JPH04116294A - 横軸ポンプの運転方法 - 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、横軸ポンプの運転方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、第５図に示す排水機場のポンプ吸水井１に設
置されている吸上げ型式の横軸ポンプでは、吸水井１の
水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達した場合に、この水位
ＨＷＬを真空系２の圧力スイッチ２３もしくは図示され
ていない水位検出手段によって検出し、この検出信号に
基づいて真空ポンプ２０を起動させ、羽根車３の上流側
に配置されている吸込管４の内部を高負圧化させて、吸
込管４内の水をポンプケーシング５内の羽根車３に達す
るレベル、つまり満水水位まで吸上げ、この状態を満水
検知器６によって検知したのち満水検知信号に基づいて
ポンプを運転（羽根車３を回転）させ、同時に吐出弁７
を全開して排水運転（揚水運転）する運転方法が採用さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の運転方法では、吸水井ｌの水位が
揚水開始水位ＨＷＬに到達してから、真空ポンプ２０を
起動して吸込管４の内部を高負圧化しポンプケーシング
５内を満水にするのに時間がかかる上、ポンプ起動後吐
出弁７を全開操作するため、実際に排水されるまでに時
間がかかる。

したがって、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到
達してから、排水運転が開始されるまでに比較的長い時
間（約１０分程度）を必要としている。

一方、近年は、都市化の進展に伴う舗装率の増大や緑地
の減少などにより、地層の保水機能が低下している。し
かも吸水井１への流入水量が増大しつつある傾向を有し
ているので、所謂、鉄砲水のように突発的に大量の水が
急激に吸水井１に流入す事態を生じ易い。

しかし、従来の横軸ポンプの運転方法では、吸水井１の
水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達してから、揚水運転が
開始されるまでの間に、比較的長い時間が必要であるか
ら、大量の水が急激に吸水井１に流入する緊急時に、揚
水運転の開始タイミングに遅れを生じる場合がある。

このように、揚水運転の開始タイミングが遅れると、吸
水井１の水位が異常に上昇して洪水の発生を招きかねな
い。

また、ポンプ本体や駆動系あるいは真空系２および吐出
弁７などに故障が発生していたとしても、吸水井ｌの水
位が揚水開始水位ＨＷＬに到達した揚水（排水）の必要
な時点から所定時間を経過するまで、前記の故障を確認
できない、そのために、緊急時において適正に排水させ
ることができないこともある。

本発明は、このような享情に鑑みなされたもので、吸水
井の水位に関係なく全速運転させることで、突発的な水
位の上昇に対処し得る待機運転を可能にして、水位の異
常上昇による洪水の発生を防止するとともに、水位の異
常低下によるポンプ運転機能障害の発生を防止すること
のできる横軸ポンプの運転方法の提供を目的としている
。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために１本発明は、横軸ポンプを設
置している吸水井が最低水位から揚水開始水位に到達す
る直前までの間は、真空ポンプの作動により真空タンク
を負圧化させて保持するかごの負圧を羽根車上流吸込管
内に作用させて該吸込管内の水位を前記吸水井の水位よ
りも揚水開始水位から横軸ポンプが自吸能力で排水可能
な水位までの高さに相当して引き上げる制御のいずれか
を選択して行うとともに、横軸ポンプの吐出弁を開弁じ
て気中運転を行い、吸水井の水位が揚水開始水位到達時
に前記真空タンクの負圧を羽根車上流吸込管内に作用さ
せて該吸込管内の水位を瞬時に横軸ポンプが自吸能力で
排水可能な水位まで引き上げるか前記負圧による吸込管
内水位の引き上げ停止の制御を選択して揚水運転し、か
つ吸水井の水位が最低水位よりも下位に低下したとき揚
水遮断手段の開成により羽根車入口に空気を導入して気
中運転に切替えるようにしたものである。

［作用〕 本発明によれば、吸水井の水位が最低水位から揚水開始
水位に到達する直前までの間は、真空ポンプの作動によ
り真空タンクを負圧保持するか、真空タンクの負圧を羽
根車上流吸込管内に作用させて該吸込管内の水位を前記
吸水井の水位よりも揚水開始水位から横軸ポンプが自吸
能力で排水可能な水位までの高さに相当して引き上げる
制御のいずれかを選択して行うとともに、ポンプ吐出弁
を開弁して全速待機運転させる。

この状態で吸水井の水位が揚水開始水位に到達すると、
真空タンクの負圧を羽根車上流吸込管内に作用させて該
吸込管内の水位を瞬時に横軸ポンプが自吸能力で排水可
能な水位まで引き上げるか、吸込管内の水位が前記の自
吸能力で排水可能な水位まで引き上げられることになる
。　したがって、この時点で吸込管内への負圧負荷を停
めることで、揚水運転に切替えることができる。つまり
、吸水井の水位が揚水開始水位に到達した時点で、即座
に気中運転から揚水運転に切替えることができる。

また１、揚水運転により吸水井の水位が最低水位よりも
下位に低下したとき揚水遮断手段を開成する。その結果
、羽根車入口に空気が導入されて気中運転に切替えるこ
とができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第１実施例の概略構成図であり、前記第５図の
従来例と同一もしくは相当部分には同一符号を付して、
その詳しい説明は省略する。

第１図において、吐出弁７よりも下流の吐出管８の出口
は排水路（例えば河川など）９の水中に臨んでいる。

真空系２は、真空ポンプ２０と、この真空ポンプ２０の
吸気側とポンプケーシング５における羽根車入口ｌＯを
連通させる吸気管２４と、この吸気管２４に真空ポンプ
２０側から直列に介設された弁２１、大容量の真空タン
ク２２および連通弁２５によって構成されており、真空
タンク２２内の圧力を圧力スイッチ２３により検出する
ようになっている。

真空タンク２２は、吐出弁７の全開時において吸込管４
内の水位ＩＷＬを、吸水井ｌの水位よりもＨ２分だけ嵩
上げできる機能を有している。つまり、揚水開始水位Ｈ
ＷＬからポンプケーシング５内の羽根車３に達する横軸
ポンプが自吸能力で排水可能な水位までの高さＨ２に相
当して吸込管４内の水位ＩＷＬを嵩上げすることができ
る。

具体的には、吐出弁７の全開時において吸込管４内の水
面から排水路９の水中に臨んでいる吐出管８の出口にか
けて形成される一連の密閉空間１２を瞬時に負圧化し、
吸込管４内の水位ＩＷＬを吸水井１の水位よりもＨ２分
だけ吸引上昇させることができる容量を有して真空系２
に配置されており、水位ＩＷＬの嵩上げ量Ｈ２は圧力ス
イッチ２３の圧力検知信号に基づく真空ポンプ２０の運
転制御により適正に保持される。

また、ポンプケーシング５に連通して１羽根軍人口ｌＯ
を大気と連通または遮断させる弁によってなる揚水遮断
手段１３が取付けられている。

つぎに、前記構成の作動について説明する。

■、吸水井ｌの水位が最低水位ＬＷＬの下位から最低水
位ＬＷＬに到達すると、この水位ＬＷＬを図示されてい
ない水位検出手段によって検出し、その水位検出信号に
基づいて真空ポンプ２０を起動させ、連通弁２５を閉弁
させた状態で弁２１の開弁を行う。

同時に、前記水位検出信号に基づいて吐出弁７を全開さ
せてポンプを起動し全速気中運転、つまり全速待機運転
を行う。

■、真空ポンプ２０の作動により真空タンク２２内が負
圧化される。

■、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達する直
前までの間は、真空タンク２２内の負圧を高めながら全
速待機運転が行われる。

■、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達すると
、この水位を検出した水位検出信号に基づいて連通弁２
５を一気に全開させる。これにより前記空間１２に真空
タンク２２の負圧が作用して、吸込管４内の水位を瞬時
に横軸ポンプが自吸能力で排水可能な水位まで引き上げ
ることになる（第２図参照）、この時点で真空ポンプ２
２の作動を停めるか、弁２１もしくは連通弁２５の少な
くとも一方を閉弁することで揚水運転が行われる■、吸
水井１の水位が最低水位ＬＷＬよりも下位に低下すると
、この水位を検出した水位検出信号に基づいて揚水遮断
手段１３が開放されるので、ここから羽根車入口ｌＯに
空気が導入されることになり、揚水を遮断した全速気中
運転（全速気中運転）に切替えられる。したがって、吸
水井１の水位の異常低下によるポンプ運転機能障害の発
生を確実に防止することもできる。

即ち、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達した
時点で、即座に気中運転から揚水運転に切替えるられる
。

このように、吸水井ｌ水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達
した時点で、瞬時に気中運転から揚水運転に切替えられ
るので、大量の水が急激に吸水井１に流入する緊急時で
あっても、揚水運転の開始タイミングに遅れを生じない
から、吸水井ｌの水位の異常上昇による洪水の発生を確
実に防止できる。

また、ポンプ本体や駆動系あるいは真空系２および吐出
弁７などに、万一、故障が発生していたとしても、吸水
井１の水位が最低水位ＬＷＬ以下の低い時でも事前にポ
ンプを運転して故障を確認してこれに対処することがで
きるので、緊急時にける適正排水が可能になり、排水機
場の信頼性を向上させることができる。

しかも、吸水井１の水位が最低水位ＬＷＬよりも下位に
低下すると、揚水を遮断した全速気中運転（全速待機運
転）に切替えられる。したがって、吸水井１の水位の異
常低下によるポンプ運転機能障害の発生を確実に防止す
ることもできる。

第３図は第２実施例の概略構成図であり、この実施例で
は、真空タンク２２の容量を前記第１実施例で述べた真
空タンク２２の容量よりも小さく設定している。

このような構成であれば、 ■、吸水井１の水位が最低水位ＬＷＬの下位から最低水
位ＬＷＬに到達した場合、弁２１および連通弁２５を開
弁させた状態で真空ポンプ２０を起動させる。ただし、
連通弁２５はなくてもよい同時に、前記水位検出信号に
基づいて吐出弁７を全開させてポンプの全速気中運転、
つまり全速待機運転を行う。

■、前記■の作動により吸込管４内の水位ＩＷＬが吸水
井ｌの水位ＬＷＬよりもＨ２だけ高くなる（第４Ａ図参
照）。

■、吸水井１の水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達する直
前までの間は、真空タンク２２の負圧により吸込管４内
の水位ＩＷＬを吸水井１の水位ＬＷＬよりもＨ２だけ高
めた状態で全速待機運転が行われる。

■、吸水井ｌの水位が揚水開始水位）（ＷＬに到達する
と、吸込管４内の水位はこれよりもＨ２だけ高いレベル
、つまり横軸ポンプが自吸能力で理水可能な水位まで引
き上げられることになる（第４図Ｂ参照）、この時点で
真空ポンプ２２の作動を停めるか、弁２１もしくは連通
弁２５の少なくとも一方を閉弁することで揚水運転が行
われる。

また、吸水井ｌの水位が最低水位ＬＷＬよりも下位に低
下すると、この水位を検出した水位検出信号に基づいて
揚水遮断手段１３が開放されるので、前記第１実施例と
同様に、揚水を遮断した全速気中運転（全速待機運転）
に切替えられる。

即ち、第２実施例においても吸水井１の水位が揚水開始
水位ＨＷＬに到達した時点で、即座に気中運転から揚水
運転に切替えるられるので、第１実施例と同様に吸水井
ｌの水位の異常上昇による洪水の発生を確実に防止でき
る。

また、ポンプ本体や駆動系あるいは真空系２および吐出
弁７などに、万一、故障が発生していたとしても、吸水
井１の水位が最低水位ＬＷＬ以下の低い時でも事前にポ
ンプを運転して故障を確認してこれに対処することがで
きるので、緊急時にける適正排水が可能になり、排水機
場の信頼性を向上させることができるとともに、吸水井
１の水位が最低水位ＬＷＬよりも下位に低下すると、揚
水を遮断した全速気中運転（全速待機運転）に切替えら
れるので、吸水井ｌの水位の異常低下によるポンプ運転
機能障害の発生を確実に防止することもできる。

前記各実施例では、揚水遮断手段１３がポンプケーシン
グ５に連通して、羽根車入口１０を大気と連通または遮
断させる弁によって構成して説明しているが、本発明は
前記実施例にのみ限定されるものではなく、下部開放端
を吸水井１の最低氷位ＬＷＬと同じレベルに設定し、か
つ上部開放端を羽根車人口１０に開口した管によって、
揚水遮断手段１３を構成してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、前述のように構成されているので、つぎに記
載されるような効果を奏する。

即ち、吸水井の水位が揚水開始水位に到達した時点で気
中運転（全速待機運転）から揚水運転（全速排水運転）
に切替えられるので、大量の水が急激に吸水井に流入す
る緊急時であっても、揚水運転の開始タイミングに遅れ
を生じないから、吸水井の水位の異常上昇による洪水の
発生を確実に防止できるとともに、ポンプ本体や駆動系
あるいは真空系などに、万一、故障が発生したとしても
、吸水井の水位がポンプ吸込管下部の水没する水位に到
達した時点で故障を確認してこれに対処することができ
るので、緊急時における適正排水が可能になり、排水機
場の信頼性を向上させることができる。

しかも、吸水井の水位が最低水位よりも下位に低下した
とき揚水遮断手段によって気中運転に切替えることがで
きるので、吸水井の水位の異常低下によるポンプ運転機
能障害の発生を確実に防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の概略構成図、第２図
は第１実施例の吸水井の水位と吸込管内の水位との関係
を示す説明図、第３図は本発明に係る第２実施例の概略
構成図、第４Ａ図および第４Ｂ図は第２実施例の吸水井
の水位と吸込管内の水位との関係を示す説明図、第５図
は従来例の概略構成図である。 ｌ・・・吸水井 ３・・・羽根車 ４・・・吸込管 ７・・・吐出弁 １０・・・羽根車入口 １３・・・揚水遮断手段 ２０・・・真空ポンプ ２２・・・真空タンク ＨＷＬ・・・揚水開始水位 ＬＷＬ・・・最低水位 ＩＷＬ・・・吸込管内の水位 Ｈ２・・・揚水開始水位から横軸ポンプが自吸能力で排
水可能な水位まで の高さ 特許出願人　　　株式会社　クボタ １Ｆ！１　　プ ！Ｓ　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）横軸ポンプを設置している吸水井が最低水位から
   揚水開始水位に到達する直前までの間は、真空ポンプの
   作動により真空タンクを負圧化させて保持するか、この
   負圧を羽根車上流吸込管内に作用させて該吸込管内の水
   位を前記吸水井の水位よりも揚水開始水位から横軸ポン
   プが自吸能力で排水可能な水位までの高さに相当して引
   き上げる制御のいずれかを選択して行うとともに、横軸
   ポンプの吐出弁を開弁して気中運転を行い、吸水井の水
   位が揚水開始水位到達時に前記真空タンクの負圧を羽根
   車上流吸込管内に作用させて該吸込管内の水位を瞬時に
   横軸ポンプが自吸能力で排水可能な水位まで引き上げる
   か前記負圧による吸込管内水位の引き上げ停止の制御を
   選択して揚水運転し、かつ吸水井の水位が最低水位より
   も下位に低下したとき揚水遮断手段の開成により羽根車
   入口に空気を導入して気中運転に切替えることを特徴と
   する横軸ポンプの運転方法。