JP6997641B2 - Pump with vortex suppressor - Google Patents

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Description

本発明は、吸込水槽内の水を揚水する用途に使用されるポンプに関し、特に空気吸込渦の発生を抑制する渦抑制装置を備えたポンプに関する。 The present invention relates to a pump used for pumping water in a suction water tank, and more particularly to a pump provided with a vortex suppressing device for suppressing the generation of an air suction vortex.

河川や下水などを排水するポンプ設備では、上流側の浸水対策対象区域流入水路などの経年的な不等沈下に伴い、ポンプは、より低い水位で運転することが求められている。また、近年のゲリラ豪雨のような突発的な降雨の対策として、ポンプの揚水能力の向上も求められている。 In pump equipment that drains rivers and sewage, the pump is required to operate at a lower water level due to unequal subsidence over time such as inflow channels in areas subject to inundation countermeasures on the upstream side. In addition, as a countermeasure against sudden rainfall such as the recent guerrilla rainstorm, improvement of the pumping capacity of the pump is also required.

しかしながら、ポンプの吸込口においては、水位の低下(水面が吸込口に近くなる)に伴い吸込水槽内の水の自由表面に渦が発生することがある。その渦がポンプに引き込まれると、空気吸込渦となり、ポンプ内部に空気が侵入することとなる。その結果、ポンプの異常振動を引き起こし、ポンプが故障するおそれがある。そのため、空気を吸い込まないよう、吸込水槽の底面レベルを低くして、ポンプの吸込口の位置を下げたり、吸水位に制限を設け、その水位以下でのポンプの運転は行わないようにすることが従来から行われている。 However, at the suction port of the pump, a vortex may be generated on the free surface of the water in the suction water tank as the water level drops (the water surface becomes closer to the suction port). When the vortex is drawn into the pump, it becomes an air suction vortex, and air enters the inside of the pump. As a result, abnormal vibration of the pump may be caused and the pump may fail. Therefore, to prevent inhalation of air, lower the bottom level of the suction water tank, lower the position of the suction port of the pump, set a limit on the water absorption level, and do not operate the pump below that water level. Has been done conventionally.

しかしながら、吸込水槽の底面レベルを低くする方法では、土木工事費および建築費が高価になる。また、既設のポンプ設備を改修する場合は、工事期間が長くなり、ポンプ設備を運用しながらの土木工事を含む改修工事は現実的に不可能であった。さらに、吸込口が吸込水槽の底面に近づくと、吸込水槽の底面や側壁からの水中渦が発生し易くなる。 However, the method of lowering the bottom level of the suction water tank increases the civil engineering work cost and the construction cost. In addition, when repairing the existing pump equipment, the construction period became long, and it was practically impossible to repair the existing pump equipment including civil engineering work while operating the pump equipment. Further, when the suction port approaches the bottom surface of the suction water tank, an underwater vortex from the bottom surface or the side wall of the suction water tank is likely to be generated.

その他の渦防止対策として、多数の孔が形成された筒状部材をポンプ吸込管の周囲に配置したり(特許文献1参照)、水平方向に開口する吸い込み筒をポンプの吸込口に接続する(特許文献2参照)などの種々の試みがなされている。 As another vortex prevention measure, a tubular member having a large number of holes is arranged around the pump suction pipe (see Patent Document 1), or a suction cylinder that opens in the horizontal direction is connected to the suction port of the pump (see Patent Document 1). Various attempts have been made such as (see Patent Document 2).

特開2001-41200号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-41200 特開2000-97199号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-97199

特許文献1においては、小さな隙間または孔に水が流れ込む構造になっている。このため、通常のポンプ設備における取り扱い水である河川水または下水に含まれる枝、草、布等の塵芥が隙間や孔に絡みつき、これらの隙間または孔を閉塞してしまう。隙間や孔が閉塞すると、渦防止機能が確保できず、最悪の場合は、ポンプの吸い込み機能にも影響を及ぼす。その結果、満足なポンプ運転ができず(定格の排水運転ができず)、浸水被害をもたらすおそれがある。 Patent Document 1 has a structure in which water flows into a small gap or hole. For this reason, dust such as branches, grass, and cloth contained in river water or sewage, which is the water handled in ordinary pump equipment, gets entangled in the gaps and holes and closes these gaps or holes. If the gap or hole is closed, the vortex prevention function cannot be secured, and in the worst case, the suction function of the pump is also affected. As a result, satisfactory pump operation cannot be performed (rated drainage operation cannot be performed), which may cause flood damage.

特許文献2においては、吸込口を筒体で覆う構造であるため、ポンプの吸い込み損失が大きくなる。つまり、配管損失または効率低下をもたらし、ポンプの排水性能を低下させるという問題がある。 In Patent Document 2, since the suction port is covered with a cylinder, the suction loss of the pump becomes large. That is, there is a problem that the drainage performance of the pump is deteriorated by causing a pipe loss or a decrease in efficiency.

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプの吸い込み性能を損なうことなく、吸込水槽での空気吸込渦の発生を効果的に抑制することができるポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and to provide a pump capable of effectively suppressing the generation of an air suction vortex in a suction water tank without impairing the suction performance of the pump. With the goal.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、吸込水槽内の水を揚水するポンプにおいて、鉛直方向に延びる主軸と、前記主軸に固定された羽根車と、内部に前記羽根車を収容するポンプケーシングと、前記ポンプケーシングの外周面に固定された半環状傾斜板とを備え、前記半環状傾斜板は、前記吸込水槽内の水の流れ方向に関して前記主軸の下流側に配置され、かつ前記主軸の軸方向から見たときに、ポンプ据付床に形成された開口の内側に位置しており、前記半環状傾斜板は、水平方向に対して上方に傾斜しており、前記半環状傾斜板の水平方向に対する上方への傾斜角は、30°~60°であることを特徴とするポンプである。 In order to achieve the above-mentioned object, one aspect of the present invention is a pump for pumping water in a suction tank, the main shaft extending in the vertical direction, an impeller fixed to the main shaft, and the impeller inside. A pump casing to be accommodated and a semi-annular inclined plate fixed to the outer peripheral surface of the pump casing are provided, and the semi-annular inclined plate is arranged on the downstream side of the main shaft with respect to the flow direction of water in the suction water tank. Moreover, when viewed from the axial direction of the main shaft, it is located inside the opening formed in the pump installation floor, and the semi-annular inclined plate is inclined upward with respect to the horizontal direction, and the semi-annular is formed. The pump is characterized in that the upward inclination angle of the inclined plate with respect to the horizontal direction is 30 ° to 60 ° .

発明の好ましい態様は、前記主軸の軸心と前記半環状傾斜板の両側縁とを結ぶ2つの線がなす角度は120°~180°であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記半環状傾斜板は、互いに離間した第1の半環状傾斜板および第2の半環状傾斜板を備えており、前記第1の半環状傾斜板および前記第2の半環状傾斜板は、前記主軸の軸心を通る前記水の流れ方向と平行な直線に関して対称に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプケーシングは、下方に開口した吸込口を有する吸込ベルマウスを含み、前記半環状傾斜板は、前記吸込ベルマウスの下端に固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプケーシングは、下方に開口した吸込口を有する吸込ベルマウスを含み、前記半環状傾斜板は、複数の半環状傾斜板であり、前記複数の半環状傾斜板は、縦方向に沿って互いに離間して配列されており、前記複数の半環状傾斜板のうちの1つは、前記吸込ベルマウスの下端に固定されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプケーシングの外側に配置された複数の縦棒および複数の縦リブをさらに備え、前記複数の縦棒および前記複数の縦リブは、前記吸込水槽内の水の流れ方向に関して前記主軸の下流側で、かつ前記半環状傾斜板の上方に配置されており、前記複数の縦棒は、前記ポンプケーシングの外周面との間に隙間が存在した状態で、前記ポンプケーシングに固定されており、前記複数の縦リブは、前記ポンプケーシングの外周面に固定されており、前記複数の縦棒および前記複数の縦リブは、前記主軸の軸方向から見たときに、ポンプ据付床に形成された開口の内側に位置しており、前記複数の縦棒は、前記複数の縦リブにそれぞれ隣接して配置されていることを特徴とする。
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the angle formed by the two lines connecting the axial center of the main shaft and both side edges of the semi-annular inclined plate is 120 ° to 180 °.
In a preferred embodiment of the present invention, the semi-annular inclined plate includes a first semi-annular inclined plate and a second semi-annular inclined plate separated from each other, and the first semi-annular inclined plate and the second semi-annular inclined plate are provided. The semi-annular inclined plate is characterized in that it is arranged symmetrically with respect to a straight line parallel to the flow direction of the water passing through the axis of the main axis.
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the pump casing includes a suction bell mouth having a suction port opened downward, and the semi-annular inclined plate is fixed to the lower end of the suction bell mouth.
In a preferred embodiment of the present invention, the pump casing includes a suction bell mouth having a suction port opened downward, the semi-annular inclined plate is a plurality of semi-annular inclined plates, and the plurality of semi-annular inclined plates are a plurality of semi-annular inclined plates. The semi-annular inclined plates are arranged apart from each other in the vertical direction, and one of the plurality of semi-annular inclined plates is fixed to the lower end of the suction bell mouth.
A preferred embodiment of the present invention further comprises a plurality of vertical bars and a plurality of vertical ribs arranged outside the pump casing, wherein the plurality of vertical bars and the plurality of vertical ribs flow water in the suction water tank. The plurality of vertical bars are arranged on the downstream side of the main shaft in the direction and above the semi-annular inclined plate, and the plurality of vertical bars are in a state where a gap exists between the outer peripheral surface of the pump casing and the pump casing. The plurality of vertical ribs are fixed to the outer peripheral surface of the pump casing, and the plurality of vertical bars and the plurality of vertical ribs are pumps when viewed from the axial direction of the main shaft. It is located inside an opening formed in the installation floor, and the plurality of vertical bars are arranged adjacent to each of the plurality of vertical ribs.

半環状傾斜板は、主軸の下流側に設けられ、吸い込み損失をほとんどもたらさないで、ポンプの揚水能力を低下させることなく、空気吸込渦の発生を抑制することができる。また、半環状傾斜板は、ポンプケーシングに設置されるので、吸込水槽への締結は不要であり、吸込水槽の補強工事は不要である。 The semi-annular inclined plate is provided on the downstream side of the main shaft, and can suppress the generation of an air suction vortex without causing a suction loss and reducing the pumping capacity of the pump. Further, since the semi-annular inclined plate is installed in the pump casing, it is not necessary to fasten it to the suction water tank, and it is not necessary to reinforce the suction water tank.

渦抑制装置を備えたポンプの一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the pump provided with the vortex suppression device. 揚水管の下流側に発生するカルマン渦を示す図である。It is a figure which shows the Karman vortex generated on the downstream side of a pumping pipe. ポンプ口径に関連付けられた各寸法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of each dimension associated with a pump diameter. 図3に示すポンプと吸込水槽を上から見た図である。It is the figure which looked at the pump and the suction water tank shown in FIG. 3 from the top. 空気吸込渦抑制装置としての半環状傾斜板を示す側面図である。It is a side view which shows the semi-annular inclined plate as an air suction vortex suppressing device. 図5のA-A線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. カルマン渦から吸込口へ向かう流れを示す図である。It is a figure which shows the flow from Karman vortex to the suction port. ポンプの他の実施形態を示す上面図である。It is a top view which shows the other embodiment of a pump. ポンプのさらに他の実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows still another embodiment of a pump. 図9のB-B線断面図である。9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. ポンプのさらに他の実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows still another embodiment of a pump. 図11のC-C線断面図である。11 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. ポンプケーシングまたは揚水管によって分流された水の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the water which was divided by a pump casing or a pumping pipe. 図1に示す複数の水中渦抑制板を下から見た図である。It is a figure which looked at the plurality of underwater vortex suppression plates shown in FIG. 1 from the bottom.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は立軸ポンプに関するものであるが、本発明はこれらの実施形態に限らず、横軸ポンプにも使用することができる。さらに本発明は、コラムパイプ式の水中ポンプにも使用することができる。図1は、渦抑制装置を備えたポンプの一実施形態を示す模式図である。図1に示すように、ポンプ20は、鉛直方向に延びる主軸32と、主軸32に固定された羽根車31と、内部に羽根車31を収容するポンプケーシング27と、ポンプケーシング27の上端に接続された揚水管28と、揚水管28の上端に接続された吐出曲管30とを備えている。ポンプケーシング27は、揚水管28によって吸込水槽1内に吊り下げられている。ポンプケーシング27は、吸込ベルマウス22と、インペラケーシング21と、吐出ボウル24とを備える。吐出ボウル24の上端は、揚水管28の下端に接続されている。吸込ベルマウス22は、下方に開口した吸込口22aを有している。吸込ベルマウス22の上端はインペラケーシング21の下端に接続されている。羽根車31は、インペラケーシング21および吐出ボウル24内に収容されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the embodiments described below relate to vertical shaft pumps, the present invention is not limited to these embodiments and can also be used for horizontal shaft pumps. Further, the present invention can also be used for a column pipe type submersible pump. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a pump provided with a vortex suppression device. As shown in FIG. 1, the pump 20 is connected to a main shaft 32 extending in the vertical direction, an impeller 31 fixed to the main shaft 32, a pump casing 27 accommodating the impeller 31 inside, and the upper end of the pump casing 27. A pumping pipe 28 is provided, and a discharge curved pipe 30 connected to the upper end of the pumping pipe 28 is provided. The pump casing 27 is suspended in the suction water tank 1 by a pumping pipe 28. The pump casing 27 includes a suction bell mouth 22, an impeller casing 21, and a discharge bowl 24. The upper end of the discharge bowl 24 is connected to the lower end of the pumping pipe 28. The suction bell mouth 22 has a suction port 22a that opens downward. The upper end of the suction bell mouth 22 is connected to the lower end of the impeller casing 21. The impeller 31 is housed in the impeller casing 21 and the discharge bowl 24.

揚水管28は、吸込水槽1の上壁を構成するポンプ据付床2に形成された開口5を通して下方に延びている。揚水管28の上端には吊り下げ管33が固定されている。吊り下げ管33は、ポンプ据付床2に設置されたポンプベース35に固定されている。揚水管28は、吊り下げ管33およびポンプベース35を介してポンプ据付床2に固定されている。主軸32は、吐出曲管30、揚水管28、およびポンプケーシング27を通って鉛直方向に延びており、その下端は、ポンプケーシング27内に位置している。 The pumping pipe 28 extends downward through an opening 5 formed in the pump installation floor 2 constituting the upper wall of the suction water tank 1. A hanging pipe 33 is fixed to the upper end of the pumping pipe 28. The suspension pipe 33 is fixed to the pump base 35 installed on the pump installation floor 2. The pumping pipe 28 is fixed to the pump installation floor 2 via the hanging pipe 33 and the pump base 35. The spindle 32 extends vertically through the discharge curved pipe 30, the pumping pipe 28, and the pump casing 27, and the lower end thereof is located in the pump casing 27.

主軸32は、外軸受45および水中軸受41によって回転可能に支持されている。外軸受45は、吐出曲管30の上部に固定され、主軸32の上部を支持している。水中軸受41は、吐出ボウル24内に収容され、主軸32の下部を支持している。吐出ボウル24の内部には内側ボウル25が配置されており、内側ボウル25は、複数のガイドベーン37によって吐出ボウル24に連結されている。水中軸受41は、支持部材41aを介して内側ボウル25の内周面に固定されている。 The spindle 32 is rotatably supported by an outer bearing 45 and an underwater bearing 41. The outer bearing 45 is fixed to the upper part of the discharge curved pipe 30 and supports the upper part of the spindle 32. The underwater bearing 41 is housed in the discharge bowl 24 and supports the lower part of the spindle 32. An inner bowl 25 is arranged inside the discharge bowl 24, and the inner bowl 25 is connected to the discharge bowl 24 by a plurality of guide vanes 37. The underwater bearing 41 is fixed to the inner peripheral surface of the inner bowl 25 via the support member 41a.

主軸32は吐出曲管30から上方に突出して、図示しない原動機(例えばモータ)に連結されている。この原動機により主軸32および羽根車31が回転するように構成されている。複数のガイドベーン37は、羽根車31の上方(吐出側)に配置されている。吐出ボウル24の内周面と内側ボウル25の外周面との間には水の流路が形成されている。羽根車31が回転すると、吸込水槽1内の水が吸込ベルマウス22の吸込口22aから吸い込まれる。水は、羽根車31の回転により、吐出ボウル24、揚水管28、吐出曲管30を通って図示しない吐出配管に移送される。 The main shaft 32 projects upward from the discharge curved pipe 30 and is connected to a prime mover (for example, a motor) (not shown). The main shaft 32 and the impeller 31 are configured to rotate by this prime mover. The plurality of guide vanes 37 are arranged above the impeller 31 (discharge side). A water flow path is formed between the inner peripheral surface of the discharge bowl 24 and the outer peripheral surface of the inner bowl 25. When the impeller 31 rotates, the water in the suction water tank 1 is sucked from the suction port 22a of the suction bell mouth 22. The water is transferred to a discharge pipe (not shown) through the discharge bowl 24, the pumping pipe 28, and the discharge curved pipe 30 by the rotation of the impeller 31.

ポンプ20は、空気吸込渦の発生を抑制する空気吸込渦抑制装置としての半環状傾斜板71をさらに備えている。半環状傾斜板71は、ポンプケーシング27の外周面に固定されており、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側に配置されている。図1に示す実施形態では、半環状傾斜板71は、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側の吸込ベルマウス22の下端に固定されている。半環状傾斜板71は、主軸32の軸方向から見たときに、ポンプ据付床2に形成された開口5の内側に位置している。したがって、ポンプ20のメンテナンスまたは修理を行うときに、ポンプ20の全体を開口5を通じて引き上げることができる。 The pump 20 further includes a semi-annular inclined plate 71 as an air suction vortex suppressing device for suppressing the generation of an air suction vortex. The semi-annular inclined plate 71 is fixed to the outer peripheral surface of the pump casing 27, and is arranged on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. In the embodiment shown in FIG. 1, the semi-annular inclined plate 71 is fixed to the lower end of the suction bell mouth 22 on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. The semi-annular inclined plate 71 is located inside the opening 5 formed in the pump installation floor 2 when viewed from the axial direction of the main shaft 32. Therefore, when performing maintenance or repair of the pump 20, the entire pump 20 can be pulled up through the opening 5.

ポンプ20の揚水能力の向上に伴い、吸込水槽1の水路流速が高くなり、結果として吸込水槽1の底面から水中渦が発生し易くなる。そこで、図1に示す実施形態に係るポンプ20は、吸込ベルマウス22の下部に、吸込ベルマウス22と吸込水槽1の底面との間に発生する水中渦を抑制する水中渦抑制装置としての複数の水中渦抑制板49を備えている。水中渦抑制板49は平板状の部材である。 As the pumping capacity of the pump 20 is improved, the flow velocity of the water channel of the suction water tank 1 becomes higher, and as a result, an underwater vortex is likely to be generated from the bottom surface of the suction water tank 1. Therefore, the pump 20 according to the embodiment shown in FIG. 1 is a plurality of underwater vortex suppressing devices for suppressing the underwater vortex generated between the suction bell mouth 22 and the bottom surface of the suction water tank 1 at the lower part of the suction bell mouth 22. The underwater vortex suppressing plate 49 is provided. The underwater vortex suppressing plate 49 is a flat plate-shaped member.

図2に示すように、空気吸込渦は、自由表面を形成する水の流れが揚水管28または吐出ボウル24によって分流されるときに生じるカルマン渦7が発達して生じる。したがって、カルマン渦7は、揚水管28または吐出ボウル24の下流側に発生する。また、カルマン渦7は、水の流れによって下流側に流される。したがって、半環状傾斜板71は、主軸32の下流側に配置される。 As shown in FIG. 2, the air suction vortex is generated by the development of the Karman vortex 7 generated when the flow of water forming the free surface is diverted by the pumping pipe 28 or the discharge bowl 24. Therefore, the Karman vortex 7 is generated on the downstream side of the pumping pipe 28 or the discharge bowl 24. Further, the Karman vortex 7 is flowed to the downstream side by the flow of water. Therefore, the semi-annular inclined plate 71 is arranged on the downstream side of the main shaft 32.

図3は、ポンプ口径に関連付けられた各寸法の例を示す図であり、図4は、図3に示すポンプ20と吸込水槽1を上から見た図である。図3に示すように、ポンプ口径(本実施形態ではポンプケーシング27の吐出し側の口径)をdとすると、吸込ベルマウス22の下端(すなわちポンプケーシング27の下端)から吸込水槽1の底面までの距離は、0.5d以上であり、一例として0.75d~1.0dの範囲内である。ポンプ20の中心(主軸32の軸心O)から吸込水槽1の後壁までの距離(以下、後壁距離)は1.5d以下である。開口5の直径は、ポンプ口径dによって概ね決まる値であるが、一実施形態では1.6d~2.1dの範囲内である。図4に示すように、吸込水槽1の水路幅は3.0d程度である。これらの寸法で設計した場合、ポンプ20が運転可能な吸込水槽1の最低水位LWLは、従来のポンプに比べて、0.5d~0.9d程度低くすることができる。 FIG. 3 is a diagram showing an example of each dimension associated with the pump diameter, and FIG. 4 is a view of the pump 20 and the suction water tank 1 shown in FIG. 3 as viewed from above. As shown in FIG. 3, assuming that the pump diameter (the diameter on the discharge side of the pump casing 27 in this embodiment) is d, from the lower end of the suction bell mouth 22 (that is, the lower end of the pump casing 27) to the bottom surface of the suction water tank 1. The distance of is 0.5d or more, and is in the range of 0.75d to 1.0d as an example. The distance (hereinafter, rear wall distance) from the center of the pump 20 (axis center O of the main shaft 32) to the rear wall of the suction water tank 1 is 1.5d or less. The diameter of the opening 5 is a value generally determined by the pump diameter d, but is in the range of 1.6d to 2.1d in one embodiment. As shown in FIG. 4, the water channel width of the suction water tank 1 is about 3.0 d. When designed with these dimensions, the minimum water level LWL of the suction water tank 1 in which the pump 20 can be operated can be lowered by about 0.5d to 0.9d as compared with the conventional pump.

図5は、空気吸込渦抑制装置としての半環状傾斜板71を示す側面図であり、図6は、図5のA-A線断面図である。図5では、複数の水中渦抑制板49の図示は省略されている。図5および図6に示すように、半環状傾斜板71は半環状の形状を有し、その内周面は、ポンプケーシング27の外周面に固定されている。図5および図6に示す実施形態では、半環状傾斜板71は、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側の吸込ベルマウス22の下端に固定されている。半環状傾斜板71の固定位置は本実施形態に限定されない。 FIG. 5 is a side view showing a semi-annular inclined plate 71 as an air suction vortex suppressing device, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 5, the illustration of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is omitted. As shown in FIGS. 5 and 6, the semi-annular inclined plate 71 has a semi-annular shape, and its inner peripheral surface is fixed to the outer peripheral surface of the pump casing 27. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the semi-annular inclined plate 71 is fixed to the lower end of the suction bell mouth 22 on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. The fixed position of the semi-annular inclined plate 71 is not limited to this embodiment.

図5および図6に示す実施形態では、主軸32の軸心Oと半環状傾斜板71の両側縁とを結ぶ2つの線がなす角度θ0は180°であるが、上述の角度θ0は180°に限定されず、120°~180°の範囲内で選択してもよい。半環状傾斜板71は、水平方向に対して上方に傾斜して設けられている。一例では、半環状傾斜板71の水平方向に対する上方への傾斜角は、30°~60°である。半環状傾斜板71は、吸込ベルマウス22と一体に形成されてもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the angle θ0 formed by the two lines connecting the axis O of the main shaft 32 and both side edges of the semi-annular inclined plate 71 is 180 °, but the above-mentioned angle θ0 is 180 °. It is not limited to, and may be selected within the range of 120 ° to 180 °. The semi-annular inclined plate 71 is provided so as to be inclined upward with respect to the horizontal direction. In one example, the angle of inclination of the semi-annular inclined plate 71 upward with respect to the horizontal direction is 30 ° to 60 °. The semi-annular inclined plate 71 may be integrally formed with the suction bell mouth 22.

カルマン渦7が発生すると、揚水の際に、カルマン渦7から吸込口22aへ向かう下向きの強い流れが発生し、空気吸込渦に発達する。図7は、カルマン渦7から吸込口22aへ向かう流れを示す図である。図7では、複数の水中渦抑制板49の図示は省略されている。図7に示すように、半環状傾斜板71は、カルマン渦7から吸込口22aへ向かう下向きの流れF1の進路を妨害する位置に配置されている。カルマン渦7から吸込口22aへ向かう下向きの流れF1は、半環状傾斜板71からの流れF2によって乱され、ポンプケーシング27の半径方向外側に押し出される。このようにして、半環状傾斜板71は、カルマン渦7から空気吸込渦に発達する過程の下向きの強い流れを乱して阻害することができる。結果として、半環状傾斜板71は、空気吸込渦の発生を抑制することができる。 When the Karman vortex 7 is generated, a strong downward flow from the Karman vortex 7 toward the suction port 22a is generated at the time of pumping and develops into an air suction vortex. FIG. 7 is a diagram showing a flow from the Karman vortex 7 toward the suction port 22a. In FIG. 7, the illustration of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is omitted. As shown in FIG. 7, the semi-annular inclined plate 71 is arranged at a position that obstructs the course of the downward flow F1 from the Karman vortex 7 toward the suction port 22a. The downward flow F1 from the Karman vortex 7 toward the suction port 22a is disturbed by the flow F2 from the semi-annular inclined plate 71 and pushed outward in the radial direction of the pump casing 27. In this way, the semi-annular inclined plate 71 can disturb and obstruct the strong downward flow in the process of developing from the Karman vortex 7 to the air suction vortex 7. As a result, the semi-annular inclined plate 71 can suppress the generation of an air suction vortex.

図8は、ポンプ20の他の実施形態を示す上面図である。本実施形態の半環状傾斜板71は、互いに離間した第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bから構成されている。特に説明しない本実施形態に関する構成は、図1乃至図7を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の半環状傾斜板71A,71Bのそれぞれの周方向の長さは、図5および図6を参照して説明した半環状傾斜板71の周方向の長さよりも短い。図8に示す実施形態では、半環状傾斜板71A,71Bは、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側の吸込ベルマウス22の下端に固定されている。半環状傾斜板71の固定位置は本実施形態に限定されない。 FIG. 8 is a top view showing another embodiment of the pump 20. The semi-annular inclined plate 71 of the present embodiment is composed of a first semi-annular inclined plate 71A and a second semi-annular inclined plate 71B separated from each other. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 7, and therefore the overlapping description thereof will be omitted. The circumferential lengths of the semi-annular inclined plates 71A and 71B of the present embodiment are shorter than the circumferential lengths of the semi-annular inclined plates 71 described with reference to FIGS. 5 and 6. In the embodiment shown in FIG. 8, the semi-annular inclined plates 71A and 71B are fixed to the lower end of the suction bell mouth 22 on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. The fixed position of the semi-annular inclined plate 71 is not limited to this embodiment.

第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bは、水の流れ方向に関して主軸32の下流側であって、かつ主軸32の軸心Oを通る水の流れ方向と平行な直線RLに関して対称に配置されている。具体的には、第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bは、主軸32の軸心Oを通る水の流れ方向と平行な直線RLに対して45°の角度にあり、かつ主軸32の軸心Oを通る直線L1,L2上に配置されている。 The first semi-annular inclined plate 71A and the second semi-annular inclined plate 71B are straight lines that are downstream of the main shaft 32 with respect to the water flow direction and parallel to the water flow direction passing through the axis O of the main shaft 32. They are arranged symmetrically with respect to RL. Specifically, the first semi-annular inclined plate 71A and the second semi-annular inclined plate 71B are at an angle of 45 ° with respect to a straight line RL parallel to the flow direction of water passing through the axis O of the main shaft 32. , And are arranged on straight lines L1 and L2 passing through the axis O of the main shaft 32.

カルマン渦7は、後壁距離1.5d以下の場合、主軸32の軸心Oを通る水の流れ方向と平行な直線に対して約45°の角度付近に発生することが知られている。カルマン渦7から吸込口22aへ向かう下向きの流れF1の進路を妨害するために、第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bは、それぞれ直線L1,L2上に配置されている。本実施形態の半環状傾斜板71A,71Bは、コンパクトな構成で空気吸込渦の発生を抑制することができる。 It is known that the Karman vortex 7 is generated at an angle of about 45 ° with respect to a straight line parallel to the flow direction of water passing through the axis O of the main shaft 32 when the rear wall distance is 1.5 d or less. The first semi-annular inclined plate 71A and the second semi-annular inclined plate 71B are arranged on the straight lines L1 and L2, respectively, in order to obstruct the course of the downward flow F1 from the Karman vortex 7 to the suction port 22a. There is. The semi-annular inclined plates 71A and 71B of the present embodiment have a compact structure and can suppress the generation of an air suction vortex.

図8に示すように、直線L10は、主軸32の軸心Oと第1の半環状傾斜板71Aの上流側縁72Aとを結ぶ直線であり、直線L20は、主軸32の軸心Oと第2の半環状傾斜板71Bの上流側縁72Bとを結ぶ直線である。図8においては、直線L10と直線L20がなす角度θ1は180°であるが、角度θ1は、120°~180°の範囲内で選択してもよい。すなわち、L10およびL20がなす角度θ1は、主軸32の軸心Oと半環状傾斜板71の両側縁とを結ぶ2つの線がなす角度である。第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bは、水平方向に対して上方に傾斜して設けられている。一例では、第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bの水平方向に対する上方への傾斜角は、30°~60°である。第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bは、吸込ベルマウス22と一体に形成されてもよい。 As shown in FIG. 8, the straight line L10 is a straight line connecting the axial center O of the main shaft 32 and the upstream side edge 72A of the first semi-annular inclined plate 71A, and the straight line L20 is the axial center O of the main shaft 32 and the first. It is a straight line connecting the upstream side edge 72B of the semi-annular inclined plate 71B of 2. In FIG. 8, the angle θ1 formed by the straight line L10 and the straight line L20 is 180 °, but the angle θ1 may be selected within the range of 120 ° to 180 °. That is, the angle θ1 formed by L10 and L20 is the angle formed by the two lines connecting the axial center O of the main shaft 32 and both side edges of the semi-annular inclined plate 71. The first semi-annular inclined plate 71A and the second semi-annular inclined plate 71B are provided so as to be inclined upward with respect to the horizontal direction. In one example, the upward tilt angle of the first semi-annular tilt plate 71A and the second semi-annular tilt plate 71B with respect to the horizontal direction is 30 ° to 60 °. The first semi-annular inclined plate 71A and the second semi-annular inclined plate 71B may be formed integrally with the suction bell mouth 22.

図9は、ポンプ20のさらに他の実施形態を示す側面図であり、図10は、図9のB-B線断面図である。図9では、複数の水中渦抑制板49の図示は省略されている。本実施形態のポンプ20は、図9および図10に示すように、複数の半環状傾斜板71を備えている。特に説明しない本実施形態に関する構成は、図1乃至図7を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。複数の半環状傾斜板71のそれぞれは、ポンプケーシング27の外周面に固定されており、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側に配置されている。複数の半環状傾斜板71は、縦方向に沿って互いに離間して配列されている。複数の半環状傾斜板71は、主軸32の軸方向から見たときに、ポンプ据付床2に形成された開口5の内側に位置している。 9 is a side view showing still another embodiment of the pump 20, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 9, the illustration of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is omitted. As shown in FIGS. 9 and 10, the pump 20 of the present embodiment includes a plurality of semi-annular inclined plates 71. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 7, and therefore the overlapping description thereof will be omitted. Each of the plurality of semi-annular inclined plates 71 is fixed to the outer peripheral surface of the pump casing 27, and is arranged on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. The plurality of semi-annular inclined plates 71 are arranged so as to be separated from each other along the vertical direction. The plurality of semi-annular inclined plates 71 are located inside the opening 5 formed in the pump installation floor 2 when viewed from the axial direction of the main shaft 32.

本実施形態のポンプ20は、2つの半環状傾斜板71を備えており、2つの半環状傾斜板71のうちの1つは、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側の吸込ベルマウス22の下端に固定されている。2つの半環状傾斜板71のうちの他の1つは、吐出ボウル24の下端に固定されている。吸込水槽1の水位の上昇により、水面から半環状傾斜板71までの距離が大きくなるとカルマン渦7から吸込口22aへ向かう下向きの流れを効果的に乱すことができないことがある。複数の半環状傾斜板71を縦方向の異なる位置に配置することによって、吸込水槽1の水位が変化したときでも、水面から半環状傾斜板71までの距離が大きくならず、吸込水槽1の幅広い水位において空気吸込渦の発生を抑制することができる。 The pump 20 of the present embodiment includes two semi-annular inclined plates 71, and one of the two semi-annular inclined plates 71 is located on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. It is fixed to the lower end of the suction bell mouth 22. The other one of the two semi-annular inclined plates 71 is fixed to the lower end of the discharge bowl 24. If the distance from the water surface to the semi-annular inclined plate 71 becomes large due to the rise in the water level of the suction water tank 1, it may not be possible to effectively disturb the downward flow from the Karman vortex 7 to the suction port 22a. By arranging the plurality of semi-annular inclined plates 71 at different positions in the vertical direction, the distance from the water surface to the semi-annular inclined plate 71 does not increase even when the water level of the suction water tank 1 changes, and the suction water tank 1 has a wide range. The generation of air suction vortices can be suppressed at the water level.

本実施形態のポンプ20は、2つの半環状傾斜板71を備えているが、半環状傾斜板71の数は本実施形態に限定されず、縦方向の異なる位置で3つ以上の半環状傾斜板71を設けてもよい。また、本実施形態では、2つの半環状傾斜板71のうちの1つは、吸込ベルマウス22の下端に固定されており、2つの半環状傾斜板71のうちの他の1つは、吐出ボウル24の下端に固定されているが、半環状傾斜板71の固定位置は本実施形態に限定されない。複数の半環状傾斜板71は、ポンプケーシング27と一体に形成されてもよい。 The pump 20 of the present embodiment includes two semi-annular inclined plates 71, but the number of semi-annular inclined plates 71 is not limited to this embodiment, and three or more semi-annular inclined plates 71 are inclined at different positions in the vertical direction. A plate 71 may be provided. Further, in the present embodiment, one of the two semi-annular inclined plates 71 is fixed to the lower end of the suction bell mouth 22, and the other one of the two semi-annular inclined plates 71 is discharged. Although it is fixed to the lower end of the bowl 24, the fixing position of the semi-annular inclined plate 71 is not limited to this embodiment. The plurality of semi-annular inclined plates 71 may be integrally formed with the pump casing 27.

一実施形態では、図9および図10を参照して説明した複数の半環状傾斜板71のそれぞれは、図8を参照して説明した互いに離間した第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bから構成されてもよい。特に説明しない本実施形態に関する構成は、図8を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 In one embodiment, each of the plurality of semi-annular tilt plates 71 described with reference to FIGS. 9 and 10 is the first semi-annular tilt plate 71A and the second semi-annular tilt plate 71A and the second, respectively, which are separated from each other as described with reference to FIG. It may be composed of a semi-annular inclined plate 71B. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiment described with reference to FIG. 8, and therefore the overlapping description thereof will be omitted.

図11は、ポンプ20のさらに他の実施形態を示す側面図であり、図12は、図11のC-C線断面図である。特に説明しない本実施形態に関する構成は、図1乃至図7を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図11では、複数の水中渦抑制板49の図示は省略されている。図11および図12に示すように、本実施形態のポンプ20は、空気吸込渦抑制装置としての複数の縦棒61および複数の縦リブ62をさらに備えている。 11 is a side view showing still another embodiment of the pump 20, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line CC of FIG. The configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 7, and therefore the overlapping description thereof will be omitted. In FIG. 11, the illustration of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is omitted. As shown in FIGS. 11 and 12, the pump 20 of the present embodiment further includes a plurality of vertical bars 61 and a plurality of vertical ribs 62 as an air suction vortex suppressing device.

縦棒61および縦リブ62は、ポンプケーシング27の外側に配置され、半環状傾斜板71の上方に配置されている。主軸32の軸方向から見たときに、縦棒61および縦リブ62は、開口5の内側に位置している。したがって、ポンプ20のメンテナンスまたは修理を行うときに、ポンプ20の全体を開口5を通じて引き上げることができる。縦棒61および縦リブ62は、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側に配置されている。本実施形態では、2つの縦棒61と、2つの縦リブ62が設けられているが、縦棒61および縦リブ62の数は本実施形態に限定されない。 The vertical rod 61 and the vertical rib 62 are arranged outside the pump casing 27 and above the semi-annular inclined plate 71. When viewed from the axial direction of the main shaft 32, the vertical bar 61 and the vertical rib 62 are located inside the opening 5. Therefore, when performing maintenance or repair of the pump 20, the entire pump 20 can be pulled up through the opening 5. The vertical rod 61 and the vertical rib 62 are arranged on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1. In the present embodiment, two vertical bars 61 and two vertical ribs 62 are provided, but the number of vertical bars 61 and vertical ribs 62 is not limited to this embodiment.

各縦棒61は一般に円形の断面形状を有し、全体として主軸32に沿って延びている。同様に、各縦リブ62は全体として主軸32に沿って延びている。縦棒61および縦リブ62は、全体として鉛直方向に延びており、それらの一部が湾曲してもよい。各縦棒61は、複数のブラケット65によってポンプケーシング27の外周面に連結されている。すなわち、縦棒61とポンプケーシング27の外周面との間に隙間が存在した状態で、各縦棒61はポンプケーシング27に固定されている。一実施形態では、縦棒61の上部は、揚水管28に固定されてもよい。図3に示す各寸法の例に従えば、縦棒61の上端は、吸込ベルマウス22の下端から0.5d~1.5dの範囲内に位置している。縦棒61の下端は、羽根車31の上端よりも下方に位置している。 Each vertical bar 61 generally has a circular cross-sectional shape and extends along the spindle 32 as a whole. Similarly, each vertical rib 62 extends along the spindle 32 as a whole. The vertical bar 61 and the vertical rib 62 extend in the vertical direction as a whole, and a part of them may be curved. Each vertical bar 61 is connected to the outer peripheral surface of the pump casing 27 by a plurality of brackets 65. That is, each vertical bar 61 is fixed to the pump casing 27 in a state where a gap exists between the vertical bar 61 and the outer peripheral surface of the pump casing 27. In one embodiment, the upper portion of the vertical bar 61 may be fixed to the pumping pipe 28. According to the example of each dimension shown in FIG. 3, the upper end of the vertical bar 61 is located within the range of 0.5d to 1.5d from the lower end of the suction bell mouth 22. The lower end of the vertical bar 61 is located below the upper end of the impeller 31.

上述のように、吸込水槽1の水位の低下に伴い、吸込水槽1の自由表面にカルマン渦7(図2参照)が発生することがある。カルマン渦7の発生を防止するためには、縦棒61の上端は、カルマン渦7が発生するときの吸込水槽1の水位よりも上に位置する必要がある。ポンプの最低水位LWLは、一般に2.5d以上の水位である。この最低水位LWLより高い水位では、一般にカルマン渦7は発生しない。ポンプ20は通常の最低水位LWLより低い水位でも運転するため、縦棒61の上端は、通常の最低水位LWL以下の位置となる。図3によれば、吸込ベルマウス22の下端から吸込水槽1の底面までの距離は、0.75d~1.0dの範囲内であるため、縦棒61の上端は、吸込ベルマウス22の下端から0.5d~1.5dの範囲内に位置する。 As described above, as the water level of the suction water tank 1 drops, Karman vortices 7 (see FIG. 2) may be generated on the free surface of the suction water tank 1. In order to prevent the generation of the Karman vortex 7, the upper end of the vertical bar 61 needs to be located above the water level of the suction water tank 1 when the Karman vortex 7 is generated. The minimum water level LWL of the pump is generally a water level of 2.5 d or higher. At a water level higher than this minimum water level LWL, the Karman vortex 7 generally does not occur. Since the pump 20 operates even at a water level lower than the normal minimum water level LWL, the upper end of the vertical bar 61 is at a position below the normal minimum water level LWL. According to FIG. 3, since the distance from the lower end of the suction bell mouth 22 to the bottom surface of the suction water tank 1 is within the range of 0.75d to 1.0d, the upper end of the vertical bar 61 is the lower end of the suction bell mouth 22. It is located within the range of 0.5d to 1.5d.

縦リブ62は、ポンプケーシング27の外周面に沿って湾曲した形状を有し、主軸32の軸方向に延びている。縦リブ62は、ポンプケーシング27の外周面に固定されており、ポンプケーシング27の外周面からポンプケーシング27の径方向外側に突出している。一実施形態では、縦リブ62の上部は、揚水管28の外周面に固定されてもよい。さらに一実施形態では、縦リブ62は、ポンプケーシング27および/または揚水管28と一体に形成されてもよい。 The vertical rib 62 has a curved shape along the outer peripheral surface of the pump casing 27 and extends in the axial direction of the main shaft 32. The vertical rib 62 is fixed to the outer peripheral surface of the pump casing 27, and projects outward from the outer peripheral surface of the pump casing 27 in the radial direction. In one embodiment, the upper portion of the vertical rib 62 may be fixed to the outer peripheral surface of the pumping pipe 28. Further in one embodiment, the longitudinal rib 62 may be integrally formed with the pump casing 27 and / or the pumping pipe 28.

2つの縦棒61は、2つの縦リブ62にそれぞれ隣接して配置されている。各縦棒61は、隣接する縦リブ62よりも主軸32の軸心Oから離れた位置にある。すなわち、主軸32の軸心Oと縦棒61との距離は、主軸32の軸心Oと縦リブ62との距離よりも長い。縦棒61と同様に、縦リブ62の上端は、カルマン渦7が発生するときの吸込水槽1の水位よりも上に位置する必要がある。図11に示す実施形態では、縦リブ62は、縦棒61よりも短いが、一実施形態では、縦リブ62は、縦棒61と同じ長さでもよく、または縦棒61より長くてもよい。 The two vertical bars 61 are arranged adjacent to each of the two vertical ribs 62. Each vertical bar 61 is located at a position farther from the axis O of the main shaft 32 than the adjacent vertical rib 62. That is, the distance between the axis O of the spindle 32 and the vertical bar 61 is longer than the distance between the axis O of the spindle 32 and the vertical rib 62. Similar to the vertical bar 61, the upper end of the vertical rib 62 needs to be located above the water level of the suction water tank 1 when the Karman vortex 7 is generated. In the embodiment shown in FIG. 11, the vertical rib 62 is shorter than the vertical bar 61, but in one embodiment, the vertical rib 62 may have the same length as the vertical bar 61 or may be longer than the vertical bar 61. ..

2つの縦棒61は、吸込水槽1内の水の流れ方向に関して主軸32の下流側に位置しており、主軸32の軸心Oを通る水の流れ方向と平行な直線RLに関して対称に配置されている。同様に、2つの縦リブ62は、水の流れ方向に関して主軸32の下流側に位置しており、主軸32の軸心Oを通る水の流れ方向と平行な直線RLに関して対称に配置されている。図11および図12に示す実施形態では、2つの縦棒61および2つの縦リブ62は、ポンプケーシング27の外周面上の水の流れの剥離点よりも下流側に配置されている。 The two vertical bars 61 are located on the downstream side of the main shaft 32 with respect to the flow direction of water in the suction water tank 1, and are arranged symmetrically with respect to a straight line RL parallel to the flow direction of water passing through the axis O of the main shaft 32. ing. Similarly, the two vertical ribs 62 are located downstream of the spindle 32 with respect to the water flow direction and are arranged symmetrically with respect to a straight line RL parallel to the water flow direction through the axis O of the spindle 32. .. In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the two vertical bars 61 and the two vertical ribs 62 are arranged downstream of the separation point of the water flow on the outer peripheral surface of the pump casing 27.

吸込水槽1の水位が高いときは、吸込水槽1内の水の流速は低く、吸込水槽1の水位が低くなると、吸込水槽1内の水の流速が高くなる。カルマン渦7の発生個所は、吸込水槽1の水位、および揚水時の吸込水槽1内の水の流速によって変化する。カルマン渦7は、吸込水槽1内の水の流速が低いとき、ポンプケーシング27または揚水管28の外周面付近に発生する。 When the water level of the suction water tank 1 is high, the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is low, and when the water level of the suction water tank 1 is low, the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is high. The location where the Karman vortex 7 is generated changes depending on the water level of the suction water tank 1 and the flow velocity of the water in the suction water tank 1 at the time of pumping. The Karman vortex 7 is generated near the outer peripheral surface of the pump casing 27 or the pumping pipe 28 when the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is low.

図13は、ポンプケーシング27または揚水管28によって分流された水の流れを示す図である。図13の矢印に示すように、ポンプケーシング27または揚水管28によって分流されたポンプケーシング27または揚水管28の外周面付近の水は、縦リブ62に衝突することによってその流れを乱される。結果として、縦リブ62は、ポンプケーシング27または揚水管28の外周面付近におけるカルマン渦7の発生を抑制することができる。 FIG. 13 is a diagram showing the flow of water separated by the pump casing 27 or the pumping pipe 28. As shown by the arrow in FIG. 13, the water in the vicinity of the outer peripheral surface of the pump casing 27 or the pumping pipe 28 divided by the pump casing 27 or the pumping pipe 28 is disturbed by colliding with the vertical rib 62. As a result, the vertical rib 62 can suppress the generation of Karman vortices 7 in the vicinity of the outer peripheral surface of the pump casing 27 or the pumping pipe 28.

縦リブ62は、吸込水槽1の水位が高いとき(吸込水槽1内の水の流速が低いとき)に、空気吸込渦の発生を効果的に抑制することができる。一例として、縦リブ62は、その高さ(ポンプケーシング27の径方向の長さ)が0.1d以上であり、かつその幅(ポンプケーシング27の周方向の長さ)が0.1d以下であるとき、カルマン渦7の発生を効果的に抑制できる。 The vertical rib 62 can effectively suppress the generation of an air suction vortex when the water level of the suction water tank 1 is high (when the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is low). As an example, the vertical rib 62 has a height (length in the radial direction of the pump casing 27) of 0.1 d or more and a width thereof (length in the circumferential direction of the pump casing 27) of 0.1 d or less. At some point, the generation of Karman vortices 7 can be effectively suppressed.

縦リブ62に衝突してその流れを乱された水は、ポンプケーシング27の外側に流され、ポンプケーシング27から離れた位置にカルマン渦7を発生させることがある。また、吸込水槽1の水位が比較的低いとき(吸込水槽1内の水の流速が高いとき)、ポンプケーシング27から離れた位置にカルマン渦7が発生し易いことが実験で確認されている。そこで、このようなカルマン渦7の発生を抑制するために、本実施形態では、縦棒61は、縦リブ62よりも半径方向において外側に配置されている。図13の矢印に示すように、縦リブ62に衝突してポンプケーシング27の外側に流された水や、ポンプケーシング27または揚水管28によって分流された水の一部は、縦棒61に衝突し、その流れを乱される。結果として、縦棒61は、ポンプケーシング27から離れた位置におけるカルマン渦7の発生を抑制することができる。 The water that collides with the vertical rib 62 and disturbs its flow may flow to the outside of the pump casing 27 and generate a Karman vortex 7 at a position away from the pump casing 27. Further, it has been experimentally confirmed that when the water level of the suction water tank 1 is relatively low (when the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is high), the Karman vortex 7 is likely to be generated at a position away from the pump casing 27. Therefore, in order to suppress the generation of such Karman vortices 7, in the present embodiment, the vertical bars 61 are arranged outside the vertical ribs 62 in the radial direction. As shown by the arrow in FIG. 13, the water that collided with the vertical rib 62 and flowed to the outside of the pump casing 27 and a part of the water that was separated by the pump casing 27 or the pumping pipe 28 collided with the vertical rod 61. However, the flow is disturbed. As a result, the vertical bar 61 can suppress the generation of Karman vortices 7 at a position away from the pump casing 27.

縦棒61は、縦リブ62が空気吸込渦の発生を抑制することができる吸込水槽1の水位範囲から吸込水槽1内の水位がさらに低下したとき(すなわち、吸込水槽1内の水の流速が高いとき)に、空気吸込渦の発生を効果的に抑制することができる。また、縦リブ62に衝突してポンプケーシング27の外側に流された水によって発生するカルマン渦7は、縦リブ62よりも下流側に発生する。そのため、縦棒61は、主軸32の軸心Oと縦リブ62とを結ぶ線の延長線よりも下流側(図12参照)に配置されている。一実施形態では、縦棒61は、上記延長線上に配置されてもよい。 The vertical bar 61 is provided when the water level in the suction water tank 1 is further lowered from the water level range of the suction water tank 1 in which the vertical rib 62 can suppress the generation of an air suction vortex (that is, the flow velocity of the water in the suction water tank 1 is increased. When it is high), the generation of air suction vortices can be effectively suppressed. Further, the Karman vortex 7 generated by the water colliding with the vertical rib 62 and flowing to the outside of the pump casing 27 is generated on the downstream side of the vertical rib 62. Therefore, the vertical bar 61 is arranged on the downstream side (see FIG. 12) of the extension line of the line connecting the axial center O of the main shaft 32 and the vertical rib 62. In one embodiment, the vertical bar 61 may be arranged on the extension line.

主軸32の軸心Oと2つの縦リブ62とを結ぶ2つの線がなす角度θ2は、主軸32の軸心Oと2つの縦棒61とを結ぶ2つの線がなす角度θ3よりも大きいか、あるいは等しい(θ2≧θ3)。図12に示す実施形態では、角度θ2は、角度θ3よりも大きい。θ2およびθ3の値が30°~120°のとき、縦リブ62と縦棒61との組み合わせは、カルマン渦7の発生を効果的に抑制できる。 Is the angle θ2 formed by the two lines connecting the axis O of the spindle 32 and the two vertical ribs 62 larger than the angle θ3 formed by the two lines connecting the axis O of the spindle 32 and the two vertical bars 61? , Or equal (θ2 ≧ θ3). In the embodiment shown in FIG. 12, the angle θ2 is larger than the angle θ3. When the values of θ2 and θ3 are 30 ° to 120 °, the combination of the vertical rib 62 and the vertical bar 61 can effectively suppress the generation of the Karman vortex 7.

図11および図12に示す実施形態では、縦棒61の一部はポンプケーシング27の外周面に沿って湾曲しているが、縦棒61の形状はこの実施形態に限定されない。一実施形態では、縦棒61は、主軸32と平行に延びる直線形状を有していてもよい。さらに一実施形態では、縦棒61の断面形状は、四角形、L字型などの多角形であってもよい。本実施形態の縦リブ62は四角形の断面形状を有しているが、縦リブ62の断面形状はこの形状に限定されない。一実施形態では、縦リブ62の断面形状は三角形または円形であってもよい。 In the embodiment shown in FIGS. 11 and 12, a part of the vertical bar 61 is curved along the outer peripheral surface of the pump casing 27, but the shape of the vertical bar 61 is not limited to this embodiment. In one embodiment, the vertical bar 61 may have a linear shape extending parallel to the spindle 32. Further, in one embodiment, the cross-sectional shape of the vertical bar 61 may be a polygon such as a quadrangle or an L-shape. The vertical rib 62 of the present embodiment has a quadrangular cross-sectional shape, but the cross-sectional shape of the vertical rib 62 is not limited to this shape. In one embodiment, the cross-sectional shape of the vertical rib 62 may be triangular or circular.

複数の縦棒61と複数の縦リブ62との組み合わせは、吸込水槽1内の幅広い水位および幅広い流速において、カルマン渦7の発生を抑制し、空気吸込渦の発生を抑制することができる。複数の縦棒61と複数の縦リブ62を組み合わせに半環状傾斜板71を組み合わせることによって、さらに効果的に空気吸込渦の発生を抑制することができる。 The combination of the plurality of vertical bars 61 and the plurality of vertical ribs 62 can suppress the generation of Karman vortices 7 and suppress the generation of air suction vortices at a wide water level and a wide flow velocity in the suction water tank 1. By combining the semi-annular inclined plate 71 with the combination of the plurality of vertical bars 61 and the plurality of vertical ribs 62, the generation of the air suction vortex can be suppressed more effectively.

一実施形態では、図11および図12を参照して説明した半環状傾斜板71は、図8を参照して説明した互いに離間した第1の半環状傾斜板71Aおよび第2の半環状傾斜板71Bから構成されてもよい。さらに一実施形態では、図11および図12を参照して説明したポンプ20は、図9および図10を参照して説明した複数の半環状傾斜板71を備えていてもよい。 In one embodiment, the semi-annular sloping plate 71 described with reference to FIGS. 11 and 12 is the first semi-annular sloping plate 71A and the second semi-annular sloping plate 71 that are separated from each other as described with reference to FIG. It may be composed of 71B. Further, in one embodiment, the pump 20 described with reference to FIGS. 11 and 12 may include a plurality of semi-annular inclined plates 71 described with reference to FIGS. 9 and 10.

上述した各実施形態によれば、吸込ベルマウス22の吸込口22aに向かう水の流れを阻害するものは実質的に無く、吸い込み損失がほぼ無いため、上述した各実施形態の空気吸込渦抑制装置を備えたポンプ20は、揚水能力を低下させることなく、空気吸込渦の発生を抑制することができる。また、上述した各実施形態の空気吸込渦抑制装置は、ポンプケーシング27に設置されるので、吸込水槽1への締結は不要であり、吸込水槽1の補強工事は不要である。 According to each of the above-described embodiments, there is substantially nothing that obstructs the flow of water toward the suction port 22a of the suction bell mouth 22, and there is almost no suction loss. 20 can suppress the generation of an air suction vortex without deteriorating the pumping capacity. Further, since the air suction vortex suppressing device of each of the above-described embodiments is installed in the pump casing 27, it is not necessary to fasten it to the suction water tank 1, and it is not necessary to reinforce the suction water tank 1.

図14は、図1に示す複数の水中渦抑制板49を下から見た図である。図14に示すように、本実施形態では、4つの水中渦抑制板49が吸込ベルマウス22の下部に固定されている。4つの水中渦抑制板49のうち2つは吸込水槽1内の水の流れ方向と平行に配置され、他の2つは吸込水槽1内の水の流れ方向と垂直に配置されている。ただし、水中渦抑制板49の数は本実施形態に限定されない。 FIG. 14 is a view of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 shown in FIG. 1 as viewed from below. As shown in FIG. 14, in the present embodiment, four underwater vortex suppressing plates 49 are fixed to the lower part of the suction bell mouth 22. Two of the four underwater vortex suppression plates 49 are arranged parallel to the water flow direction in the suction water tank 1, and the other two are arranged perpendicular to the water flow direction in the suction water tank 1. However, the number of underwater vortex suppression plates 49 is not limited to this embodiment.

複数の水中渦抑制板49の一端は、主軸32の軸心Oの延長線上で、互いに固定されており、複数の水中渦抑制板49のそれぞれの他端は、吸込ベルマウス22の内周面に固定されている。図1に示すように、水中渦抑制板49は、吸込ベルマウス22の下端から下方に突出している。水中渦抑制板49の上端は、吸込ベルマウス22の下端よりも高い位置にあり、かつ羽根車31よりも低い位置にある。 One end of each of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is fixed to each other on an extension line of the axis O of the main shaft 32, and the other end of each of the plurality of underwater vortex suppression plates 49 is the inner peripheral surface of the suction bell mouth 22. It is fixed to. As shown in FIG. 1, the underwater vortex suppressing plate 49 projects downward from the lower end of the suction bell mouth 22. The upper end of the underwater vortex suppressing plate 49 is located higher than the lower end of the suction bell mouth 22 and lower than the impeller 31.

このような水中渦抑制板49によれば、吸込ベルマウス22と吸込水槽1の底面との間に発生する水中渦を抑制することができる。この水中渦は、吸込ベルマウス22と吸込水槽1の底面との間の旋回流が発達して形成されるものであり、吸込ベルマウス22が吸込水槽1の底面の近くに位置しているときに発生しやすい。本実施形態のポンプ20は、水中渦の原因となる旋回流を水中渦抑制板49で消滅させることにより、水中渦の発生を効果的に抑制することができる。したがって、従来の構造よりも吸込ベルマウス22を低い位置に配置することができ、低水位での揚水が可能となる。本実施形態の水中渦抑制板49はポンプ20に取り付けることができるので、土木躯体である吸込水槽1への固定は不要であり、低コストかつ信頼性の高いポンプを提供することができる。 According to such an underwater vortex suppressing plate 49, the underwater vortex generated between the suction bell mouth 22 and the bottom surface of the suction water tank 1 can be suppressed. This underwater vortex is formed by developing a swirling flow between the suction bell mouth 22 and the bottom surface of the suction water tank 1, and when the suction bell mouth 22 is located near the bottom surface of the suction water tank 1. It is easy to occur in. The pump 20 of the present embodiment can effectively suppress the generation of the underwater vortex by eliminating the swirling flow that causes the underwater vortex with the underwater vortex suppressing plate 49. Therefore, the suction bell mouth 22 can be arranged at a lower position than the conventional structure, and the water can be pumped at a low water level. Since the submersible vortex suppressing plate 49 of the present embodiment can be attached to the pump 20, it is not necessary to fix it to the suction water tank 1 which is a civil engineering frame, and it is possible to provide a low-cost and highly reliable pump.

上述した各実施形態の空気吸込渦抑制装置(半環状傾斜板71、縦棒61、および縦リブ62)、および水中渦抑制板49は、特開2007-285253号公報に示すような羽根車の下方に水中軸受が配置されたポンプに適用してもよい。 The air suction vortex suppressing device (semi-annular inclined plate 71, vertical bar 61, and vertical rib 62) and the underwater vortex suppressing plate 49 of each of the above-described embodiments are of an impeller as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-285253. It may be applied to a pump in which a submersible bearing is arranged below.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of allowing a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest range in accordance with the technical ideas defined by the claims.

1 吸込水槽
2 ポンプ据付床
5 開口
7 カルマン渦
20 ポンプ
21 インペラケーシング
22 吸込ベルマウス
22a 吸込口
24 吐出ボウル
25 内側ボウル
27 ポンプケーシング
28 揚水管
30 吐出曲管
31 羽根車
32 主軸
33 吊り下げ管
35 ポンプベース
37 ガイドベーン
41 水中軸受
41a 支持部材
45 外軸受
49 水中渦抑制板
61 縦棒
62 縦リブ
65 ブラケット
71 半環状傾斜板
71A 第1の半環状傾斜板
71B 第2の半環状傾斜板
72A 上流側縁
72B 上流側縁
1 Suction water tank 2 Pump installation floor 5 Opening 7 Kalman vortex 20 Pump 21 Impeller casing 22 Suction bell mouth 22a Suction port 24 Discharge bowl 25 Inner bowl 27 Pump casing 28 Pumping pipe 30 Discharge curved pipe 31 Impeller 32 Main shaft 33 Suspended pipe 35 Pump base 37 Guide vane 41 Submersible bearing 41a Support member 45 Outer bearing 49 Submersible vortex suppression plate 61 Vertical rod 62 Vertical rib 65 Bracket 71 Semi-annular inclined plate 71A First semi-annular inclined plate 71B Second semi-annular inclined plate 72A Upstream Side edge 72B Upstream side edge

Claims (6)

吸込水槽内の水を揚水するポンプにおいて、
鉛直方向に延びる主軸と、
前記主軸に固定された羽根車と、
内部に前記羽根車を収容するポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングの外周面に固定された半環状傾斜板とを備え、
前記半環状傾斜板は、前記吸込水槽内の水の流れ方向に関して前記主軸の下流側に配置され、かつ前記主軸の軸方向から見たときに、ポンプ据付床に形成された開口の内側に位置しており、
前記半環状傾斜板は、水平方向に対して上方に傾斜しており、
前記半環状傾斜板の水平方向に対する上方への傾斜角は、30°~60°であることを特徴とするポンプ。
In the pump that pumps the water in the suction tank,
The spindle extending in the vertical direction and
The impeller fixed to the spindle and
A pump casing that houses the impeller inside,
A semi-annular inclined plate fixed to the outer peripheral surface of the pump casing is provided.
The semi-annular inclined plate is arranged on the downstream side of the main shaft with respect to the flow direction of water in the suction water tank, and is located inside the opening formed in the pump installation floor when viewed from the axial direction of the main shaft. And
The semi-annular inclined plate is inclined upward with respect to the horizontal direction, and is inclined upward .
A pump characterized in that the upward inclination angle of the semi-annular inclined plate with respect to the horizontal direction is 30 ° to 60 ° .
前記主軸の軸心と前記半環状傾斜板の両側縁とを結ぶ2つの線がなす角度は120°~180°であることを特徴とする請求項に記載のポンプ。 The pump according to claim 1 , wherein the angle formed by the two lines connecting the axis of the main shaft and both side edges of the semi-annular inclined plate is 120 ° to 180 °. 前記半環状傾斜板は、互いに離間した第1の半環状傾斜板および第2の半環状傾斜板を備えており、前記第1の半環状傾斜板および前記第2の半環状傾斜板は、前記主軸の軸心を通る前記水の流れ方向と平行な直線に関して対称に配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のポンプ。 The semi-annular inclined plate includes a first semi-annular inclined plate and a second semi-annular inclined plate separated from each other, and the first semi-annular inclined plate and the second semi-annular inclined plate are said to have the same. The pump according to claim 1 or 2 , wherein the pump is arranged symmetrically with respect to a straight line parallel to the flow direction of the water passing through the axis of the main shaft. 前記ポンプケーシングは、下方に開口した吸込口を有する吸込ベルマウスを含み、
前記半環状傾斜板は、前記吸込ベルマウスの下端に固定されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のポンプ。
The pump casing includes a suction bell mouth with a suction port that opens downward.
The pump according to any one of claims 1 to 3 , wherein the semi-annular inclined plate is fixed to the lower end of the suction bell mouth.
前記ポンプケーシングは、下方に開口した吸込口を有する吸込ベルマウスを含み、
前記半環状傾斜板は、複数の半環状傾斜板であり、
前記複数の半環状傾斜板は、縦方向に沿って互いに離間して配列されており、
前記複数の半環状傾斜板のうちの1つは、前記吸込ベルマウスの下端に固定されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のポンプ。
The pump casing includes a suction bell mouth with a suction port that opens downward.
The semi-annular inclined plate is a plurality of semi-annular inclined plates, and the semi-annular inclined plate is a plurality of semi-annular inclined plates.
The plurality of semi-annular inclined plates are arranged so as to be separated from each other along the vertical direction.
The pump according to any one of claims 1 to 3 , wherein one of the plurality of semi-annular inclined plates is fixed to the lower end of the suction bell mouth.
前記ポンプケーシングの外側に配置された複数の縦棒および複数の縦リブをさらに備え、
前記複数の縦棒および前記複数の縦リブは、前記吸込水槽内の水の流れ方向に関して前記主軸の下流側で、かつ前記半環状傾斜板の上方に配置されており、
前記複数の縦棒は、前記ポンプケーシングの外周面との間に隙間が存在した状態で、前記ポンプケーシングに固定されており、
前記複数の縦リブは、前記ポンプケーシングの外周面に固定されており、
前記複数の縦棒および前記複数の縦リブは、前記主軸の軸方向から見たときに、ポンプ据付床に形成された開口の内側に位置しており、
前記複数の縦棒は、前記複数の縦リブにそれぞれ隣接して配置されていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載のポンプ。
Further comprising a plurality of vertical bars and a plurality of vertical ribs arranged on the outside of the pump casing.
The plurality of vertical bars and the plurality of vertical ribs are arranged on the downstream side of the main shaft and above the semi-annular inclined plate with respect to the flow direction of water in the suction water tank.
The plurality of vertical bars are fixed to the pump casing with a gap between them and the outer peripheral surface of the pump casing.
The plurality of vertical ribs are fixed to the outer peripheral surface of the pump casing.
The plurality of vertical bars and the plurality of vertical ribs are located inside an opening formed in the pump installation floor when viewed from the axial direction of the spindle.
The pump according to any one of claims 1 to 5 , wherein the plurality of vertical bars are arranged adjacent to each of the plurality of vertical ribs.
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