雨水管理：ルイジアナ州ニューオーリンズ

プロジェクト：

米国陸軍工兵隊によるポンプ場のアップグレード
ルイジアナ州ニューオーリンズ

ニューオーリンズは、北にはポンチャートレイン湖、南にはメキシコ湾があり、街にはミシシッピー川が流れるなど、水に囲まれています。ポンプ場がなければ、この地域はわずか1インチの降雨でも洪水になることがあります。

2005年のハリケーン・カトリーナ以来、洪水による壊滅的な被害の再発を防ぐために、数十億ドルが投資され、ポンプ場が新しく改装されてきました。ティムケンのフィラデルフィアギアは、130年にわたる送電の専門知識を活用し、この地域の130万人の住民を守る200を超えるポンプ場のソリューションをカスタマイズしています。

課題

フィラデルフィアギアシステムは、（電気モーター、ガス、ディーゼルエンジンのように）ドライバとポンプ間に電力を流します。雨水を移動させるときは、高速で大きな電力をが必要です。その後、電力を減らして低速にすると、水が必要な場所に、安全に吸い上げられます。

ニューオーリンズの大型ポンプ場は、地形、揚水要件、および最初に設置された時の技術に基づいて、それぞれ異なる構造になっています。すべてのギアドライブシステムに、カスタマイズされた設計が必要ですが、主な課題は次のとおりです。

1: 高い動作圧力ニューオーリンズは標高が低いので、ポンプ場では重力に逆らいながら水を汲み上げ、水を水平、垂直、あるいは上向きに流す必要があります。これにより、トルク、振動、摩耗が増加します。

＃2：極端なライフサイクルと安全率の要件ポンプは継続的に稼働するのではなく、洪水を引き起こすような大雨や暴風雨のときのみ断続的に稼働します。それでも、事業者は都市の人々の安全を守り、投資収益率を上げる必要があります。したがって、ギアドライブは、50〜70年間機能する、非常に頑丈な設計である必要があります。

＃3：ギアドライブが水没した場合の腐食と早期故障洪水でギアドライブが水没すると、乾燥してから24時間以内に腐食による損傷が発生することがあります。

ソリューション：

フィラデルフィアギアは1920年代にニューオーリンズのポンプ場を最初に設置し、1960年代から80年代にかけてと、カトリーナの直後に、市内のポンプ場のネットワークの近代化を支援しました。現在、同社は新しいポンプを設置するためにオリジナルのカスタムギアドライブを設計し、進化し続ける米陸軍工兵隊の設計基準に適合させながら、既存のギアドライブに電力を供給しています。

「100年前のすべてのオリジナルの図面と技術データがあります」と、水管理市場のオリジナル機器販売のディレクターであるゲイル・クインランは言います。「私たちは、そのような情報を見つけ、それを用いて最新のエンジンとポンプ要件に基づいてアップグレードを設計できる、唯一のギアドライブサプライヤーです。」

クインランは、ニューオーリンズの洪水対策においての、フィラデルフィアギアの最も大きな貢献を次のように述べます。

＃1：ハラハンポンプ場からリバープロジェクトまで使われるカスタムのギア減速機。このプロジェクトが2017年に完了する前は、川に隣接する地域の雨水をポンチャートレイン湖に注ぐために、7マイルも水を移動させる必要がありました。米国陸軍工兵隊は、堤防を越えて川に直接水を押し出すために、より効率的で、そのような構造では初めてのシステム設計を同社に委託しました。このシステムは、24時間で最大9インチの雨を処理することができます。

フィラデルフィアギアは、機器の故障時にシステムを保護するための十分な潤滑、監視、および計装システムを備えた、3つの二重減速直角ギア減速機をカスタム設計し、長期間の起動時にも技術サポートを提供しました。

＃2：ハリケーン・カトリーナ後にも、水中で作動し続けた高性能ギアドライブ。16年前に建設された、ポンプ場19のフィラデルフィアギアを備えたポンプは、嵐の後も最後まで稼働していました。「同社のユニットは完全に水没していましたが、彼らは3週間ポンプを稼働させ、街の排水を助けたのです」とクインランは回想します。「彼らは、自然に排水されるには、最も低い地点に配置されており、大きな圧力がかかる場所でしたが、それでも問題なく動作していました。」

フィラデルフィアギアは、水を吸い上げ、ユニットを検査し、後にそれらを新品同様に改装しました。これらのユニットは現在も使用されており、2021年のハリケーン・アイダにも耐えました。

＃3：大規模な動力再供給プロジェクトを支援するためのシステムアップグレード。ニューオーリンズで最も古くて、最大のエルムウッドポンプ場は、2019年に近代化されました。フィラデルフィアギアは、8つの全ポンプの新しいエンジン速度と比率の要件を満たすために、すべてのギア、ベアリング、および潤滑システムをアップグレードしました。

社のエンジニアたちは、壊滅的な被害をもたらす暴風雨にもポンプが耐えるよう、米国陸軍工兵隊がポンプ場を強化するのを引き続き支援しています。「彼らがアップグレードに合わせて、私たちもアップグレードします」とクインランは言います。「排水管を長くする場合、より大きな揚水能力を必要とします。それはより強力なエンジンと異なるギアが必要であることを意味します。通常、既存の設計範囲内でアップグレードを行うことができます。」

利点

＃1：信頼性：来年引退を予定しているクインランは、最近、彼女が生まれる前に建設されたポンプ場に設置されていたオリジナルのギアドライブを検査しました。ユニットはまだ正常に動作していましたが、再度電源を供給する予定がありました。水管理用のギアドライブは、最大70年間、故障することなく動作するように設計されています。

＃2：効率ハリケーンときは、時間との戦いです。ポンプは洪水を防ぎ、緊急対応要員が道路にアクセスできるように、すばやく排水する必要があります。「より効率的な設計と操作のために、直角、水平、垂直のギアで、あらゆる方向に力を曲げることができます」とクインランは言います。「私たちは、評価、力、方向性に制限されません。それは、私たちの事業がユニークな理由です。」

＃3：費用対効果効率的で信頼性の高いギアドライブは、メンテナンス費用を削減し、高価な洪水による被害を防ぐのに役立ちます。フィラデルフィアギアのユニットは、数十年の運用後も完全性を維持するため、新しいユニットを購入する代わりに、修理とアップグレードを行う方が経済的です。

結果

フィラデルフィアギアは、ポンプ場のアップグレードのために、米国陸軍工兵隊と協力し続けます。このような広大で、資本が集中するポンプ場のネットワークに電力を再び流すには、時間、リソース、および多額の資金が必要です。

他のギアドライブのサプライヤーが動力再供給のプロジェクトを管理しても、米国陸軍工兵隊は、最終的にフィラデルフィアギアに機器の交換を依頼してきました。

「3年しか使用されていない機器の交換も1件ありました」とクインランは言います。「私たちには歴史と仕事を正しく行う能力があることを彼らは知っているので、私たちに連絡してきたのです。それに加えて、当社は電気の技術があるので、設置された装置のために、陸軍と地方自治体のために当社ができることの範囲が広がりました。」

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フィラデルフィアギアの水管理に関する専門知識の詳細 は、ここ。

ゲイル・クインランは、ティムケンのフィラデルフィアギアドライブが、世界最大級の湿地帯の生態系を保護するのにどのように役立っているかを説明します。フロリダのエバーグレーズ。

Published: 2022/03/17