JPH0523975Y2

JPH0523975Y2 -

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Publication number: JPH0523975Y2
Application number: JP4637987U
Authority: JP
Priority date: 1987-03-28
Filing date: 1987-03-28
Publication date: 1993-06-18
Anticipated expiration: 2002-03-28
Also published as: JPS63154793U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、排水ポンプ機場におけるエンジン、
減速機あるいは自家発電装置に使用する冷却水の
冷却器に関するものである。

（従来の技術）従来、排水ポンプ機場のエンジン、減速機は、
第４図〜第６図に示すように、排水ポンプ１の吐
出管２の間に冷却器３を設け、吐出管２を通過す
る排水によつてその冷却水を冷却するようにして
いる。そして、前記冷却器３は、ケーシング４内
に直線状の冷却管５を前記吐出管２と平行に、か
つ、同心円上に複数本配置するとともに、冷却管
６の両端を冷却水供給口８と冷却水排水口９とを
別個に備えた仕切室７に接続し、冷却水を排水に
より冷却する。

そして、一般に、この種の冷却器３は、冷却管
５の中心を通るピツチ円の直径Ｃを吐出管２の内
径Ｄよりも大きくし、冷却管５を吐出管２の内径
Ｄよりも外周に設けてある（例えば、特開昭59−
56087号公報あるいは実開昭59−144368号公報）。

これは、排水ポンプ１からの排水中に含まれた
布、ビニール等のゴミが冷却管５に引つ掛かつた
り、木切れ等の衝突により冷却管５が損傷するの
を避けることの他に、冷却器３によつて排水の主
流に与える圧損を極力小さくするということを目
的としていた。

すなわち、一般に、洪水や高潮対策に使用され
る排水ポンプ１の全揚程は、数ｍから十数ｍの範
囲で規格化されており（例えば、建設機械化協会
の揚排水ポンプ設備技術基準）、冷却器３による
圧損が過大であると、この規格に適合できなくな
る恐れがあること、及び圧損の増加が直ちにポン
プ駆動力の増加につながり、不経済となるためで
ある。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、前記従来の冷却器では、冷却管５を
収めたケーシング４の内径も吐出管２の内径Ｄよ
り大きくなる。このため、ポンプ運転中にポンプ
吸込口から侵入した空気が冷却器３のケーシング
４の頂部に溜まり、この空気部分に冷却管５の一
部が露出し、それにより冷却器３の冷却能力が低
下するという問題点があつた。

また、通常、このような排水ポンプ１は、運転
中サイホンを形成し、その頂部の圧力は大気圧以
下の負圧となることが多いため、冷却器３のケー
シング４の頂部に溜まつた空気を排気するために
は、別に真空ポンプ等の設備を必要とした。

さらに、冷却管５は主流の外周で主流が直接衝
突しない位置に設けられていたが、冷却管５が主
流から離れる程、冷却効果は低下する傾向にあ
る。

そこで十分な冷却効果を得るためには、冷却管
５の長さを長くするか、本数を増加して伝熱面積
を増加することが必要となり、この結果ケーシン
グ４（すなわち、冷却器３）が大型化するという
問題点を有していた。

そして、この種の冷却器３の冷却管５の外表面
での伝熱性能を表す管外熱伝達係数は、管外の平
均流速Ｖの約0.8乗に比例することが経験的に知
られているが（例えば、日本機械学会論文集No.
833−２）、ケーシング４の径を大きくすること
は、前記の管外平均流速Ｖを下げ管外熱伝達係数
を下げるため、更に大きな伝熱面積が必要となり
ケーシング４が大型化するという悪循環に陥つて
いたわけである。

（問題点を解決するための手段）本考案は、前記問題点を解決するために、前記
形式の冷却器において、冷却管５の中心を通るピ
ツチ円の直径Ｃを、吐出管２の内径Ｄより小さ
く、かつ、吐出管２の内径Ｄから冷却管５の外径
Ｅを引いた寸法よりも大きく構成したものであ
る。

（実施例）つぎに、本考案に係る冷却器の実施例を第１図
ないし第３図を参照して以下に説明する。

第２図は、前記従来の冷却器３において、冷却
管５の中心を通るピツチ円の直径Ｃを吐出管２の
内径Ｄよりも冷却管５の外径Ｅだけ小さくなるよ
うに冷却管５を配置した例であり、また、第３図
は前記ピツチ円直径Ｃを吐出管内径Ｄよりもわず
かに小さくした例である。

このように構成すると、ケーシング４の頂部に
空気が溜まつた場合、水面は吐出管２の上端の位
置まで低下するが、前記ケーシング４の頂部付近
の冷却管５の一部表面がわずかに空気中に露出す
る程度である。実際に排水ポンプ１を運転してい
る状態では、水面は水流により不規則に波打つて
おり、冷却管５の空気中への露出はより小さくな
り冷却効果の低下は無視できる程度となる。

また、冷却器３のケーシング４の内径を小さく
できるので、管外平均流速Ｖの低下も小さく、前
記管外熱伝達係数が高められる結果、冷却管５の
長さ、本数を小さくでき冷却器３全体をコンパク
トにまとめることが可能となり、製作コスト、設
置スペースの点で有利となる。

一方、冷却器３が主流に与える圧損について
は、冷却管５の集合部である仕切室７の内径を
ｄ、吐出管２の内径をＤとしてweisbachの管内
オリフイスの実験式を適用して近似的に求めるこ
とができ、次のように表される。

HL＝ＫVo²／2G ここで、HL：仕切室１個が排水主流に与える
圧損、Ｋ：抵抗係数、 Vo：吐出管部における平均流速、Ｇ：重力加速度、を示す。

すなわち、冷却管５の外径Ｅを適当に選べば、
前記仕切室７の内径ｄを0.9D以上にすることは
可能であり、この結果、weisbachの実験より抵
抗係数Ｋの値は0.3以下となり、冷却器３全体の
圧損は、従来構造のものに比べて２倍以内と十分
小さく抑えることができる。

また、冷却管５は両端を固定している仕切室
７，７に挟まれ、主流が直接衝突しない位置にお
かれているため、木切れ等の衝突による損傷の危
険は小さく、かつ、管外流速が速いので、布やビ
ニール等のゴミが冷却管５にからみつく可能性も
小さく、これらの点で従来構造に劣ることはな
い。

（考案の効果）以上の説明で明らかなように、本考案によれ
ば、冷却管の中心を通るピツチ円直径Ｃが、吐出
管の内径Ｄよりわずかに小さくなるように冷却管
を配置することにより、冷却器のケーシングの頂
部に空気が溜まつた状態でも、冷却管の空気中へ
の露出による冷却効果の低下は無視できる程度に
抑えられ、またケーシングの内径が小さくできる
ことから、従来構造に比べて冷却管の管外平均流
速Ｖの低下は小さく、管外熱伝達係数が高められ
る結果、冷却管の長さ、本数を小さくでき、冷却
器全体をコンパクトにまとめることが可能とな
る。

従つて、製作コスト、設置スペースの点で有利
となる。

一方、従来の構造の特徴であつた主流に与える
圧損が小さい点については、本考案による構造の
場合の圧損は、従来構造のものに比べ２倍以内と
十分小さく抑えられる。また、冷却管へのゴミの
からみつきや、木切等の衝突に対しても従来構造
と同等の耐久性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる冷却器の断面図、第２
図および第３図は第１、第２実施例の第１図にお
けるＡ−Ａ線断面図、第４図は本考案における冷
却器の適用例を示す図、第５図は従来の冷却器の
断面図で、第６図は第５図のＢ−Ｂ線断面図であ
る。１……排水ポンプ、２……吐出管、３……冷却
器、４……ケーシング、５……冷却管、７……仕
切室。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

排水ポンプの吐出管の間に設けたケーシング内
に、直線状の冷却管を前記吐出管と平行に、かつ
同心円上に複数本配置するとともに、冷却管の両
端を仕切室に接続し、仕切室から供給した冷却水
を区画板により冷却管内を蛇行させて揚水により
冷却する冷却器において、前記冷却管の中心を通
るピツチ円の直径Ｃを、吐出管の内径Ｄより小さ
く、かつ吐出管の内径Ｄから冷却管の外径Ｅを引
いた寸法よりも大きく構成したことを特徴とする
冷却器。