JPH0278791A - ポンプ機場 - 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】 設けられる先行待機運転を実施するポンプ機場の立軸ポ
ンプに関し、さらに、平常時におけるポンプの管理運転
にも利用できるものに関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６３−９０６９７号公報に記載さ
れているように、ポンプ没水時の水位がこれ以下では空
気を吸込んでしまう最低水位レベルに相当するポンプ固
有のポンプ特定部位より僅かに上方位置 に羽根車を設け、上記最低水位レベル相当する水位より
低い水位になったとき、真空破壊により空転状態とし、
落水させて排水運転ができないようにしたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、降雨情報などに基づいて先行待機運転を行うには
、吸水槽や管渠の貯留効果が増大することから、出来る
限り低い水位で、排水運転ができることか望ましく、か
つ、吸水槽の水位レベルに応じ適切な流量とすることが
、渦防止や吸水槽のサージ減少に対し有効で、ポンプの
安定な運転ができる。

しかしながら上記従来技術は、最低水位レベルより低い
水位で排水運転する配慮がされておらず例えば、吸込ベ
ルの吸込口からこれの径の１．４〜１．７倍の公知の最
低水位レベルより低い水位では排水運転ができない。

本発明の目的は、水位に応じてポンプの流量を制御し、
有害な渦を発生せずに最低水位レベルより低い水位で排
水運転を可能とする立軸ポンプを得ることにある。

また、本発明の他の目的は、流量制御により、急激な排
水や排水停止による吸水停止による吸水槽のサージ減少
を緩和することにある。

本発明の更に他の目的は、所定の最低水位レベル以上で
は、流量制御を行わず、所定のポンプ能力が発揮できる
ようにすることにある。

本発明の他の目的は、複数台の立軸ポンプを同一の水槽
に設置した場合にも、吸水槽にサージ減少が発生するの
を防止し、安定した運転のできる立軸ポンプを得ること
にある。　本発明の更に他の目的は、ポンプケーシング
内に空気を供給する吸気管内にゴミ等の異物が閉塞して
も、それ−を逆洗することのできる立軸ポンプを得るこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、ポンプ運転中の水位
が、これ以下では吸込ベルより空気を吸込んでしまう最
低水位レベルに相当する位置より下方にポンプの羽根車
を位置させ、この羽根車の下方のポンプケーシングに吸
気孔を設け、この吸気孔に吸気管の一部を接続すると共 にその他端を大気に開倣させたものである。

本発明の地の特徴は、ポンプ運転中の水位が、これ以下
では吸込ベルより空気を吸込んでしまう最低水位レベル
に相当する位置より下方にポンプの羽根車を配置し、こ
の羽根車の下方にポンプケーシングに吸気孔を設け、こ
の吸気孔に吸気管の一端を接続すると共に、その他端を
吸込水槽内の前記最低水位レベルの位置近傍に開口させ
てなることにある。

本発明の更に他の特徴は、水槽底壁から任意の一定間隔
をおいて配置させた吸込レベルを有するポンプケーシン
グと、ポンプ運転中の水位がこれ以下では吸込ベルより
空気を吸込んでしまう最低水位レベルに相当する位置よ
り下方の前記ポンプケーシング内に設けられた羽根車と
、該羽根車下方のポンプケーシングに設けられた吸気孔
と、一端が前記吸気孔に接続され他端が待機に開倣され
た吸気管と、一端が前記吸気孔に接続され他端がポンプ
ケーシングの吐出側にあるいは別に設けた給水装置に接
続されたパイプと、該パイプに設けられたバルブとを備
えた立軸ポンプにある。

本発明の更に他の特徴は、上述したような本発明の立軸
ポンプを同一吸水槽内に複数台設け、各ポンプの羽根車
位置が上下方向に異なる位置となるように配置し、各ポ
ンプの排水開始水位及び排水停止水位を互いに異ならせ
たことにある。

〔作用〕

水位が従来の最低水位レベル以上においては、吸気孔の
圧力は大気圧以上となるので吸気しない。水位が従来の
最低水位レベルより低くなければ、吸気孔の圧力は、水
位の低下に応じて低くなり、吸気量も水位の低下に応じ
て多くなる。ポンプの流量は吸気量が多くなれば減少す
る。すなわち、水位が低下すれば、それに応じてポンプ
の流量が減少するので、従来の最低水位レベルより低い
水位でも吸込ベルからの空気の巻き込みは防止され、異
常振動や騒音を防止できる。

また、排水開始時及び排水停止時は、流量が吸気により
制御され、所定の流量より少ないので急激な排水及び排
水停止が緩和でき、吸水槽のサージ減少が緩和できるの
で安定した運転ができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図により説明する。

第１図において、羽根車１を収納したポンプケーシング
４のケーシングライナー２の下方向にポンプケーシング
の吸込ベル３が接続され、かつ、上方側にはポンプケー
シング４の一部である揚水管５および吐出エルボ６が接
続され立軸ポンプを構成している。

吐出エルボ６の吐出側には吐出管７及び吐出弁８が設け
られている。また、羽根車１の下方近傍には吸゛気孔９
が設けられ、吸気孔９と連結して吸気管１０が設けられ
、吸気管１０に吸気量調整弁１１が設けられ、吸気管１
０の吸込口１２が急水槽に設置された流量制御装置を構
成している。吸気孔９は従来の最低水位レベル、すなわ
ち、この水位以下では吸込ベル３がら空気を吸込んでし
まう最低水位レベルＷＬ１において該吸気孔９から吸気
されない位置に設けられている。吸気孔９における静圧
Ｐ（ｍ）は、ここで、Ｐｏ：大気（ｌｏ、３３ｍ）、Ｑ
：（水位レベル）（、ｍ）、ｈ、：ポンプケーシング吸
込部損失水頭（ｍ）、υ：吸気孔部の取扱液の流速（ｍ
）吸気孔９における静圧ＰがＰｏより大きくなればυ２ 吸気はしない。従って従来の最低水位レベルＷＬＩυ２ 従って水位が、ＷＬ１以上の範囲Ａでは吸気をしないの
で、所定のポンプ能力で排水運転を行うことができる。

水位が、ＷＬＩより低い範囲Ｂでは０式においてＱが減
少するので、Ｐが大気圧より小さくなり吸気を行う。吸
気量は吸気量調節弁１１により、適切な損失が与えられ
ているので、水位に伴い、適切な量の吸気を行い流量制
御を行う。範囲Ｂにおいて、水位が、ＷＬ２の場合は、
Ｐは大気圧より若干低い程度であるので吸気量が少く、
ポンプの流量も若干減少する。この場合、ポンプの没水
深さＳｌはこの時のポンプ流量に対して十分であるので
渦は発生しない、水位がＷＬ３の場合、Ｐは水位の低下
にほぼ比例して低下するので、大気圧よりその分小さく
なり、吸気量が増大し、ポンプの流量も大幅に少くなり
、没水深さＳ２でも渦が発生しない流量とすることがで
きる。水位がＷＬ４の場合、吸気量はポンプ流量の１５
％〜２０％となり揚水不能となって空転運転状態となる
。この時の没水深さＳ３は、揚水不能となる直前の流量
において渦の発生しない長さになるように、吸込ベル入
口のレベルを設計する。

尚水位の変動する全範囲において、吸気量調節弁１１の
開度は一定、もしくは、水位によって開度を変更しても
よい。従来の最低水位レベルＷＬＩ以下でも渦が発生せ
ず、異常な振動や騒音のでない安全な運転が可能となる
。また空転運転から排水運転に移行する羽根者１が若干
没水する水位及び排水運転から空転運転に移行する水位
ＷＬ４より若干高い水位において、ポンプの流量は吸気
により所定の流量の約半分程度に制御されているので、
排水開始及び排水停止時の流量変化が少く、サージ現象
が緩和できポンプの安定な運転が可能である。

なお、２０は吸込水槽（吸水槽）の低壁である。

第２図は、第１図に示す吸気管１０の吸込口１２を最低
水位レベルＷＬＩ近傍に設けたものである。

水位がＷＬＩ近傍より高い範囲Ａにおいては、吸気管１
０の吸込口１２は没水し、吸気はできなくなる。

従って、吸気による流量制御は行わず、所定のポンプ能
力で排水運転ができる。範囲Ｂにおいては、第１図で説
明した内容で運転ができる。本実施例は、ポンプのサイ
ズによっては、最低水位レベル以上でも吸気を行い、所
定のポンプ能力が発揮できない場合があるので、このよ
うな場合に、最低水位レベル以上では、吸気ができない
ように最低水位レベル以上で、所定のポンプ能力を発揮
できるようにしたものである。

第３図及び第４図は、第１図に示す立軸ポンプが複数台
設置される場合の実施例を示す。

第３図は、各ポンプの羽根車位置が同レベルに設けられ
た場合の例である。この場合、各ポンプは前述のように
流量制御によりサージ現象の緩和は図られているが、各
ポンプ共、排水開始水位ＷＬ５、排水停止水位ＷＬ４が
同一であり、複数台分の流量が一度に排水、あるいは排
水停止されることになり、吸水槽のサージ現象が問題と
なる恐れがある。

第４図は、第３図の例の改良例で、この実施例では、各
ポンプは羽根車位置がそれぞれ異なる位置にあり、各ポ
ンプの排水開始水位、排水停止水位は別個のものとなる
。勲１ポンプ、Ｎａ　２ポンプ、Ｎα３ポンプの排水開
始水位、排水停止水位はそれぞれ、ＷＬ５１、ＷＬ４１
、ＷＬ５２、ＷＬ４２、ＷＬ５３、ＷＬ４３となる。出
水により水位が上昇しＷＬ５１に達するとＮα１ポンプ
は排水を開始するにの時魔２、Ｎα３ポンプは依然空転
状態を維持している。

さらに水位が上昇しＷＬ５２に達するとＨａ　２ポンプ
が排水を開始し、ＷＬ５３に達するとＮＣＬ３ポンプが
排水を開始する。このように順次に空転運転状態から排
水運転に移行するので、急激な排水が阻止でき。

急激な水位低下が生じなくなり、サージ現象を緩和でき
る。一方水位が低下する状況下を考えると、ＷＬ４３と
なるとＮα３ポンプのみがまず排水運転がら空転状態へ
と移行し、以下ＷＬ４２、ＷＬ４１と水位が低下するに
つれ、＆２ポンプ、Ｎα１ポンプと空転運転状態へと移
行する。従って、急激排水停止が阻止でき、急激な水位
上昇が生じなくなり、サージ現象を緩和できる。

以上により、サージ現象が緩和できるので安定したポン
プの運転が行える。

次に第５図を用いて、吸気管１０がゴミ等の異物により
閉塞した場合の白液による逆洗方法について述べる。第
１図に示すような構成の立軸ポンプに吸気管１０の１部
とポンプケーシングの吐出管７をパイプ１４で連結し、
パイプ１４にバルブ１３を設けた。水位が排水開始水位
ＷＬ５以上の状態において、吐出弁８をポンプの原動機
がオーバーロードしない範囲で絞り、運転を行う、この
時、通常開としであるバルブ１３を開とし、ポンプの高
圧水を吸気管１０に流すことにより、吸気管１０につま
っている異物を逆洗できる。尚、第５図は吸気管１０と
吐出管７をパイプで連結したものであるが、吸気管１０
とポンプケーシングの吐出エルボ６を連結しても良い。

次に第６゛図を用いて、吸気管１０がゴミ等の異物によ
り閉塞した場合における水道水や処理水あるいはろ過水
等による逆洗方法について述べる。第１図に示すような
立軸ポンプにおいて、吸気管１０の１部と給水装置１５
をパイプ１４で連結しバイブ１４にバルブ１３を設けた
。この時水位はどの状態にあってもよい、給水装置１５
より水を送り、通常開としであるバルブ１３を開とし、
給水装置１５から高圧水を吸水管１０に流すことにより
、吸気管１０の異物を逆洗できる。

第７図は、第２図に示した実施例と同一目的を達成する
他の実施例を示すもので、水位がＷＬＩ以上では吸気し
ないようにしたものである。水面に浮子１６を設は浮子
１６の上下によって開閉するバルブ１７を吸気管１ｏに
、設は最低水位レベルＷＬ１以上の範囲Ａではバルブ１
７は全開となるように設定する。これにより、範囲Ａに
おいては吸気しない。

範囲Ｂにおいては、水位の低下に伴い、浮子１６は低下
し、バルブ１７の開度は大きくなってゆく。この時、全
開となる水位ＷＬ６は、ＷＬＩより低く、ＷＬ４より高
ければよい。

以上述べたように、本発明の立軸ポンプによれば水位に
応じて自動的かつ適切な吸気を行えるので。

従来の最低水位レベルより、「ポンプ吸込部損失十吸気
孔部速度水頭分」の距離程度低い水位まで排水運転が可
能となり、かつ渦の発生や空気の吸込ベル下端から巻き
込みを防止できる。また、急激な排水開始や排水停止が
緩和できるので吸水槽のサージ現象も緩和でき、安定し
たポンプ運転ができる。

また、第２図に示した実施例によれば、吸気管の吸入口
を従来の最低水位レベル近傍に設けているから、水位が
低下した場合には、吸気によりポンプの流量制御を行う
ことができ、水位が上昇した場合には、吸気管の吸込口
が水没するので、吸気が行われず、したがって所定のポ
ンプ能力で排水できるという効果がある。

第４図に示す実施例では、複数式のポンプが設置される
場合、それぞれ立軸ポンプの羽根車の位置を上下にずら
して配置し、排水運転開始水位に差をつけるようにした
ので、出水により水位が上昇すると水位上昇に従って順
次１台ずつ排水を開始し、水位が低下し待機運転へ移行
する際も順次空転運転待機へと移行する。したがって、
全台のポンプが同時に排水運転まを行ったり、空転運転
待機へと移行すことがなくなるので、急激なる水位低下
や水位上昇を防止でき、吸水槽のサージ現象も防止でき
、安定な運転を行うことができるという効果がある。

第５図に示す実施例によれば、吸気管がゴミ等の異物に
より閉塞した場合、ポンプの吐出弁を締切又は、絞った
状態で運転すれば、ポンプの高圧水により逆洗できるの
で、簡単に吸気管内の異物が除去できる効果がある。ま
た第６図に示す実施例では、吸気管がゴミ等の異物によ
り閉塞した場合、給水装置から清水等を高圧給水するよ
うにしているので、第５図に示す実施例よりさらに確実
に異物の除去ができ、しかも吸水槽水位に関係なく吸気
管の逆洗が可能である。尚、第５図の実施例では、吸気
管を白液により逆洗しているので装置を簡単化できるメ
リットはある。

第７図に示した実施例においては、浮子を吸水槽の水面
に設け、浮子との上下によって開閉するバルブを吸気管
の吸込口に設けているので、最低水位レベル以上では自
動的にこのバルブを全開にでき、最低水位レベル以上で
は自動的に吸気をストップすることができる。したがっ
て、最低水位レベル近傍においては吸気ができなくなる
ので所定のポンプ能力で排水が可能となる。また、吸気
管の吸込口を水面上に設置できるので、吸気管及び吸込
口に異物がつまりにくい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、最低水位レベルより下方に羽根車を設
け、かつこの羽根車下方のポンプケーシングに吸気孔を
設けると共に、この吸気孔に吸気管を接続し、その吸気
管の吸込口を大気に開倣させたので、吸込水槽内の水位
に応じてポンプの吸込流量を制御でき、この結果、渦が
発生し始める従来の最低水位レベルよりも低い水位にお
いても渦の発生なく排水運転を続行できる。また本発明
によれば、急激な排水開始や排水停止をなくすことがで
きるので、サージ現象を緩和できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はそれぞれ本発明の立軸ポンプの実施例
を示す側面図である。 １・・・羽根車、２・・・ケーシングライナ、３・・・
吸込ベル、４・・・ポンプケーシング、５・・・揚水管
、６・・・吐出エルボ、７・・・吐出管、８・・・吐出
弁、９・・・吸気孔、１０・・・吸気管、１１・・・吸
気量調整弁、１２・・・吸込口１３・・・バルブ、１４
・・・パイプ、１５・・・給水装置代理人　弁理士　小
川勝゛男　・ 第１図 第２図 第３図 第４０ 第１ 石　、、２０ ／７７７７刀７７η

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプ運転中の水位が、それ以下では、吸込レベル
   より空気を吸込んでしまう最低水位レベルに相当する位
   置より下方にポンプの羽根車を位置させ、この羽根車の
   下方のポンプケーシングに吸気孔を設け、この吸気孔に
   吸気管の一端を持続すると共に、その他端を大気に開倣
   させたことを特徴とする立軸ポンプ。 ２、請求項１において、前記吸気孔の位置は、羽根車の
   下方近傍であることを特徴とする立軸ポンプ。 ３、請求項１において、前記吸気孔の位置は、ポンプ吸
   込部の損失水頭と前記吸気孔位置における速度水頭分と
   の和を等しくなる距離だけ前記最低水位レベルから下方
   に位置させたことを特徴とする立軸ポンプ。 ４、請求項１において、前記吸気管の一部に大気の吸気
   量を調整する吸気量調整弁を設けたことを特徴とする立
   軸ポンプ。 ５、ポンプ運転中の水位が、これ以下では吸込ベルより
   空気を吸込んでしまう最低水位レベルに相当する位置よ
   り下方にポンプの羽根車を配置し、この羽根車の下方に
   ポンプケーシングに吸気孔を設け、この吸気孔に吸気管
   の一端を接続すると共に、その他端を吸込水槽内の前記
   最低水位レベルの位置近傍に開口させてなることを特徴
   とする立軸ポンプ。 ６、請求項１の立軸ポンプを同一水槽内に複数台設置し
   ている立軸ポンプ。 ７、請求項６において、各ポンプの羽根車位置が上下方
   向に事なる位置となるように配置し、各ポンプの排水開
   始水位及び排水停止水位を互いに異ならせたことを特徴
   とする立軸ポンプ。 ８、水槽底壁から任意の一定間隔をおいて配置された吸
   込レベルを有するポンプケーシングと、ポンプ運転中の
   水位がこれ以下では吸込レベルより空気を吸込んでしま
   う最低水位レベルに相当する位置より下方の前記ポンプ
   ケーシング内に設けられた羽根車と、該羽根車下方のポ
   ンプケーシングに設けられた吸気孔と、一端が前記吸気
   孔に接続され他端が大気に開倣された吸気管と、一端が
   前記吸気管に接続され他端がポンプケーシングの吐出側
   に接続されたパイプと、該パイプに設けられたバルブと
   を備えた立軸ポンプ。 ９、請求項８において、ポンプケーシングの吐出側に吐
   出弁を設け、この吐出弁と羽根車との間のポンプケーシ
   ングに前記一端が吸気管に接続されるパイプの他端を接
   続してなる立軸ポンプ。 １０、水槽底壁から任意の一定間隔をおいて配置された
   吸込ベルを有するポンプケーシングと、ポンプ運転中の
   水位がこれ以下では吸込ベルより空気を吸込んでしまう
   最低水位レベルに相当する位置より下方の前記ポンプケ
   ーシング内に設けられた羽根車と、該羽根車下方のポン
   プケーシングに設けられた吸気孔と、一端が前記吸気孔
   に接続され他端が大気に開倣された吸気孔と、この吸気
   管に水を供給するための給水装置と、一端が前記吸気管
   に接続され他端が前記給水装置に接続されたパイプとを
   備えた立軸ポンプ。 １１、請求項４において、吸気管に設けた吸気量調整弁
   を吸込水槽内の水位に応じてその開度を調整することを
   特徴とする立軸ポンプ。 １２、請求項１１において、吸気量調節弁を吸水槽の水
   面に設けた浮子により開閉することを特徴とする立軸ポ
   ンプ。