JP2937293B2 - 吸気用開閉装置を有する立軸ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、吸込水槽に設置した
立軸ポンプに関し、特に、雨水等による水位の変動を予
測して全速運転が可能な吸気用開閉装置を有する立軸ポ
ンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、羽根車下方の吸込ケーシングに吸
気管を連結し、水位が羽根車の下方近傍に低下した時、
吸気管に設けた吸気弁を開放し、吸込ケーシングの水を
落水させ、気中運転に切換えて、水位に関係なく、全速
運転を可能とした装置としては、例えば、特公平５−９
６４０号公報がある。そして、その改良型として、特開
平３−６１６９３号公報のように、吸気管をサイフオン
状に折り曲げて、その先端部に弁箱を設け、この弁箱を
ポンプの最低水位レベルに配設した装置もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来装置にあっては、水位の変動に関係なく、振動や騒
音を軽減し全速運転を可能としたものであるが、上記前
段の従来技術にあっては、ポンプの揚水に伴う渦流や水
位のうねりが発生し、水位の検知間違いによる吸気弁の
開閉の誤作動が生じていた。そして、上記後段の従来装
置にあっては、誤作動を防止するものであるが、ポンプ
の最低水位レベルに弁箱を設けてあるので、水位のうね
りによる誤動作の恐れがやはりあった。本願発明は、上
記の従来の欠点を解消するものであって、ポンプの揚水
に伴う水位のうねりや渦流の影響を受けることなく、揚
水運転と気中運転との切換えを円滑に行なえる装置を提
供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、その構成は、羽根
車の下方の吸込ケーシングに通孔を設け、この通孔に上
方に立上がらせた吸気管を連結し、この吸気管の上端部
を逆Ｕ字状に形成して、その上端部を吸込ケーシングに
発生する最大負圧による吸込揚程よりも高い位置に設定
した立軸ポンプにおいて、吸込水槽１２の上部に設けた
封水箱６に吸気管５の先端を開口させ、立軸ポンプ１の
吐出管８から分岐させた注水管７を封水箱６の上部に連
結するとともに、封水箱６の底部にフロート弁を設けた
排水管を連結し、排水管の下端を吸込水槽に水没させ、
上記注入管を排水管より小径として水位が羽根車下方の
近傍に低下した時、フロート弁を開放し、注入管から注
水しながら封水箱の水を排水し、吸気管に空気を送込む
ようにしたものである。

【０００５】上記排水管に配設したフロート弁が、排水
管の上端部に設けた弁座と、その下方の弁体と、この弁
体に連結し、その下端を垂下して羽根車の近傍に配設し
たフロートに連結した弁杆とからなるものである。そし
て、好ましくは、吸気用開閉装置が、上記封水箱を漏斗
状に構成し、その下端に弁座と弁体を内設した弁室を設
け、この弁室に排水管を連結し、その排水管の下端を吸
込水槽の槽底近くまで垂下させると共に、フロートを内
設した羽根車近傍の排水管を拡大させればよいものであ
る。

【０００６】

【作用】排水管の内部に設けたフロートは、水位ととも
に昇降し、弁体は弁座を開閉する。羽根車の下方近傍よ
り上位に水位が上昇すると、立軸ポンプの排水運転が行
われ、同時に弁体は弁座に押し付けられフロート弁は閉
塞され、注水管から供給された水は封水箱に貯留され
る。そして、羽根車の下方近傍より水位が下がると、フ
ロートとともに弁体は降下し、フロート弁は開放され
る。即ち、水位が下がりフロート弁が開放されると、注
水管から注水されながら封水箱に貯留してある水は、排
水管から排出される。そして、封水箱の水位が吸気管の
開口先端より低くなると、吸気管から空気を吸引しなが
らポンプは気液混合運転を行なう。この時、封水箱は注
水管から注水されながら排水管から排水するので揚水運
転から気中運転への切換時間を長くすることができる。
更に、ポンプの吸込水位が低下してくると、吸込みケー
シングの羽根車下方の水は落水し、ポンプは気中運転に
移行する。この時封水箱の水は排水管から排出され、空
の状態となる。

【０００７】再び水位が上昇し、フロートが上がると、
弁体は弁座に押し付けられフロート弁は閉塞される。同
時に揚水運転が開始され、注水管から封水箱に給水さ
れ、封水箱の水位が上昇し、やがて吸気管の先端部は水
没される。一方、ポンプは、水位が上昇してくると吸気
管から空気を吸引しながら気中運転から、気水混合運転
に移行し、やがて、吸気管の先端開口部が封水箱内で水
没すると、通常の揚水運転となる。

【０００８】

【実施例】本願発明を実施例に基づき詳述すると、先ず
図１において、符号１は立軸ポンプであって、その羽根
車２下方の吸込ケーシング３に通孔４が設けてある。こ
の通孔４には吸気管５が連結されており、吸気管５の先
端部が逆Ｕ字状に形成されて、その開口端をポンプ上方
に設けた封水箱６に開口してある。符号７は封水箱６の
上部に設けた注水管であって、立軸ポンプ１の吐出管８
からポンプの吐出圧により常時排水能力を下回る量を注
水するようにしてあり、注水管７の口径をフロート弁１
７の弁座１３の口径より小さくし、フロート弁１７が閉
塞時には、オーバーフロー管１０からオーバーフローさ
せるようにしてある。符号９は注水管７に設けた開閉
弁、符号１０は封水箱６の上部に設けたオーバーフロー
管であって、封水箱６の満水時に、注水管７からの給水
をオーバーフローさせるものである。なお、符号９は注
水管に設けた開閉弁である。

【０００９】上記吸気管５の開口先端部は、封水箱６が
満水時には水封されるようになっており、立軸ポンプ１
の駆動中には、吸込ケーシング３は負圧となり、図２に
示すように、吸気管５の先端開口から水を吸引して、吸
気管５の逆Ｕ字状の先端部に水位が上昇してくる。この
時、封水箱の面積Ｓａ、封水箱の水位低下Ｈａ、吸気管
の断面積Ｓｂ、吸気管の水位上昇Ｈｂとすると、Ｓａ・
Ｈａ＝Ｓｂ・Ｈｂが成立する。即ち、吸気管５の断面積
を小さくすると共に、逆Ｕ字状に形成した吸気管５の先
端部の立上りを、吸気管５内の水位の上昇Ｈｂを予測し
て、吸込ケーシング３に発生する最大負圧による吸込揚
程よりも高い位置に設定すれば、吸込ケーシング３内の
負圧に基づく吸気管５の内圧とバランスするので、封水
箱６の水が吸込ケーシング３に流入することなく、封水
状態を保つことができる。

【００１０】次に、符号１１は封水箱６の底部に連結し
た排水管であって、その下端は立軸ポンプ１を設置して
ある吸込水槽１２の槽底近くまで垂下させて、ポンプの
駆動による吸込水槽１２の水位のうねりやポンプの吸込
により生ずる渦流の影響が排水管１１内に受けないよう
にしてある。排水管１１の内部には、封水箱６との連結
部に設けた弁座１３と、弁座１３の直下に設けた弁体１
４と、この弁体１４に連結し、その下端にフロート１５
を設けた弁杆１６とからなるフロート弁１７が配設して
あり、吸込水槽１２の水位の昇降によりフロート１５が
上下し、フロート１５に連結された弁体１４が弁座１３
に押し付けられ、あるいは、離脱してフロート弁１７を
開閉するようにしてある。

【００１１】上記の吸気用開閉装置は、図３に示すよう
に、封水箱６を漏斗状に構成し、その下端に弁座１３と
弁体１４を内設した弁室１８を設け、この弁室１８に排
水管１１を連結し、その排水管１１の下端を吸込水槽１
２の槽底近くまで垂下させ、フロート１５を内設した羽
根車２近傍の排水管１１を拡大させてフロート室１９を
形成してもよいものである。封水箱６を漏斗状に構成す
れば、封水箱６を小さくでき、貯水量も少なくてすむも
のである。そして、排水管１１の下部にフロート室１９
を設けておけばフロート１５が大きくでき、その浮力が
増大してフロート弁１７の閉塞を確実に行なえるもので
ある。なお符号２０は弁体１４の下方に設けたストッパ
ーであって、排水場の水位がＣＷＬ以下となった時、フ
ロート１５がそれ以上下降しないようにしてある。符号
２１は、オーバーフロー管１０と排水管１１とを連結し
たバイパス管である。

【００１２】フロート弁１７について、図３及び図４に
基づき詳述すると、吸込水槽１２の水位が羽根車２の側
方（ＡＷＬ）より上方にある時には、フロート１５の浮
力により弁体１４は弁座１３に下方から押し付けられ
て、封水箱６の水は貯水された状態を保つことができ
る。吸気管５の開口先端は封水箱６内で水封され、立軸
ポンプ１は、揚排水運転が行なわれる。水位が吸込ケー
シング３の通孔４の上方の羽根車２下方近傍の水位（Ｂ
ＷＬ）にある時、弁体１４は弁座１３からわずかに離れ
た位置となるようにフロート１５は弁杆１６で連結され
ており、封水箱６から少量の水が排水管１１から流下す
るようになっている。揚排水運転を行なっている立軸ポ
ンプ１は、封水箱６の水位が降下するにつれて、吸気管
５の開口先端の水封が解かれ、やがて、吸込ケーシング
３の負圧により空気が吸気管５に流入し、立軸ポンプ１
は気水混合運転を開始する。吸込水槽１２の水位が更に
低下し、立軸ポンプ１の吸込ケーシング３の通孔４位置
（ＣＷＬ）まで低下すると、弁体１４は降下してフロー
ト弁１７は全開され封水箱６の貯水された水は排水さ
れ、立軸ポンプ１も吸気管５から空気を吸引し、羽根車
２下方の水を落水させ気中運転を開始する。

【００１３】一方、水位の上昇を予測して、立軸ポンプ
１の空運転を開始し、水位がＣＷＬからＢＷＬに上昇し
てくると、立軸ポンプ１は気中運転から気水混合運転に
移行する。この時、吸込水槽１２の水位を検知して注水
管７に設けた開閉弁９を開ければ封水箱６に水道水又は
立軸ポンプ１の吐出管８から揚排水の供給が開始され、
更に、水位が上昇すると、フロート弁１７の弁体１４は
弁座１３に押し付けられ、フロート弁１７は閉塞され封
水箱６の水位は上昇し、やがて、吸気管５の先端開口部
は水封され、立軸ポンプは気水混合運転から通常の揚排
水運転に移行する。気水混合運転の時間は封水箱６の容
量と、注水管７の配管径により設定でき、吸込水槽１２
の水位の急激な変動をさけることができ、検知装置を排
水管１１内に設けておけば、水位のうねりや渦流の影響
による検知誤差もないものである。

【００１４】

【発明の効果】 本願発明は上記のように構成してあり、
封水箱とその排水管に設けたフロート弁により立軸ポン
プに連結した吸気管の空気の吸入量を調節することがで
きるものである。即ち、従来装置にあっては、排水槽の
水位のうねりや立軸ポンプの吸引時の渦流等で水位の検
知ミスに基づく吸気弁の誤作動が生じ、しかも、空気の
急激な吸入と停止のため、ポンプの揚排水運転と気中運
転が急激に切換えられ、吸込水槽の水位の変動がはげし
く、揚水運転と気中運転が交互に行なわれ、騒音と振動
がさけられなかったものであるが、本願発明にあって
は、フロートが吸込水槽に水没させた排水管内に設けて
あるので、フロート弁が水位のうねりや渦流に影響され
ることがなく、しかも、注水管から封水箱に排水能力を
下回る量を注水しながら排水するので、吸気管から空気
を吸引する時間が遅くなり短いサイクルで気中運転と揚
排水運転の頻繁な切り換えがなく、吸込水槽の水位の急
激な変動が少なく、騒音、振動を軽減できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の吸気用開閉装置を有する立軸ポンプ
の概略側面図である。

【図２】本願発明の吸気用開閉装置の要部を示す概略側
面図である。

【図３】本願発明の吸気用開閉装置を有する立軸ポンプ
の他の実施例の要部を示す概略側面図である。

【図４】ポンプの吸込水位と立軸ポンプの運転状況を示
す概念図である。

【符号の説明】

１ 立軸ポンプ ２ 羽根車 ３ 吸込ケーシング ４ 通孔 ５ 吸気管 ６ 封水箱 ７ 注水管８ 吐出管 １１ 排水管 １２ 吸込水槽 １３ 弁座 １４ 弁体 １５ フロート １６ 弁杆 １７ フロート弁 １８ 弁室 １９ フロート室

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車（２）の下方の吸込ケーシング
   （３）に通孔（４）を設け、この通孔（４）に上方に立
   上がらせた吸気管（５）を連結し、この吸気管（５）の
   上端部を逆Ｕ字状に形成して、その上端部を吸込ケーシ
   ング（３）に発生する最大負圧による吸込揚程よりも高
   い位置に設定した立軸ポンプ（１）において、吸込水槽
   （１２）の上部に設けた封水箱（６）に吸気管（５）の
   先端を開口させ、立軸ポンプ（１）の吐出管（８）から
   分岐させた注水管（７）を封水箱（６）の上部に連結す
   るとともに、封水箱（６）の底部にフロート弁（１７）
   を設けた排水管（１１）を連結し、排水管（１１）の下
   端を吸込水槽（１２）に水没させ、上記注水管（７）を
   排水管（１１）より小径としたことを特徴とする吸気用
   開閉装置を有する立軸ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の排水管（１１）に配設し
   たフロート弁（１７）が、排水管（１１）の上端部に設
   けた弁座（１３）と、その下方の弁体（１４）と、この
   弁体（１４）に連結し、その下端を垂下して羽根車
   （２）の近傍に配設してフロート（１５）に連結した弁
   杆（１６）とからなることを特徴とする吸気用開閉装置
   を有する立軸ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の吸気用開閉装置が、上記
   封水箱（６）を漏斗状に構成し、その下端に弁座（１
   ３）と弁体（１４）とを内設した弁室（１８）を設け、
   この弁室（１８）に排水管（１１）を連結し、その排水
   管（１１）の下端を吸込水槽（１２）の槽底近くまで垂
   下させると共に、フロート（１５）を内設した羽根車
   （２）近傍の排水管（１１）を拡大させたフロート室
   （１９）とからなることを特徴とする吸気用開閉装置を
   有する立軸ポンプ。