JPH0385390A - 立軸ポンプ - 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、水位に関係なく全速運転を行わせることが可
能な立軸ポンプに関する。

［従来の技術］ 従来より排水機場のポンプの吸水井などに設置されてい
る一般的な立軸ポンプには、水位が一定のレベルより低
いと立軸ポンプの吸込口が水中にあるにもかかわらず渦
を生じて空気混じりの水を吸い込むといったポンプ特有
の最低水位（運転可能最低水位）が存在し、水位がこの
最低水位以上に達していないときに運転を行うと振動や
騒音などを生じるという特性がある。

したがって、このような立軸ポンプを水位に関係なく全
速で運転して不慮の出水などのために待機運転させてお
くと（全速待機運転）、水位が上記最低水位以下になっ
たとき、激しい振動や騒音が発生してポンプ運転機能障
害を引き起こしたり、基礎や建屋の損傷を引き起こした
りすることがある。

そこで、従来の立軸ポンプでは、全速待機運転を行わず
、水位が最低水位よりも高いときのみ運転を行い、水位
が最低水位より低いときには運転を停止するといった運
転システムが採用されていた。

ところが、近年では、都市化の進展に伴う舗装率の増大
や緑地の減少などにより保水機能が低下している一方で
、上記吸水井などへの流入水量は増大する傾向が顕著に
現れ、しかも鉄砲水のように突発的に大量の水が吸水井
に流入することも多々生じている。そのため、吸水井な
どでは水位が短時間で変動し、従来の立軸ポンプによる
運転システムでは立軸ポンプの運転開始タイミングや運
転停止タイミングを的確に制御することが難しく、水位
の異常上昇による洪水や異常低下によるポンプ運転機能
障害といった事態を引き起こす懸念があった。

そこで、本願出願人は特願昭６１−２８０９６７号に、
水位が最低水位より高いか低いかに関係なく安定した全
速待機運転を行うことが可能な立軸ポンプを提案した。

即ち、この立軸ポンプは、第２図に示すように、ポンプ
羽根車１の前方（上流側）の吸込みケーシング２にその
吸込口よりもはるかに径小でかつ他端が大気中に開放さ
れた分岐管３を連通接続させると共に、この分岐管３の
上部に電動吸気弁４を介在し、この電動吸気弁４を水位
検出計５からの信号によって開閉制御するようにしたも
ので、吸水井Ｐの水位が上記最低水位よりも下位から上
昇している場合において、水位検出計５により水位が上
記最低水位に達していないことが検出されている間は電
気吸気弁４が開いており、水位検出計５により吸水井Ｐ
の水位が上記最低水位に達していることが検出されると
電動吸気弁４が閉じるように制御され、水位が上記最低
水位に達するまでは分岐管３から羽根車室６に空気が吸
入されて揚水は行われず、所謂気中での全速運転が行わ
れる。

水位が上記最低水位に達した後には分岐管３からの羽根
車室６への空気吸入が停止されて揚水が行われ、通常の
揚水運転が行われる。

一方、吸水井Ｐの水位が上記最低水位よりも上位から下
降している場合において、水位検出計５により水位が最
低水位に達していないことが検出されている間は電動吸
気弁４が閉じられたままになって揚水運転が行われる。

水位検出計５により水位が最低水位に達したことが検出
されると、電動吸気弁４が開かれ径小な分岐管３を通し
て羽根車室６に空気が吸い込まれ、揚水が遮断されて気
中運転に切り替わる。

したがって、この立軸ポンプによれば、突発的な水位の
上昇や下降に対処し得る全速待機運転ができるようにな
り、上述した水位の異常上昇による洪水や異常低下によ
るポンプ運転機能障害を未然に防止することが可能にな
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この立軸ポンプに用いられている水位検
出計５は水質や塵芥などによる悪影響を受けやすい。こ
のことは上記立軸ポンプが不慮の出水などに対処し得る
ことを要求されるものであることを考えるときわめて重
要な課題の一つである。

また、電動吸気弁４は外部駆動源およびそれを操作させ
るためのシーケンス制御が必要となる。

このような事情を踏まえ、本願出願人はさらに特願平１
−１１３１９３号において、水位検出計や電動吸気弁を
用いずに全速待機運転を行わせることが可能な立軸ポン
プを提案した。

即ち、この立軸ポンプは、第３図に示すように、逆Ｕ字
状の分岐管３の一端を吸込みケーシング２に連通接続し
、その分岐管３の他端の空気導入部７を上記最低水位Ｌ
ＷＬと同一レベルもしくはそれに近いレベルに設定し、
分岐管３の折返し部８を、羽根車１を全速運転したとき
に羽根車室６の吸込部に発生する最大負圧によ、る吸込
み揚程よりも高い位置に設定したものである。

この立軸ポンプにおいて、それが全速運転中に吸水井Ｐ
の水位が上記最低水位ＬＷＬよりも下位から上昇してい
る場合は、次のようになる。

■　水位が空気導入部７に達していないときは、空気導
入部７から分岐管３を経て羽根車室６に空気が入り込む
ため、揚水は行われず、気中での全速運転が行われる。

水位が上記最低水位ＬＷＬに達すると上記空気導入部７
は水封されるため、立軸ポンプは吸込みケーシング２や
分岐管３内の残留空気を吸込みながら速やかに揚水運転
に切り替わり、吸込みケーシング２の残留空気が完全に
吸い込まれた時点で完全な揚水運転が行われる。そして
、分岐管３の折返し部８が、羽根車室６に発生する最大
負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定されている
ため、揚水運転中は分岐管３の垂下管部１０に上記羽根
車室６の負圧に相当する高さだけ水が吸い上げられて釣
り合った状態になり、分岐管３からの羽根車室６には給
水されず、水は吸込みケーシング２を通して吸い上げら
れて円滑な揚水運転が行われる。

■　室軸ポンプの全速運転中に吸水井Ｐの水位が上記最
低水位ＬＷＬよりも上位から下降している場合は、次の
ようになる。

水位が記空気導入部７に達していないときはその空気導
入部７が水封されたままになっているため、揚水運転が
続行され、分岐管３の垂下管部１０には上記羽根車室６
の負圧に相当する高さだけ水が吸い上げられて釣り合っ
た状態になっている。

水位が最低水位ＬＷＬよりも下がると、分岐管３の空気
導入部７の水封が解除されるため、空気導入部７からの
空気導入と羽根車室６の負圧により、垂下管部１０に吸
い上げられていた水と分岐管３内の残留空気が羽根車室
６に吸入され、その後、空気導入部７から空気だけが羽
根車室６に吸入されていく結果、吸込みケーシング２な
どを満たしている水は揚水されず遮断されて速やかに気
中運転に切り替わる。

この室軸ポンプによれば、突発的な水位の上昇や下降に
対してポンプを全速運転状態として待機運転させること
ができるようになり、上述した水位の異常上昇による洪
水や異常低下によるポンプ運転機能障害を未然に防止す
ることが可能になり、同時に第２図の室軸ポンプのよう
に水位検出計５や吸水弁４を用いなくてもよいので、水
質や塵芥などにより水位検出計５が悪影響を受けるとい
った問題や制御装置が煩雑になるといった問題がなくな
り、不慮の出水などに確実に対処することができる。

ところで、この第３図のような立軸ポンプの場合、吸水
井Ｐの水位が下降してきて最低水位ＬＷＬになり、分岐
管３の空気導入部７の水封が解除されると、空気導入部
７からの空気導入によって垂下管部１０に吸い上げられ
ていた水と分岐管３内の残留空気の混合物が羽根車室６
に吸入されるので、その吸入されたときに室軸ポンプに
振動が発生する問題がある。

したがって、本発明は、第３図のようなタイプの室軸ポ
ンプにおいて、上記振動を防止することができる室軸ポ
ンプを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の室軸ポンプは、上記目的を達成するために、第
３図のようなタイプの室軸ポンプにおいて、分岐管の折
返し部に、分岐管の他端側の垂下管部から上がってくる
水を折返し部のレベルよりも下位に受け入れるタンク装
置を設け、そのタンク装置の排水口を上記最低水位レベ
ル以下に設定したものである。

［作　用］ このような構成によれば、吸水井Ｐの水位が下降して、
分岐管３の空気導入部７の水封が解除されたとき、垂下
管部１０に吸い上げられていた水は羽根車室６の負圧に
よって上昇され、タンク装置に受け入れられて、羽根車
室６に導かれることはない。そして、タンク装置に受け
入れられた水は、折返し部のレベルよりも下位に受け入
れられるため、折返し部は空気流通が確保され、空気導
入部７からの空気は羽根車室６に吸入され、最低水位レ
ベル付近で揚水遮断が確実に行われる。

また、タンク装置の排水口が最低水位レベル以下に設定
されているため、空気導入部７から空気が入って揚水遮
断を起こす以前に、タンク装置の排水口から分岐管３内
に空気が入ることがなく、最低水位レベルまで空気流入
による振動を伴わずに確実な揚水運転を行うことができ
る。

また、水位が上昇して最低水位レベル以上になると、タ
ンク装置の排水口のみならず分岐管３の空気導入部７も
水封されるため、通常の揚水運転が行われる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は、羽根車室に連通する吸込みケ
ーシングに逆Ｕ字状の分岐管の一端を連通接続し、その
分岐管の他端の空気導入部が当該立軸ポンプの最低水位
に対応するレベルに設定され、分岐管の折返し部が上記
羽根車室に発生する最大負圧による吸込み揚程よりも高
い位置に設定された立軸ポンプにおいて、分岐管の他端
側の垂下管部に吸い上げられていた水が羽根車室に吸入
されるのを阻止することができ、これによってその水が
吸入されたときに発生する立軸ポンプの振動を確実かつ
適正に防止することができるものである。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の立軸ポンプを示している。

この立軸ポンプは、上記第３図の立軸ポンプと同タイプ
の立軸ポンプを示しているもので、羽根車室６に連通す
る吸込みケーシング２に、最低水位ＬＷＬよりも上方の
位置において逆Ｕ字状の分岐管３の一端を連通接続し、
その分岐管３の他端の大気開放形成された空気導入部７
を最低水位ＬＷＬに対応するレベルに設定し、分岐管３
の折返し部８を上記羽根車室６に発生する最大負圧によ
る吸込み揚程よりも高い位置に設定している。

そして、折返し部８の途中に、分岐管３の他端側の垂下
管部１０から上がってくる水を折返し部８のレベルより
も下位に受け入れて下方に排出するタンク装置４を設け
ている。

このタンク装置４は、折返し部８のレベルよりも下位に
水を受け入れて折返し部８の空気流通を確保するタンク
４Ａと、このタンク４Ａの下部に上部を連通接続し排出
口４Ａを最低水位ＬＷＬ以下に設定して上記タンク４Ａ
内の水を最低水位ＬＷＬ以下で排出する排水管４Ｂとを
備えている。

したがって、このような構成によれば、吸水井Ｐの水位
が最低水位ＬＷＬの上位から下降して、分岐管３の空気
導入部７の水封が解除されたとき、垂下管部１０に吸い
上げられていた水は羽根車室６の負圧によって上昇され
、タンク装置４のタンク４Ａに受け入れられて、羽根車
室６に導かれることはない。

タンク４Ａに受け入れられた水は、折返し部８のレベル
よりも下位に受け入れられるため、折返し部８は空気流
通が確保され、空気導入部７からの空気は羽根車室６に
吸入され、最低水位ＬＷＬ付近で立軸ポンプの揚水遮断
が確実に行われるとともに、吸水井Ｐの水位がタンク装
置４の排水口４Ｂよりも下降した時点で、タンク４Ａに
受け入れられた水は排水口４Ｂより吸水井Ｐに排出され
る。

また、タンク装置４の排水口４Ｂが最低水位ＬＷＬ以下
に設定されているため、空気導入部７から空気が入って
揚水遮断を起こす以前に、タンク装置４の排水口４Ｂか
ら分岐管３内に空気が入ることがなく、最低水位ＬＷＬ
まで空気流入による振動を伴わずに確実な揚水運転を行
うことができる。

また、水位が上昇して最低氷位ＬＷＬ以上になると、タ
ンク装置４の排水口４Ｂのみならず分岐管３の空気導入
部７も水封されるため、通常の揚水運転が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す立軸ポンプの概略図、
第２図は従来の立軸ポンプの概略図、第３図は比較例の
説明図である。 ２・・・吸込みケーシング、３・・・分岐管、４・・・
タンク装置、４Ｃ・・・排出口、６・・・羽根車室、８
・・・分岐管の折返し部、１０・・・分岐管の垂下管部
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）羽根車室に連通する吸込みケーシングに逆Ｕ字状
   の分岐管の一端を連通接続し、その分岐管の他端の空気
   導入部が当該立軸ポンプの最低水位に対応するレベルに
   設定され、分岐管の折返し部が上記羽根車室に発生する
   最大負圧による吸込み揚程よりも高い位置に設定された
   立軸ポンプであって、上記分岐管の折返し部に、分岐管
   の他端側の垂下管部から上がってくる水を折返し部のレ
   ベルよりも下位に受け入れるタンク装置を設け、そのタ
   ンク装置の排水口を上記最低水位レベル以下に設定して
   いることを特徴とする立軸ポンプ。