JP2002339890A - Vertical shaft pump - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吸水槽内に設置さ
れる立軸ポンプに関し、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
水するために設けられる先行待機運転を実施する立軸ポ
ンプとして好適であり、平常時におけるポンプの管理運
転にも利用できるものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical pump installed in a water absorption tank, and more particularly to a vertical pump installed in a water absorption tank to enable pumping operation even when the water level in the water absorption tank is low, for example, for draining out water during rainfall. The present invention relates to a pump which is suitable as a vertical pump for performing a preceding standby operation and can be used for a pump management operation in normal times.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の立軸ポンプは、特開昭６
３−９０６９７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。2. Description of the Related Art A conventional vertical pump of this kind is disclosed in
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-90697, the impeller is set so that the water level when the pump is submerged is slightly higher than the specific pump specific portion corresponding to the minimum water level at which the air is sucked below. In some cases, when the water level becomes lower than the water level corresponding to the minimum water level, a vacuum is caused to cause a slip, and the water is dropped to prevent the drainage operation.
【０００３】また、従来の他の立軸ポンプとしては、実
開昭６３−１５００９７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、該管の他端を吸水槽内の前記羽根車が
水没するレベル付近に開口させたものが知られている。As another conventional vertical shaft pump, as described in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-150997, an impeller is located at a position lower than the water level of a water absorption tank, and an external pump is provided near an inlet of the impeller. It is known that a through-hole is provided to communicate with a pipe, and the through-hole is connected to a pipe, and the other end of the pipe is opened near a level where the impeller is submerged in a water absorption tank.
【０００４】[0004]
【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際、吸水槽や管渠の貯留効
果の増大に鑑みて、出来る限り低い水位で、排水運転す
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、満防止や吸水槽のサージ減少に
有効で、これによりポンプの安定な運転ができる。Normally, when performing the preliminary standby operation based on rainfall information or the like, it is desirable to perform the drain operation at the lowest possible water level in consideration of the increase in the storage effect of the water absorption tank and the sewer. In addition, setting the flow rate to an appropriate value according to the water level of the water absorption tank is effective for preventing the fullness and reducing the surge of the water absorption tank, whereby the pump can be operated stably.
【０００５】しかしながら、上記従来技術のうち前者の
ものは、最低水位レベルより低い水位で排水運転する配
慮がされておらず、例えば、吸込ベルの吸込口からこれ
の径の１．４〜１．７倍の公知の最低水位レベルよりも
低い水位では、排水運転をすることができない。[0005] However, the former one of the above-mentioned prior arts does not consider draining operation at a water level lower than the minimum water level, for example, from the suction port of the suction bell to a diameter of 1.4 to 1.. Drainage operation cannot be performed at a water level lower than the known minimum water level of seven times.
【０００６】一方、上記従来技術のうち後者のものによ
れば、吸水槽の水位が前記開口部のレベルより低下すれ
ば、開口部より空気を吸込むので、水位の低下と共にポ
ンプの揚水作用が徐々に低下することになる。そのた
め、低い水位において揚水運転が可能となり、かつ空転
状態への推移が急激に起らないという特徴があり、例え
ば吸水槽への急激な流入が生ずる前に、ポンプを空転し
ておいて待機する、いわゆる先行待機運転を行なうポン
プに適したものであると思われる。この立軸ポンプは、
前記貫通穴と通じる管の他端を吸水槽内の羽根車が水没
するレベル付近に開口させ、水位がこの開口部以下に低
下したときに空気を吸込むようにしているので、ポンプ
が吸気を開始する水位を、前記開口部の設置レベルによ
り決定できるという特徴がある。On the other hand, according to the latter of the above-mentioned prior arts, if the water level in the water absorption tank falls below the level of the opening, air is sucked in from the opening, so that the pumping action of the pump gradually decreases as the water level decreases. Will decrease. Therefore, pumping operation can be performed at a low water level, and there is a feature that the transition to the idling state does not suddenly occur. For example, before the sudden inflow into the water absorption tank occurs, the pump idles and waits. It seems to be suitable for a pump performing a so-called preparatory standby operation. This vertical pump is
The other end of the pipe communicating with the through hole is opened near the level at which the impeller in the water absorption tank is submerged, so that air is sucked when the water level falls below this opening. Can be determined by the installation level of the opening.
【０００７】しかし、水位が開口部の設置レベルより高
いときは、開口部より吸水するため、揚水中にゴミ等の
異物を含んでいる場合、この異物が運転時間の経過と共
に開口部を閉鎖し、吸気作用を阻害することが懸念され
る。特に前述の先行待機運転を行なう排水ポンプでは、
都市の広域に降った雨水が急激に吸水槽へ流入するた
め、種々の異物が流入する可能性がある。However, when the water level is higher than the installation level of the opening, water is absorbed through the opening. If foreign matter such as dust is contained in the pumped water, the foreign matter closes the opening as the operation time elapses. However, there is a concern that the intake operation may be impaired. In particular, in the drain pump that performs the preceding standby operation,
Since rainwater that has fallen over a wide area of the city rapidly flows into the water absorption tank, various foreign substances may flow in.
【０００８】更に、後者のものは、吸水槽内の水位に応
じて、即ち水位が低くなるほど吸気量を増加させ排水量
が低下するようにしているが、吸気をしながら排水運転
をするには、安定した吸気がおこなわられなければなら
ない。しかし、この従来技術には安定した吸気を行うこ
とに関しての配慮が為されていない。Further, in the latter, the amount of intake air is increased and the amount of drainage is decreased in accordance with the water level in the water absorption tank, that is, as the water level becomes lower. Stable intake must be performed. However, this prior art does not take into consideration stable air intake.
【０００９】本発明は、先行待機運転を行う立軸ポンプ
において、吸気をしながら安定した排水運転を可能とす
ることを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to make it possible to perform a stable drainage operation while sucking air in a vertical shaft pump performing a preliminary standby operation.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の課題は、次の手段
により解決することができる。The above objects can be attained by the following means.
【００１１】まず、吸水槽に設置され、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から
空気を吸い込んでしまう最低水位レベルよりも低い水位
から先行待機運転を開始する立軸ポンプにおいて、立軸
ポンプを構成する羽根車下方のポンプケーシングに設け
られた吸気孔と、該吸気孔に一端が接続された吸気管と
を備え、前記吸気管は、その他端側に向かって一旦上方
に延び、その後下方に延びてその端部が前記吸水槽内に
下向になるように設けられ、前記吸気孔付近のポンプケ
ーシング内面にリブが設けられていることを特徴とす
る。First, in a vertical pump installed in a water absorption tank and starting a preliminary standby operation from a water level during pump operation that is lower than a minimum water level below which air is sucked from a suction bell of a pump casing, An intake hole provided in a pump casing below the impeller constituting the vertical shaft pump, and an intake pipe having one end connected to the intake hole, the intake pipe extending upward once toward the other end side, Then, it extends downward and its end is provided so as to face downward in the water absorption tank, and a rib is provided on the inner surface of the pump casing near the intake hole.
【００１２】このように、リブ（または突出部）を吸気
孔（または吸気部）に付近に設けたことにより、吸気孔
付近の旋回流れを防止、あるいは低減できるから、旋回
の流れの影響を最小限にでき、安定した吸気を行うこと
ができる。Since the ribs (or protrusions) are provided in the vicinity of the intake hole (or the intake portion) as described above, the swirling flow near the intake hole can be prevented or reduced, so that the influence of the swirling flow can be minimized. And stable intake can be performed.
【００１３】また、リブは、吸気孔位置より上流側にテ
ーパー部を有するものとすることにより、リブに異物が
引っ掛かることを防ぐことができる。また、リブを、羽
根車下方のポンプケーシング内面に周方向にほぼ等間隔
に複数個設けることが好ましい。ここで、リブ又は突出
部は、吸気孔位置より上流側に設けても、下流側に設け
てもよい。吸気孔の上流側に設けた場合は、吸気孔また
は吸気部の静圧を容易に低くすることが可能になり、吸
気作用を確実に行わせることができる。Further, the rib has a tapered portion on the upstream side of the position of the intake hole, so that foreign matter can be prevented from being caught on the rib. Preferably, a plurality of ribs are provided on the inner surface of the pump casing below the impeller at substantially equal intervals in the circumferential direction. Here, the rib or the protruding portion may be provided on the upstream side or the downstream side of the intake hole position. When provided on the upstream side of the intake hole, the static pressure of the intake hole or the intake portion can be easily reduced, and the intake operation can be reliably performed.
【００１４】更に、吸気孔または吸気部は、ポンプケー
シング内に突出して形成してもよい。また、吸気部は、
ポンプケーシング内の流れ方向に対し傾斜して設けても
よい。Further, the suction hole or the suction portion may be formed to protrude into the pump casing. In addition, the intake section
It may be provided to be inclined with respect to the flow direction in the pump casing.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。図１において、羽根車１を収納したポン
プケーシング４のケーシングライナー２の下方向にポン
プケーシングの吸込ベル３が接続され、かつ、上方側に
はポンプケーシング４の一部である揚水管５および吐出
エルボ６が接続されて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及び吐出弁８が設けられ
ている。また、羽根車１の下方近傍には吸気孔９が設け
られ、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には吸気量調節弁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（ＨＷ
Ｌ）より高い位置に設置されている。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３の下端
から空気を吸込んでしまうポンプ固有の最低水位レベル
ＷＬ１において、吸気孔９から吸気されない位置に設け
られている。吸気孔９における静圧Ｐ（ｍ）は、次式で
表わされる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. 1, a suction bell 3 of a pump casing is connected to a lower part of a casing liner 2 of a pump casing 4 containing an impeller 1, and a pumping pipe 5 and a discharge pipe, which are a part of the pump casing 4, are connected to an upper side of the pump bell. The elbow 6 is connected to form a vertical pump. On the discharge side of the discharge elbow 6, a discharge pipe 7 and a discharge valve 8 are provided. In addition, an intake hole 9 is provided near the lower portion of the impeller 1, and an intake pipe 10 is provided in connection with the intake hole 9,
Further, the intake pipe 10 is provided with an intake air amount adjusting valve 11, and the intake port 12 of the intake pipe 10 is connected to the highest water level (HW
L) It is installed at a higher position. These constitute a flow control device. The suction hole 9 is provided at a position where the air is not sucked from the suction hole 9 at the conventional lowest water level, that is, at the lowest water level WL1 unique to the pump in which air is sucked from the lower end of the suction bell 3 below this water level. The static pressure P (m) at the intake hole 9 is represented by the following equation.
【００１６】 Ｐ＝Ｐｏ＋Ｌ−ｈｓ−ｋ・ｖ2／（２ｇ） …（１） ここで、Ｐｏ：大気（１０．３３ｍ）、 Ｌ：（水位レベル）（ｍ）、 ｈｓ：ポンプケーシング吸込部損失水頭（ｍ）、 ｖ：吸気孔部の取扱液の流速（ｍ）、 ｋ：定数 吸気孔における静圧ＰがＰｏより大きくなれば吸気はし
ないから、Ｌ＞ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２ｇ）にすることに
より、吸気はしない。したがって、従来の最低水位レベ
ルＷＬ１よりもＬ１＝ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２ｇ）だけ下
方の位置に吸気孔９を設ける。その結果、水位ＬがＷＬ
１以上の範囲Ａでは吸気をしないので、所定のポンプ能
力で排水運転を行うことができる。水位が、ＷＬ１より
低い範囲Ｂでは（１）式においてＬが減少するので、Ｐ
が大気圧より小さくなり吸気を行う。吸気量は吸気量調
節弁１１により、適切な損失が与えられているので、水
位に伴い適切な量の吸気を行い流量制御を行う。範囲Ｂ
において、水位が、ＷＬ２の場合は、Ｐは大気圧により
若干低い程度であるので吸気量が少なく、ポンプの流量
も若干減少する。この場合、ポンプの没水深さＳ１はこ
の時のポンプ流量に対して十分であるので渦は発生しな
い。水位がＷＬ３の場合、Ｐは水位の低下にほぼ比例し
て低下するので、大気圧よりその分小さくなり、吸気量
が増大し、ポンプの流量も大幅に少なくなり、没水深さ
Ｓ２でも渦が発生しない流量とすることができる。水位
がＷＬ４の場合、吸気量はポンプ流量の１５％〜２０％
となり揚水不能となって空転運転状態となる。この時の
没水深さＳ３は、揚水不能となる直前の流量において渦
の発生しない長さになるように、吸込ベル入口のレベル
を設計する。なお、水位の変動する全範囲において、吸
気量調制弁１１の開閉は一定にしてよく、あるいは、水
位によって開度を変更してもよい。従来の最低水位レベ
ルＷＬ１以下でも渦が発生せず、異常な振動や騒音ので
ない安全な運転が可能となる。空転運転から排水運転に
移行する羽根車１が若干水没する水位、及び排水運転か
ら空転運転に移行する水位ＷＬ４より若干高い水位にお
いて、ポンプの流量は吸気により所定の流量の約半分程
度に制御されているので、排水開始及び排水停止時の流
量変化が少なく、サージ現象を緩和してポンプの安定な
運転が可能である。なお、符号２１は吸込水槽（吸水
槽）２０の低壁である。P = Po + L−hs−k · v 2 / (2 g) (1) where Po: atmosphere (10.33 m), L: (water level) (m), hs: pump casing suction part loss Water head (m), v: flow velocity (m) of the liquid handled in the intake port, k: constant If the static pressure P in the intake port is larger than Po, no intake is performed, so that L> hs + k · v 2 / (2 g) By doing so, there is no intake. Therefore, the intake hole 9 is provided at a position lower than the conventional minimum water level WL1 by L 1 = hs + k · v 2 / (2 g). As a result, the water level L becomes WL
Since the intake is not performed in the one or more ranges A, the drainage operation can be performed with a predetermined pump capacity. In the range B where the water level is lower than WL1, since L decreases in the equation (1), P
Becomes smaller than the atmospheric pressure and inhales. Since the intake amount is given an appropriate loss by the intake amount control valve 11, an appropriate amount of intake is performed according to the water level to control the flow rate. Range B
In the case where the water level is WL2, P is slightly lower due to the atmospheric pressure, so the amount of intake air is small, and the flow rate of the pump is also slightly reduced. In this case, since the submersion depth S1 of the pump is sufficient for the pump flow at this time, no vortex is generated. When the water level is WL3, P decreases almost in proportion to the decrease in the water level, so that P becomes smaller than the atmospheric pressure, the intake air volume increases, the flow rate of the pump decreases significantly, and vortices occur even at the submersion depth S2. It can be a flow rate that does not occur. When the water level is WL4, the intake air amount is 15% to 20% of the pump flow rate.
As a result, the pump cannot be pumped, and the idling mode is set. The level of the suction bell inlet is designed so that the immersion depth S3 at this time has a length that does not generate a vortex at the flow rate immediately before the pumping becomes impossible. Note that the opening and closing of the intake air amount control valve 11 may be constant over the entire range in which the water level fluctuates, or the opening may be changed depending on the water level. Even at a level lower than the conventional minimum water level WL1, no vortex is generated, and safe operation without abnormal vibration or noise can be performed. At a water level where the impeller 1 that shifts from idling operation to drain operation is slightly submerged, and at a water level slightly higher than a water level WL4 that shifts from drain operation to idle operation, the flow rate of the pump is controlled to about half of a predetermined flow rate by suction. As a result, there is little change in the flow rate at the start of drainage and at the time of stoppage of drainage, and the surge phenomenon is mitigated, and stable operation of the pump is possible. Reference numeral 21 denotes a low wall of the suction water tank (water absorption tank) 20.
【００１７】ここで、従来の最低水位レベルＷＬ１と吸
気孔９設置位置とのレベル差Ｌ１は、（１）式の関係か
ら、Ｌ１＝ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２ｇ）とすることが望ま
しい。しかし、Ｌ１はうずの発生しやすさから決り、一
般にポンプの口径の関数となり、上記式の右辺はｖの関
数であるが、ｖはポンプの吐出量、仕様全揚程、比速度
等により異なる。そのため、仮にｋ＝１で固定されてい
るとすると、ポンプによって常にＰ点の圧力を大気圧に
等しく計画できるとは限らない。即ち、大口径で揚程の
低いポンプでは、Ｌ１＞ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２ｇ）とな
り、逆に比較的小口径で揚程の高いポンプはＬ１が小さ
く、ｖは大となるため、Ｌ１＞ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２
ｇ）となる。したがって、ｈｓ＋ｋ・ｖ2／（２ｇ）に
おいて、ｋが１以外の値をとれるようにすることが望ま
しい。ｋが１以外の値をとれるようにした具体的な実施
形態を図２〜図８により説明する。[0017] Here, the level difference L 1 of the conventional low-water level WL1 and the intake holes 9 installation position, it is desirable that the (1) from the relationship of the equation, L 1 = hs + k · v 2 / (2g) . However, L 1 is determined from the generation easiness of vortex, generally a function of the diameter of the pump, and the right side of the equation is a function of v, v is the discharge amount of the pump, specifications total head varies by specific rate, etc. . Therefore, assuming that k is fixed at 1, the pressure at point P cannot always be planned equal to the atmospheric pressure by the pump. That is, for a pump having a large diameter and a low head, L 1 > hs + k · v 2 / (2 g). On the contrary, a pump having a relatively small diameter and a high head has a small L 1 and a large v, so that L 1 > Hs + k · v 2 / (2
g). Therefore, it is desirable that k be a value other than 1 in hs + k · v 2 / (2g). A specific embodiment in which k can take a value other than 1 will be described with reference to FIGS.
【００１８】図２は本発明の吸気孔に係る第１の実施形
態を示すもので、図１における吸気孔９の近傍を示す詳
細図である。羽根車の入口近傍のポンプケーシング２に
は、複数の吸気孔９がポンプケーシング２の周方向に等
間隔に設けられている。また、この吸気孔９は、ポンプ
軸心に垂直な平面に対しポンプケーシング内の流れの方
向に傾斜して設けられている。したがって、吸気孔９に
おける静圧Ｐ（ｍ）は、前述の（１）式で表わしたと
き、ｋの値はｋ＞１となる。一方、図３に示す本発明の
第２の実施形態のように、吸気孔９をポンプケーシング
内の流れと逆の方向に傾斜して設ければ、０＜ｋ＜１と
なる。このように吸気孔９を、ポンプ軸心に垂直な平面
に対し、傾斜して設けることにより（１）式のｋの値
を、１より増減できる。FIG. 2 shows a first embodiment of the intake hole of the present invention, and is a detailed view showing the vicinity of the intake hole 9 in FIG. In the pump casing 2 near the impeller inlet, a plurality of intake holes 9 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the pump casing 2. The intake hole 9 is provided to be inclined in the direction of flow in the pump casing with respect to a plane perpendicular to the pump axis. Therefore, when the static pressure P (m) at the intake hole 9 is represented by the above-mentioned equation (1), the value of k is k> 1. On the other hand, as in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, if the intake holes 9 are provided to be inclined in the direction opposite to the flow in the pump casing, 0 <k <1. By providing the intake hole 9 at an angle to the plane perpendicular to the pump axis, the value of k in the expression (1) can be increased or decreased from 1.
【００１９】図４は、図２の実施形態で吸気孔を傾斜さ
せる代りに、吸気孔端部を、ポンプケーシング内に突出
させた曲管により構成したものである。すなわち、吸気
管１０がポンプケーシングを貫通するようにし、吸気管
１０の先端を折り曲げてポンプケーシング内の流れ方向
に対しα°の角度傾いた方向に開口部がむくようにして
吸気孔９を形成したものである。この角度αにより、
（１）式のｋの値は図５に示すように変化する。したが
って、上記角度αを適宜選択することにより、ｋの値を
容易に増減できる。FIG. 4 shows the embodiment of FIG. 2 in which, instead of inclining the intake hole, the end of the intake hole is formed by a curved pipe protruding into the pump casing. That is, the suction pipe 10 penetrates the pump casing, and the tip of the suction pipe 10 is bent so that the opening is formed in a direction inclined at an angle of α ° with respect to the flow direction in the pump casing to form the suction hole 9. It was done. By this angle α,
The value of k in equation (1) changes as shown in FIG. Therefore, by appropriately selecting the angle α, the value of k can be easily increased or decreased.
【００２０】図６は、本発明の吸気孔に係る第４の実施
形態を示すもので、吸気孔９をポンプケーシングの吸込
ベル３の最少内径Ｄｍｉｎの位置よりも下方に設けてい
る。この吸気孔９の取付部の直径はＤｍｉｎよりも大き
いのでＤｍｉｎ部よりも静圧が高いから、ｋ＜１とな
る。そして、このｋの値は、吸気孔の位置をＤｍｉｎ部
に近い所から、吸込ベル３の入口（直径ＤＢ）に近い所
まで適宜選定することにより、容易に変え得る。FIG. 6 shows a fourth embodiment of the intake port of the present invention, in which the intake port 9 is provided below the position of the minimum inner diameter Dmin of the suction bell 3 of the pump casing. Since the diameter of the mounting portion of the intake hole 9 is larger than Dmin, the static pressure is higher than that of the Dmin portion, so that k <1. Then, the value of k is, the position of the suction hole from near the Dmin portion, by appropriately selecting until close to the inlet of the suction bell 3 (diameter D B), can easily be varied.
【００２１】図７は、本発明の吸気孔に係る第５の実施
形態であり、吸気孔９の上部（下流側）のポンプケーシ
ング内壁面に、突出部２ａを設けたものである。図８は
第６実施形態で、吸気孔の下部（上流側）に突出部９ａ
をもうけている。図７では、突出部２ａにより流れがせ
き留められるため、そのすぐ上流に設けた吸気孔の静圧
が高くなり、ｋ＜１となる。一方、図８では、突出部９
ａのすぐ下流に吸気孔が設けられているため、吸気孔の
静圧は低くなり、ｋ＞１となる。このように、突出部の
位置、大きさ、形状等を適宜選定することにより、ｋの
値を容易に変えることができる。FIG. 7 shows a fifth embodiment of the suction hole of the present invention, in which a projection 2a is provided on the inner wall surface of the pump casing above (downstream side of) the suction hole 9. As shown in FIG. FIG. 8 shows a sixth embodiment in which a protruding portion 9a is provided at a lower portion (upstream side) of an intake hole.
I am making. In FIG. 7, since the flow is dammed by the protruding portion 2a, the static pressure of the intake hole provided immediately upstream is increased, and k <1. On the other hand, in FIG.
Since the intake hole is provided immediately downstream of a, the static pressure of the intake hole becomes low, and k> 1. Thus, the value of k can be easily changed by appropriately selecting the position, size, shape, and the like of the protruding portion.
【００２２】このように、図２〜図８に示す方法で、
（１）式のｋの値を１．０よりも増減調節できるので、
種々の大きさ、比速度、全揚程のポンプに対し、従来の
最低水位レベルＷＬ１において、吸気孔９での静圧Ｐを
大気圧Ｐｏと等しくなるようにすることができる。As described above, the method shown in FIGS.
Since the value of k in equation (1) can be adjusted up or down from 1.0,
For pumps of various sizes, specific speeds and full heads, the static pressure P at the inlet 9 can be made equal to the atmospheric pressure Po at the conventional minimum water level WL1.
【００２３】なお、図２〜図８において、吸気孔の数を
羽根車の羽根数と等しくするか、それ以上、あるいは羽
根数の整数倍とし、かつ各吸気孔は、ポンプケーシング
の円周方向に等間隔に設けるのがよい。発明者らの実験
結果によれば、吸気孔を１個のみ設けた場合、上記羽根
車の各羽根流路に吸気孔からの空気が均一に流入しない
ため、羽根車に流体的な不つりあい力が作用し、ポンプ
の振動が増大する現象が見られた。これに対し、、吸気
孔の数を複数個、特に羽根車の羽根数と等しくするかそ
れ以上、あるいは羽根数の整数倍の個数設け、かつ円周
方向に等間隔に設けることにより、吸気が安定して行わ
れ、ポンプ羽根間に均等に空気が流入し、ポンプ振動を
低減することができる。In FIGS. 2 to 8, the number of intake holes is equal to or greater than the number of blades of the impeller, or an integral multiple of the number of blades, and each intake hole is formed in a circumferential direction of the pump casing. It is preferable to provide them at equal intervals. According to the experimental results of the inventors, when only one intake hole is provided, the air from the intake hole does not uniformly flow into each blade flow path of the impeller, so that the fluid unbalance force is applied to the impeller. Acted, and a phenomenon that the vibration of the pump increased was observed. On the other hand, by providing a plurality of intake holes, in particular, equal to or more than the number of blades of the impeller, or by providing a number of integral multiples of the number of blades, and providing them at equal intervals in the circumferential direction, the intake air is provided. It is performed stably, and air flows evenly between the pump blades, so that pump vibration can be reduced.
【００２４】次に、本発明の更に他の実施の形態を図９
〜図１２により説明する。Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【００２５】図９及び図１０は、立軸ポンプの羽根車１
の吸込部の吸込ベル３の内壁面よりも内側に突出させ
て、吸気孔９を複数個設けたものである。吸気孔９は、
吸気管１０により大気に開放されている。また、吸気孔
９は、吸込ベルに吸気管１０の一端に接続される開孔３
ａを形成し、かつ吸込ベル３の内壁面には開孔３ａと連
通される通気孔２５ａを有するリブ２５を設け、これに
連通孔２５ａを設けて、この連通孔２５ａを吸込ベル内
面よりも内側に開口させることにより形成している。リ
ブ２５は吸込ベル３と一体になるように鋳造などの手段
で製造するのがよい。また、リブ２５は、図に示すよう
に、ポンプの軸方向に設けられ、吸気孔付近における旋
回流れを防止または低減する作用をする。更に、リブ２
５は、連通孔２５ａ付近から下方に伸び、その上方端の
吸込ベル内壁面からの高さは吸気孔９の開口端位置と一
致させ、該リブの下方端の高さをその上方端の高さより
も低くしたテーバ状に構成している。FIGS. 9 and 10 show an impeller 1 of a vertical shaft pump.
And a plurality of suction holes 9 are provided so as to protrude inward from the inner wall surface of the suction bell 3 of the suction portion. The intake hole 9 is
It is opened to the atmosphere by an intake pipe 10. In addition, the suction hole 9 is provided with an opening 3 connected to one end of the suction pipe 10 at the suction bell.
a, and a rib 25 having an air hole 25a communicating with the opening 3a is provided on the inner wall surface of the suction bell 3, and a communication hole 25a is provided in the rib 25 so that the communication hole 25a is located closer to the inner surface of the suction bell than the inner surface of the suction bell. It is formed by being opened inside. The rib 25 is preferably manufactured by casting or the like so as to be integrated with the suction bell 3. Further, the rib 25 is provided in the axial direction of the pump as shown in the drawing, and functions to prevent or reduce the swirling flow near the intake hole. Furthermore, rib 2
5 extends downward from the vicinity of the communication hole 25a, the height of the upper end from the inner wall surface of the suction bell matches the position of the opening end of the suction hole 9, and the height of the lower end of the rib is the height of the upper end. It is configured in the shape of a taper that is lower than that.
【００２６】本実施形態では吸気孔９の開口端位置をポ
ンプケーシング（吸込ベル３）内壁面よりも内側にして
いるが、その吸気孔９のケーシング内壁面からの高さｈ
は、吸気孔位置のケーシング内壁面の半径Ｒ１としたと
き、次式（２）を満足するように設定するのがよい。In the present embodiment, the opening end position of the suction hole 9 is located inside the inner wall surface of the pump casing (suction bell 3), but the height h of the suction hole 9 from the inner wall surface of the casing is set.
It is when the radius R 1 of the casing inner wall surface of the intake hole positions, may be set to satisfy the equation (2).
【００２７】 ｈ≧０．２Ｒ１ …（２） この理由を図１１により説明する。図１１は、ポンプ羽
根車の入口部、即ち吸気孔付近における流れの周方向の
流速の大きさ（横軸）を、ポンプケーシング内壁面から
内側（ポンプケーシング中心軸方向）に向う各ポイント
ごとに測定したもので、直線ａはポンプの流量係数が６
０％以上の場合、曲線ｂは同じく５０％の場合、曲線ｃ
は同じく４０％、曲線ｄは同じく２０％の場合である、
この図から、ｒ／Ｒ１が約０．８以下のポイントでは、
それが０．８以上のポイントに比べ周方向流速が大幅に
小さくなっている。したがって、上記（２）式を満足す
るように吸気孔９のケーシング内壁面からの高さｈを決
めれば、旋回流速の影響を少なくでき、旋回による遠心
力も小さくなるので、十分で安定した吸気を得ることが
でき、振動を低減できる。H ≧ 0.2R 1 (2) The reason will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the magnitude (horizontal axis) of the flow velocity in the circumferential direction of the flow near the inlet of the pump impeller, that is, in the vicinity of the intake hole, for each point from the inner wall surface of the pump casing toward the inside (toward the central axis of the pump casing). The line a was measured with a flow coefficient of 6 for the pump.
In the case of 0% or more, the curve b is also in the case of 50%, and the curve c
Is also 40%, and curve d is also 20%.
From this figure, at the point where r / R 1 is about 0.8 or less,
The circumferential flow velocity is much smaller than that at 0.8 or higher. Accordingly, if the height h of the intake hole 9 from the inner wall surface of the casing is determined so as to satisfy the above expression (2), the influence of the swirling flow rate can be reduced and the centrifugal force due to the swirling is reduced, so that a sufficient and stable intake air can be obtained. And vibration can be reduced.
【００２８】上述した各実施形態では、それぞれ吸気孔
を複数個設けているが、吸気孔の数を２以上とすること
により安定した吸気が行われ、ポンプ振動を低減できる
ことを図１２により説明する。図１２は、吸気孔の数と
ポンプ振動との関係を確かめた実験データで、曲線ｅは
吸込ベル内壁面上に吸気孔を１〜２０個設けた場合の振
動比の変化を示すもの、曲線ｆは図９の実施形態で、吸
気孔の吸込ベル内壁面からの高さｈを、吸気孔位置にお
けるケーシング内壁面の半径Ｒ１に対し、０．２Ｒ１の
位置としたものにおいて、吸気孔の数を１〜２０個とし
た場合の振動比の変化を示すものである。この図に示す
ように、吸気孔の数を２以上とすることにより、吸気孔
の数が１のものに対し、ポンプ振動を大幅に低減でき
る。特に、吸気孔の数を５以上とすることにより、ポン
プ振動を極めて小さくすることができる。この実験デー
タは、ポンプ羽根数が５枚の場合であり、吸気孔をポン
プ羽根数と同数以上として、それらを周方向に等間隔に
設けることにより、羽根間に均等に空気を流入させるこ
とができ、ポンプ振動を低減できることがわかる。ま
た、曲線ｆに示すように、吸気孔を吸込ベル内壁面より
も内側に設けた場合には、吸気孔の数が２つであって
も、ポンプ振動を大幅に低減できることがわかる。In each of the above-described embodiments, a plurality of intake holes are provided. However, it will be described with reference to FIG. 12 that stable intake is performed by reducing the number of intake holes to two or more, and pump vibration can be reduced. . FIG. 12 shows experimental data obtained by confirming the relationship between the number of intake holes and pump vibration. Curve e shows a change in vibration ratio when 1 to 20 intake holes are provided on the inner surface of the suction bell. f in the embodiment of FIG. 9, the height h from the suction bell inner wall surface of the intake holes, to the radius R 1 of the casing inner wall surface of the intake hole positions, in that the position of the 0.2 R 1, suction holes 3 shows the change in the vibration ratio when the number is 1 to 20. As shown in this figure, by setting the number of intake holes to two or more, pump vibration can be significantly reduced as compared with the case where the number of intake holes is one. In particular, by setting the number of intake holes to 5 or more, pump vibration can be extremely reduced. This experimental data is for a case where the number of pump blades is five. By setting the number of intake holes to be equal to or greater than the number of pump blades and providing them at equal intervals in the circumferential direction, air can flow evenly between the blades. It can be seen that the pump vibration can be reduced. Also, as shown by the curve f, when the suction holes are provided inside the suction bell inner wall surface, it can be seen that even if the number of suction holes is two, the pump vibration can be significantly reduced.
【００２９】図１３及び図１４は本発明の更に他の実施
形態を示すものである。この実施形態は、ポンプケーシ
ング４の吸込ベル３の内壁面にテーパ状のリブ２６を設
け、このリブ２６に隣接して吸気孔９を２個、吸込ベル
３の内壁面上の対抗する位置に設けたものである。吸気
孔９は吸気管１０により大気に開放されている。本実施
形態でも図９の実施形態と同様の効果が得られる。即
ち、ポンプ羽根車１の入口部付近で旋回流れが生じて
も、リブ５によりその旋回流れをを抑制できるので、吸
気孔９の位置では圧力の変動が少なくなり、安定した十
分な吸気ができ、ポンプの振動を小さくすることができ
る。FIGS. 13 and 14 show still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a tapered rib 26 is provided on the inner wall surface of the suction bell 3 of the pump casing 4, and two suction holes 9 are provided adjacent to the rib 26 at opposing positions on the inner wall surface of the suction bell 3. It is provided. The intake hole 9 is opened to the atmosphere by an intake pipe 10. In this embodiment, the same effects as those of the embodiment of FIG. 9 can be obtained. That is, even if a swirling flow is generated near the inlet of the pump impeller 1, the swirling flow can be suppressed by the rib 5, so that the pressure fluctuation is reduced at the position of the intake hole 9 and stable and sufficient intake can be performed. In addition, the vibration of the pump can be reduced.
【００３０】次に、上述した図９及び第１３図の実施形
態の動作を説明する。これらの実施形態において、ポン
プを低い水位で運転すると、吸気孔９の圧力は大気圧よ
り低下するので、吸気管１０から吸気される。このと
き、吸気孔９はポンプ羽根車入口部付近における旋回流
れの影響を受けにくい位置にあるので、圧力の変動が少
なく、安定した吸気が行える。また、旋回流れによる遠
心力の影響も小さいので、十分な吸気量が得られる。以
上のことからポンプの振動を小さくすることができ、ま
た吸気孔４の下部にテーパ状のリブ５を設けることによ
り、吸気孔部の補強ができ、異物がリブ５や吸気孔部に
詰まらない効果がある。Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 9 and 13 will be described. In these embodiments, when the pump is operated at a low water level, the pressure in the intake port 9 becomes lower than the atmospheric pressure. At this time, since the intake hole 9 is located at a position near the inlet of the pump impeller where it is hardly affected by the swirling flow, pressure fluctuation is small and stable intake can be performed. Further, since the influence of the centrifugal force due to the swirling flow is small, a sufficient intake air amount can be obtained. As described above, the vibration of the pump can be reduced, and the provision of the tapered rib 5 at the lower portion of the intake hole 4 can reinforce the intake hole, so that foreign matter does not clog the rib 5 or the intake hole. effective.
【００３１】上述したように、本発明の各実施の形態に
よれば、次のような効果がある。まず、ポンプケーシン
グに複数個の吸気孔を設けたものによれば、吸気量を安
定化させることができ、吸気をしながら排水運転をする
場合の振動を低減できる。As described above, each embodiment of the present invention has the following effects. First, according to the pump casing having a plurality of intake holes, it is possible to stabilize the amount of intake air and to reduce vibration when performing the drainage operation while suctioning air.
【００３２】また、吸気孔のポンプケーシング内におけ
る開口端位置をポンプケーシング内壁面よりも内側とし
たものによれば、あるいは旋回流れを防止するリブを吸
気孔に近接して設けたものによれば、ポンプ羽根車入口
部付近の旋回流れの影響を低減でき、流体の遠心力も小
さくなるから、十分で安定した吸気が得られ、ポンプ振
動も低減できる効果がある。Further, according to the one in which the opening end position of the intake hole in the pump casing is inside the inner wall surface of the pump casing, or the one in which the rib for preventing the swirling flow is provided close to the intake hole. In addition, the effect of the swirling flow near the inlet of the pump impeller can be reduced, and the centrifugal force of the fluid can be reduced, so that sufficient and stable suction can be obtained and pump vibration can be reduced.
【００３３】更に、吸気孔部の制圧を増減し得る形状と
したものによれば、吸気を開始する水位を希望する水位
に設定し得る。Further, according to the shape in which the suppression of the intake hole can be increased or decreased, the water level at which intake is started can be set to a desired water level.
【００３４】また、吸気孔を羽根車の羽根数以上とした
ものによれば、吸気した空気を羽根車の各羽根間流路に
均一に分配できるため、吸気時のポンプ振動の増大を防
止できる効果がある。Further, according to the intake hole having the number of blades equal to or larger than the number of blades of the impeller, the intake air can be uniformly distributed to the flow paths between the blades of the impeller, so that an increase in pump vibration at the time of intake can be prevented. effective.
【００３５】更に、最低水位レベルより下方に羽根車を
設け、かつこの羽根車下方のポンプケーシングに吸気孔
を設けると共に、この吸気孔に吸気管を接続し、この吸
気管の吸込口を、吸水槽の最高水位より高い位置におい
て大気に開放させたものによれば、吸気管の吸込口に異
物が付着して吸気作用を阻害するのを防止できる。Further, an impeller is provided below the lowest water level, and an intake hole is provided in a pump casing below the impeller, and an intake pipe is connected to the intake hole. According to the water tank that is open to the atmosphere at a position higher than the highest water level, it is possible to prevent foreign substances from adhering to the suction port of the intake pipe and hindering the suction operation.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
先行待機運転を行う立軸ポンプにおいて、吸気をしなが
ら安定した排水運転を行わせることができる。As described above, according to the present invention,
In the vertical pump that performs the preliminary standby operation, it is possible to perform a stable drainage operation while suctioning air.
【図１】本発明が適用された立軸ポンプの全体側面図で
ある。FIG. 1 is an overall side view of a vertical pump to which the present invention is applied.
【図２】本発明の第１実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 2 is a detailed longitudinal sectional view showing a main part of the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 3 is a detailed vertical sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 4 is a detailed longitudinal sectional view showing a main part of a third embodiment of the present invention.
【図５】図４の吸気孔の方向（角度α°）と（１）式の
定数ｋとの関係を示す線図である。5 is a diagram showing a relationship between a direction (angle α °) of an intake hole in FIG. 4 and a constant k in equation (1).
【図６】本発明の第４実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 6 is a detailed vertical sectional view showing a main part of a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第５実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 7 is a detailed vertical sectional view showing a main part of a fifth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第６実施形態の要部を示す詳細縦断面
図である。FIG. 8 is a detailed vertical sectional view showing a main part of a sixth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第７の実施形態の要部を示す詳細縦断
面図である。FIG. 9 is a detailed vertical sectional view showing a main part of a seventh embodiment of the present invention.
【図１０】図９のＸ−Ｘ線矢視図である。FIG. 10 is a view taken along line XX of FIG. 9;
【図１１】ポンプ羽根車入口部付近における流れの周方
向流速を半径方向各点で測定して示した線図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the circumferential flow velocity of the flow near the inlet of the pump impeller measured at each point in the radial direction.
【図１２】吸気孔の数とポンプ振動との関係を示す線図
である。FIG. 12 is a diagram showing a relationship between the number of intake holes and pump vibration.
【図１３】本発明の第８図実施形態の要部を示す詳細縦
断面図である。FIG. 13 is a detailed vertical sectional view showing a main part of the FIG. 8 embodiment of the present invention.
【図１４】図１３のＹ−Ｙ線矢視図である。FIG. 14 is a view taken along line YY of FIG. 13;
１ 羽根車 ２ ケーシングライナ ３ 吸込ベル ４ ポンプケーシング ５ 揚水管 ６ 吐出エルボ ７ 吐出管 ８ 吐出弁 ９ 吸気孔 １０ 吸気管 １１ 吸気量調製弁 １２ 吸込口 ２０ 吸水槽 ２５ リブ ２６ リブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Impeller 2 Casing liner 3 Suction bell 4 Pump casing 5 Pumping pipe 6 Discharge elbow 7 Discharge pipe 8 Discharge valve 9 Suction hole 10 Suction pipe 11 Suction amount adjustment valve 12 Suction port 20 Suction tank 25 Rib 26 Rib
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 純男 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sumio Sudo 603, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.
Claims (8)
が、それ以下ではポンプケーシングの吸込ベルから空気
を吸い込んでしまう最低水位レベルよりも低い水位から
先行待機運転を開始する立軸ポンプにおいて、 立軸ポンプを構成する羽根車下方のポンプケーシングに
設けられた吸気孔と、 該吸気孔に一端が接続された吸気管とを備え、 前記吸気管は、その他端側に向かって一旦上方に延び、
その後下方に延びてその端部が前記吸水槽内に下向にな
るように設けられ、 前記吸気孔付近のポンプケーシング内面にリブが設けら
れていることを特徴とする立軸ポンプ。1. A vertical shaft pump installed in a water absorption tank and starting a preliminary standby operation at a water level during pump operation, which is lower than a minimum water level below which air is sucked from a suction bell of a pump casing, An intake hole provided in a pump casing below the impeller constituting the vertical shaft pump; and an intake pipe having one end connected to the intake hole, wherein the intake pipe extends upward once toward the other end,
A vertical shaft pump which extends downward thereafter and is provided so that an end thereof faces downward in the water absorption tank, and a rib is provided on an inner surface of a pump casing near the intake hole.
孔位置より上流側にテーパー部を有することを特徴とす
る立軸ポンプ。2. The vertical pump according to claim 1, wherein the rib has a tapered portion on the upstream side of the intake hole position.
車下方のポンプケーシング内面に周方向にほぼ等間隔に
複数個設けられていることを特徴とする立軸ポンプ。3. The vertical shaft pump according to claim 1, wherein a plurality of the ribs are provided on the inner surface of the pump casing below the impeller at substantially equal intervals in a circumferential direction.
が、それ以下ではポンプケーシングの吸込ベルから空気
を吸い込んでしまう最低水位レベルよりも低い水位から
先行待機運転を開始する立軸ポンプにおいて、 立軸ポンプを構成する羽根車下方のポンプケーシングに
設けられた吸気孔と、該吸気孔に一端が接続された吸気
管とを備え、 前記吸気管は、その他端側に向かって一旦上方に延び、
その後下方に延びてその端部が前記吸水槽内に下向にな
るように設けられ、 前記吸気孔付近のポンプケーシング内面に突出部が設け
られていることを特徴とする立軸ポンプ。4. A vertical shaft pump which is installed in a water absorption tank and starts a preliminary standby operation from a water level below which a water level during pump operation is lower than a minimum water level below which air is sucked from a suction bell of a pump casing, An intake hole provided in a pump casing below the impeller constituting the vertical shaft pump, and an intake pipe having one end connected to the intake hole, wherein the intake pipe temporarily extends upward toward the other end side,
A vertical shaft pump which extends downward and is provided so that an end thereof faces downward in the water absorption tank, and a projection is provided on an inner surface of a pump casing near the intake hole.
気孔位置より上流側に設けられていることを特徴とする
立軸ポンプ。5. The vertical pump according to claim 4, wherein the protruding portion is provided on an upstream side of the intake hole position.
気孔位置より下流側に設けられていることを特徴とする
立軸ポンプ。6. The vertical pump according to claim 4, wherein the projecting portion is provided on a downstream side of the intake hole position.
が、それ以下ではポンプケーシングの吸込ベルから空気
を吸い込んでしまう最低水位レベルよりも低い水位から
先行待機運転を開始する立軸ポンプにおいて、 立軸ポンプを構成する羽根車下方のポンプケーシングに
設けられた吸気部と、 該吸気部に一端が接続された吸気管とを備え、 前記吸気管は、その一端側がポンプケーシング内に突出
されて前記吸気部を形成するとともに、該吸気管はその
他端側に向かって一旦上方に延び、その後下方に延びて
その端部が前記吸水槽内に下向になるように構成されて
いることを特徴とする立軸ポンプ。7. A vertical shaft pump installed in a water absorption tank and starting a preliminary standby operation from a water level below which a water level during pump operation is lower than a minimum water level below which air is sucked from a suction bell of a pump casing, An intake section provided in a pump casing below an impeller constituting the vertical shaft pump; and an intake pipe having one end connected to the intake section, wherein the intake pipe has one end protruding into the pump casing. The intake pipe is formed, and the intake pipe is configured to extend upward once toward the other end, and then extend downward so that the end thereof is directed downward into the water absorption tank. Vertical shaft pump.
が、それ以下ではポンプケーシングの吸込ベルから空気
を吸い込んでしまう最低水位レベルよりも低い水位から
先行待機運転を開始する立軸ポンプにおいて、 立軸ポンプを構成する羽根車下方のポンプケーシングに
設けられた吸気部と、 該吸気部に一端が接続された吸気管とを備え、 前記吸気管は、その他端側に向かって一旦上方に延び、
その後下方に延びてその端部が前記吸水槽内に下向にな
るように設けられ、 前記吸気部は、ポンプケーシング内の流れ方向に対し傾
斜して設けられてなることを特徴とする立軸ポンプ。8. A vertical shaft pump installed in a water absorption tank and starting a preliminary standby operation from a water level during pump operation, which is lower than a minimum water level below which air is sucked from a suction bell of a pump casing, An intake section provided in a pump casing below an impeller constituting the vertical shaft pump, and an intake pipe having one end connected to the intake section, wherein the intake pipe temporarily extends upward toward the other end side,
A vertical shaft pump that extends downward thereafter and is provided so that an end thereof faces downward in the water absorption tank, and the suction unit is provided to be inclined with respect to a flow direction in the pump casing. .
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217217A (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Torishima Pump Mfg Co Ltd | Pump |
-
2002
- 2002-05-17 JP JP2002142952A patent/JP3385511B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217217A (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Torishima Pump Mfg Co Ltd | Pump |
Also Published As
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| JP3385511B2 (en) | 2003-03-10 |
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