JPH0841975A - 排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水管路のウオーターハンマ現象の発生をな
くし、これにより比較的安価な低圧管を排水管路に用い
ることができ、また、排水管路の凍結防止対策も不要に
することができる排水設備を提供する。 【構成】 排水管路Ｋ内の水を抜くための開閉弁１０を
有するドレン手段Ｄと、排水ポンプＰの運転時にのみ開
閉弁１０を閉状態にする制御手段３０とを備え、逆止弁
５を、排水ポンプＰと前記ドレン手段Ｄを設けた部分と
の間の管路部分に設けた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排水ポンプによって排
水するために配置した排水管路の途中に逆止弁を設けた
構成の排水装置に係り、特に、地下工事などで必要な立
坑などのように高低差の大きい場所に設置して排水する
のに利用した場合に好適な排水装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】各種地下構造物の施工、例えば、地下鉄
用のトンネルなどの施工においては、そのトンネル内へ
の資材搬入や搬出、換気、さらには地下水の排水などと
して利用する立坑が設けられる。この種の立坑は、深い
ものでは数十メートル、あるいはそれ以上の深さに及ぶ
ことが多々ある。

【０００３】従来、このような立坑を利用して、例えば
トンネル内の地下水や湧水などを排水するための設備と
して、図５に示すような排水装置が知られている。この
排水装置は、立坑１に連なる横坑２の底部に設けられた
排水ピット３内に、水中ポンプからなる排水ポンプＰを
設置し、この排水ポンプＰから横坑２に沿って水平に伸
びる横管路Ｋ１と、この横管路Ｋ１から立坑１に沿って
縦方向に伸びる縦管路Ｋ２を有する排水管路Ｋを介して
立坑１の外へ、即ち、地上へ排水する構成としたもので
ある。なお、この排水管路Ｋの横管路Ｋ１の途中および
縦管路Ｋ２の途中には、逆流防止用の逆止弁５、６がそ
れぞれ設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
立坑などに設備する排水装置は、高低差が相当にあるた
めに、特に排水ポンプＰの起動時に、その排水管路Ｋ内
において水の衝撃音として知られる、いわゆるウオータ
ーハンマ現象が発生するという問題がある。このウオー
ターハンマ現象は、排水ポンプＰの起動前の排水管路Ｋ
内の水圧と、排水ポンプＰの送水圧および送水量などと
の関係で発生し、双方の圧力が高いほど大きな衝撃音が
発生する。

【０００５】こうしたウオーターハンマ現象の発生は、
特に排水管路Ｋ全体に衝撃的な高負荷がかかるために、
その排水管路Ｋを構成するのに用いる管として、例えば
スケジュール鋼管等の高耐圧管を用いたり、また、フラ
ンジを介して管どうしを接続する部分も強固な構造とす
る必要があった。

【０００６】一方、排水管路Ｋの途中には逆止弁５、６
が設けられていることから、その排水管路Ｋ内には、運
転休止時においても常に水が残留しており、このため、
例えば冬季において排水管路Ｋ内の残留水が凍結するの
を防止する対策が必要であった。この凍結防止対策とし
ては、内部にヒーターを配置した保温筒等により管の外
側を覆うといった大掛かりな養生設備が必要であった。

【０００７】よって、本発明は、ウオーターハンマ現象
の発生をなくし、これにより比較的安価な低圧管を排水
管路に用いることができ、また、排水管路の凍結防止対
策も不要にすることができる排水設備を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
排水ポンプによって排水するために配置した排水管路の
途中に逆止弁を設けた排水装置であって、前記排水管路
の途中に設けられ、その排水管路内の水を抜くための開
閉弁を有するドレン手段と、前記排水ポンプの運転時に
のみ前記開閉弁を閉状態にする制御手段とを備え、か
つ、前記逆止弁は、前記排水ポンプと前記ドレン手段を
設けた部分との間に位置する構成として前記課題の解決
手段とした。

【０００９】請求項２に係る発明は、排水ポンプによっ
て排水するために配置した排水管路が、下位から上位へ
伸びる縦管路を有し、この縦管路の途中に逆止弁が設け
られた排水装置であって、前記縦管路の途中にはその縦
管路の逆止弁を迂回するバイパス回路が縦管路と並列に
設けられ、このバイパス回路の途中には、制御装置によ
って前記排水ポンプの運転時にのみ閉状態に制御される
開閉弁が設けられている構成として前記課題の解決手段
とした。

【００１０】請求項３に係る発明は、排水ポンプによっ
て排水するために配置した排水管路が、前記排水ポンプ
から横方向に伸びる横管路と、この横管路から縦方向に
伸びる縦管路を有し、これら横管路の途中および縦管路
の途中にそれぞれ逆止弁が設けられた排水装置であっ
て、前記横管路の途中に排水管路内の水を抜くための開
閉弁を有するドレン手段が設けられ、前記縦管路の途中
にその縦管路の逆止弁を迂回するバイパス回路が縦管路
と並列に設けられ、さらに前記ドレン手段の開閉弁およ
びバイパス回路の開閉弁は、制御装置によって前記排水
ポンプの運転時にのみ閉状態に制御される構成として前
記課題の解決手段とした。

【００１１】

【作用】請求項１記載の排水装置によれば、排水管路の
途中に設けられてその排水管路内の水を抜くための開閉
弁を有するドレン手段と、排水ポンプの運転時にのみ前
記開閉弁を閉状態にする制御手段とを備えた構成とした
ことにより、排水ポンプの運転休止時にはドレン手段の
開閉弁が開状態となり、これにより排水管路内の水が排
出される。この結果、逆止弁より上位の排水管路内は空
になり、水圧もなくなる。排水管路内の水圧がなくなる
ことにより、排水ポンプ起動時のウオーターハンマ現象
の発生もなくなる。また、排水管路内の水が空になるこ
とにより、それに対応する排水管路部分の凍結防止対策
も不要になる。

【００１２】請求項２記載の排水装置によれば、バイパ
ス回路の開閉弁が、制御装置によって排水ポンプの運転
時にのみ閉状態に制御される。したがって、排水ポンプ
の運転休止時には開閉弁が開状態に制御され、これによ
り、逆止弁より上位の縦管路内の水は、バイパス回路を
通って逆止弁より下位の縦管路内へと流下して排出され
ることになる。

【００１３】請求項３記載の排水装置によれば、ドレン
手段の開閉弁およびバイパス回路の開閉弁が、制御装置
によって排水ポンプの運転時にのみ閉状態となり、運転
休止時には開状態となるので、横管路内の水はドレン手
段により外部へ排出され、また、逆止弁より上位の縦管
路内の水はバイパス回路を通ってそれより下位の縦管路
内へと流下し、そこから横管路内へ流れてドレン手段に
より外部へ排出される。これにより排水管路内が空にな
る。また、ドレン手段は横管路に設けられているので、
縦管路および横管路内の水が効率よく排出される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付の図１〜
図４を参照して説明する。図に示す実施例は、本発明の
排水装置を立坑に設備する排水装置として適用した例を
示すものである。なお、これらの図において従来例と同
一の構成要素については同一の符号を付してある。

【００１５】本実施例による排水装置では、排水ポンプ
Ｐによって、低位の横坑２部分からそれより高位の立坑
１を通って外部へと排水するために配置した排水管路Ｋ
の途中に、横型逆止弁５と縦型逆止弁６がそれぞれ設け
られている。排水管路Ｋは、排水ポンプＰから横坑２に
沿って横方向に伸びる横管路Ｋ１と、この横管路Ｋ１か
ら立坑１に沿って縦方向に伸びる縦管路Ｋ２を有し、横
管路Ｋ１の途中に前記横型逆止弁５が設けられ、縦管路
Ｋ２の途中に前記縦型逆止弁６が設けられている。

【００１６】また、前記横管路Ｋ１の途中には、その横
管路Ｋ１および縦管路Ｋ２内の水を抜くための開閉弁１
０を有するドレン手段Ｄが設けられている。このドレン
手段Ｄとしては、ここでは、一端が横管路Ｋ１の底部に
その管路内と連通する形態で設けられたドレンパイプ１
１を備え、このドレンパイプ１１の途中に前記開閉弁１
０が設けられた構成とされている。なお、このドレン手
段Ｄは、横型逆止弁５よりも縦管路Ｋ２寄りに設けられ
る。換言すれば、横型逆止弁５が、排水ポンプＰとドレ
ン手段Ｄを設けた部分との間に位置するように構成され
る。

【００１７】また、前記縦管路Ｋ２の途中には、その縦
管路Ｋ２の縦型逆止弁６を迂回するバイパス回路Ｂが縦
管路Ｋ２と並列に設けられている。このバイパス回路Ｂ
は、ここでは、一端が縦型逆止弁６より下位の縦管路Ｋ
２部分に接続され、他端が縦型逆止弁６より上位の縦管
路Ｋ２部分に接続されたバイパス管２１と、このバイパ
ス管２１の途中に設けられた開閉弁２０とにより構成さ
れている。バイパス管２１の他端の縦管路Ｋ２に対する
接続位置としては、縦型逆止弁６よりも上位の縦管路Ｋ
２部分に可能なかぎり残留水を無くす意味から、その縦
型逆止弁６に十分に近付けておくのが望ましい。

【００１８】前記ドレン手段Ｄの開閉弁１０、およびバ
イパス回路Ｂの開閉弁２０は、この実施例においては、
電磁開閉弁により構成されている。そして、これら両開
閉弁１０、２０は、図４に示すように、制御装置３０に
より制御される。この制御装置３０は、排水ポンプＰの
運転と、両開閉弁１０、２０の開閉動作とを電気信号に
より自動的に連動させて制御する構成としたもので、排
水ポンプＰの運転時にのみ、各開閉弁１０、２０が閉状
態となり、運転休止時には開状態となるように設定され
る。図において、符号３２、３３は接続短管、符号３
４、３５はビクトリックジョイントを示している。

【００１９】このように構成された排水装置において
は、排水ポンプＰを運転すると、制御装置３０により同
時に各開閉弁１０、２０が閉状態となり、ドレン手段Ｄ
およびバイパス回路Ｂが閉じられる。したがって、排水
ポンプＰにより送水される水は、横管路Ｋ１の横型逆止
弁５および縦管路Ｋ２の縦型逆止弁６直接を通って立坑
１の外部へ排水される。

【００２０】次に、排水ポンプＰが運転休止になると、
制御装置３０により各開閉弁１０、２０が開状態とな
り、これによりドレン手段Ｄおよびバイパ回路Ｂが開か
れる。したがって、横型逆止弁５と縦型逆止弁６間の管
路内に残留する水は、ドレン手段Ｄにより排出される。
同時に、縦型逆止弁６より上位の管路内の残留水はバイ
パス回路Ｂを通って流下し、それより下位の管路を通っ
てドレン手段Ｄにより排出される。この結果、特に縦管
路Ｋ２のように大きな静圧のかかる管路内は全て空にな
る。なお、横型逆止弁５と排水ポンプＰ間の横管路Ｋ１
部分の水は、排水ポンプＰより直接排出される。

【００２１】ここで、排水ポンプＰを再び起動しても、
排水管路Ｋ内は空の状態となっているので、ウオーター
ハンマ現象が発生することはない。そして、このように
ウオーターハンマ現象が発生しなくなることにより、排
水管路Ｋに衝撃的な負荷がかかることもなくなるので、
その排水管路Ｋに用いる管も、例えば図２に示すような
取り扱い性や配管性の良いスパイラル鋼管などを使用す
ることができる。また、このように排水ポンプＰの運転
休止時には、排水管路Ｋ内の水を抜いて空の状態にして
おくことにより、排水管路Ｋの凍結防止対策も不要にな
る。さらに、排水管路Ｋ内の水が、排水ポンプＰの起動
時には空の状態にあるので、その排水ポンプの起動時の
負荷を軽減することができる。したがって、これらの結
果、保守、管理等も容易になる。

【００２２】なお、実施例においては、縦管路Ｋ２の途
中に縦型逆止弁６を設けた関係で、そこにバイパス回路
Ｂを設けた例を示したが、排水管路Ｋ内の水を抜いてお
くことにより、ウオーターハンマ現象の発生を防止し、
同時に凍結防止を図るという点を考慮した場合、例え
ば、排水管路Ｋに設ける逆止弁として、横型逆止弁５だ
けを設けた構成としてもよい。その場合、バイパス回路
Ｂは当然不要となる。また、排水管路Ｋとして、例えば
横管路Ｋ１を無くして縦管路Ｋ２だけで構成し、そし
て、その縦管路Ｋ２の下部に縦型逆止弁６を設けた構成
とすることもできる。その場合、ドレン手段Ｄは不要に
することも可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排水
装置によれば、以下のような優れた効果を奏する。

【００２４】請求項１に係る発明においては、排水管路
内の水を抜くための開閉弁を有するドレン手段と、排水
ポンプの運転時にのみドレン手段の開閉弁を閉状態にす
る制御手段とを備えた構成としたことにより、排水ポン
プの運転休止時にはドレン手段の開閉弁を開状態とし、
排水管路内の水を排出させることができる。これにより
排水管路内の水を空にして、水圧を無くすことができ
る。したがって、排水ポンプ起動時のウオーターハンマ
現象の発生をなくすことができる。また、排水管路内の
水が空になることにより、それに対応する排水管路部分
の凍結防止対策も不要にすることができる。

【００２５】請求項２に係る発明においては、縦管路の
途中にその縦管路の逆止弁を迂回するバイパス回路を縦
管路と並列に設け、このバイパス回路の途中に、制御装
置によって排水ポンプの運転時にのみ閉状態に制御され
る開閉弁を設けた構成としたので、バイパス回路の開閉
弁は、排水ポンプの運転休止時には開状態に制御され、
これにより、逆止弁より上位の縦管路内の水は、バイパ
ス回路を通って逆止弁より下位の縦管路内へと流下して
排出されることになる。したがって、縦管路内の水を無
くして、ウオーターハンマ現象の発生を防止し、同時に
凍結防止対策も不要にすることができる。

【００２６】請求項３に係る発明においては、ドレン手
段の開閉弁およびバイパス回路の開閉弁が、制御装置に
よって排水ポンプの運転時にのみ閉状態となり、運転休
止時には開状態となるので、横管路内の水はドレン手段
により外部へ排出され、また、逆止弁より上位の縦管路
内の水はバイパス回路を通ってそれより下位の縦管路内
へと流下し、そこから横管路内へ流れてドレン手段によ
り外部へ排出される。これにより排水管路内を空にする
ことができる。また、ドレン手段は横管路に設けられて
いるので、縦管路および横管路内の水を効率よく排出さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す排水装置の一部断面側面
図である。

【図２】本発明の実施例を示す排水装置のバイパス回路
部分の拡大側面図である。

【図３】本発明の実施例を示す排水装置のドレン手段部
分の拡大側面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す排水装置の制御系を
示すブロック図である。

【図５】従来の排水装置を示す一部断面側面図である。

【符号の説明】

１ 立坑 ２ 横坑 ５、６ 逆止弁 １０ 開閉弁 ２０ 開閉弁 ３０ 制御装置 Ｋ１ 横管路 Ｋ２ 縦管路 Ｋ 排水管路 Ｂ バイパス回路 Ｄ ドレン手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水ポンプによって排水するために配置
   した排水管路の途中に逆止弁を設けた排水装置であっ
   て、前記排水管路の途中に設けられ、その排水管路内の
   水を抜くための開閉弁を有するドレン手段と、前記排水
   ポンプの運転時にのみ前記開閉弁を閉状態にする制御手
   段とを備え、かつ、前記逆止弁は、前記排水ポンプと前
   記ドレン手段を設けた部分との間に位置していることを
   特徴とする排水装置。
2. 【請求項２】 排水ポンプによって排水するために配置
   した排水管路が、下位から上位へ伸びる縦管路を有し、
   この縦管路の途中に逆止弁が設けられた排水装置であっ
   て、前記縦管路の途中にはその縦管路の逆止弁を迂回す
   るバイパス回路が縦管路と並列に設けられ、このバイパ
   ス回路の途中には、制御装置によって前記排水ポンプの
   運転時にのみ閉状態に制御される開閉弁が設けられてい
   ることを特徴とする排水装置。
3. 【請求項３】 排水ポンプによって排水するために配置
   した排水管路が、前記排水ポンプから横方向に伸びる横
   管路と、この横管路から縦方向に伸びる縦管路を有し、
   これら横管路の途中および縦管路の途中にそれぞれ逆止
   弁が設けられた排水装置であって、前記横管路の途中に
   排水管路内の水を抜くための開閉弁を有するドレン手段
   が設けられ、前記縦管路の途中にその縦管路の逆止弁を
   迂回するバイパス回路が縦管路と並列に設けられ、さら
   に前記ドレン手段の開閉弁およびバイパス回路の開閉弁
   は、制御装置によって前記排水ポンプの運転時にのみ閉
   状態に制御される構成であることを特徴とする排水装
   置。