JPH09228980A - 先行待機型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先行待機型ポンプにおいて、気水運転、揚水
運転等の運転モードを円滑に切り換えることができるよ
うにする。 【解決手段】 立軸先行待機型ポンプの羽根車のケーシ
ングに、羽根車の下方の側壁に通孔を設け、その通孔
に、他端が大気中に開口した逆Ｕ字状の吸気管の基端を
接続するとともに、その吸気管の頂部にブリーザーバル
ブを設け、さらに、そのブリーザーバルブの下方位置に
吸気管の左右の脚管を連結するバイパス管を設け、その
バイパス管に電動弁を設け、その電動弁を前記ポンプの
最低吸水位面以下に設けた水位計に連結した。水槽の水
位が最低水位近傍に達するとブリーザーバルブの吸気に
加えて電動弁から、吸気し、ポンプの揚水量を絞って運
転状態を気水運転、ホールド運転等の運転モードに円滑
に切り換えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、急激な出水等に
対応できるように設置した先行待機型ポンプの運転装置
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の先行待機型のポンプは、種々の
ものが排水場等に設置されている。実公平６−２３７５
７、特開昭６３−１３４８９７はその例である。これら
のものは、羽根車の吸込部を形成するケーシングの側壁
に通孔を設けてこの通孔に吸気管を接続してピット内の
水位が低下したとき、羽根車に吸気させて羽根車を空転
させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ピット内の
水位が低下したとき、ピット内に生ずる渦流や気水混合
水による羽根車の振動騒音を防止するようにしたもので
あるが、この場合、吸気させる水位を設定することがむ
つかしい。特に、洪水等による突然の出水時には、ピッ
ト内の水位の変動が激しく、ポンプ自体排水運転、気水
運転、空運転と運転モードを変化させなければならず、
その運転制御は困難である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、ピット内の
水位と羽根車室の圧力差とを利用して、吸気管を流れる
吸気量を調節して羽根車室に吸気させ、急激な圧力変動
に応じて、その運転モードを円滑に切り換え、振動や駆
動機への負荷の変動を緩和したものである。すなわち、
この発明の要旨とするところは、立軸ポンプの羽根車の
下方のケーシング側壁に通孔を設け、その通孔に一端が
接続され、その他端の吸気口が上記羽根車の上方の位置
において大氣中に開口する逆Ｕ字状の吸気管を設け、そ
の逆Ｕ字状の吸気管の項部に、羽根車の下方のケーシン
グ内の圧力に応動して開閉するブリーザーバルブを設
け、さらに、吸気管には、該吸気管の一対の脚管を連結
するバイパス吸気路を設け、そのバイパス吸気路に電動
弁を設け、その電動弁を上記立軸斜流ポンプの吸水最低
水位以下において開閉するようにしたものである。

【０００５】上記吸気管で吸引する空気量は、設置する
ポンプの大きさ、水槽の大きさによって異なるが、ブリ
ーザー弁および電動弁の吸込後位側にバタフライ弁等の
流量を調節できる弁を設置することによって、水槽やポ
ンプの大きさに応じて適切な吸気路を形成するようにし
ている。

【０００６】また、電動弁を作動させる水位計は、ポン
プの吸水最低水位面とホールド運転水位面との間に設置
することが好ましいが、吸水最低水面よりも上位に設け
て、水位が吸水最低水位に到達する以前にブリーザーバ
ルブからの吸気を補助するようにしてもよい。

【０００７】

【発明の実施形態】この発明は、上述のように構成して
あり、水槽内の水が極く小量で水位が低い場合には、羽
根車の下方の室と外気とは連通している。このとき、ブ
リーザーバルブは閉止し、電動弁も閉止している。この
状態でポンプを始動するとベルマウスの下面から空気を
吸入し、揚水されず、空運転である。

【０００８】次に、この状態で水槽内に水が流入し、水
位が次第に上昇すると羽根車によって水槽内の水を吸入
するとともに、羽根車の下方のケーシング内の圧力と大
気圧との間に圧力差が生じてブリーザーバルブから外気
を吸引し、空運転から気水混合運転に移行する。

【０００９】一方、上述の水位の上昇は、電動弁に連結
した水位計によって検知され、その信号によって電動弁
が開いて、バイパス吸気路にも外気が流れる。従って、
羽根車の下方のケーシング内に空気が充満し、吸水する
ことなく、羽根車の上方に揚水を保持したいわゆるホー
ルド運転状態となる。然しながら、水槽の水位がなおも
上昇することで、ブリーザーバルブが閉止して通常の揚
水運転状態となる。

【００１０】なお、電動弁を作動させるための水位計を
設置する部位は、設置ポンプの最低吸水位面から吸水管
の外気への開口部までの間に設けるもので、その位置
は、設置ポンプの大きさや水槽の容量等によって決定さ
れるものである。また、ブリーザーバルブおよび電動弁
の吸込後位側に設けた手動開閉弁は、吸気管内の空気の
流量を調節するもので、設置ポンプの大きさや水槽の容
量等に合わせて予め設定されるものである。

【００１１】また、前述の水位がさらに上昇して通常の
揚水運転となったときには、ブリーザーバルブは吸気管
の先端が水没することで閉止し、電動弁は、水位が吸気
管の吸気口を越えたところで水位計の信号によって閉止
するものである。

【００１２】上述の説明で明らかなように、電動弁は、
ブリーザーバルブの作動範囲内すなわち、水位が羽根車
の吸水最低水位から羽根車のホールド水位との間におい
て、ブリーザーバルブの吸気量を補助して気水運転、ホ
ールド運転、揚水運転とポンプの運転モードを円滑に移
行させることができるものである。以下、図面に基づい
てこの発明を具体的に説明する。

【００１３】

【実施例】図１は、水槽１に設置した立軸ポンプ２の要
部の模式図であり、図中、符号３は羽根車、４は羽根車
３のケーシングの下部に設けたベルマウス、５はベルマ
ウスの側壁の通孔に基部を接続した吸気管である。

【００１４】この吸気管５は、ポンプ２に沿って立上ら
せてその先端を下方に曲げて逆Ｕ字状に形成してあり、
その先端は大気中に開口させてある。そして、この吸気
管５には、その項部にベルマウス４内の圧力変動に応じ
て開閉するブリーザーバルブ６と、この吸気管５の左右
の脚管５ａおよび５ｂを連結するバイパス管５ｃが設け
てあり、このバイパス管５ｃには、水槽１内の水位に対
応して開閉する電動弁７が設けてある。

【００１５】この電動弁７は、上記ポンプ２のホールド
水位Ｈ１近傍から、羽根車３が吸気を開始する水位Ｈ２
の間に設けた水位計８に連結してあり、この水位間では
開口し、この水位間以外では閉止するように水位計８に
連動連結してある。

【００１６】また、前述のブリーザーバルブ６および電
動弁７の吸気後位側には、それぞれ手動の開閉弁９が設
けてある。この開閉弁９は、吸気管５のブリーザーバル
ブ管路および電動弁回路をそれぞれ調節するために設け
たものであり、これらの開度は、水槽１の容量やポンプ
２の大きさ等を基にして予め設定するものである。

【００１７】次に、この発明に係る装置の作用を説明す
る。図２〜図４は、この発明に係るポンプが出水に対し
て揚水のために先行待機している状態を模式的に示すも
ので、図２の状態では、水槽１内の水位ｈ１がポンプが
吸水を開始する最低水位（ＬＷＬ）よりもはるかに低
く、羽根車３を駆動しても気中運転で揚水は行なわれ
ず、出水による水槽１内の水位上昇を待つ状態であり、
この状態では始動しても空運転である。

【００１８】図２の状態から入水して水槽１内の水位ｈ
１が図３のように上昇すると、ベルマウス４の下面開口
から吸水して揚水が始まる。然しながら、水槽１の水位
が最低水位（ＬＷＬ）以下では吸気管５から吸気して気
水混合運転となる。この状態を図３に示している。

【００１９】そして、水槽１内の水位がさらに高くな
り、吸水最低水位（ＬＷＬ）を越えると、ベルマウス内
は、その下面からの吸引水で満されて通常の排水運転と
なる。このとき、吸気管５の他端は水槽水で閉止される
とともに、電動弁７も水位の上昇によって水位計に連動
して閉止している。この状態を図４に示している。

【００２０】すなわち、先行待機運転とは、洪水のとき
のように急激な増水が水槽１に流入するのが予測された
ときに、予め排水ポンプを空運転から開始し、排水運転
をするものであって、急激な出水のためにポンプ操作室
等が水没等するのに備えるものである。

【００２１】以上は、急激な出水に備えての先行待機運
転についての説明であるが、上述のような急激の出水
は、天候の異変等で発生し、通常増減を繰り返すもので
あるが、この発明に係る装置は、出水量の増減に対応し
て好適な排水作業ができるものである。これを図５〜図
９に基づいて説明する。

【００２２】図５は、前述のようにして水槽内の水位が
通常の吸水位ｈ３に復帰して通常運転の状態を示してい
る。この状態から水槽１への流入量が減少し、最低水位
（ＬＷＬ）よりも下るとブリーザーバルブ６が開口して
ベルマウス内に外気を吸入して気水が混合した揚水運転
となる。これを図６に示す。

【００２３】そして、水槽１の水位がさらに下ると、そ
の水位が水位計８によって検知されて電動弁７が開口し
て、ブリーザーバルブ６からの空気とともにベルマウス
内に流入して羽根車３の下方に空気溜Ａが生じて揚水が
停止する。これを図７に示す。すなわち、羽根車室およ
び揚水管に揚水をホールドした状態で運転を継続する。

【００２４】このホールド運転状態は、出水が止る等し
て水位の上昇がなければ継続しているが長時間経過する
と羽根車３とケーシングとの障間から落水するものであ
り、増水の危険性がないと予測されたときには羽根車３
を停止させるものである。

【００２５】然しながら、大雨に洪水等で水槽１への流
入水が変動し、増水が予測されるときには、ホールド運
転状態を放置しておくことによって、再び水槽１の水位
が上昇するにつれて図８および図９に示すように、吸気
管５から吸気して気水混合運転を経て通常の排水運転と
することができるものである。すなわち、この発明に係
るポンプは、洪水等が予測されたとき出水前にポンプ始
動して出水に備え、以後も水槽への流入水の増減に対応
してポンプを停止することなく、排水作業ができるもの
である。

【００２６】ホールド運転状態から水槽の水位が低下し
たときのポンプの作動状態は前述した通りであり、この
ようにしてこの発明に係る装置は、洪水等による水槽の
水位の上下に応じて先行待機運転から気水混合運転、ホ
ールド運転、通常運転と自動的に切り換えての運転が可
能であり、特に、気水混合運転からホールド運転に切り
替わるときには、ブリーザーバルブ６に加えて電動弁７
を設けたので、ブリーザーバルブ６からの吸気を助けて
ベルマウス内に適切な時期に所定量の空気を給送するこ
とができて、適確に運転モードを切り換えることがで
き、従来、この種、先行待機型ポンプにおいて、水槽内
の水位の上下に基づて気水運転とホールド運転との運転
状態の切換時に生じた振動や駆動機に及ぼす弊害を防止
することができるものである。

【００２７】なお、ブリーザーバルブ６および電動弁７
に付設した開閉弁９は、それぞれ、吸気管５内を流れる
空気量を調節することができるものであって、ポンプの
大きさや水槽１の容量等に合わせて最適の吸引空気量を
設定するのに役立つものである。

【００２８】また、この発明によれば、図１０に示すよ
うに一つの水槽内に複数台のポンプを設置した場合、各
ポンプの吸気管にそれぞれ設けた電動弁を作動させる水
位をそれぞれ異ならせておくと、各ポンプの作動、すな
わち、気水運転とホールド運転を個別に制御でき、水槽
への入水量の変動に応じて全ポンプを作動させることな
く、入水量に適応するポンプのみを作動させて経済的な
排水運転をすることができる。

【発明の効果】このように、この発明に係る装置は、先
行待機型ポンプにおいて、水槽内に流入する水量の急激
且つ頻繁な変動に対応してポンプの運転モードを円滑に
切り換え、従来運転モードの変換時に生じた振動等の弊
害を防止し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る先行待機型ポンプを設置した状
態の模式側面図である。

【図２】同じく、その気中運転状態の模式側面図であ
る。

【図３】同じく、その気水混合運転状態の模式側面図で
ある。

【図４】同じく、その通常運転状態の模式側面図であ
る。

【図５】同じく、通常運転状態の模式側面図で水槽の水
位が低下しつつある状態を示している。

【図６】同じく、気水混合運転状態の模式側面図で、排
水量が低下しつつある状態を示している。

【図７】同じく、ホールド運転状態の模式側面図であ
る。

【図８】同じく、気水混合運転状態の模式側面図で、水
槽の水位が上昇しつつある状態を示している。

【図９】同じく、通常運転状態の模式側面図で、水槽の
水位が高くなつた状態を示している。

【図１０】この発明に係るポンプを水槽に複数台設置し
た状態の概略の側面図である。

【符号の説明】

１ 水槽 ２ 立軸ポンプ ３ 羽根車 ４ ベルマウス ５ 吸気管 ５ａ 脚管 ５ｂ 脚管 ５ｃ バイパス管 ６ ブリーザーバルブ ７ 電動弁 ８ 水位計 ９ 開閉弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立軸斜流ポンプ２の羽根車３の下方のケ
   ーシング側壁に通孔を設け、その通孔に基端が接続さ
   れ、その他端が上記羽根車３よりも上方の位置において
   大気中に開口する逆Ｕ字状の吸気管５を設け、その逆Ｕ
   字状の吸気管５の頂部に羽根車３の下方におけるケーシ
   ング内の圧力変化に応動して開閉するブリーザーバルブ
   ６を設け、さらに、吸気管５には、該吸気管５の一対の
   脚管５ａ、５ｂを連結するバイパス吸気路５ｃを設け、
   そのバイパス吸気路５ｃに電動弁７を設け、その電動弁
   ７を上記立軸斜流ポンプ２を設置した水槽１の水位計８
   に連結して、その水位が立軸斜流ポンプ２の吸水最低水
   位以下において開閉するようにしてなる先行待機型ポン
   プ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動弁７が、上記立軸斜
   流ポンプ２の吸水最低水位面とホールド水位面との間に
   おいて水槽１に設けた水位計８に連結してある先行待機
   型ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のブリーザーバルブ６およ
   び電動弁７の通気後位側にそれぞれ手動開閉調節弁９を
   設けてなる先行待機型ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１記載の逆Ｕ字状の吸気管５の他
   端が水槽１の最低吸水水位面近傍で開口させてある先行
   待機型ポンプ。