JP2002371987A - 排水ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ付近の流れを一様かつスムーズにして
渦の発生及び集積に起因する損失水頭を減少するととも
に、空気巻込みも減少して高流速化した場合でもポンプ
効率、排水効率の向上を図ることができる排水ポンプ装
置を提供する。 【解決手段】 上方に向けて開放するオープン水槽１内
に、その流水方向に対して主軸３が直交する状態で排水
ポンプ２を挿入設置してなる排水ポンプ装置において、
オープン水槽１内に位置する吸込用ベルマウス７、ポン
プケーシング６及び揚水管部８の外周部を、ポンプ主軸
３の軸芯方向に沿って滑らかな形状の接水面１２を持つ
円筒状カバー１１で包囲させ、このカバー１１の下端部
分１１Ａはカバー内側に向け丸味を有する状態に屈曲さ
せてその遊端開口を吸込用ベルマウス７の先端開口部に
接続させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排水ポンプ装置に関
し、詳しくは、上方に向けて開放するオープン水槽内
に、立軸ポンプ等の排水ポンプをその主軸が流水方向に
対して直交する状態に挿入設置してなる排水ポンプ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来一般の排水ポンプ装置は、
図３に示すように、上方に向けて開放するオープン水槽
１内の流水方向ｘの一側寄り位置に立軸ポンプ等の排水
ポンプ２をその主軸３の軸芯ｙが流水方向ｘに対して直
交する状態に挿入設置して構成されている。この排水ポ
ンプ２は、羽根車４及びベーンガイド５を内装するポン
プケーシング６の下端部に下向きに開口する吸込用ベル
マウス７がフランジ部９を介して接合されているととも
に、ポンプケーシング６の上端部に揚水管８の下端部が
フランジ部１０を介して接合されている。

【０００３】上記構成の排水ポンプ装置においては、主
にオープン水槽１内底部の深層域で速い流れが存在する
だけでなく、自由表面に近い浅層域においても多くの流
れが存在している。この水槽１の浅層域の流れは、矢印
ｘで示すように、ポンプケーシング６及び揚水管８の外
周面に沿い一度、外側に屈曲され遠回りした後、略垂直
下方に向かう流れに変向されて吸込用ベルマウス７の先
端縁を廻り込んでベルマウス７の内面近くに流入し、羽
根車４の回転によりポンプケーシング６内に吸込まれた
後、揚水管８内に吐出され排水される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成を持
つ従来の排水ポンプ装置では、ポンプケーシング６と吸
込用ベルマウス７の接合フランジ部９やポンプケーシン
グ６と揚水管８の接合フランジ部１０等が外方へ突出す
るために水槽１内の接水箇所には多くの凹凸部が存在
し、フランジ部９，１０端縁等の凸部エッジでの流れの
屈曲等により多数の小さな渦が発生し、それら小さな渦
が集積して水槽１内に損失水頭の原因となる大きな水中
渦流を生じやすい。また、吸込用ベルマウス７付近の流
れは一様なものでなく、図４に示すように、ベルマウス
７の内面に直接流入する流れｘ１もあれば、ベルマウス
７の外面７ａに沿い様々に遠回りして流れた後、その先
端エッジ７ｅを廻り込むように屈曲して内面に流入する
流れｘ２もあって、流れ経路に多用な変化がみられるだ
けでなく、各流れ間に速度分布も有している。そのため
に、各流れの界面やベルマウス７の先端エッジ７ｅ箇所
に渦を発生し、その渦がベルマウス７内面に流入されて
空気を巻込むことになり、その結果、損失水頭の増大と
相俟ってポンプ効率、排水効率が低下するといった問題
があった。特に、オープン水槽１の小型化に伴い流水速
度が高速化されたポンプ装置では、屈曲流れによる損失
水頭が一層増大してポンプ効率、排水効率の低下が顕著
になる。

【０００５】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、ポンプ付近の流れを一様かつスムーズなもの
にして渦の発生及び集積に起因する損失水頭を減少する
とともに、空気の巻込みも減少して高流速化した場合で
もポンプ効率、排水効率の向上を図ることができる排水
ポンプ装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る排水ポンプ装置は、上方に向けて開放
するオープン水槽内に、その流水方向に対して主軸が直
交する状態で排水ポンプを挿入設置してなる排水ポンプ
装置において、オープン水槽内に位置する吸込用ベルマ
ウス、ポンプケーシング及び揚水管部の外周部を、ポン
プ主軸の軸芯方向に沿って滑らかな形状の接水面を持つ
円筒状カバーで包囲させていることを特徴とするもので
ある。

【０００７】上記のような構成を有する本発明によれ
ば、オープン水槽内に位置する吸込用ベルマウス、ポン
プケーシング及び揚水管部の外周部を円筒状カバーで包
囲させて、それら各構成部材外周面の集合からなる接水
面が凹凸のないポンプ主軸の軸芯方向に沿って滑らかな
形状に形成されているので、全体の流れがスムーズで凸
部エッジでの流れの屈曲に伴う小さな渦の発生及び小さ
な渦の集積による水中渦流の発生も防止することが可能
である。これによって、損失水頭が最小限に減少され、
オープン水槽を小型化し流水速度を高速化したポンプ装
置においても、ポンプ効率の低下を抑制して高い排水効
率を確保することが可能となる。

【０００８】特に、請求項２に記載のように、上記円筒
状カバーの下端部分をカバー内側に向けて丸味を有する
状態に屈曲し、その屈曲部分により形成されるカバー遊
端開口を吸込用ベルマウスの先端開口部に接続する構成
とすることにより、ベルマウス内面への流入に際しても
その全周においてほぼ均等な速度分布の流れに変えるこ
とが可能であり、空気の巻込みも減少して排水効率の一
層の向上を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る排水ポンプ装
置の要部の縦断側面図であり、この図１において、図３
に示す従来の排水ポンプ装置と同一の構成要素には同一
の符号を付して、それらの詳しい説明を省略し、従来と
相違する構成についてのみ以下詳述する。

【００１０】すなわち、オープン水槽１内に位置する吸
込用ベルマウス７、ポンプケーシング６、揚水管８及び
接合フランジ部９，１０の外周部を円筒状カバー１１で
包囲させている。この円筒状カバー１１の外周面からな
る接水面１２は、図２に明示するように、凹凸部が全く
なくポンプ主軸３の軸芯ｙ方向に沿って滑らかな形状に
形成されている。

【００１１】また、円筒状カバー１１の下端部分１１Ａ
はカバー１１の内側に向けて丸味を有する状態に屈曲さ
れており、その屈曲部分１１Ａの遊端を吸込用ベルマウ
ス７の先端部にインロー連結することにより、カバー１
１の遊端開口と吸込用ベルマウス７の先端開口部とを滑
らかな曲面で接続させている。なお、円筒状カバー１１
の遊端開口と吸込用ベルマウス７の先端開口部との接続
構成としては、図２の仮想線に示すように、円筒状カバ
ー１１の下端屈曲部分１１Ａを吸込用ベルマウス７の先
端内面の一部に密着重合させるようにしてもよい。

【００１２】上記のように、吸込用ベルマウス７、ポン
プケーシング６、揚水管８及び接合フランジ部９，１０
の外周部がポンプ主軸３の軸芯ｙ方向に沿って滑らかな
形状の接水面１２を有する円筒状カバー１１で包囲され
てなる排水ポンプ装置によれば、排水ポンプ２の運転に
伴い水槽１内の水はカバー１１外周の滑らかな接水面１
２に沿って全体的にスムーズに流れて吸込用ベルマウス
７の内面に流入されることになり、凸部エッジでの流れ
の屈曲に伴う小さな渦の発生及びそれら小さな渦の集積
による大きな水中渦流の発生を防止して損失水頭を減少
することが可能である。また、ベルマウス７付近の流れ
も、円筒状カバー１１の丸味を有する下端屈曲部分１１
Ａに案内されて急激に屈曲されることなく、下端屈曲部
分１１Ａの全周でほぼ均等な速度分布の流れに変えられ
て内面に流入することになり、空気の巻込みを防止ある
いは著しく減少することが可能である。これら作用の相
乗によって、ポンプ効率の低下を減少し、特に、オープ
ン水槽１を小型化し流水速度を高速化したポンプ装置に
おいても、ポンプ効率の低下を最大限に抑制して高い排
水効率を確保することができる。

【００１３】なお、上記実施の形態では、立軸ポンプ等
の排水ポンプ２を小型化されたオープン水槽１内の流水
方向ｘの一側寄り位置にポンプ主軸３の軸芯ｙが流水方
向ｘに対して直交する状態に挿入設置した構成の排水ポ
ンプ装置に適用し、これによって、ポンプ効率の低下を
有効に抑制することを可能にしたものについて説明した
が、排水ポンプ２をオープン水槽１内の中央位置に挿入
設置した構成の排水ポンプ装置に適用しても、上記と同
様に、損失水頭の増大原因となる渦の発生防止及び空気
巻込渦の発生防止作用の相乗によってポンプ効率の向上
を図ることができるのはもちろんである。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吸込用
ベルマウス、ポンプケーシング、揚水管部及びそれらの
接合フランジ部を円筒状カバーで包囲させて、接水面の
全域を凹凸のないポンプ主軸の軸芯方向に沿って滑らか
な形状に形成しているので、全体の流れをスムーズにし
て凸部エッジでの流れの屈曲に伴う小さな渦の発生及び
小さな渦の集積による水中渦流の発生を防止することが
できる。これによって、損失水頭を最小限に減少するこ
とができ、特に、オープン水槽を小型化し流水速度を高
速化したポンプ装置においても、ポンプ効率の低下を抑
制して高い排水効率を確保することができるという効果
を奏する。

【００１５】特に、請求項２に記載のような構成を採用
することにより、ベルマウス内面への流入に際してもそ
の全周においてほぼ均等な速度分布の流れに変えて空気
の巻込みも減少することができ、ポンプ効率、排水効率
の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排水ポンプ装置の要部の縦断側面
図である。

【図２】図１の要部の拡大縦断面図である。

【図３】従来の排水ポンプ装置の要部の縦断側面図であ
る。

【図４】従来の排水ポンプ装置における吸込用ベルマウ
ス付近の流れ状況を説明する概略斜視図である。

【符号の説明】

１ オープン水槽 ２ 排水ポンプ ３ ポンプ主軸 ４ 羽根車 ５ ポンプ吸込口 ６ ポンプケーシング ７ 吸込用ベルマウス ８ 揚水管 ９，１０ 接合フランジ部 １１ 円筒状カバー １１Ａ 下端屈曲部分 １２ 接水面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に向けて開放するオープン水槽内
   に、その流水方向に対して主軸が直交する状態で排水ポ
   ンプを挿入設置してなる排水ポンプ装置において、 オープン水槽内に位置する吸込用ベルマウス、ポンプケ
   ーシング及び揚水管部の外周部を、ポンプ主軸の軸芯方
   向に沿って滑らかな形状の接水面を持つ円筒状カバーで
   包囲させていることを特徴とする排水ポンプ装置。
2. 【請求項２】 上記円筒状カバーは、その下端部分がカ
   バー内側に向けて丸味を有する状態に屈曲されており、
   その屈曲部分により形成されるカバー遊端開口が吸込用
   ベルマウスの先端開口部に接続されている請求項１に記
   載の排水ポンプ装置。