JP2002005094A - ユニット型吸込ベルマウス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ荷重，スラスト荷重の低減や渦対策や
振動の抑制が図れるユニット型吸込ベルマウスを提供す
ること。 【解決手段】 吸込ベルマウスケーシング１１の下側に
ポンプ荷重を支える整流板１５を取り付けてユニット化
し、その中央にポンプ羽根車７０のシャフト７３を支持
するスラスト軸受２９を設ける。整流板１５にノズル１
５ａから流体（例えば空気）を噴射する構造の流体供給
機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種機能を具備する
ユニット型吸込ベルマウスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ポンプ場では、図６に示すように、
吸込水槽８０内にポンプ（立軸ポンプ）８５を設置し、
このポンプ８５を駆動することで吸込水槽８０内に流れ
込んでくる水を所定の場所に排水するようにしている。

【０００３】一方近年、既設のポンプ場を更新して新規
のポンプ８５を設置する際、ポンプ８５の吐出量を増量
する必要性が高くなっており、また新設のポンプ場にお
いても吸込水槽８０をコンパクトにする必要性が高くな
っている。そしてこれらのことから吸込水槽８０に対し
てこれに設置するポンプ８５のポンプ荷重が相対的に増
大しており、また自由表面である吸込水槽８０内の水面
で発生する空気吸込渦がポンプ８５の吸込ベルマウス８
７の吸込口に到達して吸い込まれてポンプ運転に支障を
来たす可能性も増大している。

【０００４】以上のことからポンプ場のポンプにおいて
は、そのポンプ荷重の低減と渦防止対策が重要な課題と
なっており、従来の対策としては以下のようなものがあ
った。即ちポンプ荷重の軽減対策としては、ポンプを小
型化してその代わりにポンプの回転速度を上げて吐出量
を増量する方法や、ポンプの材質を検討して軽い材質の
ものを使用する方法等である。また渦防止対策として
は、吸込水槽８０内に渦流防止壁を設置する方法等であ
る。

【０００５】しかしながらポンプ自体の重量を軽減する
方法だけではその対策として限界があり、また渦防止対
策として渦流防止壁を設置するには土木工事が必要であ
るためポンプ場を所定期間停止しなければならないな
ど、問題があった。

【０００６】一方このようなポンプ場に設置されるポン
プ８５を、先行待機ポンプとして運転する場合が増えて
いる。先行待機ポンプとは水位が低い状態においても予
めポンプ８５の運転を開始しておき、水位が上昇したと
きに即座にその排水が行えるように使用されるポンプの
ことであり、例えば大雨が予想されるときに予め吸込水
槽８０内の水を全て排水しておきその後急激に生ずるで
あろう増水に即座に対応するように使用するものであ
る。そして先行待機運転をすると、空気を吸い込む状態
でポンプ８５を運転することとなるので、通常の定常運
転に比べて激しい振動が生ずる場合があり、その振動防
止対策が必要であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、ポンプ荷重の低減
や渦対策や振動の抑制等が同時に図れるユニット型吸込
ベルマウスを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、吸込水槽内に設置されるポンプの吸込ベル
マウスにおいて、前記吸込ベルマウスは吸込ベルマウス
ケーシングの下側にポンプ荷重を支える整流板を取り付
けてユニット化し、さらにその中央にポンプ羽根車のシ
ャフトを支持するスラスト軸受を設けたことを特徴とす
る。これによってユニット化した一台の吸込ベルマウス
に、整流機能と、ポンプ荷重とスラスト荷重とを同時に
支持する機能とを併せ持たせることができる。

【０００９】また本発明は、吸込水槽内に設置されるポ
ンプの吸込ベルマウスにおいて、前記吸込ベルマウスは
吸込ベルマウスケーシングの下側にポンプ荷重を支える
整流板を取り付けてユニット化し、さらに前記整流板の
形状を吸込ベルマウス内に吸い込まれる流体に予旋回又
は逆予旋回を与える形状に形成したことを特徴とする。
これによってユニット化した一台の吸込ベルマウスに、
整流機能と、予旋回又は逆予旋回を与える機能とを併せ
持たせることができる。

【００１０】また本発明は、吸込水槽内に設置されるポ
ンプの吸込ベルマウスにおいて、前記吸込ベルマウスは
吸込ベルマウスケーシングの下側にポンプ荷重を支える
整流板を取り付けてユニット化し、さらにその所定位置
にポンプ内に流体を供給する流体供給機構を設けたこと
を特徴とする。これによってユニット化した一台の吸込
ベルマウスに、整流機能と、ポンプ荷重を支持する機能
と、キャビテーション防止機能又は空気吸込渦による振
動等防止機能とを併せ持たせることができる。

【００１１】また本発明は、吸込水槽内に設置されるポ
ンプの吸込ベルマウスにおいて、前記吸込ベルマウスは
吸込ベルマウスケーシングの下側にポンプ荷重を支える
整流板を取り付けてユニット化し、前記整流板の形状を
吸込ベルマウス内に吸い込まれる流体に予旋回又は逆予
旋回を与える形状に形成し、さらにその所定位置にポン
プ内に流体を供給する流体供給機構を設けたことを特徴
とする。

【００１２】ここで前記流体供給機構は、前記整流板内
に設けた流体通路を通して整流板の所定位置に設けたノ
ズルから流体を噴射するように構成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明を適用した立
軸ポンプ５５の一例を示す概略側面図である。同図に示
すようにこの立軸ポンプ５５は、電動機５１等を設置し
た床５３から吸込水槽５０内に吊下げて設置されてい
る。そして電動機５１を駆動することで立軸ポンプ５５
内の羽根車を回転駆動し、吸込水槽５０内の水を立軸ポ
ンプ５５の下端に取り付けたユニット型吸込ベルマウス
１０から吸い込んで吐出管５７から排水するように運転
される。そしてこのユニット型吸込ベルマウス１０は、
立軸ポンプ５５自体の荷重の一部を支えると共に、立軸
ポンプ５５運転時のスラスト荷重をも支える構造に構成
されている。

【００１４】図２は前記ユニット型吸込ベルマウス１０
近傍部分の内部構造を拡大して示す図であり、同図
（ａ）は概略縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−
Ａ断面矢視図である。同図に示すようにこのユニット型
吸込ベルマウス（以下単に「吸込ベルマウス」という）
１０は、吸込口１３を形成する吸込ベルマウスケーシン
グ１１の下側に４枚の整流板（荷重サポート兼整流板）
１５を取り付けると共に、整流板１５の下端辺に略平板
状の底板１７を取り付けることで一つのユニットとして
構成されている。なお吸込ベルマウス１０の上にはポン
プ羽根車７０を収納するポンプケーシング７５や、ガイ
ドベーン７１を固定する吐出ボール７７等が設置されて
いる。またポンプ羽根車７０はシャフト７３によって回
転駆動されるように構成されている。

【００１５】ここで吸込ベルマウスケーシング１１は下
方向に向かうほどその内径が広がる形状に形成されてお
り、その上端辺にはポンプケーシング７５の下端辺に密
閉状態で接続するためのパッキン部材１９が取り付けら
れている。即ちポンプケーシング７５は吸込ベルマウス
ケーシング１１に直接固定されておらず、パッキン部材
１９によって水密状にされた状態で吸込ベルマウスケー
シング１１の上に載置されている。

【００１６】また整流板１５は、何れも内部に中空な流
体通路を設けており、その上端辺にはそれぞれ３つずつ
のノズル１５ａを設けている。また各整流板１５にはそ
の外部から内部の流体通路に圧縮空気を供給するための
配管２１が接続されており、各配管２１は圧縮空気供給
装置２３に接続されている。なおこの整流板１５はその
上に載置するポンプ荷重の一部を支持する強度を有する
ように構成されている。

【００１７】底板１７の中央には、吸込コーン２５が立
設されており、その中央にはポンプ羽根車７０の下端か
ら伸ばしたシャフト７３を挿入する挿入穴２７が形成さ
れ、その内部のシャフト７３先端部分にはスラスト軸受
２９が設けられている。

【００１８】そして上記吸込ベルマウス１０は、吸込水
槽５０の底面に固定され、その上からポンプケーシング
７５等が載せられる。従ってポンプの荷重の一部は、こ
の吸込ベルマウス１０に加わりこれを支える。従来ポン
プ荷重は図１に示す床５３に加わるが、本発明によれば
吸込ベルマウス１０がその荷重の一部を担うので、ポン
プをより重いものに更新する場合等でも、これに十分対
応できる。

【００１９】一方図１に示す電動機５１を駆動すること
でポンプ羽根車７０を回転すると、吸込ベルマウス１０
の各整流板１５の間の部分から整流された水が吸い込ま
れて揚水されて行き、同時にシャフト７３には下方向に
向かうスラスト荷重が生じるが、このスラスト荷重は前
記吸込ベルマウス１０内に設けたスラスト軸受２９が支
える。つまりこの吸込ベルマウス１０は、ポンプ自体の
荷重の一部を支える機能と、ポンプ運転時のスラスト荷
重を支える機能の両者を併せ持つ。

【００２０】またこの吸込ベルマウス１０は、吸込水槽
５０に固定されているので、立軸ポンプ５５の振動を抑
える作用もある。特にこの立軸ポンプ５５を先行待機ポ
ンプとして使用した場合は効果的である。

【００２１】次に前記ポンプの運転によってポンプ羽根
車７０の部分でキャビテーションが発生する場合がある
が、そのような場合は、前記圧縮空気供給装置２３を運
転して前記ノズル１５ａから空気を噴出し、前記キャビ
テーションを防止又は緩和する。同様にポンプの運転に
よって吸込水槽５０の水面に生じた空気吸込渦が成長し
て吸込ベルマウス１０から吸い込まれるようになった場
合には振動や騒音が発生する場合があるが、そのような
場合にも前記ノズル１５ａから空気を噴出することで前
記振動や騒音の緩和を図ることができる。

【００２２】なお上記実施形態では空気を噴出するよう
に構成したが、他の気体を噴出したり、圧力水（圧力液
体）を噴出したりするように構成してもよい。なお圧力
水を用いる場合は、ポンプ吐出側の（例えば吐出管５７
内の）圧力水を取り出して使用することができる。

【００２３】図３は本発明の他の実施形態にかかるユニ
ット型吸込ベルマウス（以下単に「吸込ベルマウス」と
いう）１０−２近傍部分の内部構造を拡大して示す図で
あり、同図（ａ）は概略縦断面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ断面矢視図である。同図において前記実
施形態と同一又は相当部分には同一符号を付してその詳
細な説明は省略する。この実施形態において前記図２に
示す実施形態と相違する点は、吸込ベルマウス１０−２
の底板１７と吸込コーン２５の内部も整流板１５の内部
と同様に中空の流体通路としてこれら流体通路を相互に
連通し、吸込コーン２５の上面にも空気を噴出するノズ
ル２５ａを設け、圧縮空気供給装置２３から延びる一本
の配管２１を底板１７に接続した点と、図２に示すスラ
スト軸受２９を設けない点である。

【００２４】このように構成した場合、吸込ベルマウス
１０−２はスラスト荷重は支持しないが、一つのユニッ
トとしてポンプ荷重の一部を支持するのでポンプをより
重いものに更新する等してもこれに十分対応でき、また
ノズル１５ａとノズル２５ａから空気を噴射することで
キャビテーションの防止又は緩和と、空気吸込渦による
振動や騒音の緩和を図ることができる。なお噴射する流
体として他の気体又は圧力液体を用いて良いことも上記
実施形態と同様である。

【００２５】図４は本発明のさらに他の実施形態にかか
るユニット型吸込ベルマウス（以下単に「吸込ベルマウ
ス」という）１０−３近傍部分の内部構造を拡大して示
す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＣ−Ｃ断面矢視図である。同図において前
記各実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付して
その詳細な説明は省略する。この実施形態において前記
図３に示す実施形態と相違する点は、吸込ベルマウス１
０−３の整流板１５と吸込コーン２５のいずれにもノズ
ル１５ａやノズル２５ａを設けず、従って圧縮空気供給
装置２３や配管２１も設けず、その代わりに整流板１５
の形状を、吸込ベルマウス１０−３内に吸い込まれる流
体に予旋回又は逆予旋回を与えるように曲面状に形成し
た点である。

【００２６】ここで予旋回とは、吸込ベルマウス１０−
３内に吸い込まれた流体に、ポンプ羽根車７０に到達す
る前に予めポンプ羽根車７０の回転方向と同じ方向に旋
回する旋回流を与えておくことを言う。また逆予旋回と
は、吸込ベルマウス１０−３内に吸い込まれた流体に、
ポンプ羽根車７０に到達する前に予めポンプ羽根車７０
の回転方向とは反対方向に旋回する旋回流を与えておく
ことを言う。

【００２７】予旋回を与えておけばポンプ振動の低減化
が図れる。また逆予旋回を与えておけばポンプの容量ア
ップが図れる。つまり必要に応じて何れかの機能を発揮
するように整流板１５の形状を設計すれば良い。

【００２８】即ちこの吸込ベルマウス１０−３の場合、
一つのユニットとしてポンプ荷重の一部を支持するので
ポンプをより重いものに更新する等してもこれに十分対
応でき、また整流板１５の形状を予旋回又は逆予旋回を
生じる形状にしたので、ポンプ性能を向上させることが
できる。

【００２９】なおこの整流板１５に前記図２，図３に示
すような気体又は圧力流体を噴射する流体供給機構を取
り付けても良いことは言うまでもない。

【００３０】次に図５（ａ），（ｂ）は何れも図４に示
す吸込ベルマウス１０−３の整流板１５の形状を変形し
たユニット型吸込ベルマウス１０−４，５を示す図であ
り、図４（ｂ）と同一部分を示したものである。

【００３１】図５（ａ）に示すように吸込水槽５０内に
おける水の流れは主として一方側から立軸ポンプ５５に
向かう流れとなる場合が多い。このため流れの後方側と
なる壁と立軸ポンプ５５の間の空間Ｐに空気吸込渦が発
生し易くなる。そこでこの実施形態にかかる吸込ベルマ
ウス１０−４，１０−５においては、渦発生の原因とな
る流れの後方側の水流入部を整流板１５Ａで塞ぎ、これ
によって渦の発生を抑制することとした。

【００３２】また上記作用と合わせて、ポンプに吸い込
む水に予旋回又は逆予旋回を与えたい場合は、図５
（ｂ）に示すように水の流れの前方側の整流板１５Ｂを
湾曲して形成し、後方側の整流板１５Ａもこれに合わせ
て傾斜して設置すれば良い。

【００３３】以上本発明の実施形態を説明したが、本発
明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求
の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範
囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書
及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であって
も、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技
術的思想の範囲内である。例えば図４に示す整流板１５
は吸込ベルマウス１０−３内に吸い込まれる流体に予旋
回又は逆予旋回を与える形状であれば、他の種々の形状
であっても良い。また流体供給機構も、キャビテーショ
ン防止用又は空気吸込渦による振動等防止用の気体や圧
縮流体を供給する機構であれば、上記実施形態に限定さ
れず、他の種々の構造であっても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、整流作用の他に、ポンプ荷重，スラスト荷重の低減
や渦対策や振動の抑制が図れるという優れた効果を有す
る。以下具体的に説明する。

【００３５】ポンプ荷重を支える整流板を取り付けて
ユニット化し、さらにその中央にスラスト軸受を設けた
ので、ユニット化した一台の吸込ベルマウスに、整流作
用の他にポンプ荷重とスラスト荷重とを同時に支持する
機能を併せ持たせることができる。

【００３６】ポンプ荷重を支える整流板を取り付けて
ユニット化し、さらに整流板の形状を吸込流体に予旋回
又は逆予旋回を与える形状にしたので、ユニット化した
一台の吸込ベルマウスに、整流作用の他にポンプ荷重を
支持する機能と吸込流体に予旋回又は逆予旋回を与える
機能とを併せ持たせることができる。

【００３７】ポンプ荷重を支える整流板を取り付けて
ユニット化し、さらにポンプ内に流体を供給する流体供
給機構を設けたので、ユニット化した一台の吸込ベルマ
ウスに、整流作用の他にポンプ荷重を支持する機能とキ
ャビテーション防止又は空気吸込渦による振動等防止の
機能とを併せ持たせることができる。

【００３８】またこのユニット型吸込ベルマウスは吸
込水槽内に設置して固定されるので、ポンプ振動を効果
的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した立軸ポンプ５５を示す概略側
面図である。

【図２】ユニット型吸込ベルマウス１０近傍部分の内部
構造を示す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面矢視図である。

【図３】ユニット型吸込ベルマウス１０−２近傍部分の
内部構造を示す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面矢視図である。

【図４】ユニット型吸込ベルマウス１０−３近傍部分の
内部構造を示す図であり、同図（ａ）は概略縦断面図、
同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ断面矢視図である。

【図５】図５（ａ），（ｂ）は吸込ベルマウス１０−
４，１０−５を示す図である。

【図６】従来の立軸ポンプ８５を示す図である。

【符号の説明】

１０ ユニット型吸込ベルマウス １１ 吸込ベルマウスケーシング １３ 吸込口 １５ 整流板（荷重サポート兼整流板） １５ａ ノズル １７ 底板 ２１ 配管 ２３ 圧縮空気供給装置 ２５ 吸込コーン ２９ スラスト軸受 ５０ 吸込水槽 ５１ 電動機 ５５ 立軸ポンプ ７０ ポンプ羽根車 ７３ シャフト ７５ ポンプケーシング １０−２ ユニット型吸込ベルマウス ２５ａ ノズル １０−３，４，５ ユニット型吸込ベルマウス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込水槽内に設置されるポンプの吸込ベ
   ルマウスにおいて、 前記吸込ベルマウスは、吸込ベルマウスケーシングの下
   側にポンプ荷重を支える整流板を取り付けてユニット化
   し、 さらにその中央にポンプ羽根車のシャフトを支持するス
   ラスト軸受を設けたことを特徴とするユニット型吸込ベ
   ルマウス。
2. 【請求項２】 吸込水槽内に設置されるポンプの吸込ベ
   ルマウスにおいて、 前記吸込ベルマウスは、吸込ベルマウスケーシングの下
   側にポンプ荷重を支える整流板を取り付けてユニット化
   し、 さらに前記整流板の形状を、吸込ベルマウス内に吸い込
   まれる流体に予旋回又は逆予旋回を与える形状に形成し
   たことを特徴とするユニット型吸込ベルマウス。
3. 【請求項３】 吸込水槽内に設置されるポンプの吸込ベ
   ルマウスにおいて、 前記吸込ベルマウスは、吸込ベルマウスケーシングの下
   側にポンプ荷重を支える整流板を取り付けてユニット化
   し、 さらにその所定位置にポンプ内に流体を供給する流体供
   給機構を設けたことを特徴とするユニット型吸込ベルマ
   ウス。
4. 【請求項４】 吸込水槽内に設置されるポンプの吸込ベ
   ルマウスにおいて、 前記吸込ベルマウスは、吸込ベルマウスケーシングの下
   側にポンプ荷重を支える整流板を取り付けてユニット化
   し、 前記整流板の形状を、吸込ベルマウス内に吸い込まれる
   流体に予旋回又は逆予旋回を与える形状に形成し、 さらにその所定位置にポンプ内に流体を供給する流体供
   給機構を設けたことを特徴とするユニット型吸込ベルマ
   ウス。
5. 【請求項５】 前記流体供給機構は、前記整流板内に設
   けた流体通路を通して整流板の所定位置に設けたノズル
   から流体を噴射するように構成されていることを特徴と
   する請求項３又は４記載のユニット型吸込ベルマウス。