JP3372877B2 - 排水ポンプ - Google Patents

排水ポンプ

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佐太一 高田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は中小規模の排水ポン
プ場に設置される排水ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】中小規模の排水ポンプ場に設置される排
水ポンプは、ポンプ吸込口の周りの水は自由表面を有す
るため、空気吸込渦が発生しやすい。このため、水槽の
ポンプ運転最低水位を高く設定する必要がある。また、
ポンプ吸込口と水槽の底面や壁面との間に水中渦が発生
するため、ポンプ吸込口と水槽の底面、側壁面および後
壁面との間の距離を比較的大きくとり、一般的に接近流
速を0.3m/s以下にする必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の排
水ポンプでは、ポンプ運転最低水位が高く、吸込水槽の
横幅も比較的広いため、水槽が大型化するという問題が
あった。
【0004】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、ポンプ吸込口の空気吸込渦や水中渦を抑制する
とともに、吸込水槽を小型化することができる排水ポン
プを提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、水平方向に開口する取水口と上方向に開
口する接続口とを有する水平な筒状の閉水路からなる吸
込水路であって、排水ポンプの径をDとすると、幅が
1.5D〜3.4Dで、高さが0.5D〜1.2D、取
水口の高さが1.0D〜1.7D、取水口から接続口ま
での寸法が1.2D〜2.9D、接続口から後壁までの
寸法が0.5D〜1.0Dの矩形断面を有する吸込水路
を、前記接続口がポンプ吸込口と連通するように吸込水
槽の底面に固定し、前記吸込水路の接続口と対向する内
面に略円錐形のサクションコーンを設ける一方、前記接
続口の内側周囲にベルマウスを設け、前記取水口の上縁
を上方に湾曲させ、前記吸込水路の外面と吸込水槽との
間にコンクリートを打設することによって前記吸込水路
を吸込水槽の底面に固定したものである。
【0006】前記構成の本発明によると、閉水路からな
る吸込水路を排水ポンプに取り付けたので、ポンプ吸込
口の周りに自由表面が無くなり、空気吸込渦や水中渦が
抑制される。このため、ポンプ運転最低水位を比較的小
さく設定することができる。また、吸込水路の断面形状
を幅が1.5D〜3.4Dで、高さが0.5D〜1.2
D、取水口の高さが1.0D〜1.7D、取水口から接
続口までの寸法が1.2D〜2.9D、接続口から後壁
までの寸法が0.5D〜1.0Dとなるようにするとと
もに、サクションコーンとベルマウスを設け、取水口の
上縁を上方に湾曲させることで、ポンプ吸込口への水の
接近流速を速くすることができる結果、吸水水槽を小型
化できる。
【0007】本発明においては、前記吸込水路は、ボル
ト・ナットによって吸込水槽の底面に固定することが好
ましい。あるいは、前記吸込水路は、その外面と吸込水
槽との間にコンクリートを打設することによって吸込水
槽の底面に固定することが好ましい。このように吸込水
路を吸込水槽の底面に固定した場合、前記吸込水路は、
排水ポンプに対してポンプ軸方向にスライド可能である
ことが好ましい。このようにすることで、地盤変動によ
り吸込水槽の底面が隆起陥没したとしても、ポンプが損
傷することを防止できる。
【0008】本発明においては、前記吸込水路の接続口
の周りに、ポンプ吸込口の外周部に嵌合する接続管を取
り付けることが好ましい。これにより、吸込水路を排水
ポンプに簡単に取り付けることができる。この場合、前
記ポンプ吸込口の外周部に、前記接続管の内面に接触す
る弾性シール部材を設けることが好ましい。
【0009】
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
【0012】図1は、本発明の第1実施形態による排水
ポンプ1を示す。排水ポンプ1は、縦型のポンプで、中
小規模の排水ポンプ場の吸込水槽2に吸え付けられてい
る。この排水ポンプ1は、回転駆動可能なポンプ軸3
と、該ポンプ軸3の下端に取り付けられたインペラ4
と、ポンプ軸3を収容するバレル5と、該バレル5の下
端に取り付けられて内面にデフューザ6を備えるデフュ
ーザケーシング7と、該デフューザケーシング7の下端
にフランジ8を介して取り付けられテインペラ4を包囲
するインペラケーシング9とからなっている。なお、イ
ンペラケーシング9の下端は、ポンプ吸込口10となっ
ているが、いわゆるベルマウス形状ではなく、ポンプ吸
込口10に向かって先細りのテーパ形になっている。
【0013】前記排水ポンプ1のポンプ吸込口10には
鋼鈑製の吸込水路11が取り付けられている。この吸込
水路11は、本体12と、接続管13とからなってい
る。
【0014】前記本体12は、一端が水平方向に開口
し、他端が閉塞された矩形断面の水平な筒体からなって
いる。開口端は取水口14となっている。本体12の上
面は取水口14に向かって上方に傾斜し、さらにその取
水口14の近傍で上方に湾曲している。また、図4に示
すように、本体12の両側壁の先端も外側に向かって湾
曲している。本体12の閉塞端側の上面には前記排水ポ
ンプ1のポンプ吸込口10とほぼ同径の接続口15が形
成されている。
【0015】前記本体12の底壁の内面には、接続口1
5と対向する位置にサクションコーン16が取り付けら
れるとともに、接続口15の内側周囲にベルマウス17
が取り付けられている。サクションコーン16は、円錐
角の大きい第1截頭コーン16aと、該第1截頭コーン
16aの上端に接合され、第1截頭コーン16aよりも
円錐角の小さい第2截頭コーン16bと、該第2截頭コ
ーン16bの上端を蓋する蓋板16cとからなってい
る。ベルマウス17は、半割りドーナツ形を有し、内径
が前記接続口15と同径になっている。
【0016】前記本体12の底壁の両側縁には、図3と
図4に示すように、固定フランジ18が設けられ、これ
により本体12を吸込水槽2の底面に図示しないアンカ
ーボルトとナットで固定できるようになっている。本体
12の側壁には点検、作業用の開口部19が設けられ、
該開口部19は蓋20によって取り外し可能に蓋されて
いる。
【0017】前記接続管13は、前記排水ポンプ1のイ
ンペラケーシング9のフランジ8の外周面に嵌合するも
ので、その下端には取付フランジ21が設けられ、前記
本体12の接続口15の周りに設けた当板22にボルト
締めで固定できるようになっている。接続管13の内面
は、図2に示すように、前記インペラケーシング9のフ
ランジ8の外周面に形成した凹溝23に装着した弾性シ
ール部材であるOリング24と接触してシールされてい
る。
【0018】前記構成からなる吸込水路11は、排水ポ
ンプ1の付属品として、予めポンプ吸込口10に取り付
けて、あるいは取り外した状態で供給される。
【0019】前記吸込水路11を吸込水槽2の底面に予
め埋設された図示しないアンカーボルトとナットで固定
した後、排水ポンプ1を吸え付けてその下端のポンプ吸
込口10を吸込水路11の接続管13に嵌合する。これ
により、吸込水路11は、吸込水槽2の底面が地盤沈下
や隆起によって変動したとしても、その接続管13が排
水ポンプ1に対してポンプ軸方向にOリング24を介し
てスライドするので、排水ポンプ1の損傷が防止され
る。
【0020】なお、吸込水路11は、図5と図6に示す
ように、コンクリート26で固定することができる。す
なわち、吸込水路11の取水口14に枠板27を当て、
吸込水路11の両側壁および後壁と吸込水槽2との間に
コンクリート26を流し込み、さらに吸込水路11の上
壁を越えて接続管13の上端の僅か下までコンクリート
26を流し込む。この場合は、本体12はアンカーボル
トで固定しなくてもよい。
【0021】このように吸込水路11を取り付けた排水
ポンプ1では、吸込水槽2内の水は取水口14から本体
12内部に進入し、サクションコーン16とベルマウス
17の間を通って接続口15から排水ポンプ1のポンプ
吸込口10に吸い込まれて排水される。吸込水路11は
ポンプ吸込口10に対して閉水路を形成するので、ポン
プ吸込口10から自由表面までの距離が長い。また、吸
込水路11の取水口14における流速がポンプ吸込口1
0における流速と比較してかなり遅い。よって、インペ
ラ4付近で発生した渦が逆流して自由表面に繋がること
がなく、空気吸込渦や水中渦の発生が抑制される。
【0022】このように、空気吸込渦や水中渦の発生が
抑制されるので、ポンプ運転最低水位を低く設定するこ
とができるうえ、吸込水路11内におけるポンプ吸込口
10への接近流速を高速にすることができる。具体的に
は、従来の排水ポンプのベルマウスへの接近流速が0.
3m/sであったのに対し、本実施形態の吸込水路11
を取り付けた排水ポンプ1では、吸込水路11内におけ
るポンプ吸込口10への接近流速は1.7m/sであ
り、4m/sまで高流速化することができた。
【0023】本実施形態の吸込水路11の好ましい寸法
は、排水ポンプ1の径をDとすると、以下の通りであ
る。カッコ内はD=φ800のときの具体的数値を示
す。 吸込水路の幅w: 1.5D〜3.4D(1840mm) 吸込水路の高さh1: 0.5D〜1.2D( 880mm) 吸込水路の取水口の高さh2: 1.0D〜1.7D( 880mm) 接続口から取水口までの寸法s1: 1.2D〜2.9D(1520mm) 接続口から後壁までの寸法s2: 0.5D〜1.0D( 560mm)
【0024】また、本実施形態の吸込水槽2の好ましい
寸法は、排水ポンプ1の径Dとすると、以下のようにな
る。 吸込水槽の幅B: 1.9D〜4.1D ポンプ運転最低水位Hs(ベルマスから); 0.9D〜1.6D
【0025】本発明による吸込水路11を取り付けた排
水ポンプ1を使用する場合の吸込水槽2の寸法とポンプ
運低最低水位は、従来と比較すると、以下の通りである
(図5、図6参照)。 本発明の実施例 従来例 ポンプ径D: φ800 φ1000 吸込水槽の幅B: 2300mm 2700mm ポンプから後壁までの寸法X: 800mm 1100mm ポンプ運転最低水位Hs: 840mm 1500mm 吸込水槽の底面からHb; 1490mm 2500mm 底面すきまZ: − 1000mm
【0026】前記実施例に示すように、本発明による吸
込水路11を取り付けた排水ポンプ1では、幅方向で約
15%、高さ方向で約40%縮小され、従来に比べて吸
込水槽2を小型化することができ、またポンプ運転最低
水位を低く設定することができた。
【0027】このように吸込水路11を取り付けた排水
ポンプ1のインペラ4の点検作業は、次のようにして行
うことができる。まず、コンクリート26で固定しない
場合、吸込水路11の接続管13を本体12から外して
上方に移動させた後、本体12のアンカーボルトを外し
て本体12を取水口14の方向に移動させる。これによ
り、排水ポンプ1のインペラ4を下方から覗いて、点検
することができる。また、本体12の蓋20を取り外し
て、開口部19からインペラ4を点検することができ
る。コンクリート26で固定した場合は、排水ポンプ1
の取付ボルトを外してポンプ本体を上方に吊り上げるこ
とにより、インペラ4を下方から覗いて、点検すること
ができる。
【0028】なお、前記実施形態では、吸込水路11の
断面は、矩形としたが、楕円形、長円形、または円形と
することができる。また、吸込水路11の材料は、鋼板
に限らず、FRP等の合成樹脂であってもよい。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、水平方向に開口する取水口と上方向に開口す
る接続口とを有する水平な筒状の閉水路からなる吸込水
路を、前記接続口がポンプ吸込口と連通するように取り
付けたので、ポンプ吸込口の周りに自由表面が無くな
り、空気吸込渦や水中渦が抑制される。このため、ポン
プ運転最低水位を比較的小さく設定することができると
ともに、ポンプ吸込口への水の接近流速を速くすること
ができる結果、吸水水槽を小型化できる。また、吸込水
路はコンパクトであり、排水ポンプへの取付けが容易で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態による吸込水路を取り
付けた排水ポンプの部分断面図。
【図2】 図1の接続管部分の部分拡大図。
【図3】 図1のI−I線断面図。
【図4】 吸込水路および水槽の平面図。
【図5】 本発明の第2実施形態による吸込水路を取り
付けた排水ポンプの部分断面図。
【図6】 図5のII−II線断面図。
【図7】 従来と本発明の排水ポンプを比較して示す断
面図。
【図8】 従来と本発明の排水ポンプが設置される吸込
水槽の平面図。
【符号の説明】
1 排水ポンプ 2 吸込水槽 10 ポンプ吸込口 11 吸込水路 13 接続管 14 取水口 15 接続口 16 サクションコーン 17 ベルマウス 24 Oリング(弾性シール部材) 26 コンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−159292(JP,A) 実開 平3−52400(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平方向に開口する取水口と上方向に開
    口する接続口とを有する水平な筒状の閉水路からなる吸
    込水路であって、排水ポンプの径をDとすると、 幅が1.5D〜3.4D、 高さが0.5D〜1.2D、 取水口の高さが1.0D〜1.7D、 取水口から接続口までの寸法が1.2D〜2.9D、 接続口から後壁までの寸法が0.5D〜1.0D の矩形断面を有する吸込水路を、前記接続口がポンプ吸
    込口と連通するように吸込水槽の底面に固定し、前記吸
    込水路の接続口と対向する内面に略円錐形のサクション
    コーンを設ける一方、前記接続口の内側周囲にベルマウ
    スを設け、前記取水口の上縁を上方に湾曲させ、前記吸
    込水路の外面と吸込水槽との間にコンクリートを打設す
    ることによって前記吸込水路を吸込水槽の底面に固定し
    ことを特徴とする排水ポンプ。
  2. 【請求項2】 前記吸込水路の接続口の周りに、下端が
    前記接続口にフランジを介して取外し可能に取り付けら
    れ、上端がポンプ吸込口の外周部に嵌合する接続管を取
    り付けたことを特徴とする請求項1に記載の排水ポン
    プ。
  3. 【請求項3】 前記ポンプ吸込口の外周部に、前記接続
    管の内面に接触する弾性シール部材を設けたことを特徴
    とする請求項2に記載の排水ポンプ。
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