JP7476071B2 - Vertical Pump - Google Patents

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本発明は、立軸ポンプに関し、特に、空気吸込渦の発生を抑制する渦防止装置を備える立軸ポンプに関する。 The present invention relates to a vertical pump, and in particular to a vertical pump equipped with a vortex prevention device that suppresses the occurrence of air suction vortexes.

自由表面を有する吸込水槽に設置される立軸ポンプ(以下、単に「ポンプ」ともいう)を使用する際に、吸込水槽における水位の変動やポンプの更新時における吐出し量増加等の仕様変更によって、吸込水槽内における流れ場が変化する結果、水面から、羽根車を内部に収容する吸込ケーシングの吸込口であるベルマウス付近に達する空気吸込渦が生じる場合がある。 When using a vertical shaft pump (hereafter simply referred to as "pump") that is installed in a suction sump with a free surface, fluctuations in the water level in the suction sump or changes to specifications such as an increase in discharge volume when upgrading the pump can cause the flow field in the suction sump to change, resulting in an air-sucking vortex that can reach the bellmouth, the suction port of the suction casing that houses the impeller, from the water surface.

この空気吸込渦は、吸込水槽内の流体の水面付近の流れが吸込ケーシングを通り過ぎる際に、吸込ケーシングの下流側で剥離し、旋回する流れ(以下、「旋回流」ともいう)が生じるために発生することが多い。このような渦がポンプに吸い込まれると、過大な振動や性能低下等の支障をきたすおそれがあり、ポンプ損傷の要因ともなる。 This air-sucking vortex often occurs when the flow of fluid near the water surface in the suction tank passes through the suction casing, separating on the downstream side of the suction casing and creating a swirling flow (hereafter referred to as "swirling flow"). If such a vortex is sucked into the pump, it can cause problems such as excessive vibration and reduced performance, and can also cause damage to the pump.

空気吸込渦の発生を防止するために、ポンプ吸込管30(吸込ケーシング)の下流側の左右に、防止板34(渦抑制板)をそれぞれ配置したポンプが開示されている(特許文献1の段落0006、図11参照)。 A pump has been disclosed in which prevention plates 34 (vortex suppression plates) are arranged on the left and right downstream sides of the pump suction pipe 30 (suction casing) to prevent the generation of air suction vortices (see paragraph 0006 and Figure 11 of Patent Document 1).

特許文献1記載のポンプは、ポンプ吸込管30の上流側からの流れがポンプ吸込管30と防止板34との間を通って下流側から流出することで、ポンプ吸込管30の下流側での旋回流の生成を抑制している。 The pump described in Patent Document 1 suppresses the generation of swirling flow downstream of the pump suction pipe 30 by allowing the flow from the upstream side of the pump suction pipe 30 to flow out from the downstream side through the gap between the pump suction pipe 30 and the prevention plate 34.

特開2001-041200号公報JP 2001-041200 A

しかしながら、特許文献1記載のポンプでは、吸込水槽内の流速が大きくなる場合や吸込水槽の上流側に偏流が生じた場合に、ポンプ吸込管30(吸込ケーシング)の上流側からの流れが防止板34(渦抑制板)の外側中間部で剥離して、空気吸込渦の要因となる旋回流が生じるおそれがある。つまり、渦抑制板を設置することで、渦抑制板自体によって空気吸込渦が発生するおそれがある。 However, in the pump described in Patent Document 1, if the flow velocity in the suction tank increases or if drift occurs upstream of the suction tank, the flow from the upstream side of the pump suction pipe 30 (suction casing) may separate at the outer middle part of the prevention plate 34 (vortex suppression plate), creating a swirling flow that can cause an air suction vortex. In other words, installing a vortex suppression plate itself may create an air suction vortex.

そこで、本発明の目的は、吸込水槽内の高流速化に伴う空気吸込渦の発生をより抑制できる立軸ポンプを提供することである。 The object of the present invention is to provide a vertical pump that can better suppress the occurrence of air-suction vortexes that occur when the flow rate in the suction tank increases.

前記した目的を達成するために、本発明に係る立軸ポンプは、羽根車を内部に収容する吸込ケーシングと、空気吸込渦の発生を抑制する渦防止装置とを備えている。渦防止装置は、前記吸込ケーシングを設置する吸込水槽内の流体の主流方向における前記吸込ケーシングの下流側の左右に、前記吸込ケーシングに対向してそれぞれ配置されている。前記渦防止装置は、第1の渦抑制板と、前記主流方向における前記第1の渦抑制板の下流側に配置された第2の渦抑制板とを有している。前記第1の渦抑制板は、前記吸込ケーシングの中心軸から、前記第2の渦抑制板よりも離れて設置され、前記第1の渦抑制板は、前記中心軸を中心とした第1の半径を有する円弧面状の板であり、前記第2の渦抑制板は、前記中心軸を中心とした第2の半径を有する円弧面状の板であり、前記第1の半径は、前記第2の半径よりも大きく、前記第1の渦抑制板の前記主流方向における下流側の端部と、前記第2の渦抑制板の前記主流方向における上流側の端部とは、前記中心軸を中心とした円周方向位置において重なっているとともに、前記第1の渦抑制板の前記下流側の端部以外の箇所および前記第2の渦抑制板の前記上流側の端部以外の箇所は重なっておらず、前記第2の渦抑制板の前記主流方向における下流側は、流路が設けられている。 In order to achieve the above object, the vertical pump according to the present invention includes a suction casing that houses an impeller, and a vortex prevention device that suppresses the generation of air-suction vortexes. The vortex prevention devices are disposed on the left and right of the downstream side of the suction casing in the mainstream direction of the fluid in a suction tank in which the suction casing is installed, facing the suction casing. The vortex prevention device includes a first vortex suppression plate and a second vortex suppression plate disposed downstream of the first vortex suppression plate in the mainstream direction. The first vortex suppression plate is installed farther from the central axis of the suction casing than the second vortex suppression plate, the first vortex suppression plate is an arcuate plate having a first radius about the central axis, the second vortex suppression plate is an arcuate plate having a second radius about the central axis, the first radius is larger than the second radius, a downstream end of the first vortex suppression plate in the mainstream direction and an upstream end of the second vortex suppression plate in the mainstream direction overlap at a circumferential position about the central axis, and portions of the first vortex suppression plate other than the downstream end and portions of the second vortex suppression plate other than the upstream end do not overlap, and a flow path is provided on the downstream side of the second vortex suppression plate in the mainstream direction .

本発明によれば、空気吸込渦の発生をより抑制できる立軸ポンプを提供することができる。 The present invention provides a vertical pump that can further suppress the occurrence of air suction vortexes.

本発明の第1実施形態に係る立軸ポンプの概略縦断面図である。1 is a schematic vertical sectional view of a vertical pump according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本実施形態に係る渦防止装置の周辺を示す拡大側面図である。FIG. 2 is an enlarged side view showing the periphery of the vortex prevention device according to the embodiment. 図2のIII-III線に沿う断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 本実施形態に係る渦防止装置の周辺を下流側から見た図である。FIG. 2 is a view of the periphery of the vortex prevention device according to the embodiment, as viewed from the downstream side. 本実施形態に係る渦防止装置の周辺を示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the periphery of the vortex prevention device according to the embodiment. 1枚の渦抑制板から構成された渦防止装置の周辺の流れを模式的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic flow around a vortex prevention device composed of a single vortex suppression plate. 第1の渦抑制板と第2の渦抑制板とに分割されて構成された本実施形態の渦防止装置の周辺の流れを模式的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a schematic flow around a vortex suppression device according to the present embodiment, which is divided into a first vortex suppression plate and a second vortex suppression plate. 第2実施形態に係る渦防止装置の周辺を下流側から見た図である。FIG. 11 is a view of the periphery of the vortex prevention device according to the second embodiment, as viewed from the downstream side. 第3実施形態に係る渦防止装置の周辺を下流側から見た図である。FIG. 11 is a view of the periphery of the vortex prevention device according to the third embodiment, as viewed from the downstream side.

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、共通する部材や同種の部材については、同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the drawings shown below, the same reference numerals are used to refer to common or similar components, and duplicated explanations will be omitted as appropriate. Furthermore, the size and shape of the components may be exaggerated or distorted for ease of explanation.

〔第1実施形態〕
図1~図7を参照しながら本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る立軸ポンプ100の概略縦断面図である。
図1に示すように、立軸ポンプ100は、例えば排水機場の水路1(吸込水槽)に設置されるものである。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG.
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a vertical pump 100 according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a vertical pump 100 is installed in, for example, a waterway 1 (suction tank) of a drainage pumping station.

立軸ポンプ100は、鉛直方向に沿う回転軸2と、回転軸2の下端に取り付けられる羽根車(インペラ)3と、羽根車3を内部に収容する吸込ケーシング4とを備えている。吸込ケーシング4は、水路1の底盤12、水路1の左右の側壁面15および水路1の下流側壁面16と所定の間隔をおいて設置されている。 The vertical pump 100 comprises a rotating shaft 2 aligned in the vertical direction, an impeller 3 attached to the lower end of the rotating shaft 2, and a suction casing 4 that houses the impeller 3. The suction casing 4 is installed at a predetermined distance from the base 12 of the waterway 1, the left and right side wall surfaces 15 of the waterway 1, and the downstream wall surface 16 of the waterway 1.

吸込ケーシング4は、ケーシングライナ41と、ベルマウス(吸込口)42と、ボウル部43とを備えている。ケーシングライナ41は、羽根車3のシュラウド側に配置されている。ベルマウス42は、ケーシングライナ41の下側に配置されている。ボウル部43は、ケーシングライナ41の上側に配置されている。ここでは、立軸ポンプ100において、羽根車3から回転軸2に対して斜め方向に流体を吐き出す斜流ポンプが使用されている。 The suction casing 4 includes a casing liner 41, a bell mouth (suction port) 42, and a bowl portion 43. The casing liner 41 is disposed on the shroud side of the impeller 3. The bell mouth 42 is disposed on the lower side of the casing liner 41. The bowl portion 43 is disposed on the upper side of the casing liner 41. Here, a mixed flow pump that discharges fluid from the impeller 3 in a diagonal direction relative to the rotating shaft 2 is used in the vertical pump 100.

また、立軸ポンプ100は、揚水管5と、吐出しベンド6と、原動機7とを備えている。揚水管5は、吸込ケーシング4の上側に接続されるとともに回転軸2が挿通され、流体を鉛直上向きに流す。吐出しベンド6は、揚水管5の上側に接続され、揚水管5から送られる流体の流れを水平方向へ変化させる。原動機7は、吐出しベンド6の上方に突出する回転軸2の上端部に接続されており、回転軸2を回転駆動するモータ等である。 The vertical pump 100 also includes a lift pipe 5, a discharge bend 6, and a prime mover 7. The lift pipe 5 is connected to the upper side of the suction casing 4 and has the rotating shaft 2 inserted therethrough, causing the fluid to flow vertically upward. The discharge bend 6 is connected to the upper side of the lift pipe 5 and changes the flow of the fluid sent from the lift pipe 5 to a horizontal direction. The prime mover 7 is connected to the upper end of the rotating shaft 2 that protrudes above the discharge bend 6, and is a motor or the like that rotates and drives the rotating shaft 2.

吐出しベンド6の揚水管5とは反対側の端部には、排水管8が接続される。立軸ポンプ100は、吸込み端部側から取付け用孔10に挿通されて、吐出しベンド6に設けられたフランジ9がポンプ設置床11に支持されるようにして、水路1に設置されている。 A drain pipe 8 is connected to the end of the discharge bend 6 opposite the lift pipe 5. The vertical pump 100 is inserted into the mounting hole 10 from the suction end side, and the flange 9 on the discharge bend 6 is supported on the pump mounting floor 11, and is installed in the waterway 1.

そして、原動機7の駆動によって回転軸2を介して羽根車3が回転されると、ベルマウス42から流入した水は昇圧され、吸込ケーシング4を通り、揚水管5、吐出しベンド6および排水管8を介して放水路(図示せず)へ排出されるようになっている。 When the impeller 3 is rotated via the rotating shaft 2 by the drive of the prime mover 7, the water flowing in from the bell mouth 42 is pressurized and passes through the suction casing 4, and is discharged into the discharge channel (not shown) via the lift pipe 5, discharge bend 6, and drain pipe 8.

本実施形態の立軸ポンプ100は、水面からベルマウス付近に達する空気吸込渦の発生を抑制する渦防止装置20を備えている。 The vertical shaft pump 100 of this embodiment is equipped with a vortex prevention device 20 that suppresses the generation of air suction vortexes that reach the vicinity of the bellmouth from the water surface.

図2は、本実施形態に係る渦防止装置20の周辺を示す拡大側面図である。図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。図4は、本実施形態に係る渦防止装置20の周辺を下流側から見た図、すなわち図2のAから見た図である。図5は、本実施形態に係る渦防止装置20の周辺を示す拡大斜視図である。なお、図3では、吸込ケーシング4および揚水管5の内部の構成は、省略してある。 Figure 2 is an enlarged side view showing the periphery of the vortex prevention device 20 according to this embodiment. Figure 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in Figure 2. Figure 4 is a view of the periphery of the vortex prevention device 20 according to this embodiment from the downstream side, i.e., from A in Figure 2. Figure 5 is an enlarged perspective view showing the periphery of the vortex prevention device 20 according to this embodiment. Note that the internal structure of the suction casing 4 and the lift pipe 5 has been omitted in Figure 3.

図2~図4に示すように、渦防止装置20は、吸込ケーシング4を設置する水路1内の流体の主流方向17における吸込ケーシング4の下流側の左右(図3参照)に、吸込ケーシング4に対向してそれぞれ配置されている。渦防止装置20は、吸込ケーシング4の径方向外側に、吸込ケーシング4とは間隔をおいて配置されている。 As shown in Figures 2 to 4, the vortex prevention devices 20 are arranged facing the suction casing 4 on the left and right sides (see Figure 3) downstream of the suction casing 4 in the main flow direction 17 of the fluid in the waterway 1 in which the suction casing 4 is installed. The vortex prevention devices 20 are arranged radially outward of the suction casing 4 and spaced apart from the suction casing 4.

渦防止装置20は、第1の渦抑制板21と、第2の渦抑制板22とを有している。第2の渦抑制板22は、主流方向17における第1の渦抑制板21の下流側に配置されている。第1の渦抑制板21は、吸込ケーシング4の中心軸CLから、第2の渦抑制板22よりも離れて設置されている。第1の渦抑制板21および第2の渦抑制板22は、それぞれ上下方向の長さが一致する板である。 The vortex suppression device 20 has a first vortex suppression plate 21 and a second vortex suppression plate 22. The second vortex suppression plate 22 is disposed downstream of the first vortex suppression plate 21 in the main flow direction 17. The first vortex suppression plate 21 is disposed farther away from the central axis CL of the suction casing 4 than the second vortex suppression plate 22. The first vortex suppression plate 21 and the second vortex suppression plate 22 are plates whose lengths in the up-down direction are the same.

図5に示すように、第1の渦抑制板21は、第1の渦抑制板21の内面に基端部が固定された支持板31,31を介して、吸込ケーシング4または揚水管5に取り付けられている。第2の渦抑制板22は、第2の渦抑制板22の内面に基端部が固定された支持板32,32を介して、吸込ケーシング4または揚水管5に取り付けられている。ここでは、上側の支持板31,32の先端部は、揚水管5の下端に設けられたフランジ51に溶接等によって固定されている。また、下側の支持板31,32の先端部は、ボウル部43の下端に設けられたフランジ44に溶接等によって固定されている。 As shown in FIG. 5, the first vortex suppression plate 21 is attached to the suction casing 4 or the lift pipe 5 via support plates 31, 31 whose base ends are fixed to the inner surface of the first vortex suppression plate 21. The second vortex suppression plate 22 is attached to the suction casing 4 or the lift pipe 5 via support plates 32, 32 whose base ends are fixed to the inner surface of the second vortex suppression plate 22. Here, the tips of the upper support plates 31, 32 are fixed by welding or the like to a flange 51 provided at the lower end of the lift pipe 5. The tips of the lower support plates 31, 32 are fixed by welding or the like to a flange 44 provided at the lower end of the bowl portion 43.

なお、支持板31,32の先端部の固定箇所は、吸込ケーシング4または揚水管5におけるいずれの箇所であってもよく、適宜変更可能である。また、第1の渦抑制板21および第2の渦抑制板22の幅寸法、厚さ寸法は適宜変更可能であり、上下方向の長さ寸法は、立軸ポンプ100の使用時における吸込対象水の最高水位及び最低水位を考慮して決められる。 The fixing points of the tips of the support plates 31, 32 may be at any point on the suction casing 4 or the lift pipe 5, and can be changed as appropriate. The width and thickness dimensions of the first vortex suppression plate 21 and the second vortex suppression plate 22 can be changed as appropriate, and the vertical length dimensions are determined taking into account the maximum and minimum water levels of the water to be sucked in when the vertical pump 100 is in use.

図3に示すように、第1の渦抑制板21は、中心軸CLを中心とした第1の半径R1(図3参照)を有する円弧面状の板である。また、第2の渦抑制板22は、中心軸CLを中心とした第2の半径R2(図3参照)を有する円弧面状の板である。ここでは、第1の渦抑制板21および第2の渦抑制板22は、同じ厚さの板で形成されている。第1の半径R1は、内半径で示されており、第2の半径R2は、外半径で示されている。第1の半径R1は、第2の半径R2よりも大きく設定されている。 As shown in FIG. 3, the first vortex suppression plate 21 is an arcuate plate having a first radius R1 (see FIG. 3) centered on the central axis CL. The second vortex suppression plate 22 is an arcuate plate having a second radius R2 (see FIG. 3) centered on the central axis CL. Here, the first vortex suppression plate 21 and the second vortex suppression plate 22 are formed of plates of the same thickness. The first radius R1 is indicated by the inner radius, and the second radius R2 is indicated by the outer radius. The first radius R1 is set to be larger than the second radius R2.

第1の渦抑制板21の主流方向17における下流側の端部23と、第2の渦抑制板22の主流方向17における上流側の端部24とは、中心軸CLを中心とした円周方向位置において重なっている。すなわち、中心軸CL上の位置から見て、第1の渦抑制板21と第2の渦抑制板22との間に、円周方向の隙間が存在しない。 The downstream end 23 of the first vortex suppression plate 21 in the main flow direction 17 and the upstream end 24 of the second vortex suppression plate 22 in the main flow direction 17 overlap at a circumferential position centered on the central axis CL. In other words, when viewed from a position on the central axis CL, there is no circumferential gap between the first vortex suppression plate 21 and the second vortex suppression plate 22.

次に、前記のように構成された立軸ポンプ100の作用について説明する。
図1に示すように、水路1内の吸込対象水の水位がベルマウス42の下端を上回り(図1の水位L1参照)、ベルマウス42が十分に没水した状態では、立軸ポンプ100が起動すると、羽根車3の回転により、水がベルマウス42から吸い込まれて昇圧され、吸込ケーシング4を通り、揚水管5、吐出しベンド6を経て排水管8へ送られる。
Next, the operation of the vertical pump 100 configured as above will be described.
As shown in Figure 1, when the water level to be suctioned in the waterway 1 exceeds the lower end of the bell mouth 42 (see water level L1 in Figure 1) and the bell mouth 42 is fully submerged, when the vertical pump 100 is started, the rotation of the impeller 3 causes water to be sucked in through the bell mouth 42, increase in pressure, and the water passes through the suction casing 4, the lift pipe 5, the discharge bend 6, and is sent to the drain pipe 8.

ここで、立軸ポンプ100が仮に渦防止装置20を備えていない場合、水路1内の流体の水面付近の流れが吸込ケーシング4を通り過ぎる際に、吸込ケーシング4の下流側で剥離して旋回流が生じることがある。この場合、水面から吸込ケーシング4のベルマウス42付近に達する空気吸込渦が生じるおそれがある。
しかし、本実施形態では、吸込ケーシング4の主流方向17における上流側からの流れが、吸込ケーシング4と渦防止装置20との間を通って下流側から流出する。これにより、吸込ケーシング4の下流側での旋回流の生成が抑制され、空気吸込渦の発生を抑制できる。
If the vertical pump 100 were not equipped with the vortex breaker 20, the flow of the fluid in the water passage 1 near the water surface may separate on the downstream side of the suction casing 4 as it passes through the suction casing 4, causing a swirling flow. In this case, there is a risk of an air-suction vortex occurring that reaches from the water surface to the vicinity of the bellmouth 42 of the suction casing 4.
However, in this embodiment, the flow from the upstream side in the main flow direction 17 of the suction casing 4 flows between the suction casing 4 and the vortex prevention device 20 and flows out from the downstream side. This suppresses the generation of a swirling flow on the downstream side of the suction casing 4, thereby suppressing the occurrence of an air-suction vortex.

次に、図6、図7を参照して、渦防止装置20のさらなる作用について説明する。
図6は、1枚の渦抑制板36から構成された渦防止装置35の周辺の流れを模式的に示す平面図である。図7は、第1の渦抑制板21と第2の渦抑制板22とに分割されて構成された本実施形態の渦防止装置20の周辺の流れを模式的に示す平面図である。
6 and 7, further operation of the vortex prevention device 20 will now be described.
Fig. 6 is a plan view showing a schematic flow around a vortex prevention device 35 composed of a single vortex suppression plate 36. Fig. 7 is a plan view showing a schematic flow around a vortex prevention device 20 of this embodiment composed of a first vortex suppression plate 21 and a second vortex suppression plate 22.

図6に示すように、1枚の渦抑制板36が使用される場合、吸込ケーシング4の主流方向17における上流側からの流れは、渦抑制板36の外側を通る流れと、渦抑制板36の内側を通る流れとに分かれる。立軸ポンプの更新の際にその仕様が変更され、吸込水槽内の流速が大きくなる場合、渦抑制板36の外側を通る流れは、渦抑制板36の外側中間部で剥離して、空気吸込渦の要因となる旋回流37が生じてしまうことがある。ここで、外側とは中心軸CLを中心とした半径方向の外側であり、内側とは中心軸CLを中心とした半径方向の内側である。 As shown in Figure 6, when one vortex suppression plate 36 is used, the flow from the upstream side in the main flow direction 17 of the suction casing 4 is divided into a flow that passes outside the vortex suppression plate 36 and a flow that passes inside the vortex suppression plate 36. If the specifications of the vertical pump are changed when updating it and the flow speed in the suction tank increases, the flow that passes outside the vortex suppression plate 36 may separate at the outer middle part of the vortex suppression plate 36, generating a swirling flow 37 that causes an air suction vortex. Here, the outside refers to the outside in the radial direction centered on the central axis CL, and the inside refers to the inside in the radial direction centered on the central axis CL.

一方、図7に示す渦防止装置20が使用される場合、大きい第1の半径R1を有する第1の渦抑制板21と、小さい第2の半径R2を有する第2の渦抑制板22との間には、中心軸CLを中心とした半径方向の隙間が生じる。このため、第1の渦抑制板21の内側を通る流れの一部が、半径方向の隙間を通って、第2の渦抑制板22の外側を通過する。これにより、渦防止装置20の外側中間部での旋回流(図6の旋回流37参照)の生成が抑制され、空気吸込渦の発生を抑制できる。 On the other hand, when the vortex prevention device 20 shown in FIG. 7 is used, a radial gap is generated around the central axis CL between the first vortex suppression plate 21 having the large first radius R1 and the second vortex suppression plate 22 having the small second radius R2. Therefore, part of the flow passing inside the first vortex suppression plate 21 passes through the radial gap and outside the second vortex suppression plate 22. This suppresses the generation of a swirling flow (see swirling flow 37 in FIG. 6) in the outer middle part of the vortex prevention device 20, and the occurrence of an air suction vortex can be suppressed.

前記したように本実施形態に係る立軸ポンプ100は、吸込ケーシング4の下流側の左右に、吸込ケーシング4に対向してそれぞれ配置された渦防止装置20を備えている。渦防止装置20は、第1の渦抑制板21と、主流方向17における第1の渦抑制板21の下流側に配置された第2の渦抑制板22とを有している。第1の渦抑制板21は、吸込ケーシング4の中心軸CLから、第2の渦抑制板22よりも離れて設置されている。 As described above, the vertical pump 100 according to this embodiment is equipped with vortex suppression devices 20 arranged on the left and right of the downstream side of the suction casing 4, facing the suction casing 4. The vortex suppression devices 20 have a first vortex suppression plate 21 and a second vortex suppression plate 22 arranged downstream of the first vortex suppression plate 21 in the mainstream direction 17. The first vortex suppression plate 21 is installed farther away from the central axis CL of the suction casing 4 than the second vortex suppression plate 22.

このような本実施形態では、上流側からの流れが吸込ケーシング4と渦防止装置20との間を通って下流側から流出することで、吸込ケーシング4の下流側での旋回流の生成が抑制される。
さらに、第1の渦抑制板21の内側を通る流れの一部が、中心軸CLを中心とした半径方向の隙間を通って、第2の渦抑制板22の外側を通過することで、渦防止装置20の外側中間部での旋回流の生成が抑制される。
したがって、本実施形態によれば、空気吸込渦の発生をより抑制できる立軸ポンプ100を提供することができる。
In this embodiment, the flow from the upstream side passes between the suction casing 4 and the vortex prevention device 20 and flows out from the downstream side, thereby suppressing the generation of swirling flow downstream of the suction casing 4.
Furthermore, a portion of the flow passing through the inside of the first vortex suppression plate 21 passes through a radial gap centered on the central axis CL and outside the second vortex suppression plate 22, thereby suppressing the generation of swirling flow in the outer middle part of the vortex prevention device 20.
Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide the vertical pump 100 that can further suppress the occurrence of air-suction vortexes.

なお、本実施形態では、渦防止装置20は、主流方向17において第1の渦抑制板21と第2の渦抑制板22とに2分割されているが、これに限定されるものではなく、3つ以上に分割されていてもよい。 In this embodiment, the vortex suppression device 20 is divided into two plates, a first vortex suppression plate 21 and a second vortex suppression plate 22, in the main flow direction 17, but this is not limited to this and may be divided into three or more plates.

また、本実施形態では、第1の渦抑制板21は、中心軸CLを中心とした第1の半径R1を有する円弧面状の板であり、第2の渦抑制板22は、中心軸CLを中心とした第2の半径R2を有する円弧面状の板である。そして、第1の半径R1は、第2の半径R2よりも大きく設定されている。この構成では、第1の渦抑制板21の内側を通って第2の渦抑制板22の外側を通過する流れを含め、渦防止装置20周辺の流れがより滑らかになる。 In addition, in this embodiment, the first vortex suppression plate 21 is an arc-shaped plate having a first radius R1 centered on the central axis CL, and the second vortex suppression plate 22 is an arc-shaped plate having a second radius R2 centered on the central axis CL. The first radius R1 is set to be larger than the second radius R2. In this configuration, the flow around the vortex prevention device 20 becomes smoother, including the flow passing through the inside of the first vortex suppression plate 21 and the outside of the second vortex suppression plate 22.

また、本実施形態では、第1の渦抑制板21の下流側の端部23と、第2の渦抑制板22の上流側の端部24とは、中心軸CLを中心とした円周方向位置において重なっている。この構成では、第1の渦抑制板21と第2の渦抑制板22との間に、円周方向の隙間がなくなる。このため、第1の渦抑制板21の内側を通る流れの一部をより確実に第2の渦抑制板22の外側を通過させることができ、渦防止装置20の外側中間部での旋回流の生成がより抑制される。 In addition, in this embodiment, the downstream end 23 of the first vortex suppression plate 21 and the upstream end 24 of the second vortex suppression plate 22 overlap at a circumferential position centered on the central axis CL. In this configuration, there is no circumferential gap between the first vortex suppression plate 21 and the second vortex suppression plate 22. As a result, a portion of the flow passing inside the first vortex suppression plate 21 can be more reliably made to pass outside the second vortex suppression plate 22, and the generation of a swirling flow in the outer middle part of the vortex prevention device 20 is more suppressed.

〔第2実施形態〕
次に、図8を参照して、本発明の第2実施形態について、前記した第1実施形態の立軸ポンプ100と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図8は、第2実施形態に係る渦防止装置20aの周辺を下流側から見た図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8, focusing on differences from the vertical shaft pump 100 of the first embodiment described above, and a description of commonalities will be omitted as appropriate.
FIG. 8 is a view of the periphery of a vortex prevention device 20a according to the second embodiment, viewed from the downstream side.

図8に示すように、第2実施形態は、渦防止装置20aが複数の貫通孔25を有している点で、第1実施形態と相違している。図8では、第1の渦抑制板21aおよび第2の渦抑制板22aが、それぞれ複数の貫通孔25を有している。 As shown in FIG. 8, the second embodiment differs from the first embodiment in that the vortex suppression device 20a has a plurality of through holes 25. In FIG. 8, the first vortex suppression plate 21a and the second vortex suppression plate 22a each have a plurality of through holes 25.

なお、第1の渦抑制板21aおよび第2の渦抑制板22aのいずれか一方のみが複数の貫通孔25を有していてもよい。また、第2実施形態では、貫通孔25の形状は円形であるが、これに限定されるものではなく、例えば、長円、楕円、四角形、スリット形状(縦長、横長を含む)等であってもよい。 In addition, only one of the first vortex suppression plate 21a and the second vortex suppression plate 22a may have multiple through holes 25. In addition, in the second embodiment, the shape of the through holes 25 is circular, but this is not limited to this, and they may be, for example, oval, elliptical, rectangular, slit-shaped (including vertically and horizontally long), etc.

第2実施形態によれば、渦防止装置20aの内側を通る流れの一部を、貫通孔25を通って渦防止装置20aの外側に通すことができる。これにより、旋回流の生成がより抑制される。また、渦防止装置20aが軽量化されるため、渦防止装置20aを立軸ポンプ100に取り付けることが容易となる。 According to the second embodiment, a portion of the flow passing through the inside of the vortex prevention device 20a can pass through the through hole 25 to the outside of the vortex prevention device 20a. This further suppresses the generation of swirling flow. In addition, the weight of the vortex prevention device 20a is reduced, making it easier to attach the vortex prevention device 20a to the vertical pump 100.

〔第3実施形態〕
次に、図9を参照して、本発明の第3実施形態について、前記した第1実施形態の立軸ポンプ100と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図9は、第3実施形態に係る渦防止装置20bの周辺を下流側から見た図である。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9, focusing on differences from the vertical shaft pump 100 of the first embodiment described above, and a description of commonalities will be omitted as appropriate.
FIG. 9 is a view of the periphery of a vortex prevention device 20b according to the third embodiment, viewed from the downstream side.

図9に示すように、第3実施形態は、渦防止装置20bが上下方向において分割されている点で、第1実施形態と相違している。図9では、第1の渦抑制板21bおよび第2の渦抑制板22bが、それぞれ上下方向において分割されている。 As shown in FIG. 9, the third embodiment differs from the first embodiment in that the vortex suppression device 20b is divided in the vertical direction. In FIG. 9, the first vortex suppression plate 21b and the second vortex suppression plate 22b are each divided in the vertical direction.

なお、第1の渦抑制板21aおよび第2の渦抑制板22aのいずれか一方のみが上下方向において分割されていてもよい。また、第3実施形態では、渦防止装置20bは、上下方向において2分割されているが、これに限定されるものではなく、3つ以上に分割されていてもよい。 In addition, only one of the first vortex suppression plate 21a and the second vortex suppression plate 22a may be divided in the vertical direction. In addition, in the third embodiment, the vortex prevention device 20b is divided into two in the vertical direction, but this is not limited to this, and it may be divided into three or more.

第3実施形態によれば、渦防止装置20bが上下方向に分割される結果、各構成部材としては軽量化されるため、部材が大きいために加工が困難になることを回避できるとともに、渦防止装置20bを立軸ポンプ100に取り付けることが容易となる。 According to the third embodiment, the vortex prevention device 20b is divided in the vertical direction, and as a result, each component is lighter in weight, which avoids the difficulty of machining due to the large size of the components, and also makes it easier to attach the vortex prevention device 20b to the vertical pump 100.

以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and includes various modified examples. For example, the above-mentioned embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those having all of the configurations described. In addition, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

前記した渦防止装置20,20a,20bは、適宜組み合わせて実施され得る。例えば、第3実施形態の渦防止装置20bが複数の貫通孔25を有していてもよい。
また、前記した第1の渦抑制板21,21a,21bおよび第2の渦抑制板22,22a,22bは、円弧面状の板であるが、これに限定されるものではなく、楕円面等の任意の曲面状の板、あるいは平面状の板であってもよい。
また、前記した実施形態では、本発明の立軸ポンプが、羽根車3から吐き出される流れが回転軸2を軸とする円すい面内にある斜流ポンプに適用される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、羽根車3から吐き出される流れが回転軸2と同心の円筒面内にある軸流ポンプにも適用可能である。
The vortex prevention devices 20, 20a, 20b described above may be combined as appropriate. For example, the vortex prevention device 20b of the third embodiment may have a plurality of through holes 25.
In addition, the first vortex suppression plates 21, 21a, 21b and the second vortex suppression plates 22, 22a, 22b are arcuate plates, but are not limited to this and may be any curved plate such as an elliptical plate, or a flat plate.
In the above embodiment, the vertical pump of the present invention is described as being applied to a mixed flow pump in which the flow discharged from the impeller 3 is within a conical surface whose axis is the rotating shaft 2. However, the present invention is not limited to this, and the vertical pump of the present invention can also be applied to an axial flow pump in which the flow discharged from the impeller 3 is within a cylindrical surface concentric with the rotating shaft 2.

1 水路(吸込水槽)
3 羽根車
4 吸込ケーシング
17 主流方向
20,20a,20b 渦防止装置
21,21a,21b 第1の渦抑制板
22,22a,22b 第2の渦抑制板
23 端部
24 端部
25 貫通孔
100 立軸ポンプ
R1 第1の半径
R2 第2の半径
CL 中心軸
1 Waterway (suction tank)
Reference Signs List 3 Impeller 4 Suction casing 17 Main flow direction 20, 20a, 20b Vortex prevention device 21, 21a, 21b First vortex suppression plate 22, 22a, 22b Second vortex suppression plate 23 End portion 24 End portion 25 Through hole 100 Vertical pump R1 First radius R2 Second radius CL Central axis

Claims (3)

羽根車を内部に収容する吸込ケーシングと、
前記吸込ケーシングを設置する吸込水槽内の流体の主流方向における前記吸込ケーシングの下流側の左右に、前記吸込ケーシングに対向してそれぞれ配置され、空気吸込渦の発生を抑制する渦防止装置と、を備え、
前記渦防止装置は、第1の渦抑制板と、前記主流方向における前記第1の渦抑制板の下流側に配置された第2の渦抑制板と、を有し、
前記第1の渦抑制板は、前記吸込ケーシングの中心軸から、前記第2の渦抑制板よりも離れて設置され
前記第1の渦抑制板は、前記中心軸を中心とした第1の半径を有する円弧面状の板であり、前記第2の渦抑制板は、前記中心軸を中心とした第2の半径を有する円弧面状の板であり、
前記第1の半径は、前記第2の半径よりも大きく、
前記第1の渦抑制板の前記主流方向における下流側の端部と、前記第2の渦抑制板の前記主流方向における上流側の端部とは、前記中心軸を中心とした円周方向位置において重なっているとともに、前記第1の渦抑制板の前記下流側の端部以外の箇所および前記第2の渦抑制板の前記上流側の端部以外の箇所は重なっておらず、
前記第2の渦抑制板の前記主流方向における下流側は、流路が設けられている
ことを特徴とする立軸ポンプ。
A suction casing that houses the impeller therein;
and a vortex prevention device disposed on the left and right sides of the downstream side of the suction casing in the mainstream direction of the fluid in the suction tank in which the suction casing is installed, facing the suction casing, for suppressing the generation of an air suction vortex;
The vortex prevention device includes a first vortex suppression plate and a second vortex suppression plate disposed downstream of the first vortex suppression plate in the main flow direction,
The first vortex suppression plate is disposed farther away from a central axis of the suction casing than the second vortex suppression plate ,
the first vortex suppression plate is an arc-shaped plate having a first radius centered on the central axis, and the second vortex suppression plate is an arc-shaped plate having a second radius centered on the central axis,
the first radius is greater than the second radius;
a downstream end of the first vortex suppression plate in the mainstream direction and an upstream end of the second vortex suppression plate in the mainstream direction overlap with each other in a circumferential direction about the central axis, and a portion of the first vortex suppression plate other than the downstream end and a portion of the second vortex suppression plate other than the upstream end do not overlap with each other,
A flow passage is provided on the downstream side of the second vortex suppression plate in the main flow direction.
A vertical pump characterized by the above.
前記渦防止装置は、複数の貫通孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の立軸ポンプ。 The vertical pump according to claim 1, characterized in that the vortex prevention device has a plurality of through holes. 前記渦防止装置は、上下方向において分割されていることを特徴とする請求項1に記載の立軸ポンプ。 The vertical pump according to claim 1, characterized in that the vortex prevention device is divided in the vertical direction.
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