JP2005337202A - 両吸込遠心ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 同じ揚程を維持したままで、必要液量の変動に応じて流量を可変し、ポンプ効率の低下を抑えることができる両吸込遠心ポンプを提供する。
【解決手段】 ポンプ主軸２を、第１の遠心羽根車１Ａを取付けてモータ８により駆動される駆動側ポンプ主軸２Ａと、第２の遠心羽根車１Ｂが取付けられ、かつクラッチ機構１８によって駆動側ポンプ主軸２Ａの駆動力が伝達または遮断される従動側ポンプ主軸２Ｂとに分割する。クラッチ機構１８を、動力伝達形態に保持してモータ８を運転し、第１、第２の遠心羽根車１Ａ，１Ｂの双方を同時に回転させて、所定の揚程を維持した大流量運転を行う。一方、クラッチ機構１８を、動力遮断形態に保持してモータ８を運転し、第１の遠心羽根車１Ａのみを回転させて、所定の揚程を維持した小流量運転を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は両吸込遠心ポンプに関し、吐出流量を可変できるようにした両吸込遠心ポンプに関する。

従来より、両吸込遠心ポンプとして、図８に示す両吸込うず巻ポンプがある。この両吸込うず巻ポンプは、第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂとの２つの遠心羽根車１Ａ，１Ｂを背中合わせに一体に結合した構造の遠心羽根車１を備えており、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａと第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂとを、ポンプ主軸２の軸線Ｃ方向で互いに反対側に開口して、つまり、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａは軸線Ｃ方向の右側に開口し、第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂは軸線Ｃ方向の左側に開口して、ポンプ主軸２に同時回転可能に取付けられてポンプケーシング３に回転自在に収容されており、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａは、ポンプケーシング３内の第１の流入路４Ａを介して吸込口３Ａに連通し、第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂは、ポンプケーシング３内の第２の流入路４Ｂを介して吸込口３Ａに連通している。そして、ポンプケーシング３の吸込口３Ａには吸込管５が接続され、ポンプケーシング３において第１の遠心羽根車１Ａの出口１ａ´と第２の遠心羽根車１Ｂの出口１ｂ´の外周側に形成されるうず巻室６の図示されていない出口に吐出管（図示省略）が接続される（たとえば、非特許文献１、特許文献１参照。）。

前記構成の両吸込うず巻ポンプによれば、軸継手７を介してポンプ主軸２に連結されている原動機（たとえばモータ）８を起動し、ポンプ主軸２と遠心羽根車１とを同時に回転させることで、水槽９内の水は吸込管５を通り、吸込口３Ａを経てポンプケーシング３に吸い上げられ、ポンプケーシング３に内部では、第１の流入路４Ａと第２の流入路４Ｂとに分岐して揚水される。第１の流入路４Ａに分岐された揚水は第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａに吸い込まれ、第２の流入路４Ｂに分岐された揚水は第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂに吸い込まれる。そして、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａに吸い込まれた揚水は出口１ａ´からうず巻室６に吐出されるとともに、第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂに吸い込まれた揚水は出口１ｂ´からうず巻室６に吐出されて合流し、うず巻室６の出口（図示省略）から図示されていない吐出管に押し上げられて下流側の配水域に配水される。なお、図８において、１０はスリーブ、１１はスリーブナット、１２は羽根車キー、１３はグランドパッキン、１４はパッキン押さえ、１５は軸受部を示す。

社団法人 日本機械学会著「機械図集 ポンプ」 明善印刷株式会社出版、昭和５５年２月２０日発行、Ｐ．３９ 実開昭５６−１０９６９９号公報

ところで、両吸込うず巻ポンプでは、遠心羽根車１の回転数が一定である条件において、揚水量（以下の説明では、流量という）は、遠心羽根車１の流路巾、詳しくは、第１、第２の遠心羽根車１Ａ，１Ｂそれぞれの羽根車翼の軸線Ｃ方向寸法の和の大きさによって決まり、押上げ揚程（以下の説明では、揚程という）は、遠心羽根車１の直径によって決まる特性を有している。したがって、前記従来の両吸込うず巻ポンプでは、ポンプ下流側の流量調整弁の弁開度を変えない限り、ポンプ主軸２と遠心羽根車１を定格回転させている場合の流量と揚程に変動は生じない。すなわち、ポンプ主軸２と遠心羽根車１の定格回転によって、所定の揚程を維持した１００％流量運転が継続されることになる。

ところが、両吸込うず巻ポンプを、たとえば、一日のうちでも時間帯による使用水量の変動幅が大きい上水道配水設備に使用した場合、使用水量の少ない夜間などの時間帯は、流量調整弁を絞り、たとえば５０％流量で運転を行うが、この運転点ではポンプ効率が悪くなる。

そこで、たとえば、使用水量の変動幅が大きい上水道配水設備に使用しても、使用水量の変動に応じて流量を可変できるようにして、使用水量の少ない時間帯において、流量調整弁を絞ることによる効率の低下を極力回避して、ポンプを効率よく運転することができる両吸込遠心ポンプを発明するに至った。

すなわち、本発明は、同じ揚程を維持したままで、必要液量の変動に応じて流量を可変し、ポンプ効率の低下を抑えることができる両吸込遠心ポンプを提供することにある。

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両吸込遠心ポンプは、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との２つの遠心羽根車が、それぞれの入口をポンプ主軸の軸線方向で互いに反対側に開口して当該ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられてポンプケーシングに回転自在に収容されている両吸込遠心ポンプにおいて、前記２つの遠心羽根車とポンプ主軸が各別に分割され、前記ポンプ主軸が、前記第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車のいずれか一方を同時回転可能に取付けて原動機により駆動される駆動側ポンプ主軸と、前記第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の残る他方を同時回転可能に取付けた従動側ポンプ主軸とに分割され、駆動側ポンプ主軸の駆動力を従動側ポンプ主軸に伝達または遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とするものである。

このような構成であれば、ポンプ主軸および遠心羽根車の回転数が一定で、かつ第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の流量と揚程が互いに等しい条件において、クラッチ機構を動力伝達形態に保持しておき、原動機の運転により駆動側ポンプ主軸と従動側ポンプ主軸とを同時に回転させて、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との双方を回転させることによって、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができる。

一方、クラッチ機構を動力遮断形態に保持することで、原動機の運転により駆動側ポンプ主軸のみを回転させ、従動側ポンプ主軸を停止させることができるので、駆動側ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられている第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方の遠心羽根車のみの回転によって、所定の揚程と効率をほぼ維持した５０％流量運転を行うことができる。

他方、ポンプ主軸および遠心羽根車の回転数が一定で、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の揚程が互いに等しく、かつ駆動側ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられている第１の遠心羽根車の流量が従動側ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられている第２の遠心羽根車の流量よりも小さい条件であれば、クラッチ機構を動力伝達形態に保持した場合には、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との双方の回転によって、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができ、クラッチ機構を動力遮断形態に保持することで、駆動側ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられている第１遠心羽根車（流量の小さい遠心羽根車）のみの回転によって、所定の揚程と効率をほぼ維持した５０％未満の流量運転を行うことができる。

前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係る両吸込遠心ポンプは、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との２つの遠心羽根車が、それぞれの入口をポンプ主軸の軸線方向で互いに反対側に開口して当該ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられてポンプケーシングに回転自在に収容されている両吸込遠心ポンプにおいて、前記２つの遠心羽根車とポンプ主軸が各別に分割され、前記ポンプ主軸が、前記第１の遠心羽根車を同時回転可能に取付けて第１の原動機により駆動される第１ポンプ主軸と、前記第２の遠心羽根車を同時回転可能に取付けて第２の原動機により駆動される第２ポンプ主軸とに分割されていることを特徴とするものである。

このような構成であれば、第１の原動機の運転により駆動される第１ポンプ主軸および第１の遠心羽根車の回転数と第２の原動機の運転により駆動される第２ポンプ主軸および第２の遠心羽根車の回転数が一定で互いに等しく、かつ第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の流量と揚程が互いに等しい条件において、第１の原動機と第２の原動機の双方を運転することで、第１ポンプ主軸と第２ポンプ主軸とを同時に回転させて、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との双方を回転させることによって、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができる。

一方、第１の原動機と第２の原動機のいずれか一方を運転し、他方を停止させることで、第１ポンプ主軸と第２ポンプ主軸のいずれか一方のみを回転させ、他方を停止させることができるので、回転する第１ポンプ主軸または第２ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられている第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方の遠心羽根車のみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％流量運転を行うことができる。

他方、第１の原動機の運転により駆動される第１ポンプ主軸および第１の遠心羽根車の回転数と第２の原動機の運転により駆動される第２ポンプ主軸および第２の遠心羽根車の回転数が一定で互いに等しく、第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の揚程が互いに等しく、かつ第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方の遠心羽根車の流量が残る他方の流量よりも小さい条件であれば、第１の原動機と第２の原動機の双方の運転によって、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができ、第１の原動機と第２の原動機のいずれか一方のみの運転によって、第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方の流量の小さい遠心羽根車のみを回転させることで、所定の揚程を維持した５０％未満の流量運転を行うことができる。また、逆に流量の大きい遠心羽根車のみを回転させることで、所定の揚程を維持した５０％以上１００％未満の流量運転を行うことができる。

また、第１の原動機と第２の原動機のいずれか一方が運転され、他方が停止している前記５０％または５０％未満の流量運転状態の途中で、停止している他方の第１または第２の原動機を運転した場合には、回転を開始した他方の第１または第２の遠心羽根車の回転数が遠心ポンプ固有の機械的ロスによって決まる吐出開始点に到達した時から定格回転数に達するまでの領域内において、運転を開始した他方の第１または第２の原動機の回転数をインバータ制御により無段階で増減することによって、前記他方の第１または第２の遠心羽根車の吐出量を無段階で増減することができるので、この増減された吐出量を加算した流量運転を行うこともできる。

本発明においては、回転している前記第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方側から吐出されて停止している第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の体内を通り、これらの入口から逆向きに吐出された吐出液を受け止めて、ポンプケーシングの吸込口へ逆流するのを防止して滞留させるとともに、停止している前記第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の回転開始によってポンプケーシングの吸込口から前記回転を開始した第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の入口に向かう揚液の流れを許容する逆流防止手段を設けることが好ましい。

このようにすることで、回転している第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方側から吐出された吐出液の一部が、停止している第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の体内を通ってこれらの入口から逆向きに吐出されても、この吐出液を受け止めて、ポンプケーシングの吸込口へ逆流するのを防止して滞留させることができるので、ポンプケーシングの吸込口から回転している第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方側の入口に向かう揚液のスムーズな流れが確保されて、ポンプ効率が低下するのを抑制できる。

また、停止している第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側が回転を開始すると、ポンプケーシングの吸込口から回転を開始した第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の入口に向かう揚液の流れを許容できる。

本発明によれば、原動機の運転により第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との双方を同時に回転させて、所定の揚程を維持した大流量運転を行うことができるとともに、第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方の遠心羽根車のみを回転させて、所定の揚程を維持した小流量運転に切り換えて、ポンプ効率の低下を抑えることができる。

図１は請求項１に記載の発明の実施形態に係る両吸込うず巻ポンプの一例を示す断面図、図２はクラッチ機構とポンプ主軸との関係の実施形態を拡大した断面で示す構成図である。なお、図８で説明した従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して重複した構造の説明は省略する。

図１、図２において、ポンプ主軸２は、第１の遠心羽根車１Ａのみを同時回転可能に取付けて原動機（たとえばモータ）８により駆動される駆動側ポンプ主軸２Ａと、第２の遠心羽根車２Ｂのみを同時回転可能に取付けた従動側ポンプ主軸２Ｂとに分割されている。駆動側ポンプ主軸２Ａは軸線Ｃ方向の有底孔を備えた円筒状のもので、軸線Ｃ上に配置した支持棒１６を挿入することで、支持棒１６に対して軸線Ｃまわりの回転を自在、かつ軸線Ｃ方向の移動を不能に構成されている。また、従動側ポンプ主軸２Ｂは、外周筒部２Ｂ１と内周筒部２Ｂ２とを、スプライン１７によってトルクを伝達しながら軸線Ｃ方向に移動可能に結合した（フェザーキーによって結合してもよい）二重構造の円筒状のもので、内周筒部２Ｂ２に支持棒１６を挿入することで、外周筒部２Ｂ１が支持棒１６に対して軸線Ｃまわりの回転を自在、かつ軸線Ｃ方向の移動を不能に構成されているとともに、内周筒部２Ｂ２が支持棒１６に対して軸線Ｃまわりの回転を自在、かつ外周筒部２Ｂ１と支持棒１６の双方に対して軸線Ｃ方向の移動を自在に構成されており、外周筒部２Ｂ１に第２の遠心羽根車２Ｂが同時回転可能に取付けられる。

駆動側ポンプ主軸２Ａと従動側ポンプ主軸２Ｂは、クラッチ機構１８によって駆動側ポンプ主軸２Ａの駆動力を従動側ポンプ主軸２Ｂに伝達したり、あるいは駆動力を遮断できるように構成される。また、クラッチ機構１８はクラッチ断続機構１９の操作によって、駆動側ポンプ主軸２Ａから従動側ポンプ主軸２Ｂへの動力伝達状態または動力遮断状態に変換できるように構成してある。

クラッチ機構１８は、駆動側回転体１８Ａと従動側回転体１８Ｂとを備え、双方１８Ａ，１８Ｂの互いに対向する面に複数の係合つめ１８ａ，１８ｂを設けたかみあいクラッチによって構成されており、駆動側回転体１８Ａは駆動側ポンプ主軸２Ａの先端に設けられ、従動側回転体１８Ｂは従動側ポンプ主軸２Ｂにおける内周筒部２Ｂ２の先端に設けてある。そして、内周筒部２Ｂ２の後端部は外周筒部２Ｂ１の後端からさらに後方（図１，図２では左方向）へ適宜液密に延出させてクラッチ断続機構１９に連結してある。また、支持棒１６の一端部は内周筒部２Ｂ２の後端からさらに後方（図１，図２では左方向）へ適宜液密に延出させて、支持棒受部２０により軸線Ｃまわりの回転および軸線Ｃ方向の移動を不能に支持されており、従動側回転体１８Ｂと外周筒部２Ｂ１の間にはスプリング２１を介設してある。このスプリング２１は、従動側回転体１８Ｂおよび内周筒部２Ｂ２を常時駆動側ポンプ主軸２Ａ方向に弾圧付勢して、従動側回転体１８Ｂの複数の係合つめ１８ｂと駆動側回転体１８Ａの複数の係合つめ１８ａとが互いにかみあったクラッチ機構１８の動力伝達形態を保持するように働く。

クラッチ断続機構１９は、プーリ状の回転体１９Ａと、断続用の操作レバー１９Ｂとを備え、プーリ状の回転体１９Ａは、内周筒部２Ｂ２の後端部に外嵌して該内周筒部２Ｂ２と同時回転可能、かつ軸線Ｃ方向の相対移動を不能に取付けられており、断続用の操作レバー１９Ｂは、その先端部をプーリ状の回転体１９Ａの外周溝部に臨ませた状態で、支点ピン１９Ｃによって該支点ピン１９Ｃの軸まわりの回動（矢印Ｒ１，Ｒ２参照）を可能に適宜支持されている。

したがって、図２において実線で示すように、従動側回転体１８Ｂの係合つめ１８ｂが駆動側回転体１８Ａの係合つめ１８ａにかみあっているクラッチ機構１８の動力伝達形態では、断続用の操作レバー１９Ｂは実線で示す動力伝達姿勢に保持される。そして、動力伝達姿勢に保持されている断続用の操作レバー１９Ｂを矢印Ｒ１方向に回動させて二点鎖線で示す動力遮断姿勢に適宜保持することで、従動側回転体１８Ｂおよび内周筒部２Ｂ２はスプリング２１の弾圧付勢力に抗して二点鎖線で示す位置まで後退し、従動側回転体１８Ｂの係合つめ１８ｂと駆動側回転体１８Ａの係合つめ１８ａとのかみあいが解除されたクラッチ機構１８の動力遮断形態に保持される。

このような動力遮断形態に保持されているクラッチ機構１８は、二点鎖線で示す動力遮断姿勢で適宜保持されている断続用の操作レバー１９Ｂの保持を解くことによって、従動側回転体１８Ｂおよび内周筒部２Ｂ２はスプリング２１の弾圧付勢力により実線で示す元の位置まで前進して、従動側回転体１８Ｂの係合つめ１８ｂが駆動側回転体１８Ａの係合つめ１８ａにかみあうクラッチ機構１８の動力伝達形態に保持されるとともに、前記二点鎖線で示す動力遮断姿勢で適宜保持されていた断続用の操作レバー１９Ｂは、矢印Ｒ２方向に回動して実線で示す動力伝達姿勢に保持されることになる。

前記構成において、モータ８によってポンプ主軸２と遠心羽根車１とを所定の回転数で回転させる。この場合、遠心羽根車１を構成している第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの流量と揚程が互いに等しい条件を有し、かつクラッチ機構１８が動力伝達形態に保持されていると、モータ８により駆動側ポンプ主軸２Ａと従動側ポンプ主軸２Ｂおよび第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂとを回転させて、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができる。

一方、クラッチ機構１８を動力遮断形態に保持すると、モータ８により駆動側ポンプ主軸２Ａのみを回転させ、従動側ポンプ主軸２Ｂを停止させることができる。このため、駆動側ポンプ主軸２Ａに同時回転可能に取付けられている第１の遠心羽根車１Ａのみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％流量運転を行うことができる。

他方、モータ８によってポンプ主軸２と遠心羽根車１とを所定の回転数で回転させる。この場合、遠心羽根車１を構成している第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの揚程が互いに等しく、流量は第２の遠心羽根車１Ｂよりも第１の遠心羽根車１Ａの方が小さい条件を有し、かつクラッチ機構１８が動力伝達形態に保持されていると、モータ８により駆動側ポンプ主軸２Ａと従動側ポンプ主軸２Ｂおよび第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂとを回転させて、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができ、クラッチ機構１８を動力遮断形態に保持すると、駆動側ポンプ主軸２Ａに同時回転可能に取付けられている第１の遠心羽根車１Ａのみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％未満の流量運転を行うことができる。

すなわち、クラッチ機構１８を動力伝達形態に保持することで、モータ８により駆動側ポンプ主軸２Ａおよび第１の遠心羽根車１Ａと、従動側ポンプ主軸２Ｂおよび第２の遠心羽根車１Ｂの双方を同時に回転させて、所定の揚程を維持した大流量運転を行うことができるとともに、クラッチ機構１８を動力遮断形態に切換え保持することで、駆動側ポンプ主軸２Ａおよび第１の遠心羽根車１Ａのみを回転させて、所定の揚程を維持した小流量運転に切り換えることができる。したがって、本発明に係る両吸込うず巻ポンプを、たとえば、使用水量の変動幅が大きい上水道配水設備に使用しても、使用水量の変動に応じて流量を可変できるので、ポンプ効率の低下を抑えることができる。

つぎに、請求項２に記載の発明について説明する。
図３は、請求項２に記載の発明の実施形態に係る両吸込うず巻ポンプの一例を示す断面図である。なお、図１で説明した請求項１に記載の発明係る両吸込うず巻ポンプおよび図８で説明した従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して重複した構造の説明は省略する。

図３において、ポンプ主軸２は、該ポンプ主軸２の軸線Ｃ上で、第１の遠心羽根車１Ａのみを同時回転可能に取付けて第１の原動機（たとえばモータ）８Ａにより駆動される第１ポンプ主軸２ａと、第２の遠心羽根車１Ｂのみを同時回転可能に取付けて第２の原動機（たとえばモータ）８Ｂにより駆動される第２ポンプ主軸２ｂとに分割されている。第１のモータ８Ａと第２のモータ８Ｂとしては、型式、容量および定格回転数などが同一のものを使用する。

このような構成であれば、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂによって、第１ポンプ主軸２ａと第２ポンプ主軸２ｂおよび第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂとを互いに等しい所定の回転数で回転させる。この場合、遠心羽根車１を構成している第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの流量と揚程が互いに等しい条件を有していると、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができる。

一方、第１のモータ８Ａを運転し、第２のモータ８Ｂを停止させることにより、第１ポンプ主軸２ａと第１の遠心羽根車１Ａのみを回転させ、第２ポンプ主軸２ｂと第２の遠心羽根車１Ｂとを停止させることができる。このため、第１の遠心羽根車１Ａのみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％流量運転を行うことができる。なお、第１のモータ８Ａを停止し、第２のモータ８Ｂを運転することによって、第２ポンプ主軸２ｂと第２の遠心羽根車１Ｂのみを回転させ、第１ポンプ主軸２ａと第１の遠心羽根車１Ａを停止させて、回転している第２の遠心羽根車１Ｂによって、所定の揚程を維持した５０％流量運転を行うこともできる。

他方、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂによって、第１ポンプ主軸２ａと第２ポンプ主軸２ｂおよび第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂとを互いに等しい所定の回転数で回転させる。この場合、遠心羽根車１を構成している第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの揚程が互いに等しく、流量は第２の遠心羽根車１Ｂよりも第１の遠心羽根車１Ａの方が小さい条件であれば、所定の揚程を維持した１００％流量運転を行うことができ、第２のモータ８Ｂを停止させることにより、第１ポンプ主軸２ａと第１の遠心羽根車１Ａのみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％未満の流量運転を行うことができる。

なお、遠心羽根車１を構成している第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの揚程が互いに等しく、流量は第１の遠心羽根車１Ａよりも第２の遠心羽根車１Ｂの方が小さい条件であれば、第１のモータ８Ａを停止させることにより、第２ポンプ主軸２ｂと第２の遠心羽根車１Ｂのみの回転によって、所定の揚程を維持した５０％未満の流量運転を行うこともできる。

また、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂのいずれか一方（たとえば、第１のモータ８Ａ）が運転され、他方（たとえば、第２のモータ８Ｂ）が停止している５０％流量運転の途中で、停止している第２のモータ８Ｂを運転した場合には、運転を開始した第２の遠心羽根車１Ｂの回転数が、図４の回転数と吐出量（流量）との関係を示すグラフにおいて、うず巻ポンプ固有の機械的ロスによって決まる吐出開始点ｎ１に到達した時から５０％流量ｑ３が得られる回転数ｎ４に達するまでの領域内において、第２のモータ８Ｂの回転数をインバータ制御により無段階で増減することによって、第２の遠心羽根車１Ｂの吐出量（流量）を０〜ｑ１の範囲、つまり、０％〜５０％の範囲で無段階に増減することができるので、この増減された吐出量を加算したトータル流量運転を行うこともできる。

仮に、第２のモータ８Ｂの回転数制御により第２の遠心羽根車１Ｂの回転数をｎ２に設定すると、第２の遠心羽根車１Ｂで２５％流量ｑ１が得られ、この流量ｑ１を第１の遠心羽根車１Ａの５０％流量に加算した７５％のトータル流量運転を行うことができ、第２のモータ８Ｂの回転数制御により第２の遠心羽根車１Ｂの回転数をｎ３に設定すると、第２の遠心羽根車１Ｂで３０％流量ｑ２が得られ、この流量ｑ２を第１の遠心羽根車１Ａの５０％流量に加算した８０％のトータル流量運転を行うことができる。

すなわち、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂを同時に運転することで、第１、第２の遠心羽根車１Ｂの双方を同時に回転させて、所定の揚程を維持した大流量運転を行うことができるとともに、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂのいずれか一方を運転し、他方を停止させることで、所定の揚程を維持した小流量運転に切り換えることができる。したがって、本発明に係る両吸込うず巻ポンプを、たとえば、使用水量の変動幅が大きい上水道配水設備に使用しても、使用水量の変動に応じて流量を可変し、ポンプ効率の低下を抑えることができる。

つぎに、請求項３に記載の発明について説明する。
前記請求項１または請求項２に記載の発明において、図５，図６に示すように、第２の流入路４Ｂの上流端部にポンプケーシング３の吸込口３Ａから第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂ（図１および図３参照）に向かう揚水の流れを許容し、逆向きの流れを遮断する逆流防止手段２２を設けることで、第１の遠心羽根車１Ａを回転し、第２の遠心羽根車１Ｂを停止した５０％流量運転時において、ポンプケーシング３の吸込口３Ａから第１の流入路４Ａを通過して、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａに向かう揚水（矢印Ｆ）のスムーズな流れが確保され、ポンプ効率が低下するのを抑制できるとともに、停止している第２の遠心羽根車１Ｂが回転を開始すると、ポンプケーシング３の吸込口３Ａから第２の流入路４Ｂを通過して、第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂに向かう揚水（矢印Ｆ１）の流れを許容して、１００％流量運転を行うことができる。

すなわち、逆流防止手段２２は、弁座板２２Ａと、この弁座板２２Ａに設けた弁孔２２ａの開閉を可能に当該弁座板２２Ａに取付けたフラップからなる逆止弁２２Ｂと、弁座板２２Ａをポンプケーシング３の内部に固定支持する支持棒２２Ｃとを備えており、弁座板２２Ａは、支持棒２２Ｃに支持されて第２の流入路４Ｂの上流端部で揚水の流れ（矢印Ｆ１）に交差するように配置されており、逆止弁２２Ｂは、第２の遠心羽根車１Ｂの回転時に生じる揚水の流れ（矢印Ｆ１）によって、図５の二点鎖線で示すように押し上げられて弁孔２２ａを開放し、第２の遠心羽根車１Ｂが停止して、揚水の流れ（矢印Ｆ１）が生じない場合には、図５の実線および図６に示すように、自重および水圧によって弁孔２２ａを閉塞できるように、弁座板２２Ａにヒンジ結合２２Ｄしてある。

このように構成された逆流防止手段２２によれば、図１および図３に示す第１の遠心羽根車１Ａを回転し、第２の遠心羽根車１Ｂを停止した、たとえば５０％流量運転時において、第１の遠心羽根車１Ａから吐出された吐出水の一部が、停止している第２の遠心羽根車１Ｂの出口１ｂ´（図１および図３参照）から内部に流入し、体内を通って入口１ｂ（図１および図３参照）から逆向きに第２の流入路４Ｂに吐出されても、逆止弁２２Ｂが自重および水圧によって弁孔２２ａを閉塞していることにより、吐出水を第２の流入路４Ｂの内部で受け止めて、ポンプケーシング３の吸込口３Ａへ逆流するのを防止して滞留させることができる。このため、ポンプケーシング３の吸込口３Ａから第１の流入路４Ａを通過して、第１の遠心羽根車１Ａの入口１ａ（図１および図３参照）に向かう揚水（矢印Ｆ）のスムーズな流れが確保され、ポンプ効率が低下するのを抑制できる。また、停止している第２の遠心羽根車１Ｂが回転を開始すると、ポンプケーシング３の吸込口３Ａから第２の流入路４Ｂを通過して、第２の遠心羽根車１Ｂの入口１ｂ（図１および図３参照）に向かう揚水（矢印Ｆ１）の流れによって逆止弁２２Ｂが押し上げられて弁孔２２ａを開放するので、揚水（矢印Ｆ１）の流れを許容して、１００％流量運転を行うことができる。

また、図７に示す両吸込うず巻ポンプにおいて、第１の遠心羽根車１Ａ（図１および図３参照）は、固形物通過性能に劣る反面、所望する揚程や吐出水量を確保できる特性の５〜６枚の羽根翼を備えた構造となし、第２の遠心羽根車１Ｂ（図１および図３参照）は、固形物通過性能に優れている反面、吐出水量の面で第１の遠心羽根車１Ａよりも劣る特性の２〜３枚の羽根翼を備えた構造にするとともに、第１の遠心羽根車１Ａ上流側の第１の流入路４Ａに、パンチングメタルや金網などで構成されたスクリーン２３を設置し、第１の流入路４Ａと第２の流入路４Ｂを仕切板２４で仕切ることによって、第１、第２の遠心羽根車１Ａ，１Ｂを同時に回転した１００％流量運転に際して、揚水に含まれている固形物が第１の遠心羽根車１Ａに流入するのを防止できるので、該第１の遠心羽根車１Ａに固形物がひっかかって、ポンプ効率が低下するのを避けることができるとともに、固形物は、固形物通過性能に優れている第２の遠心羽根車１Ｂによってひっかかることなくスムーズにうず巻室６に吐出されて、揚水とともにうず巻室６の出口（図示省略）から図示されていない吐出管に押し上げられて下流側の排水域に排水される。

なお、前記各実施形態では、モータ８によって原動機を構成し、第１、第２のモータ８Ａ，８Ｂによって第１、第２の原動機を構成して説明しているが、ディーゼルエンジンやガスタービンエンジンによって、原動機あるいは第１、第２の原動機を構成してもよい。また、かみあいクラッチからなるクラッチ機構１８を使用しているが、摩擦クラッチあるいは電磁クラッチによってクラッチ機構１８を構成してもよい。また、クラッチ以外の動力の伝達／遮断機構を用いてもよい。さらに前記各実施形態では、両吸込うず巻ポンプで説明しているが、両吸込タービンポンプにも適用できることはいうまでもない。また、第１の遠心羽根車１Ａと第２の遠心羽根車１Ｂの揚程を互いに異なったものとすることも可能である。

請求項１に記載の発明の実施形態に係る両吸込うず巻ポンプの一例を示す断面図である。 クラッチ機構とポンプ主軸との関係の実施形態を拡大した断面図である。 請求項２に記載の発明の実施形態に係る両吸込うず巻ポンプの一例を示す断面図である。 遠心羽根車の回転数と吐出量との関係を示すグラフである。 請求項３に記載の発明の実施形態を示す断面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の変形例を示す断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ 遠心羽根車
１Ａ 第１の遠心羽根車
１Ｂ 第２の遠心羽根車
１ａ 第１の遠心羽根車の入口
１ｂ 第２の遠心羽根車の入口
２ ポンプ主軸
２Ａ 駆動側ポンプ主軸
２Ｂ 従動側ポンプ主軸
３ ポンプケーシング
８ モータ（原動機）
８Ａ 第１のモータ（第１の原動機）
８Ｂ 第２のモータ（第２の原動機）
１８ クラッチ機構
２２ 逆流防止手段
Ｃ ポンプ主軸の軸線

Claims (3)

1. 第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との２つの遠心羽根車が、それぞれの入口をポンプ主軸の軸線方向で互いに反対側に開口して当該ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられてポンプケーシングに回転自在に収容されている両吸込遠心ポンプにおいて、
   前記２つの遠心羽根車とポンプ主軸が各別に分割され、前記ポンプ主軸が、前記第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車のいずれか一方を同時回転可能に取付けて原動機により駆動される駆動側ポンプ主軸と、前記第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車の残る他方を同時回転可能に取付けた従動側ポンプ主軸とに分割され、駆動側ポンプ主軸の駆動力を従動側ポンプ主軸に伝達または遮断するクラッチ機構が設けられていることを特徴とする両吸込遠心ポンプ。
2. 第１の遠心羽根車と第２の遠心羽根車との２つの遠心羽根車が、それぞれの入口をポンプ主軸の軸線方向で互いに反対側に開口して当該ポンプ主軸に同時回転可能に取付けられてポンプケーシングに回転自在に収容されている両吸込遠心ポンプにおいて、
   前記２つの遠心羽根車とポンプ主軸が各別に分割され、前記ポンプ主軸が、前記第１の遠心羽根車を同時回転可能に取付けて第１の原動機により駆動される第１ポンプ主軸と、前記第２の遠心羽根車を同時回転可能に取付けて第２の原動機により駆動される第２ポンプ主軸とに分割されていることを特徴とする両吸込遠心ポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載の両吸込遠心ポンプにおいて、
   回転している前記第１、第２の遠心羽根車のいずれか一方側から吐出されて停止している第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の体内を通り、これらの入口から逆向きに吐出された吐出液を受け止めて、ポンプケーシングの吸込口へ逆流するのを防止して滞留させるとともに、停止している前記第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の回転開始によってポンプケーシングの吸込口から前記回転を開始した第１、第２の遠心羽根車のいずれか他方側の入口に向かう揚液の流れを許容する逆流防止手段が設けられていることを特徴とする両吸込遠心ポンプ。
   

Images