JP5478430B2 - Advance standby pump - Google Patents

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、先行待機ポンプの改良に関するものである。   The present invention relates to an improvement of a preceding standby pump.

排水機場の吸込水槽等に設置される先行待機ポンプは、吸込水槽の水位が上昇する前段階で運転を開始すること、即ち、待機運転されることが可能なポンプである。この待機運転が可能であることにより、頻繁な始動・停止が解消され、自己流量調整機能によって低水位運転が可能であるとともに、ゲリラ豪雨等による急激に流入する水の排水にも迅速に対応することができるという優れた利点を持ち、近年では多用されてきている。   A preceding standby pump installed in a suction water tank or the like of a drainage station is a pump that can start operation at a stage before the water level of the suction water tank rises, that is, can perform a standby operation. This standby operation eliminates frequent starting and stopping, enables low water level operation by the self-flow adjustment function, and responds quickly to drainage of water that flows suddenly due to guerrilla heavy rain, etc. In recent years, it has been used widely.

このような先行待機ポンプの従来例としては、特許文献1において開示される立軸ポンプ構造の先行待機型ポンプや、特許文献2において開示される立軸ポンプ等が知られている。いずれのポンプでも、羽根車よりも下方のポンプケーシングに内部連通して上方に突設される通気路(空気管)を持つことを特徴としている。   As conventional examples of such a prior standby pump, a prior standby pump having a vertical pump structure disclosed in Patent Document 1, a vertical pump disclosed in Patent Document 2, and the like are known. Each of the pumps has a vent passage (air pipe) that communicates with the pump casing below the impeller and projects upward.

特開平9−228980号公報JP-A-9-228980 特開2004−239215号公報JP 2004-239215 A

しかしながら、通気路の他端が吸込水槽内に単に開放されている形態の場合には、水面の波立ちによって通気路先端面の開閉が繰り返されることによるハンチング現象が発生し易いという不都合な面があり、改善の余地が残されているものであった。   However, in the case where the other end of the air passage is simply opened in the suction water tank, there is an inconvenience that a hunting phenomenon is likely to occur due to repeated opening and closing of the front end surface of the air passage due to the undulation of the water surface. There was room for improvement.

本発明の目的は、水面変動によるハンチングが生じ難いように改善された先行待機ポンプを提供する点にある。   An object of the present invention is to provide a preceding standby pump that is improved so that hunting due to fluctuations in the water level is unlikely to occur.

請求項1に係る発明は、ポンプケーシング3の羽根車11を収容する部分よりも流体流れ方向で上流側に一端21aが開口され、かつ、他端21bが吸込水槽2内に開放される気水混合用の通気路21を有する先行待機ポンプにおいて、
前記通気路21は、前記吸込水槽2に設定される最高水位HWLより高い位置にて折り返される折返し部21cが前記一端21aと前記他端21bとの間に形成される全体として略逆U字状の管によって形成されるとともに、前記折返し部21cと前記他端21bとの上下間における前記通気路21に一端23aが接続され、かつ、他端23bが水位変動に伴い大気開放されるU字状の流路23を有する吸込み構造部Aが設けられていることを特徴とするものである。
In the first aspect of the invention, the one end 21a is opened on the upstream side in the fluid flow direction with respect to the portion of the pump casing 3 that houses the impeller 11, and the other end 21b is opened in the suction water tank 2. In the preceding standby pump having the mixing air passage 21,
The aeration path 21 has a substantially inverted U-shape as a whole in which a folded portion 21c that is folded back at a position higher than the highest water level HWL set in the suction water tank 2 is formed between the one end 21a and the other end 21b. A U-shape in which one end 23a is connected to the air passage 21 between the upper and lower sides of the folded portion 21c and the other end 21b, and the other end 23b is opened to the atmosphere as the water level fluctuates. The suction structure portion A having the flow path 23 is provided.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の先行待機ポンプにおいて、前記吸込み構造部Aの他端23bが、気水混合用空気を導入する水位と略同じか上側位置で開口しており、前記通気路21の他端21bが前記空気を導入する水位より下側位置で開口していることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the preceding standby pump according to the first aspect, the other end 23b of the suction structure portion A is opened at a position substantially the same as or higher than a water level for introducing air-water mixing air. The other end 21b of the air passage 21 is open at a position below the water level for introducing the air.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の先行待機ポンプにおいて、前記通気路21の折返し部21cの位置が、前記ポンプケーシング3内に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されていることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the preceding standby pump according to the first or second aspect, the position of the folded portion 21c of the air passage 21 is higher than the suction head due to the maximum negative pressure generated in the pump casing 3. The position is set.

請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の先行待機ポンプにおいて、前記吸込水槽2の水位が、前記吸込水槽2における前記気水混合用の通気路21からポンプケーシング3内に吸込まれる空気を導入しながら揚水する気水混合運転を行う水位より低い水位になると、前記ポンプケーシング3の前記羽根車11より下方の部分に空気を導入することで揚水を遮断するための気水切替用の通気路22が配備されていることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the preceding standby pump according to any one of the first to third aspects, the water level of the suction water tank 2 is pumped from the air passage 21 for mixing air and water in the suction water tank 2. When the water level is lower than the water level in which the air-water mixing operation is carried out while introducing the air sucked into the casing 3, the pumping water is blocked by introducing the air into the portion below the impeller 11 of the pump casing 3. An air passage 22 for switching between air and water is provided.

請求項5に係る発明は、請求項4に記載の先行待機ポンプにおいて、前記気水切替用の通気路22は、吸込水槽2に設定される最高水位HWLより高い位置にて折り返される折返し部22cが前記気水切替用の通気路22の一端22aと前記気水切替用の通気路22の他端22bとの間に形成される全体として略逆U字状の管によって形成されるとともに、前記折返し部22cと前記気水切替用の通気路の他端22bとの上下間における前記気水切替用の通気路22に一端30aが接続され、かつ、他端30bが大気開放されるU字状の流路管30を有する吸込み構造部Bが設けられていることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the preceding standby pump according to the fourth aspect, the air / water switching air passage 22 is folded back at a position higher than the highest water level HWL set in the suction water tank 2. Is formed between the one end 22a of the air / water switching air passage 22 and the other end 22b of the air / water switching air passage 22 as a whole by a substantially inverted U-shaped tube, and One end 30a is connected to the air / water switching air passage 22 between the folded portion 22c and the other end 22b of the air / water switching air passage, and the other end 30b is opened to the atmosphere. The suction structure portion B having the flow passage tube 30 is provided.

請求項1の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、U字状の流路を有する吸込み構造部を有することにより、水面開閉に水位差ができて気水混合用の通気路でハンチングし難くなる。その結果、水面変動によるハンチングが生じ難いように改善される先行待機ポンプを提供することができる。   According to the invention of claim 1, although described in detail in the section of the embodiment, by having a suction structure portion having a U-shaped flow path, a water level difference can be made in the opening and closing of the water surface, and for air-water mixing Hunting is difficult in the air passage. As a result, it is possible to provide a preceding standby pump that is improved so that hunting due to fluctuations in the water level is unlikely to occur.

請求項2の発明によれば、吸込み構造部の他端が気水混合用空気を導入する水位と略同じか上側位置で開口しており、通気路の他端が前記空気を導入する水位より下側位置で開口することにより、気水混合用空気導入水位においてハンチングが生じ難いように改善される先行待機ポンプを提供することができる。   According to the second aspect of the present invention, the other end of the suction structure portion is opened at a position substantially the same as or higher than the water level for introducing the air / water mixing air, and the other end of the air passage is from the water level for introducing the air. By opening at the lower position, it is possible to provide a preceding standby pump that is improved so that hunting is unlikely to occur at the air introduction water level for mixing air and water.

請求項3の発明によれば、折返し部がポンプケーシング内に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されることより、逆U字状の通気路の折返し部を越えて水が吸い上げられることがないので、通気路から吸込まれたゴミが折返し部に詰まる可能性を少なくすることができる。   According to the invention of claim 3, since the folded portion is set at a position higher than the suction lift by the maximum negative pressure generated in the pump casing, the water passes over the folded portion of the inverted U-shaped air passage. Since it is not sucked up, it is possible to reduce the possibility that the dust sucked from the air passage will clog the folded portion.

請求項4の発明によれば、揚水遮断に十分な空気量を揚水遮断時にのみ導入することができるとともに、気水混合運転時に導入する空気量の適正化を容易に図ることができ、気水混合用給気口だけで空気を導入する場合よりも渦の発生や振動を抑えることができる。この結果、ポンプの強度を上げる必要がなくポンプを軽量化することができ、排水機場の床強度も上げる必要がなくなる場合もある。   According to the invention of claim 4, it is possible to introduce an air amount sufficient for shutting off the pumping water only when the pumping water is shut off, and to easily optimize the air amount introduced during the steam-water mixing operation. The generation of vortices and vibrations can be suppressed as compared with the case where air is introduced only by the mixing air inlet. As a result, it is not necessary to increase the strength of the pump, it is possible to reduce the weight of the pump, and it may not be necessary to increase the floor strength of the drainage station.

請求項5発明によれば、気水切替用の通気路の揚水遮断水位近傍での水面変動による揚水状態と待機状態とのハンチングを防止できるので、振動の発生等を効果的に抑制することが可能となる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent hunting between the pumping state and the standby state due to the water surface fluctuation in the vicinity of the pumping shutoff water level of the air / water switching aeration passage, so that generation of vibrations and the like can be effectively suppressed. It becomes possible.

実施例1による先行待機ポンプの構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the prior | preceding standby pump by Example 1 実施例2による先行待機ポンプの構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the prior | preceding standby pump by Example 2

以下に、本発明による先行待機ポンプの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。実施例1は気水混合用空気管のみ有する先行待機ポンプであり、実施例2は気水混合用空気管と気水切替用空気管との双方を有する先行待機ポンプである。   Hereinafter, embodiments of a preceding standby pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. The first embodiment is a preceding standby pump having only an air / water mixing air pipe, and the second embodiment is a preceding standby pump having both an air / water mixing air pipe and an air / water switching air pipe.

〔実施例1〕
実施例1による先行待機ポンプ1は、図1に示すように、排水機場の吸込水槽2内に流入する雨水等の水を下流側に排水する立軸ポンプとして構成されている。上下方向(鉛直方向)に延びるポンプケーシング3は、直管状の揚水管4と、揚水管4の下端に連結されるポンプケース5と、ポンプケース5の下端に連結される吸込管(ベルマウス)6と、揚水管4の上端に連結されて上下方向から水平方向に湾曲する吐出エルボ7とを有して構成されている。吸込管6の下端(ポンプケーシング3の下端)には吸込口8を有し、吐出エルボ7の吐出口9(ポンプケーシング3の上端)には吐出管(排水管)10が連結されている。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, the preceding standby pump 1 according to the first embodiment is configured as a vertical shaft pump that drains water such as rainwater flowing into the suction water tank 2 of the drainage station to the downstream side. The pump casing 3 extending in the vertical direction (vertical direction) includes a straight tubular pumping pipe 4, a pump case 5 connected to the lower end of the pumping pipe 4, and a suction pipe (bell mouth) connected to the lower end of the pump case 5. 6 and a discharge elbow 7 that is connected to the upper end of the pumped-up pipe 4 and curves in the horizontal direction from the vertical direction. A suction port 8 is provided at the lower end of the suction pipe 6 (lower end of the pump casing 3), and a discharge pipe (drain pipe) 10 is connected to the discharge port 9 of the discharge elbow 7 (upper end of the pump casing 3).

主軸13を介してポンプケース5内に回転自在に配設される羽根車11は、主軸13に一体回転状態に嵌装される羽根基部11Aと、その羽根基部11Aから延びる複数の羽根部11Bとによって構成されている。羽根車11より上方(水の流れ方向の下流側)のポンプケース5内には、複数の案内羽根12が配設されている。上下方向に延びる主軸13は、ポンプケーシング3の中心に複数の軸受14、15、16を介して回転自在に支持され、主軸13の下端に羽根車11が一体回転状態に取付けられている。   An impeller 11 rotatably disposed in the pump case 5 via the main shaft 13 includes a blade base portion 11A that is fitted to the main shaft 13 in an integrally rotated state, and a plurality of blade portions 11B that extend from the blade base portion 11A. It is constituted by. A plurality of guide vanes 12 are arranged in the pump case 5 above the impeller 11 (downstream in the water flow direction). The main shaft 13 extending in the vertical direction is rotatably supported at the center of the pump casing 3 via a plurality of bearings 14, 15, 16, and the impeller 11 is attached to the lower end of the main shaft 13 in an integrally rotated state.

中間軸受14,15の各外面はそれぞれ支持板14a、15aによって揚水管4の内面に固定されている。主軸13の上端部は、吐出エルボ7に対して回転自在、かつ、水密に貫通してポンプケーシング3の外部に突出されており、エンジン、電動機等の駆動源及び減速機構等を有して成る回転駆動機構17に連動連結されている。   The outer surfaces of the intermediate bearings 14 and 15 are fixed to the inner surface of the pumped water pipe 4 by support plates 14a and 15a, respectively. The upper end portion of the main shaft 13 is rotatable with respect to the discharge elbow 7 and penetrates in a watertight manner and protrudes to the outside of the pump casing 3, and includes a drive source such as an engine and an electric motor, a speed reduction mechanism, and the like. The rotary drive mechanism 17 is linked and connected.

ポンプケーシング3の上部には据え付け用のフランジ18が設けられ、吸込水槽2の上面を覆っている排水機場のコンクリート製の床19にはフランジ18より下側の先行待機ポンプ1を挿通可能な挿通孔20が設けられている。先行待機ポンプ1は、フランジ18より下側の部分が挿通孔20を介して吸込水槽2内に吊り下げられた状態で、環状板29にフランジ18を介して据え付けられている。   A flange 18 for installation is provided in the upper part of the pump casing 3, and the preceding standby pump 1 below the flange 18 can be inserted into the concrete floor 19 of the drainage pump station covering the upper surface of the suction water tank 2. A hole 20 is provided. The preceding standby pump 1 is installed on the annular plate 29 via the flange 18 in a state where the portion below the flange 18 is suspended in the suction water tank 2 via the insertion hole 20.

そして、先行待機ポンプ1は、吸込水槽2の水位WLが後述する最低水位(渦の生じないポンピングが可能な最低水位の一例であり、気水混合運転を行うための水位の最上位でもある)LWL以下の状態において、羽根車11より下方のポンプケーシング3内に空気を導入しながら揚水することで排水量を低下させるための気水混合用空気管(気水混合用の通気路の一例)21を備えている。そして、気水混合用空気管21の基端(一端)21aは、吸込管6における羽根車11より下方の管壁に取付けられて吸込管6の内部に連通する開口25を有している。尚、2aは吸込水槽2の底壁である。   The preceding standby pump 1 has a water level WL in the suction water tank 2 that is the lowest water level described later (an example of the lowest water level that can be pumped without vortices, and is also the highest water level for performing the air-water mixing operation). Air-water mixing air pipe (an example of an air-water mixing air passage) 21 for lowering the amount of drainage by pumping water while introducing air into the pump casing 3 below the impeller 11 in a state below LWL 21 It has. The base end (one end) 21 a of the air / water mixing air pipe 21 has an opening 25 attached to a pipe wall below the impeller 11 in the suction pipe 6 and communicating with the inside of the suction pipe 6. Reference numeral 2 a denotes a bottom wall of the suction water tank 2.

気水混合用空気管21は、上端に折返し部を有して逆U字形に曲げ形成されており、上端の折返し部が床19より上側に配置されて環状板29に支持されている。そして、両端部が挿通孔20を介して吸込水槽2内に延ばされ、基端21aは下方に延ばされて前述のように吸込管6に接続され、他端も下方に延ばされて開口25より若干低い高さ位置にて開放される下端(他端)21bを有するとともに、途中から分岐されて側面視でU字状を呈する吸込み構造部Aが装備されている。気水混合用空気管21の先端21bは、最低水位LWLの下方に設定される揚水遮断水位SWLより下方に位置している。   The air / water mixing air pipe 21 has a folded portion at the upper end and is bent into an inverted U shape. The folded portion at the upper end is disposed above the floor 19 and supported by the annular plate 29. Then, both end portions are extended into the suction water tank 2 through the insertion holes 20, the base end 21a is extended downward and connected to the suction pipe 6 as described above, and the other end is also extended downward. A suction structure A having a lower end (other end) 21b opened at a height slightly lower than the opening 25 and being branched from the middle and having a U shape in a side view is provided. The tip 21b of the air / water mixing air pipe 21 is located below the pumped water cutoff level SWL set below the lowest water level LWL.

吸込み構造部Aは、気水混合用空気管21上端の折返し部21cと下端21bとの上下間から分岐される分岐管27と、その分岐管27に続くU字管(U字状の流路の一例)23とを有して構成されている。U字管23は、その両端(上端)の水平(又は略水平)な分岐管27の終端でもある始端23aと上端(開口)23bとが、最低水位LWLより若干上の高さ位置となるように設けられている。U字管23下端の水平(又は略水平)な折返し部23cは、本実施例ではその上面が最低水位LWLに略等しい水位に沿うように設けられている。つまり、気水混合用空気管21は高低差のある2つの給気口、即ち、U字管23の折返し部23cの下面より下方に配置される下側の吸気口である下端21bと、上側の吸気口である上端23bとを備えている。   The suction structure part A includes a branch pipe 27 branched from the upper and lower sides of the folded portion 21c and the lower end 21b at the upper end of the air / water mixing air pipe 21, and a U-shaped pipe (U-shaped flow path following the branch pipe 27). Example) 23). The U-shaped tube 23 is such that the start end 23a and the upper end (opening) 23b, which are also the ends of the horizontal (or substantially horizontal) branch tube 27 at both ends (upper end), are at a height slightly above the lowest water level LWL. Is provided. The horizontal (or substantially horizontal) folded portion 23c at the lower end of the U-shaped tube 23 is provided so that its upper surface is along a water level substantially equal to the lowest water level LWL in this embodiment. That is, the air / water mixing air pipe 21 has two air supply ports with different heights, that is, a lower end 21b which is a lower intake port disposed below the lower surface of the folded portion 23c of the U-shaped tube 23, and an upper side. And an upper end 23b which is an intake port.

気水混合用空気管21に吸込み構造部Aを設けたことにより、水面開閉に水位差ができ、吸込水槽2の僅かな水位変動による気水混合用空気管21のハンチング現象(水位の上昇による最低水位LWLより上での空気を含まない揚水と空気を含まない揚水によって水位が最低水位LWLより低下して気水混合運転を交互に繰り返す現象)が発生し難くなるという優れた効果が発揮される。尚、本実施例では、下側の吸気口である気水混合用空気管21の下端21bを揚水遮断水位SWLよりも下方にすることで、下端21bが常に没水状態となり、この部分からゴミを吸込むおそれを低減することができるが、必ずしもこのように設定する必要はなく、U字管23の折返し部23cの上端より下であればよい。   By providing the suction structure portion A in the air / water mixing air pipe 21, a water level difference can be made in the opening and closing of the water surface, and the hunting phenomenon of the air / water mixing air pipe 21 due to slight fluctuations in the water level of the suction water tank 2 ( The excellent effect that it becomes difficult to generate a phenomenon in which pumping without air and pumping without air above the lowest water level LWL causes the water level to fall below the lowest water level LWL and alternately repeat the air-water mixing operation). The In the present embodiment, the lower end 21b of the air / water mixing air pipe 21 which is the lower intake port is set below the pumping cutoff water level SWL, so that the lower end 21b is always in a submerged state. However, it is not always necessary to make such a setting, and it is sufficient that it is below the upper end of the folded portion 23c of the U-shaped tube 23.

図1を参照して、先行待機ポンプ1の高さ方向の構造と水位WLとの関係を説明する。まず、吸込水槽2にはその許容水位として、吸込水槽2に固有の最高水位HWLが設定されている。最高水位HWLより下方にはポンプ(ここでのポンプは、気水混合用空気管21を備えていない立軸ポンプをいう。)に固有の最低水位LWL(第一の所定水位の一例)が設定されている。最低水位LWLはそれ以下では吸込口8から渦、即ち、空気を吸い込み、振動や騒音が発生し、運転が継続できなくなる水位WLに相当する。   With reference to FIG. 1, the relationship between the structure of the preceding standby pump 1 in the height direction and the water level WL will be described. First, the maximum water level HWL peculiar to the suction water tank 2 is set to the suction water tank 2 as the allowable water level. Below the maximum water level HWL, a minimum water level LWL (an example of a first predetermined water level) unique to a pump (here, the pump is a vertical pump that does not include the air-water mixing air pipe 21) is set. ing. Below that, the minimum water level LWL corresponds to the water level WL where vortex, that is, air is sucked from the suction port 8, vibration and noise are generated, and the operation cannot be continued.

そして、待機運転ポンプ1は、気水混合用としての気水混合用空気管21を通して羽根車11より下方のポンプケーシング3内に空気を導入しながら揚水することで排水量を自動的に調節しながら(低下させながら)運転することが可能である。これにより、最低水位LWLより低い水位WLでの始動及び連続運転を可能にしたものであり、気水混合用空気管21としての開口である上端23bは、少なくとも水位WLが最低水位LWLより低下したときに大気中に開放される位置に設けておけば良い。   The standby operation pump 1 automatically adjusts the amount of drainage by pumping water while introducing air into the pump casing 3 below the impeller 11 through the air / water mixing air pipe 21 for air / water mixing. It is possible to drive (while reducing). As a result, starting at a water level WL lower than the lowest water level LWL and continuous operation are possible, and at least the water level WL is lower than the lowest water level LWL at the upper end 23b which is an opening as the air / water mixing air pipe 21. It may be provided at a position that is sometimes opened to the atmosphere.

気水混合用空気管21は、上端に折返し部を有する逆U字形に曲げられて折返し部21cに形成されており、折返し部21cが床19より上側に配置されている。そして、両端部が挿通孔20を介して吸込水槽2内に延ばされ、一端21aが第一の開口25に接続されている。尚、折返し部21cは揚水に伴って第一の開口25に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されておれば、逆U字状の空気管の折返し部21cを越えて水が吸い上げられることがないので、空気管からのゴミなどが折返し部に詰まる可能性を少なくすることができる。   The air / water mixing air pipe 21 is bent into an inverted U shape having a folded portion at the upper end, and is formed in a folded portion 21 c. The folded portion 21 c is disposed above the floor 19. Then, both end portions are extended into the suction water tank 2 through the insertion hole 20, and one end 21 a is connected to the first opening 25. In addition, if the folding | turning part 21c is set in the position higher than the suction lift by the maximum negative pressure which generate | occur | produces in the 1st opening 25 with pumping, it will go over the folding part 21c of a reverse U-shaped air pipe, and water Therefore, it is possible to reduce the possibility that dust from the air pipe is clogged in the folded portion.

本実施例では、略最低水位LWLと同じ水位から揚水遮断水位SWLとの間において気水混合用空気を導入する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、最低水位LWLより所定高さ上方から揚水遮断水位SWLとの間において気水混合用空気を導入するように設定してもよい。   In the present embodiment, the case where air / water mixing air is introduced between the water level approximately the same as the lowest water level LWL and the pumping cutoff water level SWL has been described. However, the present invention is not limited to this. The air / water mixing air may be set so as to be introduced between the pumping cutoff water level SWL from above.

〔実施例2〕
図2を参照して第2実施例の先行待機ポンプ1を説明する。尚、第1実施例の先行待機ポンプ1と同一部分には同一符号を付し、その説明がなされたものとする。
[Example 2]
The preceding standby pump 1 of the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the prior | preceding standby pump 1 of 1st Example, and the description shall be made.

実施例2による先行待機ポンプ1は、図2に示すように、吸込水槽2の水位WLが後述する最低水位LWL以下の状態において、羽根車11より下方のポンプケーシング3内に空気を導入しながら揚水することで排水量を低下させるための気水混合用と、気水混合運転して吸込水槽2の水位が最低水位LWLより低い揚水遮断水位SWL(後述)になったときに、羽根車11より下方のポンプケーシング3内に空気を導入することで揚水を遮断するための揚水遮断用の2系統の空気管、即ち気水混合用空気管21、及び気水切替用としての揚水遮断用空気管(気水切替用の通気路の一例)22とを備えている。   As shown in FIG. 2, the preceding standby pump 1 according to the second embodiment introduces air into the pump casing 3 below the impeller 11 in a state where the water level WL of the suction water tank 2 is equal to or lower than the lowest water level LWL described later. From the impeller 11 when the water level for lowering the amount of discharged water by pumping up and when the water level of the suction water tank 2 is lower than the lowest water level LWL and the pumping water cutoff level SWL (described later) is reached. Two air pipes for shutting off pumped water for shutting off pumped water by introducing air into the lower pump casing 3, that is, an air pipe 21 for mixing air and water, and an air pipe for shutting off pumped water for switching air and water (An example of an air passage for switching between air and water) 22.

羽根車11より下方の吸込管6の管壁には、気水混合用空気管21の取付部となる内外面貫通の第一の開口(気水混合用空気導入口;ケーシング内の開口)25と、揚水遮断用空気管22の取付部となる第二の開口(揚水遮断用空気導入口;ケーシング内の開口)26とが設けられている。   In the pipe wall of the suction pipe 6 below the impeller 11, a first opening (air inlet for air / water mixing; opening in the casing) 25 that penetrates the inner / outer surface serving as a mounting portion of the air / water mixing air pipe 21. And the 2nd opening (pumping air shut-off air inlet; opening in a casing) 26 used as the attachment part of the water shut-off air pipe 22 is provided.

第一の開口25は2つ(複数)あり、同じ高さ位置で等間隔に配置されている。第二の開口26は1つであり、第一の開口25に対して高低差を設けて羽根車11の下端より下方で、かつ、第一の開口25より上方に配置されるとともに、第一の開口25に対して上下方向でも重ならないように周方向位置も異ならせて配置されている。しかも、第二の開口26の周方向位置は、隣接する2つの第一の開口25間の略中央に位置するように、第一の開口25に対して周方向に位置ずれされている。従って、実施例2では、気水混合用空気管21は、2本(複数本)備えられている。尚、気水混合用空気管21の数はこれに限定されるものではない。   There are two (a plurality) of first openings 25, which are arranged at equal intervals at the same height position. The number of the second openings 26 is one, and a height difference is provided with respect to the first opening 25 so as to be disposed below the lower end of the impeller 11 and above the first opening 25. The positions in the circumferential direction are also different so as not to overlap with the opening 25 in the vertical direction. In addition, the circumferential position of the second opening 26 is shifted in the circumferential direction with respect to the first opening 25 so as to be positioned at the approximate center between the two adjacent first openings 25. Therefore, in the second embodiment, two (a plurality) air-water mixing air tubes 21 are provided. The number of air-water mixing air pipes 21 is not limited to this.

気水混合用空気管21は、上端に折返し部を有する逆U字形に曲げられて折返し部21cに形成されており、折返し部21cが床19より上側に配置されている。そして、両端部が挿通孔20を介して吸込水槽2内に延ばされ、一端21aが第一の開口25に接続されている。尚、折返し部21cは揚水に伴って第一の開口25に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されておれば、逆U字状の空気管の折返し部を越えて水が吸い上げられることがないので、空気管からのゴミなどが折返し部に詰まる可能性を少なくすることができる。   The air / water mixing air pipe 21 is bent into an inverted U shape having a folded portion at the upper end, and is formed in a folded portion 21 c. The folded portion 21 c is disposed above the floor 19. Then, both end portions are extended into the suction water tank 2 through the insertion hole 20, and one end 21 a is connected to the first opening 25. In addition, if the folding | turning part 21c is set in the position higher than the suction lift by the maximum negative pressure which generate | occur | produces in the 1st opening 25 with pumping, water will pass over the folding part of an inverted U-shaped air pipe. Since it is not sucked up, it is possible to reduce the possibility that dust from the air pipe is clogged in the folded portion.

吸込み構造部Aは、気水混合用空気管21上端の折返し部21cと下端21bとの上下間から分岐される分岐管27と、その分岐管27に続くU字管23とを有して構成されている。U字管23は、その両端(上端)の水平(又は略水平)な分岐管27の終端でもある始端23aと上端(開口)23bとが、最低水位LWLと同等の高さ位置となるように設けられている。U字管23下端の水平(又は略水平)な折返し部23cは、その上面が最低水位LWLと揚水開始水位RWLとの上下間に位置するように設けられている。つまり、気水混合用空気管21は高低差のある2つの給気口、即ち、U字管23の折返し部23cの下面より下方に配置される下側の吸気口である下端21bと、上側の吸気口である上端23bとを備えている。   The suction structure part A includes a branch pipe 27 branched from the upper and lower sides of the folded portion 21c and the lower end 21b at the upper end of the air / water mixing air pipe 21, and a U-shaped pipe 23 following the branch pipe 27. Has been. The U-shaped tube 23 has a start end 23a and an upper end (opening) 23b, which are also ends of the horizontal (or substantially horizontal) branch tube 27 at both ends (upper end) thereof, so that the height is equal to the lowest water level LWL. Is provided. The horizontal (or substantially horizontal) folded portion 23c at the lower end of the U-shaped tube 23 is provided such that its upper surface is positioned between the upper and lower sides of the lowest water level LWL and the pumping start water level RWL. That is, the air / water mixing air pipe 21 has two air supply ports with different heights, that is, a lower end 21b which is a lower intake port disposed below the lower surface of the folded portion 23c of the U-shaped tube 23, and an upper side. And an upper end 23b which is an intake port.

一方、揚水遮断用空気管22は、気水混合用空気管21と同様に、上端に折返し部22cを有する逆U字形に曲げ形成されており、折返し部22cが床19より上側に配置されて環状板29に支持されている。そして、両端部が挿通孔20を介して吸込水槽2内に延ばされ、一端22aが第二の開口26に接続されている。尚、折返し部22cは揚水に伴って第二の開口26に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されておれば、逆U字状の揚水遮断用空気管22の折返し部22cを越えて水が吸い上げられることがない。従って、揚水遮断用空気管22からのゴミ等が折返し部22cに詰まる可能性を少なくすることができる。   On the other hand, similarly to the air / water mixing air pipe 21, the pumping-off air pipe 22 is bent and formed in an inverted U shape having a folded portion 22 c at the upper end, and the folded portion 22 c is disposed above the floor 19. It is supported by the annular plate 29. Both end portions are extended into the suction water tank 2 through the insertion hole 20, and one end 22 a is connected to the second opening 26. In addition, if the folding | turning part 22c is set in the position higher than the suction lift by the maximum negative pressure which generate | occur | produces in the 2nd opening 26 with pumping, the folding | turning part 22c of the reverse U-shaped pumping-off air pipe 22 The water is not sucked up beyond. Therefore, it is possible to reduce the possibility that dust from the pumping-off air pipe 22 is clogged in the folded portion 22c.

また、揚水遮断用空気管22の先端22b(他端;第二の給気口の一例)は、水位WLが後述する揚水遮断水位(「気水混合運転を行うための水位LWLより低い水位」の一例)SWL以下に設けられる。従って、揚水遮断用空気管22の先端22bは、水位WLが揚水遮断水位SWLに上昇するまでは大気中で開放され、水位WLが揚水遮断水位SWLにまで上昇したときに吸込水槽2内の水によって塞がれる。即ち、揚水遮断用空気管22の先端22bによって開閉手段24が構成されている。   Moreover, the front end 22b (the other end; an example of the second air supply port) of the pumping-off air pipe 22 has a pumping-off cutoff water level ("water level lower than the water level LWL for performing the air-water mixing operation"). Example) provided below SWL. Accordingly, the tip 22b of the pumping-off air pipe 22 is opened in the atmosphere until the water level WL rises to the pumping-off water level SWL, and the water in the suction water tank 2 when the water level WL rises to the pumping-off water level SWL. Blocked by. That is, the opening / closing means 24 is constituted by the tip 22 b of the pumping-off air pipe 22.

実施例2においては、気水混合用と揚水遮断用とによる2系統の空気管21,22は、2本の気水混合用空気管21から導入する空気量と1本の揚水遮断用空気管22から導入する空気量が略同じになるような管径のものが使用されるのが望ましい。その場合、2本の気水混合用空気管21に対し揚水遮断用空気管22が1本であるから、各気水混合用空気管21の管径は、揚水遮断用空気管22の管径の略1/√2になる。   In the second embodiment, the two air pipes 21 and 22 for air / water mixing and pumping and shutting off are the amount of air introduced from the two air / water mixing air pipes 21 and one pumping and shutting air pipe. It is desirable to use those having a pipe diameter so that the amount of air introduced from 22 is substantially the same. In that case, since there is one pumping cutoff air pipe 22 for the two air / water mixing air pipes 21, the diameter of each air / water mixing air pipe 21 is the same as that of the pumping / water shutting air pipe 22. Is approximately 1 / √2.

下端軸受16の複数枚(例えば4枚)の支持板16aは、そのうち1枚の支持板16aの外端部が、軸方向から見て、第二の開口26の羽根車回転方向上流側近傍で吸込管6の内面に連結されている。   A plurality of (for example, four) support plates 16a of the lower end bearing 16 has an outer end portion of one support plate 16a in the vicinity of the upstream side of the second opening 26 in the impeller rotation direction when viewed from the axial direction. It is connected to the inner surface of the suction pipe 6.

吸込口8と第一の開口25との間の吸込管6の外面には、渦発生防止板28が設けられている。渦発生防止板28は、水位WLが揚水遮断水位SWL付近まで低下したときにその水面と面接触する水平板で構成されている。水平板は、吸込口8より大きく、かつ、床19の挿通孔20よりも小さく形成されている。尚、渦発生防止板28は、第一の開口25より下方の吸込管6の外面に放射状に設ける複数の垂直板で構成しても良い。また、挿通孔20よりも大きな水平板や垂直板を用いても良い。尚、渦発生防止版28は、運転条件によっては省略することが可能である。   A vortex generation preventing plate 28 is provided on the outer surface of the suction pipe 6 between the suction port 8 and the first opening 25. The vortex generation preventing plate 28 is constituted by a horizontal plate that is in surface contact with the water surface WL when the water level WL is lowered to the vicinity of the pumping cutoff water level SWL. The horizontal plate is larger than the suction port 8 and smaller than the insertion hole 20 of the floor 19. The vortex generation preventing plate 28 may be composed of a plurality of vertical plates provided radially on the outer surface of the suction pipe 6 below the first opening 25. Further, a horizontal plate or a vertical plate larger than the insertion hole 20 may be used. The vortex generation preventing plate 28 can be omitted depending on operating conditions.

さて、図2に示すように、揚水遮断用空気管22のハンチング現象〔水位の上昇による揚水遮断水位SWLより上での揚水開始状態(揚水状態)と揚水を開始することで揚水遮断水位SWLより水位が低下して揚水遮断(待機状態)を交互に繰り返す現象〕を防止するために、揚水遮断用空気管22の上端折り返し部と先端22bの間から分岐されたU字管30を有する吸込み構造部B(気水切替用の吸込み構造部B)が装備されている。U字管30は、その両端(上端)の略水平な基端(分岐端)30aの上面と先端(開口)30bが、第二の開口26の上端の水位WLに略等しい閉水位YWLに沿うように設けられるとともに、下端の略水平な折返し部30cの上面が、揚水遮断水位SWLに略等しい開水位XWLに沿うように設けられる。ここで、揚水遮断用空気管22の先端22bは、U字管30の折返し部30cの下面より下方に配置され、揚水遮断用空気管22は、高低差のある2つの給気口、すなわち、上側の給気口であるU字管30の先端30bと下側の給気口である揚水遮断用空気管22の先端22bを第二の開口26に連通させている。   Now, as shown in FIG. 2, the hunting phenomenon of the pumping-off air pipe 22 [pumping start state (pumping state) above the pumping-off water level SWL due to the rise in the water level and the pumping-off water level SWL by starting pumping. In order to prevent a phenomenon in which the water level is lowered and the pumping shut-off (standby state) is repeated alternately], a suction structure having a U-shaped pipe 30 branched from the upper end turn-up portion of the pumping-off air pipe 22 and the tip 22b. Part B (suction structure part B for air-water switching) is equipped. In the U-shaped tube 30, the upper surface and the distal end (opening) 30 b of substantially horizontal base ends (branch ends) 30 a at both ends (upper ends) are along the closed water level YWL substantially equal to the water level WL at the upper end of the second opening 26. In addition, the upper surface of the substantially horizontal folded portion 30c at the lower end is provided along the open water level XWL substantially equal to the pumped water cutoff water level SWL. Here, the tip 22b of the pumping-off air pipe 22 is disposed below the lower surface of the folded portion 30c of the U-shaped pipe 30, and the pumping-up air pipe 22 has two air supply ports with different heights, that is, The tip 30b of the U-shaped pipe 30 that is the upper air supply port and the tip 22b of the pumping-off air pipe 22 that is the lower air supply port are communicated with the second opening 26.

揚水遮断水位SWL以下から水位WLが上昇する際は、管内に水がないので、U字管30の先端30bから空気を吸う。そして、閉水位YWLになると、U字管30の先端30bが水没することで閉じられるので、第二の開口26からの空気の吸い込みがなくなり、第一の開口25からのみ空気を吸い込む気水混合運転となる。   When the water level WL rises from the pumping cutoff water level SWL or lower, since there is no water in the pipe, air is sucked from the tip 30b of the U-shaped pipe 30. When the closed water level YWL is reached, the tip 30b of the U-shaped tube 30 is closed by being submerged, so air is not sucked from the second opening 26, and air-water mixing that sucks air only from the first opening 25 is performed. It becomes driving.

すなわち、揚水遮断水位SWL以下からの水位WLの上昇局面では、閉水位YWLまでは揚水遮断用空気管22が大気中に開放保持されて、揚水遮断用空気管22を通して第二の開口26から空気が吸い込まれ、閉水位YWL以上では揚水遮断用空気管22が塞がれて、第二の開口26からの空気の吸い込みがなくなる。このように水位WLが上昇する方向のときにはU字環30の先端30bが開閉手段24として機能する。   That is, in the rising phase of the water level WL from the pumping shutoff water level SWL or lower, the pumping shutoff air pipe 22 is held open in the atmosphere until the closed water level YWL, and air is passed through the pumping shutoff air pipe 22 from the second opening 26 to the air. When the water level is equal to or higher than the closed water level YWL, the pumping-off air pipe 22 is blocked, and air is not sucked from the second opening 26. Thus, when the water level WL rises, the tip 30b of the U-shaped ring 30 functions as the opening / closing means 24.

一方、最低水位LWL以上から水位WLが下降する際は、最低水位LWLまで水位WLが下降しても、U字管30の先端30bと揚水遮断用空気管22の先端22bの両方とも水没している。閉水位YWLになると、U字管30の先端30bは大気中に出るが、U字管30の先端30b側に溜まっている水は抜けきらないが、揚水遮断水位SWL以下になれば、管内の水位がより低下し、U字管30の折返し部30cの上部より水面が下がればU字管30の先端30bから空気を吸う。   On the other hand, when the water level WL is lowered from the minimum water level LWL or more, even if the water level WL is lowered to the lowest water level LWL, both the tip 30b of the U-shaped pipe 30 and the tip 22b of the pumping-off air pipe 22 are submerged. Yes. When the closed water level YWL is reached, the tip 30b of the U-shaped tube 30 comes into the atmosphere, but the water accumulated on the tip 30b side of the U-shaped tube 30 cannot be drained, but if the water level is below the pumping cutoff water level SWL, If the water level is further lowered and the water surface is lowered from the upper part of the folded portion 30c of the U-shaped tube 30, air is sucked from the tip 30b of the U-shaped tube 30.

即ち、最低水位LWL以上からの水位WLが下降局面では、揚水遮断水位SWLまでは揚水遮断用空気管22が塞がれて、第二の開口26からの空気の吸い込みがない。揚水遮断水位SWL以下では、揚水遮断用空気管22が大気中に開放保持され、揚水遮断用空気管22を通して第二の開口26から空気が吸い込まれる。このように、水位WLが低下する方向のときは、U字管30の折返し部30cが開閉手段24として機能する。   That is, when the water level WL from the minimum water level LWL or higher is descending, the pumping shut-off air pipe 22 is blocked up to the pumping shut-off water level SWL, and air is not sucked from the second opening 26. Below the pumping-off cutoff level SWL, the pumping-off cutoff air pipe 22 is held open in the atmosphere, and air is sucked from the second opening 26 through the pumping-off cutoff air pipe 22. Thus, when the water level WL decreases, the folded portion 30 c of the U-shaped tube 30 functions as the opening / closing means 24.

実施例2による先行待機ポンプ1では、水位WLの上昇時と下降時で異なる水位WLで揚水遮断用空気管22が大気に開放される。即ち、水位WLの下降時には揚水遮断水位SWL(開水位XWL)で揚水遮断用空気管22が大気に開放され、水位WLの上昇時には揚水遮断水位SWL(開水位XWL)より高い閉水位YWLで揚水遮断用空気管22が大気に開放される。故に、揚水遮断時にポンプケーシング3内から吸込水槽2への逆流等で水位WLが再揚水開始水位CWLにまで上昇しても、揚水を開始せず、揚水遮断運転を続ける。従って、揚水遮断用空気管22のハンチング現象を防止することができる。   In the preceding standby pump 1 according to the second embodiment, the pumping off air pipe 22 is opened to the atmosphere at different water levels WL when the water level WL rises and falls. That is, when the water level WL is lowered, the pumping cutoff air pipe 22 is opened to the atmosphere at the pumping cutoff water level SWL (open water level XWL). The blocking air tube 22 is opened to the atmosphere. Therefore, even if the water level WL rises to the re-pumping start water level CWL due to a backflow from the pump casing 3 to the suction water tank 2 at the time of pumping off, pumping is not started and the pumping off operation is continued. Accordingly, it is possible to prevent the hunting phenomenon of the pumping-off air pipe 22.

ここで、揚水遮断用空気管22から分岐されたU字管30は必須ではなく、運転条件によっては省略することも可能である。また、実施例2では、気水混合用空気管21の開口25が揚水遮断用空気管22の開口26よりも上方にある例を示したが、その逆(開口25を開口26よりも下方に設ける)でもよいし、同じ高さであってもよい。U字状の流路の一例としたU字管30を用いた例で説明を行ったが、中空容器の内部に仕切板を設けてU字状流路を形成したものであってもよい。さらに、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   Here, the U-shaped tube 30 branched from the pumping-off air tube 22 is not essential, and may be omitted depending on operating conditions. Further, in the second embodiment, the example in which the opening 25 of the air / water mixing air pipe 21 is located above the opening 26 of the pumping-off air pipe 22 is shown. Provided) or the same height. Although the example using the U-shaped tube 30 as an example of the U-shaped flow path has been described, a U-shaped flow path may be formed by providing a partition plate inside the hollow container. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

2 吸込水槽
3 ポンプケーシング
11 羽根車
21 気水混合用の通気路
21a 一端
21b 他端
21c 折返し部
22 気水切替用の通気路
23 U字状の流路
23a 一端
23b 他端(開口)
A 吸込み構造部
HWL 最高水位
LWL 最低水位(最上位)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Suction water tank 3 Pump casing 11 Impeller 21 Air flow path for air-water mixing 21a One end 21b Other end 21c Folding part 22 Air flow path for air-water switching 23 U-shaped flow path 23a One end 23b The other end (opening)
A Suction structure HWL Highest water level LWL Low water level (top)

Claims (5)

ポンプケーシングの羽根車を収容する部分よりも流体流れ方向で上流側に一端が開口され、かつ、他端が吸込水槽内に開放される気水混合用の通気路を有する先行待機ポンプであって、
前記通気路は、前記吸込水槽に設定される最高水位より高い位置にて折り返される折返し部が前記一端と前記他端との間に形成される全体として略逆U字状の管によって形成されるとともに、前記折返し部と前記他端との上下間における前記通気路に一端が接続され、かつ、他端が大気開放されるU字状の流路を有する吸込み構造部が設けられている先行待機ポンプ。
A preceding standby pump having an air-water mixing air passage whose one end is opened upstream in the fluid flow direction from the portion accommodating the impeller of the pump casing and the other end is opened in the suction water tank. ,
The aeration path is formed by a substantially inverted U-shaped tube as a whole in which a folded portion that is folded back at a position higher than the highest water level set in the suction water tank is formed between the one end and the other end. And a standby structure in which a suction structure portion having a U-shaped flow path having one end connected to the ventilation path between the folded portion and the other end and opened to the atmosphere at the other end is provided. pump.
前記吸込み構造部の他端が、気水混合用空気を導入する水位と略同じか上側位置で開口しており、前記通気路の他端が前記空気を導入する水位より下側位置で開口している請求項1に記載の先行待機ポンプ。   The other end of the suction structure portion is opened at a position that is substantially the same as or above the water level at which air-to-air mixing air is introduced, and the other end of the air passage is opened at a position below the water level at which the air is introduced. The preceding standby pump according to claim 1. 前記通気路の折返し部の位置が、前記ポンプケーシング内に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されている請求項1又は請求項2に記載の先行待機ポンプ。   The preceding standby pump according to claim 1 or 2, wherein a position of the folded portion of the air passage is set to a position higher than a suction head by a maximum negative pressure generated in the pump casing. 前記吸込水槽の水位が、前記吸込水槽における前記気水混合用の通気路からポンプケーシング内に吸込まれる空気を導入しながら揚水する気水混合運転を行う水位より低い水位になると、前記ポンプケーシングの前記羽根車より下方の部分に空気を導入することで揚水を遮断するための気水切替用の通気路が配備されている請求項1〜3の何れか一項に記載の先行待機ポンプ。   When the water level of the suction water tank becomes lower than the water level for performing the air / water mixing operation of pumping water while introducing the air sucked into the pump casing from the air / water mixing vent in the suction water tank, the pump casing The preceding standby pump according to any one of claims 1 to 3, wherein an air passage for air / water switching is provided for shutting off pumping by introducing air into a portion below the impeller. 前記気水切替用の通気路は、吸込水槽に設定される最高水位より高い位置にて折り返される折返し部が前記前記気水切替用の通気路の一端と前記気水切替用の通気路の他端との間に形成される全体として略逆U字状の管によって形成されるとともに、前記折返し部と前記気水切替用の通気路の他端との上下間における前記気水切替用の通気路に一端が接続され、かつ、他端が大気開放されるU字状の流路管を有する吸込み構造部が設けられている請求項4に記載の先行待機ポンプ。 The air / water switching vent has a folded portion that is folded back at a position higher than the highest water level set in the suction water tank, in addition to one end of the air / water switching vent and the air / water switching vent. together they are formed by a substantially inverted U-shaped tube as a whole is formed between the end, ventilation for the steam-water switching between the upper and lower the other end of the vent passage for the steam-water switch and the folded portion 5. The preceding standby pump according to claim 4, wherein a suction structure portion having a U-shaped flow channel pipe having one end connected to the passage and the other end opened to the atmosphere is provided.
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