排水ポンプ

排水ポンプは、集水用の排水桝に溜まった水を除去するために使用するポンプです。このポンプは、住宅やその他の建物の地下室、および建設現場など、水を除去する必要があるその他の場所によく設置されています。水は、排水桝に流れ込む地下室防水システムの周囲の排水管から流入するか、地下室が地下水面より低い場合は雨水または自然の地下水浸透によって流入する場合があります。

より一般的には、「サンプ」とは、水が溜まる可能性のある局所的な窪みのことです。たとえば、多くの産業用冷却塔には内蔵サンプがあり、その水たまりから塔の上部にある散水ノズルに水が供給されます。サンプ ポンプは、工業プラント、建設現場、鉱山、発電所、軍事施設、輸送施設など、水が溜まる可能性のあるあらゆる場所で使用されます。

排水ポンプは、地下室の浸水が発生する可能性がある場所や、地下水位が建物の基礎付近または基礎より上にある場所での湿気の解消に使用されます。排水ポンプは、市営の雨水排水管、乾いた井戸、または建物の下り坂にある屋外の場所など、問題のない場所へ水を排出します (「日光下への汲み上げ」と呼ばれることもあります)。

古い設備では、ポンプから下水道に排水が流れることがあります。かつては許容されていたこの行為は、現在では配管工事法や自治体の条例に違反する可能性があります。自治体の下水処理システムに負担をかける可能性があるためです。自治体は建物所有者に、排水ポンプの排水を切断して下水道から別の経路に変更するよう求めています。違反した場合は罰金が科せられることがあります。多くの住宅所有者は排水ポンプの構成を継承しており、ポンプから下水道に排水が流れていることに気づいていません。

排水ポンプ システムは、工業および商業用途でも、表土の地下水位関連の問題を制御するために利用されています。自噴帯水層または周期的に高地下水位の状況が発生すると、水飽和により地盤が不安定になることがあります。ポンプが機能している限り、表土は安定したままです。これらの排水ポンプは通常、深さが 10 フィート以上あり、全体に穴または排水穴のある波形金属パイプで覆われています。視覚および聴覚アラーム付きの電子制御システムが含まれる場合があり、通常はゴミや動物が落ちないようにカバーされています。

排水ポンプは、電源コンセントに差し込むことができます。この場合、ヒューズが切れたりブレーカーが落ちたりして電力が失われる可能性が低い専用回路を使用する方が安全です。さらに、専用回路は、特に雷雨のときに電気ノイズによる誤作動の影響を受けにくいため、 GFCI保護を必要としない場合があります。専用回路コンセントには、ポンプのプラグを抜かないように警告するラベルが貼られているか、プラグが抜かれないような特殊な保持ブラケットを使用して取り付けられている場合があります。代わりに、ポンプが電源に配線され、プラグを抜くことができないようにすることもできます。

ポンプで汲み上げないと集水槽が溢れる恐れがあるため、激しい嵐の際など、主電源が長時間停止した場合に備えてバックアップ システムが重要になります。

一部の排水ポンプは、バッテリー バックアップ システムから自動的に電力を供給できます。また、別のバッテリー駆動システムを設置することもできます。通常は、そのフロート スイッチをプライマリ ポンプのフロート スイッチよりわずかに高く設定します。

別のジェネレータを使用するのも別のオプションです。この場合、手動での設定が必要になることがよくあります。

あるいは、市の加圧給水によって一部のポンプに電力が供給され、水車やベンチュリー効果を利用して作動します。この設計では電気は不要ですが、飲料水を消費するため、電気ポンプよりも運用コストが高くなり、さらに排水の問題も発生します。この設計は、主ポンプよりもバックアップ ポンプに多く使用されます。

代替バックアップ電源で確認すべき主な点は、十分な電力が供給されるかどうかです。

排水ポンプは、通常、少なくとも 230 ボルトを必要としますが、米国の小型モデルは 120 ボルトで動作できる場合もあります。同様に、排水ポンプのワット数とアンペア数もさまざまです。消費者向けモデルは、700 ワットから 2300 ワット以上までさまざまです。^[1] ガロン/ワット時間は、排水ポンプの効率の尺度です。

さらに、排水ポンプを稼働させるには、通常、追加の始動ワットと呼ばれる追加の電力が必要です。これは、稼働ワットとアンペアの必要量の1.5倍以上になることもあります。^[2]

産業用排水ポンプは、特にバックアップポンプやメンテナンスのためのアクセスが困難な場所では、蒸気や圧縮空気などの他の手段で駆動される場合があります。

住宅用排水ポンプには、一般的に台座式と水中式の 2 種類があります。台座式ポンプの場合、モーターは密閉されておらず、湿気から保護するために柱の上に設置されています。このタイプの設置は、モーターが通常、容器の上部より上に配置されるため、より目立ちます。柱の中で、モーター シャフトはインペラに接続されており、インペラは容器の底にあるスクロール ハウジング内で回転します。モーターに取り付けられたスイッチは、容器内の水位が上昇するとモーターをオンにし、容器が空になるとモーターをオフにします。この自動レベル制御により、常時監視しなくてもポンプを操作できます。水中ポンプでは、モーターは特別なハウジング内に密閉されており、インペラはシャフトに直接取り付けられています。自動レベル制御は、ポンプ内に統合することも、ポンプとの物理的な接続がほとんどまたはまったくない補助スイッチとして統合することもできます。

どのタイプの排水ポンプを使用するかは個人の選択の問題です。20 世紀の大半は、大型の商用ポンプに似た鋳鉄と青銅製の台座式排水ポンプが唯一の選択肢でした。しかし、技術と設計の改良により、水中ポンプの信頼性が大幅に向上し、コンパクトな設計により、水盤を覆うことができるため、つまずいて転倒する危険がなくなり、ラドンが家屋に侵入する可能性も減りました。レベル制御スイッチは、あらゆる排水ポンプの主な故障点であるため、補助機能付きの水中ポンプ、つまり「ピギーバック」設計により、最小限の労力でスイッチを交換できます。今日、水中ポンプは最も人気のあるスタイルですが、住宅用台座式ポンプは、容量が少なく、耐用年数が限られている経済的な設計です。^[3]

米国では、現代の排水ポンプのコンポーネントは標準化されており、次のもので構成されています。

• ABS プラスチックやグラスファイバー強化樹脂などの複合材料で作られ、最小内径が 18 インチ、最小深さが 30 インチで、4 インチの排水管を収容できる入口接続があり、容量が約 15 ～ 25 米ガロン (60 ～ 100 リットル) の洗面器。
• 排水ポンプは 1/3 または 1/2 馬力 (250 または 370 W) で、115 ボルトで動作し、標準コンセントに差し込みます。パイプ接続は 1.25 インチまたは 1.5 インチ、National Pipe Thread (NPT) で、自動操作を可能にするレベル コントロールが付いています。
• 家から水を排出するためのパイプの一部。鋼鉄、鉄、またはプラスチックで製造され、全米衛生財団 (NSF) の圧力定格を満たしている。
• 洗面器から水が流れ出るのを許可し、パイプ内の水が洗面器に戻るのを防ぐ一方向弁（チェックバルブ）。
• 電源コード、排出パイプ、および場合によっては通気パイプを通すための洗面器カバー。

排水ポンプの選択では、次の点を考慮する必要があります。

• 自動操作と手動操作 - ポンプはレベル スイッチによって自動的に制御される場合があります。
• 電力 - 排水ポンプの動力は 1/4 馬力から数馬力までさまざまです。
• ヘッド圧力 –排水ポンプの水圧ヘッド圧力は、ポンプが水を移動させる最大の高さを表します。たとえば、最大ヘッドが 15 フィート (4.6 m) の排水ポンプ (シャットオフ ヘッドとも呼ばれます) は、水の流れが完全に止まるまで、水を 15 フィート (4.6 m) まで上げます。
• 電源コードの長さ – より強力な電気モーターをメインのサービス パネルから離れた場所で稼働させる場合は、適切なポンプ性能を得るためにモーターに十分な電圧を確保するために、より太い配線が必要になります。
• 位相と電圧 – AC 主電源から電力を供給される排水ポンプには、定格 110～120、220～240、または 460 ボルトの単相または三相誘導モーターが使用できます。三相電力は通常、住宅地では利用できませんが、工業地では一般的です。
• 水位感知スイッチタイプ – 圧力スイッチは、通常はポンプ本体内に完全に密閉されているため、排水槽内の障害物や浮遊ゴミの影響を受けません。フロートスイッチ、特に短いフレキシブル電気ケーブルの端に取り付けられたタイプは、特に始動および停止時のトルク効果により排水槽内でポンプが動きやすい場合に、絡まったり、障害物になったりすることがあります。圧力スイッチは通常、工場で設定されており、調整できませんが、フロートスイッチは排水槽内の高水位と低水位を設定するために調整できます。もう 1 つのオプションは、電界効果技術を利用したソリッド ステート スイッチで、内部スイッチとピギーバック プラグを使用してポンプのオン/オフを切り替えることができます。
• 重要なアプリケーションのためのバックアップ システムとアラーム。^{[引用が必要]}

通常はバッテリー駆動の二次排水ポンプは、最初のポンプが故障した場合に作動します。バッテリー駆動の二次ポンプには、通常の供給が中断された場合に電力を供給するための別のバッテリーと充電器システムがあります。^{[引用が必要]}

代替の排水ポンプシステムは、市水圧で駆動できます。水力駆動のエジェクタポンプには、独立したポンプ、フロート、チェックバルブがあります。^[4]バックアップポンプを制御するフロートは、通常の高水位より上の排水ピットに設置されています。通常の状況では、メインの電動排水ポンプがすべてのポンプ作業を処理します。何らかの理由で水位が通常より高くなると、排水ピット内のバックアップフロートが持ち上げられ、バックアップ排水ポンプが作動します。エジェクタポンプを庭のホースに接続して高圧水を供給し、別のホースで水を排出することもできます。このようなエジェクタポンプは水を無駄にし、比較的効率が悪いですが、可動部品がなく、信頼性が最高であるという利点があります。^[要出典]

バックアップ サンプ システムがほとんど使用されない場合は、コンポーネントの障害に気付かず、必要なときにシステムが故障する可能性があります。一部のバッテリー制御ユニットは、システムを定期的にテストし、故障した電気コンポーネントについて警告します。^{[引用が必要]}

シンプルな電池式の水位警報器を貯水槽の上部から少し下に吊るして、水位が高くなりすぎたときに警報を鳴らすことができます。^[5]警報はローカルでのみ鳴らすことも、オプションで電話または携帯電話のデータリンクを介してリモート通知をトリガーすることもできます。

排水槽と排水ポンプはメンテナンスが必要です。一般的な推奨事項では、毎年機器の検査とテストを行うことが推奨されています。地下水位の上昇、排水、または気象条件により頻繁に稼働するポンプは、より頻繁に検査する必要があります。排水ポンプは機械装置であるため、最終的には故障し、地下室が浸水して修理費用が高額になる可能性があります。システムの冗長性（複数の二次ポンプ）は、プライマリシステムのメンテナンスと修理が必要になったときに問題を回避するのに役立ちます。^[6]

排水ポンプを検査して清掃する際は、効率を高めてポンプの寿命を延ばすために、汚れ、砂利、砂、その他のゆるいゴミを取り除く必要があります。これらの障害物は、ポンプの排水能力を低下させ、排水が溢れる原因となります。また、チェックバルブもゴミで詰まることがあります。必要に応じて、排出ラインの開口部を定期的に検査して、ラインに障害物や制限がないことを確認します。排出ラインが部分的に閉塞していると、排水ポンプの負荷が大きくなり、過熱や故障の可能性が高まります。^[7]

フロートスイッチは、水位が設定レベルまで上昇すると、自動的に排水ポンプをオンにするために使用されます。フロートスイッチは、排水ポンプ内の障害物から離しておく必要があります。フロートガードを使用すると、フロートスイッチが誤ってポンプハウジングに載ってオンのままになるのを防ぐことができます。排水ポンプを長時間稼働させ続けると (特に水中ポンプの冷却水がない場合)、過熱したり焼損したりすることがあります。機械式フロートスイッチは摩耗する可能性があるため、手動で作動させて定期的にテストし、自由に動き続け、スイッチ接点が適切に開閉していることを確認する必要があります。^{[引用が必要]}

ペデスタルポンプは、水溜めに水が溜まったまま放置されている場合、たとえ水溜めの水位がフロートスイッチを作動させるほど高くなくても、時々手動で作動させる必要があります。これは、これらのポンプが水溜め内のすべての水を取り除くことができないためであり、ポンプのインペラシャフトの下部ベアリングまたはブッシングは水没したままになりやすく、腐食しやすくなり、最終的にはベアリング内の駆動シャフトが凍結する可能性があるためです。代替案として、^[8]長期間使用しない予定のペデスタルポンプは、水溜めから取り外して水から離れた場所に保管するか、または水溜めを拭き取って、残っている水位を下部シャフトベアリングよりかなり低くする必要があります。^[要出典]

最後に、独立した水検知器と警報システムが設置されている場合は、定期的にテストする必要があります。

• ビルジポンプ
• チョッパーポンプ
• 汚水ポンプ

• アン・キャメロン・シーガル、「排水ポンプのせいか、それともあなたのせいか？」ワシントン・ポスト、2008 年 8 月 9 日
• 「排水ポンプが水の侵入を防ぐ」ノースダコタ州立大学エクステンションサービス、2005 年 6 月 14 日
• トーマス・シェラー、「排水ポンプに関する質問」、ノースダコタ州立大学エクステンションサービス
• 「排水ポンプのサイズ設定」（pdf）、イリノイ大学エクステンション

ウィキメディア・コモンズには、排水ポンプに関連するメディアがあります。