特許 7653864 排水システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-21

(45)【発行日】2025-03-31

(54)【発明の名称】排水システム

(51)【国際特許分類】

   F04B 53/22 20060101AFI20250324BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20250324BHJP

   F04D 29/60 20060101ALI20250324BHJP

【ＦＩ】

F04B53/22

C02F1/00 A

F04D29/60 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021131856

(22)【出願日】2021-08-13

(65)【公開番号】P2023026146

(43)【公開日】2023-02-24

【審査請求日】2024-06-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】千葉 真

(72)【発明者】

【氏名】山口 弘史

(72)【発明者】

【氏名】仙洞田 真二

【審査官】石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１１１０２２０１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９０３５９５０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０９２３０５６２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１２２４２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ １／００－５３／２２

Ｆ０４Ｃ ２／００－２９／１２

Ｆ０４Ｄ １／００－３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に沿って延びるポンプ側回転軸を有するポンプと、
前記ポンプ側回転軸に接続される機器側回転軸を有する機器と、
前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように設置されるレールと、
前記レール上に設置され、前記第１方向に沿って前記レール上を移動可能である台車と、
前記台車を前記レール上に固定するストッパと、
前記台車上に設置され、前記機器を懸垂支持するフレーム部材と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向に沿って調整する第１位置調整機構と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向と交差する第２方向に沿って調整する第２位置調整機構と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも交差する第３方向に沿って調整する第３位置調整機構と、
前記フレーム部材に固定可能に設けられ、前記機器を下側から支持するベース部材と、
を備えることを特徴とする排水システム。

【請求項2】

前記ベース部材を下側から支持するように前記フレーム部材に設けられる補助部材を備え、前記補助部材は、振動を吸収する素材で構成されている、請求項１に記載の排水システム。

【請求項3】

前記機器は、原動機または減速機である、請求項１または請求項２に記載の排水システム。

【請求項4】

排水システムにおいて実行される方法であって、
前記排水システムは、
第１方向に沿って延びるポンプ側回転軸を有するポンプと、
前記ポンプ側回転軸に接続される機器側回転軸を有する機器と、
前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように設置されるレールと、
前記レール上に設置され、前記第１方向に沿って前記レール上を移動可能である台車と、
前記台車を前記レール上に固定するストッパと、
前記台車上に設置され、前記機器を懸垂支持するフレーム部材と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向に沿って調整する第１位置調整機構と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向と交差する第２方向に沿って調整する第２位置調整機構と、
前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも交差する第３方向に沿って調整する第３位置調整機構と、
前記フレーム部材に固定可能に設けられ、前記機器を下側から支持するベース部材と、
を備え、
前記方法は、
前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように前記レールを設置するステップと、
前記レール上に前記台車を設置し、前記第１方向に沿って前記レール上を移動させて、前記第１方向における前記機器の位置を粗調整し、前記台車を前記ストッパで前記レール上に固定するステップと、
前記第１位置調整機構を用いて、前記第１方向における前記機器の位置を微調整し、前記第２位置調整機構を用いて、前記第２方向における前記機器の位置を微調整し、前記第３位置調整機構を用いて、前記第３方向における前記機器の位置を微調整するステップと、
前記微調整を行った後に、前記ベース部材を前記フレーム部材に固定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排水システムに関する。

【背景技術】

【0002】

排水機場のポンプ設備は、主ポンプ、減速機、原動機、弁類、系統設備、電気設備など多数の機器を組み合わせることで構成されている。ポンプ設備を新設する場合、各機器は工場製作後、各々現地に搬入され、予め配置検討された通りに現地で据付されていくが、各機器を支持するための基礎コンクリートや鋼製架台の構築や、定められた精度で各機器同士を接続、調整する必要があり、各機器の搬入、据付、調整には相当な時間が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２３１８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方、近年、気候変動に伴い以前と比べ降雨量が増大し、排水機場の排水能力を超え、雨水を排水しきれずに河川の氾濫や都市の浸水被害が発生することが増えてきている。排水能力を増強するためには、既存設備より大型の排水ポンプ設備を設置する必要があるが、既存のスペースに既存ポンプより大きなポンプを配置することは容易ではない。また大型ポンプを設置した場合、ポンプ設備の整備時や故障時に排水能力が著しく低下するため、危険分散の観点においても課題がある。

【0005】

それらの課題に対し、既存ポンプ設備に比べて標準的に設計及び製作可能で既存ポンプ設備より小型のポンプ設備を、台数を増やして設けることにより、排水能力の増強、危険分散する方法が考えられる。しかし、既存設備の能力を維持しつつ、小型ポンプ設備を新設していくには、各機器の据付工数から考えると施工期間不足（非出水期期間に既存設備の撤去と複数台のポンプ設備の新設を行うことが困難）となり、施工期間の短縮が望まれる。また、既存ポンプ設備に小型ポンプ設備を増設する場合も考えられるが、限られた敷地内に吸込水槽などの土木構造を設けずに設置可能なポンプ設備も望まれる。

【0006】

既存ポンプ場を超える能力を排水能力を確保するために、標準的に設計、製作が可能な小型ポンプ設備を複数台新設していくには、施工期間の短縮が不可欠である。しかし、従来の方法では、各機器の位置調整、芯だし調整に時間がかかり施工期間不足に陥る可能性がある。そのため、簡単に短期間で位置調整、芯だし調整が可能なユニット構造が求められる。

【0007】

ユニット構造ではない一般的なポンプの据付方法では、配筋を構築し基礎コンクリートを打設した後、仮ライナーを使用し機器を設置、一次芯出しを行い、基礎ボルトを固定するが、その後、本ライナーを使用し二次芯出しを行い、基礎コンクリートの化粧仕上げを行う工程を経るため、施工期間が長くなるという課題がある。

【0008】

また一般的なユニット構造は、工場などで据付調整されたものがユニットとなり現地に搬入されるため、ポンプ他各機器の位置調整、水平度、芯だしにトラッククレーンを使用した場合、長期間にレンタルする必要があり経済性に劣る。また、ユニット内に天井クレーンを設置し、位置調整、水平度、芯だしも可能であるがユニット内のスペースが狭く天井クレーンが設置できない、またはユニット本体の強度を増す必要がありユニット構造が複雑になる。また、機器が故障した場合、短期間での交換が困難であり、機器を小型化、標準化したメリットが失われる。また、ユニット設置後に不同沈下により機器の傾きが生じた場合、多大な費用と工事期間が必要となる。

【0009】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、短期間で位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で機器の据付が可能であって、据付にトラッククレーンなどの重機が必要なく、不同沈下により機器の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することのできる排水システム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】

【0010】

本発明の排水システムは、第１方向に沿って延びるポンプ側回転軸を有するポンプと、前記ポンプ側回転軸に接続される機器側回転軸を有する機器と、前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように設置されるレールと、前記レール上に設置され、前記第１方向に沿って前記レール上を移動可能である台車と、前記台車を前記レール上に固定するストッパと、前記台車上に設置され、前記機器を懸垂支持するフレーム部材と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向に沿って調整する第１位置調整機構と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向と交差する第２方向に沿って調整する第２位置調整機構と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも交差する第３方向に沿って調整する第３位置調整機構と、前記フレーム部材に固定可能に設けられ、前記機器を下側から支持するベース部材と、を備えている。

【0011】

この構成によれば、レール上に設置した台車を第１方向に沿って移動させることにより、第１方向における機器の位置が粗調整される。その後、第１位置調整機構を用いて、第１方向における機器の位置が微調整され、第２位置調整機構を用いて、第２方向における機器の位置が微調整され、第３位置調整機構を用いて、第３方向における機器の位置が微調整される。これにより、ポンプと機器との位置合わせ（ポンプ側回転軸と機器側回転軸との軸あわせ）を容易に行うことが可能になる。したがって、短期間で機器の位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で機器の据付が可能である。また、機器の据付にトラッククレーンなどの重機が必要ない。さらに、不同沈下により機器の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することができる。

【0012】

また、本発明の排水システムは、前記ベース部材を下側から支持するように前記フレーム部材に設けられる補助部材を備え、前記補助部材は、振動を吸収する素材で構成されてもよい。

【0013】

この構成によれば、ベース部材を支持する補助部材が設けられているので、懸垂支持された機器が落下するのを防止することができる。また、機器で振動が発生する場合であっても、補助部材によってその振動を吸収することができる。

【0014】

また、本発明の排水システムでは、前記機器は、原動機または減速機であってもよい。

【0015】

この構成によれば、ポンプと原動機との位置合わせ（ポンプの入力軸と原動機の出力軸との軸あわせ）、または、ポンプと減速機との位置合わせ（ポンプの入力軸と減速機の出力軸との軸あわせ）を容易に行うことが可能になる。

【0016】

本発明の方法は、排水システムにおいて実行される方法であって、前記排水システムは、第１方向に沿って延びるポンプ側回転軸を有するポンプと、前記ポンプ側回転軸に接続される機器側回転軸を有する機器と、前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように設置されるレールと、前記レール上に設置され、前記第１方向に沿って前記レール上を移動可能である台車と、前記台車を前記レール上に固定するストッパと、前記台車上に設置され、前記機器を懸垂支持するフレーム部材と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向に沿って調整する第１位置調整機構と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向と交差する第２方向に沿って調整する第２位置調整機構と、前記フレーム部材に設けられ、前記フレーム部材に懸垂支持された前記機器の位置を、前記第１方向および前記第２方向のいずれとも交差する第３方向に沿って調整する第３位置調整機構と、前記フレーム部材に固定可能に設けられ、前記機器を下側から支持するベース部材と、を備え、前記方法は、前記ポンプの位置を基準として、前記第１方向に沿って延びるように前記レールを設置するステップと、前記レール上に前記台車を設置し、前記第１方向に沿って前記レール上を移動させて、前記第１方向における前記機器の位置を粗調整し、前記台車を前記ストッパで前記レール上に固定するステップと、前記第１位置調整機構を用いて、前記第１方向における前記機器の位置を微調整し、前記第２位置調整機構を用いて、前記第２方向における前記機器の位置を微調整し、前記第３位置調整機構を用いて、前記第３方向における前記機器の位置を微調整するステップと、前記微調整を行った後に、前記ベース部材を前記フレーム部材に固定するステップと、を含んでいる。

【0017】

この方法によっても、上記のシステムと同様、レール上に設置した台車を第１方向に沿って移動させることにより、第１方向における機器の位置が粗調整される。その後、第１位置調整機構を用いて、第１方向における機器の位置が微調整され、第２位置調整機構を用いて、第２方向における機器の位置が微調整され、第３位置調整機構を用いて、第３方向における機器の位置が微調整される。これにより、ポンプと機器との位置合わせ（ポンプ側回転軸と機器側回転軸との軸あわせ）を容易に行うことが可能になる。したがって、短期間で機器の位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で機器の据付が可能である。また、機器の据付にトラッククレーンなどの重機が必要ない。さらに、不同沈下により機器の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、短期間で位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で機器の据付が可能であって、据付にトラッククレーンなどの重機が必要なく、不同沈下により機器の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態における排水システムの構成を示す説明図である。

【図2】排水システムの据付手順（レール設置）の説明図である。

【図3】排水システムの据付手順（台車設置）の説明図である。

【図4】排水システムの据付手順（台車移動）の説明図である。

【図5】排水システムの据付手順（Ｘ方向とＹ方向の位置調整）の説明図である。

【図6】排水システムの据付手順（Ｘ方向とＺ方向の位置調整）の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態の排水システムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、排水機場のポンプ設備として用いられる排水システムの場合を例示する。

【0021】

本実施の形態の排水システムの構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の排水システムの構成を示す説明図である。図１に示すように、排水システム１は、ポンプ２と、ポンプ２に接続される原動機３とを備えている。ポンプ２の内部には、原動機３から回転駆動力が伝達されて回転するインペラ（図示せず）が設けられおり、原動機３の出力軸３０が、ポンプ２の入力軸２０に接続されている。なお、本実施の形態では、ポンプ２の入力軸２０が延びる方向（図１における左右方向）をＸ方向と呼び、Ｘ方向に直交する奥行方向（図１における紙面方向）をＹ方向と呼び、Ｘ方向とＹ方向に直交する高さ方向（図１における上下方向）をＺ方向と呼ぶ（図５および図６も参照）。

【0022】

また、排水システム１は、ポンプ２の位置を基準として設置されるレール４と、レール４上に設置される台車５と、台車５をレール４上に固定するストッパ４０を備えている。レール４は、ポンプ２を起点としてＸ方向に沿って延びるように設置され、台車５は、Ｘ方向に沿ってレール４上を移動可能である。

【0023】

台車５の上には、原動機３を懸垂支持するフレーム部材６が設けれている。フレーム部材６は、正面視でゲート形状をしている前後一対（図１における左右一対）の門型部材６０と、一対の門型部材６０の上部においてＸ方向に差し渡される補強部材６１とで構成されている。

【0024】

フレーム部材６には、フレーム部材６に懸垂支持された原動機３の位置を、Ｘ方向に沿って調整する第１位置調整機構７と、Ｙ方向に沿って調整する第２位置調整機構８と、Ｚ方向に沿って調整する第３位置調整機構９が設けられている。

【0025】

例えば、第１位置調整機構７は、フレーム部材６の上をＸ方向にスライド可能な１つの梁部材７０で構成される。原動機３は、この梁部材７０に支持体７１を介して懸垂支持されており、梁部材７０をＸ方向にスライドすることにより、原動機３をＸ方向にスライドすることができる（図５および図６参照）。

【0026】

また、第２位置調整機構８は、フレーム部材６の上をＹ方向にスライド可能な２つの梁部材８０で構成される。２つの梁部材８０は、それぞれ別々にＹ方向にスライド可能である。したがって、２つの梁部材８０をそれぞれ別々にＹ方向にスライドすることにより、原動機３の幅にあわせて２つの梁部材８０の間隔を調整することができる（図５参照）。また、原動機３は、２つの梁部材８０にそれぞれ支持体８１を介して懸垂支持されており、２つの梁部材８０を一緒にＹ方向にスライドさせることにより、原動機３をＹ方向にスライドすることができる（図５参照）。本実施の形態では、１つの梁部材８０に、２本の支持体８１が設けられている。したがって、原動機３は、４本の支持体８１によって懸垂支持されている。

【0027】

また、第３位置調整機構９は、原動機３を懸垂支持する支持体８１に設けられる長さ伸縮機構で構成される。支持体８１に設けられた長さ伸縮機構によって、支持体８１の長さを調整することができる。原動機３を懸垂支持する支持体８１の長さを変えることにより、原動機３をＺ方向にスライドさせることができる。さらに、本実施の形態では、４本の支持体８１のそれぞれの長さを変えることにより、横断方向でみた場合（ポンプ２から原動機３を正面にみた場合）の機器の傾きや、断面方向でみた場合（図１の紙面に垂直な方向でみた場合）の機器の傾きを調整することができる。

【0028】

また、排水システム１は、原動機３を下側から支持するベース部材１０と、ベース部材１０を下側から支持する補助部材１１を備えている。ベース部材１０は、原動機３を下側から支持した状態で、第２位置調整機構８の支持体８１によって懸垂支持されている。また、ベース部材１０は、フレーム部材６に対してボルトなど（図示せず）で固定可能である。補助部材１１は、振動を吸収する素材で構成されている。なお、振動を吸収する素材としては、公知の素材を利用することができる。

【0029】

以上のように構成された排水システム１について、図面を参照してその据付手順を説明する。

【0030】

本実施の形態の排水システム１を据付する場合には、まず、図２に示すように、ポンプ２の位置を基準として、Ｘ方向に沿って延びるようにレール４を設置する。次に、図３に示すように、レール４上に台車５を設置する。そして、台車５の上にフレーム部材６を設置し、フレーム部材６に懸垂支持されるベース部材１０に原動機３を設置する。このとき、原動機３の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置）は、設計図等に基づいて定められた所定の位置に調整されている。その後、図４に示すように、Ｘ方向に沿ってレール４上を移動させて、Ｘ方向における原動機３の位置を粗調整し、台車５をストッパ４０でレール４上に固定する。

【0031】

そして、図５および図６に示すように、第１位置調整機構７を用いて、Ｘ方向における原動機３の位置を微調整するとともに、第２位置調整機構８を用いて、Ｙ方向における原動機３の位置を微調整する。また、第３位置調整機構９を用いて、Ｚ方向における原動機３の位置を微調整する。このような微調整を行った後、ベース部材１０をフレーム部材６に固定する（図１参照）。

【0032】

このような本実施の形態の排水システム１によれば、レール４上に設置した台車５をＸ方向に沿って移動させることにより、Ｘ方向における原動機３の位置が粗調整される。その後、第１位置調整機構７を用いて、Ｘ方向における原動機３の位置が微調整され、第２位置調整機構８を用いて、Ｙ方向における原動機３の位置が微調整され、第３位置調整機構９を用いて、Ｚ方向における原動機３の位置が微調整される。

【0033】

これにより、ポンプ２と原動機３との位置合わせ（ポンプ２の入力軸２０と原動機３の出力軸３０との軸あわせ）を容易に行うことが可能になる。したがって、短期間で原動機３の位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で原動機３の据付が可能である。また、原動機３の据付にトラッククレーンなどの重機が必要ない。さらに、不同沈下により原動機３の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することができる。

【0034】

この場合、レール４と台車５を用いているので、狭所への搬出入も容易である。さらに、原動機３がフレーム部材６に懸垂支持されているので、原動機３の下側からのメンテナンス作業も容易である。

【0035】

また、本実施の形態では、ベース部材１０を支持する補助部材１１が設けられているので、懸垂支持された原動機３が落下するのを防止することができる。また、原動機３で振動が発生する場合であっても、補助部材１１によってその振動を吸収することができる。

【0036】

また、原動機３の更新などにより既設機器から外形寸法が変更された場合であっても、第２位置調整機構８の幅を調整することで、機器（外形寸法が変更された機器）の据付が可能になる。

【0037】

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

【0038】

例えば、以上の説明では、ポンプ２と原動機３の位置合わせ（ポンプ２の入力軸２０と原動機３の出力軸３０との軸あわせ）を行う場合について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されない。図示は省略するが、ポンプと減速機の位置合わせ（ポンプの入力軸と減速機の出力軸との軸あわせ）を行う場合についても、同様に実施可能である。

【産業上の利用可能性】

【0039】

以上のように、本発明にかかる排水システムは、短期間で位置調整や芯だし作業が可能であり、短期間で機器の据付が可能であって、据付にトラッククレーンなどの重機が必要なく、不同沈下により機器の傾きが生じた場合でも工期を短縮でき工事費を削減することができるという効果を有し、排水機場のポンプ設備等として用いられ、有用である。

【符号の説明】

【0040】

１ 排水システム
２ ポンプ
３ 原動機（機器）
４ レール
５ 台車
６ フレーム部材
７ 第１位置調整機構
８ 第２位置調整機構
９ 第３位置調整機構
１０ ベース部材
１１ 補助部材
２０ 入力軸（ポンプ側回転軸）
３０ 出力軸（機器側回転軸）
４０ ストッパ
６０ 門型部材
６１ 補強部材
７０ 梁部材
７１ 支持体
８０ 梁部材
８１ 支持体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】