JP2013122238A - Pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸込水槽に溜められた水を排水するポンプに関するものである。 The present invention relates to a pump for draining water stored in a suction water tank.
特許文献1には、仕切弁よりも上流側から吸込水槽の底部まで延びる戻り管路と、この戻り管路に接続されて吸込水槽の底部上に配管されるノズル配管とを備える水槽清掃装置を搭載した立軸ポンプが記載されている。この立軸ポンプは、管理運転時に仕切弁を閉弁した状態で運転されることにより、吐出水が戻り管路からノズル配管に圧送され、このノズル配管のノズルから吸込水槽内に噴出される。これにより、吸込水槽の底に堆積していたし渣、砂等の異物を水中に浮遊させ、引き続いて立軸ポンプを通常運転させることにより、異物を水と一緒に下流へ圧送し、吸込水槽の清掃を行っている。
しかし、特許文献1の立軸ポンプは、ケーシングとは別に吸込水槽の底部にノズル配管を配管する必要があり、かつ、このノズル配管に同じくケーシングとは別に戻り管路を接続する必要があるため、構造が複雑で設置作業も煩雑である。また、この種の立軸ポンプでは、通常運転時に吸込水槽内の水位低下等により吸込口の周囲の水面から吸込口に空気が吸い込まれて渦(空気吸込渦)が発生することが知られている。この空気吸込渦は、吸込口への水の円滑な吸い込みを妨げ、振動や騒音の原因となる。よって、空気吸込渦の発生を防止するための手段を更に設ける必要があるため、この点でも構造が複雑になる。
However, the vertical shaft pump of
一方、特許文献2には、空気吸込渦の発生を抑制できるようにした立軸ポンプが記載されている。この立軸ポンプは、ケーシングの下端の吸込ベルマウスの外周部に、円板状または円筒状をなす副流路形成板を配設し、これらの間に水が流れる副流路を形成している。これにより、吸込ベルマウスの吸込口に向かう水流を、副流路形成板の外側を流れる主流と、副流路を流れる副流に分流し、両者を吸込ベルマウスの下端付近で衝突させることにより、空気吸込渦を消滅させる構成としている。
On the other hand,
しかしながら、特許文献2の立軸ポンプは、空気吸込渦の発生を抑制することは可能であるが、未だ改良の余地がある。しかも、この特許文献2の立軸ポンプでは、管理運転時に吸込水槽内を清掃する手段を設ける必要があるため、構造が複雑になる。
However, although the vertical pump of
本発明は、簡易で設置作業が容易な構成でありながら、管理運転時に吸込水槽を効果的に清掃できるとともに、空気吸込渦の発生を効果的に抑制できるポンプを提供することを課題とするものである。 It is an object of the present invention to provide a pump capable of effectively cleaning the suction water tank during management operation and effectively suppressing the generation of air suction vortices while having a simple and easy installation operation. It is.
前記課題を解決するため、本発明のポンプは、下端側に吸込水槽内の底部と対向して開口した吸込口を有する吸込ベルマウスが配設され、上端側に仕切弁を介設した吐出管が接続され、かつ、貫通された内端側に羽根車を固定した主軸が配置されているケーシングにおいて、前記ケーシングの上端側の前記仕切弁より上流側から分岐され、前記吸込ベルマウスを軸方向上側から見て、前記吸込ベルマウスの前記吸込水槽内への水の流入方向下流側に位置するように、前記吸込水槽の前記底部に向けて前記ケーシングに沿って鉛直方向に延びる縦配管と、前記吸込ベルマウスの外側に間隔をあけて取り囲むように前記縦配管の下端側に接続され、前記吸込水槽の前記底部に向いた複数のノズルを有する環状配管と、前記縦配管および前記環状配管を通して前記ケーシング内の水を前記吸込水槽内へ噴出させる清掃処理を実行または停止させる開閉弁と、を備える水槽清掃装置を配設し、前記ケーシングと前記水槽清掃装置とを多数の連結リブにより連結した構成としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the pump of the present invention is a discharge pipe in which a suction bell mouth having a suction port opened at the lower end side facing the bottom of the suction water tank is disposed, and a gate valve is provided on the upper end side. Is connected, and the main shaft with the impeller fixed to the inner end side through which it is connected is branched from the upstream side of the gate valve on the upper end side of the casing, and the suction bell mouth is axially A vertical pipe extending in the vertical direction along the casing toward the bottom of the suction water tank so as to be located on the downstream side in the direction of water inflow into the suction water tank of the suction bell mouth as seen from above. An annular pipe having a plurality of nozzles connected to the lower end side of the vertical pipe so as to surround the suction bell mouth with a space therebetween and facing the bottom of the suction water tank, the vertical pipe and the annular arrangement And an open / close valve for executing or stopping a cleaning process for ejecting water in the casing into the suction water tank, and connecting the casing and the water tank cleaning apparatus with a plurality of connecting ribs. The configuration is as follows.
このポンプは、管理運転時には仕切弁を閉弁するとともに開閉弁を開弁した状態で運転される。これにより、吸込水槽から吸込口を通ってケーシング内に吸い込まれた水は、縦配管から環状配管へ圧送され、ノズルから噴出されることで吸込水槽に戻る。このようなケーシング内を通る水の循環流により、管理運転時のポンプの過熱が防止される。また、環状配管のノズルは吸込水槽の底部を向いているので、ノズルから噴出される水流により吸込水槽の底部に堆積していたし渣、砂等の異物が吹き上げられる。その結果、引き続いてポンプの通常運転を行い、異物を水と一緒に吸込口から吸い込んで下流へ圧送することにより、効果的に吸込水槽内を清掃できる。 This pump is operated with the gate valve closed and the on-off valve opened during the management operation. Thereby, the water sucked into the casing from the suction water tank through the suction port is pumped from the vertical pipe to the annular pipe and returned to the suction water tank by being ejected from the nozzle. Such a circulating flow of water through the casing prevents overheating of the pump during the management operation. Further, since the nozzle of the annular pipe faces the bottom of the suction water tank, foreign matters such as residue and sand are deposited on the bottom of the suction water tank due to the water flow ejected from the nozzle. As a result, the inside of the suction water tank can be effectively cleaned by continuing normal operation of the pump and sucking foreign matter together with water from the suction port and pumping it downstream.
一方、通常運転により吸込水槽内の水が羽根車付近まで排水されると、吸込水槽内への流入方向における吸込ベルマウスの下流側の領域で空気吸込渦が発生する。しかし、本発明では、吸込水槽内の流入方向下流側に位置するように水槽清掃装置の縦配管を配管しているため、水面での空気吸込渦の発生を抑制できる。しかも、水槽清掃装置の環状配管を吸込ベルマウスの外周部に配設しているため、吸込口に向かう水流を、環状配管の外側を流れる主流と、環状配管と吸込ベルマウスの間の副流路を流れる副流に分流し、これらを吸込ベルマウスの下端で衝突させることにより消滅させることができる。よって、空気吸込渦の発生を確実に防止できる。 On the other hand, when the water in the suction water tank is drained to the vicinity of the impeller by the normal operation, an air suction vortex is generated in a region downstream of the suction bell mouth in the inflow direction into the suction water tank. However, in this invention, since the vertical piping of the water tank cleaning device is piped so that it may be located in the inflow direction downstream in the suction water tank, generation | occurrence | production of the air suction vortex on the water surface can be suppressed. Moreover, since the annular pipe of the water tank cleaning device is arranged on the outer periphery of the suction bell mouth, the water flow toward the suction port is divided into a main flow that flows outside the annular pipe and a side flow between the annular pipe and the suction bell mouth. It can be extinguished by diverting it into a side stream flowing through the road and causing these to collide with the lower end of the suction bell mouth. Therefore, generation | occurrence | production of an air suction vortex can be prevented reliably.
このように、本発明では、ケーシングとは別に水槽清掃装置を吸込水槽内に配設する必要がないため、構造が簡易である。また、ケーシングを吸込水槽に設置する際には、ケーシングに対して連結リブによって連結された水槽清掃装置も一緒に吸込水槽に設置される。そのため、設置作業が簡易である。しかも、この水槽清掃装置は、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要がない。この点でも、構造が簡易である。 Thus, in this invention, since it is not necessary to arrange | position a water tank cleaning apparatus in a suction water tank separately from a casing, a structure is simple. Moreover, when installing a casing in a suction water tank, the water tank cleaning apparatus connected with the casing by the connection rib is also installed in a suction water tank. Therefore, the installation work is simple. Moreover, since this water tank cleaning device also serves as a vortex generation prevention device that prevents the generation of air suction vortices, it is not necessary to provide a separate vortex generation prevention device. Also in this respect, the structure is simple.
このポンプでは、前記連結リブを、前記吸込ベルマウスと前記環状配管との間に設けることが好ましい。このようにすれば、連結リブを吸込ベルマウスの外周部で生じる旋回流を防ぐ整流板として機能させることもできるため、空気吸込渦の発生を更に確実に防止できる。 In this pump, it is preferable that the connecting rib is provided between the suction bell mouth and the annular pipe. In this way, the connecting rib can be made to function as a rectifying plate that prevents the swirling flow generated at the outer peripheral portion of the suction bell mouth, so that the generation of the air suction vortex can be prevented more reliably.
また、前記吸込ベルマウス内に、この吸込ベルマウスの吸込口から下向きに突出し、かつ、軸線から外方へ放射状に延びる3以上の水中渦防止リブを配設し、この水中渦防止リブの外側縁を上側外向きに傾斜させるとともに、その延長線上に前記環状配管を配設することが好ましい。このようにすれば、水中渦防止リブによって、水面ではなく水中で発生する水中渦を抑制できる。しかも、環状配管と吸込ベルマウスの間に効果的に副流を形成可能な副流路を形成できるため、空気吸込渦の発生を確実に抑制できる。
この場合、前記水中渦防止リブの外側縁は、前記吸込ベルマウスの下端縁より径方向外方へ突出した湾曲縁からなる構成とすることが好ましい。このようにすれば、水中渦防止リブを支点として、ポンプを立設状態から横置きに寝かせたり、横置き状態から立設したりすることができる。そのため、ポンプ機場への据え付け作業性や、分解時の作業性を向上できる。
Further, in the suction bell mouth, three or more underwater vortex preventing ribs projecting downward from the suction mouth of the suction bell mouth and extending radially outward from the axis are disposed, and the outside of the underwater vortex preventing ribs It is preferable to incline the edge outward and to arrange the annular pipe on the extension line. If it does in this way, the underwater vortex prevention rib can suppress the underwater vortex which generate | occur | produces not in the water surface but in water. And since the subflow path which can form a subflow effectively between annular piping and a suction bell mouth can be formed, generation | occurrence | production of an air suction vortex can be suppressed reliably.
In this case, it is preferable that the outer edge of the underwater vortex preventing rib is composed of a curved edge protruding radially outward from the lower end edge of the suction bell mouth. In this way, the pump can be laid down horizontally from the standing state or erected from the horizontal state with the underwater vortex preventing rib as a fulcrum. Therefore, installation workability to the pump station and workability during disassembly can be improved.
また、前記縦配管は、前記吸込ベルマウスの軸線と前記吸込水槽の流入方向下流側角部とを結ぶ基準線を基準として配設されることが好ましい。このようにすれば、縦配管によって空気吸込渦の発生を確実に抑制できる。
そして、前記ノズルは平面視で外向きであることが好ましい。このようにすれば、吸込水槽内に堆積した異物を確実に吹き上げて、水と一緒に排出できる。
Moreover, it is preferable that the said vertical piping is arrange | positioned on the basis of the reference line which connects the axial line of the said suction bellmouth, and the inflow direction downstream corner | angular part of the said suction water tank. In this way, generation | occurrence | production of an air suction vortex can be reliably suppressed by vertical piping.
The nozzle is preferably outward in plan view. If it does in this way, the foreign material deposited in the suction water tank can be blown up reliably, and it can discharge with water.
なお、前記ケーシングは、前記吸込ベルマウスの上方に前記羽根車を配設する羽根車ケースを備え、前記主軸を鉛直方向に延びるように配設した立軸ポンプである。
この場合、前記環状配管は、前記羽根車と前記吸込ベルマウスの吸込口との間に位置するように配設されることが好ましい。このようにすれば、環状配管と吸込ベルマウスの間に副流を形成可能な副流路を形成できるため、空気吸込渦の発生を確実に抑制できる。
または、前記ケーシングは、前記吐出管の上流側に前記羽根車を配設する羽根車ケースを備え、前記主軸を横方向に延びるように配設した横軸ポンプである。
The casing is a vertical shaft pump including an impeller case for disposing the impeller above the suction bell mouth, and the main shaft extending in a vertical direction.
In this case, the annular pipe is preferably disposed so as to be positioned between the impeller and the suction port of the suction bell mouth. In this way, a sub-flow path capable of forming a sub-flow can be formed between the annular pipe and the suction bell mouth, so that the generation of air suction vortices can be reliably suppressed.
Alternatively, the casing is a horizontal shaft pump including an impeller case for disposing the impeller on the upstream side of the discharge pipe, and the main shaft extending in the lateral direction.
本発明のポンプは、簡易で設置作業が容易な構成でありながら、管理運転時に吸込水槽を効果的に清掃できるうえ、空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。 While the pump of the present invention is simple and easy to install, the suction water tank can be effectively cleaned during management operation, and the generation of air suction vortices can be effectively suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2は、本発明の第1実施形態に係る排水用のポンプである立軸ポンプ1を示す。この立軸ポンプ1は、ポンプ機場の床2に対して開口部2aに差し込まれた状態で固定され、概ね鉛直方向に延びる直管状のケーシング3を備える。そして、本発明の立軸ポンプ1は、このケーシング3に渦発生防止装置を兼ねる水槽清掃装置16を一体的に付設したものである。
1 and 2 show a
ケーシング3の揚水管3aの下端側には、外形が円弧状をなすように下向きに漸次拡径した吸込ベルマウス4が配設されている。この吸込ベルマウス4の下端開口からなる吸込口4aは、吸込水槽5の底部5aに対して、例えば吸込口4aの直径の1.3倍程度の距離を隔てて対向配置されている。また、ケーシング3の上端側には、鉛直方向から水平方向に水の流れを変えるように、90度湾曲した吐出ベンド6が配設されている。この吐出ベンド6の吐出口6aには、手動開閉可能な仕切弁7を介設した吐出管8が接続されている。
On the lower end side of the pumping pipe 3a of the
また、ケーシング3内には、軸線に沿って鉛直方向に延びるように主軸9が配置され、この主軸9が軸受10A,10B,10Cにより回転可能に支持されている。主軸9の下端側には羽根車11が固定されている。この羽根車11は、吸込ベルマウス4上に位置するように配設した羽根車ケース12内に、軸受10Cによって配置されている。吐出ベンド6からケーシング3の外部に突出する主軸9の上端は、モータ、減速機等からなる駆動機構13に連結されている。
In the
本実施形態の吸込ベルマウス4には、水中渦防止リブ15を一体成形した軸心ベルマウス14が配設されている。この軸心ベルマウス14は、FRPなどの樹脂からなり、吸込ベルマウス4の軸線に沿って延びるように配設された略円錐筒状の軸心部である。軸心ベルマウス14の下端開口14aは、吸込ベルマウス4の吸込口4aより下側に位置するとともに、吸込水槽5の底部5aから所定間隔をもって上方に位置する。また、軸心ベルマウス14の下端開口14aは、吸込ベルマウス4の吸込口4aの直径より小径に形成されている。
The
水中渦防止リブ15は、水中渦を効果的に消滅可能な整流板の役割を果たすものである。本実施形態の水中渦防止リブ15は、軸心ベルマウス14の外面部に設けられ、この軸心ベルマウス14を吸込ベルマウス4に連結する役割を兼ねる。水中渦防止リブ15は、周方向に等間隔で4箇所、吸込ベルマウス4の軸線から径方向外方へ放射状に突出するように設けられている。水中渦防止リブ15の上端面は、吸込ベルマウス4の内面に沿う円弧状に形成され、図示しないボルト等によって連結されている。また、水中渦防止リブ15は、軸心ベルマウス14の下端外周部から突設されている。これにより、各水中渦防止リブ15は、吸込ベルマウス4の吸込口4aより下方に突出するように設けられている。また、水中渦防止リブ15の外側縁15aは、上側外向きに所定角度で傾斜して延びるように構成されている。
The underwater
水槽清掃装置16は、排水性能維持などの目的で吸込水槽5を清掃するためのものである。この水槽清掃装置16は、吐出ベンド6に接続される4本の縦配管18A1〜18B2と、これらの下端に接続された環状配管20とを備え、ケーシング3に対して連結リブ22によって連結されている。
The water
ケーシング3には、仕切弁7より上流側に位置する吐出ベンド6の左右対称の位置に横配管17A,17Bが分岐接続されている。これら横配管17A,17Bは、図2に示すように、吐出ベント6に接続する接続管部17aと、床2に対して平行に延び接続管部17aに対して直交方向に分岐接続した分岐管部17bとを備える。そして、横配管17Aの分岐管部17bには一対の縦配管18A1,18A2が分岐接続され、横配管17Bの分岐管部17bには一対の縦配管18B1,18B2が分岐接続されている。
In the
縦配管18A1〜18B2は、ケーシング3の径方向外側に間隔を開けて配置され、主軸9と平行に鉛直方向下向きに延びている。図3に示すように、ケーシング3の吸込ベルマウス4を軸方向上側から見て、縦配管18A1,18B1は、主軸9より吸込水槽5内への水の流入方向上流側に位置するように配管されている。また、縦配管18A2,18B2は、主軸9(吸込ベルマウス4)より吸込水槽5内への流入方向下流側に位置するように配管されている。しかも、縦配管18A2,18B2は、吸込ベルマウス4の軸線と吸込水槽5の流入方向下流側の角部とを結ぶ基準線Lを基準として配管されている。本実施形態では、縦配管18A2,18B2を基準線L上に位置するように配管しているが、これらは基準線Lを基準とした所定範囲(例えば±20度)内に配管することが好ましい。図1および図2に示すように、縦配管18A1〜18B2は、横配管17A,17Bから開口部2aを通過して羽根車11よりもやや下方に位置するように、吸込ベルマウス4と羽根車ケース12の接続部分である縮径部分まで延びている。
The
また、縦配管18A1〜18B2には、横配管17A,17Bの分岐管部17bの付近に位置するように、常閉の電動バタフライ弁からなる開閉弁19が介設されている。この開閉弁19は、開弁により水槽清掃装置16による清掃処理を実行し、閉弁により清掃処理を停止させるものである。なお、開閉弁19は、縦配管18A1〜18B2に配設する構成に限られず、例えば横配管17A,17Bの接続管部17aに介設してもよい。
The vertical pipes 18A1 to 18B2 are provided with an opening / closing
環状配管20は、主軸9の軸線を中心とする円環状であり、吸込ベルマウス4の外側に間隔を隔てて取り囲むように、縦配管18A1〜18B2の下端に接続されている。これにより、環状配管20は、羽根車11の下端と吸込ベルマウス4の吸込口4aとの間に、環状をなす中心線が位置する。また、環状配管20は、外径が吸込ベルマウス4の外径より大きく、上側外向きに傾斜した水中渦防止リブ15の外側縁15aの延長線上に位置するように配管されている。環状配管20には、複数個(本実施形態では8個)のノズル21が周方向に等間隔で設けられている。これらノズル21は、吸込水槽5の底部5aに向けて全て下向きに配置されている。また、図3に示すように、各ノズル21は、90度間隔で位置する縦配管18A1〜18B2に対して間隔をあけて位置するように設けられている。さらに、各ノズル21は、主軸9から離れる向きに水流が噴出されるように、平面視で径方向外向きに突設されている。
The
連結リブ22は、縦配管18A1〜18B2に接続した環状配管20と吸込ベルマウス4とを連結するためのものである。本実施形態の連結リブ22は、各縦配管18A1〜18B2に対して径方向内側に位置する部分と、その間に位置する部分とで、8箇所に設けられている。この連結リブ22は、吸込ベルマウス4の外周部で生じる旋回流を防ぐ整流板の役割を兼ねる。
The connecting
このように構成した立軸ポンプ1は、吸込ベルマウス4と軸心ベルマウス14との間に水中渦防止リブ15によって区画された第1吸水路23が形成され、軸心ベルマウス14内に第2吸水路24が形成される。また、吸込ベルマウス4と環状配管20との間には、吸込ベルマウス4の外周面に沿って下側外向きに流れる副流を形成する副流路25が形成される。この副流路25は、円弧状をなす吸込ベルマウス4の形状と、断面円形状をなす環状配管20とで、径方向外向きに拡開する角部がない流曲線状に形成される。
In the
この立軸ポンプ1は、吸込水槽5内やケーシング3に配設した所定のセンサの検出値に基づいて、制御装置26によって予め設定されたプログラムに従って通常の排水運転や管理運転が実行される。
The
例えば、通常運転が長期にわたって実行されない場合等、吸込水槽5内の水を排水するためではなく、排水性能維持等の目的で立軸ポンプ1を運転させる(管理運転)。この管理運転時には、本実施形態の場合、ポンプ機場の操作員によって仕切弁7が手動で閉弁され、この仕切弁7の閉弁を制御装置26が検出すると、立軸ポンプ1が起動される。
For example, when normal operation is not performed over a long period of time, the
立軸ポンプ1が起動すると、吸込水槽5内の水が第1および第2吸水路23,24を通して吸込ベルマウス4の吸込口4aから吸い込まれる。しかし、ケーシング3内に吸い込まれた吸込水槽5内の水の圧送は仕切弁7により遮断される。この状態を例えば圧力センサ27によって検出すると、制御装置26は開閉弁19を開弁して清掃処理を実行する。
When the
開閉弁19が開弁されると、吸込水槽5内の水は、ケーシング3(吐出ベンド6)から横配管17A,17Bおよび縦配管18A1〜18B2を経て環状配管20へ圧送される。そして、この環状配管20へ圧送された水は、図1および図2に示すように、ノズル21から吸込水槽5内に噴出される。つまり、管理運転時には、吸込水槽5からケーシング3へ吸い込まれた水は、横配管17A,17B、縦配管18A1〜18B2、環状配管20およびノズル21を経て吸込水槽5に戻る。このようなケーシング3内を通る水の循環流により、管理運転時の立軸ポンプ1の過熱、例えば軸受10A〜10Cで発生する摩擦熱により過度な温度上昇が防止される。
When the on-off
環状配管20のノズル21は吸込水槽5の底部5aを向いているので、吸込水槽5の底部5aに堆積していたし渣、砂等の異物は、管理運転時にノズル21から噴出される水流により吹き上げられて吸込水槽5内の水中に浮遊する。環状配管20のノズル21から噴出された水は、吸込水槽5の底部5aまたはその上に堆積した異物に衝突するので、吸込水槽5の底部5a付近には複雑な水流が生じ、底部5aに堆積していた異物をより効果的に浮遊させることができる。管理運転時の揚程比Hb(部分流量域)は、定格運転域や過大流量域となる通常運転時と比較して概ね高いので、ノズル21から噴出される水の圧力を確保できる。
Since the
このように、異物が十分に浮遊した状態とした後に、ポンプ機場の操作員は、仕切弁7を手動で開弁し、立軸ポンプ1の通常運転を行う。これにより、異物を水と共に立軸ポンプ1に吸い込んで下流へ圧送することで、効果的に吸込水槽5内を清掃できる。なお、この通常運転では、制御装置26は開閉弁19を閉弁して清掃処理を停止する。
As described above, after the foreign matter is sufficiently floated, the operator at the pump station manually opens the
本発明の立軸ポンプ1では、ケーシング3とは別に吸込水槽5の底部5aに配管を設ける必要がないうえ、そのような吸込水槽5の底部5aの配管をケーシング3の上端側と接続するための管路をケーシング3と別に設ける必要がないため、構造が簡易である。また、ケーシング3を吸込水槽5に設置する際には、開口部2aに上方から差し込んで床2にケーシング3に固定すれば、ケーシング3に接続された縦配管18A1〜18B2と、縦配管18A1〜18B2に接続された環状配管20もケーシング3と一緒に吸込水槽5に設置できる。この点で、本実施形態の立軸ポンプ1は、吸込水槽5への設置作業が簡易である。
In the
一方、通常運転時には、吸込水槽5内の水が羽根車11の付近まで排水されると、吸込水槽5内への流入方向における吸込ベルマウス4より下流側の領域で空気吸込渦が発生しようとする。しかし、本実施形態の立軸ポンプ1には、空気吸込渦が発生する吸込水槽5内の流入方向下流側の領域に、水槽清掃装置16の縦配管18A2,18B2を配管している。そして、これら縦配管18A2,18B2は、旋回流を防止する作用もなすため、水面での空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。
On the other hand, during normal operation, when the water in the
しかも、水槽清掃装置16の環状配管20は、吸込ベルマウス4の外周部に連結リブ22によって連結した構成である。そのため、水面から吸込口4aに向かう水流は、図4に示すように、環状配管20の外側を流れる主流Xと、環状配管20と吸込ベルマウス4の間の副流路25を流れる副流Yとに分流される。そして、主流Xは、水面から吸込ベルマウス4の吸込口4aに向かって径方向内向きに流れ、副流Yは、吸込ベルマウス4の外周面に沿って径方向外向きに流れる。そのため、これら主流Xと副流Yは、吸込ベルマウス4の下端外周部で衝突することにより消滅する。よって、空気吸込渦の発生を確実に防止できる。さらに、本実施形態の連結リブ22は整流板の役割を果たすため、それ自身でも空気吸込渦の発生を防止できる。
Moreover, the
このように、本発明の立軸ポンプ1では、水槽清掃装置16の縦配管18A2,18B2および環状配管20が、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要がない。この点でも、構造が簡易である。しかも、本実施形態では、吸込ベルマウス4内に水中渦防止リブ15を設け、その外側縁15aの延長線上に環状配管20を配管しているため、流曲線状をなす効果的な副流路25を形成でき、空気吸込渦の発生を確実に抑制できる。また、水中渦防止リブ15によって、水面ではなく水中で発生する水中渦も確実に抑制できる。
As described above, in the
図5は、第2実施形態の立軸ポンプ1を示す。この第2実施形態では、吸込ベルマウス4に水中渦防止リブ15を有する軸心ベルマウス14を配設していない。また、連結リブ22によって、ケーシング3における羽根車ケース12の上側に位置する揚水管3aの外周部と、水槽清掃装置16の縦配管18A1〜18B2とを連結する構成としている。この第2実施形態の立軸ポンプ1は、第1実施形態の立軸ポンプ1と比較すると、水中渦の発生を抑制する機能がない点で相違し、その他の点では同様の作用および効果を得ることができる。
FIG. 5 shows the
具体的には、管理運転時には、吸込水槽5からケーシング3、横配管17A,17B、縦配管18A1〜18B2、環状配管20およびノズル21を経て吸込水槽5に戻る循環流により、立軸ポンプ1の過熱が防止される。しかも、吸込水槽5の底部5aに堆積していたし渣、砂等の異物を水中に浮遊させ、続いて通常運転を行うことにより、異物を水と共に下流へ圧送し、効果的に吸込水槽5内を清掃できる。
Specifically, during the management operation, the
また、通常運転時には、吸込水槽5内の水が羽根車11の付近まで排水されると、吸込水槽5の流入方向下流側に配管した縦配管18A2,18B2により、旋回流を防止するため、水面での空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。しかも、水面から吸込口4aに向かう水流は、環状配管20の外側を流れる主流Xと、環状配管20と吸込ベルマウス4の間の副流路25を流れる副流Yに分流され、これらを吸込ベルマウス4の下端で衝突させて消滅させることができるため、空気吸込渦の発生を防止できる。
Further, during normal operation, when the water in the
このように、水槽清掃装置16の縦配管18A2,18B2および環状配管20が、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要はなく、構造が簡易である。また、ケーシング3を開口部2aに上方から差し込んで床2に固定すれば、ケーシング3に接続された縦配管18A1〜18B2と環状配管20も一緒に吸込水槽5に設置できるため、吸込水槽5への設置作業が簡易である。
Thus, since the vertical pipes 18A2 and 18B2 and the
図6は第3実施形態の立軸ポンプ1を示す。この第3実施形態では、水中渦防止リブ15の外側縁15aを、吸込ベルマウス4の下端縁である吸込口4aより径方向外方へ突出する湾曲縁により構成した点で、第1実施形態と大きく相違する。具体的には、外側縁15aは、外側上向きに広がるように、逆側上方(例えば右側の外側縁15aの場合には左側上方)を中心とした所定曲率の円弧縁で構成されている。
FIG. 6 shows the
第3実施形態の水中渦防止リブ15は、吸込ベルマウス4および軸心ベルマウス14とは別体で、鋼板のプレス成形や鋳物により形成される。また、連結リブ22が一体的に形成され、その上端外側部に環状配管20を配置する切欠部30が形成される。そして、水中渦防止リブ15と連結リブ22の境界に形成された溝31に吸込ベルマウス4を挿通させて接合し、切欠部30に環状配管20を配置して接合し、内側縁に軸心ベルマウス14を配置して接合される。
The underwater
この立軸ポンプ1は、吸込ベルマウス4の外側に水中渦防止リブ15が突出しているため、吸込ベルマウス4や環状配管20に対する他部材の干渉を抑制できる。また、平面視+字形状をなすように板状の水中渦防止リブ15を配設しているため、吸込口4aから水を吸い込む際の流体抵抗になることを抑制しつつ、強度を向上することができる。そのため、立軸ポンプ1をポンプ機場に据え付ける際の作業性や、分解する際の作業性を向上できる。
In the
即ち、図7に示すように、立軸ポンプ1の据え付けまたは分解時には、立軸ポンプ1を吐出管8および駆動機構13から切り離し、吸込水槽5の底部5aの台32上に横置きする場合がある。この際、立軸ポンプ1を直接底部5aに置いて作業を行うと、荷重が軸心ベルマウス14を含む吸込ベルマウス4や環状配管20に集中し、変形するという問題がある。そのため、従来では吊り上げた状態で、立設状態から横置きに寝かせたり、横置き状態から立設したりしていた。
That is, as shown in FIG. 7, when installing or disassembling the
これに対して第3実施形態の立軸ポンプ1は、吸込ベルマウス4の外側に突出する高強度の水中渦防止リブ15を設けているため、この水中渦防止リブ15を支点として、立設状態から横置きに寝かせたり、横置き状態から立設したりすることができる。しかも、立軸ポンプ1を吸込水槽5の側から床2の開口部2a内に挿通させる際にも、水中渦防止リブ15を支点として回動させたりスライドさせたりすることにより、その作業性を向上できる。
On the other hand, the
このように、第3実施形態の立軸ポンプ1は、吸込ベルマウス4より外方に突出する水中渦防止リブ15により、吸込ベルマウス4や環状配管20の破損を防止しつつ、据付作業性や分解作業性を向上できる。また、仕切弁7を閉弁して管理運転を実行した後、仕切弁7を開弁して通常運転を行うことにより、吸込水槽5内の清掃処理を実行できる。しかも、通常運転時には、空気吸込渦および水中渦を防止できるなど、第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
As described above, the
図8は、第4実施形態のポンプである横軸ポンプ40を示す。この横軸ポンプ40のケーシング41は、吸込水槽5の底部5aの近傍から上向きに延びる吸込ベルマウス42と、この吸込ベルマウス42による上向きの水流を横向きに変える吐出ベンド43と、この吐出ベンド43からの水流を水平方向に排出する羽根車ケース44とを備えている。
FIG. 8 shows a
吸込ベルマウス42の下端の吸込口42aは、吸込水槽5の底に対して所定の距離を隔てて対向するように設置される。吐出ベンド43は、本実施形態では直管状の揚水管45を介して吸込ベルマウス42の上端に連結されている。羽根車ケース44は径方向外向きに膨出した楕円球状をなし、その吐出口44aには仕切弁46を介設した吐出管47が接続されている。
The suction port 42 a at the lower end of the
このケーシング41には、羽根車ケース44の軸線に沿って水平(横)方向に延びるように主軸48が貫通して配置されている。貫通された主軸48の内端部は、羽根車ケース44の内部に設けた水中軸受け49によって回転可能に支持されている。また、吐出ベンド43から外部に突出する主軸48の端部には駆動機構50が連結されている。そして、羽根車ケース44内に位置する主軸48の内端側には羽根車51が連結されている。
A
吸込ベルマウス42には、第1実施形態と同様に、水中渦防止リブ53を一体成形した軸心ベルマウス52が配設されている。また、ケーシング41には、渦発生防止装置を兼ねる水槽清掃装置55が一体的に付設されている。
The
水槽清掃装置55は、羽根車ケース44に接続された分岐配管56を備えている。この分岐配管56には常閉の開閉弁57が介設されている。また、分岐配管56は、開閉弁57の下流側が4本の分岐管56aに分岐され、それぞれに縦配管58A1〜58B2が接続されている。
The water tank cleaning device 55 includes a
縦配管58A1,58B1は、吸込ベルマウス42の水の流入方向上流側に位置するように配管され、縦配管58A2,58B2は、吸込ベルマウス42の流入方向下流側に位置するように配管されている。また、縦配管58A1〜58B2は、吸込ベルマウス42の下端縁に対して所定間隔をもって上方に位置する部分まで延びている。そして、各縦配管58A1〜58B2の下端には、1個の環状配管59が接続されている。
The vertical pipes 58A1 and 58B1 are piped to be located upstream of the
環状配管59は、吸込ベルマウス42の軸線を中心とする円環状であり、吸込ベルマウス4の外側に間隔を隔てて取り囲むように配設されている。この環状配管59には、吸込水槽5の底部5aに向けて下向きに噴射可能なノズル60が周方向に等間隔で設けられている。
The
吸込ベルマウス42の外周部には、軸方向に沿って延びる板状の連結リブ61が設けられ、この連結リブ61の下端に環状配管59が連結されている。この連結リブ61は、吸込ベルマウス42の外周部で生じる旋回流を防ぐ整流板の役割を兼ねる。
A plate-like connecting rib 61 extending in the axial direction is provided on the outer periphery of the
この第4実施形態の横軸ポンプ40は、仕切弁46を閉弁して管理運転を実行した後、仕切弁46を開弁して通常運転を行うことにより、水槽清掃装置55によって吸込水槽5内の清掃処理を実行できる。しかも、通常運転時には、縦配管58A2,58B2、環状配管59および連結リブ61により空気吸込渦の発生を防止できるとともに、水中渦防止リブ53により水中渦の発生を防止できるなど、第1実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
In the
即ち、縦配管および環状配管を備える水槽清掃装置を配設するという本発明の構成は、立軸ポンプや横軸ポンプ等のポンプ形式に拘わらず適用可能であり、空気吸込渦の発生を確実に防止するという同様の作用および効果を得ることができる。同様に、吸込ベルマウス内に水中渦防止リブを設けるという本発明の構成も、ポンプ形式に拘わらず適用可能であり、水中渦の発生を確実に防止するという同様の作用および効果を得ることができる。 In other words, the configuration of the present invention in which a water tank cleaning device including a vertical pipe and an annular pipe is provided can be applied regardless of the pump type such as a vertical pump or a horizontal pump, and the generation of air suction vortices is reliably prevented. The same action and effect can be obtained. Similarly, the configuration of the present invention in which an underwater vortex preventing rib is provided in the suction bell mouth is applicable regardless of the pump type, and the same action and effect of reliably preventing the generation of underwater vortex can be obtained. it can.
なお、本発明の立軸ポンプ1は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
The
例えば、前記各実施形態では、4本の縦配管18A1〜18B2,58A1〜58B2を90度間隔で設けたが、その形成位置および数は希望に応じて変更可能である。また、前記実施形態では、流入方向下流側の縦配管18A2,18B2,58A2,58B2を基準線L上に配設したが、立軸ポンプ1の性能に応じて、基準線Lを基準とした所定範囲(例えば±20度)内に配設すればよい。同様に、ノズル21,60の形成位置および数も希望に応じて変更可能である。
For example, in each of the above-described embodiments, the four vertical pipes 18A1 to 18B2 and 58A1 to 58B2 are provided at intervals of 90 degrees, but the formation position and number can be changed as desired. In the above embodiment, the vertical pipes 18A2, 18B2, 58A2, and 58B2 on the downstream side in the inflow direction are arranged on the reference line L. However, the predetermined range with the reference line L as a reference according to the performance of the
さらに、水中渦防止リブ15,53を有する軸心ベルマウス14,52を配設した第1および第4実施形態では、連結リブ22,61によって吸込ベルマウス4,42と環状配管20,59を連結するように構成したが、第2実施形態のようにケーシング3,41と縦配管18A1〜18B2,58A1〜58B2を連結するように構成してもよい。勿論、軸心ベルマウス14を配設していない第2実施形態においても、連結リブ22によって吸込ベルマウス4と環状配管20を連結するように構成してもよい。しかも、第4実施形態の横軸ポンプ40においても、軸心ベルマウス52および水中渦防止リブ53を配設しない構成としてもよい。
Further, in the first and fourth embodiments in which the
また、前記実施形態では、管理運転時に水槽清掃装置16を動作させたが、通常運転時にも動作させる構成としてもよい。例えば、空気吸込渦の発生兆候を検出するセンサとして、吸込水槽5内に水位センサ、圧力センサ、流量センサまたは振動センサを配設し、センサが空気吸込渦の発生兆候を検出すると開閉弁19を開弁させる構成としてもよい。このようにすれば、ノズル21から噴出される循環流によって副流路25内で生じさせる副流Yの流速が速くなるため、主流Xによって空気吸込渦が発生しても確実に破壊することができる。よって、空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。
Moreover, in the said embodiment, although the water
1…立軸ポンプ 3…ケーシング
4…吸込ベルマウス 4a…吸込口
5…吸込水槽 5a…底部
6…吐出ベンド 6a…吐出口
7…仕切弁 8…吐出管
9…主軸 11…羽根車
15…水中渦防止リブ 15a…外側縁
16…水槽清掃装置 18A1〜18B2…縦配管
19…開閉弁 20…環状配管
21…ノズル 22…連結リブ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ケーシングの上端側の前記仕切弁より上流側から分岐され、前記吸込ベルマウスを軸方向上側から見て、前記吸込ベルマウスの前記吸込水槽内への水の流入方向下流側に位置するように、前記吸込水槽の前記底部に向けて前記ケーシングに沿って鉛直方向に延びる縦配管と、
前記吸込ベルマウスの外側に間隔をあけて取り囲むように前記縦配管の下端側に接続され、前記吸込水槽の前記底部に向いた複数のノズルを有する環状配管と、
前記縦配管および前記環状配管を通して前記ケーシング内の水を前記吸込水槽内へ噴出させる清掃処理を実行または停止させる開閉弁と、
を備える水槽清掃装置を配設し、
前記ケーシングと前記水槽清掃装置とを多数の連結リブにより連結したことを特徴とするポンプ。 A suction bell mouth having a suction port opened facing the bottom in the suction water tank is disposed on the lower end side, a discharge pipe having a gate valve is connected to the upper end side, and on the inner end side that is penetrated In the casing where the main shaft to which the impeller is fixed is arranged,
Branched from the upstream side of the gate valve on the upper end side of the casing, and viewed from the upper side in the axial direction of the suction bell mouth so that the suction bell mouth is located downstream of the inflow direction of water into the suction water tank. A vertical pipe extending in the vertical direction along the casing toward the bottom of the suction water tank;
An annular pipe connected to the lower end side of the vertical pipe so as to surround the suction bell mouth with an interval, and having a plurality of nozzles facing the bottom of the suction water tank;
An on-off valve for executing or stopping a cleaning process for ejecting water in the casing into the suction water tank through the vertical pipe and the annular pipe;
A water tank cleaning device comprising:
The pump characterized by connecting the said casing and the said water tank cleaning apparatus with many connection ribs.
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