JP2000303549A - Suction passage for pump - Google Patents

Suction passage for pump

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JP2000303549A
JP2000303549A JP11111791A JP11179199A JP2000303549A JP 2000303549 A JP2000303549 A JP 2000303549A JP 11111791 A JP11111791 A JP 11111791A JP 11179199 A JP11179199 A JP 11179199A JP 2000303549 A JP2000303549 A JP 2000303549A
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suction
passage
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pump
suction port
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Ryuichiro Iwano
龍一郎 岩野
Takanori Shibata
貴範 柴田
Ichiro Harada
一郎 原田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suction passage for a pump for preventing the generation of harmful vortex by realizing ideal passage shape even in the unstandard shape of a suction tank, particularly in suction tank shape with the suction passage miniaturized in its plane shape and relatively large in height dimension. SOLUTION: This suction passage for a pump is provided with a pedestal- shaped structure on the wall surface of a suction tank opposed to a suction port, between the wall surface and a structure equivalent to a suction cone 8, in addition to this structure. The generation of vortex caused by flow separation from the suction cone 8 can be prevented even if the height dimension of the passage is large compared to the size of plane shape such as the maximum diameter of the suction cone 8 and the width of the suction passage. The height dimension of the passage can therefore be made relatively large for the purpose of preventing the generation of vortex in the suction passage 9 unstandard for word execution reasons and ensuring cross-sectional area of the passage 9 while reducing site area, and the construction cost of a pumping plant is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はポンプの吸込み流路
に係り、特に、水源からポンプ本体へ水を導くための流
路に好適なポンプの吸込み流路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a suction channel of a pump, and more particularly to a suction channel of a pump suitable for guiding water from a water source to a pump body.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポンプは各種産業や公共の分野において
重要な役割を果たしている。その中でも特に大きな割合
を占めるのが給排水用の水ポンプである。発電所や各種
プラントにおける冷却水を海や川などの水源から取水し
供給するための給水ポンプシステムや、降雨時に下水を
通じて集められた雨水を河川などに排出する排水ポンプ
システムなどがその例である。
2. Description of the Related Art Pumps play an important role in various industrial and public fields. Among them, water pumps for water supply and drainage account for a particularly large proportion. Examples include water supply pump systems that take in and supply cooling water from power sources and various plants from water sources such as the sea and rivers, and drainage pump systems that discharge rainwater collected through sewage during rainfall to rivers and the like. .

【0003】これらのポンプシステムにおいては、用地
取得費用や建設コスト低減のため小型高流速化が求めら
れている。水源からポンプ本体へと流れを導くための吸
込み流路は、大規模な土木構造物であるため特に小型高
流速化の要求が強い。吸込み流路を小型高流速化すると
流れの中に強い渦が発生しやすくなる。
[0003] In these pump systems, a small and high flow rate is required to reduce land acquisition costs and construction costs. Since the suction channel for guiding the flow from the water source to the pump body is a large-scale civil engineering structure, there is a strong demand for a small size and high flow rate. If the suction channel is made smaller and the flow velocity is increased, a strong vortex is easily generated in the flow.

【0004】このような渦は振動や騒音の原因となるの
で、これを防止する必要がある。このため例えば〔日本
機械学会基準 ポンプの吸込水槽の模型試験法 JSM
ES 004−1984,p.25〕に記載のように、
吸込み流路の構成要素である吸水槽の底面や側面、ある
いは上面ないしは液面近傍に板状の渦防止構造を設置し
ていた。
[0004] Since such eddies cause vibration and noise, it is necessary to prevent them. For this reason, for example, [Model Test Method for Suction Water Tank of Pump, JSM
ES 004-1984, p. 25]
A plate-shaped vortex prevention structure is installed on the bottom surface or side surface, or on the upper surface or near the liquid surface of the water absorption tank, which is a component of the suction channel.

【0005】図6,図7、及び図8に従来のポンプの吸
込み流路の構成例を示す。図6は平面形状を示す図7の
A−A矢視図であり、図7は側面形状を示す図6のB−
B矢視図である。
FIGS. 6, 7 and 8 show examples of the structure of a suction channel of a conventional pump. FIG. 6 is a view taken along the line AA of FIG. 7 showing a planar shape, and FIG.
FIG.

【0006】該図に示すごとく、吸込み流路は、ポンプ
へ水を導くための導水路1(上流側は図示せず)、ポン
プへの流入条件を整えるための吸水槽2,吸水管3およ
びポンプ(図示せず)から構成される。本従来例は、吸
水槽2内に自由液面を有しないためクローズ型と呼ばれ
るタイプのものである。吸水管3の吸込み口4には水を
スムースに吸い込むためのベルマウス5が設けられる。
ベルマウス5は図8に示すように、吸水槽2内に突出し
て設けられることもある。導水路1内には強度部材と整
流構造を兼ねたピアー6が、また、吸水槽2の後壁に整
流板7が設置されることもある。
[0006] As shown in the figure, the suction flow path includes a water conduit 1 for guiding water to the pump (the upstream side is not shown), a water absorption tank 2 for adjusting the inflow condition to the pump, a water absorption pipe 3 and It is composed of a pump (not shown). This conventional example does not have a free liquid level in the water absorption tank 2 and is of a type called a closed type. A bell mouth 5 for smoothly sucking water is provided in the suction port 4 of the water suction pipe 3.
As shown in FIG. 8, the bell mouth 5 may be provided to protrude into the water absorption tank 2. A pier 6 serving as a strength member and a rectifying structure may be provided in the water conduit 1, and a rectifying plate 7 may be provided on the rear wall of the water absorbing tank 2.

【0007】ここで、吸込み口4に対向する吸込み流路
の壁面、すなわち本従来例では底面に設置された構造物
8がクローズ型吸水槽における従来の代表的な渦防止構
造である。この構造物(以下、吸込みコーンと言う)は
図に示すように概略円錐台の形状をしており、かつ、吸
込み流路底面を基準とした時の吸込みコーン8の側面の
傾きは、底面に接する部分で最小で、吸込み口に近づく
につれ単調に増加しており、いわゆる富士山型の形状を
成している。以下に述べるように、このような形状は、
ベルマウスと吸込みコーンの間の流路の断面積が漸減す
るように構成するために必然的なものである。
Here, the wall surface of the suction flow path facing the suction port 4, that is, the structure 8 installed on the bottom surface in the conventional example is a conventional typical vortex prevention structure in a closed type water absorption tank. This structure (hereinafter, referred to as a suction cone) has a substantially truncated conical shape as shown in the figure, and the inclination of the side surface of the suction cone 8 with respect to the suction channel bottom surface is indicated by the bottom. It is the smallest at the contact portion, and increases monotonically as it approaches the suction port, forming a so-called Mt. Fuji shape. As described below, such a shape
This is necessary because the cross-sectional area of the flow path between the bell mouth and the suction cone is gradually reduced.

【0008】吸込みコーン8には大きく分けて三つの働
きがある。導水路1に流入する速度分布にアンバランス
があると、吸水槽2の底面から吸込み口4へ向かう方向
の旋回軸を持った強い渦が発生する。そこで吸込みコー
ン8の第一の働きは、そのような吸込み口に対向する壁
面から吸込み口へ向かうような渦領域をなくすことによ
り、吸込み口直下の渦を防止することである。吸込みコ
ーンの第二の働きは、例えば本従来例の場合、導水路,
吸水槽内の概略水平方向の流れを、吸水管に向けて滑ら
かに垂直方向へと変化させ、流れを乱して新たな渦を発
生させないように吸水管へ流れ込むようにすることであ
る。第三の働きは、吸込みコーンとベルマウスの間に形
成される流路の断面積を漸減させることにより、吸込み
口に向かって流れを滑らかに増速させ、周方向になるべ
く均一に流入させる役割も持つ。
The suction cone 8 has three main functions. If the velocity distribution flowing into the headrace channel 1 is unbalanced, a strong vortex having a turning axis in the direction from the bottom surface of the water absorption tank 2 to the suction port 4 is generated. Therefore, the first function of the suction cone 8 is to prevent a vortex immediately below the suction port by eliminating such a vortex region from the wall surface facing the suction port toward the suction port. The second function of the suction cone is, for example, in the case of this conventional example, a headrace,
The purpose is to change the flow in the substantially horizontal direction in the water absorption tank smoothly in the vertical direction toward the water absorption pipe, and to flow into the water absorption pipe so as not to disturb the flow and generate a new vortex. The third function is to gradually reduce the cross-sectional area of the flow path formed between the suction cone and the bell mouth, thereby smoothly increasing the flow toward the suction port and allowing the flow to flow in the circumferential direction as uniformly as possible. Also have.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記吸込み
コーンの働きを満足するような、ベルマウス5と吸込み
コーン8によって形成される流路9の好適な形状は、た
とえば吸水管3の直径を基準とした流路9の曲率半径や
断面積変化などによって経験的に規定されており、大き
く変更することはできない。
The preferred shape of the flow path 9 formed by the bell mouth 5 and the suction cone 8 that satisfies the function of the suction cone is, for example, based on the diameter of the water suction pipe 3. It is empirically defined by the radius of curvature of the flow path 9 and the change in the cross-sectional area, and cannot be largely changed.

【0010】一方、吸水槽は通常コンクリート製の土木
構造物であり、ポンプ機器の設置に先立ち概略の形状を
形成する一次工事と、ポンプ機器設置時にベルマウス
5,整流板7,吸込みコーン8などの内部構造物を形成
する二次工事とに分けて施工される。一次工事の段階で
は詳細な仕様が明らかでなかったり、取得用地の制限か
ら、吸水槽の形状と好適な流路9の形状とがうまく適合
しない場合が出てくる。あるいは、仕様の変更や、既設
ポンプ機場のリプレースの場合、ポンプ径の変更にとも
ない好適な流路9の形状が変更され、同様に吸水槽の形
状と好適な流路9の形状とが適合しなくなることがあ
る。
On the other hand, the water absorption tank is usually a civil engineering structure made of concrete, and has a primary construction for forming a rough shape prior to the installation of the pump equipment, a bell mouth 5, a rectifying plate 7, a suction cone 8 and the like at the time of installation of the pump equipment. And the secondary construction that forms the internal structure. At the stage of the primary construction, detailed specifications are not clear, or there are cases where the shape of the water absorption tank and the suitable shape of the flow passage 9 do not match well due to the limitation of the acquisition site. Alternatively, in the case of a specification change or replacement of an existing pump station, a suitable shape of the flow path 9 is changed with a change in the pump diameter, and the shape of the water absorption tank and the shape of the preferable flow path 9 are similarly matched. May disappear.

【0011】このような場合、吸水槽を作り直すことは
コストの面から現実的でないので、吸込みコーンを中心
とする内部構造物の設計により渦の発生しない吸込み流
路を実現する必要がある。しかしながら、これを実現す
る手法は確立されておらず、無理に吸水槽形状と流路の
形状をつなげようとすると、流れに乱れが生じ有害な渦
が発生する場合があった。
In such a case, it is not realistic from the viewpoint of cost to re-create the water absorption tank. Therefore, it is necessary to realize a suction passage free of vortex by designing an internal structure centering on the suction cone. However, a technique for realizing this has not been established, and when trying to forcibly connect the shape of the water absorption tank and the shape of the flow path, the flow is disturbed and a harmful vortex may be generated in some cases.

【0012】さらに近年の舗装率の向上等に伴い、降雨
の直後に急激に増水する都市型洪水を防止するため、都
市部に排水用のポンプ機場を建設する必要性が増大して
いる。吸込み流路内で強い渦が発生すると騒音の原因と
なるため、このような立地の場合特に問題となる。ま
た、都市部では地価が高いため用地の取得が困難であ
り、ポンプ機場の敷地面積を縮小することが強く求めら
れている。このため、上記のような小型高流速化と共
に、吸込み流路の断面積を確保するため、従来より吸込
み流路幅に比べて高さが大きくなる傾向にある。
Further, with the recent improvement of the pavement rate, the need for constructing a pumping station for drainage in urban areas has been increasing in order to prevent urban flooding that rapidly increases immediately after rainfall. When a strong vortex is generated in the suction flow path, it causes noise, which is particularly problematic in such a location. In addition, land acquisition is difficult in urban areas due to high land prices, and there is a strong demand for reducing the site area of pumping stations. For this reason, the height tends to be larger than the conventional width of the suction flow channel in order to secure the cross-sectional area of the suction flow channel in addition to the small size and high flow velocity described above.

【0013】以上のような状況を背景として、具体的に
どのようにして渦が問題となっているかを以下に説明す
る。
With the above situation as a background, how the vortex becomes a problem will be specifically described below.

【0014】図9及び図10に、従来の標準的形状に比
べ吸込み流路の幅や吸込みコーンの直径に対する流路高
さが相対的に大きい場合に発生する渦の例を示す。
FIGS. 9 and 10 show examples of vortices generated when the height of the suction channel is relatively large with respect to the width of the suction channel and the diameter of the suction cone as compared with the conventional standard shape.

【0015】この場合、渦の発生に最も大きな影響を与
えるのはベルマウス5と吸込みコーン8によって形成さ
れる流路の形状である。この流路形状を特徴づけるパラ
メータは、ベルマウス下端までの流路高さH、及び吸込
みコーンの最大径Dである。図8のようにベルマウスが
突出している場合には、その際下端までの高さをHと定
義する。吸込みコーンはベルマウスと共に断面積が漸減
する流路を形成する必要があることから、Hが相対的に
大きくなると吸込みコーンの高さも大きくならざるを得
ない。従って、H/D大きくなるにつれ図10に示すよ
うに吸込みコーン8の形状は縦長となってくる。
In this case, the shape of the flow path formed by the bell mouth 5 and the suction cone 8 has the greatest influence on the generation of the vortex. The parameters that characterize this channel shape are the channel height H to the lower end of the bellmouth and the maximum diameter D of the suction cone. When the bell mouth is projected as shown in FIG. 8, the height to the lower end is defined as H at that time. Since the suction cone needs to form a flow path with a gradually decreasing cross-sectional area together with the bell mouth, the height of the suction cone must be increased as H becomes relatively large. Therefore, as the H / D increases, the shape of the suction cone 8 becomes longer as shown in FIG.

【0016】このような状態では、導水路から流れ込む
流体にとって吸込みコーンの形状は円柱状に近く感じら
れるようになる。この傾向は特に吸水槽の上部で著し
く、上部の流れは図中の矢印11で示すように吸込みコ
ーンの下流側で剥離し、円柱交流で生じるカルマン渦と
類似の旋回流を生じる。このような旋回流は吸込み口に
向かって発達し、強い渦11の原因となり、振動・騒音
などの問題を生じることがある。また、このような流れ
の場合、吸込みコーン8の重要な役割の一つである吸水
槽内の概略水平方向の流れを吸水管に向けて滑らかに垂
直方向へと変化させる機能が失われており、効率が低下
するなどの悪影響があることは明らかである。
[0016] In such a state, the shape of the suction cone is felt close to a columnar shape for the fluid flowing from the headrace. This tendency is particularly remarkable in the upper part of the water absorption tank, and the flow in the upper part separates on the downstream side of the suction cone as shown by an arrow 11 in the figure, and generates a swirling flow similar to the Karman vortex generated by the cylindrical alternating current. Such a swirling flow develops toward the suction port, causes the strong vortex 11, and may cause problems such as vibration and noise. In the case of such a flow, the function of smoothly changing the flow in the substantially horizontal direction in the water absorption tank, which is one of the important roles of the suction cone 8, toward the water suction pipe in the vertical direction has been lost. It is clear that there are adverse effects such as a decrease in efficiency.

【0017】このように、従来の吸込み流路形状ではベ
ルマウス下端までの高さHと最大吸込みコーン径Dとの
比H/Dがある限界値を超えると有害な渦が発生する。
As described above, in the conventional suction channel shape, when the ratio H / D between the height H to the lower end of the bell mouth and the maximum suction cone diameter D exceeds a certain limit value, a harmful vortex is generated.

【0018】以上のように、近年ますますポンプの吸込
み流路が小型高流速化し、また敷地面積を縮小するため
特に流路幅が狭くなり、従来の標準より流路幅と比較し
流路高さが大きくなる傾向にある吸込み流路において、
振動騒音の原因となる強い渦の発生を防止することの重
要性は大きくなっている。
As described above, in recent years, the suction passage of the pump has become smaller and has a higher flow velocity, and the width of the passage has been particularly narrowed in order to reduce the site area. In the suction channel where the
It is becoming increasingly important to prevent the generation of strong vortices that cause vibration noise.

【0019】本発明は上述の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、標準的でない吸水槽の形状、
特に吸込み流路の平面形状を小型化し相対的に吸込み流
路高さが大きい吸水槽形状においても好適な流路の形状
を実現することにより有害な渦の発生を防止したポンプ
の吸込み流路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points,
The objectives are the shape of the non-standard water absorption tank,
In particular, the suction channel of the pump, which prevents the generation of harmful vortices by reducing the planar shape of the suction channel and realizing a suitable channel shape even in the shape of a suction tank having a relatively large suction channel height, is realized. To provide.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の特徴は、吸込み口に対向する吸水槽の壁面上に、
上記従来例における吸込みコーンに相当する吸込み口に
向かって突出した構造物に加え、前記壁面と前記構造物
との間に台座状の構造物を備えたポンプの吸込み流路と
したことである。
A feature of the present invention that achieves the above object is that a water absorption tank facing a suction port is provided on a wall surface thereof.
In addition to the structure protruding toward the suction port corresponding to the suction cone in the above-mentioned conventional example, the suction passage of the pump includes a pedestal-shaped structure between the wall surface and the structure.

【0021】このような構成によれば、標準的設計より
も吸水槽の高さが高かったり、あるいは吸込み流路の幅
や吸込み口の径が小さく、相対的に吸込み流路高さが大
きい場合にも、台座状の構造物の高さを調整することに
より、好適な流路の形状を保つことができる。即ち、以
下の実施例で示すように、台座状の構造物によりベルマ
ウス下端までの実質的な高さHを小さくし、渦発生の支
配的形状パラメータであるH/Dを有害な渦の発生限界
以下にすることができる。
According to such a configuration, when the height of the water absorption tank is higher than the standard design, or when the width of the suction channel and the diameter of the suction port are small and the height of the suction channel is relatively large, In addition, by adjusting the height of the pedestal-shaped structure, a suitable flow path shape can be maintained. That is, as shown in the following examples, the substantial height H to the lower end of the bell mouth is reduced by the pedestal-like structure, and H / D, which is the dominant shape parameter of vortex generation, is changed to harmful vortex generation. It can be below the limit.

【0022】また、吸込みコーンと台座状構造物を一体
に製作することも当然可能であり、これを一つの渦防止
構造とみなすこともできる。上記のように従来の渦防止
構造である吸込みコーンは、側面の傾きが吸込み口に向
かって単調に増加する、いわゆる富士山型をしており、
これに対する一体の渦防止構造としての本発明の特徴を
示すことができる。
It is naturally also possible to integrally manufacture the suction cone and the pedestal-like structure, and this can be regarded as one eddy prevention structure. As described above, the suction cone, which is the conventional vortex prevention structure, has a so-called Mt. Fuji shape in which the inclination of the side surface monotonically increases toward the suction port,
The features of the present invention as an integral eddy prevention structure can be shown.

【0023】更に、この観点からの本発明の他の特徴
は、吸水槽の底面に垂直な軸を中心とし概略軸対称であ
り、かつ、前記底面に垂直な軸を含む平面による断面形
状は、構造物側面の底面に対する傾きが、底面から吸込
み口に向かう途中に極小値を有するような渦防止構造を
有するポンプの吸込み流路としたことである。
Further, another feature of the present invention from this viewpoint is that the cross-sectional shape by a plane that is substantially axially symmetric about an axis perpendicular to the bottom surface of the water absorption tank and includes an axis perpendicular to the bottom surface is as follows: The suction passage of the pump has a vortex prevention structure in which the inclination of the side surface of the structure with respect to the bottom surface has a minimum value on the way from the bottom surface to the suction port.

【0024】従来、このような形状が用いられなかった
理由は、台座状の構造物の上端から流れが剥離して渦が
生じると考えられていたためである。しかし、流れの方
向に流路断面積が小さくなり加速して行くような流れに
おいては流れの剥離が生じにくいことが知られており、
実際には本発明のような台座状の構造物を設置しても、
これにより渦が生じることはない。
Conventionally, the reason why such a shape was not used was that it was considered that the flow separated from the upper end of the pedestal-like structure and a vortex was generated. However, it is known that in a flow in which the cross-sectional area of the flow channel decreases in the direction of the flow and accelerates, separation of the flow is unlikely to occur,
Actually, even if a pedestal-like structure like the present invention is installed,
This does not create any vortices.

【0025】従って、上記のような構成とすることによ
り、従来の基準から見て標準的でない形状の吸水槽の場
合でも、有害な渦の発生を防止した吸込み流路を提供す
ることができる。
Therefore, by adopting the above-described configuration, it is possible to provide a suction flow path in which generation of harmful vortices is prevented even in the case of a water absorption tank having a shape that is not standard in view of conventional standards.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、実施例をもとに本発明を説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments.

【0027】(実施例1)図1は、吸水槽内部に突出し
たベルマウスを有するタイプの吸込み流路における本発
明の一実施例である。吸込みコーン8は吸込み口に向か
って断面積が漸減する流路を形成する役割を持つことは
既に述べた。このためには吸込みコーン8の頂上は、ベ
ルマウス下端近傍にまで達していなければならない。こ
のため、従来の渦防止構造では、吸込み流路の高さが相
対的に大きくなると吸込みコーンの形状は縦長になり、
上流からの流れが剥離し、円柱後流のカルマン渦に類似
の渦が生じる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in a suction channel of a type having a bell mouth projecting into a water absorption tank. It has already been mentioned that the suction cone 8 has the role of forming a channel whose cross-sectional area decreases gradually towards the suction port. For this purpose, the top of the suction cone 8 must reach near the lower end of the bell mouth. For this reason, in the conventional vortex prevention structure, when the height of the suction channel becomes relatively large, the shape of the suction cone becomes vertically long,
The flow from the upstream separates, and a vortex similar to the Karman vortex behind the cylinder is generated.

【0028】これに対し、本実施例のように台座状の構
造物12を設置し、この上に従来と同様の富士山型の吸
込みコーン8を設置する構成とすることにより、ベルマ
ウスと吸込みコーンによって形成される流路9の形状を
特徴づける流路高さHを小さくすることができる。これ
により、上記で説明したように、吸込みコーン径Dとの
比H/Dを渦が発生する限界値より小さくすることがで
き、渦の発生が防止される。従って、吸込みコーンの重
要な役割である渦の防止と断面積が漸減する流路の形成
が両立できる。
On the other hand, a pedestal-like structure 12 is installed as in the present embodiment, and a Mt. Fuji-shaped suction cone 8 similar to the conventional one is installed thereon, thereby providing a bell mouth and a suction cone. The height H of the channel, which characterizes the shape of the channel 9 formed by the above, can be reduced. As a result, as described above, the ratio H / D to the suction cone diameter D can be made smaller than the limit value at which vortices are generated, thereby preventing vortices from being generated. Therefore, it is possible to prevent the vortex, which is an important role of the suction cone, and to form a flow path having a gradually decreasing cross-sectional area.

【0029】ベルマウスの吸水槽側への突出長さを大き
くすれば同様の効果はある程度得られると考えられる。
しかしながら天井への土木構造物の設置は非常に手間と
コストがかかる。大きな構造物になるほど施工上の困難
とコストは増大するため、このような方法は無条件には
適用できない。また、底面全体を嵩上げしたり、吸込み
コーンを非常にすそ野の広い富士山型とすることによ
り、H/Dを小さくすることもできる。しかし、このた
めには大量のコンクリートを用いた二次工事が必要とな
りコストがかかる。またこの方法では吸水槽入口の断面
積が小さくなるので、敷地面積を縮小しつつ流量を確保
するために流路高さを大きくしている場合には、そもそ
も適用できない。
It is considered that the same effect can be obtained to some extent by increasing the length of the bell mouth protruding toward the water absorption tank.
However, installation of civil engineering structures on the ceiling is very laborious and costly. Such a method cannot be applied unconditionally because the construction difficulty and cost increase as the size of the structure increases. Further, by raising the entire bottom surface or making the suction cone a Mt. Fuji type having a very wide base, H / D can be reduced. However, this requires secondary construction using a large amount of concrete, which is costly. In addition, since the cross-sectional area of the inlet of the water absorption tank is reduced by this method, it cannot be applied to the case where the height of the flow path is increased to secure the flow rate while reducing the site area.

【0030】このように、本発明は多くの代案と比較し
てもコスト上、施工上の利点を有していることがわか
る。
Thus, it can be seen that the present invention has cost and construction advantages compared to many alternatives.

【0031】本実施例は、吸込みコーン8と台座状の構
造物12を一体として製作しても同様の効果を有するこ
とは言うまでもない。この場合、一体となった構造物の
縦断面形状は、吸水槽の底面から一旦大きな傾きで立ち
上がり、吸込み口に向かうにつれ、小さな傾きとなる傾
きの極小部分を有し、それより上部では単調に傾きが増
加する特徴を有している。
In this embodiment, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the suction cone 8 and the pedestal-shaped structure 12 are manufactured integrally. In this case, the vertical cross-sectional shape of the integrated structure once rises with a large inclination from the bottom of the water absorption tank, and has a minimal part with a small inclination as it goes toward the suction port, and monotonously above it. It has the feature that the inclination increases.

【0032】(実施例2)図2は、図7に示すようなタ
イプのベルマウスを有する吸込み流路に本発明を適用し
た実施例である。本実施例も実施例1と同様にベルマウ
ス下端までの高さHを小さくすることにより渦の発生を
防止でき、また、前記の吸込みコーン8のその他の役割
を損なうこともない。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to a suction channel having a bell mouth of the type shown in FIG. In this embodiment, as in the first embodiment, the height H to the lower end of the bell mouth is reduced to prevent generation of a vortex, and the other functions of the suction cone 8 are not impaired.

【0033】また実施例1でも述べたように天井への土
木構造物の施工は手間とコストがかかるので、本実施例
は台座状の構造物12と同程度の突出長さを持ったベル
マウスを有する吸込み流路の代案としても考えられる。
Further, as described in the first embodiment, the construction of the civil engineering structure on the ceiling is troublesome and costly. Therefore, the present embodiment employs a bell mouth having a projection length similar to that of the pedestal-shaped structure 12. Can be considered as an alternative to the suction flow path having

【0034】(実施例3)上記の実施例では台座状の構
造物12は土木構造物として施工することを念頭におい
ているが、必ずしもその必要はない。図3にそのような
実施例を示す。本実施例では台座状の構造物12は、た
とえば鋼材などで組み立てられたものであり、その上に
吸込みコーン8が設置されている。ベルマウス下端まで
の高さは上記実施例と同様に低減されているので、渦の
発生を防止することができる。
(Embodiment 3) In the above embodiment, the pedestal-shaped structure 12 is constructed as a civil engineering structure, but it is not always necessary. FIG. 3 shows such an embodiment. In the present embodiment, the pedestal-shaped structure 12 is assembled with, for example, a steel material, and the suction cone 8 is provided thereon. Since the height to the lower end of the bell mouth is reduced in the same manner as in the above-described embodiment, it is possible to prevent the generation of vortices.

【0035】本発明のような構成によれば、あらかじめ
工場等で実施可能な工程が増加し、現地での施工期間の
短縮、およびそれによるコスト削減が期待できる。ま
た、台座状の構造物12を吸水槽底面から脱着可能なよ
うに、例えばボルトで固定するなどしておけば、台座状
の構造物高さの現地合わせが可能となるなどの柔軟性が
得られる。
According to the configuration of the present invention, the number of steps that can be performed in a factory or the like is increased in advance, and it is expected that the on-site construction period can be shortened and the cost can be reduced. Further, if the pedestal-shaped structure 12 is fixed to the bottom of the water-absorbing tank by, for example, a bolt so that it can be detached from the bottom of the water-absorbing tank, flexibility such that the height of the pedestal-shaped structure can be locally adjusted is obtained. Can be

【0036】(実施例4)実施例1,実施例2において
は、台座状の構造物12は吸込み口に向かって細くなる
ように構成されているが、必ずしもその必要はない。図
4にそのような本発明の一実施例を示す。本実施例で
は、台座状の構造物12は吸込み口に向かって太くなる
ように構成されている。渦防止効果につては上記の実施
例と同様である。
(Embodiment 4) In Embodiments 1 and 2, the pedestal-shaped structure 12 is configured to become thinner toward the suction port, but this is not always necessary. FIG. 4 shows such an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the pedestal-shaped structure 12 is configured to become thicker toward the suction port. The vortex prevention effect is the same as in the above embodiment.

【0037】本実施例のような構成によれば、特に整流
板7に近い吸水槽の後壁側の流量が少なくなるような、
周方向の流量アンバランスが生じている場合、台座状の
構造物12が流体を後壁側へ導くフローガイドの役割を
果たすので、周方向の流入量バランスを改善し、より渦
の発生防止する効果が大きくなるという利点がある。ま
た、副次的には使用するコンクリート量の減少によりコ
ストが低減されるという効果もある。
According to the structure of this embodiment, the flow rate on the rear wall side of the water absorption tank close to the current plate 7 is reduced.
When the flow rate imbalance in the circumferential direction occurs, the pedestal-shaped structure 12 plays a role of a flow guide for guiding the fluid to the rear wall side, so that the balance of the inflow amount in the circumferential direction is improved and the generation of vortices is further prevented. There is an advantage that the effect is increased. In addition, there is also an effect that the cost is reduced by reducing the amount of concrete used.

【0038】(実施例5)上記の実施例では、台座状の
構造物は概略軸対称な形状をしているが、必ずしもその
必要はない。そのような本発明の実施例を図5に示す。
(Embodiment 5) In the above embodiment, the pedestal-shaped structure has a substantially axially symmetric shape, but this is not always necessary. Such an embodiment of the invention is shown in FIG.

【0039】本実施例では、台座状の構造物12は吸水
槽の後壁まで伸びており軸対称の形状ではないが、ベル
マウス下端までの高さHは上記の実施例同様小さくな
り、渦防止効果が期待できる。
In the present embodiment, the pedestal-shaped structure 12 extends to the rear wall of the water absorption tank and is not axisymmetric, but the height H to the lower end of the bell mouth becomes smaller as in the above embodiment, Prevention effect can be expected.

【0040】図6の吸込み流路の平面形状からわかるよ
うに、通常、吸水槽は後壁側ほど流路面積が小さくなる
ように構成されている。これは吸込み口への流入流量の
周方向分布を均一にするためである。しかし設計によっ
ては必ずしも十分に均一化されない場合がある。本実施
例のような構成によれば、平面形状確定後であっても、
台座状の構造物12によって後壁側の流路面積を絞り込
むことができ、周方向の流入流量分布を調整できる利点
がある。
As can be seen from the planar shape of the suction flow path in FIG. 6, the water absorption tank is usually configured such that the flow path area becomes smaller toward the rear wall. This is to make the circumferential distribution of the flow rate of the inflow into the suction port uniform. However, depending on the design, it may not always be sufficiently uniform. According to the configuration as in the present embodiment, even after the plane shape is determined,
The pedestal-shaped structure 12 has an advantage that the flow path area on the rear wall side can be narrowed down and the circumferential inflow flow rate distribution can be adjusted.

【0041】実施例4,実施例5からわかるように、本
発明においては、台座状の構造物12の形状を状況に応
じて変化させることで、吸込み口への流入流量の周方向
分布を改善し、さらに渦を発生しにくくすることができ
るという効果もある。
As can be seen from Embodiments 4 and 5, in the present invention, the shape of the pedestal-like structure 12 is changed in accordance with the situation to improve the circumferential distribution of the flow rate of the inflow into the suction port. In addition, there is an effect that vortices can be hardly generated.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明のポンプの吸込み流路によれば、
吸込みコーンの最大径や吸込み流路幅などの平面形状の
大きさに比較して流路高さが大きい場合にも、吸込みコ
ーンからの流れの剥離による渦の発生を防止することが
できる。これにより、施工上の都合により標準的でない
吸込み流路の渦の発生を防止したり、また、敷地面積を
低減しつつ流路の断面積を確保する目的で相対的に流路
高さが大きくすることができ、ポンプ機場の建設コスト
を低減することができる。
According to the suction channel of the pump of the present invention,
Even when the flow path height is larger than the planar shape such as the maximum diameter of the suction cone and the width of the suction flow path, generation of vortices due to separation of the flow from the suction cone can be prevented. This prevents the formation of vortices in the suction channel that is not standard due to construction reasons, and the channel height is relatively large in order to secure the cross-sectional area of the channel while reducing the site area. The construction cost of the pumping station can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の吸込み流路の断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view of a suction channel according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例の吸込み流路の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of a suction channel according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例の吸込み流路の断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view of a suction channel according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例の吸込み流路の断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a suction channel according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例の吸込み流路の断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view of a suction channel according to another embodiment of the present invention.

【図6】従来の吸込み流路の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a conventional suction channel.

【図7】図6の吸込み流路の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the suction channel of FIG. 6;

【図8】従来の別の吸込み流路の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of another conventional suction channel.

【図9】従来の別の吸込み流路の平面図である。FIG. 9 is a plan view of another conventional suction channel.

【図10】図9の吸込み流路の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of the suction channel of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…導水路、2…吸水槽、3…吸水管、4…吸込み口、
5…ベルマウス、6…ピアー、7…整流板、8…吸込み
コーン、9…ベルマウスと吸込みコーンによって形成さ
れる流路、10…吸込みコーンからの流れの剥離、11
…渦、12…台座状の構造物。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Headrace channel, 2 ... Water absorption tank, 3 ... Water absorption pipe, 4 ... Suction port,
5 bellmouth, 6 pier, 7 rectifying plate, 8 suction cone, 9 channel formed by bellmouth and suction cone, 10 separation of flow from suction cone, 11
... vortex, 12 ... pedestal-like structure.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 一郎 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社日 立製作所土浦工場内 Fターム(参考) 2D063 DC04 3H071 AA02 BB03 CC23 CC31 CC33 DD31 DD72 DD89  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Ichiro Harada 603, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki F-term in Tsuchiura Plant, Hitachi Ltd. (Reference) 2D063 DC04 3H071 AA02 BB03 CC23 CC31 CC33 DD31 DD72 DD89

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポンプ本体へ通じる吸込み口を有する吸込
み流路であって、 該吸込み流路の前記吸込み口と対向する壁面上に構造物
を有し、該構造物は前記壁面上に設置された台座状の構
造物と、前記台座状の構造物上に設置され、前記吸込み
口へ向かって突出した構造物とからなることを特徴とす
るポンプの吸込み流路。
1. A suction channel having a suction port leading to a pump body, comprising a structure on a wall surface of the suction channel facing the suction port, wherein the structure is installed on the wall surface. And a structure disposed on the pedestal-shaped structure and protruding toward the suction port.
【請求項2】前記吸込み口へ向かって突出した構造物
は、吸込み流路の前記吸込み口と対向する壁面と平行な
断面の面積が、前記吸込み口に向かって徐々に減少する
形状であることを特徴とする請求項1記載のポンプの吸
込み流路。
2. The structure protruding toward the suction port has a shape in which an area of a cross section parallel to a wall face of the suction channel facing the suction port gradually decreases toward the suction port. The suction passage of the pump according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記台座状の構造物は、前記吸込み口と対
向する壁面に垂直な軸を中心とし概略軸対称であること
を特徴とする請求項1記載のポンプの吸込み流路。
3. The suction passage of a pump according to claim 1, wherein the pedestal-shaped structure is substantially axially symmetric about an axis perpendicular to a wall surface facing the suction port.
【請求項4】ポンプ本体へ通じる吸込み口を有する吸込
み流路であって、 該吸込み流路の前記吸込み口と対向する壁面上に構造物
を有し、該構造物は前記吸込み口と対向する壁面に垂直
な軸を中心とし概略軸対称であり、前記壁面に垂直な軸
を含む平面による前記構造物の断面形状は、前記吸込み
流路の吸込み口と対向する壁面に対する構造物側面の傾
きが、前記吸込み流路の吸込み口と対向する壁面から吸
込み口に向かう途中に極小値を有することを特徴とする
ポンプの吸込み流路。
4. A suction flow path having a suction port communicating with a pump body, wherein the suction flow path has a structure on a wall surface facing the suction port, and the structure faces the suction port. The cross-sectional shape of the structure is substantially axially symmetric about an axis perpendicular to the wall surface and is a plane including the axis perpendicular to the wall surface. A suction flow path of the pump, wherein the suction flow path has a minimum value on the way from the wall surface of the suction flow path facing the suction opening to the suction opening.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107642072A (en) * 2017-09-29 2018-01-30 扬州大学 Disappear the water inlet structure of whirlpool guide wheel with blade type
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CN111691500A (en) * 2020-07-15 2020-09-22 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 Dustpan-shaped water inlet flow channel with bionic structure

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