JPH01305194A - 立軸ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として洪水時等における水路の排水を行う
ために設置されている排水機場のポンプ吸水井または雨
水ポンプ設備において使用される立軸ポンプに関する。

［従来の技術］ 通常、この種の立軸ポンプには、これの設置されている
ポンプ吸水井の形状や寸法およびポンプ運転水量との関
係で、吸水井の水位がポンプに対し成るレベル以下にな
ると渦を生じて空気を吸込む最低水位レベルがあり、こ
の最低水位レベルは各立軸ポンプに固有であって、例え
ば、吸込口からこれの径の１．３〜１．７倍の位置とな
っている。

この最低水位レベル以下になると、空気吸込み渦の発生
や呼吸現象等に起因して振動や騒音等の不都合が生じる
ために、ポンプの運転を停止する必要がある。

ところが近年の都市化の進展に伴なう舗装率の普及によ
る雨水流出量の増加や緑地の減少による保水機能の低下
により、ポンプ場への雨水流入は。

大量且つ急激に流下する傾向にある。これに対しポンプ
吸水井等の施設貯溜能力を十分に確保するのが困難な状
況にあるために、ポンプ運転の的確なタイミングを図る
のが難しく、降雨情報に基づいて先行待機運転する要求
が高まっている。ところが、前述のようにポンプ吸水井
の水位の変動が激しい施設において先行待機運転を行う
には、前述の最低水位レベル以下の水位となった状態に
おいても起動又は運転を継続する必要がある。そこで、
水位の変動に対応して、最低水位レベル以下になった時
にポンプの回転数を下げるよう回転数を制御し、最低水
位レベル以下の状態における運転時にポンプ能力を低下
させることにより、振動や騒音の低減を図っている。

しかしながら、前述の回転数を制御する装置は、ポンプ
吸水井等の水位の変動に対応してポンプの回転数を制御
するため、制御系が相当に複雑となって高価な構成とな
る欠点があり、複雑な制御を行うために信頼性にも問題
がある。

また、前述の制御装置を設ける対策を施さないでおくと
、ポンプ運転による揚水によりポンプ吸水井の水位が最
低水位レベル以下になった場合に。

渦の吸込みによる振動等が増大する問題点がある。

そこで、実願昭６１−２８０９６７号によって、ポンプ
羽根車と吸込ベルマウス間に連結筒を設け、この連結筒
に吸気通路を接続するとともに、この吸気通路に水位が
羽根車入口レベル以下になったとき開いて連結筒内に空
気を吸入する吸気弁を設けた立軸ポンプが提案されてい
る。

この立軸ポンプでは、水位が羽根車入口レベル以下にな
ると、吸気通路に備えた吸気弁を開いて連結筒内に空気
を送り込むことで吸込ベルマウス内の水を真空破壊によ
り落下させて気中運転に切換え渦の吸込み、呼吸現象を
抑制して振動や騒音を軽減するように構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来の立軸ポンプでは、ポンプの側方に張
出しかつ垂直方向にのびる比較的大径の吸気通路が設け
らており、しかもこの吸気通路の張出量が大きいのにも
かかわらず、ポンプとともにピット内に装入して配置し
、またメンテナンス等に際してはポンプとともにピット
から引上げなければならないため、ピットの床部に相当
大きい着脱用の孔を穿孔する必要がある。したがって、
既設のピットに対して吸気通路を設けた柱軸ポンプを配
置するためには、ピットの床部に対して相当犬山りな穿
孔工事を施さなければならず、きわめて煩わしい問題点
を有している。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、水位
が最低水位レベルに達して、気中運転に切換える場合は
空気を迅速かつ大量にポンプに送り込んで真空破壊させ
ることができ、かつポンプに対してコンパクトに取付け
られ、そのために、既設ピットに対して床部の穿孔工事
を行うことなく配置することができる立軸ポンプを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明は、吸込ベルマウスの
没水水位がこれ以下では空気を吸込んでしまう最低水位
レベル番と相裏するポンプ固有のポンプ特定部位より上
方位置に羽根車を配し、前記最低水位レベルで前記羽根
車とピット内を連通させる吸気通路を設け、この吸気通
路に弁体を介設するとともに、該弁体とピットの外部に
設けた弁［作用］ 本発明においては、水位が最低水位レベル以下になると
、この水位を検出して弁体作動源を作動させ、弁体開閉
機構を介して弁体を開弁じ吸気通路から空気を吸込んで
ベルマウス内の水を真空破壊により落下させ気中運転を
行う。

また、水位が上昇して所定位置に到達したならば、この
水位を検出して前記開弁時の逆作動で弁体を閉弁し、羽
根車の自吸効果により残留空気を吸揚げながら揚水運転
に切換わる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図において、羽根車１を軸支した状態で内装した上
下一対のケーシング２，２２の下方側、つまり上流側に
は吸込ベルマウス３が接続され、且つ上方側、つまり下
流側には揚水管４が連結され、揚水管４の上方側には、
吐出弁５を介装した吐出しエルボ６が接続されてポンプ
本体を構成していれ以下になると空気を吸込んでしまう
最低水位レベルＬＷＬに相当するポンプ固有のポンプ特
定部位に対し上方の位置に配設されており、吸込ベルマ
ウス３は、これの先端３ａが前記最低水位レベルに対し
必要十分なだけ没水できるように配置されている。即ち
、吸込ベルマウス３は、連結筒７を介在して下側のケー
シング２２に接続されていることにより、同−役木深さ
において既存のポンプの吸込ベルマウスと同一高さに位
置する。尚、連結筒７を省略して吸込ベルマウス３を縦
長に形成してもよい。

第２図は連結筒７を省略して、下部ケーシング２２に縦
長の吸込ベルマウス３を接続して示す要部の縦断面図で
あり１図において吸込ベルマウス３の上部周壁を貫通し
て吸気通路８が設けられている。この吸気通路８は羽根
車ｌとポンプ本体を配置しているピット１０（第１図参
照）の内部を連通させるためのもので、水平部８Ａと該
水平部８Ａの内端に連通する有底垂直部８Ｂからなり、
水平部８Ａの外端を入口８ａとし有底垂直部８Ｂの上端
を出口８ｂとするとともに、水平部８Ａを最低水位レベ
ルＬＷＬに設定し、有底垂直部８Ｂの縦軸線を主軸８の
軸線Ｃと同心に設定している。

１１は弁体を示し、前記吸気通路８の有底垂直部８Ｂ内
に上下動可能に嵌合され、閉弁位置である上死点は１例
えば有底垂直部８Ｂの上端に取付けたリング１２に当接
することで確保され、開弁位置である下死点は有底垂直
部８Ｂの底部８Ｂ１に当接することによって得られる。

そして、弁体１１ば、第１図に示すピッ）１０の外部に
設けた例えばエアシリンダまたは油圧シリンダ等によっ
てなる弁体作動源１２に対して、第２図に示す弁体開閉
機構１３を介して連結されている。

即ち、本実施例では弁体開閉機構１３を、吸込ベルマウ
ス３を貫通して水平に延びるレバ一部材１３Ａと、この
レバ一部材１３Ａの外端部に枢着された垂直に延びるロ
ッド１３Ｂとから構成され、ロッド１３Ｂは吸込ベルマ
ウス３に近接して配設されるとともに、その上端部を弁
体作動源１２に連結している。そして、レバ一部材１３
Ａの内端部は吸気通路８における有底垂直部８Ｂの底部
８Ｂ１を貫通して下方に突出している弁ロッドＩＩＡの
下端部に枢着しである。

図中１４はＬ形の筒状口金を示し、上端開口位置を揚水
開始水位ＨＷＬより上方に設定している。尚、この筒状
口金１４は省略してもよい。

つぎに前記構成の動作について説明する。

ピット１０内に配置されているポンプの没木深さ水位が
、揚水開始水位）ＩＷＬと最低水位レベル（揚水停止水
位）ＬＷＬの領域Ａにおいては、羽根車１の揚水作用に
よって通常の揚水運転（排水運転）がなされる、そして
、揚水運転の継続によって、水位が最低水位レベルＬＷ
Ｌに到達すると、この水位を図示されていない水位セン
サによって検出し、弁体作動源１２に作動信号を出力す
る。したがって、ロッド１３Ｂが上昇し、レバ一部材１
３Ａが回動して弁体１１を下死点まで下降させた開弁状
態になり、吸気通路８の入口８ａ、つまりＬ形の筒状口
金１４から迅速かつ大量の空気が吸込まれ、吸気通路８
を通って羽根車１の下部に導入される。その結果、吸込
ベルマウス３内の水は真空破壊により落下し。

この時点から気中運転に切換えられる。即ち、水位が最
低水位レベルＬＷＬ以下の領域においては気中運転され
て揚水しないために空気吸党議の発生や呼吸現象は一切
生じない。

気中運転の継続によって、水位が上昇して揚水開始水位
ＨＷＬに達した場合には、この水位を水位センサによっ
て検出して弁体作動源１２に復帰信号を出力する。その
ために弁体開閉機構１３が逆作動して弁体１１を閉弁さ
せる。その結果、羽根車１の自吸効果によって、吸込ベ
ルマウス３上部の残留空気が吸揚げられて真空度が高く
なり、揚水運転に切換わる。

このように、本発明によれば水位が最低水位レベルＬＷ
Ｌになると弁体１１を開弁じて迅速かつ大量の空気を吸
込ベルマウス３の内部に導入する。即ち、羽根車ｌを大
気と連通させて気中運転に切換えることができるから、
空気吸込渦の発生や呼吸現象を回避できるので振動や騒
音を大幅に軽減できる。そして、気中運転と揚水運転の
切換えタイミングを遅らせることができる。つまり、水
位が最低水位レベルＬＷＬと揚水開始水位ＨＷＬの領域
Ａを変動している期間だけ切換えタイミングを遅らせる
ことができるので、比較的短いサイクルで頻繁に気中運
転と揚水運転に切換えられることがなく、したがって、
切換えのたびに発生する衝撃の頻度を低下させ、ポンプ
に及ぶ悪影響を大幅に緩和することができる。しかも、
弁体開閉機構１３の構成部材であるロッド１３Ｂを吸込
ベルマウス３に近接した状態で張出量を小さくして外部
に配設している゛から、即ち、従来の吸気通路と比較し
て著しく小径のロッド１３Ｂの張出量を小さくして外部
に配設しているから、既設のピット１０の床部１０Ａに
ポンプ着脱用の孔を穿孔する必要がない。

第３図は本発明の第２実施例を示し、前記第１実施例と
同一もしくは相当部分には同一符号を付し、詳しい説明
は省略する。

この第２実施例では中空主軸８を使用し、この中空主軸
Ｂ内に弁体開閉機構１３としてのロッド１３Ｄを挿通す
るとともに、このロッド１３０の上端を弁体作動源１２
に連結した構成としている。

このように構成しても、前記第１実施例と同様の作用効
果を奏するとともに、ロッド１３０がピッ）１０内にお
いてポンプ本体の外部に露出しない。

つまり、弁体開閉機構１３の張出量をＯにできる。

また、第４図は本発明の第３実施例を示し、前記第１お
よび第２実施例と同一もしくは相当部分には同一符号を
付し、詳しい説明は省略する。

この第３実施例では吸気通路８を吸込ベルマウス３に近
接した外部に設け、上下に開口する垂直部８Ｄと該垂直
部８Ｄの略中央部に連通して吸込ベルマウス３に取付け
られる水平部８Ｅとからなり、垂直部８Ｄの上端を入口
８ｄとし水平部８Ｅの内端を出口８ｅとするとともに、
垂直部８Ｄの下端を最低水位レベルＬＷＬよりも若干下
方に設定し、かつ弁体開閉機構１３としてのロッド１３
Ｅを設け、このロッド１３Ｅの上端を弁体作動源１２に
連結した構成としている。

このように構成しても、前記第１実施例と同様の作用効
果を奏する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、最低水位レベル
に相当するポンプ固有のポンプ特定部位より上方に位置
に配設した羽根車とピット内を、前記最低水位レベルで
連通させる吸気通路を設け、この吸気通路に弁体を介設
するとともに、該弁体とピット外部に設けた弁体作動源
とを弁体開閉機構で連結しているから、水位が最低水位
レベルになると弁体を開弁じて迅速かつ大量の空気を導
入することで羽根車をピット内部、つまり大気に連通さ
せて気中運転に切換えることができる。したがって、空
気吸造渦の発生や呼吸現象を回避できるので振動や騒音
を大幅に軽減できるとともに、水位が最低水位レベルと
揚水開始水位の領域を変動している期間だけ、気中運転
と揚水運転の切換えタイミングを遅らせることができる
から、比較的短いサイクルで頻繁に気中運転と揚水運転
に切換えられることがなく、そのために、切換えのたび
に発生する衝撃の頻度を低下させ、ポンプに及ぶ悪影響
が大幅に緩和されることは勿論、弁体開閉機構を従来の
吸気通路と比較してポンプ本体にコンパクトにまとめて
取付けることができるから、ピットの床部に設けられて
いる既設の着脱用の孔を利用して配置することが可能に
なり、ピットの床部に対する煩雑な穿孔工事を省略でき
る利点がある、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るケ軸ポンプの一実施例を示す側面
図、第２図は同要部の拡大縦断面図、第３図は第２実施
例の拡大縦断面図、第４図は第３実施例の拡大縦断面図
である。 １・・・羽根車 ３・・・吸込ベルマウス ８・・・吸気通路 １１・・・弁体 １２・・・弁体作動源 １３・・・弁体開閉機構 ＬＷＬ・・・最低水位レベル 特許出願人　　久保田鉄工株式会社 代理人　弁理士　　鈴　江　孝　− ｊＩ＋　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込ベルマウスの没水水位がこれ以下では空気を
   吸込んでしまう最低水位レベルに相当するポンプ固有の
   ポンプ特定部位より上方位置に羽根車を配設し、吸込ベ
   ルマウスの先端を前記最低水位レベルに対し必要十分な
   だけ没水する位置に配し、前記最低水位レベルで前記羽
   根車とピット内を連通させる吸気通路を設け、この吸気
   通路に弁体を介設するとともに、該弁体とピットの外部
   に設けた弁体作動源とを弁体開閉機構で連結したことを
   特徴とする立軸ポンプ。