JPH02283897A - 立軸ポンプの運転方法 - 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］ この発明は、主として洪水時等における水路の排水と行
うために設置されている排水機場のポンプ吸水井または
雨水ポンプ設備において使用される立軸ボ〉′プに関す
る。

［従来の技術１ 立軸ポンプは一最に、吸水井の水位が吸込口からその径
の１．２〜１７倍を超えるポンプ特定部位に相当するポ
ンプの最低水位よりも低下すると、空気吸い込み渦の発
生や呼吸現象等に起因して振動や騒音等の不都合が発生
するため、従来においては、この最低水位以下になると
ポンプの運転を停止するようにしていた。しかしながら
、近時においては、ポンプ場への雨水の大量且つ急激な
流Ｆに対応するために、降雨情報等に基づいてポンプと
先行待機運転させることが強く要望されるようになって
おり、前記のように最低水位以下では運転そのものを停
止しなけれはならない立軸ポンプでは、こうした要望に
応えることができないという問題があった。

こうした問題を解決するため、出願人は特開昭６３−１
３４８９７号公報に開示されるように、吸込ベルマウス
の没水位がこれ以下では空気を吸い込んでしまう最低水
位に相当するポンプ固有の特定部位より上方に羽根車を
配設し、水位が少なくともこの羽根車の入口レベル以下
になったとき、ポンプ内に空気を導入してこのポンプ内
の水を真空破壊により落下させ、これによって、水位が
前記特定部位以下となった場合でもポンプを気中運転さ
せておくことができるようにした立軸ポンプを提案して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、水位が少なくとも羽根車入口レベル以下
となればポンプ内に空気を導入してポンプ内の水を真空
破壊により落下させるようにしていると、水位が前記最
低水位以下である場合は全く揚水することができず、こ
のため、立軸ボン１による揚水が不能となっても吸水井
には比Ｉ成約多量の水が残ってしまい、次にｒ口承等が
流入してきたときに対する吸水井の実質的な貯水能力が
小さくなってしまうという問題があった。

この発明は上記のような事情に鑑みなされたものであっ
て、ポンプの特定部位に相当する最低水位よりもさらに
水位がさがっても揚水が可能である立軸ポンプとこうし
た立軸ポンプの運転方法を提供することを目的としてい
る。

し課題を解決するための手段］ この発明による立軸ポンプは上記目的を達成するために
、吸込口の没水水位がこれ以下では空気を吸い込んでし
まう最低水位に相当するポンプ固有の特定部位より上方
に羽根車を配設し、前記特定部位より下方にポンプ内に
連通ずる吸気通路の空気吸入口を配設し、且つ前記吸気
通路に吸気弁を装備してなることを特徴としている。

また、上記目的を達成するこの発明による立軸ポンプの
運転方法は、少なくとも水位が羽根車人口レベル以上あ
るときは通常揚水運転を行うことによりこの水位を低下
させ、これによって水位が吸込口の没水水位がこれ以下
では空気を吸い込んでしまう最低水位に相当するポンプ
固有の特定部位近傍の水位に達したとき、前記特定部位
より下方においてポンプ内に開口した空気吸入口からこ
のポンプ内に空気と導入して気水混合運転を行い、この
気水混合運転によりさらに水位が低下し且つ空気吸入口
より吸入された空気によりポンプ内が真空破壊されたと
き気中運転に入るようにしていることと特徴としている
。

［作　用１ 上記のように構成される立軸ポンプは、水位低下時には
、この水位が自身の特定部位に相当する最低水位まで低
下した時もしくはその以前に吸気通路の吸気弁を開くこ
とにより、この吸気通路の空気吸入口から空気を吸入し
ながら揚水を行う気水混合運転を行うことができ、これ
によって水位は前記最低水位よりさらに低下する。また
、気水混合運転の継続によるポンプ“内への空気の導入
によりポンプ内が真空破壊されると５ボン１内の水が落
下し揚水が不能となる。

上記のようにした立軸ポンプの運転方法では、水位低下
時に、少なくとも水位が羽根車入口レベルに達するまで
は通常の揚水運転により排水を行い、また水位がポンプ
の特定部位すなわち最低水位以下に下がっても気水混合
運転で排水を行うことができる。この気水混合運転のと
き、ポンプ内に開口した空気吸入口から空気が導入され
るため、水位が最低水位以下となっても吸込口がらの空
気の吸い込みが生じることがない、気水混合運転の継続
後、導入された空気による真空破壊でポンプ内の水が落
下すると、それ以Ａ：、揚水しない気中運転となる。

［実施例１ 第１図は、この発明による立軸ポンプの実施例３示して
いる。

この第１図の立軸ポンプでは、主軸（不図示）に軸支さ
れた羽根車ｌが上下一対のポンプケーシング２１．２２
内に内装されている。下方＋＋１１”なゎち−Ｆ流側の
ポンプケーシング２１には吸込筒３が接続さｉｚ、上方
側すなわち下流側のポンプケーシング２２には揚水管４
が連結されている。また、揚水管４の下流側には吐出し
エルボ５が連結され、この吐出しエルボ５の下流＋ｕｑ
に吐出弁７を（＋ｉｉ＋えた吐出管６が連結されている
。

前記羽根車１はポンプ固有の特定部位９よりも上方に配
設されている。この特定部位９は５水位がこれ以下にな
ると前記吸込筒３の吸込口３ａがら空気を吸い込んでし
まう最低水位−［３に相当する部位である。吸込筒３は
従来における通常の吸込筒に比べ長尺に形成されており
、それによってその吸込口３８は、水位が前記最低水位
計３より下方に設定される揚水遮断水位−１４である場
合においても十分に没水しうる位置に配設されている。

但し、この吸込口３ａ自体の配設位置は、従来の立軸ポ
ンプの吸込筒の吸込口と同一位置である。

吸込筒３には前記最低水位訂３より下方位置に吸気通路
１０が接続されており、この吸気通路１０のポンプＯＩ
！ｌｌ５Ｉ口端１０ａが水面上に露出ずろ水位がこの立
軸ポンプの揚水遮断水位ＷＬ４となる。

ｉｉｆ記吸気通路１０には水位検出計（不図示）が検知
する水位に基づいて開閉される吸気弁１１が介設されて
いる。この吸気弁１１は例えば、水位低下時にこの水位
が前記最低木位阻３に達すると開き、水位上昇時にこの
水位が吸気弁閉動作水位畦２に達すると閑じるように制
御される。吸気弁１別動作水位畦２は、はぼ羽根車３の
入口レベルに相当する揚水開始水位−し１と前記最低水
位ＷＬ３との間に設定される水位である。

尚、上記実施例における吸気通路１０は吸込筒３の側壁
に連結される吸気管により構成しているが、第２図に示
すように、ビットＰ内に貫設した吸気通路１０′として
構成し、その開口端を空気吸入口１０ａ　’としてポン
プ（吸込筒３′）内における揚水遮断水位−［４に相当
する位置に配置するようにしてもよい。

次に、以上のように構成された立軸ポンプを用いて行う
この発明の立軸ポンプの運転方法を説明する。

まず、ポンプ吸水井Ｐ内に雨水等が流れこみ、羽根車１
が没水した状態でこの立軸ポンプを起動させて通常の揚
水運転を開始したとする。

水位が前記揚水遮断水位畦１までのＡ領域にある間は前
記通常揚水運転が継続される。

また、水位がさらに下がっても、前記Ａ領域を通り越し
て揚水開始水位−し１と最低水位計３間のＢ領域にある
間は、Ａｆｔ域からの継続的な揚水運転である限り揚水
作用に何等の問題も生じない。

そしてこの実施例では、水位がさらに低下してｊ１１低
水位−［３と揚水遮断水位計４の間のＣ１Ｔｔ域に入る
と以下のようにして気水混合運転を行う、すなわち、水
位が前記最低水位計３に達すると、ポンプの運転を継続
したまま水位検知計く不図示）の信号により吸気弁１１
を開く、このようにして吸気弁１１を開いた時点では、
揚水開始水位替［４に相当する位置に接続されている吸
気通路１０の空気吸入口１０ａは没水している。しかし
なから、水位は既に吸気弁１１を開かなければ吸込１」
３ａがら空気を吸込む最低水位−１３にまで下がってお
り、したがって吸気弁１１を開ければ揚水しながら空気
吸入口？Ｏａを介してこのポンプ内に空気が導入される
。

すなわち、水位が前記Ｃ領域に入ると空気を吸い上げな
がら揚水する気水混合運転が行われる。このような気水
混合運転においては、空気吸入口１０ａからの空気の導
入により揚水量が減少し、したがって吸込筒３の吸込口
３ａからの渦を伴う空気の吸い込みは生じない、つまり
、上記のような気水混合運転を行うことにより、水位が
最低水位社３以下であるにも拘らず、渦の発生や呼吸現
象に起因する振動やｉ！１音等の不都合が生じることな
く、吸水井Ｐ内の水が揚水されていく。

上記のような気水混合運転は水位が揚水！＠水位畦４に
達するまで行われる。すなわち、水位がＣ領域の最下端
水位である揚水遮断水位イ［４の位置まで低下すると、
空気が吸気通路１０を介してポンプ内に大量且つ一気に
導入されポンプ内は完全に真空破壊される。したがって
、この立軸ポンプは揚水不能となり、水位がこの揚水遮
断水位賢シ４以下のＤ領域にある状態においては、ポン
プの運転を停止しない限り気中運転を行うのである。

次に、Ｄ領域にあった水位が吸水井Ｐへの山水等の流入
で再度上昇してきた場合は、この水位が吸気弁開動作水
位１４１２に達した時点で水位検知計の信号により吸気
弁１１を閏じる。これによって、水位がさらに上昇し羽
根車１人口レベルとほぼ等しい揚水開始水位−Ｌｌに達
すると、羽根車１の自吸効果により残留空気を吸い上げ
ながら揚水運転を行うようになる。

以上のような方法で立軸ポンプを運転すると、最低水位
計３より下方に設定した揚水遮断水位計４までピッｌ−
Ｐ内の水を排水することができ、次にこのビットＰ内に
大量に「■水等が流入してきた場合のとットＰの実質的
な貯水能力を向上させることができる。

尚、上記のような発明による方法においては、吸気弁開
動作水位畦２、揚水遮断水位ＷＬ４の設定を必要に応じ
て変更することができる。また、実施例では最低水位り
［３を吸気弁１１の開動作水位としているが、必ずしも
これに限定されるものではない。

すなわち、例えは吸気弁１１の１３！動作は水位」二が
時に揚水を開１１ｊする以前に行われれはよく、したが
って吸気弁閉動作水位計２は揚水遮断水位訂１と等しく
てもよい。

また、吸気弁１１の開動作は水位低下時にこの水位が最
低水位計３に達する前に行われてもよい。

したがって、この吸気弁開動作水位は羽根型入１コレベ
ル以下であればポンプの特定部位に相当する最低水位計
３よりも上方に設定されていてもよい。

さらに、揚水遮断水位計４は気水混合運転がなされた後
の真空破壊でこの立軸ポンプが揚水不能となる水位であ
り、必ずしも空気吸入［１のｒ；ｈ口位置とは一致しな
い。ずなわち、空気吸入口が水中から露出する前に真空
破壊により揚水不能となればその時点の水位が揚水遮断
水位となる。

さらにまた、実施例ではポンプ内の負圧力のみで空気を
尋人しているが、吸気弁を開けた後の空気の導入を強制
的に行うようにすることもできる。

［発明の効果］ 請求項１によれば、吸気通路を介してポンプ内に空気を
導入することができるから、水位低下時に少なくとも最
低水位以下の水位でこの空気の導入を行うことで気水混
合運転により揚水を行うことができるという効果を奏す
る。

請求項２によれば、最低水位以下の水位でも気水混合運
転により揚水を行うことができるから、吸水井等の水位
を十分に低くした高い貯水能力で次の山水等の流入に備
えることができるという効果を奏する。また、ポンプ内
で開口する空気吸入口から空気と導入することにより気
水混合運転を行うようにしたから、ポンプの吸込口から
空気が渦状に吸い込まれることがなく、最低水位以下の
水位において揚水を行疋るにも拘らず、振動や騒けがほ
とんど生じないという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は立軸ポンプの側面図、第２図は立軸ポンプの変
形例の要部を示す側面図である。 １・・・羽根車　　　　　３ａ・・・吸込口９・・・特
定部位　　　　１０・・・吸気通路＋Ｏａ・・・空気吸
入口　　１１・・・吸気弁−［３・・・最低水位 特許出願人　　久保田鉄工株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吸込口の没水水位がこれ以下では空気を吸い込ん
   でしまう最低水位に相当するポンプ固有の特定部位より
   上方に羽根車を配設し、前記特定部位より下方にポンプ
   内に連通する吸気通路の空気吸入口を配設し、且つ前記
   吸気通路に吸気弁を装備してなることを特徴とする立軸
   ポンプ。
2. （２）少なくとも水位が羽根車入口レベル以上あるとき
   は通常揚水運転を行うことによりこの水位を低下させ、
   これによって水位が吸込口の没水水位がこれ以下では空
   気を吸い込んでしまう最低水位に相当するポンプ固有の
   特定部位近傍の水位に達したとき、前記特定部位より下
   方においてポンプ内で開口した空気吸入口からこのポン
   プ内に空気を導入して気水混合運転を行い、この気水混
   合運転によりさらに水位が低下し且つ空気吸入口より吸
   入された空気によりポンプ内が真空破壊されたとき気中
   運転に入るようにしていることを特徴とする立軸ポンプ
   の運転方法。