JP2004257359A - 水車駆動式水中ポンプ - Google Patents

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Masato Doi
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Abstract

【課題】立軸設置方式を採用した場合、上流側(上側)の取水域に水が存在していれば、下流側放水路の水位に関係なくポンプに空気が混入する不都合を回避し得て、安定した揚水を実行することができるとともに、送水管の配管作業およびメンテナンス作業を容易にすることができる水車駆動式水中ポンプを提供する。
【解決手段】水車駆動式水中ポンプPは、固定式ランナベーン1,1および斜流ランナ2を有する立軸の水車3と単段インペラ4を備えた立軸遠心型のポンプ5とが遊星歯車機構によってなる増速機6を介して一軸上に結合されており、斜流ランナ2をケーシング7内に収納してある。そして、増速機6とポンプ5はケーシング7における吸込口8よりも上位の取水域11に配置されている。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンやモータなどの外部動力に頼らず自然エネルギーの水力を利用して運転される水車駆動式水中ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図3に示すように、ガイドベーン1,ランナベーン1Aおよび軸流ランナ2を有する横軸チューブラ型の水車3と、単段インペラ4を備えた横軸斜流型のポンプ5とが増速機6を介して一軸上に結合されてケーシング7内に収納された構造の水車駆動式水中ポンプP、すなわち、軸流型のランナ2を有し取水域11の水の落差により稼働する水中水車3と、該水中水車3のケーシング7内に増速機6とともに収納され該増速機6を介して前記水中水車3により駆動される斜流型ポンプ5を備えた水車駆動式水中ポンプPが知られている(たとえば、特許文献1参照。)。
【0003】
この水車駆動式水中ポンプによれば、落差を有してケーシング7の吸込口8から取水域11の水が流入することによって水車3のランナ2を回転させ、ランナ2の回転を増速機6により増速して水車3の下流側で斜流型ポンプ5を高速回転させて落差よりも遥かに大きい揚程で揚水することができる。つまり、水車3内を通ったケーシング7内の水は下流側で分岐し、その一部fはポンプ5に入って加圧され送水管9より送水されるとともに、残る部分Fはポンプ5の外周の吐出口10から下流側12に放出されるようになっている。したがって、エンジンやモータなどの外部動力に頼ることなく水力を利用して高揚程運転を行うことができる。
【0004】
【特許文献1】
特許第2544500号、第3図
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の水車駆動式水中ポンプPを図4のように、軸線Cを垂直にした立軸設置方式にしても、下流側放水路12に出口10が完全に水没していれば、ポンプ5に空気が混入するおそれはない。しかし、下流側放水路12の水位が低下して、出口10が大気に開放されると、ポンプ5に空気が混入して安定した揚水が妨げられる。しかも、送水管9とエルボ9Aが下流側放水路12中に配置されているので、下流側放水路12の側壁12Aを貫通して、送水管9を配管するか、あるいは、図5に示すように、送水管9を下流側放水路12内で延長して配管しなければならないので、配管作業が煩雑であるとともに、配管施工の費用が高くなる問題点を有している。また、水車駆動式水中ポンプPの例えばメンテナンスなどに際して水車駆動式水中ポンプPを引き上げる場合には、作業者が下流側放水路12内に入ってポンプ5とエルボ9Aとの接続を解く煩雑な作業が必要になる。
【0006】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、立軸設置方式を採用した場合、上流側(上側)の取水域に水が存在していれば、下流側放水路の水位に関係なくポンプに空気が混入する不都合を回避し得て、安定した揚水を実行することができるとともに、送水管の配管作業およびメンテナンス作業を容易にすることができる水車駆動式水中ポンプを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明に係る水車駆動式水中ポンプは、水車ランナをケーシング内に収納した水中水車と、この水中水車により駆動されるとともに、前記ケーシングの吸込口外部の上流側取水域に配置されているポンプとを備えていることを特徴としている。
【0008】
また、水中水車の回転を増速して、ポンプを駆動する増速機を設けてもよい。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、ケーシングの吸込口外部の上流側取水域にポンプを配置していることにより、立軸設置方式を採用することでポンプがケーシングの吸込口よりも上側の取水域に配置されることになる。これにより、上側の取水域に水が存在していれば、下流側放水路の水位に関係なくポンプに空気が混入する不都合を回避し得て、安定した揚水を実行することができる。また、上側の取水域で送水管の配管や分離を行うことができるので、配管作業およびメンテナンス作業が容易になる。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、増速機によりポンプを高速回転させて落差よりも遥かに大きい揚程で揚水することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施の形態を示す縦断正面図である。なお、図3および図4の従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、水車駆動式水中ポンプPは、斜流ランナ2を有する立軸の水車3と単段インペラ4を備えた立軸遠心型のポンプ5とが遊星歯車機構によってなる増速機6を介して垂直軸C上に結合されており、斜流ランナ2はケーシング7内に収納されている。そして、増速機6とポンプ5はケーシング7における吸込口8よりも上位の取水域11に配置されている。また、ポンプ5の上向きの吐出口5Aに送水管9の入口を接続して立ち上げてある。
【0012】
このような構成であれば、落差を有してケーシング7の吸込口8から取水域11の水が流入することによって水車3のインペラ4を回転させ、インペラ4の回転を増速機6により増速して立軸遠心型のポンプ5を高速回転させて落差よりも遥かに大きい揚程で揚水することができる。つまり、取水域11の水はケーシング7の吸込口8から流入する前段で分岐し、その一部fはポンプ5に入って加圧され送水管9より送水されるとともに、残る部分Fはケーシング7の吸込口8から水車3内を通って下向きの吐出口10から下流側に放出される。したがって、エンジンやモータなどの外部動力に頼ることなく水力を利用して高揚程運転を行うことができる。
【0013】
また、ポンプ5はケーシング7における吸込口8よりも上位の取水域11に配置されているので、上側の取水域11に水が存在していれば、下流側放水路12の水位に関係なくポンプ5に空気が混入する不都合を回避し得て、安定した揚水を実行することができる。しかも、上流側の取水域11でポンプ5の上向きの吐出口5Aに送水管9の入口を接続して立ち上げてあるので、図3の従来例のように、下流側放水路12の側壁12Aを貫通して、送水管9を配管するか、あるいは、図5の従来例のように、送水管9を下流側放水路12内で延長して配管している構成と比較して、配管作業が容易になるとともに、配管施工費用を低減することができる。さらに、水車駆動式水中ポンプPの例えばメンテナンスなどに際して水車駆動式水中ポンプPを引き上げる場合でも、従来例のように、作業者が下流側放水路12内に入ってポンプ5とエルボ9Aとの接続を解く煩雑な作業が不要になるので、メンテナンス作業性が容易になる。
【0014】
なお、前記実施の形態では、インペラ4の回転を増速機6により増速して立軸遠心型のポンプ5を高速回転させる構成で説明しているが、増速機6を省略した構成であってもよい。この場合、ポンプ5が多段であれば実用かのうである。また、斜流ランナ2をケーシング7内に収納し、増速機6とポンプ5とをケーシング7における吸込口8よりも上位の取水域11に配置した構造で説明しているが、図2に示す他の実施の形態のように、斜流ランナ2と増速機6とをケーシング7内に収納し、立軸混流型のポンプ5をケーシング7における吸込口8上位(外部)の取水域11に配置した構造成であっても、図1で説明した実施の形態と同様の作用・効果を奏することができる。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る水車駆動式水中ポンプは構成されているので、以下のような格別の効果を奏する。
【0016】
請求項1に記載の発明によれば、ケーシングの吸込口外部の上流側取水域にポンプを配置していることにより、立軸設置方式を採用することでポンプがケーシングの吸込口よりも上側の取水域に配置されることになる。これにより、上側の取水域に水が存在していれば、下流側放水路の水位に関係なくポンプに空気が混入する不都合を回避し得て、安定した揚水を実行することができる。また、上側の取水域で送水管の配管や分離を行うことができるので、下流側放流水路での配管作業およびメンテナンス作業と比較して、これらの作業が容易になる。
【0017】
請求項2に記載の発明によれば、増速機によりポンプを高速回転させて落差よりも遥かに大きい揚程で揚水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の他の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図3】従来例の縦断正面図である。
【図4】図3の従来例を立軸設置方式にした場合の縦断正面図である。
【図5】図4の変形例である。
【符号の説明】
2 水車ランナ
3 水中水車
5 ポンプ
6 増速機
7 ケーシング
8 ケーシングの吸込口
11 取水域

Claims (2)

  1. 水車ランナをケーシング内に収納した水中水車と、この水中水車により駆動されるとともに、前記ケーシングの吸込口外部の上流側取水域に配置されているポンプとを備えていることを特徴とする水車駆動式水中ポンプ。
  2. 前記水中水車の回転を増速して前記ポンプを駆動する増速機が設けられている請求項1に記載の水車駆動式水中ポンプ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101975172A (zh) * 2010-10-08 2011-02-16 吴声震 行星齿轮减速潜水贯流泵
CN102758778A (zh) * 2012-07-30 2012-10-31 宁波巨神制泵实业有限公司 抽芯式潜水泵及其安装方法
CN103452856A (zh) * 2012-06-05 2013-12-18 任树华 流水动力水泵
CN106870387A (zh) * 2017-02-17 2017-06-20 润泰救援装备科技河北有限公司 一种漂浮式液压马达潜水泵

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