JP2889306B2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、吸水槽内に設置される立軸ポンプに係り、
特に、吸水槽内の水位低下時においても揚水運転を可能
とし、例えば降雨時の出水を排水するために行なわれる
先行待機運転を実施するのに好適であり、平常時におけ
るポンプの管理運転も容易な立軸ポンプに関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来のこの種の立軸ポンプは、特開昭63−90697号公
報に記載されているように、ポンプ没水時の水位がこれ
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僅かに上方位置に羽
根車を設け、上記最低水位レベルに相当する水位より低
い水位になったとき、真空破壊により空転状態とし、落
水させて排水運転ができないようにしたものがある。

また、従来の他の立軸ポンプとしては、実開昭63−15
0097号公報に記載されているように、吸水槽水位より低
いところに羽根車を位置させ、羽根車の入口付近に外部
に通じる貫通穴を設け、該貫通穴は管と接続され、該管
の他端は、吸水槽内の、前記羽根車が水没するレベル付
近に開口部を設けるものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 通常、降雨情報などに基づいて先行待機運転を行うに
は、吸水槽や管渠の貯留効果が増大することから、出来
る限り低い水位で、排水運転ができることが望ましく、
かつ、吸水槽の水位レベルに応じ適切な流量とすること
が、渦防止や吸水槽のサージ現象に有効で、ポンプの安
定な運転ができる。

また、ポンプの排水量が減ってポンプの低流量域の運
転となったときにも、振動，騒音が増大しないことが求
められている。

しかし、上記従来技術においては、いずれの場合も、
吸気しながら排水運転を行なっているときに、ポンプの
低流量域運転において羽根車入口に発生する逆流の影響
について配慮されていなかった。

すなわち、逆流が発生する流量域においては、いずれ
の従来技術の場合にも、羽根車下方に設けられた吸気孔
に逆流が達する可能性があり、逆流により吸気状態が不
安定になることが考えられる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、羽根車入口に発生する逆流を抑制し、十
分で安定した吸気が得られ、吸気しながら排水運転をす
る場合の振動も低減できる立軸ポンプを提供すること
を、その目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の立軸ポンプに係
る第１の発明の構成は、ポンプ運転中の水位が、それ以
下ではポンプケーシングの吸込ベルマウスから空気を吸
込んでしまう、最低水位レベルに相当する位置より下方
に羽根車を配設し、この羽根車の下方のポンプケーシン
グに当該ポンプケーシング内壁面に開口する複数個の吸
気孔を設け、この吸気孔に一端を接続するとともに他端
をポンプ吸水槽の最高水位より高いレベルにて大気に開
放させた吸気管を備えた立軸ポンプにおいて、前記羽根
車と前記吸気孔との間のポンプケーシング内壁面上に、
前記羽根車からの逆流を防止するため複数個の旋回防止
板を設けたものである。

また、上記目的を達成するために、本発明の立軸ポン
プに係る第２の発明の構成は、ポンプ運転中の水位が、
それ以下ではポンプケーシングの吸込ベルマウスから空
気を吸込んでしまう、最低水位レベルに相当する位置よ
り下方に羽根車を配設し、この羽根車の下方のポンプケ
ーシングに当該ポンプケーシング内壁面に開口する複数
個の吸気孔を設け、この吸気孔に一端を接続するととも
に他端をポンプ吸水槽の最高水位より高いレベルにて大
気に開放させた吸気管を備えた立軸ポンプにおいて、前
記羽根車と前記吸気孔との間のポンプケーシング内壁に
内径を狭める絞り部を形成し、前記吸気孔が前記絞り部
より下方に位置するようにしたものである。

［作用］ 上記技術的手段により、旋回流れが旋回防止板に達す
ると、流れが旋回防止板に衝突することにより旋回流れ
のエネルギーが失われ、したがって、旋回防止板の下方
に設けた吸気孔へは逆流が到達しなくなり、あるいは到
達しても逆流のエネルギーは著しく減少しているため、
逆流による吸気の不安定はなくなり、振動が抑制され
る。

なお、参考までに、第２図および第３図を参照し、本
発明の作用の具体例を以下、詳細に説明する。

一般に、ポンプケーシングに吸気孔を設け、吸気をし
ながら排水運転をする場合、吸気孔はポンプ羽根車に近
接して設けられているため、羽根車からの旋回している
逆流の影響を受け、吸気孔位置の圧力が不安定となるた
め、吸気量が安定せず振動が発生することが知られてい
る。

そこで、吸気孔の位置まで、逆流が及ばないようにす
ることで吸気を安定させることが必要となる。

第１の発明では、第２図に示すように、羽根車１とポ
ンプケーシング内壁面に開口する吸気孔９との間のポン
プケーシング２の内壁面上に旋回防止板13を設けること
により、低流量域において、ポンプケーシング内壁側に
発生する、羽根車入口から上流に向かい、また羽根車へ
戻る矢印の如き循環を形成する逆流が持つ旋回成分を抑
制するようにしたので、逆流による吸気孔位置の圧力の
不安定が防止され、吸気量が安定し、羽根車の負荷変動
が抑制され、振動の少ない安定した運転を行うことがで
きる。

また、第２の発明では、第３図に示すように、羽根車
１とポンプケーシング内壁面に開口する吸気孔９との間
で、ポンプケーシング内壁より内径を狭める絞り部14を
形成することで、低流量における逆流が羽根車入口の上
流側に及ぶ範囲を限定し、それより下方に吸気孔を設け
ることにより、逆流の影響が吸気孔に及ぶことを防ぎ、
第１の発明の旋回防止板のときと同様な理由で振動の少
ない安定な運転を行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の各実施例を第１図、第４図ないし第７
図を参照して説明する。

第１図は、本発明が適用される立軸ポンプの略示構成
図、第４図は、本発明（第１の発明）の一実施例に係る
羽根車入口側の要部縦断面図、第５図（ａ）は、第４図
のＺ−Ｚ線矢視図、第５図（ｂ）は、第４図のＸ線矢視
図である。

まず、第１図において、羽根車１を内部に装備したポ
ンプケーシング２の下方向にポンプケーシングの一部を
構成する吸込ベルマウス３が接続され、かつ、上方側に
は、ポンプケーシングの一部を構成する揚水管５、吐出
エルボ６が接続され、立軸ポンプを構成している。

吐出エルボ６の吐出側には吐出管７および吐出弁８が
配設されている。また、羽根車１の少し下方には、ポン
プケーシング２の内壁面上に開口した複数個（図では４
個）の吸気孔９が穿設され、この吸気孔９と連結して吸
気管10が設けられ、さらに吸気管10に吸気量調整弁11が
設けられ、吸気管10の吸込口12が吸水槽20内の、最高水
位（HWL）より高い位置に設置されており、これらによ
り流量制御装置が構成されている。

吸気孔９は、従来の最低水位レベル、すなわち、この
水位以下では吸込ベルマウス３の下端から空気を吸い込
んでしまう、ポンプ固有の最低水位レベルWL1において
該吸気孔９から吸気されない位置に設けられている。第
１図では羽根車１上部から距離ｌの位置に設けられてい
る。

第４図および第５図は、第１の発明の１実施例を示す
もので、第１図における吸気孔９の近傍を示す詳細図で
ある。

羽根車１の入口近傍のポンプケーシング２には、ケー
シング内壁面上に開口する複数個の吸気孔９と、その吸
気孔９の上部（ほぼ真上，下流側）のポンプケーシング
内壁面に、羽根車１の入口近くまで達するほぼ矩形状の
複数個の旋回防止板13がポンプ軸方向に設けられてい
る。第５図では、その例として旋回防止板13が４枚の場
合を示している。

立軸ポンプを低流量域で運転すると、羽根車１から入
口側へ向う逆流が発生するが、この逆流は、羽根車１の
回転方向を向く強い旋回流れであることが知られてい
る。

この旋回流れは前記旋回防止板13に達すると、流れが
旋回防止板13に衝突することにより旋回流れのエネルギ
ーが失われる。したがって、旋回防止板13の下方に設け
た吸気孔９への前記逆流が到達しなくなり、あるいは到
達しても逆流のエネルギーは著しく減少しているため、
逆流による吸気の不安定がなくなり、振動が抑制され
る。

次に、第６図は、本発明（第１の発明）の他の実施例
に係る旋回防止板と吸気孔との位置関係を示す要部断面
図で、その（ａ），（ｂ）図は、第４図のＺ−Ｚ線矢視
図,X線矢視図の他の例に相当する。

第６図の実施例では、旋回防止板13が吸気孔９の上部
（ほぼ真上）になく、４個の吸気孔９の穿設ピッチの中
間に来るように設置している。

このようにしても、第4,5図に示した実施例と同様の
効果が得られる。

次に、第７図は、本発明（第１の発明）のさらに他の
実施例に係る旋回防止板と吸気孔との位置関係を示す要
部断面図で、その（ａ），（ｂ）図は、第６図（ａ），
（ｂ）に相当する図である。

第７図の実施例では、旋回防止板13Aが吸気孔９の穿
設ピッチの中間にあり、かつ、その旋回防止板13Aの下
端が前記吸気孔９より下方（上流側）まで伸ばして設け
られたものである。

このようにしても、第4,5図に示した実施例と同様の
効果が得られる。

上記第１の発明の各実施例によれば、ポンプケーシン
グ２内壁面に開口した吸気孔と羽根車１入口との間に複
数個（例えば４個）の旋回防止板13（13A）を設けたの
で、羽根車１入口に発生する逆流を抑制することがで
き、十分で安定した吸気が得られ、吸気しながら排水運
転をする場合の振動も低減できる効果がある。

次に、第８図は、本発明（第２の発明）の一実施例に
係る羽根車入口側の要部縦断面図、第９図は、第８図の
Ｙ−Ｙ線矢視図である。図中、第４図と同一符号のもの
は、第１の発明の実施例と同等部分であるから、その説
明を省略する。

第8,9図に示すように、羽根車１の入口近傍のポンプ
ケーシング２の内壁上には、内壁の内径を狭める絞り部
14が、羽根車１の入口と吸気孔９との間に形成されてお
り、複数個（例えば４個）の前記吸気孔９は絞り部14よ
り下方に位置している。

このように構成すると、絞り部14により逆流がせき止
められ、絞り部14より上流側へ逆流が及ぶことが防止さ
れる。すなわち、羽根車１より入口側へ向う逆流は絞り
部14によりケーシング中心方向へ向う流れとなる。この
ため、強い逆流の生じる領域は羽根車１と前記絞り部14
との間に限られ、絞り部より下方に位置する吸気孔９に
おいては逆流は著しく減少する。したがって、吸気は安
定し、振動が抑制される。

上記第２の発明の実施例によれば、第１の発明の各実
施例と同様の効果が期待される。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、羽根車
入口に発生する逆流を抑制し、十分で安定した吸気が得
られ、吸気しながら排水運転をする場合の振動も低減で
きる立軸ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用される立軸ポンプの略示構成
図、第２図および第３図は、本発明の立軸ポンプに係る
第1,第２の発明の作用説明図、第４図は、本発明（第１
の発明）の一実施例に係る羽根車入口側の要部縦断面
図、第５図（ａ）は、第４図のＺ−Ｚ線矢視図、第５図
（ｂ）は、第４図のＸ線矢視図、第６図は、本発明（第
１の発明）の他の実施例に係る旋回防止板と吸気孔との
位置関係を示す要部断面図、第７図は、本発明（第１の
発明）のさらに他の実施例に係る旋回防止板と吸気孔と
の位置関係を示す要部断面図、第８図は、本発明（第２
の発明）の一実施例に係る羽根車入口側の要部縦断面
図、第９図は、第８図のＹ−Ｙ線矢視図である。 １……羽根車、１……ポンプケーシング、３……吸込ベ
ルマウス、９……吸気孔、10……吸気管、13,13A……旋
回防止板、14……絞り部。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04D 13/00 F04D 29/66 F04D 29/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプ運転中の水位が、それ以下ではポン
   プケーシングの吸込ベルマウスから空気を吸込んでしま
   う、最低水位レベルに相当する位置より下方に羽根車を
   配設し、この羽根車の下方のポンプケーシングに当該ポ
   ンプケーシング内壁面に開口する複数個の吸気孔を設
   け、この吸気孔に一端を接続するとともに他端をポンプ
   吸水槽の最高水位より高いレベルにて大気に開放させた
   吸気管を備えた立軸ポンプにおいて、 前記羽根車と前記吸気孔との間のポンプケーシング内壁
   面上に、前記羽根車からの逆流を防止するため複数個の
   旋回防止板を設けたことを特徴とする立軸ポンプ。
2. 【請求項２】ポンプ運転中の水位が、それ以下ではポン
   プケーシングの吸込ベルマウスから空気を吸込んでしま
   う、最低水位レベルに相当する位置より下方に羽根車を
   配設し、この羽根車の下方のポンプケーシングに当該ポ
   ンプケーシング内壁面に開口する複数個の吸気孔を設
   け、この吸気孔に一端を接続するとともに他端をポンプ
   吸水槽の最高水位より高いレベルにて大気に開放させた
   吸気管を備えた立軸ポンプにおいて、 前記羽根車と前記吸気孔との間のポンプケーシング内壁
   に内径を狭める絞り部を形成し、 前記吸気孔が前記絞り部より下方に位置するようにした
   ことを特徴とする立軸ポンプ。