JP2002522682A - ポンプステーションの吸入口構造 - Google Patents

ポンプステーションの吸入口構造

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JP2002522682A
JP2002522682A JP2000558316A JP2000558316A JP2002522682A JP 2002522682 A JP2002522682 A JP 2002522682A JP 2000558316 A JP2000558316 A JP 2000558316A JP 2000558316 A JP2000558316 A JP 2000558316A JP 2002522682 A JP2002522682 A JP 2002522682A
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pump
recess
suction port
suction
inlet
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シュヴァルツ，ゲルハルト
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/528—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/605—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for liquid pumps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、オープンタイプ又はカバータイプの吸入口構造であって、凹み内にポンプを有する吸入口構造に関する。掘削及びコンクリート作業を低減することができるように、前記吸入口構造の基礎部は、実質的により高いレベルに配置されている。ポンプ（２）とそれらの吸入ノズルが設置された位置にのみ、基礎部プレートは、前記凹みの内部にポンプ（２）の第一のポンプ翼車（２．１）をより低くするために、1以上の凹み（７）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワープラント及び／又は用水プラントにおいて用いられる１以上
の準軸通過流（semiaxial-throughflow）又は軸通過流（axial-throughflow）ポ
ンプに配置されたカバーされたタイプ又はオープンタイプの吸入口構造に関する
。
【０００２】
【従来の技術】
そのような吸入口構造は、大容量が運送されるべきポンプステーションにおい
て、しばしば用いられる。例えば、パワープラント又は陸上の広大な地域の灌漑
や下水に対するプラントにおいて、そのような吸入口構造は、特殊な条件に対し
てそれらに求められる要件を満足するようになっている必要がある。そのような
吸入口構造の問題は、A.MigodとH.SiekmannとによってKSB Technical Reports（
KSB Technische Berichte）, No.17,1977,25頁〜45頁の“Influence of coolin
g processes and inflow conditions on the design of cooling-water pumps f
or thermal power stations”の記事において詳細に記述されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
米国US-A-1476210号公報は、その中にポンプが配置されるそのような吸入口構
造の様々なデザインを示している。この文献により、その構造コストがそのよう
なステーションの製造において非常に重要であることが明らかになっている。そ
のような構造を製造するコストはそのポンプの実際のコストを簡単に上回る可能
性がある。
【０００４】 ドイツ国DE-B-2137637号公報は、そのような構造において必然的に導入される
吸入チャンバーの水圧問題を記述している。バッフル（baffle）を導入すること
により、ポンプの吸入ノズルに対して最適化された入口流（inflow）が達成され
るようにしている。これが必要であるのは、主に、複数の吸入チャンバーが吸入
口構造内に配置されているためである。スイッチオン状態及び吸入チャンバーの
流入の条件に依存して、吸引の挙動に不利な影響を有する可能性のある流入条件
がしばしば生じる。
【０００５】 本発明の目的は、そのようなポンプと吸入チャンバーの多様性を備える吸入口
構造に対し、構造の最適化と流入条件の改善とを同時に達成するためのものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この問題は、請求項１の特徴によって解決される。
【０００７】
【作用】
ポンプ及びその吸入ノズル及び／又はそのケーシングの一部を凹みに配置する
ことによって、吸入ノズルに対して近接する第一のポンプ翼車（pump impeller
）が吸入口構造における最低点に配置されるようになる。吸入口構造の床表面の
凹み内に吸入ノズルを配置することによって、吸入口構造の製造建設において必
要とされる全体費用を、明らかに低減することができる。吸入口構造及び吸入チ
ャンバーに対する掘削工事と基礎工事とは、これまで必要であった深さを有する
ことはもはや必要でない。同様のことが、運搬されるべき媒体をこのポンプに供
給するための流入溝や水路に対しても当てはまる。その代わりに、その構造の最
低点は、そのようなポンプの設置場所であって単純な意味で吸入ノズルの領域中
にあることとなる。結果的に、そのようなポンプの各吸入ノズルは、同時にベー
スン（ため池）の下部縁部又は運搬される媒体を送出する水路にその上部縁部が
あるピット（pit）内へと貫通する。そのような凹みにポンプ吸入ノズルを配置
することにより、そのようなポンプの第一の翼車に対する流入条件を改善すると
いう付加的な利点がある。水路と吸入チャンバーと枝路（branch）の多様性があ
るために従来の吸入口構造においてみられた乱流は、凹みとこの凹み内に配置さ
れたポンプ部との間の方向性のある入口流によって補償される。
【０００８】 運搬される媒体が、凹み又はピットの壁面と凹み又はピット内に配置されたポ
ンプ部との間の流入の結果として効率的に案内されるため、よく知られている吸
入チャンバーにおいて現在の問題となっている流入条件が改善される。
【０００９】 その上に、高回転速度をもつ小径ポンプを使用することができる。この目的の
ために必要な高い有効吸い込みヘッド（net positive suction head：NPSH）が
、最も簡単で、コスト効率のよい局部的な凹みを設けることにより達成できる。
その結果として、ポンプ及び運転コストとさらに吸入口の構造コストとが、最終
的には数分の１にも低減される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施例において、ポンプはシングルステージ型又はマルチステ
ージ型であり、その結果、それぞれのプラント及びそれらの運搬条件に簡単に適
応することができる。凹みと吸入ノズルを有するポンプ部の間の流入断面積と、
凹みの長さとは、ポンプが空洞現象無しに高い効率で運転できるように損失をで
きるだけ低くするように寸法を決められる。
【００１１】 複雑なコンクリート渦巻き曲線を有するシングルステージらせん状ケーシング
ポンプは、下水又は灌漑目的及び大量の冷却水に対してしばしば用いられる。こ
のタイプは、入口レベルと出口レベルとの間に顕著な高さの差異を有するが、相
当に製造がより複雑である。本発明は、金属製ポンプ、例えば、送出ダクトをも
つ管状ケーシングポンプ又は水中型（submersible）モーター駆動ポンプを、建
設に際し非常に低コストで最も簡易にらせん状ケーシングポンプと同分野におい
て用いることができるという顕著な利点がある。第一のポンプ翼車の吸入ノズル
がその中に下げられている簡単な凹みを用いる結果として、吸入口構造の残余の
構造上の深さを実質的に小さくすることができる。結果的に、掘削作業と固定及
び支持作業とさらにコンクリート打ちコストの条件において大幅な節約が可能で
ある。
【００１２】 付加的な利点が、このような構造の異なるデザインによってもたらされる。こ
れまで必要であった広大な吸入口及び流入構造や、さらにわずかな下降傾斜を有
する長い流入路又は接続水路の建設作業量が同様に低減できる。ポンプの吸引点
を低くすることにより、運搬される媒体が発生するそれぞれの場所において、簡
単な搬送管の補助によりそれぞれの意図された地点へと前記媒体を再度運ぶのに
十分である。
【００１３】 本発明の別の実施例では、吸入チャンバーと凹みの開口部との間の遷移部分に
流線形の渡り部を設ける。これは、流れの屈曲部の発生によって生じる好ましく
ない渦（vortices）を回避する。さらに、ポンプの長さに依存して、ポンプは、
凹み内において自由に吊り下げされ又は間に挿入された部材により支持するよう
に配置することができる。これは、それぞれの導入状況とプラント条件とに依存
する。さらに、凹みの内部において、空洞現象を抑える助けとなる流れを誘導す
る一以上の案内部材が配置される。
【００１４】 本発明の他の実施例では、この凹みが、完全に又は部分的に予め組み立てられ
た構造的な部分を構成する。これらは、そのような目的のために用いられること
が可能な、コンクリート部又は予め組み立てられた商業的に利用可能な構造体あ
るいは構造的な部分として仕上げることができる。
【００１５】 図１は、運搬される媒体を吸入ベースン３から取り込むポンプ２がその内部に
配置された吸入口構造１を示している。吸入ベースン３は、通常、吸入口構造１
の基礎部４の最低点をなす。運搬される媒体はオープンの又はクローズした水路
５を通じて吸入ベースン又は吸入チャンバー３へと流れ、前記運搬された媒体は
川や湖やベースン６から取り込まれる。図１及び図２に対してさらに適用する参
照線Aは、吸入口構造１の水路５の開始を示している。これより、吸入口構造の
全長における減少が図２において明らかである。信頼性のある空洞現象の無いポ
ンプ動作を得るために必要な重複Hを確保し、対応する運搬量を供給することを
確実にするために、図１の吸入ベースン３は、対応するサイズ及び深さを有して
いる。これは、掘削とコンクリート打ちと吸入口構造１と一緒に関連する水路５
の基礎の敷設との観点から非常に高い費用が必要である。
【００１６】 対照的に、ポンプ２に対する吸入ベースン３が非常に浅く形成されていること
が図２から明らかである。図１による従来のデザインとの比較では、上記同様の
重複Hを維持しつつ、建設の観点から費用を低減する結果をもたらすよう、実質
的により少ない深さに基礎部４を配置することができる。ポンプ２の領域におい
てのみ、吸入口構造１は、第一の翼車を低くするための局所的な凹み７を有する
。このピット形式の凹み７は、吸入口構造１の建設の間に簡単に建設することが
できる。前記凹みの寸法は、ポンプに対する流入が害されないように選択される
。
【００１７】 図１及び図２に示されている最低水位のベースン上において、吸入口構造１の
基礎深さB1及びB2が図示されている。同じポンプ容量を確保する場合、基礎部４
に対する基礎深さB2が、建設作業の観点から実質的により低い費用しか必要とし
ないことは図２において明らかである。ポンプ２の導入地点の領域内にのみ、局
所的な凹みを設けるだけでよい。この凹み７は、従来のプレファブ構造部材を用
いて、建設及び基礎設置の観点から非常に少ない費用で生産することができる。
ポンプの導入の場所に、特に、その第一の翼車の位置において、局所的な凹み７
がポンプ直径に対して適合される。この凹みは、簡単な方法により吸入口構造１
の基礎部４に接続されて、前記基礎部は実質的により少ない深さとなる。公知例
と比較すると、様々な吸引ベースン３の建設及び製造にこれまで必要とされてき
た費用が必要で無くなる。媒体が運搬されるべき位置に対してより近接してポン
プを設置することにより、さらなる建設費用の節約を達成することが可能である
。
【００１８】 図３は、図２に類似した吸引チャンバーの拡大図を示している。新しい吸入口
構造の基礎部４から始めて、前記基礎部が図１と比較して実質的により高く配置
され、吸入チャンバー３は、ポンプ２の第一の翼車２．１の領域において凹み７
を有する。ポンプ２に設けられた吸入ノズル８は、この凹み７の底９に対する間
隙（クリアランス）を有して配置され、前記底は、よりよい流れの案内のために
、従来からある吸入コーン（inlet cone）１０を備えている。それゆえに、吸入
口構造１の基礎部４は実質的に高いレベルに配置されることができ、製造が簡単
な局所的な凹み７が、いずれの場合も第一の翼車の領域においてのみ、掘削され
コンクリート打ちされるようにできる。
【００１９】 図４は、図３における吸入チャンバーの上面図を示している。ここで、吸入ベ
ースン３において並べて配置された２つのポンプ２が示されている。この吸入チ
ャンバー３の底面は、より高い基準レベルの基礎部４に位置しており、局所的に
配置された凹み又はピット７のみを有している。運搬される媒体は、矢印によっ
て示されているが、より高いレベルから吸入チャンバー３へと流れ、それから、
上記から凹み７へと流れる。凹みの底では、運搬される媒体の流れが屈曲されて
、吸入ノズル８を通じてポンプ２へと流れ、流入方向と反対向きに流れ出る。凹
み７の長さをうまく選択することにより、媒体の信頼性のある搬送のために必要
で、搬送される媒体の重複Hの形式を取る高さの差を確保することができる。こ
のように、空洞現象の無いポンプ動作が、簡単に可能である。流線形の渡り部１
３が、よりよい流れの案内のために凹み７の開口部に形成される。
【００２０】 図５の実施例は図４の実施例と異なり、２つのポンプ２とそれらの関連した凹
み７とが、運搬される媒体の流入方向において、一方が他方の後方に配置される
。
【００２１】 図６の実施例は、図３の実施例と比較すると、カバーされた（覆いが設けられ
た）バージョンにおいて供給水路５と吸引ベースン３とを備える。凹み７内にお
いて、流れに影響を与えることが可能な様々なガイド部材１０、１１が、さらに
示されている。寸法により振動が予期される設置条件では、凹み７又は凹み７中
に設置されたフィッティング１０、１１と関連して、支持部材１２によりポンプ
２を支持することができる。
【００２２】 図７は、他方の中に一方が配置された、複数の可能な凹み７の様々な断面形状
の上面図を示す。製造を簡単にするため、簡単に製造できて良好な流れ条件を有
する断面形状が用いられる。正方形や長方形や円形の断面形状が用いられた際に
は、パイプライン建設において通例であるように、適当な予め製造されたコンク
リート構造体を供給することができる。そのような方策により、同様に、相当程
度、吸入口構造を製造するコストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の吸入口構造を示す平面図である。
【図２】 凹みを有し、ポンプを受け入れるための吸入口構造を示す平面図である。
【図３】 本発明による炭化シリコンの縦型パワーＭＯＳＦＥＴを製造する方法を説明す
るための断面図である。
【図４】 凹み及び／又はピットの様々な実施例を示す平面図である。
【図５】 凹み及び／又はピットの様々な実施例を示す平面図である。
【図６】 凹み及び／又はピットの様々な実施例を示す平面図である。
【図７】 凹み及び／又はピットの様々な実施例を示す平面図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その内部に配置された1以上の準軸通過流又は軸通過流管状
    ケーシングポンプを備え、第一のポンプ翼車が最低流入点に配置され、パワープ
    ラント及び／又は水質保護プラントにおいて用いられ、ポンプ吸入口は地面との
    間隙を保持するように吸入チャンバーに配置され、ポンプ（２）のポンプ吸入口
    及び／又は第一のポンプ翼車（２．１）が凹み（７）内に配置され、該凹み（７
    ）は吸入口構造（１）の基礎部（４）に配置されていることを特徴とするカバー
    タイプ又はオープンタイプの吸入口構造。
  2. 【請求項２】 流線形の渡り部（１３）が、前記吸入チャンバー（３）と前
    記凹み（７）の開口部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の吸
    入口構造。
  3. 【請求項３】 ポンプ（２、２．１）が、自由に吊り下げられるように前記
    凹み（７）内に配置されることを特徴とする請求項１及び２に記載の吸入口構造
    。
  4. 【請求項４】 支持要素（１２）が、前記凹み（７）と前記ポンプ（２、２
    ．１）との間に配置されることを特徴とする請求項１及び２に記載の吸入口構造
    。
  5. 【請求項５】 １以上の流れを誘導するガイド要素（１０，１１）が、前記
    凹み（７）内に配置されることを特徴とする請求項１から４までの一に記載の吸
    入口構造。
  6. 【請求項６】 完全に又は部分的に予め製造された構造部品により、前記凹
    み（７）が形成されることを特徴とする請求項１から５までの一以上に記載の吸
    入口構造。
JP2000558316A 1998-07-06 1999-06-19 ポンプステーションの吸入口構造 Pending JP2002522682A (ja)

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