(57)【要約】【課題】ポンプ場への急激な流入水増加に対して、流入予測に頼ることなく容易に対応可能なポンプ場設備を提供する。【解決手段】流入渠１１からポンプます１４に流入した流入水１３をポンプ１５により外部に排水するポンプ場設備であって、ポンプます１４に設けられ、ポンプます１４に貯留された水１３の内外に出入可能に構成された容積体１８を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入渠からポンプますに流入した流入水をポンプにより外部に排水するポンプ場設備であって、
前記ポンプますに設けられ、ポンプますに貯留された水の内外に出入可能に構成された容積体を備えたことを特徴とするポンプ場設備。
【請求項２】
前記容積体は、浮力を有するフロート状に構成され、このフロート状の容積体をポンプます内の水中に沈降保持させる保持機構を設け、この保持機構を解除操作することでフロート状の容積体を、その浮力により前記水中から外部に移動させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ場設備。
【請求項３】
前記保持機構は、フロート状の容積体を前記水中に沈降させるためのおもりを有することを特徴とする請求項２に記載のポンプ場設備。
【請求項４】
前記容積体を、前記水の内外に出入させるために昇降駆動する駆動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のポンプ場設備。
【請求項５】
前記駆動機構は、前記容積体を、その一部が水中に没した中間高さ位置させることが可能であることを特徴とする請求項４に記載のポンプ場設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、下水道などから流入渠を経てポンプますに流入した流入水をポンプにより外部に排水するポンプ場設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水ポンプ場は、下水道から流入渠を経てポンプますに流入した流入水をポンプにより外部の河川などに排水するように構成されている。この場合、変動する流入雨水を、河川に排水し続ける必要があるため、特に大雨の時には急激な雨水などの流入水増加に対応すべく、流入予測による流入時刻の予測システムの導入が考えられている（例えば、特許文献１参照）。そして、天候情報を人間系で分析した結果により、先行待機型のポンプを組み合わせてポンプの起動時間の短縮を図ったり、予測された流入時刻に合わせて、流入水を貯留するポンプます水位を予め減らしておく方法が導入されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８１８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、流入予測システムは広域にわたるデータの収集が必要で設備が大掛かりになる。また、予測モデルの構築や調整に多くの時間が必要となる。さらに、予測結果が思うように出ないこともある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ポンプ場への急激な流入水の増加に対して、流入予測に頼ることなく容易に対応可能なポンプ場設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態によるポンプ場設備は、  流入渠からポンプますに流入した流入水をポンプにより外部に排水するポンプ場設備であって、前記ポンプます内に、このポンプますに貯留された水の内外に出入可能に構成された容積体を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記実施の形態によれば、ポンプ場への急激な流入水の増加を検知した時点で容積体を水外に取り出すことで、ポンプますの容量を増加させ、流入水の増加分を一時的に吸収した上で排水を行えるようにしている。このため、予測に頼ることのない直感的な設備運転または制御を行え、安全に流入水を排水でき、無駄なポンプ運転の削減が行える。また、副次的にポンプます水位を調節でき、設備設計上のポンプモータ容量の小型化や消費電力の低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るポンプ場設備の平常時の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るポンプ場設備の流入水増加時の状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るポンプ場設備の容積体解放時の状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るポンプ場設備の排水時の容積体戻し入れ状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における流入水増加時の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態における排水時の容積体戻し入れ動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明によるポンプ場設備の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図１乃至図４は、下水ポンプ場の構成を示している。この下水ポンプ場には、流入渠１１が形成されており、その入り口部分（図示左端）には流入ゲート１２が設けられ、図示しない下水道管路と接続している。このため、この下水ポンプ場の周辺及び上流域で降った雨水１３などが、下水道管路を経てこの流入ゲート１２から流入渠１１内に流入する。この流入渠１１の終端部（図示右端）にはポンプます１４が設けられている。このポンプます１４は、ポンプ場への流入水を、流入渠１１を通して受け入れ、一旦貯留する。このポンプます１４には排水用のポンプ１５が設けられており、このポンプ１５は、ポンプます１４内に貯留された水１３を外部の河川１６などに排水する。
【００１１】
このポンプます１４には、その内部に貯留された水１３の内外に出入可能に構成された容積体１８を設けている。この容積体１８としては、例えば、浮力を有するフロート状に構成されたものを用いる。このフロート状の容積体（以下、フロートとして説明する）１８に対しては、このフロート１８を、ポンプます１４内の水１３中に沈めて保持させる保持機構１９を設ける。そして、この保持機構１９を解除操作することで、フロート１８を、その浮力により上昇させ、水１３中から外部に移動させるように構成する。
【００１２】
この保持機構１９としては、例えば、おもり１９Ａと、その吊り上げ機構１９Ｂとで構成する。なお、吊り上げ機構１９Ｂは、モータによりワイヤを介しておもり１９Ａを吊り上げ、このおもり１９Ａをフロート１８上に載置させ、かつ、フロート１８上から除去する。
【００１３】
以下、この実施の形態の作用を、図１乃至図４の設備図及び図５乃至図６のフローチャートを参照して説明する。
【００１４】
図１は、平常時におけるポンプ場の状態を示しており、図示しない下水道からポンプ場への注入量が少ないため、ポンプます１４内に貯留されている水１３の量は比較的少量である。このような場合は、フロート１８上におもり１９Ａを載置し、フロート１８をポンプます１４内の水１３中に沈めておく。
【００１５】
ここで、図の例ではＮｏ．１〜Ｎｏ．３まで３個のフロート１８が用いられ、これら各フロート１８別にそれぞれおもり１９Ａが設けられているものとする。勿論、フロート１８の数、及びその大きさは、ポンプます１４の大きさに応じて任意に設定する。
【００１６】
このように、フロート１８が水１３中に沈められていると、フロート１８の容積分、ポンプます１４内における水１３の水位は上昇し、比較的少量の水量であってもポンプ１５の排水可能（吸い込み可能）な高さとなる。このため、ポンプます１４の容積を多くするため、ポンプます１４を深く形成しても、ポンプ１５の楊程をそれほど大きく採る必要はなく、ポンプモータの容量を小型化することができる。
【００１７】
次に、ポンプ場への流入量が増大し、ポンプます１４から排水を行う場合の動作を図５のフローチャートで説明する。周辺領域への降雨などにより、図２で示すようにポンプ場への流入量が増大し、ポンプます１４の水位が、予め設定した水位Ｈｆ１を超えると（ステップ５０１）、フロート１８に対する保持機構１９は解除操作され、Ｎｏ．１フロート１８を解放して（ステップ５０２）上昇させ、水１３外に移動させる。すなわち、Ｎｏ．１フロート１８上のおもり１９Ａを吊り上げ機構１９Ｂで吊り上げてフロート１８上から取り除く解除操作を行い、Ｎｏ．１フロート１８を解放する。
【００１８】
この操作によりＮｏ．１フロート１８が水１３外に移動することにより、その容積分、ポンプます１４の収容容量が増大し、水位は低下する。この状況から流入水により再度水位が上昇し、再び設定水位Ｈｆ１を超えると（ステップ５０３）、Ｎｏ．２フロート１８を同様に解放操作し（ステップ５０４）、上昇させる。図２はＮｏ．１、Ｎｏ．２フロート１８がそれぞれ解放され、水１３外に移動して水位が低下した状態を示している。以後、流入水の増加により同様に水位が上昇し、再び設定水位Ｈｆ１を超えると（ステップ５０５）、Ｎｏ．３フロート１８を同様に解放操作し（ステップ５０６）、上昇させ、ポンプます１４の収容容積を増大させる。
【００１９】
このように、ポンプます１４に複数のフロート１８を設置し、通常はポンプます１４の水中に沈めて、ポンプます１４の水位を上昇させることで、排水ポンプ１５の揚程を小さく抑えることができる。そして、急激に流入量が増加したときは、フロート１４を解放することで、フロート１４を水面上に上昇させて、ポンプます１４の収容容積を増大させるので、その分、ポンプます１４の水位が下降し、急激な流入水の増加があってもポンプ場の冠水を回避することができる。
【００２０】
すなわち、ポンプ場への急激な流入水増加を検知した時点でフロート１８を上昇させ、ポンプます１４の容量を増加させるので、流入水の増加分を一時的に吸収した上で排水を行うことができる。このため、流入予測に頼ることのない直感的な設備運転または制御を行え、安全に流入水を排水でき、無駄なポンプの運転の削減が行える。また、副次的にポンプます水位を調節でき、設備設計上のポンプモータ容量の小型化や消費電力の低減ができる。
【００２１】
次に、ポンプます１４からの排水時の動作について図６のフローチャートで説明する。例えば、ポンプます１４の水位上昇により、すべて（図の例では３個）のフロートを上昇させた状態でポンプ１５により排水が行われているものとする。このとき、流入水が少なく、或いは流入水がない場合（ステップ６０１）、ポンプます１４の水位は低下し始める。ポンプます１４の水位が、ポンプ１５による吸込み可能な下限レベルの付近の水位Ｈｆ２に低下すると（ステップ６０２）、まず、１つのフロート（例えば、Ｎｏ．３フロートとする）１８を水中に沈め（ステップ６０３）、ポンプます１４の水位を上昇させながら排水を継続する。
【００２２】
排水の継続により、ポンプます１４の水位が再び水位Ｈｆ２に低下すると（ステップ６０４）、再び１つのフロート（Ｎｏ．２フロートとする）１８を水中に沈め（ステップ６０５）、ポンプます１４の水位を上昇させながら排水を継続する。以後、同様に排水の継続により、ポンプます１４の水位が再び水位Ｈｆ２に低下すれば（ステップ６０６）、残りのＮｏ．１フロート１８を水中に沈め（ステップ６０７）、ポンプます１４の水位を上昇させながら排水を行う。
【００２３】
なお、フロート１８を水中に沈める操作は、保持機構１９を構成するおもり１９Ａを吊り上げ機構１９Ｂのモータによりワイヤを介して対応するフロート１８上に載置することにより行う。図４は、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３フロート１８が水中に沈められ、Ｎｏ．１フロート１８が水中への沈降途中である状態を示している。
【００２４】
なお、フロート１８に対しては、ポンプます１４内に、その上下動をガイドするガイド部材（図示せず）を設け、フロート１８が上下動する際、それ自身ポンプます１４内で散らばらないように構成する。
【００２５】
また、図の例では、ポンプます１４の水中に沈んだフロート１８に対しても、その上面におもり１９Ａを載せたままであるが、上述した図示しないガイド部材に、水中に沈んだフロート１８の上面と係合する係合部材を設け、これを水中のフロート１８に係合させておけば、おもり１９Ａは、フロート１８の上面から除去してもよい。この場合、フロート１８の上昇は、上記係合部材をフロート１８の上面との係合を解除するように解放操作することで行われる。すなわち、上記操作により、フロート１８に対する拘束力が解除されるので、フロート１８は自己の浮力により一気に上昇し、水１３外に瞬時に移動する。
【００２６】
上記実施の形態では、容積体１８として浮力を有するフロート状のものを例示したが、本発明はこれに限らず、浮力を持たない、自重により沈降可能な容積体１８を用いてもよい。この場合、自力では水中から外に上昇できないため、ポンプます１４内において、水１３の内外に出入させるために昇降駆動する駆動機構を設ける必要がある。この駆動機構としては、例えば、前述の実施の形態で説明したモータ及びワイヤからなる引き上げ機構１９Ｂと同様の機構を用いればよい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、容積体１８を、ポンプます１４内において水中に沈んだ状態と、水中から脱した状態とに移動させると説明したが、上述した駆動機構により、容積体１８を、その一部が水中に没した中間高さ位置させて、水位を調整するように構成してもよい。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２９】
１１・・・流入渠
１３・・・流入水
１４・・・ポンプます
１５・・・ポンプ
１８・・・容積体
１９・・・保持機構
１９Ａ・・・おもり
１９Ｂ・・・引き上げ機構（駆動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013060770.tif 000006
【図５】
2013060770.tif 000007
【図６】
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