地下水位低下装置
【課題】揚水ポンプに混入する微粒子と空気を少なくすることができる。
【解決手段】真空ポンプ１０を駆動させ揚水ポンプ槽６内の空気を排出させると、揚水ポンプ７内の空気も圧力バランス口７ｂから排出されて、地下水Ｗが流れ込み満水状態となる。次に、揚水ポンプ７を駆動させて、井戸ストレーナー管４の外側の地下水Ｗを通水孔４ａから井戸パイプ３内に流入させる。井戸パイプ３内の地下水Ｗは、サイクロン５の案内板２６に沿ってサイクロン５内に流入し、筒部２４内を内周に沿って下降し、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離されて筒部２４内面に沿って砂溜槽１１に下降して除去される。地下水Ｗの水分は筒部２４の中心から渦を巻きながら上昇し揚水ポンプ槽６へ流入する。そして、揚水ポンプ槽６に流入した地下水Ｗは、揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから揚水ポンプ受皿８へ流入し、揚水ポンプ７によって地上に排出される。
【解決手段】真空ポンプ１０を駆動させ揚水ポンプ槽６内の空気を排出させると、揚水ポンプ７内の空気も圧力バランス口７ｂから排出されて、地下水Ｗが流れ込み満水状態となる。次に、揚水ポンプ７を駆動させて、井戸ストレーナー管４の外側の地下水Ｗを通水孔４ａから井戸パイプ３内に流入させる。井戸パイプ３内の地下水Ｗは、サイクロン５の案内板２６に沿ってサイクロン５内に流入し、筒部２４内を内周に沿って下降し、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離されて筒部２４内面に沿って砂溜槽１１に下降して除去される。地下水Ｗの水分は筒部２４の中心から渦を巻きながら上昇し揚水ポンプ槽６へ流入する。そして、揚水ポンプ槽６に流入した地下水Ｗは、揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから揚水ポンプ受皿８へ流入し、揚水ポンプ７によって地上に排出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水を地上に排出し、地下水位を低下させる地下水位低下装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、井戸工事において、揚水ポンプは井戸ストレーナー管の上方に取り付けられている。そして、揚水ポンプは井戸ストレーナー管からできるだけ離して据えつけられることが望ましい。揚水ポンプが井戸ストレーナー管と合致していると、井戸ポンプは井戸外壁の砂を吸い込むので、揚水ポンプの磨耗やかじり付きの原因となり、井戸の崩壊を招いていた。
ところで、地下工事おける地下水対策として、地下水位を低下させるために地下水を排出する、ディープウェル工法やウェルポイント工法が行われている。
地下工事における地下水対策では、地下水位を低下させることが目的であるため、最小限の井戸深度が要求されている。したがって、揚水ポンプの据付位置は井戸ストレーナー管の下端になるため、揚水ポンプへの砂や空気の流入を防ぐことができなかった。
そのため、かじり付きを少なくしたディープウェル用ポンプ（オープン羽仕様）が開発され、使用されている。
【０００３】
また、井戸の上部を密閉して、真空ポンプの使用により井戸内に負圧をかけて、地下水を強制的に流入排水させるバキュームディープウェル工法では、地下水位の低下によって井戸ストレーナー管まで水位が低下してくると、井戸内に空気が流入して真空度が低下し、高真空を維持できなくなる。
そこで、ストレーナーからの空気の流入を防ぐ構造で、ストレーナーとケーシングが一体化し、地中に埋設されるバキューム用ストレーナーパイプを用いたスーパーウェルポイント工法が行われている。スーパーウェルポイント工法では、ストレーナーを通過した地下水は、一体化したケーシング下端部より排水されるので、井戸内を高真空に保ちながら排水を行うことができる。
【０００４】
しかし、スーパーウェルポイント工法に使用するバキューム用ストレーナーパイプは、従来のストレーナーのみのパイプに比べ高価で、地中に埋設して埋め殺しのパイプとなり、コストがかかる。また、このバキューム用ストレーナーパイプは従来の井戸ストレーナーパイプと比較すると、接続工程が煩雑で設置に時間がかかるという問題がある。そこで、特許文献１では、これらの問題を改善するためにバキュームディープウェル工法における地下水位低下装置が提案されている。
【０００５】
図６に示すように、特許文献１による地下水位低下装置６１は、井戸ストレーナーパイプ６２と井戸ケーシングパイプ６３とからなる井戸パイプ６４と、井戸ケーシングパイプ６３内に挿入されて井戸ケーシングパイプ６３の内壁面に固定された支持リング６５に支持される支持板６６と、井戸ストレーナーパイプ６２の内側に配設されて、支持板６６に上端部が密閉状態で固定されて、下端部が井戸ストレーナーパイプ６２の下方に位置する吸水ケーシング６７と、吸水ケーシング６７内に配設されて吸水ケーシング６７内の地下水を地上へ排出し、支持板６６を貫通する排水管を備える水中ポンプ６８と、吸水ケーシング６７内のエアーを支持板６６に貫通するエアーホースを介して地上へ排出するエアー排出装置６９とから構成されている。
【０００６】
そして、エアー排出装置６９によりエアーを強制的に外部に排出することにより、地下水が井戸ストレーナーパイプ６２を通過し吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入し、この吸水ケーシング６７内の地下水を水中ポンプ６８で地上へ排出する。
特許文献１による地下水位低下装置６１では、吸水ケーシング６７内のエアーはエアー排出装置６９によって外部へ排出され、吸水ケーシング６７内の地下水は井戸ストレーナーパイプ６２を通過し吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入することで砂が除去されているので、水中ポンプ６８へ空気や砂の流入を少なくすることができ、水中ポンプ６８の故障を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７７６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の地下水位低下装置では以下のような問題があった。
ディープウェル用ポンプ（オープン羽仕様）においては、ポンプのかじり付きは少なくなるが、砂などの微粒子や空気が揚水ポンプ吸込み側に流入するため、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキング、および地上部の排水管などが詰まるなどのトラブルが発生している。
また、地下水を強制的に流入排出させるバキュームディープウェル工法では、過剰な揚水により、ディープウェル工法に比べて、より多くの砂などの微粒子や空気が揚水ポンプに吸い込まれている。このため、揚水ポンプに負担がかかり、揚水ポンプの磨耗損傷や、ノッキングの発生がディープウェル工法に比べてより顕著になっている。
【０００９】
また、特許文献１による地下水位低下装置６１では、スーパーウェルポイント工法で用いられているストレーナーからの空気の流入を防ぐ構造で、ストレーナーとケーシングが一体化したバキューム用ストレーナーパイプを分割し、井戸ストレーナーパイプ６２の内側に吸水ケーシング６７を設置したものであり、地下水位の低下によって井戸ストレーナーパイプ６２まで水位が低下してきても吸水ケーシング６７の下端部６７ａより排水を行うので、井戸内を高真空に保ちながら排水を行うことができる。
【００１０】
しかし、特許文献１による地下水位低下装置６１では、水中ポンプ６８で排出される吸水ケーシング内の地下水は、井戸ストレーナーパイプ６２を通過し、吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入することで、地下水中の微粒子が吸水ケーシング６７の下端部６７ａから吸水ケーシング６７内に巻き込まれて、水中ポンプ６８へ流入してしまい、揚水ポンプの磨耗損傷の原因となっている。
そして、揚水ポンプの磨耗損傷により、揚水ポンプの能力が低下し、真空度に負けてノッキングの発生がより顕著になり、なかなか排水ができなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ディープウェル工法およびバキュームディープウェル工法において、地下水内の砂などの微粒子や空気を意図的に分離することで、砂などの微粒子や空気が揚水ポンプに混入することを抑制し、揚水ポンプの磨耗損傷を防ぐことができる地下水位低下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】
上記目的を達成するため、本発明に係る地下水位低下装置は、上端部を地上に露出させて地盤に埋設され、井戸ケーシング管と井戸ストレーナー管とが接続された井戸パイプを備え、井戸ストレーナー管から井戸パイプ内部に流入した地下水を井戸パイプ内の揚水ポンプ槽に配設された揚水ポンプにより地上に排出し地下水位を低下させる地下水位低下装置であって、揚水ポンプ槽の上流側に設けられて、井戸ストレーナー管から内部に流入した地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えることを特徴とする。
本発明では、地下水は微粒子分離手段によって地下水中の砂などの微粒子が分離されるので、揚水ポンプに砂などの微粒子が混入することによる揚水ポンプの磨耗損傷を抑えることができる。
【００１３】
本発明に係る地下水位低下装置は、揚水ポンプは、揚水ポンプ槽内に設けられて上端部が前記揚水ポンプの吸水位置よりも高い揚水ポンプ受皿の内部に配設されていることを特徴とする。
本発明では、地下水が揚水ポンプ受皿の上端部から揚水ポンプ受皿に流入することによって、地下水内の空気を分離するので、揚水ポンプに空気が混入せず、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキングを抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る地下水位低下装置は、揚水ポンプは吐出管に空気抜き穴を備えていることを特徴とする。
本発明では、揚水ポンプは吐出管に空気抜き用の穴を備えているので、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力を均衡させることができる。そして、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力とを均衡させることで、揚水ポンプの圧力のバランスが整い、揚水ポンプ内に流入した空気を排出させることができて、ノッキングを抑えることができる。
【００１５】
また、本発明に係る地下水位低下装置では、微粒子分離手段は地下水から微粒子を遠心分離するサイクロンとすることが好ましい。
本発明では、微粒子分離手段をサイクロンとすることにより、地下水中の多くの微粒子を分離することができる。
【００１６】
また、本発明に係る地下水位低下装置では、揚水ポンプ槽は地上につながる排気管を備えていることを特徴とする。
本発明では、揚水ポンプ槽は排気管を備えていることにより、揚水ポンプ槽内の空気を排出することができて、揚水ポンプに空気が混入することを抑えることができる。
また、排気管に真空ポンプを接続すれば、揚水ポンプ槽内の強制排気を行うこともできる。
このことから、通常、揚水ポンプ槽内の強制排気を行わず、揚水ポンプ槽に設けられた排気管から揚水ポンプ槽内の空気を排出するディープウェル工法の井戸においても、通常、揚水ポンプ槽内の強制排気を行うバキュームディープウェル工法の井戸においても本発明を適用させることができる。そして、ディープウェル工法の井戸に本発明による地下水位低下装置を入れ替えて、排気管に真空ポンプを接続すればバキュームディープウェル工法の井戸とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、地下水位低下装置は、地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えて、地下水内の微粒子が揚水ポンプに混入しないので、揚水ポンプの磨耗損傷を抑制し、揚水ポンプのライフサイクルを長くすることができ、揚水ポンプの再利用も可能である。
また、地下水位低下装置は、地下水が揚水ポンプ受皿の上端部から揚水ポンプ受皿に流入することで地下水内の空気を分離すると共に、揚水ポンプ槽内の空気を排気管から地上に排出することで、揚水ポンプに空気が混入しないので、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキングを抑制することができる。さらに、地下水位低下装置は、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力を均等にして、揚水ポンプ内の空気を排出する空気抜き穴を備えることで、揚水ポンプのノッキングを格段に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図６】従来の地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第一の実施の形態による地下水位低下装置について、図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａは、側面に通水部４ｃが形成された井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２が接続されていて、上端部３ａを地上に露出させて地盤Ｇに鉛直に埋設されている井戸パイプ３と、井戸ストレーナー管４を通過した地下水Ｗが流入するサイクロン５（微粒子分離手段）と、サイクロン５の上方に配設されて、サイクロン５から排出された地下水Ｗが流入する揚水ポンプ槽６と、地下水Ｗを地上に排出する揚水ポンプ７と、内方に揚水ポンプ７が収容される揚水ポンプ受皿８と、揚水ポンプ槽６内の空気を地上に排出する排気管９と、地上に配設されて排気管９とつながる真空ポンプ１０と、井戸パイプ３下部側の内部に設けられて、サイクロン５から排出された地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓが堆積する砂溜槽１１と、から概略構成される。図中の矢印は地下水Ｗの移動を示す。
【００２０】
井戸パイプ３は、上端部３ａが蓋体２１で覆われて、蓋体２１には複数の開口部２１ａが形成され、揚水ポンプ槽６内部から地上への配管および配線が可能であり、下端部３ｂは底蓋２２で閉塞されている。なお、井戸パイプ３の上端部３ａは蓋体２１で覆わずに開放されていてもよい。
また、井戸パイプ３の周囲の地盤Ｇには所定の厚みのフィルターグラベル２３が配設されている。
井戸ストレーナー管４は、上端部４ａが揚水ポンプ槽６の上端部６ａより上方の高さに位置し、下端部４ｂがサイクロン５よりも上方の高さに位置している。井戸ストレーナー管４を通過して井戸パイプ３内に流入した地下水Ｗは、すべてサイクロン５へ流入する構成である。なお、井戸ストレーナー管４は、上端部４ａが揚水ポンプ槽６の上端部６ａより下方の高さに位置していてもよいし、揚水ポンプ槽６の上端部６ａと同じ高さに位置していてもよい。
井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２、２が接続されて、砂溜槽１１は井戸ストレーナー管４の下方に接続された井戸ケーシング管２内に設置される。井戸ケーシング管２は、側面に地下水Ｗが通過する通水部を備えていない。
【００２１】
図１および図２に示すように、サイクロン５は、中心軸を鉛直方向とし上側が下側よりも径が大きいテーパー形状で、めくら管の筒部２４を備えている。サイクロン５は、筒部２４の円周方向から地下水Ｗが流入し、地下水Ｗの流速により筒部２４内を内周に沿って下方に流れて、地下水Ｗの水分は筒部２４の中心部から上方に排出され、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離されて、筒部２４内面に沿って砂溜槽１１に落下する構成である。
サイクロン５は、筒部２４と、筒部２４の上部に設けられて地下水Ｗの流入口２５ａを供える流入部２５と、地下水Ｗを流入口２５ａへ円周方向から流入させるための案内板２６と、流入部２５の上部側に設けられた地下水流出部２７と、筒部２４の下方に設けられた微粒子排出部２８とから構成される。
なお、サイクロン５の筒部２４はめくら管とせずに上下方向に伸びるスリットを設けて、遠心分離された微粒子Ｓを落下させると共に、このスリットから筒部２４の外側に放出させてもよい。
サイクロン５の外部で、筒部２４と流入部２５との境の位置には、サイクロン５の流入部２５と、砂溜槽１１が設けられた井戸ケーシング管２とを仕切る仕切り板２９が配設されている。仕切り板２９は、井戸ケーシング管２と仕切り板２９との隙間には隙間を塞ぐ密閉部材３０が配設されている。
【００２２】
揚水ポンプ槽６は、上端部６ａが揚水ポンプ槽６内部と地上との配管が可能な複数の開口部が形成された蓋体で閉鎖されて、下端部６ｂがサイクロン５の地下水流出部２７の管が貫通する底蓋で閉塞されている円柱形状の槽である。
揚水ポンプ受皿８は、サイクロン５の地下水流出部２７の上端部２７ａの上方に所定の間隔をあけて配設されて、内部に揚水ポンプ７が収容されている。揚水ポンプ受皿８は上部が開放され下部が閉塞された円柱形状で、上端部８ａは揚水ポンプ７の吸水部よりも上方に位置している。
揚水ポンプ槽６の上端部６ａに形成された開口部には、地下水Ｗを地上に搬送する揚水ポンプ７の吐出管７ａと、揚水ポンプ槽６から地上へつながり揚水ポンプ槽６内の空気が排出される排気管９と、揚水ポンプ７の電源の配線とが挿通されている。そして、これらの管および配線は、井戸ケーシング管２の蓋体２１に形成された開口部２１ａに挿通されて地上につながっている。これらの管および配線によって揚水ポンプ槽６の上端部６ａおよび蓋体２１に形成された各開口部は閉鎖されていて、管および配線と各開口部の内周との間には隙間がない状態となっている。
【００２３】
揚水ポンプ７は、揚水ポンプ７の吐出管７ａの揚水ポンプ槽６内に位置する部分に、圧力バランス口７ｂを備えている。圧力バランス口７ｂは、吐出管７ａに設けられた穴で、揚水ポンプ７の吸い込み側と吐出側の圧力を均衡させることで、揚水ポンプ７内の空気を排出することができる。
【００２４】
次に第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａの使用方法について図面を用いて説明する。
真空ポンプ１０を駆動させて揚水ポンプ槽６内の空気を排出すると共に、揚水ポンプ７を駆動させることにより、井戸パイプ３の外側の地下水Ｗが井戸ストレーナー管４の通水部４ｃから井戸パイプ３内に流入して、サイクロン５の案内板２６の位置へ下降する。そして、サイクロン５の案内板２６に到達した地下水Ｗは、案内板２６沿ってサイクロン５内に流入し、筒部２４内を内周に沿って下方に流れて、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離され、筒部２４内面に沿って下降して砂溜槽１１に堆積し、地下水Ｗの水分は中心部を上昇して揚水ポンプ槽６へ流入する。このように、地下水Ｗがサイクロン５に流入することよって地下水Ｗ中の微粒子Ｓを分離することができる。
【００２５】
そして、揚水ポンプ槽６に流入した地下水Ｗは、揚水ポンプ槽６と揚水ポンプ受皿８との間を通過して上昇し、揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから揚水ポンプ受皿８の内部へ流入する。このとき、地下水Ｗは揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから内部へ流入するので、地下水Ｗ中の気泡を揚水ポンプ槽６内に分離させることができる。
そして、微粒子Ｓおよび空気が分離された地下水Ｗは揚水ポンプ受皿８内の揚水ポンプ７によって地上に排出される。このとき、揚水ポンプ７は、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えているので、揚水ポンプ７内の空気を揚水ポンプ槽６内に排出することができる。そして、揚水ポンプ槽６内の空気は、真空ポンプ１０によって排気管９から地上へ排出される。
【００２６】
次に、上述した地下水位低下装置１ａの効果について図面を用いて説明する。
第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａでは、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓを分離し砂溜槽１１に堆積させて、地下水Ｗ内の空気を地上へ排出させることができるので、揚水ポンプ７へ微粒子Ｓや空気が混入せず、揚水ポンプ７の磨耗損傷やノッキングを抑えられて、揚水ポンプ７のライフサイクルを長くできる効果を奏する。また、揚水ポンプ７の再利用も可能である。
【００２７】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３に示すように、第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂは、図１に示す第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａに備えるサイクロン５に代わって、ストレーナー４２を備えるストレーナー槽４１（微粒子分離手段）を設けて、地下水Ｗ内の微粒子Ｓを除去している。
ストレーナー槽４１は、揚水ポンプ槽６の下側に設けられた揚水ポンプ槽６と同径の槽で、揚水ポンプ槽６との間には仕切り板４３が配設されている。ストレーナー槽４１と井戸パイプ３との間には所定の間隔があけられて、ストレーナー槽４１の下端部４１ｂは開放されている。
ストレーナー４２は、ストレーナー槽４１の上部側に設置されている。ストレーナー４２の上部にはストレーナー４２を通過した地下水Ｗが揚水ポンプ槽６に移動するための流出管４４が設けられていて、流出管４４は仕切り板４３を貫通し、揚水ポンプ槽６につながっている。ストレーナー４２の底部には底蓋４５が備えられていて、地下水Ｗはストレーナー４２の側面からストレーナー４２に流入する。
【００２８】
第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂでは、井戸ストレーナー管４を通過し、井戸パイプ３内に流入した地下水Ｗは、ストレーナー槽４１の下端部４１ｂまで下降し、この下端部４１ｂからストレーナー槽４１に流入する。そして、ストレーナー槽４１に流入した地下水Ｗは上昇してストレーナー４２を通過し、揚水ポンプ槽６へ流入して第一の実施の形態と同様に地上へ排出される。
このとき、ストレーナー４２によって地下水Ｗ内の微粒子Ｓを分離することができる。また、ストレーナー４２には底蓋４５が備えられているので、ストレーナー４２で除去された微粒子Ｓが再度ストレーナー槽４１内の地下水Ｗに混入することがない。また、地下水Ｗはストレーナー槽４１に下端部４１ｂから流入するので、地下水Ｗ内の微粒子Ｓはそのまま下降し砂溜槽１１へ堆積し、微粒子Ｓの混入が少ない状態の地下水Ｗがストレーナー４２を通過することができる。
上述した第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂでは、ストレーナー４２によって地下水Ｗ内の微粒子Ｓを分離することができるので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００２９】
図４に示すように、第三の実施の形態による地下水位低下装置１ｃは、図２に示す第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂに備えるストレーナー槽４１に代わって、揚水ポンプ槽６の下側に吸水槽５１が設けられている。
吸水槽５１は、揚水ポンプ槽６の下側に設けられて、上部側が揚水ポンプ槽６と同径の筒状の槽である。吸水槽５１は、下部側に下側から上側に向かって徐々に径が大きくなる漏斗形状の砂落とし部５１ｃを備えており、下端部５１ｂが開放されている。吸水槽５１と揚水ポンプ槽６との間には仕切り板５２が配設されている。地下水Ｗは吸水槽５１の下端部５１ｂから吸水槽５１へ流入する。
砂落とし部５１ｃは、漏斗形状をしているので、砂落とし部５１ｃ内の地下水Ｗは、水圧が下側から上側に向かって径が大きくなるにしたがって下がり、水圧が下がった地下水Ｗ中の微粒子Ｓは分離され、下方の砂溜槽１１へ沈殿する構成である。
吸水槽５１の上部には吸水槽５１を通過した地下水Ｗが揚水ポンプ槽６に移動するための流出管５３が設けられていて、流出管５３は仕切り板５２を貫通し、揚水ポンプ槽６につながっている。
【００３０】
第三の実施の形態による地下水位低下装置１ｃでは、井戸ストレーナー管４を通過し下降した地下水Ｗは、吸水槽５１の下端部５１ｂから吸水槽５１に流入し、吸水槽５１に流入した地下水Ｗは上昇して揚水ポンプ槽６へ流入し、上述の各実施の形態と同様に地上へ排出される。
このとき、地下水Ｗは吸水槽５１の下端部５１ｂの位置まで下降して、下端部５１ｂから吸水槽５１に流入するので、吸水槽５１へ流入する地下水Ｗの微粒子Ｓは除去される。更に、吸水槽５１には砂落とし部５１ｃが備えられているので吸水槽５１へ流入した地下水Ｗ中の微粒子Ｓを分離することができる。そして、吸水槽５１内の地下水Ｗ内には微粒子Ｓが少なく、この地下水Ｗが揚水ポンプ槽６へ流入するので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００３１】
図５に示すように、第四の実施の形態による地下水位低下装置１ｄは、図１に示す第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａに備える真空ポンプ１０を設けずに排気管９に逃し弁５５を設けた構成である。
第四の実施の形態による地下水位低下装置１ｄでは、真空ポンプを使用しないディープウェル工法においても揚水ポンプ槽６内の空気を排出できるので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００３２】
以上、本発明による地下水位低下装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した第一の実施の形態では、サイクロン５はテーパー形状であるが、円柱形状のサイクロンを採用してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、井戸パイプ３は井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２を接続しているが、上部が井戸ストレーナー管４で、下部が井戸ケーシング管２の井戸パイプ３としてもよい。
また、上述した実施の形態では、揚水ポンプ７は、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えているが、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えていなくてもよい。
また、上述した第一の実施の形態では、井戸パイプ３と仕切り板２９との隙間には隙間を塞ぐ密閉部材３０が配設されているが、井戸パイプ３と仕切り板２９との間に隙間が生じなければ密閉部材３０を設けなくてもよい。
また、上述した第四の実施の形態では、第一の実施の形態に備える真空ポンプ１０を設けない構成であるが、第二および第三の実施の形態においても真空ポンプ１０を設けない構成としてもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 地下水位低下装置
２ 井戸ケーシング管
３ 井戸パイプ
４ 井戸ストレーナー管
５ サイクロン（微粒子分離手段）
６ 揚水ポンプ槽
７ 揚水ポンプ
７ａ 吐出管
７ｂ 圧力バランス口（空気抜き穴）
８ 揚水ポンプ受皿
８ａ 上端部
９ 排気管
１０ 真空ポンプ
４１ ストレーナー槽（微粒子分離手段）
５１ 吸水槽（微粒子分離手段）
Ｗ 地下水
Ｓ 微粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水を地上に排出し、地下水位を低下させる地下水位低下装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、井戸工事において、揚水ポンプは井戸ストレーナー管の上方に取り付けられている。そして、揚水ポンプは井戸ストレーナー管からできるだけ離して据えつけられることが望ましい。揚水ポンプが井戸ストレーナー管と合致していると、井戸ポンプは井戸外壁の砂を吸い込むので、揚水ポンプの磨耗やかじり付きの原因となり、井戸の崩壊を招いていた。
ところで、地下工事おける地下水対策として、地下水位を低下させるために地下水を排出する、ディープウェル工法やウェルポイント工法が行われている。
地下工事における地下水対策では、地下水位を低下させることが目的であるため、最小限の井戸深度が要求されている。したがって、揚水ポンプの据付位置は井戸ストレーナー管の下端になるため、揚水ポンプへの砂や空気の流入を防ぐことができなかった。
そのため、かじり付きを少なくしたディープウェル用ポンプ（オープン羽仕様）が開発され、使用されている。
【０００３】
また、井戸の上部を密閉して、真空ポンプの使用により井戸内に負圧をかけて、地下水を強制的に流入排水させるバキュームディープウェル工法では、地下水位の低下によって井戸ストレーナー管まで水位が低下してくると、井戸内に空気が流入して真空度が低下し、高真空を維持できなくなる。
そこで、ストレーナーからの空気の流入を防ぐ構造で、ストレーナーとケーシングが一体化し、地中に埋設されるバキューム用ストレーナーパイプを用いたスーパーウェルポイント工法が行われている。スーパーウェルポイント工法では、ストレーナーを通過した地下水は、一体化したケーシング下端部より排水されるので、井戸内を高真空に保ちながら排水を行うことができる。
【０００４】
しかし、スーパーウェルポイント工法に使用するバキューム用ストレーナーパイプは、従来のストレーナーのみのパイプに比べ高価で、地中に埋設して埋め殺しのパイプとなり、コストがかかる。また、このバキューム用ストレーナーパイプは従来の井戸ストレーナーパイプと比較すると、接続工程が煩雑で設置に時間がかかるという問題がある。そこで、特許文献１では、これらの問題を改善するためにバキュームディープウェル工法における地下水位低下装置が提案されている。
【０００５】
図６に示すように、特許文献１による地下水位低下装置６１は、井戸ストレーナーパイプ６２と井戸ケーシングパイプ６３とからなる井戸パイプ６４と、井戸ケーシングパイプ６３内に挿入されて井戸ケーシングパイプ６３の内壁面に固定された支持リング６５に支持される支持板６６と、井戸ストレーナーパイプ６２の内側に配設されて、支持板６６に上端部が密閉状態で固定されて、下端部が井戸ストレーナーパイプ６２の下方に位置する吸水ケーシング６７と、吸水ケーシング６７内に配設されて吸水ケーシング６７内の地下水を地上へ排出し、支持板６６を貫通する排水管を備える水中ポンプ６８と、吸水ケーシング６７内のエアーを支持板６６に貫通するエアーホースを介して地上へ排出するエアー排出装置６９とから構成されている。
【０００６】
そして、エアー排出装置６９によりエアーを強制的に外部に排出することにより、地下水が井戸ストレーナーパイプ６２を通過し吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入し、この吸水ケーシング６７内の地下水を水中ポンプ６８で地上へ排出する。
特許文献１による地下水位低下装置６１では、吸水ケーシング６７内のエアーはエアー排出装置６９によって外部へ排出され、吸水ケーシング６７内の地下水は井戸ストレーナーパイプ６２を通過し吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入することで砂が除去されているので、水中ポンプ６８へ空気や砂の流入を少なくすることができ、水中ポンプ６８の故障を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７７６８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の地下水位低下装置では以下のような問題があった。
ディープウェル用ポンプ（オープン羽仕様）においては、ポンプのかじり付きは少なくなるが、砂などの微粒子や空気が揚水ポンプ吸込み側に流入するため、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキング、および地上部の排水管などが詰まるなどのトラブルが発生している。
また、地下水を強制的に流入排出させるバキュームディープウェル工法では、過剰な揚水により、ディープウェル工法に比べて、より多くの砂などの微粒子や空気が揚水ポンプに吸い込まれている。このため、揚水ポンプに負担がかかり、揚水ポンプの磨耗損傷や、ノッキングの発生がディープウェル工法に比べてより顕著になっている。
【０００９】
また、特許文献１による地下水位低下装置６１では、スーパーウェルポイント工法で用いられているストレーナーからの空気の流入を防ぐ構造で、ストレーナーとケーシングが一体化したバキューム用ストレーナーパイプを分割し、井戸ストレーナーパイプ６２の内側に吸水ケーシング６７を設置したものであり、地下水位の低下によって井戸ストレーナーパイプ６２まで水位が低下してきても吸水ケーシング６７の下端部６７ａより排水を行うので、井戸内を高真空に保ちながら排水を行うことができる。
【００１０】
しかし、特許文献１による地下水位低下装置６１では、水中ポンプ６８で排出される吸水ケーシング内の地下水は、井戸ストレーナーパイプ６２を通過し、吸水ケーシング６７の下端部６７ａの開口部から吸水ケーシング６７内に流入することで、地下水中の微粒子が吸水ケーシング６７の下端部６７ａから吸水ケーシング６７内に巻き込まれて、水中ポンプ６８へ流入してしまい、揚水ポンプの磨耗損傷の原因となっている。
そして、揚水ポンプの磨耗損傷により、揚水ポンプの能力が低下し、真空度に負けてノッキングの発生がより顕著になり、なかなか排水ができなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ディープウェル工法およびバキュームディープウェル工法において、地下水内の砂などの微粒子や空気を意図的に分離することで、砂などの微粒子や空気が揚水ポンプに混入することを抑制し、揚水ポンプの磨耗損傷を防ぐことができる地下水位低下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】
上記目的を達成するため、本発明に係る地下水位低下装置は、上端部を地上に露出させて地盤に埋設され、井戸ケーシング管と井戸ストレーナー管とが接続された井戸パイプを備え、井戸ストレーナー管から井戸パイプ内部に流入した地下水を井戸パイプ内の揚水ポンプ槽に配設された揚水ポンプにより地上に排出し地下水位を低下させる地下水位低下装置であって、揚水ポンプ槽の上流側に設けられて、井戸ストレーナー管から内部に流入した地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えることを特徴とする。
本発明では、地下水は微粒子分離手段によって地下水中の砂などの微粒子が分離されるので、揚水ポンプに砂などの微粒子が混入することによる揚水ポンプの磨耗損傷を抑えることができる。
【００１３】
本発明に係る地下水位低下装置は、揚水ポンプは、揚水ポンプ槽内に設けられて上端部が前記揚水ポンプの吸水位置よりも高い揚水ポンプ受皿の内部に配設されていることを特徴とする。
本発明では、地下水が揚水ポンプ受皿の上端部から揚水ポンプ受皿に流入することによって、地下水内の空気を分離するので、揚水ポンプに空気が混入せず、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキングを抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る地下水位低下装置は、揚水ポンプは吐出管に空気抜き穴を備えていることを特徴とする。
本発明では、揚水ポンプは吐出管に空気抜き用の穴を備えているので、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力を均衡させることができる。そして、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力とを均衡させることで、揚水ポンプの圧力のバランスが整い、揚水ポンプ内に流入した空気を排出させることができて、ノッキングを抑えることができる。
【００１５】
また、本発明に係る地下水位低下装置では、微粒子分離手段は地下水から微粒子を遠心分離するサイクロンとすることが好ましい。
本発明では、微粒子分離手段をサイクロンとすることにより、地下水中の多くの微粒子を分離することができる。
【００１６】
また、本発明に係る地下水位低下装置では、揚水ポンプ槽は地上につながる排気管を備えていることを特徴とする。
本発明では、揚水ポンプ槽は排気管を備えていることにより、揚水ポンプ槽内の空気を排出することができて、揚水ポンプに空気が混入することを抑えることができる。
また、排気管に真空ポンプを接続すれば、揚水ポンプ槽内の強制排気を行うこともできる。
このことから、通常、揚水ポンプ槽内の強制排気を行わず、揚水ポンプ槽に設けられた排気管から揚水ポンプ槽内の空気を排出するディープウェル工法の井戸においても、通常、揚水ポンプ槽内の強制排気を行うバキュームディープウェル工法の井戸においても本発明を適用させることができる。そして、ディープウェル工法の井戸に本発明による地下水位低下装置を入れ替えて、排気管に真空ポンプを接続すればバキュームディープウェル工法の井戸とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、地下水位低下装置は、地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えて、地下水内の微粒子が揚水ポンプに混入しないので、揚水ポンプの磨耗損傷を抑制し、揚水ポンプのライフサイクルを長くすることができ、揚水ポンプの再利用も可能である。
また、地下水位低下装置は、地下水が揚水ポンプ受皿の上端部から揚水ポンプ受皿に流入することで地下水内の空気を分離すると共に、揚水ポンプ槽内の空気を排気管から地上に排出することで、揚水ポンプに空気が混入しないので、揚水ポンプの磨耗損傷やノッキングを抑制することができる。さらに、地下水位低下装置は、揚水ポンプの吸い込み側と吐出側の圧力を均等にして、揚水ポンプ内の空気を排出する空気抜き穴を備えることで、揚水ポンプのノッキングを格段に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態による地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【図６】従来の地下水位低下装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第一の実施の形態による地下水位低下装置について、図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａは、側面に通水部４ｃが形成された井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２が接続されていて、上端部３ａを地上に露出させて地盤Ｇに鉛直に埋設されている井戸パイプ３と、井戸ストレーナー管４を通過した地下水Ｗが流入するサイクロン５（微粒子分離手段）と、サイクロン５の上方に配設されて、サイクロン５から排出された地下水Ｗが流入する揚水ポンプ槽６と、地下水Ｗを地上に排出する揚水ポンプ７と、内方に揚水ポンプ７が収容される揚水ポンプ受皿８と、揚水ポンプ槽６内の空気を地上に排出する排気管９と、地上に配設されて排気管９とつながる真空ポンプ１０と、井戸パイプ３下部側の内部に設けられて、サイクロン５から排出された地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓが堆積する砂溜槽１１と、から概略構成される。図中の矢印は地下水Ｗの移動を示す。
【００２０】
井戸パイプ３は、上端部３ａが蓋体２１で覆われて、蓋体２１には複数の開口部２１ａが形成され、揚水ポンプ槽６内部から地上への配管および配線が可能であり、下端部３ｂは底蓋２２で閉塞されている。なお、井戸パイプ３の上端部３ａは蓋体２１で覆わずに開放されていてもよい。
また、井戸パイプ３の周囲の地盤Ｇには所定の厚みのフィルターグラベル２３が配設されている。
井戸ストレーナー管４は、上端部４ａが揚水ポンプ槽６の上端部６ａより上方の高さに位置し、下端部４ｂがサイクロン５よりも上方の高さに位置している。井戸ストレーナー管４を通過して井戸パイプ３内に流入した地下水Ｗは、すべてサイクロン５へ流入する構成である。なお、井戸ストレーナー管４は、上端部４ａが揚水ポンプ槽６の上端部６ａより下方の高さに位置していてもよいし、揚水ポンプ槽６の上端部６ａと同じ高さに位置していてもよい。
井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２、２が接続されて、砂溜槽１１は井戸ストレーナー管４の下方に接続された井戸ケーシング管２内に設置される。井戸ケーシング管２は、側面に地下水Ｗが通過する通水部を備えていない。
【００２１】
図１および図２に示すように、サイクロン５は、中心軸を鉛直方向とし上側が下側よりも径が大きいテーパー形状で、めくら管の筒部２４を備えている。サイクロン５は、筒部２４の円周方向から地下水Ｗが流入し、地下水Ｗの流速により筒部２４内を内周に沿って下方に流れて、地下水Ｗの水分は筒部２４の中心部から上方に排出され、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離されて、筒部２４内面に沿って砂溜槽１１に落下する構成である。
サイクロン５は、筒部２４と、筒部２４の上部に設けられて地下水Ｗの流入口２５ａを供える流入部２５と、地下水Ｗを流入口２５ａへ円周方向から流入させるための案内板２６と、流入部２５の上部側に設けられた地下水流出部２７と、筒部２４の下方に設けられた微粒子排出部２８とから構成される。
なお、サイクロン５の筒部２４はめくら管とせずに上下方向に伸びるスリットを設けて、遠心分離された微粒子Ｓを落下させると共に、このスリットから筒部２４の外側に放出させてもよい。
サイクロン５の外部で、筒部２４と流入部２５との境の位置には、サイクロン５の流入部２５と、砂溜槽１１が設けられた井戸ケーシング管２とを仕切る仕切り板２９が配設されている。仕切り板２９は、井戸ケーシング管２と仕切り板２９との隙間には隙間を塞ぐ密閉部材３０が配設されている。
【００２２】
揚水ポンプ槽６は、上端部６ａが揚水ポンプ槽６内部と地上との配管が可能な複数の開口部が形成された蓋体で閉鎖されて、下端部６ｂがサイクロン５の地下水流出部２７の管が貫通する底蓋で閉塞されている円柱形状の槽である。
揚水ポンプ受皿８は、サイクロン５の地下水流出部２７の上端部２７ａの上方に所定の間隔をあけて配設されて、内部に揚水ポンプ７が収容されている。揚水ポンプ受皿８は上部が開放され下部が閉塞された円柱形状で、上端部８ａは揚水ポンプ７の吸水部よりも上方に位置している。
揚水ポンプ槽６の上端部６ａに形成された開口部には、地下水Ｗを地上に搬送する揚水ポンプ７の吐出管７ａと、揚水ポンプ槽６から地上へつながり揚水ポンプ槽６内の空気が排出される排気管９と、揚水ポンプ７の電源の配線とが挿通されている。そして、これらの管および配線は、井戸ケーシング管２の蓋体２１に形成された開口部２１ａに挿通されて地上につながっている。これらの管および配線によって揚水ポンプ槽６の上端部６ａおよび蓋体２１に形成された各開口部は閉鎖されていて、管および配線と各開口部の内周との間には隙間がない状態となっている。
【００２３】
揚水ポンプ７は、揚水ポンプ７の吐出管７ａの揚水ポンプ槽６内に位置する部分に、圧力バランス口７ｂを備えている。圧力バランス口７ｂは、吐出管７ａに設けられた穴で、揚水ポンプ７の吸い込み側と吐出側の圧力を均衡させることで、揚水ポンプ７内の空気を排出することができる。
【００２４】
次に第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａの使用方法について図面を用いて説明する。
真空ポンプ１０を駆動させて揚水ポンプ槽６内の空気を排出すると共に、揚水ポンプ７を駆動させることにより、井戸パイプ３の外側の地下水Ｗが井戸ストレーナー管４の通水部４ｃから井戸パイプ３内に流入して、サイクロン５の案内板２６の位置へ下降する。そして、サイクロン５の案内板２６に到達した地下水Ｗは、案内板２６沿ってサイクロン５内に流入し、筒部２４内を内周に沿って下方に流れて、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓは遠心分離され、筒部２４内面に沿って下降して砂溜槽１１に堆積し、地下水Ｗの水分は中心部を上昇して揚水ポンプ槽６へ流入する。このように、地下水Ｗがサイクロン５に流入することよって地下水Ｗ中の微粒子Ｓを分離することができる。
【００２５】
そして、揚水ポンプ槽６に流入した地下水Ｗは、揚水ポンプ槽６と揚水ポンプ受皿８との間を通過して上昇し、揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから揚水ポンプ受皿８の内部へ流入する。このとき、地下水Ｗは揚水ポンプ受皿８の上端部８ａから内部へ流入するので、地下水Ｗ中の気泡を揚水ポンプ槽６内に分離させることができる。
そして、微粒子Ｓおよび空気が分離された地下水Ｗは揚水ポンプ受皿８内の揚水ポンプ７によって地上に排出される。このとき、揚水ポンプ７は、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えているので、揚水ポンプ７内の空気を揚水ポンプ槽６内に排出することができる。そして、揚水ポンプ槽６内の空気は、真空ポンプ１０によって排気管９から地上へ排出される。
【００２６】
次に、上述した地下水位低下装置１ａの効果について図面を用いて説明する。
第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａでは、地下水Ｗ内の砂などの微粒子Ｓを分離し砂溜槽１１に堆積させて、地下水Ｗ内の空気を地上へ排出させることができるので、揚水ポンプ７へ微粒子Ｓや空気が混入せず、揚水ポンプ７の磨耗損傷やノッキングを抑えられて、揚水ポンプ７のライフサイクルを長くできる効果を奏する。また、揚水ポンプ７の再利用も可能である。
【００２７】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図３に示すように、第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂは、図１に示す第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａに備えるサイクロン５に代わって、ストレーナー４２を備えるストレーナー槽４１（微粒子分離手段）を設けて、地下水Ｗ内の微粒子Ｓを除去している。
ストレーナー槽４１は、揚水ポンプ槽６の下側に設けられた揚水ポンプ槽６と同径の槽で、揚水ポンプ槽６との間には仕切り板４３が配設されている。ストレーナー槽４１と井戸パイプ３との間には所定の間隔があけられて、ストレーナー槽４１の下端部４１ｂは開放されている。
ストレーナー４２は、ストレーナー槽４１の上部側に設置されている。ストレーナー４２の上部にはストレーナー４２を通過した地下水Ｗが揚水ポンプ槽６に移動するための流出管４４が設けられていて、流出管４４は仕切り板４３を貫通し、揚水ポンプ槽６につながっている。ストレーナー４２の底部には底蓋４５が備えられていて、地下水Ｗはストレーナー４２の側面からストレーナー４２に流入する。
【００２８】
第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂでは、井戸ストレーナー管４を通過し、井戸パイプ３内に流入した地下水Ｗは、ストレーナー槽４１の下端部４１ｂまで下降し、この下端部４１ｂからストレーナー槽４１に流入する。そして、ストレーナー槽４１に流入した地下水Ｗは上昇してストレーナー４２を通過し、揚水ポンプ槽６へ流入して第一の実施の形態と同様に地上へ排出される。
このとき、ストレーナー４２によって地下水Ｗ内の微粒子Ｓを分離することができる。また、ストレーナー４２には底蓋４５が備えられているので、ストレーナー４２で除去された微粒子Ｓが再度ストレーナー槽４１内の地下水Ｗに混入することがない。また、地下水Ｗはストレーナー槽４１に下端部４１ｂから流入するので、地下水Ｗ内の微粒子Ｓはそのまま下降し砂溜槽１１へ堆積し、微粒子Ｓの混入が少ない状態の地下水Ｗがストレーナー４２を通過することができる。
上述した第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂでは、ストレーナー４２によって地下水Ｗ内の微粒子Ｓを分離することができるので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００２９】
図４に示すように、第三の実施の形態による地下水位低下装置１ｃは、図２に示す第二の実施の形態による地下水位低下装置１ｂに備えるストレーナー槽４１に代わって、揚水ポンプ槽６の下側に吸水槽５１が設けられている。
吸水槽５１は、揚水ポンプ槽６の下側に設けられて、上部側が揚水ポンプ槽６と同径の筒状の槽である。吸水槽５１は、下部側に下側から上側に向かって徐々に径が大きくなる漏斗形状の砂落とし部５１ｃを備えており、下端部５１ｂが開放されている。吸水槽５１と揚水ポンプ槽６との間には仕切り板５２が配設されている。地下水Ｗは吸水槽５１の下端部５１ｂから吸水槽５１へ流入する。
砂落とし部５１ｃは、漏斗形状をしているので、砂落とし部５１ｃ内の地下水Ｗは、水圧が下側から上側に向かって径が大きくなるにしたがって下がり、水圧が下がった地下水Ｗ中の微粒子Ｓは分離され、下方の砂溜槽１１へ沈殿する構成である。
吸水槽５１の上部には吸水槽５１を通過した地下水Ｗが揚水ポンプ槽６に移動するための流出管５３が設けられていて、流出管５３は仕切り板５２を貫通し、揚水ポンプ槽６につながっている。
【００３０】
第三の実施の形態による地下水位低下装置１ｃでは、井戸ストレーナー管４を通過し下降した地下水Ｗは、吸水槽５１の下端部５１ｂから吸水槽５１に流入し、吸水槽５１に流入した地下水Ｗは上昇して揚水ポンプ槽６へ流入し、上述の各実施の形態と同様に地上へ排出される。
このとき、地下水Ｗは吸水槽５１の下端部５１ｂの位置まで下降して、下端部５１ｂから吸水槽５１に流入するので、吸水槽５１へ流入する地下水Ｗの微粒子Ｓは除去される。更に、吸水槽５１には砂落とし部５１ｃが備えられているので吸水槽５１へ流入した地下水Ｗ中の微粒子Ｓを分離することができる。そして、吸水槽５１内の地下水Ｗ内には微粒子Ｓが少なく、この地下水Ｗが揚水ポンプ槽６へ流入するので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００３１】
図５に示すように、第四の実施の形態による地下水位低下装置１ｄは、図１に示す第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａに備える真空ポンプ１０を設けずに排気管９に逃し弁５５を設けた構成である。
第四の実施の形態による地下水位低下装置１ｄでは、真空ポンプを使用しないディープウェル工法においても揚水ポンプ槽６内の空気を排出できるので、第一の実施の形態による地下水位低下装置１ａと同様の効果を奏する。
【００３２】
以上、本発明による地下水位低下装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した第一の実施の形態では、サイクロン５はテーパー形状であるが、円柱形状のサイクロンを採用してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、井戸パイプ３は井戸ストレーナー管４の上下に井戸ケーシング管２を接続しているが、上部が井戸ストレーナー管４で、下部が井戸ケーシング管２の井戸パイプ３としてもよい。
また、上述した実施の形態では、揚水ポンプ７は、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えているが、吐出管７ａに圧力バランス口７ｂを備えていなくてもよい。
また、上述した第一の実施の形態では、井戸パイプ３と仕切り板２９との隙間には隙間を塞ぐ密閉部材３０が配設されているが、井戸パイプ３と仕切り板２９との間に隙間が生じなければ密閉部材３０を設けなくてもよい。
また、上述した第四の実施の形態では、第一の実施の形態に備える真空ポンプ１０を設けない構成であるが、第二および第三の実施の形態においても真空ポンプ１０を設けない構成としてもよい。
要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 地下水位低下装置
２ 井戸ケーシング管
３ 井戸パイプ
４ 井戸ストレーナー管
５ サイクロン（微粒子分離手段）
６ 揚水ポンプ槽
７ 揚水ポンプ
７ａ 吐出管
７ｂ 圧力バランス口（空気抜き穴）
８ 揚水ポンプ受皿
８ａ 上端部
９ 排気管
１０ 真空ポンプ
４１ ストレーナー槽（微粒子分離手段）
５１ 吸水槽（微粒子分離手段）
Ｗ 地下水
Ｓ 微粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部を地上に露出させて地盤に埋設され、井戸ケーシング管と井戸ストレーナー管とが接続された井戸パイプを備え、前記井戸ストレーナー管から前記井戸パイプ内部に流入した地下水を前記井戸パイプ内の揚水ポンプ槽に配設された揚水ポンプにより地上に排出し地下水位を低下させる地下水位低下装置であって、
前記揚水ポンプ槽の上流側に設けられて、前記井戸ストレーナー管から内部に流入した地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えることを特徴とする地下水位低下装置。
【請求項２】
前記揚水ポンプは、前記揚水ポンプ槽内に設けられて上端部が前記揚水ポンプの吸水位置よりも高い揚水ポンプ受皿の内部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の地下水位低下装置。
【請求項３】
前記揚水ポンプは吐出管に空気抜き穴を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の地下水位低下装置。
【請求項４】
前記微粒子分離手段は地下水から微粒子を遠心分離するサイクロンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地下水位低下装置。
【請求項５】
前記揚水ポンプ槽は地上につながる排気管を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地下水位低下装置。
【請求項１】
上端部を地上に露出させて地盤に埋設され、井戸ケーシング管と井戸ストレーナー管とが接続された井戸パイプを備え、前記井戸ストレーナー管から前記井戸パイプ内部に流入した地下水を前記井戸パイプ内の揚水ポンプ槽に配設された揚水ポンプにより地上に排出し地下水位を低下させる地下水位低下装置であって、
前記揚水ポンプ槽の上流側に設けられて、前記井戸ストレーナー管から内部に流入した地下水中の微粒子を分離する微粒子分離手段を備えることを特徴とする地下水位低下装置。
【請求項２】
前記揚水ポンプは、前記揚水ポンプ槽内に設けられて上端部が前記揚水ポンプの吸水位置よりも高い揚水ポンプ受皿の内部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の地下水位低下装置。
【請求項３】
前記揚水ポンプは吐出管に空気抜き穴を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の地下水位低下装置。
【請求項４】
前記微粒子分離手段は地下水から微粒子を遠心分離するサイクロンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地下水位低下装置。
【請求項５】
前記揚水ポンプ槽は地上につながる排気管を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地下水位低下装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２８１１０６（Ｐ２０１０−２８１１０６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３４９２２（Ｐ２００９−１３４９２２）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０２３５２１９５）株式会社泉ポンプ製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０２３５２１９５）株式会社泉ポンプ製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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