JPH11148499A - 予旋回型吸込み水路に設置される立軸ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新たにに設計・製作する必要のある羽根車の
使用を避けて、既存の羽根車の使用によってハクリの発
生が防止され、流れの乱れ、吸込口内でのロスの増大、
流れの衝突による過荷重や振動などの発生が避けられ、
その破損を確実に防止する。 【構成】 予旋回流Ｙ１が導入される立軸ポンプ１にお
ける羽根車４の上流側の吸込口２内面に複数枚の整流板
１２，１２…を設ける。これら整流板１２，１２…は、
予旋回流Ｙ１の旋回方向に沿って該予旋回流Ｙ１に対向
する流入端部１２Ａと、羽根車４の軸線Ｃ方向に沿って
羽根車４の入口４Ａに対向する流出端部１２Ｂとを有
し、流入端部１２Ａから導入された予旋回流Ｙ１を旋回
方向の流れから徐々に羽根車４の軸線Ｃ方向に沿う軸方
向の流れＹＣに方向転換して流出端部１２Ｂに導く円弧
状の方向転換部１２Ｒを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予旋回型吸込み水
路に設置される立軸ポンプに係り、特に予旋回しながら
羽根車上流側の吸込口に導入された水を、軸線方向の流
れに変換して羽根車の入口に導くことができる機能を備
えた立軸ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明出願人は、雨水排水や灌漑用の大
型立軸ポンプの吸込水路として好適な予旋回型吸込み水
路を特開平８−１０９８９３号公報において提案してい
る。この予旋回型吸込み水路は、図４および図５に示す
ように、天井部６、底部８および両側の側壁７Ａ，７Ｂ
を備えた閉断面構造で水の流れ方向にのび、天井部６に
は立軸ポンプ１の吸込口２に連通する上下方向の吸込孔
３が形成され、この吸込孔３に対向して小径の截頭円錐
形隆起部９が底部８に立設され、吸込口２と吸込孔３お
よび隆起部９の中心Ｐを通り水の流れ方向にのびる第１
の中心線Ｃ１に直交する第２の中心線Ｃ２より奥部に，
天井部６、底部８および両側の側壁７Ａ，７Ｂに連続す
る立壁５が設けられ、第１の中心線Ｃ１の一方の領域の
立壁５の上流端部および一方の側壁７Ａの下流端部を第
１の中心線Ｃ１側に円弧状に膨出して先端１０Ａで合流
させた舌部１０が形成され、この舌部１０の先端１０Ａ
の位置を第１の中心線Ｃ１上の吸込孔３の直上流位置に
設定するとともに、第１の中心線Ｃ１の他方の領域の立
壁５の上流端、すなわち第２の中心線Ｃ２上にある立壁
５と他方の側壁７Ｂとの境界アから舌部１０の先端１０
Ａに至る立壁５の内面の曲率半径を、境界ア先端１０Ａ
にかけて連続的に漸次小さく設定して、第２の中心線Ｃ
２より奥部で截頭円錐形隆起部９と立壁５の間に形成さ
れる円弧状流路１１の断面積を無段階的に縮小した構造
になっている。

【０００３】このように構成された立軸ポンプの予旋回
型吸込み水路では、水の流れは円弧状流路１１の立壁５
の内面に沿い舌部１０に干渉して一方向（羽根車４の回
転方向と同じ方向）に予旋回しながら截頭円錐形隆起部
９に沿って螺旋状に上昇し、吸込孔３を通り吸込口２か
ら立軸ポンプ１に吸込まれるので、上方への急激な方向
転換が避けられ吸込孔３内でのロスを小さくできる。ま
た、第２の中心線Ｃ２より奥側での逆向きの流れが無く
なるため吸込孔３に吸込まれる前のロスも小さくなる。
さらに、円弧状流路１１の断面積が無段階的に縮小され
るので、ここでの流速は漸増することになり、流速急変
によって生じる流れのハクリや損失の増加を回避でき
る。しかも、吸込孔３の全周から略均等に水を吸込むこ
とができるので、吸込みのアンバランスが解消されると
ともに、「よどみ部」が生じるのを抑えて水中渦の発生
を抑制することができる。さらに、吸込水路の水路幅を
縮小して流速を高めることができるので、吸込水路のコ
ンパクト化を図ることができるなどの、多くの優れた効
果を奏することができる。

【０００４】ところで、通常、立軸ポンプ１の羽根車４
は、該羽根車４の軸線Ｃに沿う軸方向の流れが入口４Ａ
に導かれる前提条件で設計されている。このため、図６
および図７に示すように、吸込口２の内面に円周方向等
間隔で複数枚（たとえば４枚）の整流板１２，１２……
を設け、予旋回流を羽根車４の軸線Ｃ方向に沿う軸方向
の流れに方向転換して羽根車４の入口４Ａに導くように
工夫されていることが多い。

【０００５】しかし、吸込孔３および吸込口２に羽根車
４の回転方向と同じ方向の予旋回流が導入されるように
構成した予旋回型吸込み水路に設置される立軸ポンプ１
では、予旋回流が整流板１２，１２……に対して図８の
矢印Ｙ１で示すように斜めに流入する。したがって、図
６および図７に示すような上下方向に真っ直ぐにのびる
整流板１２，１２……が設けられると、整流板１２，１
２……における流入端部１２Ａの裏面では、整流板１
２，１２……に沿った流れにはならず、矢印Ｙ２で示す
ように整流板１２，１２……から離れたハクリが発生
し、このハクリと整流板１２，１２……の流入端部１２
Ａの間のよどみ部に矢印Ｙ３で示すような渦流が生じ
て、ハクリ部より下流側の流れを乱すことになる。その
結果、吸込口２内でのロスが増大するとともに、流れの
衝突による過荷重や振動などが発生して整流板１２，１
２……を破損させるおそれを有している。

【０００６】このため、予旋回型吸込み水路に設置され
る立軸ポンプ１では、整流板１２，１２……の使用を省
略して、入口４Ａに予旋回流が導かれる前提条件で羽根
車４を設計することが考えられる。しかし、この場合、
既存の羽根車４をそのまま使用することはできず、予旋
回型吸込み水路にマッチした羽根車４を新たに設計・製
作する煩雑な作業が必要になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】予旋回型吸込み水路に
設置される立軸ポンプにおいて、入口に予旋回流が導か
れる前提条件で新たに設計・製作する必要のある羽根車
の使用を避けて、既存の羽根車の使用を可能にするため
に、吸込口の内面に上下方向に真っ直ぐにのびる整流板
を設けると、整流板における流入端部の裏面にハクリが
発生して、このハクリ部より下流側の流れを乱すことに
なり、吸込口内でのロスが増大するとともに、流れの衝
突による過荷重や振動などにより整流板を破損させるお
それを有している。そこで、本発明は、入口に予旋回流
が導かれる前提条件で新たに設計・製作する必要のある
羽根車の使用を避けて、既存の羽根車を使用してもハク
リの発生が防止され、流れの乱れおよび流れの乱れによ
って生じる吸込口内でのロスの増大が回避されるととも
に、流れの衝突による過荷重や振動などの発生を避ける
ことで、整流板の破損を確実に防止することができる予
旋回型吸込み水路に設置される立軸ポンプを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る予旋回型吸込み水路に設置される立軸
ポンプは、一方向の予旋回流を発生させるように構成し
た予旋回型吸込み水路に設置される立軸ポンプにおい
て、前記予旋回流が導入される立軸ポンプの羽根車上流
側の吸込口内面に、予旋回流の旋回方向に沿って予旋回
流に対向する流入端部と、前記羽根車の軸線方向に沿っ
て羽根車の入口に対向する流出端部とを有し、前記流入
端部から導入された予旋回流を旋回方向の流れから徐々
に前記羽根車の軸線方向に沿う軸方向の流れに方向転換
して前記流出端部に導く円弧状の方向転換部を備えた整
流板が設けられていることを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、整流板の流入端部は予旋
回流の旋回方向に沿って予旋回流に対向しているので、
予旋回流は整流板における流入端部の表裏両面に沿って
ハクリすることなく流れたのち、円弧状の方向転換部に
より徐々に前記羽根車の軸線方向に沿う軸方向の流れに
方向転換されて、羽根車の軸線方向に沿って羽根車の入
口に対向する流出端部から軸方向の流れになって流出し
羽根車の入口に導入される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は縦断側面図、図２は図１
のＡ−Ａ線断面図である。なお、前記図４ないし図７で
説明した従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号
を付して詳しい説明は省略する。図１および図２におい
て、立軸ポンプ１における羽根車４の上流側の吸込口２
の内面には、円周方向等間隔で複数枚（たとえば４枚）
の整流板１２，１２……が設けられている。

【００１１】これら羽根車１２，１２……のそれぞれ
は、図３に示すように、予旋回流Ｙ１の旋回方向に沿っ
て該予旋回流Ｙ１に対向する流入端部１２Ａと、羽根車
４の軸線Ｃ方向に沿って該羽根車４の入口４Ａに対向す
る流出端部１２Ｂとを有し、流入端部１２Ａから導入さ
れた予旋回流Ｙ１を旋回方向の流れから徐々に羽根車４
の軸線Ｃ方向に沿う軸方向の流れＹＣに方向転換して流
出端部１２Ｂに導く比較的大きい曲率半径Ｒをもつ円弧
状の方向転換部１２Ｒを備えた二次元案内羽根によって
なる。

【００１２】前記構成において、各整流板１２，１２…
…の流入端部１２Ａは予旋回流Ｙ１の旋回方向に沿って
該予旋回流Ｙ１に対向しているので、予旋回流Ｙ１は整
流板１２，１２……の流入端部１２Ａに沿って流入す
る。このため、従来の整流板１２，１２……のように、
流入端部１２Ａの裏面においてハクリが発生することは
なく、流入端部１２Ａの表裏両面に沿って流れたのち、
円弧状の方向転換部１２Ｒにより徐々に羽根車４の軸線
Ｃ方向に沿う軸方向の流れＹＣに方向転換されて、羽根
車４の軸線Ｃ方向に沿って該羽根車４の入口４Ａに対向
する流出端部１２Ｂから軸方向の流れＹＣになって流出
し羽根車４の入口４Ａに導入されることになる。

【００１３】このように、ハクリを発生させることな
く、予旋回流Ｙ１を軸方向の流れＹＣに変換して流出さ
せ、羽根車４に導入することができるので、従来の整流
板１２，１２……においてみられたよどみや渦流Ｙ３は
全く生じない。したがって、流れの乱れがなくなるの
で、流れの乱れによって生じる吸込口２内でのロスの増
大が回避されるとともに、流れの衝突による過荷重や振
動などの発生を避けることで、整流板１２，１２……の
破損を確実に防止することができる。その結果、入口に
予旋回流が導かれる前提条件で新たに設計・製作する必
要のある羽根車の使用を避けて、既存の羽根車４の使用
が可能になるから、予旋回流Ｙ１が導かれる前提条件で
羽根車４を新たに設計・製作する煩雑な作業が不要にな
る。

【００１４】なお、前記実施の形態では、４枚の整流板
１２，１２……を設けていいるが、整流板１２，１２…
…の枚数は４枚にのみ限定されるものではなく任意であ
る。また、二次元案内羽根を用いているが、二次元案内
羽根に限らず三次元案内羽根を用いてもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、整流板
の流入端部が予旋回流の旋回方向に沿って予旋回流に対
向しているので、予旋回流は整流板における流入端部の
表裏両面に沿ってハクリすることなく流れたのち、円弧
状の方向転換部により徐々に前記羽根車の軸線方向に沿
う軸方向の流れに方向転換されて、羽根車の軸線方向に
沿って羽根車の入口に対向する流出端部から軸方向の流
れになって流出し羽根車の入口に導入される。このた
め、従来の整流板のように、流入端部の裏面においてハ
クリが発生することはなく、流入端部の表裏両面に沿っ
て流れたのち、円弧状の方向転換部により徐々に羽根車
の軸線方向に沿う軸方向の流れに方向転換されて、羽根
車の軸線方向に沿って該羽根車の入口に対向する流出端
部から軸方向の流れになって流出し羽根車の入口に導入
されることになるので、従来の整流板においてみられた
よどみや渦流は全く生じない。したがって、流れの乱れ
がなくなるので、流れの乱れによって生じる吸込口２内
でのロスの増大が回避されるとともに、流れの衝突によ
る過荷重や振動などの発生を避けることで、整流板の破
損を確実に防止することができる。その結果、入口に予
旋回流が導かれる前提条件で新たに設計・製作する必要
のある羽根車の使用を避けて、既存の羽根車の使用が可
能になるから、予旋回流が導かれる前提条件で羽根車を
新たに設計・製作する煩雑な作業が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線縦断側面図である。

【図３】本発明に係る整流板の一実施の形態を拡大して
示す説明図である。

【図４】吸込水路の横断平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線縦断側面図である。

【図６】従来の整流板を備えた立軸ポンプの側面図であ
る。

【図７】図６のＣ−Ｃ線縦断側面図である。

【図８】従来の整流板を拡大して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 立軸ポンプ ２ 立軸ポンプの吸込口 ４ 羽根車 ４Ａ 羽根車の入口 １２ 整流板 １２Ａ 流入端部 １２Ｂ 流出端部 １２Ｒ 円弧状の方向転換部 Ｃ 羽根車の軸線 Ｙ１ 予旋回流 ＹＣ 軸方向の流れ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方向の予旋回流を発生させるように構
   成した予旋回型吸込み水路に設置される立軸ポンプにお
   いて、前記予旋回流が導入される立軸ポンプの羽根車上
   流側の吸込口内面に、予旋回流の旋回方向に沿って予旋
   回流に対向する流入端部と、前記羽根車の軸線方向に沿
   って羽根車の入口に対向する流出端部とを有し、前記流
   入端部から導入された予旋回流を旋回方向の流れから徐
   々に前記羽根車の軸線方向に沿う軸方向の流れに方向転
   換して前記流出端部に導く円弧状の方向転換部を備えた
   整流板が設けられていることを特徴とする予旋回型吸込
   み水路に設置される立軸ポンプ。