JPH0623756Y2 - 立軸ポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主として洪水時等における水路の排水を行う
ために設置されている排水機場のポンプ吸水井や雨水ポ
ンプ設備等において使用される立軸ポンプに関する。

（従来の技術） 通常、この種の立軸ポンプは、吸水井等の水位が、ある
水位レベル以下になると渦が生じて、空気を吸込む最低
水位レベルがある。この最低水位レベルは、各立軸ポン
プに固有のものであって、例えば吸込口からこれの口径
の約１．３〜１．７倍ほど上方の位置とされており、こ
の最低水位レベル以下に水位が低下すると、空気吸込み
渦の発生や呼吸現象等に起因して振動およびこれに伴う
騒音等が発生する不都合を生じ、ポンプの運転を停止し
なければならない。

ところで、近年の都市化の進展に伴う道路舗装率の普及
による雨水流出量の増加並びに緑地帯の減少による保水
機能の低下等によって、排水機場への雨水流入が急激に
増量する傾向にある。これに対して、雨水の貯溜能力は
一定であるから、排水機場等に大量の雨水が比較的短時
間で流入するのにもかかわらず、大量に流入し始めた時
点でポンプの運転を開始していたのでは、事実上スター
トに遅れを生じて溢水することになる。したがって、事
前の降雨情報に基づいて予めポンプを運転して排水を行
う先行待機運転が要求されることになる。

しかし、先行待機運転は、水位が前述の最低水位レベル
以下に低下した状態でも継続しなければならず、この場
合に振動および騒音を発する不都合が生じる。

そこで、従来は水位が最低水位レベルに低下した時点か
ら、ポンプの運転を低速回転にしてポンプ能力を低下さ
せることにより振動および騒音の抑制を図るようにして
いる。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、ポンプの低速回転運転は、前記最低水位レベル
以下の水位変動に対応する回転数に制御して行う必要が
あるため、制御系の構造が相当に複雑かつ高価格となる
欠点を有し、しかも、構造が複雑であるため、故障の発
生率が比較的高く、信頼性に劣る等の問題点を有してい
る。

本考案は、上記のような実情に鑑みてなされたもので、
回転制御装置のような複雑かつ高価な装置を用いること
なく、吸水井等の水位が最低水位レベル以下に低下して
いる場合の気中運転（無揚水運転）への切換えを確実か
つ迅速に行って、振動および騒音の発生を抑制しつつ安
定よい気中運転を行わせることができる立軸ポンプを提
供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は、羽根車を収容し
たポンプケーシングの下側に吸込ケーシングが接続さ
れ、水位がポンプ固有の最低水位レベルに低下している
ときには、前記吸込ケーシング内を大気に連通させて気
中運転に切換える吸気管の吸気口を前記羽根車よりも下
方位置で吸込ケーシングに開口させてなる立軸ポンプに
おいて、前記気中運転切換用の吸気管の吸気口を、前記
吸込ケーシングの立軸芯近傍位置に開口させたものであ
る。

（作用） 本考案によれば、吸水井等の水位が所定の水位に低下し
て最低水位レベルになっている時点では、吸気管から吸
込ケーシング内に大気が吸気されて、該吸込ケーシング
内の水を真空破壊により落下させて気中運転に切換えら
れている。

ここで、前記吸気管の吸気口が、通常の排水量よりも小
排水量側になっても常に大きな負圧に保たれている負圧
度の高い吸込ケーシングの立軸芯近傍位置に開口されて
いるので、この吸気管の吸気口を、負圧度が低くて小排
水量側になったとき、羽根車の旋回逆流の影響で正圧と
なる吸込ケーシングの周壁部もしくはその近傍に開口さ
せる場合に比べて、外部（大気側）から瞬時に大量の空
気を自吸させることが可能となり、吸水井等の水位が所
定の水位に低下した時点での気中運転への切換えを確実
かつ迅速に行わせて、振動および騒音を抑制しつつ安定
よい運転を行うことができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る立軸ポンプの一実施例を一部断面
にて示す正面図であり、この図において、ポンプ主軸１
の先端部に取付けられている羽根車２は、ポンプケーシ
ング３内に回転自在に支持して収容され、ポンプケーシ
ング３の下方側には吸込ケーシング４が接続されるとと
もに、ポンプケーシング３の上方側には揚水管５が接続
され、該揚水管５の上方側に吐出エルボ６が接続されて
いる。そして、吐出エルボ６の上端部に設けられたパッ
キン箱７から液密に上方へ突出しているポンプ主軸１の
上端部が図示されていない軸継手を介してモータ等の駆
動源に接続されている。

8は気中運転切換用の吸気管であって、この吸気管８
は、その下端の吸気口8aを、前記吸込ケーシング４の立
軸芯Ｃの近傍位置に対応して開口させた状態で前記吸込
ケーシング４に取付けられており、また、この吸気管８
には、水位検出計９の検知信号に基づいて開弁する吸気
弁10が介設されている。尚、図中11は吐出弁、Ｐは吸水
井ピットである。

上記のような構成において、ピットＰ内の水位がWLで示
す通常排水量のレベルから最低水位レベルLWLの直上ま
での間に保持されている間は水位検出計９の検知信号に
よって吸気弁10が閉弁されており、羽根車２による揚水
作用によって通常の排水運転がなされる。

そして、排水運転の継続により、水位が所定の水位にま
で低下して最低水位レベルLWLに低下している時点で
は、水位検出計９の検知信号により吸気弁10が開弁され
て、吸込ケーシング４の内部が吸気管８を介して大気に
連通されることになる。

ここで、吸込ケーシング４の内部は、羽根車２の揚水作
用によって負圧化されており、その負圧度は、通常、そ
の立軸芯Ｃに近付くほど高い分布を示している。特に、
ポンプが最高効率点（通常の排水量）よりも小排水量に
なると、羽根車２の旋回逆流の影響を受ける関係から、
上記した負圧分布の状況が顕著になり、約５０％以下の
排水量では吸込ケーシング４の周壁部付近は正圧となっ
て、空気を自吸できなくなるが、吸込ケーシング４の立
軸芯Ｃ近傍位置は常に大きな負圧に保たれている。その
ために、吸気管８内の空気は、前記負圧度の最も大きい
吸込ケーシング４の立軸芯Ｃの近傍位置に対応して開口
している吸気口8aから確実かつ迅速に吸込ケーシング４
内に吸気され、該吸込ケーシング４内に吸い揚げられて
いた水を真空破壊によって落下させ、ポンプを揚水不能
な気中運転に切換える。即ち、空気吸込渦の発生や呼吸
現象等に起因する振動およびこれに伴う騒音の発生を確
実に防止する。

水位が前記最低水位レベルLWLよりも上位に上昇した場
合は、水位検出計９の検知信号により吸気弁10が閉弁す
る。したがって、羽根車２の自吸効果により残留空気を
吸い揚げながら揚水運転に切換えられる。

尚、前記実施例では、吸気管８の吸気口8aを垂直方向の
切り口を有して横向きに開口させて説明しているが、例
えば、第２図に示すように水平方向の切り口を有して上
向きに開口した構成または第３図に示すように斜め切り
された切り口を有して斜め上向きに開口した構成として
もよい。

また、水位検出計９を周知のフロートとリンク機構によ
って構成し、これらの機械的作動によって吸気弁10を開
閉するようにしてもよい。さらに水位検出計による検知
信号に代えて、吸込ケーシング４に圧力計を設け、この
圧力計が送出する検知信号により、前記吸気弁10を開弁
するようにしてもよい。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、気中運転切り換え用の
吸気管の吸気口を、吸込ケーシング内に開口させた構成
としているので、吸水井等の水位が所定の水位を経てポ
ンプ固有の最低水位レベル以下に低下しているときに
は、この吸気管から吸込ケーシング内に大気が吸気され
て、該吸込ケーシング内の水を真空破壊により落下させ
て気中運転に切換えることができる。したがって、ポン
プの回転数を制御するような複雑かつ高価な装置を用い
る必要がなく、簡単で故障の発生率の少ない構成とする
ことができる。しかも、前記吸気管の吸気口を、負圧度
が最も大きく、かつ、小排水量になって羽根車の旋回逆
流の影響を受けても、大きな負圧を保てる吸込ケーシン
グの立軸芯近傍位置に開口させているので、その吸気口
を吸込ケーシングの周壁部もしくはその近傍に開口させ
る場合に比べて、外部（大気側）から瞬時に大量の空気
を自吸させることが可能となり、吸水井等の水位が所定
の水位に低下した時点での気中運転への切換えを確実か
つ迅速に行わせて、振動および騒音を抑制しつつ安定よ
い、かつ信頼性の高い運転を行うことができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を一部断面にて示す正面図、
第２図は吸気管の吸気口の変形例を示す説明図、第３図
は他の変形例を示す説明図である。 ２…羽根車 ３…ポンプケーシング ４…吸込ケーシング ８…気中運転用吸気管 8a…吸気口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】羽根車を収容したポンプケーシングの下側
   に吸込ケーシングが接続され、水位がポンプ固有の最低
   水位レベルに低下しているときには、前記吸込ケーシン
   グ内を大気に連通させて気中運転に切換える吸気管の吸
   気口を前記羽根車よりも下方位置で吸込ケーシングに開
   口させてなる立軸ポンプにおいて、前記気中運転切換用
   の吸気管の吸気口を、前記吸込ケーシングの立軸芯近傍
   位置に開口させたことを特徴とする立軸ポンプ。