JP6472738B2 - Swirl prevention device and pump equipment provided with vortex prevention device - Google Patents
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Description
本発明は、渦防止装置、および渦防止装置を備えるポンプ設備に関する。 The present invention relates to a vortex prevention device and a pump facility including the vortex prevention device.
ポンプ設備における吸込水槽の形状および寸法は、ポンプ設備が設置される敷地の形状、ポンプ設備自体の形状、またはその他の経済的な事情などによって制約を受ける。例えば、最近は、吸込水槽の寸法を可能な限り小さくすることが要求される事例が多くある。 The shape and dimensions of the suction water tank in the pump facility are limited by the shape of the site where the pump facility is installed, the shape of the pump facility itself, or other economic circumstances. For example, recently, there are many cases where it is required to make the size of the suction tank as small as possible.
図1Aは、ポンプ設備に設置される吸込水槽の模式的な斜視図である。図1Bは、図1Aに示す吸込水槽の平面図である。図示された例において、吸込水槽1は底部2を有する箱形であり、その側部のうちの1つは開放されて水路3に連通する。この開放された側部以外の吸込水槽1の側部には、いずれも側壁が形成される。側壁は、水路3の流れの向きに平行な1対の側壁4L,4R、および水路3からの水流の終端に位置する側壁5として、いずれも透過的に図示されている。ポンプの吸込口6が、上方から吸込水槽1内に差し入れられ、水中に配置されている。ポンプの運転により吸込水槽1の水が吸込口6を介して揚水され、また、水路3から水が吸込水槽1に流入する。
FIG. 1A is a schematic perspective view of a suction water tank installed in a pump facility. FIG. 1B is a plan view of the suction water tank shown in FIG. 1A. In the illustrated example, the
このような構造を有する吸込水槽1で水槽の寸法を小さくすると、吸込口6と吸込水槽1の内壁面、すなわち底部2、側壁4L,4R、および側壁5との間の距離が短くなり、水槽内での水の流速が大きくなる結果として、渦が発生しやすくなる。発生した渦が吸込口6からポンプに吸い込まれると、揚水性能低下、騒音、または振動などを引き起こす可能性があり、結果としてポンプの機能障害に至ったり、揚水不能になったりする可能性もある。
When the size of the water tank is reduced in the
ここで、吸込水槽1内で発生する渦は、発生する箇所によって便宜的に大きく4つに分類できる。第1〜第4の分類の渦について、それぞれΓ0〜Γ3の符号を付して図1Aおよび図1Bに示す。第1の分類の渦Γ0は、吸込水槽1の底部2と吸込口6との間に発生する水中渦である。第2の分類の渦Γ1は、吸込水槽1の側壁4L,4Rと吸込口6との間に発生する水中渦である。第3の分類の渦Γ2は、吸込水槽1の側壁5と吸込口6との間に発生する水中渦である。第4の分類の渦Γ3は、水面と吸込口6との間に発生する水面渦である。
Here, the vortex generated in the
上記の渦Γ0〜Γ3の間では、発生する箇所および発生後の渦の成長の仕方が異なる。従って、渦の発生を防止するための渦防止装置の適切な構造は、それぞれの種類の渦の間で異なりうる。従来の渦防止装置の多くは、いずれかの特定した種類の渦の発生を防止するために適正化されたものであったが、その反面で、特定の対象とされない他の種類の渦については十分な渦防止効果が得られなかった。ところで、実際の吸込水槽でどの種類の渦がどの程度発生するかは、吸込水槽が多くの場合地下に設置されるために明かりが入らず、また貯留される水も濁っている場合があるため、特定することが困難である。それゆえ、上記のような従来の渦防止装置は、必ずしも吸込水槽で実際に発生する渦を防止できていない可能性があった。 Between the above vortices Γ0 to Γ3, the places where the vortices are generated and the way the vortices grow are different. Accordingly, the appropriate structure of the vortex prevention device for preventing the generation of vortices may differ between the respective types of vortices. Many of the conventional vortex prevention devices have been optimized to prevent the generation of any specific type of vortex, but on the other hand, for other types of vortices that are not specifically targeted A sufficient vortex prevention effect could not be obtained. By the way, how many types of vortices are generated in an actual suction tank is because the suction tank is often installed underground, so there is no light, and the stored water may be cloudy , Difficult to identify. Therefore, the conventional vortex prevention device as described above may not necessarily prevent the vortex actually generated in the suction water tank.
そこで、近年、複数の種類の渦の発生を防止することを意図した渦防止装置が提案されている。例えば、特許文献1には、吸込口の直下に十字状のバッフルを取り付けるとともに、吸込口の水槽端部側にあたる領域に吸込口を囲む半円筒形で、水路方向の縦断面が開いたパンチングメタルの板で形成される渦防止部材を配置したポンプ設備が記載されている。この場合、吸込水槽の壁面と吸込口との間に、パンチングメタルの板が配置されるこ
とになる。それゆえ、吸込水槽の壁面とパンチングメタルの板との間の水は、パンチングメタルの板に開けられた孔を通じて吸込口側に流れることになる。ところが、板に形成される孔の数および大きさには限りがあるために、パンチングメタルの板の開口率は小さく、孔で生じる圧力損失が大きいために、水が流れにくくなっている。したがって、パンチングメタルの板により、あたかも新たな壁面が形成されたようになる。すなわち、吸込水槽に水路から流入した水の流れが、吸込口周辺では、吸込水槽の壁面間の幅ではなくパンチングメタルの半円筒板の直径幅に狭められてしまう。従って、水は吸込口に流入しにくくなり、ポンプの吸込性能が低下する可能性がある。さらに、水が流入しにくいうえに、パンチングメタルで囲まれ狭くなった空間の水は、従来と変わらない揚水量で揚水されるので、吸込口の水圧が下がり、渦防止部材のパンチングメタルと吸込口との間に、パンチングメタルの壁面から発生する渦も含めて、新たに渦が形成される可能性もある。
Therefore, in recent years, vortex prevention devices intended to prevent the generation of a plurality of types of vortices have been proposed. For example, in
また、特許文献2では、ポンプの吸込口の直下に取り付けられる、様々な形状の渦防止装置が提案されている。これらの渦防止装置は、共通して、吸込口の下方に配置される、複数の貫通孔を有する上に凸な円錐状の部材を有する。これによって、水槽の底部から発生する渦(図1Aおよび図1Bに示した渦Γ0)を防止することができる。ただし、水槽の側壁から発生する渦(図1Aおよび図1Bに示した渦Γ1,Γ2)や、水面と吸込口6との間に発生する水面渦(同じく渦Γ3)については、成長して円錐状の部材と吸込口との間に延びてくる渦の侵入を十分に断ち切って防止することができない可能性がある。また、特許文献2で提案される渦防止装置は、吸込口から水路に向かう方向にも、吸込水槽の側壁に向かう方向にも一様に形成される。元来、渦防止装置のようなものを吸込口近辺に設ければ、渦防止装置自体が流れの抵抗体として作用する。そこで、水路から吸込口に向かう水流は、あまり渦が発生しない領域でもあるので、吸込口へより少ない抵抗で到達するように考慮されるべきである。しかしながら、特許文献2で提案される渦防止装置は、どの方向にも一様に形成されるので、水路から吸込口に向かう水流は必要以上の抵抗を受け、ポンプの吸込性能が低下する可能性がある。
Moreover, in
なお、上記の特許文献1および特許文献2において提案されている渦防止装置は、いずれもポンプの吸込口に取り付けられる。この場合、渦防止装置を含むポンプの吸込口部分の重量が増加したことによってポンプの他の部分との重量のバランスが変化し、結果としてポンプの運転時に発生する振動が増長される可能性がある。このような点を考慮する場合、ポンプの吸込口に取り付けるタイプの渦防止装置には、少なからぬ設計上の制約が存在することになる。
Note that the vortex prevention devices proposed in
これに対して、上記の特許文献1および特許文献2と同様に複数の種類の渦の発生を防止することを意図しているのに加えて、ポンプに取り付けるのではなく吸込水槽側に取り付ける渦防止装置も提案されている。より具体的には、特許文献3には、吸込水槽の底面上に、ポンプの吸込口を取り囲むようにパンチングメタルまたはエキスパンドメタルで形成される渦防止部材を設置したポンプ設備が記載されている。しかしながら、パンチングメタルを使用する場合、開口率が小さいために開口を流れる水流に圧力損失が生じ、あたかも吸込水槽の壁面に代わる新たな壁面がポンプ吸込口と吸込水槽の壁面との間に形成されたようになるので、ポンプの吸込圧の低下、吸込性能の低下および新たな渦の形成につながる可能性があるのは特許文献1と同じである。加えて、特許文献3の場合には、パンチングメタルに囲まれた内側で圧力が下がりすぎることによって、上記の渦Γ0の発生が助長される可能性もある。一方、エキスパンドメタルを用いれば開口率を大きくすることができる。しかしながら、エキスパンドメタルが水流に干渉する領域は、水流の方向、すなわち板面に直角な方向については短いので、エキスパンドメタルの開口部を通った水流を、そのまま板面に直角な向きに流れ続けるように整流することはできない。従って、例えば吸込水槽の壁面で発生した渦(図1Aおよび図1Bに示した渦Γ1,Γ2)が成長してエキスパンドメタルに至ると、渦は開口部を通って吸込口方向に成長し続けてしまい、
十分な渦防止効果が得られない。また、エキスパンドメタルはパンチングメタルのような板材に比べると強度が高くないために、渦防止部材自体の構造強度も低下してしまう。
On the other hand, in addition to the intention of preventing the generation of a plurality of types of vortices as in
A sufficient vortex prevention effect cannot be obtained. Moreover, since expanded metal is not high in strength compared to a plate material such as punching metal, the structural strength of the vortex preventing member itself is also reduced.
本発明は上述の点に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一つは、吸込水槽内に設置される渦防止装置において、十分な開口率を確保しつつ渦防止性能を向上させることが可能な、渦防止装置、および渦防止装置を備えるポンプ設備を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points. One of the objects of the present invention includes a vortex prevention device and a vortex prevention device capable of improving the vortex prevention performance while ensuring a sufficient opening ratio in a vortex prevention device installed in a suction water tank. To provide pump equipment.
本発明のある観点によれば、ポンプの吸込口が配置される吸込水槽内に設置される渦防止装置が提供される。渦防止装置は、吸込口が挿入される開口を有する天井部と、天井部を支持する支持柱と、支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として吸込口を囲む側方整流板と、吸込口の下方に設置される下方整流板とを備える。 According to an aspect of the present invention, there is provided a vortex prevention device installed in a suction water tank in which a suction port of a pump is arranged. The vortex prevention device is constructed such that a ceiling portion having an opening into which a suction port is inserted, a support column that supports the ceiling portion, and a plate surface between the support columns so as to be parallel to each other. It includes a side current plate that surrounds and a lower current plate that is installed below the suction port.
上記の構成では、吸込口の側方からの渦の発生を防止するための部材が整流板で構成されることによって、十分な開口率を確保しつつ渦防止性能を向上させることが可能になる。また、水面からの渦の発生、および吸込口の下方からの渦の発生も、天井部および下方整流板によって防止することができる。 In the above configuration, the member for preventing the generation of the vortex from the side of the suction port is configured by the rectifying plate, so that it is possible to improve the vortex prevention performance while ensuring a sufficient opening ratio. . Moreover, generation | occurrence | production of the vortex from a water surface and generation | occurrence | production of the vortex from the downward direction of a suction inlet can also be prevented with a ceiling part and a downward baffle plate.
上記の渦防止装置において、側方整流板は、渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または45°以下の勾配を形成するように配置されてもよい。この場合、吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、開放された側部に面する側方整流板は水平に配置され、側壁に面する側方整流板は勾配を形成するように配置されてもよい。 In the above vortex preventing device, the side rectifying plate may be arranged horizontally or from the inside to the outside of the vortex preventing device so as to form a gradient of 45 ° or less. In this case, the suction water tank has an open side portion communicating with the water channel and a side wall formed on a side portion other than the opened side portion, and the side rectifying plate facing the open side portion is The side baffle plates that are horizontally disposed and face the side walls may be arranged to form a gradient.
上記の渦防止装置において、支持柱および側方整流板が、開口率が80%〜90%の格子を形成してもよい。下方整流板は、支持柱に連結されてもよい。 In the vortex preventing device, the support pillar and the side rectifying plate may form a lattice having an aperture ratio of 80% to 90%. The lower current plate may be connected to the support column.
本発明の別の観点によれば、ポンプと、ポンプの吸込口が配置される吸込水槽と、吸込水槽内に設置される渦防止装置とを備えるポンプ設備が提供される。渦防止装置は、吸込口が挿入される開口を有する天井部、天井部を支持する支持柱、支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として吸込口を囲む側方整流板、および吸込口の下方に設置される下方整流板を含む。 According to another viewpoint of this invention, a pump installation provided with a pump, the suction water tank in which the suction inlet of a pump is arrange | positioned, and the vortex prevention apparatus installed in a suction water tank is provided. The vortex prevention device has a ceiling portion having an opening into which the suction port is inserted, a support column that supports the ceiling portion, and a plate surface that is spanned between the support columns so that the plate surfaces are parallel to each other. A flow straightening plate and a lower flow straightening plate installed below the suction port are included.
上記のポンプ設備において、側方整流板は、渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または45°以下の勾配を形成するように配置されてもよい。この場合、吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、開放された側部に面する側方整流板は水平に配置され、側壁に面する側方整流板は勾配を形成するように配置されてもよい。 In the above pump facility, the side rectifying plate may be arranged horizontally or from the inside to the outside of the vortex preventing device so as to form a gradient of 45 ° or less. In this case, the suction water tank has an open side portion communicating with the water channel and a side wall formed on a side portion other than the opened side portion, and the side rectifying plate facing the open side portion is The side baffle plates that are horizontally disposed and face the side walls may be arranged to form a gradient.
上記のポンプ設備において、支持柱および側方整流板が、開口率が80%〜90%の格子を形成してもよい。下方整流板は、支持柱に連結されてもよい。 In the above pump facility, the support pillar and the side rectifying plate may form a lattice having an aperture ratio of 80% to 90%. The lower current plate may be connected to the support column.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図2は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置を備えるポンプ設備を示す概略的な縦断面図である。図2を参照すると、ポンプ設備10は、吸込水槽20と、渦防止装置30と、立軸ポンプ40とを含む。ポンプ設備10では、上流の水路から矢印で示す向きに流入した水が、吸込水槽20に貯留される。吸込水槽20の水位が設定値を超えると、立軸ポンプ40が運転を開始し、吸込水槽20内の水を排水する。渦防止装置30は、立軸ポンプ40の運転中の吸込水槽20内での渦の発生、より具体的には上記で図1Aおよび図1Bを参照して説明した第1〜第4の分類の渦Γ0〜Γ3の発生を防止する。なお、渦防止装置30が立軸ポンプ40ではなく吸込水槽側に取り付けられるので、渦防止装置30が立軸ポンプ40の振動に及ぼす影響を考慮するという設計的制約は解消されている。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing a pump facility including the vortex preventing device according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the
渦防止装置30は、天井部31と、天井部31を支持する複数の支持柱32と、支持柱32の間に板面が互いに平行になるように架け渡される側方整流板33とを含む。側方整流板33は、全体として、立軸ポンプ40の吸込口41を囲む。図示された例では、側方整流板33が吸込口41を囲む領域の全周にわたって配置されるため、側方整流板33の全体的な平面形状は筒形である。後述するように、一部の側方整流板33が省略される場合には、側方整流板33の全体的な平面形状はU字形またはC字形などであってもよい。この場合、U字形またはC字形の開いた側は、上流(水路)方向を向く。なお、渦防止装置30の平面形状の例については後述する。さらに、渦防止装置30は、立軸ポンプ40の吸込口41の下方に設置される下方整流板34を含む。下方整流板34は、例えば、支持柱32または側方整流板33に連結され、これによって支持される。
The
渦防止装置30において、天井部31は、立軸ポンプ40の吸込口41が挿入される開口31aを有する。開口31aは、吸込口41、および/またはその上方に位置する吐出ボウル42aに対応した寸法を有する。例えば、吸込口41の寸法は、吸込口41または吐出ボウル42aとの間隔が、水面から開口31aを経由して吸込口41に至る水の流れが生じにくくなる程度に狭められるように設定される。これは、渦防止装置30が、吸込水槽20内の水面と吸込口41との間に発生する水面渦、すなわち上述した第4の分類の渦Γ3の発生を抑制することができることを意味する。なお、天井部31は複数の部品により組み立てられ、分割可能であってもよい。
In the
上記のような天井部31の作用のために、吸込水槽20内の水は、主に側方整流板33の間を通って渦防止装置30の内側に入り、吸込口41まで流れることになる。このよう
な水の流れでは、側方整流板33が設けられていることによって、側方整流板33の間に流入する水流は、側方整流板33によりそのまま流れ方向を維持するように整流される。それゆえ、成長した渦が側方整流板33の間に侵入しても、渦芯が断ち切られ、渦の発生および成長が抑制される。このようにして、渦防止装置30は、吸込水槽20の側壁23と吸込口41との間に発生する水中渦、すなわち上述した第2の分類の渦Γ1、および第3の分類の渦Γ2についても、その発生を抑制することができる。
Due to the action of the
なお、後述するように、側方整流板33は、渦防止装置30の内側から外側に向けて、水平に、または比較的小さい勾配を形成するように配置される。整流板は、流れを遮るのではなく、流れの向きを維持するように整流することによって渦の侵入を抑制する。従って、渦防止部材に求められる圧力損失低減、および渦防止装置内における圧力低下と渦の発生の問題についても、例えばパンチングメタルによって渦防止部材を形成する場合よりも大きな開口率をとって圧力損失を少なくすることができるので、渦防止装置内部における圧力低下や渦の発生の十分な防止効果を得ることができる。
In addition, as will be described later, the
また、例えばエキスパンドメタルによって渦防止部材を形成する場合とは異なり、それぞれの開口部が水流の方向に幅をもった板によって区分されるため、整流および渦芯を切る効果が十分に得られる。さらに、エキスパンドメタルを渦防止部材として採用した場合の構造的な強度の問題についても、側方整流板33は支持柱32の間に板面が互いに平行になるように架け渡されるため、支持柱32が天井部31を支持する構造を補強し、渦防止装置30全体の強度を確保することができる。
Further, unlike the case where the vortex preventing member is formed by, for example, expanded metal, each opening is divided by a plate having a width in the direction of the water flow, so that the effect of cutting the rectification and the vortex core is sufficiently obtained. Further, regarding the problem of structural strength when the expanded metal is adopted as the vortex prevention member, the
一方、渦防止装置30は吸込水槽20の底部22上に設置されるため、渦防止装置30の内側にあたる底部22の部分と吸込口41との間に発生する水中渦、すなわち上述した第1の分類の渦Γ0は、側方整流板33の影響を受けない。そこで、本実施形態では、このような渦が発生する可能性がある吸込口41の下方に、少なくとも1枚の下方整流板34を設置して渦芯を断ち切り、渦の発生を抑制する。このような効果を得るために、下方整流板34は、吸込口41の下方で、好ましくは吸込口41の中心を横切って配置される。上記のように、下方整流板34は支持柱32または側方整流板33に連結されうるが、これによって下方整流板34が支持されるだけではなく、支持柱32および側方整流板33を含む渦防止装置30の構造を補強することもできる。
On the other hand, since the
以上のような構成によって、渦防止装置30では、上述した第1〜第4の分類の渦Γ0〜Γ3のいずれについても、渦の発生を抑制することができる。側方整流板33を用いることによって十分な開口率を確保できるため、渦防止装置30は吸込口41に向かう水流の障害にならない。また、支持柱32および側方整流板33、ならびに必要に応じて下方整流板34を互いに連結することによって、渦防止装置30全体の強度を向上させることができる。
With the configuration as described above, the
立軸ポンプ40は、吸込口41を含む吐出ボウル42aと、吐出ボウル42aの上端に連結される吊下管42bと、吊下管42bの上端に連結される吐出エルボ42cとを含むステータ部分42を有する。ステータ部分42は、吸込水槽20の上方に構築された基礎床11に支持部材12を介して連結され、これによって立軸ポンプ40が支持されている。また、立軸ポンプ40は、吐出ボウル42a内に配置される羽根車43aと、羽根車43aに連結され、吊下管42b内で鉛直上方に延びて吐出エルボ42cを貫通し、駆動機構44に連結される回転軸43bとを含むロータ部分43を有する。駆動機構44は、モータまたはエンジン、および減速機などを含む。
The
上述のようにして吸込水槽20から渦防止装置30を通過して立軸ポンプ40の吸込口41に吸い込まれた水は、羽根車43aの回転によって吊下管42b内を上方へと揚水さ
れ、吐出エルボ42cから吐出される。本実施形態に係るポンプ設備10では、渦防止装置30によって吸込水槽20内での渦の発生が抑制される結果、渦が吸込口41に吸い込まれることによって立軸ポンプ40に機能障害が発生したり、排水不能になったりすることが防止され、十分な揚水性能が実現される。
As described above, the water that has passed through the
図3は、図2に示された渦防止装置の拡大図である。図3では、特に、渦防止装置30の側方整流板33の取付角度が、吸込水槽20の側壁23に関連して示されている。より具体的には、吸込水槽20の側壁23に面する側方整流板33(側方整流板33aとして図示する)は、渦防止装置30の内側から外側に向けて、角度θ1の勾配を形成するように配置される。ここで、角度θ1は比較的小さな角度であり、例えば0<θ1≦45°、好ましくは0<θ1≦30°である。これは、角度θ1が大きすぎると流れの抵抗になるためである。角度θ1は、それぞれの側方整流板33aについて共通である。従って、側方整流板33aの板面は互いに平行である。また、図示された例において、勾配は、渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配である。このように側方整流板33aを配置することによって、渦防止装置30に流入するときの圧力損失を低い状態に保ちながら、吸込水槽20内の水面と吸込口41との間に発生する水面渦、すなわち上述した第4の分類の渦Γ3や、吸込水槽20の側壁23と吸込口41との間に発生する水中渦、すなわち上述した第2の分類の渦Γ1、および第3の分類の渦Γ2が、側方整流板33aの勾配によって渦防止装置30の内側に侵入しにくくなり、側壁23から吸込口41に向かう水の流れにおいて、より確実に渦芯を断ち切り、側壁23と吸込口41との間に発生する水中渦を抑制することができる。
FIG. 3 is an enlarged view of the vortex prevention device shown in FIG. In FIG. 3, in particular, the attachment angle of the
一方、それ以外の、すなわち吸込水槽20の開放された側部に面する側方整流板33(側方整流板33bとして図示する)は、水平に、または側方整流板33aよりも小さい角度の勾配を形成するように配置される。側方整流板33bは、そのすべてが水平であるか、またはそれぞれの側方整流板33bについて共通の小さい角度の勾配を形成するように配置される。従って、側方整流板33bの板面も互いに平行である。上記で図1Aおよび図1Bを参照して説明したように、吸込水槽20の開放された側部では、他の側部に比べて水中渦の発生は顕著ではない。それゆえ、側方整流板33bについては、流れの抵抗を最小化するために水平に設置することが可能である。なお、この例において、側方整流板33bは、渦防止装置30を平面視したときに、吸込口41の中心から吸込水槽20の開放された側部に向かう方向から両側に30°〜60°の範囲に含まれる側方整流板33でありうる。
On the other hand, the other side, that is, the side rectifying plate 33 (illustrated as the
さらにいえば、吸込水槽20の開放された側部に面する側方整流板33(上記の側方整流板33b)は、省略されてもよい。この場合、側方整流板33の全体的な平面形状は、筒形ではなくU字形またはC字形などになる。ただし、側方整流板33が渦防止装置30の構造を補強する効果は、側方整流板33bを設置する場合の方が高い。また、天井部31を迂回して水面と吸込口41との間に発生する水面渦、もしくは渦防止装置30の外側にあたる底部22の部分と吸込口41との間に発生する水中渦を考慮する場合も、側方整流板33bを設置する方が有利である。
Furthermore, the side rectifying plate 33 (the above-described
なお、図3に示した例は、吸込水槽20の開放された側部に面する側方整流板33bとそれ以外の側方整流板33aとの間で構造上の差異をもたせる場合の例である。他の例では、側方整流板33がどの部分でも一様な角度で配置されてもよい。つまり、渦防止装置30の内側から外側に向かう方向について、すべての側方整流板33が水平に配置されてもよく、あるいはすべての側方整流板33が勾配を形成するように配置されてもよい。
In addition, the example shown in FIG. 3 is an example in the case of giving a structural difference between the
続いて、図4〜図8を参照しながら、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状のいくつかの例について説明する。なお、以下で説明する渦防止装置の平面形状の図は、
図3に示された渦防止装置30のX−X線断面図にあたる。
Subsequently, some examples of the planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the figure of the planar shape of the vortex prevention device described below is
This corresponds to a cross-sectional view of the
図4は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第1の例を示す図である。図4に示された渦防止装置30aは、六角形の平面形状を有する。渦防止装置30aでは、六角形の各頂点に6本の支持柱32が配置され、互いに隣接する支持柱32の間、すなわち六角形の各辺に6組の側方整流板33が取り付けられる。また、渦防止装置30aでは、対向する支持柱32の間、つまり六角形の中心を通る対角線に沿って、3枚の下方整流板34が配置される。六角形の中心、すなわち3枚の下方整流板34が互いに交差する位置は、吸込口41の中心に一致することが好ましい。
FIG. 4 is a diagram illustrating a first example of a planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. The
また、上記の第1の例において、側方整流板33は、吸込水槽20の側壁23に面した5組の側方整流板33aと、吸込水槽20の開放された側部に面した1組の側方整流板33bとを含む。既に述べたように、側方整流板33aは、渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置される。また、側方整流板33bは、水平に配置される。他の例では、すべての側方整流板33が同じように(水平に、または勾配を形成するように)配置されてもよい。また、さらに他の例では、吸込水槽20の開放された側部に面した側方整流板33bが省略されてもよい。
Moreover, in said 1st example, the
図5は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第2の例を示す図である。図5に示された渦防止装置30bは、図4に示された第1の例と同様に六角形の平面形状を有する。ただし、第1の例との違いとして、渦防止装置30bでは、六角形の辺(つまり、側方整流板33)ではなく頂点(つまり、支持柱32)が、吸込水槽20の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置30bでは、吸込水槽20の開放された側部に向けられた支持柱32と、その両側の支持柱32との間に取り付けられる2組の側方整流板33bを水平に配置し、残りの4組の側方整流板33aを渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating a second example of the planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. The
図6は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第3の例を示す図である。図6に示された渦防止装置30cは、円形の平面形状を有する。渦防止装置30cでは、平面形状の円周をほぼ6等分する点に6本の支持柱32が配置され、互いに隣接する支持柱32の間、すなわち円周に沿って6組の側方整流板33が取り付けられる。また、渦防止装置30cでは、円の中心をはさんで向かい合う支持柱32を結ぶ線、すなわち円の直径に沿って、3枚の下方整流板34が配置される。円の中心、すなわち3枚の下方整流板34が互いに交差する位置は、吸込口41の中心に一致することが好ましい。
FIG. 6 is a diagram illustrating a third example of the planar shape of the vortex preventing device according to the embodiment of the present invention. The
上記のような第3の例において、側方整流板33の配置は、上記で図4を参照して説明した第1の例と同様でありうる。つまり、吸込水槽20の開放された側部に面した1組の側方整流板33bが水平に配置され、それ以外の5組の側方整流板33aが渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置され得る。ただし、第1の例との違いとして、渦防止装置30cでは、それぞれの側方整流板33の平面形状が円弧状である。なお、図6に示された円形の平面形状を、円の中心回りに30°回転させると、側方整流板33の配置について、上記の第1の例に代えて第2の例と同様の配置を採用することができるようになる。
In the third example as described above, the arrangement of the
図7は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第4の例を示す図である。図7に示された渦防止装置30dは、三角形の平面形状を有する。渦防止装置30dでは、三角形の各頂点と、各辺の中点とに合わせて6本の支持柱32が配置され、互いに隣接する支持柱32の間、すなわち三角形の各辺を2分割した線分に沿って、6組の側方整流板33が取り付けられる。また、渦防止装置30dでは、三角形の各頂点とその対辺の中点とを結ぶ線分に沿って3枚の下方整流板34が配置される。三角形の中心、すなわち3
枚の下方整流板34が互いに交差する位置は、吸込口41の中心に一致することが好ましい。
FIG. 7 is a diagram illustrating a fourth example of a planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. The
It is preferable that the position where the
上記のような第4の例では、渦防止装置30dの平面形状の三角形の一辺が、吸込水槽20の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置30dでは、この辺を形成する2組の側方整流板33bを水平に配置し、残りの4組の側方整流板33aを渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
In the fourth example as described above, one side of the triangular shape of the planar shape of the
図8は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第5の例を示す図である。図8に示された渦防止装置30eは、図7に示された第4の例と同様に三角形の平面形状を有する。ただし、第4の例との違いとして、渦防止装置30eでは、三角形の辺(つまり、側方整流板33)ではなく頂点(つまり、支持柱32)が、吸込水槽20の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置30eでは、吸込水槽20の開放された側部に面する支持柱32と、その両側の支持柱32との間に取り付けられる2組の側方整流板33bを水平に配置し、残りの4組の側方整流板33aを渦防止装置30の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
FIG. 8 is a diagram showing a fifth example of a planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. The
以上、図4〜図8を参照して、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例について説明した。なお、渦防止装置の平面形状は図示および説明した例には限られず、各種の形状が可能である。例えば、渦防止装置は、図示された例における三角形および六角形の他に、四角形、または五角形など、任意の多角形の平面形状を有してもよい。また、渦防止装置の平面形状は、必ずしも図示された例における正六角形、円および正三角形のように点対称性を有する形状でなくてもよい。例えば、平面形状は、楕円または二等辺三角形のように線対称性のみを有する形状であってもよい。また、側方整流板33bは水平に配置されるものとして説明されたが、必ずしも厳密に水平に配置されなくてもよく、例えば側方整流板33aよりも小さい勾配を形成するように配置されてもよい。
The example of the planar shape of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention has been described above with reference to FIGS. The planar shape of the vortex prevention device is not limited to the example shown and described, and various shapes are possible. For example, the vortex preventing device may have an arbitrary polygonal planar shape such as a quadrangle or a pentagon in addition to the triangle and hexagon in the illustrated example. Further, the planar shape of the vortex preventing device is not necessarily a shape having point symmetry such as a regular hexagon, a circle, and a regular triangle in the illustrated example. For example, the planar shape may be a shape having only line symmetry such as an ellipse or an isosceles triangle. Further, although the
図9は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置における開口率について説明するための図である。図9には、渦防止装置30の側面の模式的な展開図が示されている。なお、図中の点Pと点P’、および点Qと点Q’は、それぞれ同一の点を示す。図示された例において、開口率は、支持柱32および側方整流板33が形成する格子の開口率、すなわち長方形PP’Q’Qのうち支持柱32および側方整流板33によって流れが遮られない部分の面積割合として算出される。本実施形態において、このようにして算出される開口率は、例えば80%〜90%、好ましくは約85%でありうる。
FIG. 9 is a view for explaining the aperture ratio in the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic development view of the side surface of the
図10は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の変形例を示す図である。図10には、上記で説明した渦防止装置30の変形例として、渦防止装置30xが示されている。渦防止装置30xでは、側方整流板33が、渦防止装置30の側面に対して平行な方向について、角度θ2の勾配を形成するように配置される。ここで、角度θ2は比較的小さな角度であり、例えば0<θ2≦45°、好ましくは0<θ2≦10°である。上記で図1Aおよび図1Bを参照して説明した渦Γ1および渦Γ2の渦芯は鉛直方向に移動する傾向があるため、角度θ2は小さい方が好ましい。角度θ2は、それぞれの側方整流板33について共通である。従って、この場合も、側方整流板33の板面は互いに平行である。なお、上記で説明した渦防止装置30では、この方向について側方整流板33は水平である。
FIG. 10 is a view showing a modification of the vortex prevention device according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the technical scope of the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present invention can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that it belongs to the technical scope of the present invention.
10 ポンプ設備
20 吸込水槽
22 底部
23 側壁
30 渦防止装置
31 天井部
31a 開口
32 支持柱
33 側方整流板
34 下方整流板
40 立軸ポンプ
41 吸込口
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記吸込口が挿入される開口を有する天井部と、
前記天井部を支持する支持柱と、
前記支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として前記吸込口を囲む側方整流板と、
前記吸込口の下方に設置される下方整流板と
を備える渦防止装置。 A vortex prevention device installed in a suction water tank in which a pump suction port is arranged,
A ceiling portion having an opening into which the suction port is inserted; and
A support column for supporting the ceiling,
A side rectifying plate that is spanned between the support pillars so that the plate surfaces are parallel to each other, and surrounds the suction port as a whole,
A vortex prevention device comprising: a lower current plate installed below the suction port.
前記開放された側部に面する前記側方整流板は水平に配置され、
前記側壁に面する前記側方整流板は前記勾配を形成するように配置される、請求項2に記載の渦防止装置。 The suction tank has an open side communicating with a water channel, and a side wall formed on a side other than the opened side.
The lateral baffles facing the open side are arranged horizontally,
The vortex prevention device according to claim 2, wherein the side rectifying plate facing the side wall is arranged to form the gradient.
前記ポンプの吸込口が配置される吸込水槽と、
前記吸込水槽内に設置される渦防止装置であって、
前記吸込口が挿入される開口を有する天井部、
前記天井部を支持する支持柱、
前記支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として前記吸込口を囲む側方整流板、および
前記吸込口の下方に設置される下方整流板
を含む渦防止装置と
を備えるポンプ設備。 A pump,
A suction water tank in which the suction port of the pump is disposed;
A vortex prevention device installed in the suction water tank,
A ceiling part having an opening into which the suction port is inserted;
A support column for supporting the ceiling,
A vortex preventing device including a side rectifying plate that is spanned between the support pillars so that plate surfaces are parallel to each other and surrounds the suction port as a whole, and a lower rectification plate installed below the suction port; With pump equipment.
前記開放された側部に面する前記側方整流板は水平に配置され、
前記側壁に面する前記側方整流板は前記勾配を形成するように配置される、請求項7に記載のポンプ設備。 The suction tank has an open side communicating with a water channel, and a side wall formed on a side other than the opened side.
The lateral baffles facing the open side are arranged horizontally,
The pump equipment according to claim 7, wherein the side rectifying plate facing the side wall is arranged to form the gradient.
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