JPH04143495A - 横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］ 本発明は、横軸ポンプの運転方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、第２図に示す排水機場のポンプ吸水井ｌに設
置されている吸上げ型式の横軸ポンプでは、吸水井１の
水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達した場合に、この水位
ＨＷＬを真空系２の圧力スイッチ２３もしくは図示され
ていない水位検出手段によって検出し、この検出信号に
基づいて真空ポンプ２０を起動させ１羽根車３の上流側
に配置されている吸込管４の内部を高負圧化させて、吸
込管４内の水をポンプケーシング５内の羽根車３に達す
るレベル、つまり満水水位ＨＷＬ１まで吸上げ、この状
態を満水検知器６によって検知したのち、満水検知信号
に基づいて図示されていないポンプ駆動用原動機（例え
ばディーゼルエンジン）を起動して、ポンプの運転（羽
根車３を回転）を行い、その後吐出弁７を全開して排水
運転（揚水運転）する運転方法が採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来の運転方法では、吸水井ｌの水位が
揚水開始水位ＨＷＬに到達してから、真空ポンプ２０を
起動して吸込管４の内部を高負圧化し、ポンプケーシン
グ５内を満水にするのに時間がかかる。そのために、水
位が揚水開始水位ＨＷＬに到達してから実際に排水され
るまでに比較的長い待ち時間（約１０分程度）を必要と
している一方、近年は、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。しかも吸水井ｌへの流入水量が増大しつつある傾
向を有しているので、所謂、鉄砲水のように突発的に大
量の水が急激に吸水井ｌに流入す事態を生じ易い。

ところが、従来の横軸ポンプの運転方法では。

吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達してから、
揚水運転が開始されるまでの間に、比較的長い待ち時間
が必要であるから、大量の水が急激に吸水井ｌに流入す
る緊急時に、揚水運転の開始タイミングに遅れを生じる
場合がある。

このように、揚水運転の開始タイミングが遅れると、吸
水井１の水位が異常に上昇して洪水の発生を招きかねな
い。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、吸水
井の水位の異常上昇による洪水の発生を防止することの
できる横軸ポンプの運転方法の提供を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、横軸ポンプが設
置されている吸水井の水位上昇を水位検知手段によって
検出し、水位検知手段の検出信号に基づいて水位変化率
を演算し、演算された水位変化率とあらかじめ設定され
ている揚水開始水位に基づいて吸水井の水位が揚水開始
水位に到達する揚水開始水位到達時間を演算し、揚水開
始水位到達時間とポンプ内の水位を揚水開始水位からポ
ンプの自吸能力で揚水し得る水位まで嵩上げする水位高
上げ手段の嵩上げ所要時間とを比較して、揚水開始水位
到達時間が嵩上げ所要時間よりも長い場合にほ、０に近
ずく揚水開始水位到達時間が嵩上げ所要時間と同一にな
った時点で嵩上げ手段を起動させるように制御するもの
である。

また、前記揚水開始水位到達時間と前記嵩上げ所要時間
とを比較して揚水開始水位到達時間が嵩上げ所要時間よ
りも短い場合にほ、嵩上げ手段を緊急起動させればよい
。

［作用］ 本発明によれば、吸水井の水位が揚水開始水位に到達し
た時点で、ポンプ内水位は自吸能力で揚水可能な水位ま
で嵩上げされているから、即座に揚水運転（排水運転）
することができる。

また、吸水井にきわめて急激かつ大量の水が流入する異
常事態を生じても、吸水井の水位が揚水開始水位に到達
した時点から僅かに遅れたタイミングで揚水運転するこ
とができる。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図であり、前記
第２図の従来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。

第１図において、先端に羽根車３を固着したポンプ主軸
１２は、クラッチ五３を介してポンプ駆動用原動機（例
えばディーゼルエンジン）１４の出力軸１４Ａに連結さ
れており、吐出弁７よりも下流の吐出管８の出口は排水
路（例えば河川など）９の水中に臨んでいる。

真空系２は、真空ポンプ２０と、この真空ポンプ２０の
吸気側とポンプケーシング５における羽根車入口１０を
連通させる吸気管２４と、この吸気管２４に真空ポンプ
２０側から直列に介設された弁２１および圧力スイッチ
２３によって構成されており、真空系２によって水位高
上げ手段１１を構成している。

水位高上げ手段１１は、吐出弁７の全閉時は勿論のこと
、全開時においても吸込管４内の水位（ポンプ内の水位
）を、横軸ポンプが自吸能力で排水可能な満水水位ＨＷ
ＬＩまで嵩上げすることのできる機能を有している。

具体的にほ、吐出弁７の全開時において吸込管４内の水
面から排水路９の水中に臨んでいる吐出管８の出口にか
けて形成される一連の密閉空間Ａを負圧化し、吸込管４
内の水位を満水水位ＨＷＬｌまで吸引上昇させることの
可能な真空ポンプ２０が真空系２に配置されており、満
水水位ＨＷＬｌは圧力スイッチ２３の圧力検知信号に基
づく真空ポンプ２０の運転制御により適正に保持される
吸水井１の水位は水位検出手段１５によって検出され、
その検出信号が水位変化率演算回路１６に入力され、演
算された水位変化率信号が時間演算回路１７に入力され
る。

時間演算回路１７にほ、吸水井１の揚水開始水位ＨＷＬ
に相当する水位データがあらかじめ入力されている。し
たがって、時間演算回路１７では、吸水井１の水位が揚
水開始水位ＨＷＬに到達する時間ｔｌを演算してタイマ
ー回路１８に信号を出力し、タイマー回路１８は比較回
路１９に前記ｔ１を最大値としてＯに近ずく時間信号を
出力する。

比較回路１９にほ、設定器３０から水位高上げ手段１１
の嵩上げ所要時間ｔ２、つまりポンプ内の水位を吸水井
ｌの揚水開始水位ＨＷＬよりも横軸ポンプが自吸能力で
排水可能な満水水位ＨＷＬｌまで嵩上げするのに必要な
時間ｔ２が入力される。

比較回路１９は、前記ｔ１を最大値として０に近ずく時
間信号と嵩上げ所要時間ｔ２とを比較して、０に近ずく
揚水開始水位到達時間が買上げ所要時間と同一になった
時点で、嵩上げ手段１１に起動信号を出力する。つまり
真空ポンプ２０の駆動モータ２０Ａに起動信号を出力す
る。

前記水位変化率演算回路１６、時間演算回路１７、タイ
マー回路１８、比較回路１９および設定器３０は１つの
制御装置３１に組み込まれているつぎに、前記構成の作
動について説明する。

横軸ポンプが設置されている吸水井１の水位上昇を水位
検知手段１５によって検出し、水位検知手段１５の検出
信号に基づいて水位変化率演算回路１６により水位変化
率を演算する。

演算された水位変化率とあらかじめ設定されている揚水
開始水位ＨＷＬに基づいて、時間演算回路１７により吸
水井１の水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達する揚水開始
水位到達時間ｔｉが演算され、時間演算回路１７からタ
イマー回路１８に信号が出力される。

タイマー回路１８は、揚水開始水位到達時間ｔｌを最大
値として０に近ずく時間信号を比較回路１９に出力する
。

比較回路１９では、設定器３０から入力されている水位
高上げ手段１１の嵩上げ所要時間ｔ２とタイマー回路１
８から入力される前述の時間信号とが比較され、ｔｌ＞
ｔ２の場合にほ、０に近ずく揚水開始水位到達時間が嵩
上げ所要時間ｔ２と同一になった時点で、真空ポンプ２
０の駆動モータ２０Ａに起動信号を出力して真空ポンプ
２０を起動させる。

その結果、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達
した時点で、吸込管４内の水位が満水水位ＨＷＬＩまで
嵩上げされる。即ち、ポンプ内が満水水位ＨＷＬＩにな
る。したがって、適当なタイミングで、あらかじめ吐出
弁２１を開弁しておき、かつクラッチ１３をＯＮの状態
に保持しておき、吸水井１の水位が揚水開始水位ＨＷＬ
に到達した時点でポンプ駆動用原動機１４を起動し、ポ
ンプ主軸１２および羽根車３を回転駆動させれば、即座
に排水が開始される。即ち、吸水井１の水位が揚水開始
水位ＨＷＬに到達した時点で、ポンプは即座に揚水運転
（排水運転）がなされる。

勿論、吸水井ｌの水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達する
前に、ポンプ駆動用原動機１４によりポンプ主軸１２お
よび羽根車３を回転駆動して、気中待機運転させてもよ
い、また吸水井１の水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達す
る前に、ポンプ駆動用原動機１４のみを待機運転させて
おき、水位が揚水開始水位ＨＷＬに到達した時点でクラ
ッチ１３をＯＮＬ、てポンプ主軸１２および羽根車３を
回転駆動するようにしてもよい。

このように、吸水井１の水位が揚水開始水位ＨＷＬに到
達した時点で、即座に揚水運転がなされるので、大量の
水が急激に吸水井１に流入する緊急時であっても、揚水
運転の開始タイミングに遅れを生じないから、吸水井１
の水位の異常上昇による洪水の発生を確実に防止できる
。

一方、吸水井ｌにきわめて急激かつ大量の水が流入する
異常事態を生じることで、揚水開始水位到達時間ｔ１よ
りも嵩上げ所要時間ｔ２の方が短い場合にほ、比較回路
１９から水位高上げ手段ｌｌに緊急起動信号Ｓを出力す
ることによって、揚水開始水位ＨＷＬに到達した時点か
ら僅かに遅れたタイミングで揚水運転することができる
。

前記実施例では、真空系２によって水位高上げ手段１１
を構成して説明しているが、本発明は前記実施例にのみ
限定されるものではなく、吸水井ｌを気密に構成してお
くとともに、圧力スイッチ２３の圧力検知信号に基づい
て設定される値の高圧を、複数の矢印Ｐで示すように、
吸水井１内の水面に負荷させることのできる圧縮空気供
給系（図示省略）によって水位高上げ手段１１を構成し
てもよい。

［発明の効果］ 本発明は、前述のように構成されているので。

つぎに記載されるような効果を奏する。

即ち、吸水井の水位が揚水開始水位に到達した時点で、
即座に揚水運転（排水運転）することができるので、大
量の水が急激に吸水井に流入する緊急時であっても、揚
水運転の開始タイミングに遅れを生じない、したがって
、吸水井の水位の異常上昇による洪水の発生を確実に防
止できるとともに、吸水井にきわめて急激かつ大量の水
が流入する異常事態を生じたとしても、水位が揚水開始
水位に到達した時点から僅かに遅れたタイミングで揚水
運転することができるので、吸水井の水位の異常上昇に
よる洪水の発生を防止でき、緊急時における適正排水が
可能になり、排水機場の信頼性を、向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は従
来例の概略構成図である。 １・・・吸水井 １１・・・水位高上げ手段 １５・・・水位検出手段 ＨＷＬ・・・揚水開始水位 ＨＷＬｌ・・・ポンプの自吸能力で揚水し得る水位（満
水水位） 特許出願人　　　株式会社　クボタ 代　理　人　　　弁理士　鈴江　孝−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）横軸ポンプが設置されている吸水井の水位上昇を
   水位検知手段によって検出し、水位検知手段の検出信号
   に基づいて水位変化率を演算し、演算された水位変化率
   とあらかじめ設定されている揚水開始水位に基づいて吸
   水井の水位が揚水開始水位に到達する揚水開始水位到達
   時間を演算し、揚水開始水位到達時間とポンプ内の水位
   を揚水開始水位からポンプの自吸能力で揚水し得る水位
   まで嵩上げする水位嵩上げ手段の嵩上げ所要時間とを比
   較して、揚水開始水位到達時間が嵩上げ所要時間よりも
   長い場合にほ、０に近ずく揚水開始水位到達時間が嵩上
   げ所要時間と同一になった時点で嵩上げ手段を起動させ
   るように制御することを特徴とする横軸ポンプの運転方
   法。
2. （２）前記揚水開始水位到達時間と前記嵩上げ所要時間
   とを比較して揚水開始水位到達時間が嵩上げ所要時間よ
   りも短い場合には、嵩上げ手段を緊急起動させる請求項
   （１）記載の横軸ポンプの運転方法。