JPH0914177A

JPH0914177A - 排水ポンプ

Info

Publication number: JPH0914177A
Application number: JP16388595A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Furukawa; 博彦古川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】少降雨時および極少降雨時において、原動機
の定格運転により排水すると、吸水井の水位は急激に低
下し、直ちに運転を停止させる必要が生じたり、最悪の
場合には、ポンプに空気を吸い込んで大きい振動や騒音
が発生し、排水ポンプおよび大容量雨水排水ポンプ設備
に様々な悪影響を及ぼす不都合が生じるので、このよう
な不都合の発生を、簡単な構造で応答性よく確実に回避
する。【構成】排水ポンプ２の主軸２Ａに減速機３の出力回
転軸３Ａを連結するとともに、減速機３の入力回転軸３
Ｂと、ディーゼルエンジンによってなる原動機６の出力
回転軸６Ａの間に、第１可変速流体継手９および第２可
変速流体継手１０を直列状に介設してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排水量の大幅な低減を
可能にした排水ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図４に示す吸水井１に設置し
た排水ポンプ（たとえば立軸渦巻ポンプ）２の主軸２Ａ
に減速機３の出力回転軸を連結し、減速機３の入力回転
軸はカップリング４およびクラッチ５を介して、たとえ
ばディーゼルエンジンによってなる原動機６の出力回転
軸に連結した構造の排水ポンプ設備、あるいは図５に示
すように、排水ポンプ２の主軸２Ａに可変速流体継手７
を組込んだ複合減速機８の出力回転軸を連結し、複合減
速機８の入力回転軸はカップリング４を介して、たとえ
ばディーゼルエンジンによってなる原動機６の出力回転
軸に連結した構造の排水ポンプ設備が知られている。

【０００３】この種の排水ポンプ設備では、原動機６の
出力を減速機３または複合減速機８の経路で排水ポンプ
２の主軸２Ａに伝達し、排水ポンプ２を駆動することで
排水運転がなされる。具体的には、大降雨時あるいは通
常降雨時などの通常排水時においては、河川から吸水井
１に流入して来た雨水を原動機６の定格運転により排水
する。しかし、河川から吸水井１に流入する水量が少な
い少降雨時や極少降雨時でも、原動機６の定格運転によ
り排水ポンプ２を駆動して排水すると、排水ポンプ２の
排水量が吸水井１への流入水量を大きく上回ることにな
る。その結果、吸水井１の水位が運転開始水位まで上昇
することにより、排水ポンプ２の排水運転が開始される
と、吸水井１の水位は急激に低下し、再び水位が上昇
し、すぐに運転を開始することを繰り返すことになる。
また、最悪の場合には、水位が運転可能水位未満となり
ポンプに空気を吸い込み、大きい振動や騒音が発生し
て、排水ポンプ２および排水ポンプ設備に様々な悪影響
を及ぼす不都合が生じる。

【０００４】そこで、．排水ポンプ２の吐出側に介設
してある吐出弁の開度を制御する吐出弁制御方式、．
排水ポンプ２の羽根車翼を可動構造にし、羽根車翼の開
度を制御して排水量を調整する可動翼方式、．原動機
６の出力回転数を制御する回転数制御方式などによって
少降雨時の排水量を抑え、前述の不都合の発生を回避す
ることが考えられる。

【０００５】しかし、容量の大きい排水ポンプ２では、
吐出弁の使用を省略している場合が多く、前記の吐出
弁制御方式によって制御することはできない。もし、仮
に吐出弁を使用したとしても、その開閉に時間がかか
り、急激な出水に対応できない。つまり、応答性が悪い
欠点を有している。また、前記の可動翼方式では、羽
根車翼の開度を制御する可動翼駆動機構の構造が複雑で
あり、コスト高になる欠点を有している。さらに、前記
の原動機６の出力回転数を制御する回転数制御方式に
おいて、ディーゼルエンジンによってなる原動機６を使
用した場合、たとえば低回転運転による軽負荷運転を継
続することで、ディーゼルエンジン独特の異常燃焼（デ
ィーゼルノック）や不完全燃焼などが生じて、カーボン
の付着が起こり、エンジンのオーバホール回数が多くな
る難点を有しているとともに、定格回転数の約７０％Ｎ
以下まで回転数を低下させると、エンジンのねじり振動
を生じる可能性があり、回転数を約７０％Ｎ以下に下げ
られない欠点がある。このことは、ガスタービンエンジ
ンによってなる原動機６を使用した場合にもいえる。す
なわち、前記、およびの方式では、簡単な構造で
応答性よく有効に少降雨時および極少降雨時の排水量を
抑えて、前述の不都合の発生を確実に回避することが期
待できない。

【０００６】一方、可変速流体継手７が組込まれた複合
減速機８を使用した場合、可変速流体継手７のスクイ管
７０を進退移動させることで、入力回転数の約３０％Ｎ
程度まで出力回転数を低下させることができる。しか
し、ディーゼルエンジンによってなる原動機６で７０％
Ｎまで低下させ、複合減速機８の可変速流体継手７で３
０％Ｎまで低下させたとしても、（７０％Ｎ）×（３０
％Ｎ）＝２１％Ｎ、つまり、排水ポンプ２の主軸２Ａの
回転数を、原動機６の定格回転数の約２１％Ｎまで低下
させるのが限界である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、河川から吸水井に流入する水量が少ない少降雨時
および極少降雨時でも、原動機の定格運転により排水ポ
ンプを駆動する運転方法を採用すると、排水ポンプの排
水量が吸水井への流入水量を大きく上回ることになり、
吸水井の水位が運転開始水位まで上昇することで、排水
ポンプにより排水運転が開始されると、吸水井１の水位
は急激に低下し、再び水位が上昇し、すぐに運転を開始
することを繰り返すことになり、また、排水ポンプの種
類によっては、最悪の場合、水位が運転可能水位未満と
なりポンプに空気を吸い込み、大きい振動や騒音が発生
して、排水ポンプおよび排水ポンプ設備に様々な悪影響
を及ぼす不都合が生じるのにもかかわらず、簡単な構造
で応答性よく有効に少降雨時の排水量を抑えて、前述の
不都合の発生を確実に回避することが期待できない点で
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原動機の回転
出力が減速機もしくは可変速流体継手を組込んだ複合減
速機を介して主軸に伝達されるように構成されている排
水ポンプにおいて、前記原動機の出力回転軸から排水ポ
ンプの主軸に至る動力伝達系に２個の可変速流体継手を
直列状に介設したことを特徴とし、簡単な構造で応答性
よく少降雨時および極少降雨時の排水量を抑えて、排水
ポンプおよび排水ポンプ設備に様々な悪影響を及ぼす不
都合の発生を確実に回避する目的を達成した。

【０００９】

【作用】本発明によれば、大降雨時あるいは通常降雨時
などの通常排水時においては、原動機の定格運転により
排水ポンプを高速回転駆動する大量排水運転を行って、
河川から吸水井に流入して来た大量の雨水の排水に対応
することができる。また、河川から吸水井に流入する水
量が少ない少降雨時および極少降雨時には、原動機の低
出力回転と２個の可変速流体継手の変速操作の協働によ
って、排水ポンプを極低速回転駆動して、小量排水運転
または極小量排水運転を行うことで、河川から吸水井に
流入して来た極少量の雨水の排水に対応することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、排水ポンプ設備は、吸水井１に
設置した排水ポンプ（たとえば立軸渦巻ポンプ）２の主
軸２Ａに減速機３の出力回転軸３Ａが連結されている。
減速機３の入力回転軸３Ｂは、直列状に配置した第１カ
ップリング４Ａ、第１可変速流体継手９、第２カップリ
ング４Ｂ、第２可変速流体継手１０および第３カップリ
ング４Ｃを介して、たとえばディーゼルエンジンによっ
てなる主原動機６の出力回転軸６Ａに連結されている。

【００１１】第１可変速流体継手９および第２可変速流
体継手１０は、図２に示すように、入力軸１１にインペ
ラ１２を固着し、出力軸１３にランナ１４を固着して、
インペラ１２とランナ１４を同心に対向させるととも
に、油タンク１５Ａ、油冷却器１５Ｂおよび油ポンプ１
５Ｃを備えた作動油供給系１５により、作動油をインペ
ラ１２とランナ１４の対向空間に供給し、ここからケー
シング１６で囲まれた作動室１７内で旋回させ、スクイ
管７０を通して油タンク１５Ａに還流させるようになっ
ている。また、スクイ管７０は、進退移動可能な速度コ
ントロールロッド７１に連結されている。したがって、
速度コントロールロッド７１の進退移動に伴ってスクイ
管７０を作動室１７内で進退移動させることで、作動室
１７内の油量を決定し、出力軸１３の回転数を入力軸１
３の回転数に対して１００％Ｎから３０％Ｎの範囲で無
段階に制御できるように構成されている。

【００１２】前記構成において、大降雨時あるいは通常
降雨時などの通常排水時においては、スクイ管１９の操
作により第１可変速流体継手９および第２可変速流体継
手１０の出力軸１３の回転数を１００％Ｎもしくはこれ
に近い高い領域に設定し、かつ原動機６の定格運転によ
り排水ポンプ２を高速回転駆動する大量排水運転を行っ
て、河川から吸水井１に流入して来た大量の雨水の排水
に対応することができる。

【００１３】一方、河川から吸水井１に流入する水量が
少ない少降雨時および極少降雨時には、原動機６の出力
回転数を最低限度（定格運転出力回転数の約７０％Ｎ）
まで低下させるとともに、第１可変速流体継手９および
第２可変速流体継手１０の出力軸１３の回転数を３０％
Ｎまで低下させることで、排水ポンプ２の主軸２Ａを極
低速回転駆動して、小量排水運転を行うことで、河川か
ら吸水井に流入して来た極少量の雨水の排水に対応する
ことができる。一例として、原動機６で７０％Ｎまで低
下させ、第１可変速流体継手９および第２可変速流体継
手１０でそれぞれ３０％Ｎまで低下させると、（７０％
Ｎ）×（３０％Ｎ）×（３０％Ｎ）＝６．３％Ｎ、つま
り、排水ポンプ２の主軸２Ａの回転数を、原動機６の定
格回転数の約６．３％Ｎまで低下させることが可能にな
る。すなわち、原動機６の低出力回転と２個の可変速流
体継手９，１０の変速操作の協働によって、排水ポンプ
２を極低速回転駆動して、極小量排水運転を行うことに
より、河川から吸水井１に流入して来た極少量の雨水の
排水に対応することができる。これにより、極少降雨時
において排水ポンプ２により排水運転が開始されても、
吸水井１の水位は急激に低下しなくなる。したがって、
従来のように、排水ポンプ２の排水運転が開開始される
と、吸水井１の水位は急激に低下し、再び水位が上昇
し、すぐに運転を開始するといった繰り返しを防止でき
る。また、排水ポンプ２として立軸斜流ポンプを使用し
ても、水位が運転可能水位未満となりポンプに空気を吸
い込み、大きい振動や騒音が発生して、排水ポンプ２お
よび排水ポンプ設備に様々な悪影響を及ぼす不都合の発
生を避けることができる。その結果、大きい振動や騒音
が発生しなくなる。すなわち、排水ポンプ２および排水
ポンプ設備に様々な悪影響を及ぼす不都合の発生を簡単
な構造で応答性よく確実に回避することができる。

【００１４】なお、前記実施例では、減速機３の入力回
転軸３Ｂと原動機６の出力回転軸６Ａの間に、第１可変
速流体継手９および第２可変速流体継手１０を直列状に
介設した構成で説明しているが、図３に示すように、第
２可変速流体継手１０を組込んだ複合減速機８を使用
し、この複合減速機８の入力回転軸８Ｂと原動機６の出
力回転軸６Ａの間に、第１可変速流体継手９を介設した
構成であってもよい。

【００１５】また、前記実施例では、原動機６としてデ
ィーゼルエンジンを使用して説明しているが、原動機６
をガスタービンエンジンで構成してもよい。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常排水時においては、原動機の定格運転により排水ポ
ンプを高速回転駆動する大量排水運転を行って、大量の
雨水排水に対応し、少降雨時および極少降雨時には、原
動機の低出力回転と２個の可変速流体継手の変速操作の
協働によって、排水ポンプを極低速回転駆動して、極小
量排水運転を行うことで、河川から吸水井に流入して来
た極少量の雨水の排水に対応することができるので、少
降雨時および極少降雨時において排水ポンプにより排水
運転が開始されても、吸水井の水位は急激に低下し、再
び水位が上昇し、すぐに運転を開始することを繰り返さ
なくなる。また、水位が運転可能水位未満まで低下しな
くなるので、排水ポンプの空気吸い込みを避けることが
できる。その結果、大きい振動や騒音が発生しなくな
る。すなわち、排水ポンプおよび排水ポンプ設備に様々
な悪影響を及ぼす不都合の発生を簡単な構造で応答性よ
く確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】可変速流体継手の一例を示す構成図である。

【図３】本発明の変形例を示す構成図である。

【図４】従来例を示す構成図である。

【図５】従来の他の例を示す構成図である。

【符号の説明】

２排水ポンプ２Ａ排水ポンプの主軸３減速機６原動機６Ａ原動機の出力回転軸８複合減速機９第１可変速流体継手１０第２可変速流体継手

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動機の回転出力が減速機もしくは可変
速流体継手を組込んだ複合減速機を介して主軸に伝達さ
れるように構成されている排水ポンプにおいて、前記原
動機の出力回転軸から排水ポンプの主軸に至る動力伝達
系に２個の可変速流体継手を直列状に介設したことを特
徴とする排水ポンプ。