(57)【要約】【課題】連結直管及び連結管の間に間隙が生じることを防止することが可能な排水水中ポンプの着脱装置及び排水装置を提供すること。【解決手段】地中に埋設される汚水槽１１内に排水水中ポンプ１２を着脱可能に設置する着脱装置１３は、汚水槽１１に設けられる吐出配管２５と接続される連結管５１と、排水水中ポンプ１２に締結され、連結管５１に水密且つ着脱自在に接続される連結直管７１と、汚水槽１１に向かって延設されたガイドパイプ５２と、連結管５１の外周面の上部に設けられ、ガイドパイプ５２を固定する固定部６４と、連結管５１の連結直管７１と当接する端部の外周面に設けられ、前記当接する端部と反対側に前記ガイドパイプの延設方向に対して傾斜する円錐台形状の摺動面６２ｂを有する係合部６２と、連結直管７１の連結管５１と対向する端部に設けられ、摺動面６２ｂと当接する中心角が１８０°以下の円弧上の縁部７３ｅを下面７３ｄに有する係合部６２と係合する係合爪７３ｃと、を備える。【選択図】図１
2016135968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設される汚水槽内に排水水中ポンプを着脱可能に設置する着脱装置において、
前記汚水槽に設けられる吐出配管と接続される連結管と、
前記排水水中ポンプに締結され、前記連結管に水密且つ着脱自在に接続される連結直管と、
前記汚水槽に向かって延設されたガイドパイプと、
前記連結管の外周面の上部に設けられ、前記ガイドパイプを固定する固定部と、
前記連結管の前記連結直管と当接する端部の外周面に設けられ、前記当接する端部と反対側に前記ガイドパイプの延設方向に対して傾斜する円錐台形状の摺動面を有する係合部と、
前記連結直管の前記連結管と当接する端部に設けられ、前記摺動面と当接する中心角が１８０°以下の円弧上の縁部を下面に有する前記係合部と係合する係合爪と、
を備えることを特徴とする着脱装置。
【請求項２】
前記ガイドパイプは前記固定部に一対設けられ、
前記ガイドパイプと対向可能に前記係合爪に設けられた一対の軸部と、
前記軸部にそれぞれ回転可能に設けられ、前記ガイドパイプを摺動する一対のガイドローラと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の着脱装置。
【請求項３】
一対の前記ガイドローラは、一対の前記ガイドパイプの両側から挟むことを特徴とする請求項２に記載の着脱装置。
【請求項４】
前記固定部は、前記ガイドパイプを嵌合する円筒部材を一対備えることを特徴とする請求項２に記載の着脱装置。
【請求項５】
前記排水水中ポンプは、ケーシングがボリュート形状に形成され、
前記連結直管は前記ケーシングに設けられ、
前記ケーシングに設けられ、前記ケーシングの重心の不釣り合いを補正する付加体を備えることを特徴とする請求項１に記載の着脱装置。
【請求項６】
地中に埋設される汚水槽と、
前記汚水槽内の汚水を二次側に吐出する吐出配管と、
連結直管が締結されたケーシング及び前記ケーシング内に収納されるインペラを具備するポンプと、
前記吐出配管と接続されるとともに、前記連結直管に水密且つ着脱自在に接続される連結管、前記汚水槽に向かって延設されたガイドパイプ、前記連結管の外周面の上部に設けられ、前記ガイドパイプを固定する固定部、前記連結管の前記連結直管と当接する端部の外周面に設けられ、前記当接する端部と反対側に、前記ガイドパイプの延設方向に対して傾斜する円錐台形状の摺動面を有する係合部、及び、前記連結直管の前記連結管と当接する端部に設けられ、前記摺動面と当接する中心角が１８０°以下の円弧上の縁部を下面に有する前記係合部と係合する係合爪を具備する着脱装置と、
前記インペラを回転させる回転軸と、
モータフレーム、前記モータフレーム内に設けられた固定子、及び、前記回転軸が固定され、前記固定子により回転する回転子を有するモータと、
を備えることを特徴とする排水装置。
【請求項７】
前記ガイドパイプは前記固定部に一対設けられ、
前記ガイドパイプと対向可能に前記係合爪に設けられた一対の軸部と、
前記軸部にそれぞれ回転可能に設けられ、前記ガイドパイプを摺動する一対のガイドローラと、を備えることを特徴とする請求項６に記載の排水装置。
【請求項８】
一対の前記ガイドローラは、一対の前記ガイドパイプを両側から挟むことを特徴とする請求項７に記載の排水装置。
【請求項９】
前記固定部は、前記ガイドパイプを嵌合する円筒部材を一対備えることを特徴とする請求項７に記載の排水装置。
【請求項１０】
前記ケーシングはボリュート形状に形成され、
前記連結直管は前記ケーシングに設けられ、
前記ケーシングに設けられ、前記ケーシングの重心の不釣り合いを補正する付加体を備えることを特徴とする請求項６に記載の排水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水槽内の水を排水する排水水中ポンプを汚水槽内に着脱させる着脱装置及び排水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理等の一として、汚水を処理施設に送る処理設備の中継地点に、汚水を貯留して圧送する中継設備として排水装置を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この排水装置は、汚水を所定の水位まで貯留する汚水槽と、当該汚水槽に貯留された汚水を二次側に圧送する排水水中ポンプと、排水水中ポンプを汚水槽内に着脱する着脱装置と、を備えている。
【０００３】
汚水槽は、例えば、汚水への耐食性、生産性及び強度を考慮し、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）等によって形成され、地中に設置される。着脱装置は、汚水槽の二次側と連結される連結管及び排水水中ポンプの吐出管とを接続可能に、排水水中ポンプを連結管に着脱する。このような着脱装置は、排水水中ポンプの移動を案内するガイドパイプと、吐出管に接続され、連結管に着脱される連結直管を有し、ガイドパイプに沿って移動する昇降ガイド部と、を備えている。
【０００４】
昇降ガイド部は、排水水中ポンプの吐出管に一体に設けられる。このような排水装置は、排水水中ポンプのモータに設けられたアイボルトにワイヤやチェーン等を設け、当該ワイヤを介して排水水中ポンプを昇降させる。これにより、昇降ガイド部がガイドパイプに沿って移動し、排水水中ポンプの移動方向が案内され、排水水中ポンプが連結管に着脱される。
【０００５】
しかし、排水水中ポンプを昇降させるために設けられるアイボルトは、モータの上面の略中心に設けられる。また、排水水中ポンプは、吐出管がその外周面から突出する形状であるため、非対称形状である。このため、排水水中ポンプを吊り下げたときに、排水水中ポンプが傾斜して吊り下げられるという問題がある。
【０００６】
このため、昇降ガイド部がガイドパイプに対して傾斜して排水水中ポンプが移動し、連結直管及び連結管の係止支点が傾斜した状態で連結直管及び連結管が係合し、連結直管及び連結管の当接面間に間隙を有して排水水中ポンプが設置される虞がある。当該間隙が生じると、排水水中ポンプの駆動により吐出された汚水が当該間隙から漏洩するという問題が生じる。
【０００７】
当該漏水は、ポンプ効率の低下を招来するだけでなく、漏洩時の圧力によって、排水水中ポンプの脱落の虞や、振動の増加の虞もある。そこで、連結直管及び連結管に振れ止め用の突起部を設ける技術（例えば、特許文献１参照）や、連結直管及び連結管の係止支点となる突起部を、連結管の中心軸よりも下方に配置する技術（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３６９４１４０号公報
【特許文献２】特許第３７７２９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した排水装置では、以下の問題があった。即ち、製造コストを安価とするために鋳造により排水水中ポンプや連結管を製造する場合においては、高い寸法精度で突起部を製造することが困難であり、結果、連結直管及び連結管の係止支点が傾斜した状態で連結直管及び連結管が接続する虞がある。
【００１０】
また、係止支点となる突起部を連結管の中心軸よりも下方に配置するためには、当該突起部を連結管の左右方向に一対設ける必要がある。しかし、一対の突起部は互いに離間して設けられることから、これら左右の突起部の高さ位置及び角度を高い精度で設けることが困難である。また、排水水中ポンプを吊り上げるときに、当該突起部を中心に排水水中ポンプが回転して傾斜すると、吐出管と係合し、排水水中ポンプの移動が突起部により規制される虞がある。
【００１１】
そこで本発明は、連結直管及び連結管の間に間隙が生じることを防止することが可能な排水水中ポンプの着脱装置及び排水装置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】
【００１２】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の着脱装置及び排水装置は、次のように構成されている。
【００１３】
本発明の一態様として、地中に埋設される汚水槽内に排水水中ポンプを着脱可能に設置する着脱装置において、前記汚水槽に設けられる吐出配管と接続される連結管と、前記排水水中ポンプに締結され、前記連結管に水密且つ着脱自在に接続される連結直管と、前記汚水槽に向かって延設されたガイドパイプと、前記連結管の外周面の上部に設けられ、前記ガイドパイプを固定する固定部と、前記連結管の前記連結直管と当接する端部の外周面に設けられ、前記当接する端部と反対側に前記ガイドパイプの延設方向に対して傾斜する円錐台形状の摺動面を有する係合部と、前記連結直管の前記連結管と当接する端部に設けられ、前記摺動面と当接する中心角が１８０°以下の円弧上の縁部を下面に有する前記係合部と係合する係合爪と、を備える。
【００１４】
本発明の一態様として、排水装置は、地中に埋設される汚水槽と、前記汚水槽内の汚水を二次側に吐出する吐出配管と、前記吐出配管と接続される連結管、前記汚水槽に向かって延設されたガイドパイプ、前記連結管の外周面の上部に設けられ、前記ガイドパイプを固定する固定部、前記連結管の前記連結直管と当接する端部の外周面に設けられ、前記当接する端部と反対側に、前記ガイドパイプの延設方向に対して傾斜する円錐台形状の摺動面を有する係合部、及び、前記連結直管の前記連結管と当接する端部に設けられ、前記摺動面と当接する中心角が１８０°以下の円弧上の縁部を下面に有する前記係合部と係合する係合爪を具備する着脱装置と、前記連結管に水密且つ着脱自在に接続される連結直管が締結されたケーシング及び前記ケーシング内に収納されるインペラを具備するポンプと、前記インペラを回転させる回転軸と、モータフレーム、前記モータフレーム内に設けられた固定子、及び、前記回転軸が固定され、前記固定子により回転する回転子を有するモータと、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、連結直管及び連結管の間に間隙が生じることを防止することが可能な排水水中ポンプの着脱装置及び排水装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る排水装置の構成を一部断面で示す側面図。
【図２】同排水装置に用いられる排水水中ポンプ及び着脱装置の構成を一部断面で示す側面図。
【図３】同排水水中ポンプ及び着脱装置の構成を一部断面で示す上面図。
【図４】同排水水中ポンプに用いられる付加体の構成を示す下面図。
【図５】同着脱装置に用いられる連結管の構成を示す断面図。
【図６】同着脱装置に用いられる昇降ガイド部の構成を示す上面図。
【図７】同昇降ガイド部の構成を示す断面図。
【図８】同昇降ガイド部の構成を示す側面図。
【図９】本発明の変形例に係る排水水中ポンプの要部構成を一部断面で示す側面図。
【図１０】同排水水中ポンプの付加体の構成を示す下面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る排水装置１の構成を、図１乃至図８を用いて説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係る排水装置１の構成を一部断面で示す側面図、図２は排水装置１に用いられる排水水中ポンプ１２及び着脱装置１３の構成を一部断面で示す側面図、図３は排水水中ポンプ１２及び着脱装置１３の構成を一部断面で示す上面図、図４は排水水中ポンプ１２に用いられる付加体４３の構成を示す下面図、図５は着脱装置１３に用いられる連結管５１の構成を示す断面図、図６は着脱装置１３に用いられる昇降ガイド部５３の構成を示す上面図、図７は昇降ガイド部５３の構成を示す断面図、図８は昇降ガイド部５３の構成を示す側面図である。
【００１８】
図１に示すように、排水装置１は、地面１００下に設置される。排水装置１は、汚水を処理施設に送る排水設備の中継地点に設けられる。排水装置１は、汚水槽１１と、排水水中ポンプ１２と、着脱装置１３と、を備えている。排水装置１は、汚水槽１１内の汚水を排水水中ポンプ１２により二次側に給水可能に形成されている。ここで、地面１００は、土壌であってもよく、また、コンクリート等で形成されていてもよい。
【００１９】
汚水槽１１は、下部汚水槽２１と、上部汚水槽２２と、蓋部材２３と、を備えている。汚水槽１１は、その一次側からその内部に汚水を引き入れる吸込配管２４と、着脱装置１３と接続され、その二次側に汚水を吐出する吐出配管２５と、を備えている。
【００２０】
汚水槽１１は、例えば、下部汚水槽２１及び上部汚水槽２２がボルト等の締結部材により一体に固定されることで構成される。下部汚水槽２１は、汚水槽１１の底面２１ａ及び下方の側面を構成する。下部汚水槽２１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）により形成されている。上部汚水槽２２は、汚水槽１１の上方の側面及び汚水槽１１の開口部２２ａを構成する。上部汚水槽２２は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）により形成されている。
【００２１】
蓋部材２３は、上部汚水槽２２の開口部２２ａを閉塞可能に形成されている。このような汚水槽１１は、下部汚水槽２１及び上部汚水槽２２が地面１００の下（地中）に埋設されるとともに、開口部２２ａが地面１００から開口する。また、汚水槽１１は、地面１００上（地上）から蓋部材２３を着脱可能に、蓋部材２３が開口部２２ａを閉塞する。
【００２２】
排水水中ポンプ１２は、例えば、異物が含まれる汚水を二次側に供給可能に形成されている。排水水中ポンプ１２は、ポンプ３１と、モータ３２と、モータ３２に設けられた回転軸３３と、を備えている。また、排水水中ポンプ１２は、モータ３２の駆動及び停止を行うフロートスイッチを備えている。排水水中ポンプ１２は、ポンプ３１の上方にモータ３２が固定される。
【００２３】
ポンプ３１は、所謂汚水用のポンプであって、異物を含む汚水を給水可能に形成されている。ポンプ３１は、ケーシング４１と、モータ３２の駆動により回転するインペラ４２と、備えている。
【００２４】
ケーシング４１は、インペラ４２を収納する。ケーシング４１は、インペラ４２を収容する収納室４１ａがボリュート形状に形成されている。ケーシング４１は、その下方に形成された吸込口４１ｂと、その側方に突出し、吐出口４１ｄを形成する吐出管４１ｃと、を備えている。吐出管４１ｃは、吐出口４１ｄを構成する端部にフランジ部４１ｅを備えている。ケーシング４１には、吐出管４１ｃの端部にフランジ部４１ｅを介して連結直管７１が締結されており、連結直管７１は着脱装置１３に着脱自在に接続される。また、ケーシング４１は、その下面に設けられた付加体４３を備えている。
【００２５】
インペラ４２は、回転軸３３に接続される。
【００２６】
付加体４３は、所謂錘である。付加体４３は、ケーシング４１の下面にボルト等の締結部材４３ａにより固定される。付加体４３は、ケーシング４１のボリュート形状による、及び、ケーシング４１に固定される昇降ガイド部５３による質量の不釣り合いを補正可能に形成されている。図４に示すように、付加体４３は、ケーシング４１に取りつけた際に、ケーシング４１の中心よりもボリュート形状の巻始め側であって、且つ、ケーシング４１の昇降ガイド部５３が設けられる側とは相対する方向に偏心する円板状に形成されている。付加体４３は、吸込口４１ｂと連通する開口部４３ｂを有する。このような付加体４３は、金属材料等の比重が大きい材料により形成される。
【００２７】
モータ３２は、モータフレーム４５と、モータフレーム４５内に設けられた固定子４６と、固定子４６に設けられた回転子４７と、を備えている。また、モータ３２は、モータフレーム４５の上面の中心に設けられたアイボルト４８と、アイボルト４８に設けられたワイヤ４９と、を備えている。
【００２８】
固定子４６は、回転子４７を回転可能に形成されている。回転子４７には、回転軸３３が固定される。ワイヤ４９は、アイボルト４８から少なくとも汚水槽１１の開口部２２ａまで延設される。ワイヤ４９は、排水水中ポンプ１２を引き上げ可能な強度に形成されている。なお、ワイヤ４９はチェーン等であってもよい。
【００２９】
フロートスイッチは、高さが異なる位置に複数設けられ、各位置のフロートスイッチのオン及びオフにより、汚水槽１１内の汚水の水位を検出可能に形成されている。
【００３０】
着脱装置１３は、吐出配管２５が接続される連結管５１と、連結管５１に設けられたガイドパイプ５２と、ガイドパイプ５２を固定する固定部６４と、を備えている。ケーシング４１の吐出管４１ｃに締結された連結直管７１は、連結管５１と水密且つ着脱自在に接続される昇降ガイド部５３と、を備えている。着脱装置１３は、連結管５１及び昇降ガイド部５３により連結直管７１及び吐出配管２５を水密に接続する。
【００３１】
連結管５１は、一端側から他端側に向かって９０度曲折するベント管である。連結管５１は、一方の端部が上方に開口するとともに、当該端部に吐出配管２５と接続されるフランジ部６１を有している。
【００３２】
連結管５１は、他方の端部が水平方向に開口するとともに、当該端部に昇降ガイド部５３と接続される係合部６２を備えている。連結管５１は、その下部に、汚水槽１１の底面２１ａに固定される脚部６３を備えている。連結管５１は、係合部６２と隣接する上面に、ガイドパイプ５２を固定する固定部６４を備えている。
【００３３】
係合部６２は、連結管５１の外周面が円環状に突出するとともに、その外周面と両側面との稜部が傾斜する形状に形成されている。換言すると、係合部６２は、円環状に突出するとともに、その両側面が円錐台形状に形成されている。具体的には、係合部６２は、昇降ガイド部５３が接続される開口端側に設けられ、垂直方向に対して傾斜する案内面６２ａと、固定部６４側に設けられ、垂直方向に対して傾斜する摺動面６２ｂと、を備えている。
【００３４】
案内面６２ａは、ガイドパイプ５２の延設方向に対して傾斜する円環状の傾斜面である。案内面６２ａは、係合部６２が昇降ガイド部５３と係合するときに、昇降ガイド部５３干渉することを避ける逃げである。
【００３５】
摺動面６２ｂは、ガイドパイプ５２の延設方向に対して傾斜する円環状の傾斜面である。摺動面６２ｂは、係合部６２が昇降ガイド部５３と係合するときに、昇降ガイド部５３の一部が摺動する当接面である。
【００３６】
固定部６４は、２本のガイドパイプ５２を上方に向かって延設させて固定可能に形成されている。具体的には、固定部６４は、連結管５１の外周面の上部に形成された支持部６４ａと、支持部６４ａに固定された一対の円筒部材６４ｂと、を備えている。支持部６４ａは、その上面が水平方向に延設された平坦面を構成する。円筒部材６４ｂは、ボルト等の締結部材６４ｃにより支持部６４ａに固定される。円筒部材６４ｂは、その外径の一部がガイドパイプ５２の内径と略同一径に形成され、ガイドパイプ５２と嵌合可能に形成されている。
【００３７】
ガイドパイプ５２は、２本が並列に固定部６４に固定される。ガイドパイプ５２は、例えば、一端が固定部６４の円筒部材６４ｂに固定され、他端が上部汚水槽２２の一部に固定される。ガイドパイプ５２は、例えば、市販の鋼管が用いられる。
【００３８】
昇降ガイド部５３は、吐出管４１ｃに固定された連結直管７１と、連結直管７１の一端側に設けられたフランジ部７２と、連結直管７１の他端側に設けられた被係合部７３と、被係合部７３に設けられた一対のガイドローラ７４と、を備えている。
【００３９】
連結直管７１は、吐出管４１ｃ及び連結管５１を水密且つ着脱自在に接続する。フランジ部７２は、吐出管４１ｃのフランジ部４１ｅに例えばガイドピン７５によって所定の位置に位置決めされて、吐出管４１ｃのフランジ部７２と締結部材により固定される。連結直管７１の他端側の端面は、上方が下方よりも軸心方向に突出するように垂直方向に対して若干角度θ、具体的には１°傾斜して形成される。
【００４０】
被係合部７３は、内周面が係合部６２の外周面の半径と略同一の曲率半径を有する袋状に形成され、係合部６２と係合可能に形成されている。具体的には、被係合部７３は、連結直管７１から上方に延設される第１側壁７３ａと、係合部６２の軸心方向の長さと略同一の距離だけ離間して第１側壁７３ａと対向する第２側壁７３ｂと、第１側壁７３ａ及び第２側壁７３ｂを連続する周壁７３ｃと、を備えている。
【００４１】
被係合部７３は、第１側壁７３ａ、第２側壁７３ｂ及び周壁７３ｃが鋳造等により一体に形成されることで構成される。また、７３は、その外側面に、ガイドローラ７４を取り付け可能な軸部７６を備えている。
【００４２】
第１側壁７３ａは、例えば、連結直管７１の外周面の上部から垂直方向に向かって延設される。また、第１側壁７３ａは、例えば、傾斜する連結直管７１の端面の上端部よりも、フランジ部７２側に若干オフセットして配置される。
【００４３】
第２側壁７３ｂは、垂直方向に向かって延設されるとともに、その下面７３ｄが円弧状に形成されている。下面７３ｄは、被係合部７３が係合部６２に係合したときに、摺動面６２ｂと当接する縁部７３ｅを有している。縁部７３ｅは、摺動面６２ｂと線接触可能な曲率半径に形成されている。
【００４４】
下面７３ｄ（縁部７３ｅ）は、中心角が１８０°以下の円弧状に形成される。下面７３ｄ（縁部７３ｅ）は、例えば、中心角が１２０°の円弧状に形成されている。
【００４５】
周壁７３ｃは、その内周面の曲率半径が、係合部６２の外周面の半径と略同一に形成されている。周壁７３ｃには、例えば、アイボルト７７が固定される。
【００４６】
ガイドローラ７４は、被係合部７３の第２側壁７３ｂに設けられた軸部７６に回転可能に設けられる。ガイドローラ７４は、その外周面がガイドパイプ５２と当接し、摺動可能に形成されている。ガイドローラ７４は、例えば、小径側が対向する２つの円錐台形状の外面と、この２つの円錐台形状の外面を接続する軸心方向に延設される円筒状の外面と、を備えている。軸部７６は、水平方向に延設される。
【００４７】
軸部７６には、ガイドローラ７４が着脱可能、且つ、回転可能に固定される。軸部７６は、昇降ガイド部５３が連結管５１に係合したときに、取りつけられた一対のガイドローラ７４が一対のガイドパイプ５２を両側から挟むように、被係合部７３の外面から水平方向に延設される。換言すると、一対のガイドローラ７４は、一対のガイドパイプ５２を挟むように、一対のガイドパイプ５２の外側の外周面に当接可能に形成されている。
【００４８】
このような被係合部７３は、第２側壁７３ｂを爪部として係合部６２に係合する係合爪を構成する。
【００４９】
次に、このように構成された排水水中ポンプ１２の着脱方法について説明する。  
予め、吸込配管２４及び吐出配管２５と一体に汚水槽１１を地中に埋設するとともに、汚水槽１１の底面２１ａに連結管５１の脚部６３を固定し、連結管５１を吐出配管２５と接続する。また、連結管５１の固定部６４及び上部汚水槽２２の一部に一対のガイドパイプ５２を固定するとともに、排水水中ポンプ１２に昇降ガイド部５３を固定する。
【００５０】
次に、排水水中ポンプ１２を汚水槽１１内に設置する。具体的には、モータ３２のアイボルト４８にワイヤ４９を接続し、ガイドローラ７４をガイドパイプ５２に係合させる。この状態で、ワイヤ４９を介して排水水中ポンプ１２を吊り下げて下降させる。このとき、ガイドローラ７４が回転することで、ガイドパイプ５２と摺動し、排水水中ポンプ１２がガイドパイプ５２に沿って移動する。
【００５１】
このとき、排水水中ポンプ１２は、モータ３２のアイボルト４８及びワイヤ４９によって吊られた状態である。このため、モータ３２の軸心に対して昇降ガイド部５３側が重心となり、昇降ガイド部５３側が下方となるように排水水中ポンプ１２が若干傾斜する前傾姿勢でガイドパイプ５２に沿って移動する。
【００５２】
さらに排水水中ポンプ１２を下降させると、前傾姿勢の排水水中ポンプ１２は、先ず、被係合部７３の第２側壁７３ｂの下面７３ｄの縁部７３ｅの両端が係合部６２の摺動面６２ｂと当接する。さらに排水水中ポンプ１２を下降させると、被係合部７３の下面７３ｄの縁部７３ｅの両端が係合部６２の摺動面６２ｂを摺動して排水水中ポンプ１２が移動する。その後、排水水中ポンプ１２の下降に伴って、連結直管７１の軸心方向に対して直交する水平方向の２点を係止支点として、排水水中ポンプ１２がわずかに回転して、連結直管７１の端面が連結管５１の端面と当接し、被係合部７３が係合部６２に係合する。ここで、係止支点の２点とは、摺動面６２ｂと当接する第２側壁７３ｂの下面７３ｄの縁部７３ｅの２点である。
【００５３】
これにより、排水水中ポンプ１２が連結管５１に固定される。このとき、排水水中ポンプ１２は、連結直管７１及び連結管５１を介して、吐出管４１ｃが吐出配管２５に水密に接続される。また、被係合部７３の下面７３ｄの縁部７３ｅは、線接触によって摺動面６２ｂと接触する。
【００５４】
このように、排水水中ポンプ１２を汚水槽１１に設置した後、汚水槽１１内にワイヤ４９が落下しないように、ワイヤ４９を蓋部材２３等に固定することで、汚水槽１１への排水水中ポンプ１２の設置が終了する。
【００５５】
次に、排水水中ポンプ１２のメンテナンス時等における排水水中ポンプ１２の取り外しについて説明する。
【００５６】
先ず、蓋部材２３に固定されたワイヤ４９を介して排水水中ポンプ１２を吊り上げる。このとき、係合部６２及び被係合部７３の係合が解除される。さらに排水水中ポンプ１２を上昇させると、排水水中ポンプ１２には、前傾姿勢となる方向に回転モーメントが加わることから、被係合部７３の第２側壁７３ｂの下面７３ｄの縁部７３ｅが摺動面６２ｂと摺動して上昇する。
【００５７】
さらに排水水中ポンプ１２が吊り上げられると、ガイドローラ７４が回転してガイドパイプ５２を摺動する。これにより、排水水中ポンプ１２がガイドパイプ５２に沿って上昇する。ガイドパイプ５２の上端にガイドローラ７４が位置した状態で、さらに排水水中ポンプ１２を上昇させることで、ガイドローラ７４がガイドパイプ５２から離脱し、排水水中ポンプ１２を汚水槽１１内から取り外すことが可能となる。
【００５８】
このように構成された排水装置１によれば、ガイドローラ７４をガイドパイプ５２に沿って移動させることで、排水水中ポンプ１２を所定の位置に吊り下げて設置することが可能となる。また、排水水中ポンプ１２の被係合部７３は、係合部６２の摺動面６２ｂと、第２側壁７３ｂの下面７３ｄの縁部７３ｅが二点における点接触して摺動した後に、線接触する構成である。
【００５９】
このため、当該縁部７３ｅの点接触する２点により摺動面６２ｂを摺動することで排水水中ポンプ１２の移動を案内する。これにより、排水水中ポンプ１２が前傾姿勢で下降しても、連結直管７１の端面が連結管５１の端面と当接するように、被係合部７３によって排水水中ポンプ１２が案内される。また、排水水中ポンプ１２が前傾姿勢に加え、連結直管７１の軸心方向周りの一方に回動することで傾斜していたとしても、同様に、被係合部７３によって排水水中ポンプ１２が案内される。結果、排水水中ポンプ１２は、所定の位置に正確に案内されて、連結管５１に固定されることとなる。
【００６０】
また、排水水中ポンプ１２の起動時にモータ３２の軸心周りの回転子４７の回転により当該回転の反動トルクが発生する。しかし、被係合部７３は、排水水中ポンプ１２が連結管５１に固定された状態で、縁部７３ｅが係合部６２の摺動面６２ｂに線接触することから、当該反動トルクが発生しても縁部７３ｅが摺動面６２ｂを移動することがない。結果、排水水中ポンプ１２の駆動により、被係合部７３及び係合部６２の係合にずれが生じることが防止できる。
【００６１】
同様に、排水水中ポンプ１２が連結直管７１の軸心周りに回転したとしても、係合部６２の摺動面６２ｂは円環状に形成されており、且つ、被係合部７３の第２側壁７３ｂの縁部７３ｅが円弧状であることから、縁部７３ｅが摺動面６２ｂに対して線接触を維持した状態で排水水中ポンプ１２が回転する。このため、連結直管７１及び連結管５１の接続が維持され、これらの連結直管７１及び連結管５１の端面間が離間することを防止できる。
【００６２】
また、排水水中ポンプ１２の駆動時の水圧をＰ、連結直管７１の端面の開口面積をＡ、水圧Ｐによる反力をＲ、連結直管７１の中心軸から係止支点までの距離をＬとし、下面７３ｄの中心角が１２０°の場合には、排水水中ポンプ１２の駆動時に被係合部７３に加わる離脱モーメントをＭは以下の式（１）乃至（３）から求められる。なお、ここで、離脱モーメントＭとは、被係合部７３が係合部６２から離脱する方向に加わるモーメントである。
【００６３】
Ｒ＝Ｐ×Ａ                        （１）
ｓｉｎ３０°×Ｌ≒０．５×Ｌ      （２）
Ｍ＝Ｒ（０．５×Ｌ）              （３）
このように、式（３）からも解るように、上記被係合部７３の構成とすることで、当該離脱モーメントＭを５０％に低減することが可能となる。結果、連結管５１に装着した排水水中ポンプ１２の離脱モーメントＭを低減することが可能となり、排水水中ポンプ１２の駆動時の安全性を向上させることが可能となる。
【００６４】
また、排水水中ポンプ１２は、回転するガイドローラ７４をガイドパイプ５２に摺動させることで移動が案内される構成である。このため、ガイドローラ７４がガイドパイプ５２を摺動するときの動摩擦が低減され、円滑に排水水中ポンプ１２の着脱作業を行うことが可能となる。
【００６５】
また、汚水槽１１内の汚水中に含有される異物がガイドローラ７４に付着しても、ガイドローラ７４が回転する構成であることから、ガイドローラ７４及びガイドパイプ５２の間に異物が噛み込むことを防止できる。また、当該噛み込みが発生しても、ガイドローラ７４の回転により、当該噛み合いを解除することが可能となる。特に従来の排水水中ポンプは、摺動のみにより移動方向を案内する構成であることから、従来と比較して、本実施形態の排水水中ポンプ１２は、当該噛み込みの発生を抑制することができる。
【００６６】
また、ガイドローラ７４に異物が付着することによってガイドローラ７４が軸部７６に固着しても、排水水中ポンプ１２の上昇時に、固着したガイドローラ７４とガイドパイプ５２の摺動時の摩擦によって、ガイドローラ７４から異物が剥離しやすい。また、ガイドローラ７４は、その一対の円錐台形状の外面の一部とガイドパイプ５２が当接する構成であり、ガイドパイプ５２とガイドローラ７４の間に比較的広い間隙が形成される。このため、ガイドローラ７４から異物が剥離しない場合であっても、ガイドローラ７４及びガイドパイプ５２の間に異物が噛み込むことを極力防止できる。また、異物が付着して軸部７６に固着したガイドローラ７４は、排水水中ポンプ１２の移動時に異物が剥離されなくても、排水水中ポンプ１２のメンテナンス時に異物を除去することで、再び回転可能となる。また、ガイドローラ７４は、軸部７６に回転可能に固定する構成であることから、メンテナンス性がよい。
【００６７】
また、ガイドローラ７４を一対設け、それぞれのガイドローラ７４を一対のガイドパイプ５２に沿って移動させる構成であることから、排水水中ポンプ１２が連結直管７１の軸心周りに回転するモーメントが発生しても、一対のガイドローラ７４により排水水中ポンプ１２の回転を規制することが可能となる。
【００６８】
また、ガイドパイプ５２を固定する固定部６４は、平坦面に形成された支持部６４ａと、ガイドパイプ５２に嵌合される円筒部材６４ｂにより構成される。このため、比較的寸法公差が大きい市販の鋼管をガイドパイプ５２に用いる構成であっても、所定の位置にガイドパイプ５２を垂直方向に延設することが可能となる。結果、ガイドローラ７４及びガイドパイプ５２の位置関係を高い精度で配置することが可能となるため、排水水中ポンプ１２の移動時に、ガイドローラ７４がガイドパイプ５２から離脱することを防止できる。
【００６９】
また、連結直管７１のフランジ部７２は、吐出管４１ｃのフランジ部４１ｅにガイドピン７５によって所定の位置に位置決めされて、締結部材により固定される。これにより、連結直管７１が吐出管４１ｃの所定の位置に位置決めして固定されることから、一対のガイドローラ７４は、モータ３２の軸心（垂直方向）に沿って直交する方向に並列に配置される。結果、ガイドローラ７４がガイドパイプ５２に沿って円滑に回転移動することが可能となる。
【００７０】
また、排水水中ポンプ１２は、付加体４３をケーシング４１に取りつけることで、排水水中ポンプ１２の重量を増加させることから、連結直管７１と連結管５１との結合を行う結合モーメントを増加させることが可能となる。なお、結合モーメントとは、係止支点を中心に排水水中ポンプ１２の下方に向かうモーメントである。このため、当該結合モーメントを増加させるために、排水水中ポンプ１２のケーシング４１から係止支点までの距離を延長する必要がなく、排水水中ポンプ１２の小型化が可能となる。
【００７１】
また、付加体４３は、ケーシング４１の質量の不釣り合いを補正可能に、ケーシング４１の中心から偏心する形状に形成されてケーシング４１に取りつけられる。このため、ポンプ３１の質量の不釣り合いを低減し、ポンプ３１の重心位置をモータ３２の重心に近似させることが可能となる。結果、排水水中ポンプ１２の吊り下げ及び吊り上げ作業時に、作業性が向上することとなる。
【００７２】
上述したように本発明の一実施形態に係る排水装置１によれば、水密且つ着脱自在に接続された連結管５１及び昇降ガイド部５３の間に間隙が生じることを防止することが可能となる。
【００７３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、付加体４３は、円板状に形成される構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図９に示す本発明の変形例に係る付加体４３Ａを用いた排水水中ポンプ１２の構成、及び、図１０に示す付加体４３Ａの構成にあるように、付加体４３Ａは、ケーシング４１の質量の不釣り合いを低減可能であれば、Ｙ字状であってもよい。このような付加体４３Ａは、例えば、ケーシング４１にボルト等の締結部材４３ａにより固定され、開口部４３ｂを有する構成である。
【００７４】
また、上述した例では、汚水槽１１は、樹脂材料で形成され、下部汚水槽２１及び上部汚水槽２２に分割される構成を説明したがこれに限定されない。例えば、汚水槽１１は、コンクリート等により構成されていてもよい。
【００７５】
また、上述した例では、ポンプ３１の吐出管４１ｃに昇降ガイド部５３の連結直管７１を固定する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、吐出管４１ｃを設けず、ケーシング４１に連結直管７１を吐出管として直接固定する構成であってもよい。同様に、吐出管４１ｃに被係合部７３を一体に設ける構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１…排水装置、１１…汚水槽、１２…排水水中ポンプ、１３…着脱装置、２１…下部汚水槽、２１ａ…底面、２２…上部汚水槽、２２…開口部、２３…蓋部材、２４…吸込配管、２５…吐出配管、３１…ポンプ、３２…モータ、３３…回転軸、４１…ケーシング、４１ａ…収納室、４１ｂ…吸込口、４１ｃ…吐出管、４１ｄ…吐出口、４１ｅ…フランジ部、４２…インペラ、４３…付加体、４３ａ…締結部材、４３Ａ…付加体、４３ｂ…開口部、４５…モータフレーム、４６…固定子、４７…回転子、４８…アイボルト、４９…ワイヤ、５１…連結管、５２…ガイドパイプ、５３…昇降ガイド部、６１…フランジ部、６２…係合部、６２ａ…案内面、６２ｂ…摺動面、６３…脚部、６４…固定部、６４ａ…支持部、６４ｂ…円筒部材、６４ｃ…締結部材、７１…連結直管、７２…フランジ部、７３…被係合部、７３ａ…第１側壁、７３ｂ…第２側壁、７３ｃ…周壁、７３ｄ…下面、７３ｅ…縁部、７４…ガイドローラ、７５…ガイドピン、７６…軸部、７７…アイボルト、１００…地面。
【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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