JP6184428B2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、先行待機運転に好適な落水機構を備えた立軸ポンプに関するものである。

従来、大雨などで吸込水槽に大量の水が急激に流入しても迅速に排水を行うことができる先行待機立軸ポンプが知られている。この先行待機立軸ポンプは、揚水運転（排水運転）ができない低水位の状態から全速運転（気中運転）を開始し、吸込水槽の水位に応じて気中運転、気水混合運転、揚水運転が繰り返し行われる。

上記気中運転の状態から吸込水槽の水位が上昇して羽根車入口レベルに達すると、空気と水が混ざった気水混合運転に移行し、さらに水位が上昇すると、通常の揚水運転が行われる。また、揚水運転の状態から水位が低下すると、気水混合運転に移行し、さらに水位が低下すると、揚水（排水）が停止し揚水管内に水が留まるエアロック運転になる。このエアロック運転が継続すると、羽根車によって揚水管内の滞留水が攪拌されるため、滞留水の温度が上昇すると共にポンプに大きな振動が発生してポンプ軸の軸受が損傷するという問題がある。

そこでエアロック運転を回避するため、揚水管内の滞留水を強制的に落水させる機能を備えた立軸ポンプが提案されている。電気的制御によらず機械的制御により落水させるものとして、例えば特許文献１には、羽根車上部と吐出管上部とを連通させ、下部に小穴が穿設された落水管と羽根車上部との間に落水弁を設け、吐出管上部と羽根車上部との圧力バランスにより弁開閉を行う技術が記載されている。

また、特許文献２には、ケーシングの下流に落水口とフラップ弁とを設け、水流の有無によりフラップ弁の開閉を行う技術が記載されている。さらに、特許文献３には、落水弁の開閉にばねの弾力を利用して、羽根車ケーシング内の圧力が高いときには落水弁が閉成し、圧力が低いときには落水弁が開成する技術が開示されている。

特開平１０−１５３１９１号公報 特開平９−２５６９９０号公報 実開平３−２５８８９号公報

上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に示される技術は、羽根車上部と吐出管上部との高低差が大きいため、連通させる落水管の長さが長くなり、落水設備が大きなものとなる不都合があった。また、落水管が長いとポンプの振動に伴う落水管の振動も大きくなり、振動による損傷を防止するため落水管の取り付けに労力を要する。また、特許文献２に示される技術は、揚水が停止しても羽根車は回転しているため、揚水管内の滞留水の旋回流れによってフラップ弁が外側に押されて落水口が開口しない恐れがある。さらに、特許文献３には、ポンプの吐出圧とばねの付勢力とを利用して落水弁を開閉する技術が示されるが、落水弁の弁体が落水流路内に突出しているため異物が詰まりやすく、また弁体を付勢するばねにも異物が絡みやすく、落水制御に支障をきたす恐れがある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、落水管が短くて済み、落水設備がコンパクトであると共に、異物も詰まりが生じ難い落水機構を有する立軸ポンプを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る立軸ポンプは、回転駆動される羽根車を収納する羽根車ケーシングの外部に落水弁が配設された立軸ポンプであって、前記羽根車ケーシングの前記羽根車近傍に導入口と落水口とが設けられ、前記落水弁が、筒状に形成された弁ケーシングと、前記弁ケーシング内で上下動可能に収納された弁体とを備え、前記弁ケーシングの底部に吐出口が設けられていると共に、前記弁ケーシングの側面に流入口が設けられ、前記弁ケーシングの前記流入口と対向する位置に流出口が設けられ、前記導入口と前記吐出口とが圧力導入管で接続されていると共に、前記落水口と前記流入口とが落水管で接続され、前記羽根車が回転駆動され、吸込水槽の水位の上昇に伴い前記羽根車ケーシング内の圧力が上昇し揚水が開始されると、前記吐出口から前記弁ケーシング内に吐出される圧力水により前記弁体が押し上げられて上方に移動し、前記弁ケーシング内の天面に当接する位置に配されると、前記弁体が前記流入口及び前記流出口を閉塞し、前記吸込水槽の水位の低下に伴い前記羽根車ケーシング内の圧力が低下し揚水が停止されると、前記圧力水の前記弁体に対する付勢力が弱まり前記弁体が下降して前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配されると、前記弁ケーシング内に前記流入口と前記流出口とを連通させる空間が形成されることを特徴とする。

この立軸ポンプでは、羽根車が回転駆動され、吸込水槽の水位上昇により羽根車ケーシング内の圧力が上昇し揚水が開始されると、吐出口から弁ケーシング内に吐出される圧力水により弁体が押し上げられて上方に移動し、弁ケーシング内の天面に当接する位置に配されると、弁体が流入口及び流出口を閉塞するので、落水口から流出口までの落水流路の連通を遮断する。また、落水流路の連通が遮断されることによって、揚水運転時に揚水が落水流路から外部に流出することがない。また、吸込水槽の水位低下により羽根車ケーシング内の圧力が低下し揚水が停止されると、圧力水の弁体に対する付勢力が弱まり弁体が自重で下降して弁ケーシング内の底部に当接する位置に配されると、弁ケーシング内に流入口と流出口とを連通させる空間が形成されるので、落水口から流出口まで連通される落水流路が形成される。このように、羽根車の回転駆動と吸込水槽の水位変化に伴う圧力水の圧力変化と弁体の重量とによって弁体が確実に上下動することで、落水流路の連通と遮断とが行われる。しかも、落水口から流出口までの落水流路に介在物や突起物がないため、異物を含む汚水であっても介在物等に異物が絡んで落水流路が閉塞することがなく、揚水管内の滞留水を確実に落水させることができる。また、落水管を上下に長く配管する必要がなく、短くて済み、落水機構を小型化することが可能である。

第２の発明に係る立軸ポンプは、第１の発明において、前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有していることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、弁体が、弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、流入口と流出口とを連通させる貫通孔を有しているので、揚水停止時に貫通孔が流入口と流出口との間で落水流路の一部となる。

第３の発明に係る立軸ポンプは、第１の発明において、前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、上端面が前記流入口と前記流出口との下端に略一致する位置に配されて、前記上端面と前記弁ケーシング内の天面との間に前記流入口と前記流出口とを連通させる空間が形成されることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、弁体が、弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、上端面が流入口と流出口との下端に略一致する位置に配されて、上端面と弁ケーシング内の天面との間に流入口と流出口とを連通させる空間が形成されるので、揚水停止時に上端面と弁ケーシング内の天面との間の空間が流入口と流出口との間で落水流路の一部となる。また、貫通孔を形成した弁体に比べて、弁体を簡易な構造にすることができると共に小型化することも可能である。

第４の発明に係る立軸ポンプは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記弁ケーシングの底部に、前記圧力導入管と連通された突出管状部が鉛直方向上方に突出して設けられ、前記弁体が、底部から鉛直方向上方に延在し前記突出管状部が挿入される挿入穴を有していることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、弁ケーシングの底部に、圧力導入管と連通された突出管状部が鉛直方向上方に突出して設けられ、弁体が、底部から鉛直方向上方に延在し突出管状部が挿入される挿入穴を有しているので、突出管状部から吐出される圧力水の勢いを挿入穴を介して効果的に弁体に伝達することができ、弁体の上方への移動を速やかかつ確実に行うことができる。

第５の発明に係る立軸ポンプは、第４の発明において、前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有し、前記突出管状部及び前記挿入穴の水平方向の断面形状が、多角形又は楕円であることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、突出管状部及び挿入穴の水平方向の断面形状が、多角形又は楕円であるので、弁体が円柱形状であっても、軸周りの回転が規制される。したがって、流入口と流出口とが貫通孔で確実に連通されて落水が行われる。

第６の発明に係る立軸ポンプは、第４又は第５の発明において、前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有し、前記弁体の軸心と前記突出管状部の軸心とを水平方向にずらしていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、弁体の軸心と突出管状部の軸心とを水平方向にずらしているので、弁体が円柱形状であっても、軸周りの回転が規制される。したがって、流入口と流出口とが貫通孔で確実に連通されて落水が行われる。

第７の発明に係る立軸ポンプは、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記弁ケーシングの上部及び下部に、それぞれ内部と外部とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする。
すなわち、この立軸ポンプでは、弁ケーシングの上部及び下部に、それぞれ内部と外部とを連通する連通孔が形成されているので、弁体の上昇時及び下降時に弁ケーシング内の水や空気を連通孔から速やかに排除又は吸入でき、弁体の上昇と下降をより速やかにかつ確実に行うことができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の立軸ポンプによれば、羽根車の回転駆動と吸込水槽の水位変化に伴う圧力水の圧力変化と弁体の重量とによって弁体が確実に上下動することで、落水流路の連通と遮断とを行うことができると共に、異物を含む汚水であっても介在物等に異物が絡んで落水流路が閉塞することがなく、揚水管内の滞留水を確実に落水させることができる。また、落水管が短くて済み、落水機構を小型化することが可能である。さらに、揚水停止時には弁体が自重で下降するため、確実に落水流路を形成することができる。

本発明に係る立軸ポンプの第１実施形態において、一部を破断した全体を示す正面図である。 第１実施形態において、弁体が下がった状態の要部を示す断面図である。 第１実施形態において、弁体が上がった状態の要部を示す断面図である。 本発明に係る立軸ポンプの第２実施形態において、弁体が下がった状態の要部を示す断面図である。 第２実施形態において、弁体が上がった状態の要部を示す断面図である。 本発明に係る立軸ポンプの第３実施形態において、弁体が下がった状態の要部を示す断面図である。 本発明に係る立軸ポンプの第４実施形態において、弁体が下がった状態の要部を示す断面図である。 第４実施形態において、弁体が上がった状態の要部を示す断面図である。 本発明に係る立軸ポンプの第５実施形態において、弁体が下がった状態の要部を示す断面図である。 第５実施形態において、弁体が上がった状態の要部を示す断面図である。

以下、本発明における立軸ポンプの第１実施形態を、図１から図３に基づいて説明する。

本実施形態における立軸ポンプ１は、図１から図３に示すように、回転駆動される羽根車８を収納する羽根車ケーシング６の外部に落水機構として落水弁９が配設されたものである。この立軸ポンプ１は、吐出しエルボ２が吸込水槽３の床４に固定され、吐出しエルボ２の下端に揚水管５、羽根車ケーシング６が順次連結されて、吸込水槽３に垂下されている。また、羽根車ケーシング６には、ポンプ軸７の下端に配設された羽根車８が収納されている。なお、図中のＷＬは吸込水槽３の水位を示す。

上記羽根車ケーシング６には、羽根車８近傍に導入口１０と落水口１１とが設けられている。なお、導入口１０は、落水口１１よりも下方に配され、より羽根車８の近くに形成されている。
上記落水弁９は、筒状に形成された弁ケーシング１７と、弁ケーシング１７内で上下動可能に収納された弁体１８とを備えている。すなわち、落水弁９は、水平方向の断面形状が正方形の筒形の側面ケーシング１４と上部ケーシング１５と下部ケーシング１６とからなる弁ケーシング１７と、弁ケーシング１７の内部に収納される弁体１８とを有している。

上記弁ケーシング１７の底部には、吐出口２６が設けられていると共に、弁ケーシング１７の側面には、流入口２０が設けられている。
また、弁ケーシング１７の流入口と対向する位置には、流出口２１が設けられている。
上記導入口１０と吐出口２６とは、圧力導入管１３で接続されていると共に、落水口１１と流入口２０とは落水管１２で接続されている。

この立軸ポンプ１は、図３に示すように、羽根車８が回転駆動され、吸込水槽３の水位上昇により羽根車ケーシング６内の圧力が上昇して揚水が開始されると、吐出口２６から弁ケーシング１７内に吐出される圧力水Ｗにより弁体１８が押し上げられて上方に移動し、弁ケーシング１７内の天面に当接する位置に配されると、弁体１８が流入口２０及び流出口２１を閉塞する機能を有している。

また、立軸ポンプ１は、図２に示すように、吸込水槽３の水位低下により羽根車ケーシング６内の圧力が低下し揚水が停止されると、圧力水Ｗの弁体１８に対する付勢力が弱まり弁体１８が下降して弁ケーシング１７内の底部に当接する位置に配されると、弁ケーシング１７内に流入口２０と流出口２１とを連通させる空間を形成する機能を有している。
上記弁体１８は、弁ケーシング１７内の底部に当接する位置に配された状態で、流入口２０と流出口２１とを連通させる貫通孔１９を有している。すなわち、この貫通孔１９は、流入口２０と流出口２１とを連通させる上記空間となる。この貫通孔１９は、弁体１８を水平方向に貫通している。

弁体１８は、適宜な質量を有する金属製（一例としてステンレス製）で中実の正四角柱で形成されており、その外径は側面ケーシング１４の内径よりわずかに小さく（一例として２ｍｍ小さい）、弁ケーシング１７の内部を上下動可能に収納されている。
上記側面ケーシング１４には、上記流入口２０と、流入口２０に対向する位置に上記流出口２１とがそれぞれ設けられている。流入口２０は、羽根車ケーシング６の落水口１１に落水管１２で接続され、流出口２１には排水管２２の一端が接続される。

流入口２０と流出口２１とは貫通孔１９で連通され、落水口１１から流出口２１までの流路が落水流路２３として形成されている。この貫通孔１９の内径は、流入口２０及び流出口２１と同径であり、落水流路２３には流路を狭窄する突起物や流れを妨げる障害物等の介在物がなく、落水口１１を通過した異物は落水流路２３を確実に通過できるようになっている。

側面ケーシング１４の下部には、連通孔２４ａ、２４ｂが穿設され、側面ケーシング１４の上部には連通孔２５ａ、２５ｂが穿設され、連通孔２４ａ、２４ｂ及び連通孔２５ａ、２５ｂにより弁ケーシング１７の内部と外部とが連通されている。
下部ケーシング１６の中央部には、吐出口２６が設けられ、吐出口２６が羽根車ケーシング６の導入口１０に圧力導入管１３を介して接続されている。

この立軸ポンプ１では、羽根車ケーシング６内の圧力が上昇して揚水運転が開始されると、流入口２０及び流出口２１が開口している落水管１２及び落水流路２３内の圧力に対して、吐出口２６が弁体１８で閉塞されている圧力導入管１３内の圧力が高くなる。これにより、羽根車ケーシング６内の圧力水Ｗが吐出口２６から弁体１８の底部に向けて吐出され、弁体１８はその付勢力によって上方に移動する。この弁体１８の上方への移動によって、図３に示すように、流入口２０と流出口２１とが弁体１８で閉塞され、落水流路２３の連通が遮断される。また、弁体１８が上方に移動する際、弁体１８より上方にある空気や水は、連通孔２５ａ、２５ｂから速やかに弁ケーシング１７の外部に排出される。

次に、羽根車ケーシング６内の圧力が低下して揚水運転が停止すると、吐出口２６から弁体１８に向けて吐出される圧力水Ｗの付勢力が低下することによって、弁体１８の重量が付勢力より大きくなり、弁体１８が下降する。この弁体１８の下降によって流入口２０と流出口２１とが貫通孔１９で連通され、落水が開始される。また、弁体１８が下降する際、連通孔２５ａ、２５ｂから空気が吸入され、弁体１８より下方にある水は連通孔２４ａ、２４ｂから速やかに弁ケーシング１７の外部に排出される。

このように本実施形態の立軸ポンプ１では、羽根車８の回転駆動と吸込水槽３の水位変化に伴う圧力水Ｗの圧力変化と弁体１８の重量とによって弁体１８が確実に上下動することで、落水流路２３の連通と遮断とが行われる。しかも、落水口１１から流出口２１までの落水流路２３に介在物や突起物がないため、異物を含む汚水であっても介在物等に異物が絡んで落水流路２３が閉塞することがなく、揚水管５内の滞留水を確実に落水させることができる。また、落水管１２を上下に長く配管する必要がなく、短くて済み、落水機構全体を小型化することが可能である。さらに、揚水停止時に圧力水Ｗの圧力が低下することで、弁体１８が自重で下降するため、確実に落水流路２３を形成することができる。

また、弁体１８が、弁ケーシング１７内の底部に当接する位置に配された状態で、流入口２０と流出口２１とを連通させる貫通孔１９を有しているので、揚水停止時に貫通孔１９が流入口２０と流出口２１との間で落水流路２３の一部となる。
さらに、弁ケーシング１７の上部及び下部に、それぞれ内部と外部とを連通する連通孔２５ａ，２５ｂ及び連通孔２４ａ，２４ｂが形成されているので、弁体１８の上昇時及び下降時に弁ケーシング１７内の水や空気を連通孔２５ａ，２５ｂ及び連通孔２４ａ，２４ｂから速やかに排除又は吸入でき、弁体１８の上昇と下降をより速やかにかつ確実に行うことができる。

次に、本発明に係る立軸ポンプの第２から第５実施形態について、図４から図１０を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、弁体１８の底部が平坦面であるのに対し、第２実施形態の立軸ポンプでは、図４及び図５に示すように、弁ケーシング３１の底部に、圧力導入管１３と連通された突出管状部４１が鉛直方向上方に突出して設けられ、弁体３５が、底部から鉛直方向上方に延在し突出管状部４１が挿入される挿入穴４０を有している点である。

この第２実施形態では、落水弁３０の弁ケーシング３１が、円筒形の側面ケーシング３２と上部ケーシング３３と下部ケーシング３４とからなり、弁ケーシング３１の内部に弁体３５が上下動可能に収納されている。
また、弁体３５には、弁体３５を水平方向に貫通する貫通孔３６が形成されている。さらに、側面ケーシング３２には、流入口３７と、流入口３７に対向する位置に流出口３８とがそれぞれ設けられている。

流入口３７は、羽根車ケーシング６の落水口１１と落水管３８とで接続され、流出口３８には排水管２２の一端が接続されている。流入口３７と流出口３８とは、貫通孔３６で連通され、落水口１１から流出口３８までの流路が落水流路３９として形成されている。
弁体３５は適宜な質量を有するセラミックス製で中実の円柱で形成され、その外径は側面ケーシング３２の内径よりわずかに小さい。この弁体３５には、底部から軸方向に柱体状空洞部である挿入穴４０が形成され、挿入穴４０に吐出管である突出管状部４１が、弁体３５が下がっている状態で上端付近まで挿入されている。

上記突出管状部４１は、吐出口４２を介して圧力導入管１３と連通しており、下部ケーシング３４に鉛直方向に立設固定されている。挿入穴４０と突出管状部４１とは、水平方向の断面形状が正方形に形成され、これによって弁体３５は軸心周りに回転しないように規制される。
上部ケーシング３３には、連通孔４３ａ、４３ｂが穿設されていると共に、下部ケーシング３４には、連通孔４４ａ、４４ｂが穿設され、それぞれ弁ケーシング３１の内部と外部を連通している。

吸込水槽３の水位上昇により、羽根車ケーシング６内の圧力が上昇して揚水運転が開始されると、羽根車ケーシング６内の圧力水Ｗが突出管状部４１から挿入穴４０の上端に向けて吐出され、弁体３５はその付勢力によって上方に移動する。この弁体３５の移動によって、図５に示すように、流入口３７と流出口３８とが弁体３５で閉塞され、落水流路３９の連通が遮断される。また、弁体３５が上方に移動する際、弁体３５より上方の空気及び水は、連通孔４３ａ、４３ｂから速やかに弁ケーシング３１の外部に排出される。

また、吸込水槽３の水位低下により、揚水運転が停止して羽根車ケーシング６内の圧力が低下すると、突出管状部４１から弁体３５に向けて吐出される圧力水Ｗの付勢力が低下することによって、弁体３５の重量が付勢力より大きくなり、弁体３５が下降する。この弁体３５の下降によって流入口３７と流出口３８とが貫通孔３６で連通され、落水流路３９が形成されて落水が開始される。また、弁体３５が下降する際、連通孔４３ａ、４３ｂから空気が吸入されることによって、弁体３５より下方にある水及び空気は、連通孔４４ａ、４４ｂから速やかに弁ケーシング３１の外部に排出される。

このように第２実施形態の立軸ポンプは、弁体３５に挿入穴４０を設け、突出管状部４１を挿入穴４０に挿入したので、突出管状部４１から吐出される圧力水Ｗの勢いが弁体３５に効果的に伝達され、弁体３５の上昇を速やかかつ確実に行うことができる。なお、本実施形態では、挿入穴４０と突出管状部４１との水平方向の断面形状を正方形に形成したが、これに限られることはなく、多角形や楕円に形成しても良い。

次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、弁体３５の軸心と挿入穴４０及び突出管状部４１の軸心とが一致しているのに対し、第３実施形態の立軸ポンプでは、図６に示すように、弁体５０の軸心Ｃ１と挿入穴４０及び突出管状部５１の軸心Ｃ２とがずれている点である。
すなわち、弁体５０の軸心Ｃ１と突出管状部５１の軸心Ｃ２とを水平方向にずらしている。また、第３実施形態では、上部ケーシングに替えてリング状のストッパ５２を設けている点でも第２実施形態と相違している。

このように第３実施形態の立軸ポンプでは、弁体５０が円柱形の場合において、弁体５０の軸心Ｃ１と突出管状部５１の軸心Ｃ２を水平方向にずらすことによって、弁体５０の軸心周りの回転を規制することができ、弁体５０が下降した際に、流入口３７と流出口３８とが貫通孔３６によって確実に連通される。また、弁体５０が上昇した際にストッパ５２により規制される。

次に、第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、貫通孔１９を有した弁体１８を採用し、貫通孔１９によって落水流路２３を形成するのに対し、第４実施形態の立軸ポンプでは、図７及び図８に示すように、弁体６５が、貫通孔を有せず、弁ケーシング６４内の底部に当接する位置に配された状態で、上端面が流入口６６と流出口６７との下端に略一致する位置に配されて、上端面と弁ケーシング６３内の天面との間に流入口６６と流出口６７とを連通させる空間が形成される点である。

第４実施形態の落水弁６０は、円筒形の側面ケーシング６１と上部ケーシング６２と下部ケーシング６３とからなる弁ケーシング６４と、弁ケーシング６４の内部に収納される弁体６５とを有している。この弁体６５は、適宜な質量を有する金属製で中実の円柱で形成されており、その外径は側面ケーシング６１の内径よりわずかに小さく（一例として２ｍｍ小さい）、側面ケーシング６１の内部を上下動可能に収納されている。

弁体６５の上端は、側面ケーシング６１に設けられた流入口６６及び流出口６７の下端レベルと一致している。弁体６５の上端を流入口６６及び流出口６７の下端レベルと一致させることによって、落水口１１から流出口６７までの流路内に突起物や流れを妨げる障害物等の介在物のない落水流路６８が形成される。流入口６６は、羽根車ケーシング６に設けられた落水口１１と落水管１２とに接続されると共に、下部ケーシング６３の中央部に設けられた吐出口６９と羽根車ケーシング６に設けられた導入口１０とが圧力導入管１３で接続されている。

この第４実施形態では、羽根車ケーシング６内の圧力が上昇して揚水運転が開始されると、羽根車ケーシング６内の圧力水Ｗが吐出口６９から弁体６５に向けて吐出され、弁体６５はその付勢力によって上方に移動する。この弁体６５の移動によって、図８に示すように、流入口６６と流出口６７とが弁体６５で閉塞され、落水流路６８の連通が遮断される。

また、羽根車ケーシング６内の圧力が低下して揚水運転が停止すると、吐出口６９から弁体６５に向けて吐出される圧力水Ｗの付勢力が低下することによって、弁体６５の重量が付勢力より大きくなり、弁体６５が下降する。この弁体６５の下降によって、図７に示すように、流入口６６と流出口６７とが全開し、落水流路６８が連通され落水が開始される。

このように第４実施形態の立軸ポンプによれば、落水流路６８に流路を狭窄する突起物や流れを妨げる障害物等の介在物がないため、落水口１１を通過した異物は落水流路６８を確実に通過でき、落水弁６０が異物によって閉塞することがない。また、落水弁６０の構造が貫通孔を有せず、簡易でコンパクトにすることが可能である。

次に、第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態の弁体６５の底部が平坦面であるのに対し、第５実施形態の立軸ポンプでは、図９及び図１０に示すように、弁ケーシング８１の底部に、圧力導入管１３と連通された突出管状部９１が鉛直方向上方に突出して設けられ、弁体８５が、底部から鉛直方向上方に延在し突出管状部９１が挿入される挿入穴９０を有している点である。

第５実施形態では、落水弁８０の弁ケーシング８１が、円筒形の側面ケーシング８２とリング状のストッパ８３と下部ケーシング８４とからなり、弁ケーシング８１の内部に弁体８５が上下動可能に収納されている。側面ケーシング８２には、流入口８６と流出口８７とがそれぞれ設けられ、流入口８６は、羽根車ケーシング６の落水口１１と落水管１２で接続されている。そして、落水口１１から流出口８７までの流路は、落水流路８８として形成されている。

また、弁体８５は、適宜な質量を有するセラミックス製で中実の円柱で形成され、その外径は側面ケーシング８２の内径よりわずかに小さい。弁体８５には、底部から軸方向に柱体状の挿入穴９０が形成され、挿入穴９０に突出管状部９１が上端付近まで挿入されている。突出管状部９１は吐出口９２を介して圧力導入管１３と連通しており、下部ケーシング８４に鉛直方向に立設固定されている。
また、下部ケーシング８４には、連通孔９３ａ、９３ｂが穿設され、弁ケーシング８１の内部と外部とを連通している。

第５実施形態では、羽根車ケーシング６内の圧力が上昇して揚水運転が開始されると、羽根車ケーシング６内の圧力水Ｗが突出管状部９１から挿入穴９０の上端に向けて吐出され、弁体８５はその付勢力によって上方に移動する。この弁体８５の移動によって、図１０に示すように、流入口８６と流出口８７とが弁体８５で閉塞され、落水流路８８の連通が遮断される。

また、羽根車ケーシング６内の圧力が低下して揚水運転が停止すると、突出管状部９１から弁体８５に向けて吐出される圧力水Ｗの付勢力が低下することによって、弁体８５の重量が付勢力より大きくなり、弁体８５が下降する。この弁体８５の下降によって流入口８６と流出口８７とが全開し、落水流路８８が連通される。

このように第５実施形態の立軸ポンプでは、弁体８５に挿入穴９０を設けると共に、突出管状部９１を挿入穴９０に挿入したので、突出管状部９１から吐出される圧力水Ｗの勢いが弁体８５に効果的に伝達され、弁体８５の上昇を速やかかつ確実に行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態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を加えることが可能である。

例えば、上記各実施形態では、いずれも導入口の下流側（上方）に落水口を設けたが、導入口と落水口とは同一レベルでもよく、導入口の上流側に落水口を設けても良い。
また、弁体の軸周りの回転を規制するための手段については、第２実施形態や第３実施形態に示した手段に限られるものではなく、たとえば弁体側面に軸方向に長溝を設け、弁ケーシングの内面に設けた凸部をこの長溝に係合することにより、弁体の上下動を可能な状態として、弁体の回転を規制しても良い。
また、筒状の弁ケーシングと柱体状の弁体との水平方向の断面形状は、円形や正方形に限られるものではなく、三角形や長方形などの多角形や楕円形であっても良い。

１…立軸ポンプ、６…羽根車ケーシング、８…羽根車、９，３０，６０，８０…落水弁、１０…導入口、１１…落水口、１２，２２…落水管、１３…圧力導入管、１７，３１，６４，８１…弁ケーシング、１８，３５，６５，８５…弁体、１９，３６…貫通孔、２０，３６，６６，８６…流入口、２１，３８，６７，８７…流出口、２６，４２，６９，９２…吐出口、２３，３７，６８，８８…落水流路、２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，９３ａ，９３ｂ…連通孔、４０，９０…挿入穴、４１，９１…突出管状部、Ｗ…圧力水

Claims (7)

1. 回転駆動される羽根車を収納する羽根車ケーシングの外部に落水弁が配設された立軸ポンプであって、
   前記羽根車ケーシングの前記羽根車近傍に導入口と落水口とが設けられ、
   前記落水弁が、筒状に形成された弁ケーシングと、前記弁ケーシング内で上下動可能に収納された弁体とを備え、
   前記弁ケーシングの底部に吐出口が設けられていると共に、前記弁ケーシングの側面に流入口が設けられ、
   前記弁ケーシングの前記流入口と対向する位置に流出口が設けられ、
   前記導入口と前記吐出口とが圧力導入管で接続されていると共に、前記落水口と前記流入口とが落水管で接続され、
   前記羽根車が回転駆動され、吸込水槽の水位の上昇に伴い前記羽根車ケーシング内の圧力が上昇し揚水が開始されると、前記吐出口から前記弁ケーシング内に吐出される圧力水により前記弁体が押し上げられて上方に移動し、前記弁ケーシング内の天面に当接する位置に配されると、前記弁体が前記流入口及び前記流出口を閉塞し、
   前記吸込水槽の水位の低下に伴い前記羽根車ケーシング内の圧力が低下し揚水が停止されると、前記圧力水の前記弁体に対する付勢力が弱まり前記弁体が下降して前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配されると、前記弁ケーシング内に前記流入口と前記流出口とを連通させる空間が形成されることを特徴とする立軸ポンプ。
2. 請求項１記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有していることを特徴とする立軸ポンプ。
3. 請求項１記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、上端面が前記流入口と前記流出口との下端に略一致する位置に配されて、前記上端面と前記弁ケーシング内の天面との間に前記流入口と前記流出口とを連通させる空間が形成されることを特徴とする立軸ポンプ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁ケーシングの底部に、前記圧力導入管と連通された突出管状部が鉛直方向上方に突出して設けられ、
   前記弁体が、底部から鉛直方向上方に延在し前記突出管状部が挿入される挿入穴を有していることを特徴とする立軸ポンプ。
5. 請求項４に記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有し、
   前記突出管状部及び前記挿入穴の水平方向の断面形状が、多角形又は楕円であることを特徴とする立軸ポンプ。
6. 請求項４又は５に記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁体が、前記弁ケーシング内の底部に当接する位置に配された状態で、前記流入口と前記流出口とを連通させる貫通孔を有し、
   前記弁体の軸心と前記突出管状部の軸心とを水平方向にずらしていることを特徴とする立軸ポンプ。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の立軸ポンプにおいて、
   前記弁ケーシングの上部及び下部に、それぞれ内部と外部とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする立軸ポンプ。

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