JP4537786B2 - ポンプ場 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ吸込水槽に複数台のポンプを設置した構成のポンプ場に関するものである。

従来この種のポンプ場では、ポンプ運転中に有害な渦が発生するという問題がある。その対策として、図１に示すようにポンプ１０１と吸込水槽１０２を１：１に対応させたもの、図２に共通の吸込水槽１０２に複数台（図では４台）のポンプ１０１を並べて配置したもの、図３に示すように吸込水槽１０２の幅Ｌを広くとり、該吸込水槽１０２に上流側から下流側へと複数台（図では２台）のポンプ１０１をポンプ間隔Ｌ２を広くとって直列に配置したものがあった。なお、図１乃至図３において、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。

図１に示すポンプ場では、ポンプ１０１と吸込水槽１０２を１：１に対応させるため広いスペースを必要とするという問題があり、また図２に示すポンプ場も広いスペースを必要とするという問題がある。また、図３に示すように吸込水槽１０２の真中にポンプ１０１を直列に配置する場合は、上流側の流速を遅くして有害な渦が発生しないようにしたり（結果として吸込水槽１０２の幅Ｌ１が広くなる）、ポンプ１０１の間隔Ｌ２を大きくとらなければならず、広いスペースが必要となる。上記のように、図１、図２及び図３に示す従来のポンプ場はいずれも大きな敷地スペースを必要とし、結果として建設コストが高くなるという問題があった。

また、高流速化し、吸込水槽の幅を狭くしたセミクローズ吸込水槽を備えたものもあるが、複数台並列に配置する場合に、吸込水槽の上部の設置床にポンプを駆動する駆動機１０４や減速機１０５や吐出配管１０６や吐出弁１０７が図４に示すように互いに干渉しないように配置するため、吸込水槽１０２、１０２の幅は最低ポンプ口径の３倍は確保する必要があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、敷地面積が少なくて済み、且つ設置床にポンプの吐出配管や吐出弁を互いに干渉することなく、配置できるポンプ場を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ポンプ吸込水槽にポンプを設置した構成のポンプ場において、吸込水槽に連通する１本の水路に上流側から下流側に沿ってセミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽を複数個直列に配置して１列設け、該各セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに１個の立軸ポンプを設置し、水路の水平方向幅又は垂直方向幅を上流側から下流側にいくに従い漸縮させたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポンプ場において、セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の底面で、且つ立軸ポンプの吸込口下方に渦防止装置を配置したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のポンプ場において、セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに設けた立軸ポンプの吐出口に接続された吐出弁及び吐出管を該セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の上部に設けた機器設置床に水路に直交する方向に配置したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ポンプ吸込水槽にポンプを設置した構成のポンプ場において、吸込水槽に連通する１本の水路に上流側から下流側に沿ってセミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽を複数個直列に配置して１列設け、該各セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに１個の立軸ポンプを設置したので、吸込水槽に連通する水路は１本で済み、その分水路断面が狭くなり、敷地面積が少なくて済み、建設費用を抑えることが可能となる。また、ポンプ付近に自由表面を持たないことから、ポンプ上流側の手前に有害な空気吸込渦の発生を防止できる。また、吸込水槽に連通する１本の水路水平方向幅又は垂直方向幅を上流側から下流側にいくに従い漸縮させたので、水の流が概ね増速するから、渦の発生を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の底面で、且つ立軸ポンプの吸込口下方に渦防止装置を配置したので、ポンプ吸込口下方に発生する水中渦も防止できる。

請求項３に記載の発明によれば、セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに設けた立軸ポンプの吐出口に接続された吐出弁及び吐出管を該セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の上部に設けた機器設置床に水路に直交する方向に配置したので、吐出弁及び吐出管が互いに干渉することなく、配置することができる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。

図５は本発明に係るポンプ場の構成を示す図である。図示するように、本ポンプ場はポンプ吸込水槽１に連通する水路１’にセミクローズタイプ水槽２を複数個（図では２個）を直列に設け、各セミクローズタイプ水槽２に立軸斜流ポンプ３を設置している。これにより、立軸斜流ポンプ３付近に自由表面を持たない構造となるので、ポンプ上流側の手前に発生する有害な空気吸込渦の発生を防止できる。

また、図６に示すように、各セミクローズタイプ水槽２の底面に渦防止装置（ここでは十字スプリッタ）４を設ける。これにより、各セミクローズタイプ水槽２の底面（側面）から発生する水中渦の発生を防止することができ、上記空気吸込渦の発生防止に加え水中渦の発生を防止できるから、渦発生防止の作用は更に向上する。

図５及び図６では各セミクローズタイプ水槽２に立軸斜流ポンプ３を設置しているが、図７に示すように、ポンプ吸込水槽１に連通する水路１’に複数のクローズタイプ水槽２’を複数個（図では２個）を直列に設け、各クローズタイプ水槽２’に立軸斜流ポンプ３を設置してもよい。これにより立軸斜流ポンプ３付近に全く自由表面を持たないので、ポンプ上流側の手前に発生する有害な空気吸込渦の発生を防止できる。また、図８に示すように、各クローズタイプ水槽２’の底面に渦防止装置４を設けることにより、渦発生防止の作用は更に向上する。

図９は図５乃至図８に示す構成のポンプ場のセミクローズタイプ水槽２又はクローズタイプ水槽２’の上部に設けられた機器設置床に配置された配置機器の平面配置例を示す図である。図示するように、機器設置床９のセミクローズタイプ水槽２又はクローズタイプ水槽２’の真上に位置する部分には出力軸が各立軸斜流ポンプ３の主軸に連結される減速機５が配置され、各減速機５に動力を与える駆動機６がポンプ吸込水槽１に連通する水路１’に直交する状態で配置され、また、立軸斜流ポンプ３の吐出口に接続された吐出管７及び吐出弁８も該水路１’に直交する状態で配置されている。即ち、吐出管７及び吐出弁８は水路１’に直交する状態で配置されている。

図１０は図５乃至図８に示す構成のポンプ場のセミクローズタイプ水槽２クローズタイプ水槽２’の上部に設けられた機器設置床に配置された配置機器の平面配置例を示す図である。図示するように、駆動機６がポンプ吸込水槽１に連通する水路１’上又はその延長上に配置され、立軸斜流ポンプ３の吐出口に接続された吐出管７及び吐出弁８は該水路１’に直交する状態で配置されている。即ち、吐出管７及び吐出弁８は水路１’に直交するような状態で配置されている。

図９又は図１０に示すように、各立軸斜流ポンプ３の吐出口に接続される吐出管７及び吐出弁８をポンプ吸込水槽１に連通する水路１’に直交する状態で配置することにより、これら各立軸斜流ポンプ３に対応する吐出管７及び吐出弁８は互いに干渉することなく機器設置床９に配置することが容易となる。

上記構成のポンプ場において、駆動機６にはガスタービンやディーゼルエンジン等の内燃機関、又は電動機等が使用され、該駆動機６の回転動力が減速機を介して立軸斜流ポンプ３に伝達され、ポンプが回転することにより、ポンプ吸込口３ａから吸い込まれた水は吐出弁８及び吐出管７を通って吐出され、所定の場所（例えば吐出水槽）に送水される。このとき、上記のように立軸斜流ポンプ３はセミクローズタイプ水槽２又はクローズタイプ水槽２’に設置され、ポンプ付近に自由表面を持たない構造となるので、ポンプ上流側の手前に発生する有害な空気吸込渦の発生を防止できる。また、セミクローズタイプ水槽２又はクローズタイプ水槽２’の底面に渦防止装置４を設けているので、水中渦の発生を防止することができる。

図１１は本発明に係るポンプ場の構成を示す図である。図示するように、本ポンプ場はポンプ吸込水槽１に連通する水路１’にセミクローズタイプ水槽２を複数個（図では２個）を直列に設け、各セミクローズタイプ水槽２にコラム形水中モータポンプ１０を設置している。これにより、コラム形水中モータポンプ１０のポンプ付近に自由表面を持たない構造となるので、ポンプ上流側の手前に発生する有害な空気吸込渦の発生を防止できる。また、図示するように、セミクローズタイプ水槽の底面に渦防止装置（ここでは十字スプリッタ）４を設ければ、上記と同様、各セミクローズタイプ水槽２の底面から発生する水中渦の発生を防止することがでる。なお、図示は省略するが、水路１’に図７に示すようなクローズタイプ水槽を直列に複数個設け、各クローズタイプ水槽にコラム形水中モータポンプ１０を設置してもよい。

なお、図示は省略するが、コラム形水中モータポンプ１０の吐出口に接続された吐出管及び吐出弁は該水路１’に直交する状態で配置することにより、これらを互いに干渉することなく、配置できる。

図１２は本発明に係るポンプ場の構成を示す図で、図１０（ａ）は側断面図、図１０（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図示するように、本ポンプ場では、ポンプ吸込水槽１に連通する水路１’の平面形状をその上流側から下流側に行くに従ってその水平方向の幅を狭くしている。そして該水路１’に直列に複数のセミクローズタイプ水槽２を設け、各セミクローズタイプ水槽２に立軸斜流ポンプ３を設置している。即ち、セミクローズタイプ水槽２の水平方向幅を上流側から下流側にいくに従い狭くしている。

このようにセミクローズタイプ水槽２が設けられる水路１’の水平方向幅を上流側から下流側にいくに従い狭くすることにより、水路１’で水の流れが概ね増速するから、渦の発生を防止できる。なお、図示は省略するが、ここでもセミクローズタイプ水槽２の底面に渦防止装置を設ければ、セミクローズタイプ水槽２の底面から発生する水中渦の発生を防止することがでる。これに対してポンプ吸込水槽の幅が均一の場合は、ポンプ複数台の運転時は、水が上流側ポンプを通って下流側ポンプに流れるところで流速が減速し、渦が発生しやすくなる。なお、セミクローズタイプ水槽２に設置するポンプとしては、図９に示すような、コラム形水中モータポンプ１０でもよい。なお、図示は省略するが、水路１’に図７に示すようなクローズタイプ水槽を直列に複数個設け、各クローズタイプ水槽に立軸斜流ポンプを設置してもよい。

図１３は本発明に係るポンプ場の構成を示す図である。図示するように、ポンプ吸込水槽に連通する水路１’の垂直方向の幅を上流側から下流側にいくに従い狭くし、該水路１’に複数個（図では２個）のセミクローズタイプ水槽２を直列に配置し、各セミクローズタイプ水槽２に立軸斜流ポンプ３を設置している。即ち、セミクローズタイプ水槽２の垂直方向の幅を上流側から下流側にいくに従い狭くしている。これにより水路１’で水の流れが概ね増速するから、渦の発生を防止できる。ここでもセミクローズタイプ水槽２の底面に渦防止装置４を設けることにより、セミクローズタイプ水槽２の底面から発生する水中渦の発生を防止することがでる。なお、セミクローズタイプ水槽２に設置するポンプとしては、図１１に示すような、コラム形水中モータポンプ１０でもよい。

図１４は本発明に係るポンプ場の構成を示す図である。図示するように、ポンプ吸込水槽に連通する水路１’セミクローズタイプ水槽２を複数個（図では３個）を直列に設け、各セミクローズタイプ水槽２に立軸斜流ポンプ３を各吸込水位レベルをその吸込水位レベルに差異を設けて設置している。これにより複数台の立軸ポンプが同時に水を吸込むことがなく、急激な排水停止による水位の急激な変動を阻止でき、サージ現象と負荷変動が緩和できる。なお、図示は省略するが、水路１’に図７に示すようなクローズタイプ水槽を直列に複数個設け、各クローズタイプ水槽に立軸斜流ポンプを設置してもよい。更に、図で吸込みレベルの高さ位置を異ならせているが、吸込みレベルの高さ位置は同一とし、羽根車の位置を異ならせるなどし、少なくとも１台の吸込み開始時間が異なるように設置すればよい。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えばポンプ吸込水槽に連通する水路に直列に設ける水槽をセミクローズタイプ水槽としているが、クローズドタイプ水槽でもよいことは当然である。

従来のポンプ場のポンプ吸込水槽とポンプの配置を示す図である。 従来のポンプ場のポンプ吸込水槽とポンプの配置を示す図である。 従来のポンプ場のポンプ吸込水槽とポンプの配置を示す図である。 従来のポンプ場の機器設置床の配置状態を示す図である。 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例１） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例１） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例１） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例１） 本発明に係るポンプ場の機器設置床の機器配置構成例を示す図である。 本発明に係るポンプ場の機器設置床の機器配置構成例を示す図である。 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例２） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例３） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例４） 本発明に係るポンプ場の構成例を示す図である。（実施例４）

符号の説明

１ ポンプ吸込水槽
２ セミクローズタイプ水槽
２’ クローズタイプ水槽
３ 立軸斜流ポンプ
４ 渦防止装置
５ 減速機
６ 駆動機
７ 吐出管
８ 吐出弁
９ 機器設置床
１０ コラム形水中モータポンプ

Claims (3)

1. ポンプ吸込水槽にポンプを設置した構成のポンプ場において、
   前記吸込水槽に連通する１本の水路に上流側から下流側に沿ってセミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽を複数個直列に配置して１列設け、該各セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに１個の立軸ポンプを設置し、
   前記１本の水路の水平方向幅又は垂直方向幅を上流側から下流側にいくに従い漸縮させたことを特徴とするポンプ場。
2. 請求項１に記載のポンプ場において、
   前記セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の底面で、且つ前記立軸ポンプの吸込口下方に渦防止装置を配置したことを特徴とするポンプ場。
3. 請求項１又は２に記載のポンプ場において、
   前記セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽のそれぞれに設けた立軸ポンプの吐出口に接続された吐出弁及び吐出管を該セミクローズタイプ又はクローズタイプ水槽の上部に設けた機器設置床に前記水路に直交する方向に配置したことを特徴とするポンプ場。

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