JP4704113B2 - 槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転開始時に一定時間噴流を吐出して水槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を備え、水槽上部より吊り下げられ、着脱装置を構成する着脱フランジ部を介して水槽内に着脱自在に設置される槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置に関する。

上記槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置では、ポンプ運転開始時に槽内攪拌装置より噴流が一定時間が吐出して水槽内が攪拌されるため、水槽内の砂、汚泥、浮遊油脂、スカム等を、続くポンプ運転によって排出することができる。よって、水槽内に砂や汚泥が滞留ないしは堆積したり、浮遊油脂やスカムが槽壁等に固着することが抑制され、槽内攪拌装置によって槽内が洗浄される効果が得られる。

このような槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置に関し、特許文献１には、水中ポンプのポンプケーシング側面に上記槽内攪拌装置を取り付けることが記載されている。また、特許文献２には、水中ポンプの吐出側に連結されて上記着脱装置を構成する着脱フランジ部の側面に上記槽内攪拌装置を取り付けることが記載されている。
実開平１１−８６号公報 特許第３５７０８６１号公報

上述の水中ポンプのポンプケーシング側面、或いは着脱装置を構成する着脱フランジ部周辺に槽内攪拌装置を取り付けた場合、水中ポンプ装置全体の重心がポンプ本体中心より槽内攪拌装置側にずれる。そのずれは、槽内攪拌装置の重量が大きくなるほど、或いは槽内攪拌装置を取り付ける水中ポンプが軽量であるほど顕著になる。

このため、水中ポンプ装置を水槽内に降ろして設置するとき、上記重心のずれが原因となって水中ポンプ装置が傾き易くなり、上記着脱装置による確実な設置が困難になる。例えば、水中ポンプ装置が若干傾いたまま設置されて、水中ポンプ吐出側の着脱フランジ部から水漏れを生じ易くなる。特に水中ポンプ本体が軽量であるときは、該水中ポンプ本体によって着脱フランジ部を水槽内の排出管に押し付ける力が小さくなるから、上記水漏れを生じ易くなる。

また、ポンプケーシング側面又は着脱フランジ部近傍の槽内攪拌装置から噴流が吐出した噴射状態から、その噴口が遮断された閉鎖状態に移行したとき（ポンプ運転に移行したとき）に、水中ポンプ装置が衝撃を受けて上記水漏れを生じ易くなる。すなわち、上述の如く、水中ポンプ装置の重心が槽内攪拌装置側にずれているため、上記衝撃によって水中ポンプ装置の振動が大きくなり易く、この振動がきっかけとなって、上記着脱フランジ部からの水漏れを生ずるという問題である。

本発明の課題は、槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置の水槽内への設置を円滑ないしは容易に行なうことができるようして、該水中ポンプ装置の上記着脱装置による設置を確実なものにし、さらに、槽内攪拌装置が噴射状態から閉鎖状態に移行したときの水中ポンプ装置の振動が大きくなることを避けることにあり、そのことにより、上記着脱フランジ部からの水漏れを確実に防止することにある。

本発明は、上記課題を解決すべく、槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置にカウンタウェイトを設けることにより、該水中ポンプ装置の重量バランスを最適化を図った。

請求項１に係る発明は、運転開始時に一定時間噴流を吐出して水槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を備え、水槽の上から降ろされ、水中ポンプ本体の吐出側に設けられた、着脱装置を構成する着脱フランジ部を介して水槽内に着脱自在に設置される槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置において、
上記着脱フランジ部の軸線を間においてその片側に上記槽内攪拌装置が配置され、反対側に上記槽内攪拌装置に釣り合わすためのカウンタウェイトが配置されていることを特徴とする。

従って、水中ポンプ装置における着脱フランジ部左右の重量バランスがとれるため、該水中ポンプ装置を水槽内に降ろしていくときに、水中ポンプ装置が着脱フランジ部の軸線を中心として左右の一方に傾くことが防止される。つまり、着脱フランジ部が水槽内の排出管に対してずれることが防止され、しかも、例えば昇降用ガイドパイプによる案内も円滑になり、水中ポンプ装置を着脱装置によって円滑ないしは容易に、そして確実に水槽内に設置する上で有利になる。また、着脱フランジ部左右の重量バランスがとれることにより、槽内攪拌装置の作動に伴ってその噴流の反力が着脱フランジ部に作用するケースでも、着脱フランジ部に対して過大なずれ力となることが避けられ、また、槽内攪拌装置が噴射状態から閉鎖状態に移行したときの、着脱フランジ部に加わる衝撃ないしは振動が大きくなることが避けられる。

このように、水中ポンプ装置の設置が確実になるとともに、槽内攪拌装置の作動に伴う噴流反力、衝撃ないしは振動が着脱フランジ部に大きな力となって作用することが避けられるから、着脱フランジ部からの水漏れが防止され、また、着脱装置の耐久性、特にシール部の耐久性も向上する。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
水中ポンプ本体より突出した吐出部の左右両側に上記槽内攪拌装置と上記カウンタウェイトとが相対するように配置されていることを特徴とする。

従って、水中ポンプ本体の吐出部を中心として、水中ポンプ本体と槽内攪拌装置とカウンタウェイトとがまとまることになり、槽内攪拌装置をポンプケーシングに取り付ける場合に比べて、水中ポンプ装置全体の平面寸法を小さくする上で有利になる。

請求項１に係る発明によれば、水中ポンプ装置を水槽内に設置するための着脱フランジ部の軸線を間において、その片側に運転開始時に水槽内に噴流を吐出する槽内攪拌装置が配置され、反対側に槽内攪拌装置に釣り合わすためのカウンタウェイトが配置されているから、水中ポンプ装置を水槽内に降ろしていくときに、着脱フランジ部の軸線を中心として左右の一方に傾くことが防止され、水中ポンプ装置を円滑ないしは容易に、そして確実に設置する上で有利になるとともに、着脱フランジ部左右の重量バランスがとれることにより、槽内攪拌装置の作動に伴う噴流反力、衝撃ないしは振動が着脱フランジ部に大きな力となって作用することが避けられ、着脱フランジ部からの水漏れが防止され、着脱装置の耐久性、特にシール部の耐久性の向上に有利になる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１において、水中ポンプ本体より突出した吐出部の左右両側に上記槽内攪拌装置と上記カウンタウェイトとが相対するように配置されているから、水中ポンプ本体の吐出部を中心に、水中ポンプ本体と槽内攪拌装置とカウンタウェイトとがまとまることになり、槽内攪拌装置をポンプケーシングに取り付ける場合に比べて、水中ポンプ装置全体の平面寸法を小さくする上で有利になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、１は水槽としての下水中継ポンプ槽、２は水中ポンプ本体３に槽内攪拌装置４が付設された槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置である。流入口５よりポンプ槽１内に流入した下水は、その水位が所定の運転レベル以上になると、水中ポンプ装置２の作動により、所定の停止レベルに水位が低下するまで固定排出管６から排出される。この水中ポンプ装置２の作動のために、ポンプ槽１内に運転用フロート７、停止用フロート８及び異常水位警報用フロート９が設けられ、ポンプ槽１の上方に制御盤１０が設けられている。

水中ポンプ装置２は、下水中継ポンプ槽１のマンホール１１よりガイドパイプ１２を伝って槽内底部に降ろされ、着脱装置１３により該下水中継ポンプ槽１に着脱自在に設置される。水中ポンプ装置２の昇降のためにマンホール１１の蓋１４と水中ポンプ本体３とが昇降用チェーン１５によって連結されている。昇降用チェーン１５は水中ポンプ装置２の重心を通る垂直線上で水中ポンプ本体３の頂面部に接続されている。着脱装置１３は、水中ポンプ装置２をポンプ槽１内に固定された排出管６に結合するものであり、この結合により、水中ポンプ装置２は固定排出管６を介してポンプ槽１に設置される。

すなわち、図２に示すように、着脱装置１３は、水中ポンプ装置２の水中ポンプ本体３の吐出部に設けられた着脱フランジ部１６及びフック１７と、固定排出管６の基端フランジ部１８とによって構成されている。フック１７は、着脱フランジ部１６の上部との間に下方に開口した係合凹部を形成し、固定排出管６の基端フランジ部１８の上部には当該係合凹部に嵌る係合部１８ａが形成されている。この係合凹部と係合部１８ａとの嵌合により、水中ポンプ装置２は固定排出管６に支持され、該水中ポンプ装置２の自重により着脱フランジ部１６を固定排出管６の基端フランジ部１８に押し当てるモーメントが働いて、両者は隙間なく接続される。フック１７及び係合部１８ａの互いの当接面には、上記嵌合を案内するとともに、上記フランジ部１６，１８同士を密に接続するために、テーパが形成されている。

本実施形態の場合、水中ポンプ本体３の吐出部は、図３及び図４に示すように、水中ポンプ本体３のポンプケーシング３ａより側方へ突出したケーシング側吐出部２１と、槽内攪拌装置４と一体になった連結部２２と、上記着脱フランジ部１６を有する着脱用接続管２３とによって構成されている。この着脱用接続管２３に、上記着脱フランジ部１６、フック１７、並びにガイドパイプ１２に摺動自在に係合するガイド２４が設けられている。図５に示すように、ガイドパイプ１２は２本あり、着脱用接続管２３にはガイド２４が２つ設けられている。

上記連結部２２には、ケーシング側吐出部２１の上方に向かって開口した吐出口２５と、着脱用接続管２３の下方へ向かって開口した流入口２６とを結ぶように、図６に示す上下に貫通する連結孔２７が形成されている。そうして、ケーシング側吐出部２１の吐出口２５のフランジ２８と、着脱用接続管２３の流入口２６のフランジ２９との間に上記連結部２２が挟持されて、水中ポンプ本体３の吐出部が構成されている。

図６に示すように、上記連結部２２は、槽内攪拌装置４の弁本体３０より側方へ突出し、この連結部２２の槽内攪拌装置４とは反対側に、当該水中ポンプ装置の重量バランスを最適にするカウンタウェイト３１が設けられている。本実施形態では、弁本体３０と連結部２２とカウンタウェイト３１とは一体に形成されている。

カウンタウェイト３１について説明するに、図５に示すように、水中ポンプ本体３の重心Ｇの位置は着脱フランジ部１６の軸線Ｌ上若しくはその近傍に配置され、槽内攪拌装置４は着脱フランジ部１６の側方に配置されている。このような配置の場合、槽内攪拌装置４による回転モーメントが着脱フランジ部１６の軸線Ｌまわりに働き、それは、着脱フランジ部１６が固定排出管６の基端フランジ部１８に対して回転してずれる力となる。

そこで、カウンタウェイト３１は、着脱フランジ部１６の軸線Ｌを間において槽内攪拌装置４の反対側に、該槽内攪拌装置４に釣り合わすために、つまり、着脱フランジ部１６の軸線Ｌまわりに働く回転モーメントを小さくするために、さらには略零にするために配置されている。

槽内攪拌装置４について説明するに、これは、水中ポンプ装置２の運転開始時、水中ポンプ本体３の吐出流の一部又は全部を槽内に吐出させるものである。その弁本体３０は、図６に示すように、上記連結部２２と一体になった本体ケーシング４５と、その下側に結合されたダイヤフラムカバー４６とを備え、本体ケーシング４５の上側に保護カバー４７が設けられている。

本体ケーシング４５とダイヤフラムカバー４６との間に下部ダイヤフラム４８の周縁部が挟持されている。そうして、本体ケーシング４５と下部ダイヤフラム４８とによってボール弁４９を収容する収容部５１が形成され、ダイヤフラムカバー４６と下部ダイヤフラム４８との間に下部オイル室５２が形成されている。一方、本体ケーシング４５と保護カバー４７との間に上部ダイヤフラム５３の周縁部が挟持されて、該本体ケーシング４５と上部ダイヤフラム５３とによって上部オイル室５４が形成されている。保護カバー４７は上部ダイヤフラム５３を保護するものである。

下部オイル室５２と上部オイル室５４とは、本体ケーシング４５及びダイヤフラムカバー４６に形成されたオイル通路５５によって連通し、ダイヤフラムカバー４６にオイル通路５５のオイル流量を調整する調整弁５６が取付けられている。また、本体ケーシング４５の上部には、弁収容部５１と連結部２２の連結孔２７とを連通する噴流用通路５７と噴孔５８とが弁収容部５１を挟んで相対向するように形成されている。噴孔５８の基端（弁体収容部５１側）には弁座５９が形成され、本体ケーシング４５の噴孔５８の出口側にはノズル６１が取付けられている。

上記槽内攪拌装置４において、ポンプ始動前は、図６に示すように、ボール弁４９が弁収納部５１の下方にあって噴孔５８は開の状態にある。この状態で水中ポンプ本体３を始動すると、ポンプケーシング３ａから下水が連結部２２の連通孔２７より弁収容部５１に流入し、ノズル６１から下水中継ポンプ槽１内へ噴出する。これにより、槽内が攪拌される。

そして、弁収容部５１を下水が通過することにより、該弁収容部５１に負圧が発生し、この負圧によって、オイルが上部オイル室５４から下部オイル室５２に移動するとともに、上部ダイヤフラム５３が下降し、下部ダイアフラム４８が上昇して、ボール弁４９が持ち上がり始める。

運転開始から約２０〜５０秒経過すると、下部ダイアフラム４８は上方に突出した状態になり、ボール弁４９は下部ダイヤフラム４８に押し上げられ弁座５９に当接して噴孔５８を閉じる。これにより、ノズル６１からの下水の噴出は停止し、下水は連結部２２の連通孔２７より着脱用接続管２３を通って固定排出管６へ流れるようになる。一方、弁収容部５１内は、ボール弁４９が弁座５９に押し当てられた状態で正圧になり、上部ダイアフラム５３、下部ダイヤフラム４８及びオイルはポンプ始動前の状態に戻る。ポンプ作動が停止すると、ボール弁４９は弁座５９から離脱して下部ダイヤフラム４８の上に落ちる。

よって、上記槽内攪拌装置４の動作により、槽内の砂、汚泥、浮遊油脂、スカム等は、上記噴流によって攪拌され、固定排出管６から排出される。このため、水槽内に砂や汚泥が滞留ないしは堆積したり、浮遊油脂やスカムが槽壁等に固着することが抑制される。

しかして、本実施形態では、上述の如くカウンタウェイト３１を設けたことにより、着脱フランジ部１６の左右の重量バランスがとれるため、該水中ポンプ装置２が着脱フランジ部１６の軸線中心として左右の一方に傾くことが防止される。従って、水中ポンプ装置２を槽内に降ろしていくときのガイドパイプ１２による案内が円滑になる。つまり、ガイド２４がガイドパイプ１２に強く片当たりすることがなくなり、水中ポンプ装置２を円滑に降ろすことができる。

そうして、上述の如く水中ポンプ装置２の傾きが防止されるため、水中ポンプ装置２側の係合凹部が固定排出管６の基端フランジ部１８の係合部１８ａに円滑に嵌まり、着脱フランジ部１６が基端フランジ部１８に対してずれることが防止される。つまり、着脱フランジ部１６を基端フランジ部１８に対して確実に水密状態に接続することができる。

次いで、槽内攪拌装置４が作動したときは、その噴流の反力が着脱フランジ部１６を基端フランジ部１８からずらす方向に働くこともある。例えば、ノズル６１による噴流方向を上向き気味にしたときである。しかし、上述の如く、着脱フランジ部１６左右の重量バランスがとれていることにより、上記噴流反力が過大なずれ力になることが防止される。また、着脱フランジ部１６左右の重量バランスがとれることにより、槽内攪拌装置４が噴射状態から閉鎖状態に移行したときの、着脱フランジ部１６に加わる衝撃ないしは振動が大きくなることも避けられる。

このように、水中ポンプ装置２の着脱装置１３による槽内への設置を容易に且つ確実に行なうことができるとともに、槽内攪拌装置４の作動に伴う着脱フランジ部１６のずれが防止されることから、着脱フランジ部１６からの水漏れが確実に防止される。

上記実施形態では、槽内攪拌装置４とカウンタウェイト３１とが連結部２２を介して一体に形成されているが、カウンタウェイト３１と連結部２２とを一体構造とし、その連結部２２に槽内攪拌装置４を着脱自在に結合する構成、槽内攪拌装置４と連結部２２とを一体構造とし、その連結部２２にカウンタウェイト３１を着脱自在に結合する構成、或いは、槽内攪拌装置４、カウンタウェイト３１及び連結部２２の三者を別体とし、これらを互いに着脱自在に結合する構成を採用してもよい。

また、上記実施形態では、槽内攪拌装置４が水中ポンプ本体３の吐出部に設けられているが、図７に示すように、槽内攪拌装置４を水中ポンプ本体３のポンプケーシング３ａに取り付けるようにしてもよく、その場合、カウンタウェイト３１もポンプケーシング３ａに取り付けるようにすればよい。

なお、上記実施形態では水中ポンプ装置２の作動のためにフロート７〜９を利用した水位センサを採用しているが、槽内攪拌装置４を使用する水槽ではフロートが水流で振り回されることから、誤検出を避けるために、気泡式等の圧力式センサを使用することがより望ましい。

本発明の実施形態を示す全体構成図である。 同実施形態の水中ポンプ装置の水槽内での設置状態を示す一部省略した側面図である。 同水中ポンプ装置の正面図である。 同水中ポンプ装置の吐出部を示す一部断面にして分解した側面図である。 同水中ポンプ装置の平面図である。 同水中ポンプ装置の槽内攪拌装置及びカウンタウェイトを示す一部省略した断面図である。 同水中ポンプ装置の他の例を示す平面図である。

符号の説明

１ 下水中継ポンプ槽（水槽）
２ 水中ポンプ装置
３ 水中ポンプ本体
４ 槽内攪拌装置
６ 固定排出管
１２ ガイドパイプ
１３ 着脱装置
１６ 着脱フランジ部
１８ 基端フランジ部
２２ 連結部
２３ 着脱用接続管
３１ カウンタウェイト

Claims (2)

1. 運転開始時に一定時間噴流を吐出して水槽内の撹拌を行なう槽内攪拌装置を備え、水槽の上から降ろされ、水中ポンプ本体の吐出側に設けられた着脱装置を構成する着脱フランジ部を介して水槽内に着脱自在に設置される槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置において、
   上記着脱フランジ部の軸線を間においてその片側に上記槽内攪拌装置が配置され、反対側に上記槽内攪拌装置に釣り合わすためのカウンタウェイトが配置されていることを特徴とする槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置。
2. 請求項１において、
   水中ポンプ本体より突出した吐出部の左右両側に上記槽内攪拌装置と上記カウンタウェイトとが相対するように配置されていることを特徴とする槽内攪拌装置付き水中ポンプ装置。

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