|
|
||||||
|
|
 |
 特集記事 「除雪・消雪」 |
|
|
||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
雪水輸送や散水消雪で活躍‥‥雪と闘うヨコタのポンプ (PAT.)
「国境の長いトンネルを抜けると雪国であった。‥‥」というのは、川端康成の小説「雪国」の有名な書き出しですが、雪にそれほど縁のない所に住む人達にとってはロマンチックな雪国も、実際にそこに住む人達には雪ほど厄介なものはありません。 ところが、面積的にみると日本の国土の半分は雪国なんだそうです。ご存知でしたか？ 雪国では市民生活を守るために様々な雪氷対策が施されていますが、雪による被害の中で最も大きな影響を及ぼすのは、やはり鉄道や道路への積雪です。 鉄道や道路の雪氷対策として考えられた方法の一つに、除雪作業で集めた雪を河川まで水力輸送して捨てる「雪水圧送システム」というのがあります。又、路面に水をまいて雪を融かす「散水消雪システム」というのもあります。 これらのシステムには多くのポンプが使われます。一般のポンプで用が足りる場合も多いのですが、しかし運転条件が厳しい場合、例えば空気の混じった雪水を水力輸送するとか、強力な吸い上げが必要になる場合には、一般のポンプではうまく行きません。 そういう運転条件の厳しい現場で使われるのが、ヨコタの「自吸渦巻ポンプ」や「超自吸ポンプ  」です。いずれも「連動抽気」というユニークな仕組み（特許）によって難しい作業も楽々こなします。では、ヨコタの「自吸渦巻ポンプ」や「超自吸ポンプ」がどのように使われているのか、鉄道と道路での具体的事例によってご紹介します。
北陸にあるＦ駅は、谷間に位置しており、近くを流れる川の川底よリ 8.5m も低くなっています。このため自然排水ができません。他の多くの駅には早くから流雪溝（除雪した雪を流す側溝）が作られていましたが、この駅にはできなかった最大の理由です。 1983年秋、この駅の構内に全国初の「雪水混合流体圧送システム」という新しい除雪システムが完成しました。 わずか６人で除雪ができ、豪雪でも列車がひどく遅れたり運休することは皆無になりました。それ以前の、スコップによる人力作業が行われていた当時は、ポイント付近の除雪だけで１日約 50人がかりで、新除雪システムの威力は歴然としています。 雪水混合流体圧送システムとは？ 「雪水混合流体圧送システム」は、新潟県の科学技術庁 雪害実験研究所が開発した技術で、雪を水の中に投げ込みスクリューでかき混ぜてシャーベット状にし、配管を通してポンプで遠い所へ圧送・放流するシステムです。「雪の水力輸送」とも呼ばれています。
この駅の場合、構内の線路沿いに計３本、延ベ 1.2km の流雪溝が新設されました。 川からの取水量が河川管理上毎分 5.2トンに制限されているため、流雪溝の一部に貯水槽を設けて川から事前に吸い上げた水を貯えておき、使用時はこの水槽から毎分 10トンの水を供給し、川から取水する 5.2トンと合わせた毎分 15.2トンを流雪溝３本のうちの１本を選んで流してやります。 そして、線路上の雪をロータリー除雪車で噴き上げて、この流雪溝に放り込みます。流れる雪はスクリューが回転する雪水撹拌機へ導かれ、粉々に砕かれます。 このあと、すのこ状のフィルターを通して、シャーベット状の雪水は約 900m 離れた川に設けた放流口まで、線路脇に敷設された鉄管で圧送されます。放流口からは毎分 5.2トンの水と 1.05トンの雪が勢い良く吐き出されます。フィルターでこされて余った水は再び貯水槽に戻って循環されます。
ヨコタのポンプが使われるのはなぜ？ この除雪システムで重要な役割を果たすのは、河川から水を吸い上げて来る「取水ポンプ」と、その水に除雪した雪を投入した雪水混合流体を放流場所の河川まで圧送する「雪水圧送ポンプ」です。 これらのポンプは、次のような能力が要求され、一般のポンプでは到底これらの条件は満足できません。
これらの厳しい条件を満たすことのできるポンプとして、ヨコタの「自吸渦巻ポンプ」や「超自吸ポンプ」が選ばれたわけです。 又、ポンプ停止時の水撃（ウォーターハンマー）を防止して安全揚水するために、ヨコタ無水撃チェッキ弁も併せて採用されました。
取水には「ヨコタ自吸渦巻ポンプ UHNS 型」（特許）‥‥長い吸水配管でも自吸 取水ポンプには、吸水配管が長く堤防越えという厳しい吸込条件を満足するポンプとして、「ヨコタ自吸渦巻ポンプ UHNS 型」が選ばれました。 主ポンプとして強力な自吸力のある自吸渦巻ポンプを用い、それに抽気ポンプを付加して自吸力を更にパワーアップし、自吸時間を短縮しています。そして、主ポンプと抽気ポンプの間には気水分離羽根が取り付けられて、水や泥が抽気ポンプに侵入するのを防ぐ「連動抽気」という仕組み（特許）となっています。 主ポンプ自体に自吸力があるため、通常の条件下では抽気ポンプを停止してもさしつかえありません。
雪水圧送には「ヨコタ超自吸ポンプ UPS 型」（特許）‥‥空気を排除しながら圧送雪水圧送ポンプは、この除雪システムの一番の心臓部であり、ノンクロッグ羽根付きの「ヨコタ超自吸ポンプ UPS 型」が選ばれました。 撹拌機で粉砕されたシャーベット状の雪水は 30〜40% の空気を含んでおり、液体、固体及び気体が混合した、いわゆる「混相流」「多相流」と呼ばれる状態になっています。 これを一般のポンプで吸い込むと揚水量低下や揚水中断を起こしてしまいますが、ヨコタ超自吸ポンプにおいては、抽気ポンプを常時運転して混入空気を常に排気しながら安定的に揚水を継続します。又、気水分離羽根の働きにより、雪水は抽気ポンプには侵入しません。
ヨコタ超自吸ポンプの仕組み (特許)
従って、吸込側はいつでも抽気ポンプの最高真空度と排気量がかかる状態で運転されるので、ポンプ吸込口及び主羽根車に空気閉塞を起こすことが無く、常に安定した最高のポンプ性能を発揮する事ができるわけです。 又、気水分離羽根の働きによって、泥・砂などの異物が抽気ポンプに侵入することを防止するので、安全です。
「散水消雪システム」とは、文字通り「道路の上に水をまいて雪を融かす」ことで、上の図のように、ポンプで取水した水を散水箇所まで送り、ノズルを通して路面に散水するようになっています。 利用する水は、地下水、河川水、海水、温泉水などがあり、従来は主に地下水を使っていました。しかし地下水をあまりたくさん汲み上げると水位低下や地盤沈下を起こすので、これを防止するために、河川水の利用に目が向けられるようになりました。 滋賀県Ｋ町は、農林業が中心の町です。年間降雪日数は 33日、降雪量 290mm という気象条件です。 この町に最初に散水消雪システムが導入されたのは 1977年でした。それから 1991年までに取水ポンプ場として 15ヶ所、消雪パイプの総延長距離は９km の規模となっています。15ヶ所のうち、河川水取水の３ヶ所には、ヨコタの「完全防水型自吸渦巻ポンプシステム」が設置されています。 鳥取県Ｋ町は、梨やブドウの果樹農業が中心の町です。年間降雪日数は 50日、降雪量 900mm という気象条件です。 この町に最初に散水消雪システムが導入されたのは 1981年でした。それから 1991年までに 11ヶ所の散水消雪システムを設置し、消雪パイプの総延長距離は 7.4km となっています。河川水取水はこの内の１ヶ所だけですが、ここにもヨコタの「完全防水型自吸渦巻ポンプシステム」が設置されています。 河川水取水といいましても、この施設の近くにたまたま農業用水路があり、冬期は使用しないのでそこから取水しています。しかし冬期は水量が少ないので、図のように水路に円柱形のゴム風船で堰（ラバーダム）を作って水を溜め、揚水しています。そして、春になって農業の方に水を使うようになると、堰の空気を抜いて水を通し、農業用水路として使えるようにしています。
ヨコタのポンプが使われるのはなぜ？ 地下水取水にしても河川水取水にしても、使用するポンプは水中ポンプか横型渦巻ポンプが一般的ですが、それらは次のような問題を抱えています。 水中ポンプでは‥‥
これらの問題を全て明快に解決したのが「ヨコタ完全防水型自吸渦巻ポンプシステム」なのです。 取水には「ヨコタ完全防水型自吸渦巻ポンプシステム」（特許）‥‥水没も平気な自吸式 ヨコタ完全防水型自吸渦巻ポンプシステムの特長
つまり、水没 OK の完全防水であり、空気混入 OK の完全抽気タイプなので、地下設置の無人自動運転が可能です。
水中モーター付きの自吸渦巻ポンプ UHPR 型（主ポンプ）と抽気ポンプがセットになっており、これに無水撃チェッキ弁と無送水検知器が加わって、完全自動運転ができるシステムになっています。
主ポンプと抽気ポンプを同時運転すると、どうしても抽気ポンプに揚水が流れ込んで来ます。一般の抽気ポンプの場合は、この揚水に混じって流入する泥などによって故障する恐れがありますが、ヨコタの抽気ポンプの場合は、抽気羽根 6 の前に気水分離羽根 7 を設けており、水や泥はここで分離して吸込側に戻し、空気だけを大気に排出する仕組み（特許）になっています。 この仕組みによって守られた抽気ポンプが、大量の空気でも連続的にどんどん排気してくれるので、主ポンプを停止させることなく揚水を続けることができるのです。 これがヨコタの抽気ポンプの大きな特長であり、完全無人運転も可能になりました。 ヨコタ無水撃チェッキ弁 （特許）について上記のいずれの装置にも、安全揚水のためにヨコタ無水撃チェッキ弁が取り付けられています。
各製品のより詳しい説明については、 自吸渦巻ポンプ UHN シリーズ（UHNS、UHPR 型） 超自吸ポンプ UPM、UPS 型 無水撃チェッキ弁 SL シリーズ をご覧下さい。 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
株式会社 横田製作所 Tel : 082-241-8675 E-mail : yokota@aquadevice.com