JP7068984B2 - ポンプ設備 - Google Patents

Description

本発明は、例えば立軸ポンプを備えたポンプ設備に関する。

従来、この種のポンプ設備としては、例えば図１３に示すように、吸込水槽１０１内の液体１０２を揚水するポンプ１０３と、ポンプ１０３により揚水された液体１０２を吐出水槽へ吐出する吐出管１０４と、吐出管１０４を開閉する吐出弁１０５とを備えるものがある。

ポンプ１０３は、吸込水槽１０１のポンプ据付床１０６を上下方向に貫通する揚水管１０７と、揚水管１０７と吐出管１０４を繋ぐベンド部１０８とを有している。ポンプ据付床１０６には上下に貫通する据付用開口部１０９が形成されており、揚水管１０７は据付用開口部１０９に挿通されている。

さらには、吐出管１０４に、吸込水槽１０１に開口する戻り管１１０が接続されているポンプ設備１００も考えられている。尚、戻り管１１０は、吐出管１０４から分岐し、ポンプ１０３の揚水管１０７と据付用開口部１０９の内周との間を通って、吸込水槽１０１に開口している。戻り管１１０には切替弁１１１が設けられている。

また、ポンプ１０３のベンド部１０８には、揚水管１０７の内部を点検するための開閉可能な点検口１１２が設けられている。

これによると、ポンプ設備１００においては、緊急に排水が必要となった際にポンプ１０３を確実に運転できることを確認するため、定期的に管理運転が行われている。管理運転を行う場合、吐出弁１０５を閉じ、切替弁１１１を開いた状態で、ポンプ１０３を駆動させることにより、吸込水槽１０１内の液体１０２が、ポンプ１０３の吸込口１１５から揚水管１０７内を通ってベンド部１０８内を流れ、吐出管１０４から戻り管１１０を通り、戻り管１１０の下端開口部１１０ａから吸込水槽１０１内に排出される。これにより、ポンプ１０３およびポンプ設備１００全体の運転状況を確認し、不具合等を発見することができる。

また、ポンプ１０３の運転を停止した状態で、点検口１１２を開き、外部から点検口１１２を通して揚水管１０７の内部を点検することができる。尚、上記のようなポンプ設備１００は例えば下記特許文献１に記載されている。

特許第５４３１５５８号

しかしながら上記の従来形式では、戻り管１１０は、吐出管１０４から分岐し、揚水管１０７と据付用開口部１０９の内周との間を通って、吸込水槽１０１に開口している。このため、戻り管１１０の全長が長くなった。戻り管１１０の全長を短くするには、戻り管１１０を、吐出管１０４ではなく、ポンプ１０３のベンド部１０８に接続することが考えられる。しかしながら、通常、ベンド部１０８には点検口１１２が設けられているため、点検口１１２とは別の箇所で、戻り管１１０をベンド部１０８に接続しなければならないといった設計上の制約が生じた。また、ベンド部１０８に既に点検口１１２が設けられている場合、戻り管１１０をベンド部１０８に接続するためのスペースを十分に確保することができない虞があった。

本発明は、ポンプのベンド部に接続された戻り管を利用して、ポンプの管理運転と内部点検ができるポンプ設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、吸込水槽内の液体を揚水するポンプと、ポンプにより揚水された液体を吐出水槽へ吐出する吐出管と、吐出管を開閉する吐出弁とを備えるポンプ設備であって、
ポンプは、吸込水槽のポンプ据付床を貫通する揚水管と、揚水管と吐出管を繋ぐベンド部とを有し、
ベンド部は、内外に開口する戻り孔部と、ベンド部から分岐して吸込水槽に開口する戻り管とを備え、
戻り管は、戻り管を開閉する戻り弁と、可動管路部とを有し、
可動管路部は、ポンプ据付床よりも上方において、軸周りに回動することによりベンド部に装着離間自在であり、
可動管路部を回動してベンド部に装着した状態で、戻り管が戻り孔部を介してベンド部の内部に連通し、
可動管路部を回動してベンド部から離間した状態で、戻り孔部が外部に露出するものである。

これによると、管理運転を行う場合、可動管路部をベンド部に装着しておき、吐出弁を閉じ、戻り弁を開いた状態で、ポンプを駆動させる。これにより、吸込水槽内の液体が、ポンプの吸込口から揚水管内を通ってベンド部内を流れ、ベンド部内から戻り孔部を通って戻り管内を流れ、戻り管内から吸込水槽内に排出される。

これにより、ポンプの運転状況を確認し、ポンプの不具合等を発見することができる。

また、ポンプの運転を停止した状態で、戻り管の可動管路部を回動してベンド部から離間することにより、戻り孔部が外部に露出するため、外部から戻り孔部を通して揚水管の内部を点検することができる。

これにより、ポンプのベンド部に接続された戻り管を利用して、ポンプの内部を点検することができ、このため、点検口とは別の箇所で、戻り管をベンド部に接続しなければならないといった設計上の制約が解消される。

本第２発明におけるポンプ設備は、可動管路部は、縦方向の軸周りに回動することによって、ベンド部に装着離間自在である。

これによると、戻り管の可動管路部の荷重が縦方向の軸によって受けられるため、可動管路部を容易に回動することができる。

本第３発明におけるポンプ設備は、戻り孔部は点検口を兼ねているものである。

これによると、戻り孔部とは別に点検口を設けた場合に比べて、部品点数を減らすことができる。

本第４発明におけるポンプ設備は、戻り管は、ベンド部から水平方向へ分岐する水平管路部と、水平管路部から下方へ向けて方向転換する曲り管路部と、曲り管路部から吸込水槽へ向けて下方へ延びる下方管路部とを有し、
可動管路部は少なくとも曲り管路部を有するものである。

これによると、管理運転を行っている際、吸込水槽内の液体は、ポンプの吸込口から揚水管内を通ってベンド部内を流れ、ベンド部内から戻り孔部を通って戻り管の水平管路部、曲り管路部および下方管路部を流れ、下方管路部から吸込水槽内に排出される。

本第５発明におけるポンプ設備は、水平管路部は円管からなり、
下方管路部の下部は扁平管からなり、
下方管路部の扁平管の流路断面積が水平管路部の円管の流路断面積と同等以上である。

これによると、揚水管とポンプ据付床の据付用開口部の内周との間に十分広い空間が確保されていない場合でも、戻り管内を流れた液体は下方管路部から揚水管と据付用開口部の内周との間を通って円滑に吸込水槽内に排出される。

本第６発明におけるポンプ設備は、戻り管の可動管路部に、ポンプのベンド部の内部を視認可能な点検窓が設けられているものである。

これによると、ポンプを運転している際、点検窓を通してベンド部の内部を視認することができる。

本第７発明におけるポンプ設備は、戻り管の端部排出口は吸込水槽内の液面よりも上方にあり、
戻り管の端部排出口には、戻り管から排出される液体が吸込水槽の内壁面に直接当たることを防止するガイド部材が設けられているものである。

これによると、戻り管から排出される液体は、ガイド部材によって案内されて、吸込水槽内に流れ落ちる。これにより、液体が吸込水槽の内壁面に直接当たることは防止され、吸込水槽の内壁面が侵食されるのを防ぐことができる。

以上のように本発明によると、ポンプのベンド部に接続された戻り管を利用して、ポンプの管理運転および内部点検ができるため、点検口とは別の箇所で、戻り管をベンド部に接続しなければならないといった設計上の制約が解消される。

本発明の第１の実施の形態におけるポンプ設備の図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプのベンド部の側面図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプのベンド部の平面図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の拡大図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の断面図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の正面図であり、可動管路部を開方向へ回動してベンド部から離間した状態を示す。 図６におけるＸ－Ｘ矢視図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の一部拡大正面図である。 同、ポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の下部の拡大断面図である。 同、戻り管に設けられるガイド部材の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態におけるポンプ設備の立軸ポンプの戻り管の一部切欠き拡大図である。 本発明の第３の実施の形態におけるポンプ設備の図である。 従来のポンプ設備の図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１はポンプ設備であり、このポンプ設備１は、吸込水槽２と、吸込水槽２内の水３（液体の一例）を揚水する立軸ポンプ４と、立軸ポンプ４により揚水された水３を吐出水槽（図示省略）へ吐出する吐出管５と、吐出管５を開閉する吐出弁６と、ポンプ据付床７とを備えている。

立軸ポンプ４は、ケーシング１１と、ケーシング１１内に挿通された回転軸１２と、回転軸１２に設けられた羽根車１３と、回転軸１２を回転させるエンジン等を備えた駆動装置１４とを有している。ケーシング１１は、揚水管１６と、揚水管１６の下端に設けられたベルマウス１７と、揚水管１６と吐出管５を繋ぐベンド部１８とを有している。

ポンプ据付床７には上下に貫通する円形の据付用開口部２０が形成されている。揚水管１６は、据付用開口部２０に挿通されて、ポンプ据付床７を貫通している。

図１～図３に示すように、ベンド部１８は、９０°エルボであり、下部入口側に据付用フランジ２２を有している。据付用フランジ２２には円環状のポンプベース２３が取り付けられ、ポンプベース２３がポンプ据付床７に設置されている。これにより、ケーシング１１がポンプベース２３を介してポンプ据付床７に据付けられる。

図４～図８に示すように、ベンド部１８は、両側面から外側に突出した２つの座２５と、内外に開口する２つの戻り孔部２６と、ベンド部１８から分岐して吸込水槽２に開口する２本の戻り管２７とを備えている。

戻り孔部２６は座２５の部分に形成されている。戻り管２７は、座２５に取り付けられる固定フランジ２９と、可動管路部３０と、可動管路部３０から吸込水槽２へ向けて下方へ延びる下方管路部３１とを有している。

固定フランジ２９は、円環状の部材であり、複数のボルト３３によって座２５の外端面に取り付けられている。

可動管路部３０は、ベンド部１８から水平方向へ分岐する水平管路部３４と、水平管路部３４から下方へ向けて方向転換する曲り管路部３５とを有している。水平管路部３４は、断面が円形の管であり、フランジ３６を有するとともに、ヒンジ３７を介して水平回動自在に固定フランジ２９に設けられている。ヒンジ３７は上下方向（縦方向の一例）に長いヒンジ軸３８を有している。

また、曲り管路部３５は下端部に下部フランジ３９を有している。

下方管路部３１は、曲り管路部３５の出口側下端に設けられて戻り管２７を開閉する戻り弁４２と、戻り弁４２の出口側下端に設けられた異形管４３とを有している。戻り弁４２には例えばバタフライ弁等が使用されている。

異形管４３は、入口側上部の断面が円形の円管４３ａであり、出口側下部の断面が長方形の扁平管４３ｂである。尚、扁平管４３ｂの断面形状は、据付用開口部２０の径方向において短く、径方向に直交する方向において長い長方形である。また、異形管４３の扁平管４３ｂの流路断面積は、円管４３ａの流路断面積と同じであり、且つ、水平管路部３４の流路断面積と同じに設定されている。異形管４３は上下両端部にそれぞれフランジ４５，４６を有している。

尚、曲り管路部３５の下部フランジ３９と異形管４３の上部フランジ４５とは複数のボルト，ナット４７を介して着脱自在に連結されており、戻り弁４２は下部フランジ３９と上部フランジ４５との間に着脱自在に挟まれている。

異形管４３の下部フランジ４６は複数のボルト４８を介してポンプベース２３に連結されている。尚、ポンプベース２３には上下に貫通する複数の長方形の排出孔５０が形成され、異形管４３の出口が排出孔５０に連通している。

ボルト，ナット４７を取り外した状態で、可動管路部３０（すなわち水平管路部３４と曲り管路部３５）は、ポンプ据付床７よりも上方において、ヒンジ軸３８の周りに水平回動することにより、ベンド部１８の座２５に装着離間自在である。この際、可動管路部３０と戻り弁４２とは切り離されており、異形管４３はポンプベース２３上に固定されている。

図５に示すように、可動管路部３０を閉方向Ｓへ回動してベンド部１８の座２５に装着した状態で、戻り管２７が戻り孔部２６を介してベンド部１８の内部に連通する。尚、このような装着状態では、水平管路部３４のフランジ３６は、固定フランジ２９に重なり合って、複数のボルト５１によって固定フランジ２９に接合される。また、固定フランジ２９と水平管路部３４のフランジ３６との間にはパッキン等のシール部材（図示省略）が設けられている。

また、図６および図７の実線で示すように、可動管路部３０を開方向Ｏへ回動してベンド部１８の座２５から離間した状態で、戻り孔部２６が外部に露出する。

図５，図９，図１０に示すように、戻り管２７の端部排出口５３は吸込水槽２内の水面３ａよりも上方に位置する。この端部排出口５３には、戻り管２７から排出される水３が吸込水槽２の内壁面８に直接当たることを防止するガイド部材５５が設けられている。

ガイド部材５５は、異形管４３の下部フランジ４６とポンプベース２３との間に着脱自在に挟まれる四角環状の取付板５６と、取付板５６から下向きに延びたガイド板５７とを有している。ガイド板５７は、ポンプベース２３の排出孔５０を上から下へ貫通しており、ポンプ据付床７の据付用開口部２０内に突入する傾斜部５７ａを有している。尚、傾斜部５７ａは下部ほど立軸ポンプ４の径方向における中心に向かって傾斜している。

以下、上記構成における作用を説明する。

管理運転を行う場合、図１，図２および図３の実線、図４，図５に示すように、可動管路部３０をベンド部１８に装着しておき、吐出弁６を閉じ、戻り弁４２を開いた状態で、立軸ポンプ４を駆動させる。これにより、回転軸１２と共に羽根車１３が回転し、吸込水槽２内の水３が、立軸ポンプ４の吸込口１９から揚水管１６内を通ってベンド部１８内を流れ、ベンド部１８内から戻り孔部２６を通って戻り管２７の水平管路部３４、曲り管路部３５および下方管路部３１を流れ、戻り管２７の端部排出口５３からポンプベース２３の排出孔５０を通り抜けて、下方の吸込水槽２内に排出される。

これにより、立軸ポンプ４の運転状況を確認し、駆動装置１４を含む立軸ポンプ４およびポンプ設備１全体における不具合等を発見することができる。

また、図５，図９に示すように、戻り管２７の端部排出口５３から排出される水３は、ガイド部材５５のガイド板５７によって斜め下向きに案内されて、吸込水槽２内に流れ落ちる。これにより、水３が吸込水槽２の内壁面８に直接当たることは防止され、内壁面８が侵食されるのを防ぐことができる。

また、異形管４３の扁平管４３ｂの流路断面積は水平管路部３４の流路断面積と同じに設定されているため、戻り管２７内を流れた水３は下方管路部３１から円滑に吸込水槽２内に排出される。尚、異形管４３は出口側下部の断面が長方形の扁平管４３ｂであるため、据付用開口部２０の直径を拡大することなく、戻り管２７を設けることができる。

また、立軸ポンプ４の内部を点検する場合、立軸ポンプ４を停止した状態で、ボルト５１を取り外して、固定フランジ２９と水平管路部３４のフランジ３６との接合を解除する。さらに、ボルト，ナット４７を取り外して、曲り管路部３５の下部フランジ３９と異形管４３の上部フランジ４５との連結を解除する。

そして、戻り弁４２を曲り管路部３５の下部フランジ３９と異形管４３の上部フランジ４５との間から取り外し、その後、図２および図３の仮想線、図６および図７の実線で示すように、戻り管２７の可動管路部３０（すなわち水平管路部３４と曲り管路部３５）をヒンジ軸３８の周りに開方向Ｏへ水平回動することにより、水平管路部３４のフランジ３６が固定フランジ２９から分離し、可動管路部３０がベンド部１８の座２５から離間し、戻り孔部２６が外部に露出する。この際、異形管４３はポンプベース２３上に固定されている。

これにより、外部から戻り孔部２６を通して揚水管１６の内部を点検することができ、戻り孔部２６を点検口として兼用することができる。

従って、立軸ポンプ４のベンド部１８に接続された戻り管２７を利用して、立軸ポンプ４の内部を点検することができるため、点検口とは別の箇所で、戻り管２７をベンド部１８に接続しなければならないといった設計上の制約が解消される。

また、戻り孔部２６とは別に点検口を設けた場合に比べて、部品点数を減らすことができる。

点検後、図２および図３の実線、図６および図７の仮想線で示すように、戻り管２７の可動管路部３０をヒンジ軸３８の周りに閉方向Ｓへ水平回動することにより、水平管路部３４のフランジ３６が固定フランジ２９に重なり合う。その後、ボルト５１を取り付けて、水平管路部３４のフランジ３６を固定フランジ２９に接合することにより、図４，図５に示すように、可動管路部３０がベンド部１８の座２５に装着され、戻り管２７が戻り孔部２６を介してベンド部１８の内部に連通する。

さらに、戻り弁４２を曲り管路部３５の下部フランジ３９と異形管４３の上部フランジ４５との間に挿入し、ボルト，ナット４７を取り付けて、曲り管路部３５の下部フランジ３９と異形管４３の上部フランジ４５とを連結する。これにより、戻り弁４２が下部フランジ３９と上部フランジ４５との間に挟まれて装着される。

上記のように戻り管２７の可動管路部３０をヒンジ軸３８の周りに開又は閉方向Ｏ，Ｓへ水平回動する際、可動管路部３０の荷重はヒンジ軸３８によって受けられるため、可動管路部３０を容易に回動することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図１１に示すように、戻り管２７の曲り管路部３５に、水平方向へ分岐した分岐管７０が設けられ、分岐管７０の先端部に、ベンド部１８の内部を視認可能なアクリル製の透明な点検窓７１が設けられている。

これによると、立軸ポンプ４を運転している際、点検窓７１を通してベンド部１８の内部を視認することができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、図１２に示すように、異形管４３の下部フランジ４６に延長管７５を接続してもよい。尚、延長管７５は、異形管４３の下部フランジ４６から据付用開口部２０を貫通して、吸込水槽２内の水面３ａ下に達している。

これによると、管理運転を行う場合、吸込水槽２内の水３が、立軸ポンプ４の吸込口１９から揚水管１６内を通ってベンド部１８内を流れ、ベンド部１８内から戻り孔部２６を通って戻り管２７の水平管路部３４、曲り管路部３５および下方管路部３１を流れ、さらに延長管７５を通って吸込水槽２内に排出される。

尚、上記第３の実施の形態では、延長管７５の下端が、吸込水槽２内の水面３ａ下に没しているが、水面３ａ上に露出していてもよい。

上記各実施の形態では、図４，図５に示すように、可動管路部３０は、水平管路部３４と曲り管路部３５とを有しているが、水平管路部３４を設けず、曲り管路部３５のみを有するものでもよい。この場合、曲り管路部３５がヒンジ３７を介して水平回動自在に固定フランジ２９に設けられる。

上記各実施の形態では、異形管４３の扁平管４３ｂの流路断面積を、水平管路部３４の流路断面積と同じに設定しているが、水平管路部３４の流路断面積より大きく設定してもよい。

上記各実施の形態では、図８に示すように、ヒンジ３７は上下方向に長いヒンジ軸３８を有し、このヒンジ軸３８の軸心を鉛直方向にしているが、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。

上記各実施の形態では、図５，図１１に示すように、戻り管２７の一部に扁平管４３ｂを用いているが、立軸ポンプ４と据付用開口部２０との間に十分広い空間が確保されていれば、扁平管４３ｂの代わりに円管を用いてもよく、或いは、角形管等の他の異形管４３を用いてもよい。

上記各実施の形態では、図３に示すように、戻り管２７がベンド部１８の両側面に設けられているが、いずれか片方の側面のみに設けられてもよい。

１ ポンプ設備
２ 吸込水槽
３ 水（液体）
３ａ 水面（液面）
４ 立軸ポンプ
５ 吐出管
６ 吐出弁
７ ポンプ据付床
８ 内壁面
１６ 揚水管
１８ ベンド部
２６ 戻り孔部
２７ 戻り管
３０ 可動管路部
３１ 下方管路部
３５ 曲り管路部
３８ ヒンジ軸
４２ 戻り弁
４３ｂ 扁平管
５３ 端部排出口
５５ ガイド部材

Claims (7)

1. 吸込水槽内の液体を揚水するポンプと、ポンプにより揚水された液体を吐出水槽へ吐出する吐出管と、吐出管を開閉する吐出弁とを備えるポンプ設備であって、
   ポンプは、吸込水槽のポンプ据付床を貫通する揚水管と、揚水管と吐出管を繋ぐベンド部とを有し、
   ベンド部は、内外に開口する戻り孔部と、ベンド部から分岐して吸込水槽に開口する戻り管とを備え、
   戻り管は、戻り管を開閉する戻り弁と、可動管路部とを有し、
   可動管路部は、ポンプ据付床よりも上方において、軸周りに回動することによりベンド部に装着離間自在であり、
   可動管路部を回動してベンド部に装着した状態で、戻り管が戻り孔部を介してベンド部の内部に連通し、
   可動管路部を回動してベンド部から離間した状態で、戻り孔部が外部に露出することを特徴とするポンプ設備。
2. 可動管路部は、縦方向の軸周りに回動することによって、ベンド部に装着離間自在であることを特徴とする請求項１記載のポンプ設備。
3. 戻り孔部は点検口を兼ねていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポンプ設備。
4. 戻り管は、ベンド部から水平方向へ分岐する水平管路部と、水平管路部から下方へ向けて方向転換する曲り管路部と、曲り管路部から吸込水槽へ向けて下方へ延びる下方管路部とを有し、
   可動管路部は少なくとも曲り管路部を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のポンプ設備。
5. 水平管路部は円管からなり、
   下方管路部の下部は扁平管からなり、
   下方管路部の扁平管の流路断面積が水平管路部の円管の流路断面積と同等以上であることを特徴とする請求項４に記載のポンプ設備。
6. 戻り管の可動管路部に、ポンプのベンド部の内部を視認可能な点検窓が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のポンプ設備。
7. 戻り管の端部排出口は吸込水槽内の液面よりも上方にあり、
   戻り管の端部排出口には、戻り管から排出される液体が吸込水槽の内壁面に直接当たることを防止するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のポンプ設備。

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