(57)【要約】【課題】省エネルギー化を実現させることができる送水システムを得る。【解決手段】深井戸１２の井戸水（清水も含む）は、送水管１６、マルチサイクロン装置１８、送水管２０を流動して工場給水本管１０へ送水されるが、閉塞型の送水管１６、２０及び密閉状態のマルチサイクロン装置１８を用いることで、井戸水が通過する流路を閉塞空間としている。これにより、揚水ポンプ１４の圧力損失を最小限とすることができ、揚水ポンプ１４の圧力を維持しつつ、マルチサイクロン装置１８から工場給水本管１０へ井戸水を送水することができる。従って、井戸水を工場給水本管１０へ送水させるために必要なポンプを１台にすることができ、省エネルギー化を実現させることができる。【選択図】　　図１
2004052351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水を揚水する揚水ポンプと、
密閉状態に設けられ、前記揚水ポンプから揚水された地下水を除砂する除砂手段と、
前記除砂手段よりも高所に配設された給水本管と、
前記給水本管と前記除砂手段とに接続されて閉塞型の流路を形成し、除砂手段によって除砂された水を給水本管へ送水する送水管と、
を有することを特徴とする送水システム。
【請求項２】
前記除砂手段が、前記地下水を回転させて地下水中に含有された砂を除砂する金属製のサイクロン装置であることを特徴とする請求項１に記載の送水システム。
【請求項３】
前記揚水ポンプをインバータ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の送水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下水を揚水し、地上に配設された給水本管へ送水する送水システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場での送水システムにおいて、井戸水を用いる場合、図２に示すように、深井戸１００内に揚水ポンプ１０２を配設し、この揚水ポンプ１０２によって揚水された井戸水を工場給水本管１０４へ送水するが、一般的に井戸水には微細な砂の粒子が混入しているため、深井戸１００から揚水された井戸水を工場給水本管１０４へ送水する前に、沈砂槽１０６によって、井戸水に含まれた微細な砂の粒子を除去する必要がある。
【０００３】
沈砂槽１０６はコンクリート打設して建設されるため、図示しないブロワによって、沈砂槽１０６に水を貯留し、長時間空気を送り、コンクリートに含有された不純物のアク抜きを行なった後、沈砂槽１０６として使用できる状態になるので、工場給水本管１０４への送水が可能となるまで時間を要する。
【０００４】
また、沈砂槽１０６には入口部１０６Ａと出口部１０６Ｂとが対面する位置に設けられており、入口部１０６Ａと出口部１０６Ｂとの間には、沈砂槽１０６の幅に沿って邪魔板１０８が平行に配置され、先端部の高さが入口部１０６Ａの高さよりも若干低くなっている。これにより、邪魔板１０８を乗り越えた上澄みの水が出口部１０６Ｂへ送水され、井戸水よりも比重の重い砂などは、沈砂槽１０６の底部に沈殿する。
【０００５】
ここで、工場給水本管１０４は沈砂槽１０６よりも高所に配置されており、また、沈砂槽１０６は開口とされ大気に開放されているため、沈砂槽１０６の出口部１０６Ｂから流出した井戸水を工場給水本管１０４へ送水するためには、送水ポンプ１１０が別途必要となる。
【０００６】
このため、沈砂槽１０６の下流側に送水ポンプ１１０を配設し、沈砂槽１０６を通過した井戸水を、工場給水本管１０４へ送水する。このように、地下に貯留された井戸水を地上に配設された給水本管へ送水させるためには、揚水用のポンプと送水用のポンプとがそれぞれ必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、省エネルギー化を実現させることができる送水システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、地下水を揚水する揚水ポンプと、密閉状態に設けられ揚水ポンプから揚水された地下水を除砂する除砂手段と、除砂手段よりも高所に配設された給水本管と、給水本管と除砂手段とに接続されて閉塞型の流路を形成し除砂手段によって除砂された水を給水本管へ送水する送水管と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように、除砂手段を密閉状態とし、除砂手段と給水本管とを接続する送水管を閉塞型の流路とすることで、井戸水が揚水ポンプによって揚水されてから給水本管へ送水されるまでの流路を閉塞空間とすることができ、揚水ポンプの圧力損失を最小限とすることができる。
【００１０】
このため、揚水ポンプの圧力を維持しつつ、除砂手段から給水本管へ地下水を送水することができる。従って、地下水を給水本管へ送水させるために必要なポンプを１台にすることができ、省エネルギー化を実現させることができる。
【００１１】
また、ポンプを１台にすることで、ポンプのメンテナンスも１台分で良いため、ランニングコストを大幅に削減させることができる。さらに、揚水ポンプによって揚水された水が給水本管へ送水されるまでに通過する流路を閉塞空間とすることで、衛生面においても改善されることとなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、除砂手段として、地下水を回転させて地下水中に含有された砂を除砂する金属製のサイクロン装置を用いる。沈砂槽では現地でコンクリート打設して建設するため、ブロワによって、沈砂槽に貯留された井戸水中に長時間空気を送り、コンクリートに含有された不純物のアク抜きを行なう必要があるが、サイクロン装置は、金属で形成されているためアク抜きの必要がない。このため、沈砂槽と比較して、サイクロン装置は設備が容易であると共に、設備に要する時間を大幅に削減することができる。
【００１３】
また、サイクロン装置では、揚水された地下水中の砂と水との比重差を利用して、サイクロン装置の入口部から流入された地下水中の砂を回転しながら下降させ、清水（砂が取り除かれた水）を上昇させて出口部から流出させる。
【００１４】
ここで、下方を頂部とする略円錐状を成すサイクロン装置を用いることで、砂を頂部に堆積させることができる。このため、頂部にバルブを設け、堆積された砂を流出させるようにすることで、サイクロン装置内の砂が簡単に除去できる。
【００１５】
従って、除砂手段として沈砂槽を用いた場合と比較して、堆積された砂を取り除く作業に伴う時間を削減することができる。また、このバルブを自動弁とすることで、定期的な清掃が不要となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、揚水ポンプをインバータ制御している。例えば、給水本管への入口部に圧力計を配設し、給水本管へ送水するための適切な水圧を保持しているか否かを管理し、水圧に応じてインバータ制御により揚水ポンプの圧力をコントロールする。これにより、揚水ポンプの圧力が必要以上となることを防止し、省エネルギー化を実現させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本形態に係る送水システムについて説明する。
【００１８】
図１に示すように、井戸水を工場内の給水を行なう工場給水本管１０へ送水するため、深井戸１２の深さ約１５ｍの位置に揚水ポンプ１４を配設し、この揚水ポンプ１４によって井戸水を揚水する。揚水ポンプ１４には閉塞型の送水管１６が接続されており、井戸水はこの送水管１６を流動して揚水される。
【００１９】
ところで、一般的に井戸水には微細な砂の粒子が混入しており、この砂を取り除くため、送水管１６と工場給水本管１０との間に、除砂手段としての密閉状態のマルチサイクロン装置１８を配設し、マルチサイクロン装置１８の出口側には工場給水本管１０と接続する閉塞型の送水管２０を連結させてマルチサイクロン装置１８から流出した清水（砂が取り除かれた水）が流動する。
【００２０】
ここで、送水管１６の工場給水本管１０への入口部には、圧力計２２を配設しており、工場給水本管１０へ送水するための適切な水圧であるか否かを管理し、この水圧に応じて、揚水ポンプ１４の圧力をコントロールする。
【００２１】
一方、マルチサイクロン装置１８は略円筒状を成しており、下方には略円錐形状の集砂部２４を設けている。また、マルチサイクロン装置１８は井戸水を回転させて井戸水中に含有された砂を除砂する機能を備えている。
【００２２】
具体的には、揚水された井戸水中の砂と水との比重差を利用して、送水管１６を流動してマルチサイクロン装置１８の入口部１８Ａから流入された井戸水中の砂を、回転しながら下降させ、清水（砂が取り除かれた水）は上昇させて出口部１８Ｂから流出させる。出口部１８Ｂには、高所に配設された工場給水本管１０と接続する閉塞型の送水管２０が接続されており、清水は送水管１６を流動して工場給水本管１０へ送水される。
【００２３】
一方、砂はマルチサイクロン装置１８の下方に設けられた集砂部２４に堆積されるが、マルチサイクロン装置１８の集砂部２４の頂部には、バルブ２６を設けており、このバルブ２６を開放することで、集砂部２４に堆積された砂を排砂することができる。
【００２４】
なお、このバルブ２６を自動弁とし、送水停止したときに、砂が所定以上の堆積量になっていると、バルブ２６を自動的に開放して、集砂部２４内の砂を排砂するように制御しても良い。
【００２５】
次に、本形態に係る送水システムの作用について説明する。
【００２６】
深井戸１２の井戸水（清水も含む）は、送水管１６、マルチサイクロン装置１８、送水管２０を流動して工場給水本管１０へ送水されるが、閉塞型の送水管１６、２０及び密閉状態のマルチサイクロン装置１８を用いることで、井戸水が通過する流路を閉塞空間としている。
【００２７】
これにより、揚水ポンプ１４の圧力損失を最小限とすることができ、揚水ポンプ１４の圧力を維持しつつ、マルチサイクロン装置１８から工場給水本管１０へ井戸水を送水することができる。従って、井戸水を工場給水本管１０へ送水させるために必要なポンプを１台にすることができ、省エネルギー化を実現させることができる。
【００２８】
具体的には、図２に示す深井戸１００の深さ１５ｍの位置に配設された揚水ポンプ１０２は、約１５ｋｗの電力が必要であり、また、工場給水本管１０４に送水するため必要な送水圧力３９２２６６Ｐａ（４ｋｇ／ｃｍ２−Ｇ）を考慮すると、送水ポンプ１１０の電力は３０ｋｗ必要である。このため、実施前の所要電力（なお、ポンプ効率を８０％する）は、
（１５ｋｗ＋３０ｋｗ）×０．８×２４ｈ／日×３３０／年
＝２８５、１２０ｋｗｈ／年　　　　　　　　　　　　　　・・・・（１）
である。
【００２９】
これに対して、本発明による所要電力では、図１に示す深井戸１２の深さ１５ｍの位置から送水圧力３９２２６６Ｐａの工場給水本管１０に送水するため必要な揚水ポンプ１４の電力は約３０ｋｗであり、ポンプ効率を８０％とすると、
３０ｋｗ×０．８×２４ｈ／日×３３０／年
＝１９０、０８０ｋｗｈ／年　　　　　　　　　　　　　　・・・・（２）
となる。このため、省エネルギーできた電力は、
（１）―（２）＝９５、０４０ｋｗｈ／年　　　　　　　　　　・・・・（３）
である。
【００３０】
また、送水管１６の工場給水本管１０への入口部に圧力計２２を配設し、水圧に応じて、インバータ制御により揚水ポンプ１４の圧力をコントロールすることで、揚水ポンプ１４の圧力が必要以上となることを防止し、２０％以上の省エネルギー化を実現させることができる。
【００３１】
また、従来では２台必要だったポンプを１台にすることによって、ポンプのメンテナンスも１台分で良いため、ランニングコストを大幅に削減させることができる。さらに、揚水ポンプ１４によって揚水された水が工場給水本管１０へ送水されるまでに通過する流路を閉塞空間とすることで衛生面においても改善されることとなる。
【００３２】
また、沈砂槽１０６（図２参照）ではコンクリート打設して建設するため、図示しないブロワによって、沈砂槽１０６に貯留された井戸水中に長時間空気を送り、コンクリートに含有された不純物のアク抜きを行なう必要があるが、マルチサイクロン装置１８は、金属で形成されているためアク抜きの必要がない。このため、マルチサイクロン装置１８は、沈砂槽１０６と比較して、設備が容易であると共に、設備に要する時間を大幅に削減することができる。
【００３３】
また、マルチサイクロン装置１８の下方に位置する集砂部２４を略円錐状とし、集砂部２４の頂部にバルブ２６を設けて、集砂部２４に堆積された砂を流出させるようにすることで、マルチサイクロン装置１８内の砂が簡単に除去できる。
【００３４】
このため、沈砂槽１０６を用いた場合と比較して、排砂作業に伴う時間を削減することができる。また、このバルブ２６を自動弁とすることで、マルチサイクロン装置１８の定期的な清掃が不要となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、上記構成としたので、請求項１に記載の発明では、揚水ポンプの圧力を維持しつつ、除砂手段から給水本管へ地下水を送水することができるため、地下水を給水本管へ送水させるために必要なポンプを１台にすることができ、省エネルギー化を実現させることができる。また、ポンプのメンテナンスも１台分で良いため、ランニングコストを大幅に削減させることができる。さらに、揚水ポンプによって揚水された水が給水本管へ送水されるまでに通過する流路を閉塞空間とすることで、衛生面においても改善されることとなる。
【００３６】
請求項２に記載の発明では、沈砂槽と比較して、設備が容易であると共に、設備に要する時間を大幅に削減することができる。また、下方を頂部とする略円錐状を成すサイクロン装置を用いることで、砂を頂部に堆積させることができるため、頂部にバルブを設け、堆積された砂を流出させるようにすることで、サイクロン装置内の砂が簡単に除去できる。このため、除砂手段として沈砂槽を用いた場合と比較して、堆積された砂を取り除く作業に伴う時間を削減することができる。また、このバルブを自動弁とすることで、定期的な清掃が不要となる。
【００３７】
請求項３に記載の発明では、揚水ポンプの圧力が必要以上となることを防止し、省エネルギー化を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る送水システムを示す説明図である。
【図２】従来の送水システムを示す説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　　工場給水本管（給水本管）
１４　　　　　揚水ポンプ
１８　　　　　マルチサイクロン装置（除砂手段）
２０　　　　　送水管
【図１】
2004052351.tif 000003
【図２】
2004052351.tif 000004