JP3350893B2 - 先行待機運転ポンプ - Google Patents

先行待機運転ポンプ

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、先行待機運転ポン
プに係り、特に比較的揚程の高いポンプの揚水遮断運転
時の振動や騒音などを軽減するようにした先行待機運転
ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、先行待機運転ポンプとして図
4に例示したものが知られていた。この先行待機運転ポ
ンプは、主軸1に固着した羽根車2を収容しているケー
シング3の吸込口31に吸込カバー5を接続し、ケーシ
ング3の吐出口32に、吐出短管41と吐出エルボ42
などを備えた揚水管4を接続してあり、図示していない
原動機によって主軸1を回転させることによって運転さ
れるようになっている。また、上記吸込口31の上流側
部位である吸込カバー5に気水切替管6が連通されてい
る。この気水切替管6には、気水切替弁61が介在され
ている。そして、水位検出手段7によって検出した水位
信号に基づいて制御器8から出力される信号によって上
記気水切替弁61が開閉制御されるようになっている。
【0003】このように構成された先行待機運転ポンプ
の運転例を説明する。
【0004】A.吸水井9の水位が上昇する場合 (1)水位が揚水遮断水位SWLを越えて揚水開始水位
RWLに到達するまでの間は気水切替弁61を開く。こ
れにより気水切替管6により空気が羽根車入口に導入さ
れるので気中運転が行われる。 (2)水位が揚水開始水位RWLに到達した時点で気水
切替弁61を閉じる。これにより羽根車入口への空気の
導入が止まるので揚水運転が行われる。揚水開始水位R
WLより高い水位では揚水運転を継続する。
【0005】B.水位が下降する場合 (1)水位が揚水開始水位RWLを越える位置から揚水
開始水位RWLを経て揚水遮断水位SWLに低下するま
での間は気水切替弁61を閉じておく。これにより揚水
運転が継続して行われる。 (2)水位が揚水遮断水位SWLまで低下した時点で気
水切替弁61を開く。これにより揚水が遮断された運転
状態(揚水遮断運転)になり、将来の水位上昇に備え
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の先行
待機運転ポンプにおいては、上記B(2)で説明した揚
水遮断により運転状態が揚水運転から揚水遮断運転に切
り替わったとしても、吐出短管41などの揚水管4には
それまでに揚水された水Wが残存しているので、その水
が羽根車2によって攪拌されるという状態が起こる。こ
のため、振動や騒音が発生してポンプ設備に種々の悪影
響を及ぼすことがある。この振動や騒音は、揚水運転中
に起こる振動や騒音よりも大きく、揚程が高い場合に顕
著になる。また、この状態は比較的大きな動力を消費す
るため、長時間継続するとそれだけ大きなエネルギーを
浪費することになる。
【0007】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、羽根車を収容するケーシングを上下2段に分ける
ことによって揚水遮断後の振動源や騒音発生源を分散
し、また、揚水管に残存している水を揚水遮断後にでき
るだけ速やかに揚水管の外へ排水することにより羽根車
への負荷を低減して振動や騒音を短時間で軽減すると共
に、揚水遮断運転中の消費動力を低減することのできる
先行待機運転ポンプを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の先
行待機運転ポンプは、羽根車を収容するケーシングを上
下2段に分けて備え、下段側の第1ケーシングの吸込口
に吸込みカバーが、かつ、吐出口に第1揚水管それぞ
れ接続され、上段側の第2ケーシングの吸込口に上記第
1揚水管が、かつ、吐出口に第2揚水管それぞれ接続
され、下段側の第1ケーシングに収容された羽根車の上
流側に、気水切替弁の開閉によって内部通路が大気に対
する開放状態と遮断状態との間で切り替えられる気水切
替管が連通されていると共に、上段側の第2ケーシング
吸水井に設置されている固定構造物上に固定支持さ
、この固定構造物から第1揚水管と第1ケーシングと
吸込みカバーとが垂れ下げられている、というものであ
り、上記固定構造物としては、請求項5に係る発明のよ
うに床を選択することができ、その場合には、その床か
ら、第1揚水管と第2ケーシングと吸込カバーとを垂れ
下げるという構成を採用することができる。
【0009】この構成であれば、羽根車を収容するケー
シングが上下2段に分かれているので、揚水遮断後の負
荷が2つのケーシングに各別に収容されている羽根車に
分散されて個々の羽根車に加わる負荷(水の重さ)が軽
減される。
【0010】第1ケーシングに収容されている羽根車に
は第1揚水管の少量の残存水の重さによる負荷が加わる
に過ぎないので、第1ケーシングで生じる振動は軽微で
ある。これに対し、上段側の第2ケーシングに収容され
ている羽根車には第2揚水管の残存水の重さによる負荷
が加わるけれども、その第2ケーシングは固定構造物に
よって支持されていることにより振動が抑制されている
のでこの第2ケーシングでも大きな振動を生じない。
【0011】また、揚水遮断後に第2揚水管に残存した
水は揚水遮断後に落水管を経て第2揚水管の外へ短時間
で排水され、揚水遮断後に第1揚水管に残存した水は下
段側の第1ケーシングに収容されている羽根車の羽根の
隙間を経て第1揚水管の外へ排水される。この作用は、
請求項4に係る発明のように、固定構造物が床であり、
この床から、第1揚水管と第ケーシングと吸込カバー
とが垂れ下がっているという構成を採用したものにおい
ても同様に発揮される。また、固定構造物が床である
と、第2ケーシングに収容されている羽根車などのメン
テナンスを床上で容易に行うことができる。
【0012】請求項2に係る発明は、上記した先行待機
運転ポンプの第1揚水管に、揚水運転時に閉じられ、揚
水運転から揚水遮断運転への運転状態の切り替わりに伴
って開放される弁機構の介在された落水管を接続した構
成を有するものである。
【0013】この構成を採用すると、揚水遮断後に第1
揚水管に残存した水が、下段側の第1ケーシングに収容
されている羽根車の羽根の隙間と第1揚水管に接続され
ている落水管との両方を通して第1揚水管の外へ排水さ
れるので、そのような排水に要する時間がさらに短縮さ
れる。
【0014】請求項3に係る発明は、上記した先行待機
運転ポンプの第2揚水管に、揚水運転時に閉じられ、揚
水運転から揚水遮断運転への運転状態の切り替わりに伴
って開放される弁機構の介在された落水管を接続した構
成を有するものである。
【0015】この構成を採用すると、揚水遮断後に第2
揚水管に残存した水が、上段側の第ケーシングに収容
されている羽根車の羽根の隙間と第2揚水管に接続され
ている落水管との両方を通して第2揚水管の外へ排水さ
れるので、そのような排水に要する時間がさらに短縮さ
れる。
【0016】上記した先行待機運転ポンプでは、請求項
4に係る発明のように、第1ケーシングに収容された羽
根車が軸流羽根である、という構成を採用することも可
能である。この構成を採用すると、軸流羽根は軸方向で
の羽根どうしの重なりがないため、水の保持能力が小さ
く、そのため、揚水遮断後に第1揚水管に残存した水を
短時間で落水することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は本発明の第1の実施形態を
示す説明図である。同図の先行待機運転ポンプは、斜流
羽根でなる羽根車2Aを収容する第1ケーシング3A
と、羽根車2Bを収容する渦巻き形の第2ケーシング3
Bとを上下2段に亘って備えている。下段側の第1ケー
シング3Aの吸込口31Aに吸込カバー5が接続され、
その第1ケーシング3Aの吐出口32Aに第1揚水管4
Aが接続されており、上段側の第2ケーシング3Bの吸
込口31Bに上記第1揚水管4Aが接続され、その第2
ケーシング3Bの吐出口32Bに第2揚水管4Bが接続
されている。ここで、第1ケーシング3Aとそれに収容
された羽根車2Aとにより斜流ポンプが構成されてお
り、第2ケーシング3Bとそれに収容された羽根車2B
とにより渦巻きポンプが構成されている。そして、第1
ケーシング3Aとそれに収容された羽根車2Aと、第2
ケーシング3Bとそれに収容された羽根車2Bとは、共
通の主軸1に固着されており、この主軸1を介して電動
機(不図示)で回転されるようになっている。
【0018】吸水井9には固定構造物である床10が設
置されており、この床10に、上記の第2ケーシング3
Bがサポートフレーム35により固定されている。した
がって、第2ケーシング3Bは床10に支持されている
ことになる。また、床10の開口11を通して吸水井9
の中に第1揚水管4Aと第1ケーシング3Aと吸込カバ
ー5とが垂れ下げられている。
【0019】第2揚水管4Bには落水管12が接続され
ている。この落水管12は、第2揚水管4Bの中の水を
吸水井9に落水させて逃がす役割を担っており、その途
中箇所に、揚水運転時に閉じられ、揚水運転から揚水遮
断運転への運転状態の切り替わりに伴って開放される弁
機構13が介在されている。この弁機構13は、吸水井
9の水位を検出する水位検出手段7により検出した水位
信号に基づいて制御器8から出力される信号によって開
閉制御されるようになっている。
【0020】また、第1ケーシング3Aに収容された羽
根車2Aの羽根車入口に連なる吸込カバー5に気水切替
管6が連通されており、この気水切替管6に気水切替弁
61が介在されている。この気水切替弁61は、上記水
位検出手段7によって検出した水位信号に基づいて制御
器8から出力される信号によって開閉制御されるように
なっており、気水切替弁61が開いたときには気水切替
管6の内部通路が大気に開放され、反対に気水切替弁6
1が閉じたときには気水切替管6の内部通路が大気に対
して遮断されるようになっている。
【0021】このように構成された先行待機運転ポンプ
による作用を説明する。
【0022】A.吸水井9の水位が上昇する場合 (1)水位が揚水遮断水位SWLを越えて揚水開始水位
RWLに到達するまでの間は気水切替弁61を開く。こ
れにより気水切替管6により空気が羽根車入口に導入さ
れるので気中運転が行われる。 (2)水位が揚水開始水位RWLに到達した時点で気水
切替弁61を閉じる。これにより羽根車入口への空気の
導入が止まるので揚水運転が行われる。揚水開始水位R
WLより高い水位では揚水運転を継続する。揚水運転中
は弁機構13が閉じられている。
【0023】B.吸水井9の水位が下降する場合 (1)水位が揚水開始水位RWLを越える位置から揚水
開始水位RWLを経て揚水遮断水位SWLに低下するま
での間は気水切替弁61や弁機構13を閉じておく。こ
れにより揚水運転が継続して行われる。 (2)水位が揚水遮断水位SWLまで低下した時点で気
水切替弁61を開く。これにより羽根車2Aおよび2B
の吸込側に空気層が形成されて揚水遮断運転に切り替わ
り、将来の水位上昇に備える。また、気水切替弁61と
共に弁機構13も開く。
【0024】上記B(2)で説明した揚水遮断により運
転状態が揚水運転から揚水遮断運転に切り替わった場
合、第1揚水管4Aに残った水W1は第1ケーシング3
Aに収容されている羽根車2Aにより支えられながらそ
の羽根車2Aによって攪拌されるという状態が起こる。
しかし、羽根車を2個にしたことにより羽根車2Aの水
保持能力が大幅に低減しているため、第1ケーシング3
Aに残る水W1は少量である。そのため、羽根車2A
の負荷は小さく、第1ケーシング3Aで振動が生じたと
しても、その振動は軽微である。ましてや、第1ケーシ
ング3Aに残っている水W1は、羽根車2Aの羽根の隙
間を通って吸込カバー5の中に排水されてしまうので、
短時間で振動が急激に減衰する。
【0025】また、第2揚水管4Bに残った水W2は第
2ケーシング3Bに収容されている羽根車2Bにより支
えられながらその羽根車2Bによって攪拌されるという
状態が起こるが、第2ケーシング3Bは固定構造物であ
る床10によって支持されて振動が抑制されているの
で、第2ケーシング3Bでも大きな振動を生じない。そ
して、たとえ第2ケーシング3Bで振動が生じたとして
も、揚水遮断時に弁機構13が開かれるので、落水管1
2を経て第2ケーシング3Bに残っている水W2が吸水
井9中に短時間で排水されてしまうので、短時間で振動
が急激に減衰する。
【0026】以上から判るように、この先行待機運転ポ
ンプでは、揚水遮断後に生じる負荷が第1ケーシング3
Aに収容されている羽根車2Aと第2ケーシング3Bに
収容されている羽根車2Bとに分散されるので、個々の
羽根車に加わる負荷は、従来例で説明したような単段の
ケーシングを有する先行待機運転ポンプに比べて軽減さ
れ、しかも、第2ケーシング3Bが床10によって支持
されているので、揚水遮断運転時の振動を抑制すること
ができる。また、揚水管内の水を短時間で排水できるの
で、揚水遮断運転の省エネルギーを図る上で有益であ
る。
【0027】上記では弁機構13を備えた落水管12を
第2揚水管4Bだけに接続したものを説明したけれど
も、落水管12に加えて、または単独で、図1に仮想線
で示したように、第1揚水管4Aに、揚水運転時に閉じ
られ、揚水運転から揚水遮断運転への運転状態の切り替
わりに伴って開放される弁機構13Aの介在された落水
管12Aを接続しておいてもよい。その場合、弁機構1
3Aは制御器8から出力される信号で上述した弁機構1
3と同じタイミングで開閉されるようにしておくことが
望ましい。このようにしておくと、揚水遮断後に第1揚
水管4Aに残った水W1が羽根車2Aの羽根の隙間とそ
の落水管12Aとの両方を通して排水されるので、振動
の減衰に要する時間がいっそう短くなるという利点があ
る。
【0028】図2は本発明の第2の実施形態を示す説明
図である。この実施形態は、図1の渦巻きポンプを構成
している第2ケーシング3Bやそれに収容されている羽
根車2Bに代えて、斜流ポンプを構成する第2ケーシン
グ3Bと羽根車2Bとを用いたものである。すなわち、
この実施形態の先行待機運転ポンプは、上下2段のポン
プを両方とも斜流ポンプとした事例である。そして、こ
の先行待機運転ポンプにおいては、第2ケーシング3B
がサポートフレーム35により固定構造物である床10
に固定されている。したがって、第2ケーシング3B
床10に支持されていることになる。また、床10の開
口11を通して吸水井9の中に第1揚水管4Aと第1ケ
ーシング3Aと吸込カバー5とが垂れ下げられている。
また、第2ケーシング3Bの吐出口32Bに吐出短管4
1と吐出エルボ42などを備えた揚水管4を接続してあ
る。
【0029】図2の先行待機運転ポンプにおいて、その
他の構成や作用は図1の先行待機運転ポンプについて説
明したところと同様である。なお、図2では、図1で用
いた符号と同一または相応する部分を示すためにそれと
同一符号を付すことによって説明の重複を回避すること
にする。
【0030】図3は本発明の第3の実施形態を示す説明
図である。この実施形態は、図2の下段側の斜流ポンプ
を構成している第1ケーシング3Aやそれに収容されて
いる羽根車2Aに代えて、軸流ポンプを構成する第1ケ
ーシング3Aと軸流羽根でなる羽根車2Aとを用いたも
のである。すなわち、この実施形態の先行待機運転ポン
プは、下段側のポンプを軸流ポンプとし、上段側のポン
プを斜流ポンプとした事例である。
【0031】この先行待機運転ポンプのように、第1ケ
ーシング3Aと軸流羽根でなる羽根車2Aとによって軸
流ポンプを構成しておくと、揚水遮断後に第1揚水管4
Aに残った水W1が羽根車2Aの羽根の隙間を通して排
水され、しかも、軸流羽根は隣合う羽根どうしがその回
転軸線に沿う方向で開放しているので、その羽根の隙間
を水W1が落水しやすい。そのため、揚水遮断後に第1
揚水管4Aに残った水W1がいっそう速やかに吸込カバ
ー5の中に排水されるようになり、そのことが振動の減
衰に要する時間をいっそう短くすることに役立つ。
【0032】図3の先行待機運転ポンプにおいて、その
他の構成や作用は図2の先行待機運転ポンプについて説
明したところと同様である。なお、図3では、図2で用
いた符号と同一または相応する部分を示すためにそれと
同一符号を付すことによって説明の重複を回避すること
にする。
【0033】
【発明の効果】本発明に係る先行待機運転ポンプによれ
ば、従来の先行待機運転ポンプに比べ、揚水運転から揚
水遮断運転に移行した後の振動やその振動に起因する騒
音が軽減され、しかも、長時間に亘って振動や騒音が持
続するという事態が起こらないという有利な効果が奏さ
れる。また、第2ケーシングを支持する固定構造物とし
て吸水井の床を選択すると、第2ケーシングに収容され
ている羽根車などのメンテナンスを床上で容易に行うこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による先行待機運転ポ
ンプの説明図である。
【図2】本発明の第2の実施形態による先行待機運転ポ
ンプの説明図である。
【図3】本発明の第3の実施形態による先行待機運転ポ
ンプの説明図である。
【図4】従来の先行待機運転ポンプの説明図である。
【符号の説明】
2A 羽根車 2B 羽根車 3A 第1ケーシング 3B 第2ケーシング 4A 第1揚水管 4B 第2揚水管 5 吸込カバー 6 気水切替管 12 落水管 12A 落水管 13 弁機構 13A 弁機構 31A 第1ケーシングの吸込口 31B 第2ケーシングの吸込口 32A 第1ケーシングの吐出口 32B 第2ケーシングの吐出口 61 気水切替弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−312179(JP,A) 実開 平2−492(JP,U) 実開 昭61−151094(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04D 13/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車を収容するケーシングを上下2段
    分けて備え、下段側の第1ケーシングの吸込口に吸込
    みカバーが、かつ、吐出口に第1揚水管がそれぞれ接続
    され、上段側の第2ケーシングの吸込口上記第1揚水
    が、かつ、吐出口に第2揚水管それぞれ接続され、
    下段側の第1ケーシングに収容された羽根車の上流側
    に、気水切替弁の開閉によって内部通路が大気に対する
    開放状態と遮断状態との間で切り替えられる気水切替管
    が連通されていると共に、上段側の第2ケーシングが
    水井に設置されている固定構造物上に固定支持され、こ
    の固定構造物から第1揚水管と第1ケーシングと吸込み
    カバーが垂れ下げられていることを特徴とする先行待機
    運転ポンプ。
  2. 【請求項2】 第1揚水管に、揚水運転時に閉じられ、
    揚水運転から揚水遮断運転への運転状態の切り替わりに
    伴って開放される弁機構の介在された落水管が接続され
    ている請求項1に記載の先行待機運転ポンプ。
  3. 【請求項3】 第2揚水管に、揚水運転時に閉じられ、
    揚水運転から揚水遮断運転への運転状態の切り替わりに
    伴って開放される弁機構の介在された落水管が接続され
    ている請求項1に記載の先行待機運転ポンプ。
  4. 【請求項4】 第1ケーシングに収容された羽根車が軸
    流羽根である請求項1に記載の先行待機運転ポンプ。
  5. 【請求項5】 固定構造物が床である請求項1に記載の
    先行待機運転ポンプ。
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