JPH05312180A - 縦形ポンプ設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 貯留槽の水を垂直の揚水管に同軸に組み込ま
れた立軸ポンプで揚水する際に、大規模な空気圧縮装置
を必要とせずに、立軸ポンプの羽根車直下に空洞を一挙
に形成又は消滅させて、羽根車を被排出水の水面に対し
て、離脱又は水没させることで、乱流水位域を瞬間的に
通過させる。 【構成】 上向きＵ字水路１０の一端側に排水路１１が
形成され、他端側に気密室１２が形成され、そこに揚水
管路３の吐出端側３Ｂが連通している。上向きＵ字水路
１０内の貯水１３の水圧により気密室１２内に圧縮空気
１４が作り出される。空転待機状態への移行時に、気送
弁２２経由で延長吸い込み管路５内に圧縮空気１４が送
気される。これにより、羽根車４Ａが被排出水２の水面
から瞬間的に離脱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、市街水路、又は河川
などの水流緩和用として設けられた貯留槽、又は側路溝
（これらを、以下、貯留槽という）において、余剰排
水、又は洪水時などの緊急排水を行うための排水設備に
用いられるポンプ設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプ設備として通常的に採用
されている縦形ポンプには、被排出水の水面が縦形ポン
プのインペラ付近、つまり、揚水用羽根車付近の位置を
占めるに至ったときに、被排出水と空気とが混合して渦
状を呈することから、一種の真空現象を断続的に引き起
こし、これが、縦形ポンプに大きな振動を与えるなどの
乱流障害の原因となり、深刻な場合には、装置の破損を
招くこともしばしばである。

【０００３】こうした乱流障害を生ずるときの被排出水
の水位を、この明細書では、乱流水位という。そして、
この乱流水位は、縦形ポンプのうちの立軸斜流形ポンプ
と立軸軸流形ポンプとでは、多少異なるが、乱流障害自
体は、いずれの立軸ポンプの場合にも、同様に生ずるも
のである。

【０００４】この乱流障害を除去するために、揚水用羽
根車の下方側、つまり、吸入口を形成するベルマウスの
側に延長配置された延長吸込み管路に、多数の小穴又は
小間隙による空気取込口を設けて被排出水の水面上の空
気を混入させるようにした構成、さらには、この空気取
込口の大きさを被排出水の水面の水位によって変化させ
る構成（以下、第１従来技術という）が特開昭６３−９
０６９７号に開示されている。

【０００５】また、揚水発電所の水力プラントなどで
は、同様の目的を達成するのに、揚水管路に圧縮空気を
送り込むことにより、被排出水の水位を強制的に揚水用
羽根車の下方に押し下げて、これを空転状態にするよう
にした構成（以下、第２従来技術という）が、スプリン
グ・リザーブ運転用の構成として知られている。

【０００６】さらに、排水設備における洪水時などの緊
急排水に関し、予期しない急激な増水に対しても、排水
運転の開始が間に合うようにするのに、揚水用羽根車を
予め空転状態で待機させておくようにした空転待機の状
態に維持することもしばしば行われている。

【０００７】一方、既述の乱流水位を避けるのに、電動
機などの回転駆動装置を速度制御することで、揚水用羽
根車の回転数を減少させて減速運転するようにした構成
（以下、第３従来技術という）も知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の第１従来技術の
ものでは、被排出水が増減変動している場合には、空気
取込口に対する被排出水の水位が変動して不安定にな
り、空気の混入作用自体が変動するので、ポンプの振動
を完全には防止できないばかりか、洪水時などには水面
浮遊物によって空気取込口が閉ざされてしまうので、所
望の空気取込動作を全く行い得なくなるという不都合が
あった。

【０００９】また、上述の第２従来技術のものでは、圧
縮空気の作成と制御に対して大掛かりで複雑高度な空気
圧縮制御装置を必要とし、小形の排水設備などにはコス
ト面から採用できないという不都合があった。

【００１０】さらに、記述の第３従来技術のものでは、
常に乱流水位に達しないように揚水量を制御するには、
被排出水の増量率に合わせて揚水用羽根車の回転数を制
御しなければならないので、増量率の検出とこれに対応
する回転数の制御とを行うための複雑な構成を必要とす
るほか、洪水時のような急激な増水に対しては、増量率
の検出と制御の応答速度に限界があるので、所望の排水
機能を果せないという不都合があった。

【００１１】このため、こうした不都合のない構成によ
る縦形ポンプ設備の提供が望まれているという課題が存
在していた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記の第２従来技術を踏襲して延長吸込み管路内に圧縮
空気を強制的に送気する構成に伴う構成規模上の課題、
つまり、大規模な空気圧縮装置の装備を回避するという
課題に鑑み、一方端に気密室が形成され、他方端に排出
路が形成された上向きＵ字形水路内の貯水により作り出
された機密室内の圧縮空気を、空転待機状態時に延長吸
込み管路内に強制的に送気することにより、上記課題を
解決し、大規模な空気圧縮装置を廃して、設備コストと
運用コストの大幅削減を図るものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明を完成させる過程で認識するに至った機能拡張の課
題、つまり、揚水量の減量制御を簡便な構成で実現する
という課題に鑑み、機密室内に作り出された圧縮空気を
揚水運転状態時にも、延長吸込み管路内に継続的に送気
して、揚水管路中に気泡を混入させることにより、上記
課題を解決し、空転待機状態時における圧縮空気の延長
吸込み管路への送気経路を兼用する簡便な構成で、揚水
運転状態時における揚水量の減量制御に関しての機能拡
張を図るものである。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明の構成は、図１に示される
ように、一方端に気密室１２が形成され、他方端に排水
路１１が形成され、気密室１２内と排水路１１内の貯水
１３が、両者の底部間を連結する底部経路１５経由で連
通している上向きＵ字形水路１０が設けられていて、そ
れの気密室１２内に貯水１３により作り出された圧縮空
気１４が、送気管路２１経由で延長吸込み管路５に連通
可能であり、揚水運転状態から空転待機状態への移行時
には、図２に示されるように、空転待機状態時送気弁手
段２２を開弁して、気密室１２内の圧縮空気１４の所定
量を強制的に延長吸込み管路５内に送気することで、延
長吸込み管路５内の被排出水２の水面を一挙に降下させ
て、羽根車４Ａから被排出水２の水面を瞬間的に離脱さ
せ、続く、空転待機状態中にあっても、図３に示される
ように、空転待機状態時送気弁手段２２を継続的に開弁
して、気密室１２を延長吸込み管路５に対して継続的に
連通させるが、空転待機状態から揚水運転状態への移行
時には、図４に示されるように、先ず、空転待機状態時
送気弁手段２２が継続的に閉弁して、気密室１２の延長
吸込み管路５への連通を断ち、これと同時的に、揚水運
転状態時抜気弁手段２３、２４が所定期間だけ開弁し
て、空気待機状態中に延長吸込み管路５経由で揚水管路
３内に送気された圧縮空気を外気に向けて抜気し、これ
により、延長吸込み管路５内の被排出水２の水面を一挙
に上昇させて、羽根車４Ａを、被排水２の水面下に瞬間
的に水没させるように作用する。

【００１５】請求項２記載の発明の構成は、図７に示さ
れるように、揚水運転状態中にあっても、揚水運転状態
時継続送気弁手段２２Ａとして兼用され得る空転待機状
態時送気手段２２を継続的に開弁して、揚水動作中に、
気密室１２内の圧縮空気１４を延長吸込み管路５内に継
続的に送気することで、揚水管路３内に気泡を混入させ
て、実質的な揚水量を減量制御するように作用する。

【００１６】請求項１記載の発明及び請求項２記載の発
明の構成は、共に、揚水運転状態中に、揚水管路３内に
溜まっている空気を揚水管路３の吐出端側管路３Ｂから
気密室１２内に排出して、圧縮空気１４として気密室１
２に還元し、しかも揚水運転状態下で被排出水２の水面
側から巻き込まれる空気も同様にして気密室１２内に排
出することで、圧縮空気１４の気密室１２外への流出分
を補充し、気密室１２内に、常に、所定量の圧縮空気１
４を確保し得るように作用する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。まず、この発明の基本構成を図１に基づいて説明
すれば以下のとおりである。

【００１８】縦形ポンプ設備１００は、市街水路または
河川などに設けられた貯留槽１の排水を行うものであ
る。貯留槽１は、被排出水２を大気圧下で貯留してお
り、貯留された被排出水２を揚水管路３に立設された立
軸ポンプ４により揚水して大気圧下の排出路１１に向け
て排出する。

【００１９】揚水管路３は、下向きＵ字形の管路に形成
されいて、一方の垂直方向に延在する羽根車側管路３Ａ
には、立軸ポンプ４が設られている。羽根車側管路３Ａ
の上部には、羽根車側エルボウ３Ｃが設けられていて、
ここ経由で揚水管路３は、水平方向に延在してから、吐
出端側エルボウ３Ｄ経由で吐出端側管路３Ｂとして下方
に垂下している。吐出端側管路３Ｂの先端部は、後に説
明される気密室１２の下方の貯水１３中に没するように
配置されている。そして、揚水管路３の吐出端側管路３
Ｂ付近の適所には、吐出弁６としてのスルース弁が設け
られ、該弁６に隣接して、サイホン現象防止用のチェッ
ク弁６Ａも設けられている。

【００２０】立軸ポンプ４の揚水用羽根車４Ａは、揚水
管路３の羽根車側管路３Ａの下方部分に該管路３Ａのそ
れと中心軸共通の回転軸４Ｃにより回転自在に軸支され
ている。回転軸４Ｂは、揚水管路３の上方で、貯留槽１
の外部に配置された回転駆動装置４Ｂに連結されている
ている。また、揚水管路３の、揚水用羽根車４Ａ下方
側、つまり、吸入口を形成するベルマウスの側には、揚
水管路３を下方に延長配置して成る延長吸込み管路５が
設けられている。

【００２１】上向きＵ字形水路１０に関しては、一方端
が、上方で閉じられて気密室１２を形成し、他方端が排
出路１１を形成し、気密室１２内と排出路１１内の貯水
１３が両者の底部間を連結する底部絡路１５経由で連通
して、さらに、揚水管路３の吐出端側管路３Ｂにも連通
して、気密室１２内に圧縮空気を作り出すように形成さ
れている。即ち、被排出水２が、揚水されて気密室１２
の下方から排出路１１に排出されるるが、ここで排出さ
れた水は、排出路１１側の放水レベルまで貯水１３とし
て蓄えられるので、気密室１２の内部に閉じ込められた
空気１４には、レベル差ｈに相当する圧力が付与されて
気密室１２内に圧縮空気が作り出される。

【００２２】送気管路２１は、空転待機状態時に、送気
弁２２を介して、気密室１２の圧縮空気１４を所定量だ
け、延長吸込み管路５の適宜の箇所、例えば、周囲から
延長吸込み管路５の内部に向けて送気するための経路を
構成している。抜気管路２３は、抜気弁２４を介して、
揚水管路３の上方に溜まった空気を所定量だけ、外部の
大気圧下に向けて抜気するための経路を構成している。
そして、上記送気弁２２に関しては、これを、揚水運転
状態中に小開度で継続的に開弁することで、揚水運転状
態時継続送気弁手段２２Ａとして兼用可能である。

【００２３】貯留槽１の壁部１Ａには、貯留槽１の被排
出水２の水面が揚水用羽根車４Ａ付近にあって、乱流障
害水位３１よりも多少上方の水位を空転待機水位３２と
して検出するための空転待機水位検出器３２Ａと、空転
待機水位３２よりも、立軸ポンプ４の揚水能力で定まる
所定距離だけ、上方に位置する水位を揚水運転水位３３
として検出するための揚水運転水位検出器３３Ａとが配
設されており、空転待機水位検出器３２Ａと揚水運転水
位検出器３３Ａとの各検出出力が、制御器４１に導かれ
ている。

【００２４】空転待機水位検出器３２Ａと揚水運転水位
検出器３３Ａは、例えば、浮子の上下動により作動され
るスイッチによる検出器であって、貯留槽１の内面側に
保護用金網を施して、壁部内面に装着されている。

【００２５】揚水運転水位検出器３３Ａの検出出力が制
御器４１に与えられると、制御器４１に駆動されて、該
制御器内にあるタイマ（図示せず）により定められた所
定期間だけ、揚水運転状態時抜気弁手段としての抜気弁
２４が開弁し、揚水管路３の上方に溜まっている空気が
所定量だけ、抜気管路２３経由で外気に向けて抜気され
るので、揚水管路３内の圧力が大気圧まで低下する。こ
のとき、延長吸込み管路５内部の被排出水２の方が、相
対的に高圧になるので、ここでの被排出水２の水面が一
挙に引き上げられて、図４に示されるように、引き上げ
られた被排出水２の中に揚水用羽根車４Ａが瞬間的に水
没し、揚水運転状態に移行する。この間、送気弁２２の
方は、閉弁して、気密室１２の延長吸込み管路に対して
の連通を断っている。その後、揚水管路３の内部の空気
は揚水によって気水混合体として吐出端側管路３Ｂから
気密室１２に送り出されて圧縮空気１４としてここに蓄
積されるが、やがて揚水管路３の内部が揚水で満たされ
て、図５に示されるような完全な揚水運転状態に移行す
る。

【００２６】揚水運転の続行により貯留槽１内の被排出
水２の水面が降下して、今度は、空転待機水位検出器３
２Ａの検出出力が制御器４１に与えられると、制御器４
１に駆動されて、空転待機状態時送気弁手段としての送
気弁２２が開弁し、気密室１２の内部の圧縮空気１４が
延長吸込み管路５の内部に所定量だけ送気されて押し込
まれ、瞬時的にみると、図２に示されるように、気密室
１２内に現われるレベル差ｈに対応して、高さｈの空洞
６１が延長吸込み管路５の内部に現われる。即ち、図２
に示されるように、延長吸込み管路５の内部にある被排
出水２の水面が、揚水用羽根車４Ａの下方に向けてレベ
ル差ｈだけ一挙に押し下げられて、強制的、かつ、瞬間
的に、揚水用羽根車４Ａが被排出水２から完全に離脱す
るので、一瞬にして、空転待機状態が確立する。

【００２７】続いて、順を追って全体的な動作を説明す
ると以下のとおりである、まず、図１における貯水１３
が存在していない状態下で、被排出水２を揚水運転水位
３３以上の水位に達するまで貯留すると、揚水運転水位
検出器３３Ａがこれを検出することで、その検出出力に
応動して制御器４１が回転駆動装置４Ｂを駆動し、立軸
ポンプ４の運転が開始される。このとき、同時に、揚水
運転水位検出器３３Ａの検出出力に応動して、制御器４
１が、抜気弁２４を所定期間だけ開弁して揚水管路３の
上方に溜まっている空気を所定量だけ排出させることに
より揚水が開始され、これを契機として、やがて図５に
示されるような完全な揚水運転状態の確立に至る。

【００２８】そして、図５に示されるような揚水運転状
態が続行して、被排出水２が上向きＵ字形水路１０に向
けて遂次揚水されてゆき、図２に示されるように、貯留
槽１内の被排出水２の水面が降下して空転待機水位３２
に達すると、空転待機水位検出器３２Ａの検出出力に応
動して、制御器４１が、揚水運転状態中、閉弁状態に維
持されていた送気弁２２を開弁して、気密室１２内の圧
縮空気１４を送気管路２１経由で延長吸込み管路５の内
部に送気して押し込み、そこに空洞６１を形成し、そこ
での被排出水２の水面を被排出水の水位に対して高さｈ
だけ下方のレベルに向けて一挙に押し下げることで、揚
水用羽根車４Ａを被排出水２から一瞬にして離脱させ
て、空転待機状態を確立する。制御器４１は、空転待機
状態中、送気弁２２を駆動し、これを継続的に開弁し、
気密室１２を延長吸込み管路５に対して継続的に連通さ
せる。すると、やがて、揚水管路３内の水が揚水用羽根
車４Ａの羽根の隙間から下方の延長吸込み管路５内に落
下し、その際の気泡の混入と相俟って、揚水管路３上部
に空洞６２が形成され、ついには、図３に示されるよう
に、揚水管路３内が圧縮空気で満たされ、延長吸込み管
路５内の被排出水２の水面が、被排出水の水位に対して
ｈの高さだけ押し下げられたところに留まって平衡す
る。

【００２９】図３に示されるような空転待機状態が続行
し、その間に、被排出水２の水面が、再び上昇して、揚
水運転水位３３に達すると、揚水運転水位検出器３３Ａ
の検出出力に応動して、制御器４１は、先ず、送気弁２
２を閉弁して、気密室１２の延長吸込み管路５への連通
を断ち、これと同時的に、所定期間だけ抜気弁２４を開
弁して、揚水管路３内の空気を所定量だけ、抜気管路２
３経由で外気に向けて抜気する。これにより、延長吸込
み管路５内の被排出水２の水面が一挙に引き上げられ
て、図４に示されるように、引き上げられた被排出水２
の中に揚水用羽根車４Ａが一瞬にして水没し、強制的
に、図５に示されるような揚水運転状態に移行する。

【００３０】これ以降は、図２→図３→図４→図５→図
２……の順序に従う動作によって、空転待機状態と揚水
運転状態との間で切換運転が行われるのである。なお、
最初に、排水路１１から別の水路の水、例えば、市水道
から水を注入することにより、貯水１３を確立しておい
てから、運転を開始してもよいことは言うまでもない。

【００３１】ところで、揚水運転状態下の揚水動作で
は、貯留槽１内の被排出水２の水面付近にある空気が被
排出水２の中に巻き込まれて、揚水中に多少の空気が入
り込むので、この空気も気泡として吐出端側管路３Ｂか
ら気密室１２内に送り出されて、圧縮空気１４として追
加され得る。従って、揚水運転状態への移行時に、抜気
弁２３を開弁して抜気した空気の分量に見合う程度の空
気量の追加が一般に可能であるが、このような空気量の
追加が不十分な場合でも、気密室１２を十分大きくして
おけば、相当の長い期間にわたって、気密室１２内に圧
縮空気を補充することなしにそのまま使用することがで
きる。その際、図中に破線で示されるように、補給管路
５２の補給弁５１を開いて、時折、小型の圧縮空気装置
５３から気密室１２内に少量の圧縮空気を補給可能にす
れば、一層好適である。

【００３２】なお、レベル差ｈに関しては、立軸ポンプ
４の乱流水位領域を十分に避け得る距離に選定されるべ
きであり、また、上向きＵ字形水路１０において、気密
室１２側と排水路１１側との間で、所望のレベル差ｈを
得るのに必要な容積や面積に関しては、抜気弁２４で抜
気される空気の量、予想される空転待機状態と揚水運転
状態間の移行頻度などを勘案して、適切に選定されるべ
きは言うまでもない。

【００３３】実験値によれば、立軸ポンプ４の揚水容量
１２〜１４０立方ｍ／分程度、口径３００〜１０００ｍ
ｍ程度の場合に、圧縮空気１４の空気圧は水柱２〜５ｍ
程度でよく、また、気密室１２の容積は揚水管路３の容
積の１０〜１５倍程度で足りるものである。

【００３４】続いて、図６に基づいて、具体的な構築物
の例を以下に説明する。図６において、図１における符
号と同一の符号で示される部分は図１で説明済みの機能
と同一の機能を有する部分であり、また、図１に対して
一部分が省略されている。

【００３５】図６の構成は、各壁部などの仕切り部分が
コンクリート材で、また、揚水管路３が鋼管でそれぞれ
形成されていて、気密室１２部分の内面には、気密用の
塗料が施されており、貯留槽１と上向きＵ字形水路１０
とを隣接させて、連成構成に変形されているものであ
る。

【００３６】図６の構成では、上向きＵ字形水路１０の
気密室１２と排出路１１とを仕切る画壁を１個の共通な
第１の共通画壁７１で構成し、さらに、被排出水２を貯
留する貯留槽１の壁部と上向きＵ字形水路１０とを仕切
る画壁も１個の共通な第２の共通画壁７２で構成してい
る。

【００３７】〔変形実施〕この発明は、次のように変形
して実施することを含むものである。 （１）揚水管路３を逆Ｌ字形の管路にして、逆Ｌ字形管
路の垂直方向に延在する管路を羽根車側管路３Ａとし
て、そこに立軸ポンプ４を同軸配置し、吐出端側管路３
Ｂとしての垂直管路を除去して、水平方向に延在する管
路を吐出端側管路３Ｂとして、その端部を気密室１２下
方の貯水１３中に没するように構成する。

【００３８】（２）送気弁２２の開度を小さくして、空
転待機状態への移行時のそれよりも、少流量の圧縮空気
１４を送気管路２１経由で延長吸込み管路５の内部に連
続的に送気することにより、図７に示されるように、揚
水中に気泡を混入させて揚水量を実質的に減少させるの
に、送気弁２２の開度を制御器４１によって制御するこ
とにより、揚水量を最大揚水量の７０％程度にまで可変
的に減少可能に構成する。この構成は、気密室１２から
揚水運転状態時継続送気弁手段２２Ａ経由で延長吸込み
管路５に向けて送気する圧縮空気を少流量かつ連続的な
ものにして、この流量を増減することにより、揚水量を
可変的に減少させるものである。

【００３９】（３）さらに、図６に示されるように、揚
水管路３の羽根車側管路３Ａの途中から側方管路２５を
分枝し、そこに側路弁２６を設けることで、揚水管路３
中の水を部分的に貯留槽１に戻すように構成してもよ
い。このようにして、側路弁２６の開度を制御器４１で
制御することにより、上記（２）の場合と同様に、揚水
量の可変的減少が可能になるばかりか、空転待機状態へ
の移行時に側路弁２６を全開度に開弁制御することによ
り、揚水管路３内の水を揚水用羽根車４Ａの隙間経由で
はなく、直接的にかつ迅速に貯留槽１に向けて排出する
ことが可能になる。

【００４０】（４）貯留槽１、揚水管路３及び上向きＵ
字形水路１０のそれぞれを合成樹脂材により構成する。
これらを一体化した構成のものを、適宜に分割して、合
成樹脂材により構成してもよい。

【００４１】（５）空転待機水位検出器３２Ａの検出出
力に応動して、制御器４１内のタイマ（図示せず）を起
動させ、空転待機状態への移行完了直後の時点を計時さ
せて、この時点から、後に、揚水運転水位検出器３３Ａ
の検出出力が制御器４１に与えられるまでの間だけ、立
軸ポンプ４の回転駆動装置４Ｂへの給電を遮断すること
で、この間、揚水用羽根車４Ａの回転を停止させるよう
にした回転停止待機状態を確立するように構成する。こ
の発明において、空転待機状態とは、こうした回転停止
待機状態をも包含するものである。

【００４２】（６）上記（５）の場合、洪水警報時など
の非常態勢時には、上記の空転待機状態を確立し、平常
時には、回転停止待機状態を確立するような切換機能を
制御器４１に設けるのも好適である。

【００４３】（７）吐出端側管路３Ｂから揚水中に混入
されて排出される空気を無駄なく気密室１２内に回収す
るには、水平面内における上向きＵ字形水路１０の底部
絡路１５の配置箇所を吐出端側管路３Ｂに対して図６中
で紙面垂直方向にずらした位置に選定し、又は、吐出端
側管路３Ｂ直下で気密室１２側を深くすることで、吐出
端側管路３Ｂを底部絡路１５よりも低い位置に配置する
のがよい。吐出端側管路３Ｂの開口を底部絡路１５に対
して反対側、つまり、図６における貯留槽１側に曲げて
配置してもよい。さらには、底部１５を複数の小さな通
路に分けて構成してもよい。

【００４４】（８）立軸ポンプ４の回転駆動装置４Ｂと
して内燃機関、例えば、ディーゼルエンジンを用いる構
成にして、内燃機関の排気を圧縮空気１４として補給す
るように構成する。

【００４５】（９）揚水運転状態と空転待機状態、又は
回転停止待機状態との間を移行する際の抜気弁２４や送
気弁２２の作動制御と、立軸ポンプ４の回転駆動装置４
Ｂの作動制御とに関し、時間的に同時進行させずに、任
意の時間だけずらして進行させ、又は直列的に進行させ
て同様の作動制御を確保するように制御器４１を構成す
る。

【００４６】（１０）送気管路２１から延長吸込み管路
５内に圧縮空気１４を送気する部位に関し、延長吸込み
管路５を環状に取り巻くドーナツ形で延長吸込み管路５
の全周から内部に向けて圧縮空気１４を送り込むように
した間隙部分、又は多穴部分の設けられたマフラー状管
路を付設することで、延長吸込み管路５に圧縮空気１４
を迅速かつ均等に送気するように構成する。

【００４７】（１１）気密室１２の適所、例えば、上方
の壁部に、気密蓋付きの保守用穴を設けて、内部の点
検、清掃などを容易に行い得るように構成する。

【００４８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、空転待機
状態と揚水運転状態との間を移行する際に、揚水管路３
中の羽根車４Ａの下方に延長配置された延長吸込み管路
５内に圧縮空気を強制的に送気して、延長吸込み管路５
が臨んでいる貯留槽１内の被排出水２に対して羽根車４
Ａを一挙に水没又は離脱させることで、貯留槽１内の被
排出水２の水面が立軸ポンプ４の乱流障害領域を瞬間的
に通過するようにした構成において、一方端に気密室１
２が形成され、他方端に排水路１１が形成された上向き
Ｕ字形水路１１の底部経路１５経由で連通された貯水１
３により作り出された気密室１２内の圧縮空気１４を、
空転待機状態への移行時には、空転待機状態時送気弁手
段２２が開弁して、送気管路２１経由で延長吸込み管路
５内に強制的に送気し、次いで、該送気手段２２が、空
転待機状態中、継続的に開弁して、気密室１２を送気管
路２１経由で延長吸込み管路５に対して継続的に連通
し、揚水運転状態への移行時には、所定の期間だけ、揚
水運転状態時抜気手段２３、２４が開弁して、空転待機
状態中に延長吸込み管路５経由で揚水管路３内に送気さ
れた圧縮空気を抜気する構成を付加したことにより、気
密室１２内に、上向きＵ字形水路１０中の貯水１３自体
によって作り出された圧縮空気１４を延長吸込み管路５
への送気に使用することができるので、第２従来技術に
関して、そうであったように、大規模な空気圧縮装置を
装備する必要がなく、設備コストや運用コストが大幅に
削減されるという効果が奏される。それにも拘らず、第
２従来技術の利点を継承していて、空転待機状態と揚水
運転状態との間を移行する際に、羽根車４Ａを被排出水
２に対して一挙に水没又は離脱させることができるの
で、被排出水２の水面が、乱流障害領域付近で不安定に
変動することや水面浮遊物が空気取込口を閉塞すること
に起因する乱流障害の解消不全などの第１従来技術の不
都合点を継承しないという利点がある。同様に、第２従
来技術の利点を継承していて、被排出水２の水面が乱流
障害領域に進入しないように揚水量の方を精密に制御す
る必要がないので、第３従来技術に関して、そうであっ
たように、被排出水２の増量率の検出と、これに対応す
るポンプ回転数の制御のための複雑高度な構成を必要と
しないという利点もある。さらに請求項２記載の発明に
よれば、揚水運転状態中、揚水運転状態時継続送気弁手
段２２Ａを継続的に開弁して、気密室１２内の圧縮空気
を延長吸込み管路５内に継続的に送気するように構成し
たことにより、揚水運転状態下で揚水管路３内に所望の
気泡が混入されて、その分だけ実質的に揚水量が減少す
るので、ポンプ回転数を一定値に維持したままでの簡便
な揚水量の減少制御が可能になるという付随的な効果も
奏される。しかも、揚水運転状態時継続送気弁手段２２
Ａに関しては、空転待機状態時送気弁手段２２とハード
ウエア上の兼用が可能であるので、構成部材の増加をほ
とんど伴わないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例を示し、各図の内容は以下のとおりであ
る。

【図１】基本構成の縦断面図

【図２】基本構成の動作過程を示す縦断面図

【図３】基本構成の動作過程を示す縦断面図

【図４】基本構成の動作過程を示す縦断面図

【図５】基本構成の動作過程を示す縦断面図

【図６】具体的構成の要部縦断面図

【図７】基本構成の変形例を示す縦断面図

【符号の説明】

１ 貯留槽 ２ 被排出水 ３ 揚水管路 ３Ａ 羽根車側管路 ３Ｂ 吐出端側管路 ４ 立軸ポンプ ４Ａ 揚水用羽根車 ４Ｂ 回転駆動装置 ５ 延長吸込み管路 ６ 吐出弁 １０ 上向きＵ字形水路 １１ 排水路 １２ 気密室 １３ 貯水 １４ 空気（圧縮空気） １５ 底部絡路 ２１ 送気管路 ２２ 送気弁 ２３ 抜気管路 ２４ 抜気弁 ２５ 側方管路 ２６ 側路弁 ４１ 制御器 ５１ 補給弁 ５２ 補給管路 ５３ 空気圧縮装置 ６１ 空洞 ６２ 空洞 ７１ 第１の共通画壁 ７２ 第２の共通画壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被排出水２が貯留されている貯留槽１
   と、 羽根車側管路３Ａが貯留槽１内に略々垂直に臨み、吐出
   端側管路３Ｂが羽根車側エルボウ３Ｃ経由で略々水平に
   延在して、排出路１１に臨む逆Ｌ字形、又は、羽根車側
   エルボウ３Ｃ経由で水平に延在してから、吐出端側エル
   ボウ３Ｄ経由で下方に垂下して、排出路１１に臨む下向
   きＵ字形の揚水管路３と、 羽根車側管路３Ａ内適所に、該管路３Ａのそれと中心軸
   共通の回転軸４Ｃにより回転自在に軸支された揚水用羽
   根車４Ａと、 回転軸４Ｂを回転駆動する回転駆動装置４Ｂと、 羽根車側管路３Ａの揚水用羽根車４Ａ下方に延長配置さ
   れた延長吸込み管路５と、 延長吸込み管路５内に圧縮空気を送り込む送気管路２１
   とを含んで成る縦形ポンプ設備において、 一方端に気密室１２が形成され、他方端に排出路１１が
   形成され、気密室１２内と排出路１１内の貯水１３が、
   両者の底部間を連結する底部絡路１５経由で連通し、該
   貯水１３がさらに揚水管路３の吐出端側管路３Ｂに連通
   して、気密室１２内に圧縮空気１４を作り出す上向きＵ
   字形水路１０と、 気密室１２と延長吸込み管路５との間に連結され、気密
   室１２内の圧縮空気１４を延長吸込み管路５内に送気可
   能とする送気管路２１と、 送気管路２１に設けられ、揚水運転状態から空転待機状
   態への移行時に開弁して、気密室１２を延長吸込み管路
   ５に連通させ、気密室１２内の圧縮空気１４の所定量を
   延長吸込み管路５に送気し、空転待機状態中、継続的に
   開弁して、気密室１２を延長吸込み管路５に対して継続
   的に連通させ、揚水運転状態中、継続的に閉弁して、気
   密室１２の延長吸込み管路５に対しての連通を断つ空転
   待機状態時送気弁手段２２と、 揚水管路３に設けられ、空転待機状態から揚水運転状態
   への移行時に、所定の期間だけ、開弁して、揚水管路３
   内部を外気に連通させ、空転待機状態中に延長吸込み管
   ５経由で該管路３内に送気された圧縮空気を抜気する揚
   水運転状態時抜気弁手段２３、２４とをさらに含んで成
   る縦形ポンプ設備。
2. 【請求項２】 送気管路２１に設けられ、揚水運転状態
   中、継続的に開弁して、気密室１２を延長吸込み管路５
   に連通させ、気密室１２内の圧縮空気を延長吸込み管５
   内に継続的に送気する揚水運転状態時継続送気弁手段２
   ２Ａをさらに含んで成る請求項１記載の縦形ポンプ設
   備。