吊下げ管内に供給することにより、吊下げ管の振動を減衰させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、供給手段から吊下げ管内に水を供給して、吊下げ管の固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管の固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管の共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。更に、水を吊下げ管内に供給することにより、水が抵抗となって吊下げ管の振動を減衰させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係るポンプシステム１の模式断面図である。
【図２】吊下げ管ＣＰ内の水位と吊下げ管ＣＰの固有振動数との関係の一例を示すグラフである。
【図３】地震発生時の真空ポンプＶＰの動作を説明する図である。
【図４】第２の実施形態に係るポンプシステム２の模式断面図である。
【図５】地震発生時のポンプシステム２の模式断面図である。
【図６】第３の実施形態に係るポンプシステム３の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
各実施形態において、立軸ポンプの共振を抑えるポンプシステムについて説明する。各実施形態に係るポンプシステムには、予め決められた基準を超えて立軸ポンプが揺れた場合、当該立軸ポンプの吊下げ管内に水を供給する供給手段が設けられている。以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るポンプシステム１の模式断面図である。ポンプシステム１は、図１に示すように、ポンプシステム１は、水ＷＴが張られたポンプ井（吸込水槽）ＰＷと、ポンプ井ＰＷの上面に設けられたポンプ据付床ＦＬを備える。更にポンプシステム１は、ポンプ井ＰＷに設けられた立軸ポンプＰと、立軸ポンプＰに接続され立軸ポンプＰを駆動する電動機ＥＭと、検出部ＳＣと、水位計ＷＭと、制御部ＣＯＮとを備える。立軸ポンプＰは、主軸ＭＳと、主軸ＭＳの端部に連結され主軸ＭＳの回転とともに回転する羽根車ＶＮと、を備える。
【００３１】
更に、立軸ポンプＰは、下端に水を吸い込む吸込口が設けられた吊下げ管ＣＰと、吊下げ管ＣＰの吐出し側に設けられた吐出弁ＤＶとを備える。
ポンプシステム１は、立軸ポンプＰの吊下げ管ＣＰに連通しており且つ水を吸い上げる真空ポンプＶＰを備える。
【００３２】
検出部ＳＣは、立軸ポンプＰの揺れを検出する。ここで揺れとは、変位、変位速度、変位加速度等を指す。具体的には例えば、検出部ＳＣは、吊下げ管ＣＰの変位量を検出するセンサである。
水位計ＷＭは、吊下げ管ＣＰが設置されているポンプ井の水位を計測する。
【００３３】
制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより予め決められた基準を超える揺れが検出された場合に、吊下げ管ＣＰ内に流体を供給して吊下げ管ＣＰ内の水位を上方または下方に変更するよう供給手段を制御する。流体は液体でも気体であってもよい。本実施形態において流体は一例として水である。この構成により、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、供給手段から吊下げ管ＣＰ内に水を供給して、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。更に、水を吊下げ管ＣＰ内に供給することにより、水が抵抗となって吊下げ管ＣＰの振動を減衰させることができる。
【００３４】
本実施形態に係る供給手段は真空ポンプＶＰであるものとして、以下、本実施形態に係る制御部ＣＯＮの動作の一例について図２及び図３を用いて説明する。
図２は、吊下げ管ＣＰ内の水位と吊下げ管ＣＰの固有振動数との関係の一例を示すグラフである。図２に示すように、吊下げ管ＣＰ内の水位と吊下げ管ＣＰの固有振動数とは概ね線形の関係にあり、吊下げ管ＣＰ内の水位が上がる程、吊下げ管ＣＰの固有振動数が下降する。
【００３５】
図３は、地震発生時の真空ポンプＶＰの動作を説明する図である。図３に示すように、地震が発生して、検出部ＳＣにより予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、真空ポンプＶＰが起動して、矢印Ａ１に示すように、吊下げ管ＣＰの吸込口からポンプ井ＰＷの水を吸い上げる。なお、このとき吐出弁ＤＶは閉じているものとする。
【００３６】
この動作を実現するために、本実施形態では一例として、図３の矢印Ａ１に示すように、制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、吊下げ管ＣＰの吸込口からポンプ井ＰＷの水を吸い上げるように真空ポンプＶＰを制御する。この構成により、予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、真空ポンプＶＰでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００３７】
ここで、検出部ＳＣにより予め決められた基準を超える揺れが検出された場合とは、検出部ＳＣにより検出された変位量が閾値を超える場合である。この構成により、吊下げ管ＣＰが閾値を超えるほど変位した場合に真空ポンプＶＰでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００３８】
第１の実施形態では、吊下げ管ＣＰの開口がポンプ井ＰＷの水ＷＴに浸かっていないと、真空ポンプＶＰは、ポンプ井ＰＷの水を吸い上げることができない。このため、より詳細には制御部ＣＯＮは、水位計ＷＭにより計測されたポンプ井の水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上の場合において、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、吊下げ管ＣＰの吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように真空ポンプＶＰを制御する。
【００３９】
この構成により、ポンプ井の水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上であるので、揺れが検出された場合に真空ポンプＶＰでポンプ井の水を吸い上げ、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００４０】
その後、制御部ＣＯＮは例えば、検出部で検出した揺れ（あるいは振動）が予め決められた基準内に収まったと判定した場合、真空ポンプＶＰを停止させる。これにより、吊下げ管ＣＰ内の水位が元に戻る。
【００４１】
なお、本実施形態において、制御部ＣＯＮが真空ポンプＶＰを起動したが、これに限らず、操作者が真空ポンプＶＰを起動させてもよい。
また、真空ポンプＶＰを、気体を排出する気体排出手段に変更してもよい。その場合、制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、気体を排出して吊下げ管ＣＰ内の水位を下げるよう気体排出手段を制御する。気体排出手段は例えば、送風機またはコンプレッサである。この制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、空気または圧縮空気を排出して吊下げ管ＣＰ内の水位を下げるよう送風機またはコンプレッサを制御する。これにより、送風機またはコンプレッサで発生させた空気または圧縮空気によって吊下げ管ＣＰ内の水位を下げることができ、吊下げ管ＣＰの固有振動数を上げることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。但し、真空ポンプＶＰの場合と同様に、ポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上で且つ吐出弁ＤＶが閉まっていることが条件である。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、ポンプ井の水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上である場合に、真空ポンプＶＰで水を吸い上げることにより、吊下げ管ＣＰの水位を上昇させた。しかし、ポンプ井の水位が吊下げ管ＣＰの吸込口未満である場合、真空ポンプＶＰで水を吸い上げることができないという問題がある。それに対して、第２の実施形態に係るポンプシステム２では、制御部ＣＯＮは、タンクＴＫから吊下げ管ＣＰ内に水が供給されるように弁ＴＶを開くよう制御するとともに、閉止部ＯＶが吊下げ管ＣＰの吸込口の外側を囲うように、閉止板を固定するストッパを外すよう制御する。
【００４３】
図４は、第２の実施形態に係るポンプシステム２の模式断面図である。図５は、地震発生時のポンプシステム２の模式断面図である。図１と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図４の第２の実施形態に係るポンプシステム２は、図１の第１の実施形態に係るポンプシステム１に比べて、真空ポンプＶＰが削除された代わりに、タンクＴＫと弁ＴＶが設けられ、更にストッパＳＰと閉止部ＯＶが設けられている。
【００４４】
弁ＴＶは、タンクＴＫと吊下げ管ＣＰとの間に設けられ、弁ＴＶが開くことによってタンクＴＫと吊下げ管ＣＰとが連通し、タンクＴＫに蓄えられた水が吊下げ管ＣＰに供給される。このように第２の実施形態に係る供給手段は、水が蓄えられており且つ吊下げ管ＣＰに連結されているタンクＴＫである。タンクＴＫの容量は、ポンプ井の許容量以下である。ストッパＳＰはポンプ井ＰＷ内に設けられており、本実施形態では一例としてポンプ据付床ＦＬの下面に連結されており一例としてフック状の形状を有する。ストッパＳＰは制御部ＣＯＮからの指令に応じて可動し、本実施形態では一例としてその場で回動する。
【００４５】
閉止部ＯＶは、吊下げ管ＣＰの外周を囲み且つワイヤＷＲ１、ＷＲ２で吊られている。ワイヤＷＲ１、ＷＲ２の一端が閉止部ＯＶに接続され、他端がポンプ井のポンプ据付床ＦＬに接続されている。図４に示すように、ワイヤＷＲ１、ＷＲ２は巻かれた状態でストッパＳＰに固定されている。閉止部ＯＶは一例として中空の円環状の形状を有しており、内径は吊下げ管ＣＰの最も大きな外径よりも長い。これにより、ストッパＳＰが回動してストッパＳＰからワイヤＷＲ１、ＷＲ２が外れてワイヤＷＲ１、ＷＲ２が巻かれた状態から伸びた状態になることにより、図５に示すように閉止部ＯＶがポンプ井ＰＷの底に落下する。このため、閉止部ＯＶがポンプ井ＰＷの底から吊下げ管ＣＰの吸込口の外側を囲うことができる。その結果、タンクＴＫから供給された水を、閉止部ＯＶとポンプ井ＰＷの底で囲まれた空間に蓄えることができ、図５に示すように吊下げ管ＣＰ内の水位を図４の通常状態よりも高くすることができる。
【００４６】
制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより予め決められた基準を超える揺れが検出された場合、タンクＴＫから吊下げ管ＣＰ内に水が供給されるように弁ＴＶを開くよう制御する。この構成により、図４の矢印Ａ４に示すように、タンクＴＫから吊下げ管ＣＰ内に水が供給され、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００４７】
更にそれとともに、制御部ＣＯＮは、水位計ＷＭで計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低い場合において、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、閉止部ＯＶがポンプ井ＰＷの底に落とすようストッパＳＰを制御する。本実施形態では一例として制御部ＣＯＮはストッパＳＰを回動させる。この構成により、ポンプ井ＰＷの底から吊下げ管ＣＰの吸込口の外側を囲うことができる。その結果、タンクＴＫから供給された水を、閉止部ＯＶとポンプ井ＰＷの底で囲まれた空間に蓄えることができ、吊下げ管ＣＰ内の水位を通常の状態よりも高くすることができる。
【００４８】
その後、制御部ＣＯＮは例えば、検出部で検出した揺れ（あるいは振動）が予め決められた基準内に収まったと判定した場合、弁ＴＶを閉めるよう制御し、例えば不図示のリール等を用いてワイヤＷＲ１、ＷＲ２を巻き取るように制御する。これにより、閉止部ＯＶが持ち上げられる。その後、制御部ＣＯＮは例えば、巻かれた状態のワイヤＷＲ１、ＷＲ２をストッパＳＰに固定するように、ストッパＳＰを回動させて図４に示す位置まで戻すよう制御する。これにより、図４の通常状態に戻すことができる。なお、揺れ（あるいは振動）が予め決められた基準内に収まった後の制御部ＣＯＮの処理は、制御部ＣＯＮがコントロールするだけに限らず、操作者がコントロールしてもよい。
【００４９】
なお、本実施形態では、制御部ＣＯＮは、タンクＴＫから吊下げ管ＣＰ内に水が供給されるように弁ＴＶを開くよう制御するとともに、閉止部ＯＶが吊下げ管ＣＰの吸込口の外側を囲うようにストッパＳＰを外すよう制御したが、これに限ったものではない。ストッパＳＰを外す制御はせずに、タンクＴＫから吊下げ管ＣＰ内に水が供給されるように弁ＴＶを開くよう制御してもよい。この構成により、吊下げ管ＣＰ内に水が短時間でも供給されることにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数が短時間でも下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を短時間でも、予め想定される長周期地震動の周波数の範囲外にすることができるので、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００５０】
なお、本実施形態において、制御部ＣＯＮが弁ＴＶを開くように制御したが、これに限らず、操作者が弁ＴＶを開くようにしてもよい。
【００５１】
また、第２の実施形態に係るポンプシステム２は、更に立軸ポンプＰの吊下げ管ＣＰに連通しており且つ水を吸い上げる真空ポンプＶＰを備えていてもよい。その場合、第１の実施形態と第２の実施形態における制御部ＣＯＮの処理を組み合わせて、制御部ＣＯＮは、水位計ＷＭで計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低いか否かで、制御を切り替えてもよい。すなわち、計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低い場合において、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、制御部ＣＯＮは、閉止部ＯＶをポンプ井の底に落とすようストッパＳＰを制御してもよい。一方、水位計ＷＭで計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上の場合において、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、吊下げ管ＣＰの吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように真空ポンプＶＰを制御してもよい。
【００５２】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、予め決められた基準を超えて立軸ポンプＰが揺れた場合、常に立軸ポンプＰの吊下げ管ＣＰ内に水を供給した。それに対し、第３の実施形態では、長周期地震動の周波数が、現在の吊下げ管ＣＰ内の水位によって決まる固有振動数と略一致する場合、吊下げ管ＣＰ内に水を供給する。
【００５３】
図６は、第３の実施形態に係るポンプシステム３の模式断面図である。図１と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図６の第３の実施形態に係るポンプシステム３は、図１の第１の実施形態に係るポンプシステム１に比べて、記憶部ＭＵが追加されたものになっている。記憶部ＭＵには、吊下げ管ＣＰ内の水位と、吊下げ管ＣＰの固有振動数との関係が記憶されている。本実施形態に係る検出部ＳＣは、地震による長周期地振動の周波数を検出する。
【００５４】
本実施形態に係る制御部ＣＯＮは、記憶部ＭＵを参照して、検出部ＳＣにより検出された長周期地震動の周波数が、水位計ＷＭによって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合、供給手段から吊下げ管ＣＰ内に水を供給するよう供給手段を制御する。ここで本実施形態に係る供給手段は一例として真空ポンプＶＰである。
【００５５】
この構成により、長周期地震動の周波数が、現在の吊下げ管ＣＰの水位によって決まる吊下げ管ＣＰの固有振動数と略一致する場合に、吊下げ管ＣＰ内の水位を上昇させて、吊下げ管ＣＰの固有振動数を下降させることができる。これにより、吊下げ管ＣＰの固有振動数を、長周期地震動の周波数とは異なる周波数にすることができ、吊下げ管ＣＰの共振確率を低減させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。更に、水を吊下げ管ＣＰ内に供給することにより、吊下げ管ＣＰの振動を減衰させることができ、長周期地震動の揺れによる損傷のリスクを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態に係る供給手段は一例として真空ポンプＶＰであるとしたが、第２の実施形態のようにタンクＴＫであってもよく、第２の実施形態のように、計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低い場合において、検出部ＳＣにより揺れが検出された場合、制御部ＣＯＮは、閉止部ＯＶをポンプ井ＰＷの底に落とすようストッパＳＰを制御してもよい。
【００５７】
また、第３の実施形態に係るポンプシステム３は、更に水が蓄えられており且つ吊下げ管ＣＰに連結されているタンクＴＫを備えていてもよい。その場合、制御部ＣＯＮは、検出部ＳＣにより検出された長周期地震動の周波数が、水位計ＷＭによって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合において、水位計ＷＭで計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低いか否かで、制御を切り替えてもよい。すなわち、計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口より低い場合において、検出部ＳＣにより検出された長周期地震動の周波数が、水位計ＷＭによって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合、制御部ＣＯＮは、閉止部ＯＶをポンプ井の底に落とすようストッパＳＰを制御してもよい。一方、水位計ＷＭで計測されたポンプ井ＰＷの水位が吊下げ管ＣＰの吸込口以上の場合において、検出部ＳＣにより検出された長周期地震動の周波数が、水位計ＷＭによって計測された水位に対応する固有振動数と略一致する場合、吊下げ管ＣＰの吸込口からポンプ井の水を吸い上げるように真空ポンプＶＰを制御してもよい。
【００５８】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１、２、３  ポンプシステム
ＣＯＮ  制御部
ＣＰ  吊下げ管
ＤＶ  吐出弁
ＥＭ  電動機
ＦＬ  ポンプ据付床
ＭＳ  主軸
ＭＵ  記憶部
ＯＶ  閉止部
Ｐ  立軸ポンプ
ＰＷ  ポンプ井（吸込水槽）
ＳＣ  検出部
ＳＰ  ストッパ
ＴＫ  タンク
ＴＶ  弁
ＶＮ  羽根車
ＶＰ  真空ポンプ
ＷＭ  水位計
ＷＲ１、ＷＲ２  ワイヤ
ＷＴ  水
【図１】
2018009494.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018009494.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018009494.tif 000008