JPH01315691A - 立軸形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば排水などに適用される立軸形ポンプに
関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば激しい降雨による洪水などから都市を守る
ために排水ポンプ場が設けられているが、都市に於ける
排水ポンプ場には降雨後急激に雨水が流入してくる傾向
がある。通常、排水ポンプ場には駆動設備が冠水しない
ように立軸形ポンプが適用されるとと本に、急激な流入
水に対応できるように流入予測を行い、流入水位の上昇
とともに排水ポンプを稼働させている。

第６図は排水ポンプ場などに適用されている従来の室軸
斜流ポンプの断面図である。図に於いて、ポンプは一般
に吸水槽の水面から空気渦を吸わない下限水位以上の吸
水位′ｗＬ１で運転が行われるが、流入水の水位が下限
水位まで上昇してから排水ポンプを起動させるのでは稼
働時間の遅れのために排水が流入水の増加に追い着かず
、排水ポンプ場に浸水してしまう場合がある。このよう
な危険に備えて、排水ポンプ場に於いては排水ポンプの
気中待機運転が行われる。

これは、吸水槽の水面から空気渦を吸わない下限水位よ
りも低い水位ＷＬ２で流入水がない状態から排水ポンプ
を起動させておき、流入水によって水位が上昇して排水
ポンプのインペラ６付近まで来たとき自動的に排水が始
まるように予め見込運転を行うものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の立軸形ポンプに於いて、流入水の水
位が下限水位以上の水位ＷＬＩにある安定した運転状態
から、水位が逐次低下して吸込ペルマウス１の下面以下
になると当然インペラ６は吸水を行わないが、このまま
駆動機を止めないで回転を続けさせると吐出しエルボ３
、揚水管４、吐出しボウル５内の排水が滞留し、インペ
ラ６の墳拌作用によって水温が逐次上昇して逐には水中
軸受７．８を焼損することがある。この現象はインペラ
６の羽根枚数が多くてピッチの小さい斜流ポンプや渦巻
ポンプに発生し易く、羽根ピッチの大きな軸流ポンプの
場合には滞留水が自重によって羽根間を降下するために
この現象は起り難い。斜流ポンプや渦巻ポンプに於いて
も、滞留水はインペラ６と吐出しボウル５との隙間Ｓか
ら自重によって降下するためにその水位は逐次低下する
が、滞留水がインペラ６以下になるまでに水温が上昇し
て水中軸受７．８が焼損してしまう可能性がある。また
、水温の上昇に伴って各部材が膨張してインペラ６との
接触事故も考えられる。さらに、流入水の排水は行わな
いのに滞留水により軸動力が浪費されるので不経済であ
る。

また、気中待機運転には当然水と空気とを同時に吸込む
過渡的運転状態を伴う。特に、水位カ吸込ペルマウス１
の近傍にあるときには大量の水と空気とを吸込ペルマウ
ス１から同時に吸込んで振動を伴った極めて不安定な運
転状態になるが、流入水の水位が吸込ペルマウス１を境
Ｋ１７て上下に変動する場合があり、これが長時間にわ
たるときには振動による水中軸受７．８やシール部の損
傷、或いはキャビテーションによるインペラ６の潰食な
どが誘起されるなどの不具合を抱えている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る立軸形ポンプは上記の課題を解決すること
を目的にしており、吐出しボウルのインペラ出口側にポ
ンプ内の滞留水を排出する水抜き管または水抜き穴を設
けてなる構成を特徴としている。さらに、本発明に係る
立軸形ポンプは吐出しボウルのインペラ入口側またはペ
ルマウスの上部に空気の通る空気穴を設けてなる構成を
特徴としている。

〔作用〕

即ち、本発明に係る立軸形ポンプに於いては吐出しボウ
ルのインペラ出口側に水抜き管または水抜き穴が設けら
れており、吸水槽内の水位が吸込ペルマウスの下面より
も低くなりインペラが吸水を行わなくなったときに吐出
しエルボや揚水管内の滞留水がこの水抜き管または水抜
き穴から速やかに排出されてインペラによる攪拌作用が
起こらない。さらに、吐出しボウルのインペラ入口側ま
たは吸込ペルマウスの上部に空気穴が設けられており、
吸水槽内の水位が吸込ペルマウス近傍にあるために吸込
ペルマウスから水と空気とを同時に吸い込むときにこの
空気穴から空気が吸入されてインペラによるサイホン効
果が破壊され、吸込ペルマウス内の吸入水が落水して安
定した気中待機運転が行われる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図乃至第５図に基づき説明する。

なお、図中第６図に於ける部材と共通の部材には第６図
に於ける部材の符号と共通の符号を付して説明を省略す
る。第１図乃至第４図は本発明の第一乃至第四の実施例
に係る室軸斜流ポンプの断面図、第５図は第四の実施例
に係る室軸斜流ポンプの作用説明図である。

第１図に於いて、本実施例に係る室軸斜流ポンプは図に
示すように案内羽根９と一体に形成された吐出しボウル
５の案内羽根９の出口側に複数の水抜き管１０が設けら
れている。なお、その他の構造は従来の室軸斜流ポンプ
と同一である。本立軸斜流ポンプの運転中に流入水の水
位が吸込ペルマウスｌの下面以下になっても運転を停止
させずにそのままインペラ６を回転させる場合、この状
態では当然吸込ペルマウス１から吸水は行われず、吐出
しエルボ３および揚水管４内Ｖｃ５水が滞留するが、こ
の滞留水は吐出しボウル５に設けられた水抜き管１０を
介して吐出しボウル５の外部へ排出され吸込側の水面に
落下する。従って、滞留水の水位は急速忙低下してイン
ペラ６による滞留水の攪拌時間が短くなり、滞留水の水
温上昇によって水中軸受７．８が焼損するに至らない内
にインペラ６の近傍が無水状態になる。そして、安定し
た気中待機運転が行われる。

なお、案内羽根９の入口に於ける流れが乱れてポンプ効
率の低下を招く恐れもあるが、水抜き管１００代りに第
２図に示すように吐出しボウル５のインペラ６と案内羽
根９との間に水抜き穴１０を設けることにより上記の実
施例と同様の作用が得られるとともに、上記の実施例の
場合よりも滞留水の排出時間を短縮することができる。

第３図に於いて、本実施例に係る室軸斜流ポンプは図に
示すように吐出しボウル５のインペラ６の出口と案内羽
根９の入口との間に複数の水抜き管１０が設けられると
ともにこの水抜き管１０には遮断弁１８が装着されてお
り、吸水槽に設けられた水位計１２からの信号に基づき
遮断弁１８が開閉するよう罠なっている。流入水の水位
が空気渦の吸込が懸念されるＷＬ３まで低下すると、吸
水槽に設けられた水位計１２が信号を発信する。この信
号を制御盤１３が受けて水抜き管１０に設けられた遮断
弁１８へ開信号を送信する。遮断弁１８が開かれると吐
出しエルボ３、揚水管４、吐出しボウル５内の滞留水は
水抜き管１０を介して急速に流出してインペラ６による
滞留水の撹拌時間が極めて短くなるので、水温の上昇に
伴う水中軸受７．８の焼損を完全忙防止することができ
る。なお、水抜き管１０は径を十分に大きくして１本だ
け設けられても良く、また複数の水抜き管１０を１本に
纏めてそれに１個の遮断弁１８を装着しても良い。

第４図に於いて、本実施例に係る室軸斜流ポンプは図に
示すように吐出しボウル５のインペラ６人口に４個の空
気穴１４が穿設され、また吐出しボウル５のインペラ６
出口には複数の水抜き管１０が設けられるとともにこの
水抜き管１０には遮断弁１８が装着されている。なお、
空気穴１４は吸込ペルマウス１の上部に穿設されても良
い。インペラ６は主軸と一体に形成されてその主軸は水
中軸受８によって軸支されており、インペラ６の出口に
は案内羽根９が配設されている。

本立軸斜流ポンプの運転中、流入水の水位が第５図（ａ
）に示すように吸込ペルマウス１の下面以下の水位ＷＬ
２にあるときには、吸込ペルマウス１から水も空気も吸
込むことなく安定した気中待機運転が続けられる。

流入水の水位が第５図（ｂ）に示すように吸込ペルマウ
ス１の下面を密閉し、かつインペラ６の入口以下にある
ときにインペラ６の入口部Ａが密封されていると真空に
なり、吸込ペルマウス１内の水位が上昇する現象をここ
ではインペラ６によるサイホン効果と称するが、このサ
イホン効果によりインペラ６は吸込ペルマウス１内の流
入水を吸入しようとして吸込ペルマウス１から多量に空
気渦を吸う状態になる。しかしながら、本立軸斜流ポン
プに於いては空気穴１４がら空気が流入して真空は発生
せず、従ってサイホン効果が破壊されて吸込ペルマウス
１内に吸入された吸入水は落水して安定した気中待機運
転が行われる。なお、揚水管４内の滞留水はインペラ６
の攪拌作用により温度が上昇するので、遮断弁１８を開
けて速やか忙排水させる。

流入水の水位が第５図（ｅ）に示すようにインペラ６の
入口を充水し空気穴１４も水没させている高さのときＫ
は安定した通常の排水運転が行われる。このとき、水抜
き管１０から漏水して排水性能が低下する場合には遮断
弁１８を閉める。なお、この状態のときにインペラ６に
吸込まれる吸入水には空気穴１４を経て流入するものも
あるが、その量は吸込ペルマウス１から流入する量に比
べて極めて少ないために不整流が生じることはなく、ポ
ンプ効率にも同等影響を与えない。

このように１本実施例に係る室軸斜流ポンプえ於いては
気中待機運転中に流入水の水位がインペラ６の下端から
吸込ペルマウス１の下面の間にあっても、空気渦を吸込
むことによる著しい異常振動を回避することができる６ 〔発明の効果〕 本発明に係る立軸形ポンプは前記の通り構成されており
、吸水槽内の水位が吸込ペルマウスの下面よりも低くな
りインペラが吸水を行わなくなったときに吐出しエルボ
や揚水管内の滞留水が水抜き管または水抜き穴から速や
かに排出されてインペラによる攪拌作用が起こらないの
で、水温上昇に伴う事故が未然に防止されるとともに、
滞留水により軸動力が浪費されることがない。さらに、
吸水槽内の水位が吸込ペルマウス近傍にあるために吸込
ペルマウスから水と空気とを同時に吸い込むときに空気
穴から空気が吸入されてインペラによるサイホン効果が
破壊され、吸込ペルマウス内の吸入水が落水して安定し
た気中待機運転が行われるので、振動による水中輪受や
シール部の損傷或いはキャビテーションによるインペラ
の潰食などが誘起されることがないなどの効果が奏せら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図（ａ）は本発明の第一乃至第四の実施
例に係る室軸斜流ポンプの断面図、第４図（ｂ）は第４
図（ａ）に於けるｂ−ｂ断面図、第５図は第４の実施例
に係る室軸斜流ポンプの作用説明図、第６図は従来の室
軸斜流ポンプの断面図である。 ５・・・吐出しボウル、　　６・・・インペラ、１０・
・・水抜き管、　１０′・・・水抜き穴、１４・−・空
気穴。 代理人　弁理士　　坂　間　　　暁　　外２名躬１工 Ａ２呂 ＷＬ２ 謔３図 躬４区 （しり 第６ｍ −；；「−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吐出しボウルのインペラ出口側にポンプ内の滞留
   水を排出する水抜き管または水抜き穴を設けてなること
   を特徴とする立軸形ポンプ。
2. （２）吐出しボウルのインペラ入口側またはペルマウス
   の上部に空気の通る空気穴を設けてなることを特徴とす
   る請求項第１項に記載の立軸形ポンプ。