(57)【要約】【課題】ポンプの連続運転によって連続的に圧送される汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送することで、圧送効率を向上させることができるポンプ装置を提供する。【解決手段】入口１に汚水流入管２が接続され、入口１から汚水流入管２への逆流を防止する逆止弁３と固形異物捕集用の濾過手段１１を有し、送水管１０Ａ，１０Ｂが接続されている複数の分離槽４Ａ，４Ｂと、分離槽４Ａ，４Ｂの出入口１２をポンプ７の吐出口７Ａと吸込口７Ｂに交互に切換えて連通させる四方切換弁１４とを備え、四方切換弁１４を切換えることで、ポンプ７の吸込口７Ｂまたは吐出口７Ａに対する一方側と他方側の分離槽４Ａ，４Ｂの出入口１２の連通状態を反転させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口に汚水流入管が接続され、前記入口から汚水流入管への逆流を防止する逆止弁と固形異物捕集用の濾過手段を有しているとともに該濾過手段の濾過位置前段側に送水管が接続されている複数の分離槽と、これら分離槽それぞれの前記濾過手段の濾過位置後段に設けた出入口をポンプの吸込口と吐出口に交互に切換えて連通させる方向切換弁とを備えていることを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記方向切換弁とポンプの吐出口の間に誤作動防止弁が介設されている請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記方向切換弁とポンプの吸込口の間に貯水槽が設けられている請求項１または請求項２のいずれかに記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプ装置に係り、詳しくは、ゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水の排水に好適なポンプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水中継ポンプ場、マンホールポンプ場、中、小型の排水ポンプ場などにおいて、ゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水をポンプで圧送する場合、固形異物がポンプを通過すると、固形異物によってポンプに「詰まり」を生じる場合があり、「詰まり」が生じた場合には、ポンプの運転を停止した後に煩雑なメンテナンスを行う必要がある。このような不都合は、固形異物の通過性に優れた特殊構造のポンプを使用することによって回避することができる。しかし、この種のポンプは、ポンプ効率が悪い上にコスト高になるなどの問題点を有している。
【０００３】
このため、ゴミや汚物などの固形異物がポンプを通過するのを回避して、下水または汚水とともに固形異物を圧送することができるポンプ装置が使用されている（たとえば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
このポンプ装置は、図７に示すように、入口１に汚水流入管２が接続され、内部に入口１から汚水流入管２への逆流を防止するボール弁によってなる逆止弁３を装入した１つの分離槽４と、分離槽４の内部にセパレーション弁５Ａ，５Ｂを臨ませた第１導水通路６と、この第１導水通路６を吐出口７Ａに接続したポンプ７と、ポンプ７の吸込口７Ｂに接続した第２導水通路８と、第２導水通路８の先端を開口して臨ませている貯留槽９と、分離槽４の底部付近に接続した送水管１０とを備えている。
【０００５】
前記構成のポンプ装置によれば、汚水流入管２から分離槽４に流入した汚水は、図８のように、セパレーション弁５Ｂによって固形異物が分離捕集されて、汚水のみが第１導水通路６から停止状態のポンプ７に逆入して通過し、第２導水通路８を経て貯留槽９に流入して貯留される。
【０００６】
流入汚水の増加で分離槽４と貯留槽９の水位が図９のように上昇すると、ボール弁によってなる逆止弁３が上昇して分離槽４の入口１を閉塞する。このような分離槽４と貯留槽９の満水状態は、貯留槽９に設置した水位計（図示省略）によって検出され、検出した満水信号に基づいて図１０のようにポンプ７の運転を開始する。
【０００７】
ポンプ７の運転が開始されると、図１１のように、貯留槽９内の貯留汚水は第２導水通路８を経て吸込口７Ｂからポンプ７内に吸い込まれ、ポンプ７内を通過して吐出口７Ａから第１導水通路６に吐出され、セパレーション弁５Ａ，５Ｂを押し拡げて分離槽４に流入する。したがって、分離槽４に流入した貯留槽９内の貯留汚水は、分離槽４内の汚水および捕集分離されているゴミや汚物などの固形異物を同伴して送水管１０に圧送される。すなわち、このポンプ装置によれば、ゴミや汚物などの固形異物がポンプ７を通過するのを回避して、下水または汚水とともに圧送することができる。
【０００８】
【非特許文献１】
株式会社  酉島製作所著作カタログ「ソリッド・セパレーション」、
２００２年７月２５日発行
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７〜図１１で説明した従来のポンプ装置では、ポンプ７の間欠運転によって下水または汚水とともにゴミや汚物などの固形異物が間欠的に圧送されるように構成されている。つまり、ポンプ７を停止した状態で分離槽４において固形異物を分離捕集するとともに、下水または汚水のみを貯留槽９に一旦貯留したのちに、ポンプ７を運転することで貯留されている下水または汚水に固形異物を同伴させて間欠的に圧送するように構成されているので、圧送効率がよくない問題点を有している。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ポンプの連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送することで、圧送効率を向上させることができるポンプ装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係るポンプ装置は、入口に汚水流入管が接続され、前記入口から汚水流入管への逆流を防止する逆止弁と固形異物捕集用の濾過手段を有しているとともに該濾過手段の濾過位置前段側に送水管が接続されている複数の分離槽と、これら分離槽それぞれの前記濾過手段の濾過位置後段に設けた出入口をポンプの吸込口と吐出口に交互に切換えて連通させる方向切換弁とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
また、前記方向切換弁とポンプの吐出口の間に誤作動防止弁を介設することが好ましい。
【００１３】
さらに、前記方向切換弁とポンプの吸込口の間に貯水槽を設けてもよい。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、方向切換弁の切換えによって、一方側の分離槽の出入口と他方側の分離槽の出入口をポンプの吸込口または吐出口に交互に切換えて連通させることができる。したがって、ポンプの運転状態において、一方側の分離槽の出入口をポンプの吸込口に連通させ、他方側の分離槽の出入口をポンプの吐出口に連通させると、汚水流入管内のゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水は、一方側の分離槽に流入し、固形異物捕集用の濾過手段によって固形異物が分離捕集され、下水または汚水のみがポンプに吸い込まれ吐出口から吐き出されて他方側の分離槽に流入し、他方側の分離槽の固形異物捕集用の濾過手段によって既に分離捕集されている固形異物を逆洗し、固形異物を同伴して送水管に圧送される。この時、他方側の分離槽が満水状態になって逆止弁が弁閉され、逆洗流が汚水流入管に逆流するのを防止する。また、方向切換弁を切換えることで、ポンプの吸込口または吐出口に対する一方側と他方側の分離槽の出入口の連通状態を反転させることができるので、他方側の分離槽の固形異物捕集用の濾過手段によって固形異物が分離捕集された下水または汚水によって、一方側の分離槽内で分離捕集されている固形異物を逆洗し、固形異物を同伴して送水管に圧送することができる。すなわち、ポンプの連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、方向切換弁の切換え作動の直前に誤作動防止弁をごく短時間だけ弁閉することによって、たとえ方向切換弁の切換え作動途中に各ポートが他のポートの全てに通じる全通状態になっても、下水または汚水がポンプの吐出口から複数の分離槽内に同時に流入して、これら分離槽の逆止弁が同時に閉塞される誤作動を防止することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、貯水槽の水位を検出し、その検出された水位に基づいてポンプの運転・停止制御を自動的に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す断面図である。なお、図７〜図１１で説明した従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して説明する。
【００１８】
図１において、ポンプ装置は、入口１に汚水流入管２が接続され、内部に入口１から汚水流入管２への逆流を防止するボール弁によってなる逆止弁３が装入されているとともに、金属製のスクリーンによってなる固形異物捕集用の濾過手段１１を設けた一対の分離槽４Ａ，４Ｂを有し、これら分離槽４Ａ，４Ｂの底部に設けた出入口１２は、四方切換弁１４の切換えによってポンプ７の吐出口７Ａと吸込口７Ｂに交互に連通できるように構成してある。また、分離槽４Ａの入口１と濾過手段１１との間の位置に送水管１０Ａが接続され、離槽４Ｂの入口１と濾過手段１１との間の位置に送水管１０Ｂが接続されている。
【００１９】
四方切換弁１４は、四つのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を有し、その切換操作によってポートＰ１をポートＰ２またはＰ４に連通させ、ポートＰ３をポートＰ２またはＰ４に連通させ得るようになっている。そして、ポートＰ４は一方の導水通路１５Ａを介して一方の分離槽４Ａの出入口１２に連通し、ポートＰ２は他方の導水通路１５Ｂを介して他方の分離槽４Ｂの出入口１２に連通しており、ポートＰ１は一次吸込通路１７Ａを介して貯水槽１８に連通し、ポートＰ３は吐出通路１６を介してポンプ７の吐出口７Ａに連通しているとともに、貯水槽１８の底部近傍は二次吸込通路１７Ｂを介してポンプ７の吸込口７Ｂに連通している。また、吐出通路１６に誤作動防止弁１９を介設してある。
【００２０】
前記構成において、誤作動防止弁１９を弁開してポンプ７を運転すると、汚水流入管２内のゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水は、ポンプ７の吸込作用によって分離槽４Ａよりも内部が負圧化されている分離槽４Ｂに流入し、固形異物捕集用の濾過手段１１によって固形異物が分離捕集されて、下水または汚水のみが出入口１２→他方の導水通路１５Ｂ→四方切換弁１４のポートＰ２→四方切換弁１４のポートＰ１→一次吸込通路１７Ａ→貯水槽１８→二次吸込通路１７Ｂ→吸込口７Ｂの経路でポンプ７に吸い込まれて吐出口７Ａから吐き出され、吐出通路１６→四方切換弁１４のポートＰ３→四方切換弁１４のポートＰ４→一方の導水通路１５Ａ→出入口１２の経路で分離槽４Ａに流入する。これにより、分離槽４Ａが満水状態になることで、逆止弁３が上昇して分離槽４Ａの入口１を閉塞する。したがって、出入口１２から分離槽４Ａに流入した下水または汚水は送水管１０Ａに圧送される。
【００２１】
ポンプ７の運転が所定時間経過した時点あるいは分離槽４Ｂの固形異物捕集用の濾過手段１１によって分離捕集されている固形異物の量が所定量になった状態を適宜の手法で検出した時点で、四方切換弁１４を図２のように切換えて、ポートＰ１をポートＰ４に連通させ、ポートＰ３をポートＰ２に連通させると、汚水流入管２内のゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水は、分離槽４Ａに流入し、固形異物捕集用の濾過手段１１によって固形異物が分離捕集されて、下水または汚水のみが出入口１２→一方の導水通路１５Ａ→四方切換弁１４のポートＰ４→四方切換弁１４のポートＰ１→一次吸込通路１７Ａ→貯水槽１８→二次吸込通路１７Ｂ→吸込口７Ｂの経路でポンプ７に吸い込まれて吐出口７Ａから吐き出され、吐出通路１６→四方切換弁１４のポートＰ３→四方切換弁１４のポートＰ２→他方の導水通路１５Ｂ→出入口１２の経路で分離槽４Ｂに流入する。これにより、分離槽４Ｂが満水状態になることで、逆止弁３が上昇して分離槽４Ｂの入口１を閉塞する。一方、分離槽４Ｂに流入した下水または汚水は、既に固形異物捕集用の濾過手段１１によって分離捕集されている固形異物を逆洗し、固形異物を同伴して送水管１０Ｂに圧送される。
【００２２】
さらに、ポンプ７の運転が所定時間経過した時点あるいは分離槽４Ａの固形異物捕集用の濾過手段１１によって分離捕集されている固形異物の量が所定量になった状態を適宜の手法で検出した時点で、四方切換弁１４を図１のように切換えて、ポートＰ１をポートＰ２に連通させ、ポートＰ３をポートＰ４に連通させると、汚水流入管２内のゴミや汚物などの固形異物が混入している下水または汚水は、分離槽４Ｂに流入し、固形異物捕集用の濾過手段１１によって固形異物が分離捕集されて、下水または汚水のみが出入口１２→他方の導水通路１５Ｂ→四方切換弁１４のポートＰ２→四方切換弁１４のポートＰ１→一次吸込通路１７Ａ→貯水槽１８→二次吸込通路１７Ｂ→吸込口７Ｂの経路でポンプ７に吸い込まれて吐出口７Ａから吐き出され、吐出通路１６→四方切換弁１４のポートＰ３→四方切換弁１４のポートＰ４→一方の導水通路１５Ａ→出入口１２の経路で分離槽４Ａに流入する。これにより、分離槽４Ａが満水状態になることで、逆止弁３が上昇して分離槽４Ａの入口１を閉塞する。一方、分離槽４Ａに流入した下水または汚水は、既に固形異物捕集用の濾過手段１１によって分離捕集されている固形異物を逆洗し、固形異物を同伴して送水管１０Ａに圧送される。
【００２３】
以下は、四方切換弁１４の切換えで、ポンプ７の吸込口７Ｂまたは吐出口７Ａに対する分離槽４Ａ，４Ｂの出入口１２の連通状態を反転させることにより、分離槽４Ａもしくは４Ｂ内で固形異物捕集用の濾過手段１１によって分離捕集されている固形異物を、相手側の分離槽４Ｂもしくは４Ａから送り込まれた固形異物の混入していない下水または汚水で逆洗し、固形異物を同伴して送水管１０Ａまたは１０Ｂに圧送する運転、すなわち、ポンプ７の連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送することができる。したがって、ポンプ７の間欠運転によって下水または汚水とともにゴミや汚物などの固形異物が間欠的に圧送されるように構成されている従来のポンプ装置と比較して、圧送効率を向上させることができる。
【００２４】
一方、四方切換弁１４の切換え作動の直前に誤作動防止弁１９をごく短時間だけ弁閉することによって、たとえば、図３に示すように、四方切換弁１４の切換え作動途中に各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が他のポートの全てに通じる全通状態になっても、正常な運転を継続して行うことができる。詳しくは、ロータリ型の弁体１４Ａが実線で示す位置にあり、ポートＰ１をポートＰ２に連通させ、ポートＰ３をポートＰ４に連通させている状態から時計まわり（矢印Ｒ）に二点鎖線で示す位置まで回転させて、ポートＰ１をポートＰ４に連通させ、ポートＰ３をポートＰ２に連通させる状態に切り換える途中で、弁体１４Ａが一点鎖線で示すように、ポートＰ１とポートＰ３にさしかかって、ポートＰ１が他のポートＰ２，Ｐ３，Ｐ４に通じ、ポートＰ２が他のポートＰ１，Ｐ３，Ｐ４に通じ、かつポートＰ３が他のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ４に通じるとともに、ポートＰ４が他のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３に通じる全通状態になっても、下水または汚水がポンプ７の吐出口７Ａから複数の分離槽４Ａ，４Ｂ内に同時に流入して、これら分離槽４Ａ，４Ｂの逆止弁３，３が同時に閉塞される誤作動を防止することができるので、ポンプ７の連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に送水管１０Ａ，１０Ｂに圧送する正常な運転を継続して行うことができる。
【００２５】
前記実施の形態で説明した四方切換弁１４に代えて、図４に示すように、二つの三方切換弁１３Ａ，１３Ｂを設け、一方の三方切換弁１３Ａは、吐出通路１６を介してポンプ７の吐出口７Ａに連通させ、一方の導水通路１５Ａを介して一方の分離槽４Ａの出入口１２に連通させるとともに、一次吸込通路１７Ａを介して貯水槽１８に連通させ、他方の三方切換弁１３Ｂは、吐出通路１６を介してポンプ７の吐出口７Ａに連通させ、他方の導水通路１５Ｂを介して他方の分離槽４Ｂの出入口１２に連通させるとともに、一次吸込通路１７Ａを介して貯水槽１８に連通させ、さらに、吐出通路１６に誤動作防止弁１９を介設した構成であっても、四方切換弁１４を使用した前記実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、一次吸込通路１７Ａ，貯水槽１８および二次吸込通路１７Ｂの経路で、ポンプ７の吸込口７Ｂと四方切換弁１４のポートＰ１とを連通させているが、貯水槽１８を省略し、一次吸込通路１７Ａに二次吸込通路１７Ｂを直結した構成によって、ポンプ７の吸込口７Ｂと四方切換弁１４のポートＰ１とを連通させてもよい。
【００２７】
ただし、貯水槽１８が設けられていることによって、該貯水槽１８の水位を検出し検出された水位に基づいてポンプ７の運転・停止制御を自動的に行うことができる。つまり、図１および図２において、汚水流入管２から一方の分離槽４Ａまたは他方の分離槽４Ｂ→一方の導水路１５Ａまたは他方の導水路１５Ｂ→四方切換弁１４（図４の三方切換弁１３Ａ，１３Ｂ）→一次吸込水路１７Ａの経路で下水または汚水が貯水槽１８に自然流下して、水位がポンプ７の運転開始水位ＨＷＬに上昇した時点で、図示していない水位検出手段により運転開始水位ＨＷＬを検出し、この水位検出信号に基づいてポンプ７を運転させ、ポンプ７の運転で貯水槽１８の水位が運転停止水位ＬＷＬに低下した時点で、前記水位検出手段により運転停止水位ＬＷＬを検出し、この水位検出信号に基づいてポンプ７を停止させる制御を自動的に行うことができる。したがって、ポンプ装置の運転管理が容易になる。
【００２８】
また、図５に示すように、４つの二方弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を使用した構成あるいは、図６に示すように、逆止弁ＣＶ１を介設した送水管１０Ａと、逆止弁ＣＶ２を介設した送水管１０Ｂとを、逆止弁ＣＶ１，ＣＶ２の下流側で１本の送水管１０Ｃに合流させた配管構造であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポンプ装置は構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【００３０】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、ポンプの連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送することができるので、ポンプの間欠運転によって下水または汚水とともにゴミや汚物などの固形異物が間欠的に圧送されるように構成されている従来のポンプ装置と比較して、圧送効率を向上させることができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明によれば、方向切換弁の切換え作動の直前に誤作動防止弁をごく短時間だけ弁閉することによって、たとえ方向切換弁の切換え作動途中に各ポートが他のポートの全てに通じる全通状態になっても、下水または汚水がポンプの吐出口から複数の分離槽内に同時に流入して、これら分離槽の逆止弁が同時に閉塞される誤作動を防止することができるので、ポンプの連続運転によって下水または汚水を連続的に圧送するとともに、連続的に圧送される下水または汚水にゴミや汚物などの固形異物を同伴させて間欠的に圧送する正常な運転の継続に寄与することができる。
【００３２】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、貯水槽の水位を検出し、その検出された水位に基づいてポンプの運転・停止制御を自動的に行うことができるので、ポンプ装置の運転管理が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。
【図２】四方切換弁が切換えられた場合の形態を示す断面図である。
【図３】四方切換弁の全通状態の一例を示す説明図である。
【図４】三方切換弁の使用例を示す構成図である。
【図５】二方弁の使用例を示す構成図である。
【図６】送水管の変形例を示す構成図である。
【図７】従来例の断面図である。
【図８】従来例における貯留槽への貯留工程を示す断面図である。
【図９】従来例における分離槽のボール弁の弁閉状態を示す断面図である。
【図１０】従来例におけるポンプの運転開始工程を示す断面図である。
【図１１】従来例における圧送工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１  入口
２  汚水流入管
３  逆止弁
４Ａ  分離槽
４Ｂ  分離槽
７  ポンプ
７Ａ  ポンプの吐出口
７  ポンプの吸込口
１０Ａ  送水管
１０Ｂ  送水管
１１  固形異物捕集用の濾過手段
１２  分離槽の出入口
１３  三方切換弁（方向切換弁）
１４  四方切換弁（方向切換弁）
１９  誤作動防止弁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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