(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面を掘り込んで形成された吸込池と、取水地点から前記吸込池に水を導く吸込水路と、前記吸込池の中ノ島を形成して配置され、前記吸込水路から吸込池に導かれる水の流れ方向に平行な二つの長手方向側壁をもつポンプ建屋と、前記ポンプ建屋に、前記長手方向側壁に平行な二つの列をなして配置された複数のポンプを有してなるポンプ機場であって、前記ポンプ建屋の長手方向の前記二つの側壁の水没する位置に複数の吸込開口が長手方向に列をなして設けられ、この吸込開口それぞれが、前記長手方向側壁に平行な列をなして配置された前記複数のポンプの各対応する吸込口に吸込配管で連通され、前記複数のポンプの吐出口に連結された吐出配管は吸込配管の上方に配置され、前記複数のポンプは、その吐出口の中心が、吸込最低水位よりも低い位置になるように設置されているポンプ機場。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記吸込池の岸から前記ポンプ建屋への連絡通路としての役割を果たす橋をポンプ建屋と岸との間に設けたことを特徴とするポンプ機場。
【請求項３】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記ポンプ建屋の屋上に、該建屋内へ出入りするための入口建屋を設けたことを特徴とするポンプ機場。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記ポンプの吐出口に接続された吐出配管が垂直に配設された部分を有し、該吐出配管の垂直部分に吐出バルブを配するとともに、該吐出バルブを取り付け及び取り外しやすい位置に配したことを特徴とするポンプ機場。
【請求項５】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記ポンプ建屋は、最高水位よりも高い位置に電気品を設置する床が設けられてなることを特徴とするポンプ機場。
【請求項６】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記ポンプ建屋の側壁を貫通する空洞部を設けたことを特徴とするポンプ機場。
【請求項７】
請求項１に記載のポンプ機場において、前記吸込配管は前記吸込開口から前記吸込口の間に吸込バルブを備えた水平部を有し、前記吐出配管は前記吸込配管の水平部の上方に位置された水平部を有し、該二つの水平部の平面的な位置を相互にずらして前記吸込バルブのメンテナンス時に該バルブを吊り上げ可能に配置されてなることを特徴とするポンプ機場。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水又は送水等に用いられるポンプ機場及び送水システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
世界中の各地域で問題となっている水不足等に対応するため、湖などから取水した水を吸込水路によりポンプ機場に導き、ポンプ機場内に設置されたポンプにより揚水し、吐出水路を介して送水先の地域へ送水する送水システムが設置される。
【０００３】
従来技術によるポンプ機場の一例を図５、図６に示す。図５は、ポンプ機場の縦断面図を示し、図６は図５の線ＶＩ−ＶＩから見た矢視図を示す。このような公知技術は、実開昭６３−６０１００号公報等に記載されている。図５において、吸込水路１から流入する水はポンプ井２に流入する。ポンプ井２の水は、ポンプ機場３の側壁下部に設けられた吸込口４から吸込配管５を通ってポンプ６に吸い込まれる。ポンプ６に吸い込まれた水は、吐出配管７を通つて図示していない吐出水槽等の送水先に送水される。
【０００４】
このようなポンプ機場３を建設する場合、ポンプ建屋８を地上に建設するか、地下に建設するか、あるいは１部分を地下に建設するという３種類の建設方法が考えられる。一般に、吸込水位の高さ、ポンプ６の性能などから、やむを得ず地下に建設しなければならないことが多い。地下に建設する場合、ポンプ機場３の建設場所を掘り下げて建設し、その後、ポンプ機場３の周囲を土砂により埋め戻すのが普通である。
【０００５】
また、ポンプ機場３内の複数のポンプ６は、図６に示すように、吸込水路１からポンプ機場３に導かれる水の流れ方向に対してほぼ垂直な方向に１列に並べて配される。そして、ポンプ機場３のポンプ６及びポンプ６を駆動するモータ８等の機器の据付用に、通常、天井クレーン９が設置される。また、吐出配管７は、ポンプ６を挟んで吸込配管５の反対側に設置される。そして、その吐出配管７に設けられるバルブ１０、１１は、吐出配管７の水平部分に設置される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のポンプ機場３は、複数のポンプを１列に配置しているため、ポンプ建屋８の長手方向の寸法が長くなる。そのため、天井クレーン９が１台しか設置されていない場合は、複数台のポンプ６やモータ８などの機器の据付を同時に行うことができない。
【０００７】
また、ポンプ６の吸込配管５と吐出配管７がポンプ６に対して互いに反対側にあること、及び吐出配管７の水平部分にバルブ１０，１１を取り付けていることから、ポンプ建屋８の幅方向の寸法が長くなる。
【０００８】
これらの結果、ポンプ機場３が大型化し、ポンプ機場３の建築工事費、掘削などの土木工事費の増大、及び工期の長期化を招く。
【０００９】
本発明の第１の解決課題は、ポンプ機場の建屋をコンパクト化して建築工事費を削減することにある。
【００１０】
また、第２の解決課題は、ポンプ機場の土木工事費を削減することにある。
【００１１】
さらに、第３の解決課題は、ポンプ据付工事の工期短縮を実現させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のポンプ機場は、地面を掘り込んで形成された吸込池と、取水地点から前記吸込池に水を導く吸込水路と、前記吸込池の中ノ島を形成して配置され、前記吸込水路から吸込池に導かれる水の流れ方向に平行な二つの長手方向側壁をもつポンプ建屋と、前記ポンプ建屋に、前記長手方向側壁に平行な二つの列をなして配置された複数のポンプを有してなるポンプ機場であって、前記ポンプ建屋の長手方向の前記二つの側壁の前記吸込池に水没する位置に複数の吸込開口が長手方向に列をなして設けられ、この吸込開口それぞれが、前記長手方向側壁に平行な列をなして配置された前記複数のポンプの各対応する吸込口に吸込配管で連通され、前記複数のポンプの吐出口に連結された吐出配管は吸込配管の上方に配置され、前記複数のポンプは、その吐出口の中心が、吸込最低水位よりも低い位置になるように設置されている。これによれば、ポンプ建屋の回りには土を埋め戻す必要がないから、ポンプ機場の土木工事費を削減することができる。
【００１４】
アイランド方式とすることにより、ポンプ機場の建屋の全側面からの吸込が可能となり、ポンプ建屋内にポンプを２列配置を含めて複数列配置することなどが可能となる。例えば、ポンプ建屋内に設置される複数のポンプを、吸込水路からポンプ機場へ導かれる水の流れ方向に沿って２列に並べて配置することにより、両方の列のポンプによりバランスよく吸水することができる。また、両列のポンプにそれぞれ対応させて天井クレーンを設置でき、両列のポンプ、モータなどの据付工事を同時に進行する事ができるから、工期を短縮できる。また、ポンプ機場周囲に土砂を埋め戻す必要がないため、土木工事費の削減、建設工程の短縮化につながる。
【００１５】
さらに、２列配置の場合は、ポンプの吐出配管を吸込配管と同じ側に配設し、言い換えれば吸込配管と吐出配管の水平に延びる方向を同じにして、平面的に重ねて配設し、かつ吐出配管のバルブを垂直部分に設置することが好ましい。これによれば、ポンプ機場の幅を小さくすることができ、ポンプ機場をコンパクト化できる。その結果、建屋建築工事費、掘削などの土木工事費を削減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜４に示した本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態のポンプ機場の縦断面図、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩから見た矢視図、図３，４はそれぞれ本発明のポンプ機場を適用してなる送水システムの外観図である。
【００１７】
図３，４に示すように、湖２０等の取水地点から開水路の吸込水路２１を介して、ポンプ機場２２が建設される吸込池２３まで、取水した水が導びかれる。吸込池２３は、吸込水路２１の末端に位置され、地面を長円形のすり鉢状に必要な深さまで掘り、底面と周りの傾斜面をコンクリート壁で防護して形成される。吸込池２３は、ポンプの吸込井としての役割を果たすものであり、吸込池２３の中央部の平坦な底面にポンプ機場２２が建設されている。つまり、ポンプ機場２２は、あたかも吸込池２３の中に島として形成されている。ポンプ機場２２は、吸込池２３の水を汲み上げ、コンクリート導管２４に納められた吐出配管を介して吐出水槽２５等に送水するようになっている。吐出水槽２５には、サイフォン配管２６が備えられている。サイフォン配管２６は、吐出配管の末端に設けられ、サイフォンが形成されるような形状をなしている。また、ポンプ機場２２の屋上に入口建屋２７が設けられ、外部からポンプ機場２２への出入口としての役割を果たしている。入口建屋２７の中には、エレベータ、階段などの昇降設備が設けられている。そして、吸込池２３の周りからポンプ機場２２へ出入りする通路として、コンクリート導管２４の上面に形成された連絡通路２８、及び吸込池２３の岸からポンプ機場２２の屋上に橋２９が架け渡されている。
【００１８】
図１，２を参照してポンプ機場２２の構成を詳細に説明する。ポンプ機場２２のポンプ建屋３０は、図２に示すように、平面的には長方形に形成され、長手方向に沿って複数台（図示例では、２４台）のポンプ３１が、幅方向に２列に分けて配置されている。この列の方向は、吸込水路２１から吸込池２３へ流入する水の流れ方向と平行になっている。ポンプ建屋３０は、すり鉢状の吸込池２３の中央底部に位置させて建てられている。ポンプ建屋３０の内底部にポンプ３１が設置されている。そして、ポンプ建屋３０の長手方向の側壁の底部に、吸込池２３に開口させて吸込開口３２が形成され、この吸込開口３２はほぼ水平に配設された鋼管製の吸込配管３３を介してポンプ３１の吸込口に連通されている。吸込配管３３の水平部にポンプ３１のメンテナンス時に用いる吸込バルブ３９が設けられている。
【００１９】
ポンプ３１は上部に設けられた原動機としてのモータ３４により駆動される。ポンプ３１の吐出口は鋼管製の吐出配管３５を介して吐出水槽２５に連通されている。その吐出口の中心は吸込池２２の最低吸込水位（ＬＷＬ）よりも低い位置に設定されている。吐出配管３５は、吐出口からポンプ建屋の内側壁近くまでほぼ水平に配設され、内側壁近くからポンプ建屋３０の上部に向かって垂直に配設されている。ポンプ建屋３０の上部の長手方向に沿って断面が矩形のコンクリート導管２４が配設されており、吐出配管３５はそのコンクリート導管２４内に納められて、吐出水槽２５まで配設されている。つまり、コンクリート導管２４はポンプ機場２２から吐出水槽２５までの間、吐出配管３５を保護するものである。また、コンクリート導管２４は、ポンプ建屋３０の構造体の一部としての役割、および外部の敷地からポンプ機場２２への連絡通路２８としての役割も果たす。
【００２０】
吐出配管３５の垂直部に、油圧バルブ３７と電動バルブ３８が設けられている。この油圧バルブ３７は、ポンプ３１の起動及び停止時に用いられる。電動バルブ３８は、吐出配管３５の垂直部分の油圧バルブ３７の下流側、即ち本例では油圧バルブ３７の上方の位置に設けられ、ポンプ３１及び油圧バルブ３７のメンテナンス時に用いられる。
【００２１】
モータ３４の上面とほぼ同じ位置にメインフロア４０が設けられている。吐出配管３５の油圧バルブ３７は、メインフロア４０に近い高さの位置に設けられている。また、電動バルブ３８は、油圧バルブ３７の直ぐ上に位置させて設けられている。メインフロア４０の上方に、天井クレーン４１が設けられ、天井クレーン４０はポンプ建屋３０の長手方向に走行可能になっている。つまり、天井クレーン４０は、ポンプ３１、モータ３４、吸込バルブ３９等の機器の据付や保守などのために、ポンプ機場２２内に設けられるクレーンであり、ポンプ３１の配列数（＝２）に合わせて本例では２台設けられている。したがって、両側のポンプ３１を同時に据え付けたり、メンテナンスすることができる。また、天井クレーン４１を使って吸込バルブ３９を定位置に据え付けたり、保守をメインフロア４０から可能にするために、吸込バルブ３９の上方のメインフロア４０に開口が設けられている。
【００２２】
ポンプ建屋３０の上部に電気品４２を設置する電気品床４３が設けられている。この電気品４２は、ポンプ機場２２内に設置される電源設備や制御設備である。その床４３の高さは、吸込池２３の最高水位（ＭＦＬ）よりも高く設定されている。この電気品床４３よりも低い位置にサービス床４４が設けられている。このサービス床４４は、ポンプ建屋３０の上部に位置される床であるが、機器などは据え付けない。このサービス床４４と電気品床４３との間に形成される空洞部４５は、図３に示すように、ポンプ機場２２の吸込水路２１側の側壁に開口された開口部４６を備えている。図には表れていないが、空洞部４５の吐出水槽２５側の側壁にも開口部４６と同様の開口部が設けられている。また、ポンプ建家３０の側壁には、吸込開口３２に異物除去のスクリーンと、ゲートを装着したり脱着するための２条のガイド溝４７が吸込開口３２に対応させて、建物の頂部まで形成されている。
【００２３】
このように構成されるポンプ機場を備えた送水システムの作用について次に説明する。湖２０は取水地点であり、その水位は年や季節により大幅に変動する。湖２０から吸込水路２１を通って吸込池２３に流入した水は、一部が吸込池２３に没したアイランド方式のポンプ機場２２の長手方向の両側面に配された吸込開口３２からポンプ機場２２内に導かれる。吸込開口３２からポンプ機場２２に入った水は、吸込配管３３を通ってポンプ３１に達して吸水される。ここで、ポンプ機場２２が吸込池２３の中に配置されていること、また複数のポンプ３１が吸込水路２１から吸込池２３への流水方向と平行に、かつ２列に並べて配置されていることから、２列のポンプ３１はバランスよく吸水できる。また、２列に分けて配列していることから、従来の１列の場合に比べて、ポンプ機場２２の長手方向を短くすることができる。
【００２４】
ポンプ３１から吐出される水は、ポンプ３１に対して吸込配管３３と同じ側で、かつ吸込配管３３と平面的に位置をずらして配された水平な吐出配管３５に導かれる。ここで、吸込配管３３と吐出配管３５は、図２に示すように、平面的な位置をずらして配置しているから、吸込バルブ３９をメインフロア４０から据え付ける際に、吐出配管３５の存在によって妨げられることがない。吐出配管３５は、ポンプ建屋３０の長手方向の内部壁の付近で上方に９０゜曲げられ、鉛直方向に延びている。この鉛直部分に油圧バルブ３７と電動バルブ３８が設置され、かつメインフロア４０に近い位置に設置されているから、それらのバルブの取り付け、取り外しの作業がし易い。例えば、油圧バルブ３７の下フランジ面がメインフロア４０の上面から１ｍ以内の位置になるように設置する。また、電動バルブ３８を、油圧バルブ３７の直ぐ上に設置する。
【００２５】
ポンプ建家３０の内壁に沿って垂直に立ちあげられた吐出配管３５は、建家の上部の長手方向に延びて配設された断面矩形のコンクリート導管２４内に挿通され、吐出水槽２５まで配設されている。吐出水槽２５に導かれた水は、図３に示すように、吐出配管３５の末端にあるサイフォン配管２６により吐出水槽２５に吐き出される。
【００２６】
上述したように、図１の実施の形態によれば、ポンプ機場２２をポンプ井の役割を果たす吸込池の中に建設する構成としたことから、ポンプ機場２２周りに土砂を埋め戻す必要がないので、土木工事の作業を簡単化でき、工事費の低減、工期の短縮、等に効果がある。
【００２７】
また、吸込池２３の中に形成したポンプ機場２２の底部近傍の対向する２つの側壁にそれぞれ吸込開口を設け、それらの吸込開口に連通させてポンプ３１をポンプ機場２２内の対称位置に２列配置し、かつポンプ３１の吐出配管３５を吸込配管３３と同じ方向に配設する構成としたことから、ポンプ機場２２の少なくとも平面寸法をコンパクトにできる。特に、ポンプ３１の配列方向を吸込水路２１から吸込池２３に流入する水の流れ方向に合わせたことから、２列のポンプ３１の吸込バランスを保つことができる。本実施の形態では、２つの側壁に設けた吸込開口３２に対応させてポンプ３１を２列配設する例を示したが、ポンプ建家３０の４つの側面に吸込開口３２を配設してもよい。また、複数のポンプ３１を並列に並べて配置する列の数は３以上でもよいことはいうまでもない。
【００２８】
また、コンクリート導管２４はポンプ機場２２から吸込池２３を横切って吐出水槽２５まで設けられ、図３に示すように、本実施の形態では、コンクリート導管２４の上に道路が建設され、外部からポンプ機場２２への連絡通路２８としていることから、単独で橋などを建設するよりは経済的である。さらに、吸込池２３の岸からポンプ機場２２の屋上に連絡通路用の橋２９が架け渡されていることから、連絡通路２８と合わせて、クレーン車、トラックなどの車両が円滑にポンプ機場２２へ出入りできる。なお、本実施の形態では、連絡通路又は橋を合わせて２本設けたが、何本設置してもよいことは言うまでもない。
【００２９】
なお、本実施の形態では、コンクリート導管２４は複数の吐出配管３５に対応して同じ数だけ設けた例を示したが、全ての吐出配管３５をまとめて１つの大口径のコンクリート導管に入れることも可能であり、また適宜まとめて複数のコンクリート導管に入れることも可能である。
【００３０】
また、吸込池２３の最高水位よりも高い位置に設けた電気品床４３に電気品４２を設置するようにしているから、ポンプ機場２２内に吸込池２３の水が浸入してきたり、あるいはポンプ機場２２内の配管類が破裂した場合などでも、電気品床４３に設置した電気品４０が冠水するのを防ぐことができる。
【００３１】
また、吸込池２３の水位が高くなると、それに伴いポンプ機場２２の全体に作用する浮力が大きくなる。この点、本実施の形態では、吸込池２２に連通可能な開口部４６を有する空洞部４５が形成されているので、吸込池２２の水位がサービス床４４よりも高くなったとき、吸込池２２の水が空洞部４５に流入するから、その分だけ浮力の増大を軽減できる。
【００３２】
上記の実施の形態では、ポンプ機場を吸込池の中ノ島として形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、吸込池の岸部分に隣接させてポンプ機場を建設することを含むものである。つまり、ポンプ機場の１つの側面ないし３つの側面を吸込池の水中に没するように形成することにより、岸部に隣接する部分の建家外壁の周りは土砂を埋め戻さなければならないが、水中に没する部分の壁面の周りは埋め戻す必要がないから、その分だけ土木工事の作業を簡単化することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポンプ機場を吸込池の中に建設するアイランド方式としたことから、ポンプ機場の建設工事費や掘削などの土木工事費を削減するとともに工期を短縮できる。
【００３４】
また、ポンプ機場内のポンプを、吸込水路から吸込池への流水方向と平行にかつ２列に配置し、吐出配管をポンプに対して吸込配管と同じ側に配置したことから、ポンプ機場をコンパクト化にできる。その結果、ポンプ機場の建設工事費や掘削などの土木工事費を削減するとともに工期を短縮できる。また、吐出配管に設けるバルブを吐出配管の垂直部分に設置することにより、一層コンパクト化できる。
【００３５】
さらに、電気品を設置する電気品床を吸込池の最高水位よりも高い位置に設けたものによれば、電気品が水没する危険性を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンプ機場の一実施の形態の断面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける矢視図である。
【図３】本発明のポンプ機場を適用してなる送水システムの全体構成図である。
【図４】本発明のポンプ機場を適用してなる送水システムの概念図である。
【図５】従来例のポンプ機場の断面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩにおける矢視図である。
【符号の説明】
２０  湖
２１  吸込水路
２２  ポンプ機場
２３  吸込池
２４  コンクリート導管
２５  吐出水槽
２６  サイフォン配管
２７  入口建家
２８  連絡通路
２９  橋
３０  ポンプ建家
３１  ポンプ
３２  吸込開口
３３  吸込配管
３４  モータ
３５  吐出配管
３７  油圧バルブ
３８  電動バルブ
３９  吸込バルブ
４０  メインフロア
４１  天井クレーン
４２  電気品
４３  電気品床
４４  サービス床
４５  空洞部
４６  開口部
４７  ガイド溝
【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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