JPH0238800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自吸式ポンプ、特に詳しくはどのよう
な使用状況下でも常に、貯水ケーシングに多量の
自吸用水を貯えることを可能にするサイフオンブ
レーカーが内蔵された自吸式遠心ポンプに関する
ものである。

従来の自吸式ポンプは運転停止時にポンプケー
シング内の水がサイフオンによつて水源側に降水
するのを防ぐため、逆止弁や通気弁を使用してい
る。これを改良して貯水用の補助タンクを設けた
ものとして、実公昭51−2322号に記載されたもの
が知られている。これはランナーの吐出側と連通
する主タンクの他に、吸込側と連通する補助タン
クを設け、この補助タンクには小孔を有する隔壁
によつて吸込口に直接連通しない部分を形成し、
運転停止時にこの部分に一旦貯つた水が運転停止
後小孔から吸込側に流れ出てランナーを水没状態
に維持するようにしたものである。

上記の改良型自吸式ポンプでは逆止弁を使用し
ないので構造が簡素化され、故障も少なく、また
自吸用水量を大きくすることによつて自吸運転時
間を短縮させることができる等の効果が得られ
る。

しかしながら、上記のポンプにおいては、補助
タンクのうち吸込側と直接連通する部分が大きい
ため運転停止時の降水量が大きく、自吸運転時間
を長くする原因になつている。

本出願人は既に上記の点に鑑みて、上記改良型
の自吸式ポンプをさらに改良し、貯水ケージング
の構造を全面的に改造して自吸運転時間をさらに
大幅に短縮した自吸式遠心ポンプを得、特許出願
した（特開昭55−78192号）。この特開昭55−
78192号の自吸式遠心ポンプは、横軸型のもので
あり、 横軸型のランナーを収容して吸込管と連通する
渦室と、この渦室と連通する貯水ケーシングと、
この貯水ケーシングの上部に連通する吐出口とを
有し、 上記貯水ケーシングの内部が隔壁によつて仕切
られて、 該ケーシングの下部に位置し、連通孔を介して
渦室と直接連通する自吸用水供給室、 この自吸用水供給室の上側に位置して吐出口と
直接連通し、上記隔壁に設けられた小孔を介して
自吸用水供給室と連通する主貯水室、 および、上記自吸用水供給室の上側に位置して
吐出口と直接連通し、上記隔壁に設けられた、上
記小孔より大きい孔を介して自吸用水供給室と連
通する主気液分離室の３室に分割されたものであ
る。上記のような構造の自吸式ポンプにおいて
は、渦室に連通する自吸用水供給室と主貯水室は
小孔で連通され、また自吸用水供給室と気液分離
室は上記小孔よりも大きな孔によつて連通されて
いるので、運転停止時にサイフオンによつてポン
プ内の水が水源側に下降する際、気液分離室内の
水は、主貯水室内の水がゆつくりと下降している
間にいち早く渦室の流入口レベルまで下降してサ
イフオン状態を破壊する。そしてこのサイフオン
状態破壊時に、降水の遅かつた主貯水室内にはま
だ多量の水が残されているので、この主貯水室内
の水はサイフオン状態破壊後、自吸用水供給室、
気液分離室内に行き渡り、次回の運転開始時の自
吸用水として用いられる。さらに、主貯水室と自
吸用水供給室の他に気液分離室を設けたので、再
スタート時（自吸運転時）に気液分離が迅速に行
なわれ、自吸運転時間をさらに大幅に短縮するこ
とができる。

このように上記特開昭55−78192号の自吸式遠
心ポンプは数々の特長を有するものであるが、吐
出側に逆止弁が接続された場合には、運転停止時
貯水ケーシング内に自吸用水が十分貯えられない
という事態が発生することが有つた。すなわち、
ポンプが停止され、吐出側の逆止弁が作動して
も、ポンプのグランド部や吐出配管のフランジ接
続部等の僅かの隙間から空気がポンプ室内、配管
内に引かれ得るので、吸込管内の水は水源側に少
しずつ下降する。上記のような隙間は勿論極めて
小さなものであるので、吸込管内の水の下降は非
常にゆつくりと行なわれ、主貯水室内の水は、自
吸用水供給室に連通する孔の大きさとは無関係
に、気液分離室内の水と同じ速さでゆつくりと下
降するようになる。したがつてこのような水の下
降により、ポンプ内水面が渦室の流入口レベルに
達してサイフオン状態が破壊したとき、主貯水室
内にも全く水が残され得ず、主貯水室はその本来
の作用、すなわちサイフオン状態破壊時にもまだ
高いレベルの水を貯え、その後この水を貯水ケー
シング内に供給する、という作用を果たせなくな
る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、吐出側に逆止弁が設けられても、自吸用水不
足の事態が発生することのない横軸型自吸式ポン
プを提供することを目的とするものである。

本発明の横軸型自吸式ポンプは、前述のように
内部が自吸用水供給室、主貯水室、および主気液
分離室の３室に分割された貯水ケーシングを有す
る自吸式遠心ポンプにおいて、主貯水室と吸込管
とを連絡する連絡部を設け、この連絡部に、前記
主貯水室の水位が所定位置まで下がつたときに該
主貯水室と前記吸込管とを連通するサイフオンブ
レーカーを設け、そしてこのこのサイフオンブレ
ーカーは、上記連絡部に介在する円孔を備えたシ
ール部材と、上記水位が所定位置まで下がつたと
きに上記円孔から下方に離れる一方、該水位が上
記所定位置よりも上がつたとき上記円孔を下側か
ら閉じるフロートボールとから構成したことを特
徴とするものである。

上記のような本発明のサイフオンブレーカー内
蔵自吸式ポンプにおいては、吸込管の最高レベル
近傍に設定される所定位置まで主貯水室内の水面
レベルが下がると、前記サイフオンブレーカーに
よつてサイフオン状態が破壊されるようになる。
上記のような位置に所定位置を設定しておけば、
サイフオン状態破壊時の水面レベルは渦室の流入
口レベルよりも高くなり、渦室、貯水ケーシング
内には十分な量の自吸用水が残されるようにな
る。

以下、図面によつて本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例である横軸型自吸式遠
心ポンプの主要部の縦断面図で、第２図はその
−線における断面図である。

図面において、ランナー１の正面は吸込管２を
通して吸込口３と連通している。ランナー１を収
容する渦室４は上部において吐出口５と、下部に
おいて連通孔６ｃを通して貯水ケーシング７の下
部の自吸用水供給室７ｃと連通している。貯水ケ
ーシング７は上部が吐出口５に連通し、吸込管２
と渦室４の間に上下に延びて設けられ、隔壁８
ａ，８ｂ，８ｃによつて３つの室、すなわち、主
貯水室７ａ、気液分離室７ｂ、自吸用水供給室７
ｃに分割されている。自吸用水供給室７ｃは最下
部に形成され、前記連通孔６ｃを介して渦室４と
連通している。この連通孔６ｃの位置は、渦室４
の最下端から20゜←60゜の範囲で主貯水室７ａの方
へずれた位置に設けられるのが望ましい。主貯水
室７ａは貯水ケーシング７の上部に、前記自吸用
水供給室７ｃの上に隣接して設けられ、両室間の
隔壁８ａに設けられた小孔６ａを介して該供給室
７ｃと連通している。この小孔６ａの断面積は前
記連通孔６ｃの断面積よりも小さい。気液分離室
７ｂは貯水ケーシング７の上部に、主貯水室７ａ
と並んで前記自吸用水供給室７ｃの上に隣接して
設けられ、両室間の隔壁８ｂに設けられた孔６ｂ
を介して前記供給室７ｃと連通している。この孔
６ｂの断面積は前記連通孔６ｃの断面積よりも大
きい。この孔６ｂは望ましくは複数個設けられて
気液分離室７ｂと自吸用水供給室７ｃとの間の気
液の分離が容易に行なわれるようにする。また、
主貯水室７ａと自吸用水供給室７ｃ間の隔壁８ａ
は気液分離室７ｂと自吸用水供給室７ｃ間の隔壁
８ｂより高い位置にあつて供給室７ｃ内で気液分
離された気体が隔壁８ａの下に一時的に停滞し、
循環気体量が少なくなるようになつている。貯水
ケーシング７全体の容量は、運転停止後にサイフ
オン作用で減じた渦室４内を満たすに十分な量の
水を貯える大きさとなつている。

一方、吸込管２と主貯水室７ａとを隔てる隔壁
９には貫通孔１０が開設され、この貫通孔１０に
は主貯水室７ａ側からサイフオンブレーカー１１
が嵌着されている。このサイフオンブレーカー１
１は第３図に拡大して示すように、円孔１２を有
するシール板１３、このシール板１３の下側に配
されたフロートボール１４、およびいくつかの空
気抜き穴１５が設けられたボール受け１６からな
り、渦室４よりも高い吸込口３と同程度のレベル
に配設されている。

次に、上記のように構成された本発明の自吸式
遠心ポンプの作動を詳細に説明する。

定常運転中はランナー１の回転により吸込口３
と連通する水源側から吸込管２、渦室４、貯水ケ
ーシング７の上部を経て吐出口５と連通する供給
側まで全部水が満たされて揚水が行なわれる。こ
の状態でランナー１の回転を停止した場合の水の
流れについて、まず、吐出配管に逆止弁が設けら
れない場合について説明する。

吐出配管に逆止弁が設けられていなければ、ラ
ンナー１の回転が停止されたとき、揚水途中にあ
つた吐出口５より供給側（下流）の水は、サイフ
オン作用によつて貯水ケーシング７、渦室４、吸
込管２を経て吸込口３から水源側に自由落下す
る。このとき貯水ケーシング７内においては、前
述のように孔６ｂが小孔６ａよりも大きく形成さ
れているので、気液分離室７ｂ内の水は主貯水室
７ａ内の水よりも速く下降し、まだ主貯水室７ａ
内に十分な量の水が残つているうちにいち早く吸
込管２の水平部レベルまで下降する。気液分離室
７ｂ内の水が吸込管２のレベルまで下降すれば吸
込側と吐出側が通気してサイフオン状態が破壊さ
れ、水の自由落下が停止する。しかし、このサイ
フオン状態破壊時にも、主貯水室７ａ内にはまだ
水が残されており、この水はその後小孔６ａから
の流下を続けて貯水ケーシング７内および渦室４
内に行き渡り、次回の自吸運転を可能にする。

吐出配管に逆止弁が設けられていると、ランナ
ー１の回転が停止されても、揚水途中の水は前述
のように自由落下することはない。しかし、ポン
プのグランド部や吐出配管のフランジ接続部等の
僅かの隙間、あるいは逆止弁の僅かな漏れによ
り、配管あるいはポンプ内の水は大気と連通し、
したがつて極めてゆつくりながら水源側への降水
が起きる。この場合の降水は上記のように極めて
遅いものであるので、貯水ケーシング７の小孔６
ａ、孔６ｂの大きさの違いとは無関係に、主貯水
室７ａ、気液分離室７ｂ内の水は等速で極めてゆ
つくりと下降する。したがつて前述の逆止弁非設
置の場合のように気液分離室７ｂの水がいち早く
下降してサイフオン状態を破壊するということは
起こらない。しかし主貯水室７ａ内の水が下降を
続け、サイフオンブレーカー１１のフロートボー
ル１４がシール板１３の円孔１２から離れると、
主貯水室７ａの空気は吸込口３側の大気と連通
し、サイフオン状態が破壊される。したがつてこ
の時点で貯水ケーシング７内の水の下降は停止
し、この貯水ケーシング７および渦室４内には次
回の自吸運転に必要な自吸用水が多量に残され
る。

勿論、上記のサイフオンブレーカー１１のフロ
ートボール１４は、ポンプ運転時主貯水室７ａが
満水になれば、浮力によつてシール板１３の円孔
１２に嵌着して該円孔１２を閉塞するから、ポン
プ運転には何の支障も及ぼさない。また、自吸運
転開始時には貯水ケーシング７内は吸込口３内よ
りも圧力が高くなるので、フロートボール１４は
シール板１３の円孔１２に押圧されて該円孔１２
を閉塞するから、自吸運転にも何ら悪影響を及ぼ
さない。

なお、小孔６ａと孔６ｂの大きさの差の設定
や、揚程等の条件によつては、吐出配管に逆止弁
が設けられない場合でも、気液分離室７ｂの水が
吸込管２のレベルまで下降しないうちに、主貯水
室７ａの水位がサイフオンブレーカー１１に達す
ることも起こり得るが、このような場合にも勿論
サイフオンブレーカー１１は作動し、降水をそこ
で停止させ、貯水ケーシング７内に多量の自吸用
水を貯えさせる。

ランナー１を回転してポンプを再スタートさせ
ると、初めは気液混相状態で渦室４、貯水ケーシ
ング７を貯液が循環して、吸込管中の空気が吐出
口５へ排出される。このとき、気液混相の循環水
は孔の総断面積が最も大きい孔６ｂを通つて気液
分離室７ｂから自吸用水供給室７ｃに流入する
が、この孔６ｂを介して気液が分離され、比較的
気体を含まない水が自吸用水供給室７ｃに入る。
自吸用水供給室７ｃ内でも更に気液分離が行なわ
れ、分離された気体は主貯水室７ａの下の隔壁８
ａの下部に停滞するので、より気体の少ない水が
渦室４へ流入することとなる。この隔壁８ａの小
孔６ａは断面積が小さいので主貯水室７ａでは気
液分離室７ｂにおけるような激しい気液分離はな
く、この室７ａは主として貯水の役目を果たして
いる。気液分離室７ｂでの気液分離効果を大きく
させるためには、隔壁８ｂの孔６ｂの数を多く
し、多孔板効果によつて有効に気液分離を行なう
ようにするのが望ましい。

なお、もし前述したような構造の貯水ケーシン
グ７を設けず、サイフオンブレーカー１１のみを
設けると、このサイフオンブレーカー１１の設置
位置を渦室４上端から十分に上方に離せない場合
は、ポンプ停止時の水の逆流（自由落下）の速度
が大きいと、その惰性で吐出側水位がサイフオン
ブレーカー１１の位置よりも下方まで低下し、本
来貯水ケーシング７および渦室４内に留まるべき
水の多くが吸込側に落ちてしまう、という不具合
が起こり得る。しかし貯水ケーシング７が設けら
れていれば、上記逆流の速度が大きい場合は前述
した通り、該貯水ケーシング７の主貯水室７ａに
おいて逆流水が律速されてそこに多量貯留してい
る間に、気液分離室７ｂでサイフオン状態破壊が
なされるので、上記の不具合発生が防止される。

以上詳細に説明した通り本発明のサイフオンブ
レーカー内蔵自吸式遠心ポンプは、構造が簡単、
自吸運転時の気液分離が有効に行なわれて自吸運
転時間が短縮される、という特開昭55−78192号
の自吸式ポンプの長所を残したまま、逆止弁設置
の場合の自吸用水不足を解消するものであり、そ
の実用的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例による自吸式ポンプ
を示す軸方向縦断面図、第２図は第１図の−
線断面図、第３図は第１図の自吸式ポンプの一部
を拡大して示す側断面図である。 １……ランナー、２……吸込管、３……吸込
口、４……渦室、５……吐出口、６ａ……小孔、
６ｂ……孔、６ｃ……連通孔、７……貯水ケーシ
ング、８ａ，８ｂ，８ｃ，９……隔壁、１１……
サイフオンブレーカー、１２……円孔、１３……
シール板、１４……フロートボール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 横軸型のランナーを収容して、吸込管と連通
   する渦室と、 この渦室と連通する貯水ケーシングと、 この貯水ケーシングの上部に連通する吐出口と
   を有し、 前記貯水ケーシングの内部が隔壁によつて仕切
   られて、 該ケーシングの下部に位置し、連通孔を介して
   渦室と直接連通する自吸用水供給室、 この自吸用水供給室の上側に位置して前記吐出
   口と直接連通し、前記隔壁に設けられた小孔を介
   して自吸用水供給室と連通する主貯水室、 および、前記自吸用水供給室の上側に位置して
   前記吐出口と直線連通し、前記隔壁に設けられ
   た、前記小孔より大きい孔を介して自吸用水供給
   室と連通する主気液分離室の３室に分割されてい
   る横軸型自吸式遠心ポンプにおいて、 前記主貯水室と前記吸込管とを連絡する連絡部
   を設け、 この連絡部に、前記主貯水室の水位が所定位置
   まで下がつたときに該主貯水室と前記吸込管とを
   連通するサイフオンブレーカーを設け、 このサイフオンブレーカーを、前記連絡部に介
   在する円孔を備えたシール部材と、前記水位が所
   定位置まで下がつたときに前記円孔から下方に離
   れる一方、該水位が前記所定位置よりも上がつた
   とき前記円孔を下側から閉じるフロートボールと
   から構成したことを特徴とする横軸型サイフオン
   ブレーカー内蔵自吸式遠心ポンプ。