JPH0385400A - 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１ 従来より排水機場のポンプ吸水井などの設置されている
一般的な立軸ポンプには、水位が一定のレベルより低い
と吸込口が水中にあるの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個々のポンプに特有の最
低水位（揚水停止水位）が存在し、水位がこの最低水位
よりも低レベルであるときに運転を行うと、空気吸込み
渦の発生や呼吸現象などに起因して振動や騒音などを生
じるという特性がある。シたがって、このような一般的
な立軸ポンプを、吸水井などの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させておくと（全速
待機運転）、水位が前記最低水位以下にあるときに激し
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といっ
た事態を生じることがある。

そこで、従来の一般的な立軸ポンプでは、全速待４Ｉ！
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地層の保水機能が低下している
一方で、前記吸水井などへの流入水量が増大する傾向に
あり、しかも、所謂、鉄砲水のように突発的に急激に大
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
一般的な立軸ポンプによる前述の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できず、水位の異常上昇による洪水
の発生や異常低下によるポンプ運転機能障害の発生とい
った事態の引き起こされる懸念があった。

そこで１本願出願人は特願昭８１−２８０１１８７号に
より、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。

この立軸ポンプは、第３図に示すように、ポンプ羽根車
ｌの前方（上流側）の吸込側ケーシング２にその吸込口
よりもはるかに径小でかつ大気中に開放された分岐管３
を連通させると共に、この分岐管３の先端部に吸気弁４
を介設し、この吸気弁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ある。

この立軸ポンプは全速待機運転される。そして、吸水井
Ｐの水位が前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により水位が前記最低水位に
達していない状態を検出している間は吸気弁４を開威し
、水位検出計５により吸水井Ｐの水位が前記最低水位に
達している状態を検出すると、吸気弁４を閉じるように
制御するから、水位が前記最低水位に達するまでは、分
岐管３から羽根車室６に吸気されて揚水が行われず、所
謂、気中での全速運転が無理なく続行され、水位が前記
最低水位に達した後には１分岐管３からの羽根車室６へ
の吸気を停止して通常の揚水運転が行われる。

一方、吸水井Ｐの水位が前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を検出している間は、吸気弁
４の閉成状態が保持されて、揚水運転が続行される。水
位検出計５により水位が最低水位に達した状態を検出す
ると、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、揚水が遮断されて揚水運転
から無理なく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、前述した水位の異常上昇による洪水の発生や異常低
下によるポンプ運転機能障害の発生などを未然に防止す
ることが可能になる。

［発明が解決しようとする課Ｉｌｌ しかし、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ることが懸念され
る。このことは前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、分岐管３や水位
検出計５などを必要とする上、電動弁や空気圧操作弁な
どにより構成される吸気弁４は外部駆動源が必要であり
、それを操作させるためにシーケンス制御も必要である
という難点がある。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、自然現
象を利用する簡単な構造によって、気中運転から揚水運
転への移行と、揚水運転から気中運転への移行とが異な
るレベルを基準にして行われるようにすることによって
、立軸ポンプの全速待機運転性能をそのまま維持できる
立軸ポンプの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段１ 前記目的を達成するために１本発明にかかる第１の発明
は、羽根車室の下側に連通して、上端をポンプの最低水
位に対応して設定した多孔質材料によって筒状に形成さ
れ下端部に吸込口を開口した吸込側ケーシングを装備し
たものである。

また、前記目的を達成するために、本発明にかかる第２
の発明は、羽根車室の下側に連通して、周壁の所定領域
に多数の貢過小孔を穿設して筒状に形成され、かつ前記
所定領域の上端をポンプの最低水位に対応して設定し下
端部に吸込口を開口した吸込側ケーシングを装備したも
のである。

［作用］ 第１の発明によれば、吸水井などの水位がポンプ固有の
最低水位以上の領域では、通気性および通水性を有する
多孔質材料によって筒状に形成された吸込側ケーシング
の全てが水没しているので、下端部に開口した吸込口お
よび周壁部から水のみが吸込まれ、通常の揚水運転（通
常排水運転）が行われる。

また、前記水位が最低水位以下の領域では、この水位と
最低水位との差が大きくなるのに応じて、吸込側ケーシ
ングの水面上露出量が大きくなり、この露出部分からの
吸気量が漸増し、吸込側ケーシングの吸込口および水没
部分からの吸水量に対する吸気の割合が高くなって行き
、吸込側ケーシングの露出量によって決まる気水混合率
で気水混合運転が行われる。

そして、吸込側ケーシングの水面露出部分からの吸気割
合が、吸込口および水没部分からの吸水（揚水）を遮断
させるのに必要な値になる揚水遮断レベル以下の領域ま
で、前記吸水弁などの水位が低下していると、揚水が遮
断されて、Ｚ中運転が行われる。

最低水位と揚水遮断水位の間に気水混合運転領域を設け
ることによって、空気吸造渦などの発生を回避できる。

また、第２の発生によれば、吸水井などの水位がポンプ
固有の最低水位以上の領域では、周壁の所定°領域に多
数の貫通小孔を穿設することによって、通気性および通
水性を有する筒状に形成された吸込側ケーシングの全て
が水没しているので。

下端部に開口した吸込口および周壁部から水のみが吸込
まれ、通常の揚水運転（通常排水運転）が行われる。

また、前記水位が最低水位以下の領域では、この水位と
最低水位との差が大きくなるのに応じて、吸込側ケーシ
ングの水面上露出量が大きくなり、この露出部分からの
吸気量が漸増し、吸込側ケーシングの吸込口および水没
部分からの吸水量に対する吸気の割合が高くなって行き
、吸込側ケーシングの露出量によって決まる気水混合率
で気水混合運転が行われる。

そして、吸込側ケーシングの水面露出部分からの吸気割
合が、吸込口および水没部分からの吸水（揚水）を遮断
させるのに必要な値になる揚水遮断レベル以下の領域ま
で、前記吸水井などの水位が低下していると、揚水が遮
断された、気中運転が行われる。

最低水位と揚水遮断水位の間に気水混合運転領域を設け
ることによって、空気吸造渦などの発生を回避できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示し、羽根車１を軸支し
た状態で内装している羽根車室６の下側、つまり上流側
には吸込側ケーシング２が連通状態で接続され、上側、
即ち下流側には揚水管７が接続されており、この揚水管
７の下流端には吐出弁８を介装した吐出側エルボ９が接
続されてポンプ本体を構成している。

吸込側ケーシング２は、例えば多孔質セラミックのよう
な通気性および通水性を有する多孔質材料によって筒状
に形成されており、その上端を立軸ポンプ固有の最低水
位ＬＷＬのレベルに設定し、下端部に吸込口２Ａを開口
している。

つぎに、前記構成の作用について説明する。

吸水井Ｐの水位が最低水位ＬＷＬ以上のＣＩ）の領域で
は１通気性および通水性を有する多孔質材料によって筒
状に形成された吸込側ケーシング２の全てが水没してい
るので、下端部の吸気口２Ａおよび周壁部からは水のみ
が吸込まれて通常の揚水運転（通常排水運転）が行われ
る。

揚水運転の継続によって、水位が最低水位ＬＷＬよりも
下降し、この水位と最低水位ＬＷＬとの差が大きくなる
のに応じて、吸込側ケーシング２の水面上露出量が大き
くなると、露出部分からの吸気量が漸次増大する。した
がって、水没部分からの吸水量が漸減するのに対して吸
気の割合が漸次高くなりつつ、前記露出量によって決ま
る気水混合率で気水混合運転がなされる。そのために、
従来より懸念されていた空気吸造渦や呼吸現象などの発
生が回避され、振動や騒音を防止できる。

ポンプの運転継続によって水位が低下して、吸込側ケー
シング２の水面露出部分からの吸気の割合が吸込口２Ａ
および水没部分からの吸水（揚水）を遮断させるのに必
要な揚水遮断水位Ｗ１に達すると、揚水が遮断されて気
中運転に切換えられる。つまり、最低水位ＬＷＬから揚
水遮断水位Ｗｌまでの領域（ＩＩ）では気中混合運転が
なされ。

揚水遮断水位Ｗ１未満の領域（■）では気中運転が行わ
れることになる。

前記気中運転の継続によって、水位が揚水遮断水位Ｗｌ
より上昇し、この水位と最低水位ＬＷＬとの差が小さく
なるのに応じて、吸込側ケーシング２の水面上露出量が
小さくなり、水没量が大きくなると、露出部分からの吸
気量が漸減し、水没部分からの吸水量が漸次増大して吸
気の割合が漸次低くなりつつ、露出量によって決まる気
水混合率で気水混合運転がなされる。そして、水位が最
低水位ＬＷＬ以上の領域（Ｉ）では揚水運転が行われる
ことになる。

このように、（ｎ）の領域において気水混合運転が行わ
れることで、空気吸造渦や呼吸現象などの発生が回避さ
れるので、これらに超因して生じる振動や騒音の発生を
確実に防止することができる。

しかも、最低水位ＬＷＬでの揚水運転への移行レベルと
、揚水遮断水位Ｗ１での気中運転への移行レベルとの間
に気水運転領域（ｎ）が存在して、揚水運転から気中運
転への移行と、気中運転から揚水運転への移行とが、異
なるレベルを基準にして行われるので、これらの移行現
象が短時間のうちに何回も繰り返されることによるハン
チング現象の発生を未然に防止することもできる。

第２図は本発明の第２実施例を示し、前記第１実施例と
同一もしくは相当部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。

この実施例では、吸込側ケーシング２が１例えば金属製
のパンチングプレートのように、多数の貫通小孔２ａの
穿設された素材によって、筒状に形成されている。そし
て貫通小孔２ａが形成されている領域の上端を最低水位
ＬＷＬに設定した構成になっている。したがって、多数
の貫通小孔２ａによって吸気または吸水を行うことがで
きるので、前述の第１実施例と同様の作用効果を奏する
ことができる。

［発明の効果］ 本発明は前述のように構成されているので、つぎに記載
する効果を奏する。

請求項（１）の立軸ポンプによれば、従来のように、分
岐配管、水位計、電動弁や空気圧操作弁などによって構
成される吸気弁および水位計や吸気弁を操作するための
シーケンス制御装置などを必要とせず、自然現象を利用
するきわめて簡単な構造によって、従来より懸念されて
いた空気吸造渦や呼吸現象などの発生を回避して、ポン
プを全速運転状態で待機させることができる。

しかも、最低水位での揚水運転への移行レベルと、揚水
遮断水位での気中運転への移行レベルとの間に、気水運
転領域が存在して、揚水運転から気中運転への移行と、
気中運転から揚水運転への移行とが、異なるレベルを基
準にして行われるので、これらの移行現象が短時間のう
ちに何回も繰り返されることによるハンチング現象の発
生を未然に防止することもできる。

また、請求項（２）の立軸ポンプによっても、従来のよ
うに、分岐配管、水位計、電動弁や空気圧操作弁などに
よって構成される吸気弁および水位計や吸気弁を操作す
るためのシーケンス制御装置などを必要とせず、自然現
象を利用するきわめて簡単な構造によって、従来より懸
念されていた空気吸造渦や呼吸現象などの発生を回避し
て、ポンプを全速運転状態で待機させることができる。

しかも、最低水位での揚水運転への移行レベルと、揚水
遮断水位での気中運転への移行レベルとの間に、気水運
転領域が存在して、揚水運転から気中運転への移行と、
気中運転から揚水運転への移行とが、異なるレベルを基
準にして行われるので、これらの移行現象が短時間のう
ちに何回も繰り返されることによるハンチング現象の発
生を未然に防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す側面図、第２図は同
第２実施例の側面図、第３図は従来の説明図である。 ２・・・吸込側ケーシング ２Ａ・・・吸込口 ２ａ・・・貫通小孔 ６・・・羽根車室 ＬＷＬ・・・最低水位

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）羽根車室の下側に連通して、上端をポンプの最低
   水位に対応して設定した多孔質材料によって筒状に形成
   され下端部に吸込口を開口した吸込側ケーシングが装備
   されていることを特徴とする立軸ポンプ。
2. （２）羽根車室の下側に連通して、周壁の所定領域に多
   数の貫通小孔を穿設して筒状に形成され、かつ前記領域
   の上端をポンプの最低水位に対応して設定し、下端部に
   吸込口を開口した吸込側ケーシングが装備されているこ
   とを特徴とする立軸ポンプ。