WO2005040616A1 - 揚水ポンプ装置及びその運転制御方法 - Google Patents

揚水ポンプ装置及びその運転制御方法 Download PDF

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WO2005040616A1
WO2005040616A1 PCT/JP2004/014740 JP2004014740W WO2005040616A1 WO 2005040616 A1 WO2005040616 A1 WO 2005040616A1 JP 2004014740 W JP2004014740 W JP 2004014740W WO 2005040616 A1 WO2005040616 A1 WO 2005040616A1
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pump
water
pumping
discharge
discharge pipe
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PCT/JP2004/014740
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English (en)
French (fr)
Inventor
Isamu Kamata
Shinji Suzuki
Hideki Kanno
Takashi Enomoto
Masahiro Kuramasu
Original Assignee
Ebara Corporation
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/16—Pumping installations or systems with storage reservoirs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0022—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/007—Preventing loss of prime, siphon breakers

Definitions

  • the present invention relates to a pumping pump device suitable for use in a rainwater drainage pump station and the like, and an operation control method thereof.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional pumping pump device used in a deep drain pumping station.
  • a water suction pipe 301 of a pump 300 is connected to a water suction tank 310
  • a discharge pipe 303 of a pump 300 is connected to a discharge tank 330
  • the pump 300 is connected to a transmission ( It is generally connected to a drive unit 370 composed of an internal combustion engine via a reduction gear (350).
  • the discharge pipe 303 is provided with a check valve 305 and a discharge valve 307.
  • the operation of the pump 300 is started by driving the driving device 370, whereby the rainwater flowing into the water absorption tank 310 is pumped to the discharge tank 330 through the water absorption pipe 301 and the discharge pipe 303. .
  • the discharge valve 307 is installed in the discharge pipe 303 for the following reasons (1)-(3).
  • the check valve 305 is provided in the discharge pipe 303 because after the pump 300 is operated, an emergency stop with the discharge valve 307 open is performed. This is to prevent the water and the water downstream of the discharge pipe 303 (discharge tank 330 side) from flowing back.
  • it is effective to reduce the amount of civil engineering excavation.
  • it is effective to arrange pumps, valves and piping compactly in the pumping site to reduce the plane space of the plant.
  • removing the valves such as the discharge valve 307 and the check valve 305 to perform compaction is extremely effective in reducing the amount of civil engineering excavation.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another conventional pumping pump device in which both the discharge valve and the check valve are omitted.
  • the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as the pumping pump device shown in FIG.
  • This pumping pump apparatus is different from the pumping pump apparatus shown in FIG. 1 in that a siphon pipe section 303a is provided in the discharge pipe 303 instead of installing the check valve 305 and the discharge valve 307 in the discharge pipe 303.
  • a siphon break valve 309 is connected to the top of the siphon piping section 303a, and that a drive unit 370 that also provides electric power is used instead of the drive unit 370 that provides internal combustion engine power.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object thereof is to omit a discharge valve and a check valve so as to achieve low cost and to reduce vibration and noise caused by water drop after completion of a pumping operation. It is an object of the present invention to provide a pumping device and an operation control method thereof capable of suppressing the pressure.
  • a water pump comprises a water suction tank, a discharge tank, a pump for pumping water in the water suction tank to the discharge tank, and a discharge port connected to a discharge side of the pump.
  • An outlet pipe a driving means for driving the pump, a backflow regulating mechanism for regulating backflow of water pumped into the discharge tank in the direction of the discharge pipe, and a suction tank from the discharge pipe when the pumping operation is completed.
  • Water flow rate control means for controlling the flow rate of water flowing down to the water.
  • a valve such as a discharge valve or a check valve is provided in the middle of the discharge pipe by providing a backflow control mechanism for restricting the backflow of water pumped into the discharge tank into the discharge pipe.
  • a backflow control mechanism for restricting the backflow of water pumped into the discharge tank into the discharge pipe.
  • the backflow prevention mechanism is, for example, an overflow mechanism having a weir provided in the discharge tank, a backflow prevention valve provided at an end of the discharge pipe, or a siphon pipe portion provided in the discharge pipe.
  • the falling water flow rate control means controls the rotation speed of the pump while maintaining the normal rotation of the pump.
  • the pumping pump device further includes a bypass pipe that bypasses the pump and connects an upstream side and a downstream side of the pump.
  • the control means adjusts a flow rate of water flowing through the bypass pipe, and controls a rotation speed of the pump while maintaining a forward rotation of the pump.
  • the water level in the discharge pipe is maintained and controlled mainly by controlling the rotation speed of the pump, and the water flows back through the pump, mainly by allowing the water to pass through the bypass pipe.
  • the flow rate of falling water can be reduced.
  • a pump having a movable blade mechanism capable of adjusting the blade angle of the impeller is used as the pump, and the water flow rate control means sets the blade angle of the impeller to adjust.
  • controlling the blade angle of the impeller ensures that even if the pump rotation speed is constant, the pump head And the same effect as when the rotation speed of the pump is reduced can be obtained, and the difference in waterfall can be reduced.
  • the water pumping device further includes a reverse rotation preventing device for preventing the driving means from rotating reversely.
  • the drive unit is prevented from reversing through the reverse rotation prevention device, so that a separate self-powered generator, such as a diesel engine or gaster, that cannot allow reverse rotation is required as the drive unit.
  • a separate self-powered generator such as a diesel engine or gaster
  • internal combustion engines and engines and bearings It is possible to use an electric motor that cannot allow reverse rotation due to the structure or the like.
  • the operation control method of the pumping pump device of the present invention is directed to the operation control method of the pumping pump device for pumping water in the water suction tank into the discharge tank by a pump and a discharge pipe connected to the discharge side of the pump. After the pumping operation is completed, by controlling the rotation speed of the pump while maintaining the normal rotation of the pump, the flow rate of water flowing from the discharge pipe into the water absorption tank is controlled.
  • the water level in the discharge pipe or the discharge tank be lowered by decreasing the rotation speed of the pump that rotates forward after the pumping operation is completed.
  • control is performed while maintaining the rotation speed of the pump in the normal rotation, and the pump is stopped after the water is completely drained or when the influence of the reverse rotation of the pump due to the reverse flow is reduced.
  • Another operation control method of the pumping pump device of the present invention is the operation control method of a pumping pump device for pumping water in a water suction tank to a discharge tank by a pump and a discharge pipe connected to a discharge side of the pump. After the pumping operation is completed, the water in the discharge pipe is dropped into the water absorption tank through a bypass pipe connecting the upstream side and the downstream side of the pump, and at the same time, the pump rotates while maintaining the normal rotation of the pump. Control the rotation speed.
  • the water level in the discharge pipe is maintained and controlled mainly by controlling the rotation speed of the pump, while the water is mainly passed through the bypass pipe. Can be reduced.
  • the rotation speed of the pump that rotates forward after the pumping operation is completed is a rotation speed that maintains the decreasing water level in the discharge pipe each time.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional pumping device used in a deep drain pump station.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another conventional pump device used in a deep drain pumping station. It is.
  • FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram at the time of pumping (pump rotation speed NO) of a pumping pump device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 3 is reduced from NO to N1.
  • FIG. 4B is a diagram showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 3 is reduced from N1 to N2.
  • FIG. 5A is a view showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 3 is reduced from N2 to N3.
  • FIG. 5B is a view showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 3 is reduced from N3 to zero.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation control method of the pumping pump device shown in FIG. 3 on a pump complete characteristic curve.
  • FIG. 7 is a diagram showing another operation control method of the pumping device shown in FIG. 3 on a complete pump characteristic curve.
  • FIG. 8 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to another embodiment of the present invention at the time of pumping (pump rotation speed NO).
  • 9A is a view showing a state where the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 8 is reduced from NO to N1.
  • 9B is a diagram showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 8 is reduced from N1 to N2.
  • FIG. 10A is a diagram showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 8 is reduced from N2 to N3.
  • FIG. 10B is a diagram showing a state when the pump rotation speed of the pumping pump device shown in FIG. 8 is reduced from N3 to zero.
  • FIG. 11 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view showing an example in which a plurality of pumps are installed in parallel to pump water.
  • FIG. 13 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is an overall schematic configuration diagram of a pumping pump device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17A is a longitudinal sectional view showing an example of a mixed flow pump provided with a movable blade mechanism capable of adjusting a blade angle used in the pumping pump device of the present invention.
  • FIG. 17B is a perspective view showing the movable wing mechanism of FIG. 17A taken out therefrom.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of a transmission (reducer) used for the water pump according to the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing another example of a transmission (reducer) used for the water pump according to the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing still another example of a transmission (reduction gear) used for the water pump according to the present invention.
  • FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of a water pump device 1-1 according to an embodiment of the present invention.
  • the pump 1-1 shown in Fig. 3 is, for example, a pump used for a deep drain pumping station, and is installed at a position higher than the water absorption tank 10 for collecting rainwater and the like.
  • a discharge tank 20 and a pump 30 for pumping water in the water absorption tank 10 to the discharge tank 20 are provided.
  • the pumping pump device 1-1 includes a water suction pipe 40 connecting between the suction side of the pump 30 and the water suction tank 10, a discharge pipe 50 connecting between the discharge side of the pump 30 and the discharge tank 20, A drive means 60 for driving the pump 30; a transmission (reducer) 70 connected between the drive means 60 and the pump 30 for changing (reducing) the drive rotational speed of the drive means 60; Contact the department An overflow mechanism 80 installed downstream of the continuous discharge tank 20 and a control device 90 for controlling the operating rotational speed of the driving means 60 (or a transmission 70 having a shifting function such as a fluid coupling) are provided. I have.
  • the pump 30 includes an impeller 31 installed in the casing, and is configured to be rotationally driven by a pump shaft 33 protruding from the casing.
  • the pump shaft 33 is connected to a transmission (reduction gear) 70.
  • the transmission 70 includes an input shaft 71 connected to an output shaft 61 of the driving means 60 via a connecting rod 62, and a connecting rod 72 connected to the pump shaft 33 (see FIG. 3). And an output shaft 73 connected thereto.
  • a reverse rotation prevention device including a brake 130 is installed in the transmission 70.
  • the brake (reverse rotation preventing means) 130 includes a brake disc 131 fixed to the upper end of the output shaft 73, which also projects the housing force of the transmission 70, and a brake disc 131, which is vertically positioned on the periphery of the brake disc 131. It has a pair of brake pads 132 arranged. Then, the brake pads 132 are moved in a direction approaching each other by, for example, a drive emergency stop signal or a stop signal from a low-speed detector that is installed on the drive shaft and detects the rotation speed of the drive shaft. The rotation of the output shaft 73 of the transmission 70 is stopped by being pressed against the section, so that the reverse rotation of the driving means 60 is prevented.
  • the provision of the brake 130 as a reverse rotation preventing means for preventing the reverse rotation of the driving means 60 allows the driving means 60 to use a private power generator, such as a diesel engine or a gas turbine, which cannot allow a large reverse rotation. Can be used.
  • a motor may be used as the driving means 60.
  • the rotation speed of the motor is controlled by, for example, WVF or a secondary resistance method.
  • the impeller 31 one having a movable blade mechanism capable of adjusting the blade angle may be used.
  • the rotation speed of the pump is kept constant by controlling the blade angle of the impeller. In this state, the same effect as when the head is reduced and the rotation speed of the pump is reduced can be obtained, and the difference in waterfall can be reduced.
  • the discharge pipe 50 extends upward from the pump 30 and opens its discharge port upward in the discharge tank 20. Connected in a released state.
  • Various valves (a gate valve and a check valve) are attached to the discharge pipe 50 in the middle thereof.
  • An overflow mechanism 80 is installed downstream of the discharge tank 20 by forming a weir 81 for overflowing the water discharged from the discharge pipe 50.
  • the overflow mechanism 80 pumps water into the discharge tank 20.
  • a backflow regulating mechanism that regulates the backflow of the drained water into the discharge pipe 50 is configured.
  • the overflow mechanism (backflow regulating mechanism) 80 causes the hydraulic power discharged to the discharge destination beyond the weir 81 to flow back into the discharge tank 20 over the weir 81 and further back into the discharge pipe 50.
  • the control device 90 controls the driving means 60 (or the transmission 70 to operate the transmission 30 such as a fluid coupling) so that the pump 30 is operated at a desired rotation speed both during pumping and during non-pumping. In the case where the transmission has, the operation of the transmission 70) is controlled.
  • the control device 90 also functions as a falling water flow rate control means for controlling the flow rate of the falling water flowing backward in the discharge pipe 50 by further driving the pump 30 in the normal direction after the completion of pumping.
  • a pressure detector 55 for detecting the pressure in the discharge pipe 50 and converting the pressure into a water level (difference) is installed, and the pressure (water level) in the discharge pipe 50 is controlled by the control device.
  • the driving device 60 is driven by the control device 90, and the impeller 31 of the pump 30 rotates the desired rotation speed NO. Is driven to rotate.
  • the water in the water absorption tank 10 is pumped into the discharge tank 20 through the water absorption pipe 40, the pump 30, and the discharge pipe 50.
  • the water pumped into the discharge tank 20 is drained to the discharge destination by overflowing the weir 81.
  • the control device 90 When terminating the pumping operation due to a reason that the water level in the water absorption tank 10 drops to a predetermined water level, for example, as shown in FIG. 4A, the control device 90 first sets the impeller 31 of the pump 30 The rotation speed is reduced from NO (forward rotation) to N1 (forward rotation) (N0> N1), and the water level in the discharge pipe 50 reaches the water level filling the discharge port of the discharge pipe 50 (the water level in the discharge pipe 50 Water absorption tank 10 Water level difference: HI).
  • the height of the discharge port of the discharge pipe 50 matches the height of the weir 81, the water level in the discharge pipe 50 is equal to the water level of the water left in the discharge tank 20 by the weir 81.
  • the rotation speed of the impeller 31 is controlled by the control device 90 so that the water level in the discharge pipe 50 becomes the same as the water level filling the discharge port.
  • the control device 90 controls the impeller 31 of the pump 30 as shown in FIG.
  • the rotation speed of the discharge pipe 50 is reduced from N1 (forward rotation) to N2 (forward rotation) (N1> N2), so that the water level in the discharge pipe 50 falls below the discharge port of the discharge pipe 50.
  • the water (total backflow capacity V2) for the waterfall difference h2 is returned to the water absorption tank 10 as the waterfall flow rate Q2.
  • the water level difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes H2 (H1> H2).
  • the falling water flow rate Q2 is small even if the water flows backward in the forwardly rotating pump 30. No problem arises. In other words, the rotation speed of the impeller 31 of the pump 30 is controlled so that the water flow rate Q2 does not cause a problem even if water flows backward in the normally rotating pump 30.
  • the control device 90 When the pressure detector 55 detects that the difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 has become H2, as shown in FIG. 5A, the control device 90 The rotation speed of the impeller 31 of 30 is reduced from N2 (forward rotation) to N3 (forward rotation) (N2> N3), whereby the water level in the discharge pipe 50 is further reduced by the head difference h3. And the water (total backflow capacity V3) with a head difference of h3 is flowed back into the water absorption tank 10 as the water flow rate Q3. Thus, the difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes H3 (H2> H3).
  • the total backflow volume V3 flowing backward is considerably smaller than the total amount of water in the discharge pipe 50, and thus the falling water flow rate Q3 is small even if the water flows backward in the forwardly rotating pump 30. No problem arises.
  • the rotation speed of the impeller 31 of the pump 30 is controlled so that the falling water flow rate Q3 does not cause any problem even if the plain water flows backward in the normally rotating pump 30.
  • the pressure difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes H3.
  • the control device 90 stops or gradually stops the rotation of the impeller 31 of the pump 30, whereby the water corresponding to the water level difference H3 is discharged. Backflow into water absorption tank 10.
  • the water level difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes zero.
  • the flow rate Q4 of the falling water is small. Even if the water flows backward in the pump 30 that is rotating forward (or stopped), no problem occurs.
  • FIG. 6 is a diagram showing the control method on a complete pump characteristic curve.
  • the solid line shows the iso-head line
  • the broken line shows the iso-torque line
  • the figures show the percentage of the value during normal operation.
  • the operating point shifts to b, and the pump 30 is operated. Water will not flow forward or backward.
  • the water level in the discharge pipe 50 was reduced stepwise while stopping at a plurality of positions, but instead the water level in the discharge pipe 50 was continuously lowered.
  • FIG. 7 is a diagram showing this continuous control method on a complete pump characteristic curve. That is, in the pumping process, the operating point is at a. Then, the pump rotation speed is gradually and continuously reduced so that the water flow rate in the discharge pipe 50 becomes constant at a predetermined flow rate, and when all the water flow in the discharge pipe 50 falls into the water absorption tank 10, Stop pump 30.
  • the pressure in the discharge pipe 50 is detected by the pressure detector 55 and converted into a water level (difference), and the result is input to the control device 90, whereby the water level (difference) is obtained.
  • the pump is controlled by setting the pump rotation speed according to the elapsed time (elapsed time from the end of pumping operation).
  • a flow detector is installed in the pump 30, discharge pipe 50, etc. to directly detect the flow rate of water flowing inside the pump 30, discharge pipe 50, etc., and according to this flow rate and elapsed time.
  • the pump speed may be set to control the pump.
  • a relationship between the elapsed time and the pump rotation speed may be set in advance without installing any of these detectors, and the pump having a rotation speed corresponding to the preset elapsed time may be controlled from the end of the pumping operation. ,.
  • FIG. 8 is an overall schematic configuration diagram of a water pump 1-2 according to another embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the pumping device 1-1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the difference between the pumping device 1-2 and the pumping device 1-1 is that the pump 30 is bypassed and the upstream side (water absorption tank 10) and the downstream side (discharge pipe 50) of the pump 30 are bypassed.
  • a bypass pipe 100 for connecting the water supply and a water flow control valve 110 for adjusting the water flow passing through the bypass pipe 100 are provided. Opening / closing control of the falling water flow regulating valve 110 is performed by the control device 90.
  • the water flow control valve 110 is closed. Then, when the water level in the water absorption tank 10 reaches a predetermined water level due to, for example, rain, as shown in FIG. 8, the driving device 60 is driven by the control device 90, and the impeller 31 of the pump 30 rotates to a desired rotation. It is driven to rotate at a speed of NO, which causes The water in 10 is pumped into discharge tank 20 through water absorption pipe 40, pump 30, and discharge pipe 50. The water pumped into the discharge tank 20 overflows the weir 81 and is discharged to the discharge destination.
  • the pressure detector 55 detects that the water level difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water suction tank 10 has become H2, as shown in FIG.
  • the opening of the regulating valve 110 is adjusted so as to have a predetermined water flow rate, and at the same time, the rotation speed of the impeller 31 of the pump 30 is reduced from N2 (forward rotation) to N3 (forward rotation) (N2> N3).
  • the water level in the discharge pipe 50 is further reduced by the head difference h3, and the water (total backflow capacity V3) corresponding to the head difference h3 is set as the water flow rate Q3 through the no-pass pipe 100 through the water absorption tank. Flow back to 10.
  • the water level difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes H 3 (H2> H3).
  • the pressure difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes H3.
  • the control device 90 adjusts the opening of the water flow control valve 110 to a predetermined water flow, and at the same time, rotates the impeller 31 of the pump 30. The water is gradually stopped, whereby the water having the water level difference H3 is returned to the water absorption tank 10 through the bypass pipe 100. Thereby, the water level difference between the water level in the discharge pipe 50 and the water level in the water absorption tank 10 becomes zero. Thereafter, the water flow control valve 110 is closed.
  • the above control method is shown on a pump complete characteristic curve, it is the same as that in FIG. 6, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the water level in the discharge pipe 50 was reduced stepwise while stopping at a plurality of positions, but instead the water level in the discharge pipe 50 was continuously lowered. Continuous control may be performed. In this case, the discharge of the water is controlled by continuously adjusting the opening of the water flow control valve 110 so as to have a predetermined water flow, and at the same time, gradually decreasing the forward rotation speed of the pump 30 continuously. The water level in the pipe 50 may be gradually reduced continuously. If this control method is shown on a pump complete characteristic curve, it will be the same as that in FIG. 7, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the entire flow rate of the falling water flows back into the water absorption tank 10 through the bypass pipe 100, so that the water does not flow backward in the pump 30.
  • the vibration is prevented from increasing.
  • the falling water mainly flows in the binos pipe 100, and part of the flowing water may flow back inside the pump 30 at a flow rate at which the amount of vibration and cavitation does not hinder operation. .
  • FIG. 11 is an overall schematic configuration diagram showing a water pump 1-3 according to still another embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the pump 1 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be omitted.
  • the difference between the pumping device 1-3 and the pumping device 1-1 is that the pumping device has a backflow restricting mechanism. Therefore, instead of using the overflow mechanism 80, a backflow prevention valve 83 composed of a flap valve is provided at the end of the discharge pipe 50 to restrict the backflow of water pumped into the discharge tank 20 into the discharge pipe 50. is there.
  • FIG. 12 shows an example in which a plurality (three in the figure) of pumps 30 (see FIG. 3 and the like) are installed in parallel to pump water.
  • water is pumped into a discharge tank 20 from a discharge pipe 50 connected to each pump 30, and the water pumped into each discharge tank 20 overflows each weir 81 and is discharged to a discharge destination.
  • the height of the three side walls 82 of each of the rectangular discharge tanks 20 except for the weir 81 is set higher than the height of the weir 81, and the water pumped into each of the discharge tanks 20 overflows the side wall 82. Only each of the weirs 81 that overflows is overflowed.
  • FIG. 13 is an overall schematic configuration diagram showing a water pump device 1-4 according to still another embodiment of the present invention.
  • the same portions as those of the pump device 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the difference between this pumping pump device 1-4 and the pumping pump device 1-1 is that, instead of using the overflow mechanism 80 as the backflow regulating mechanism, a U-shape is formed upward in the middle of the discharge pipe 50.
  • the backflow of water pumped into the discharge tank 20 into the discharge pipe 50 was regulated. is there.
  • the siphon break valve 56 is opened to introduce air into the siphon pipe portion 50a of the discharge pipe 50, and the siphon is broken.
  • the backflow of the water pumped into the discharge tank 20 into the discharge pipe 50 is prevented.
  • the rotation speed of the pump 30 is reduced to flow the water in the discharge pipe 50 back to the water absorption tank 10, whereby the residual water in the discharge pipe 50 is unrestricted.
  • An internal combustion engine diesel engine, gas turbine, etc.
  • FIG. 14 is an overall schematic configuration diagram showing a water pump 1-5 according to still another embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the pump device 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • This pumping pump device 1-5 is different from the pumping pump device 1-1 in that instead of the pressure detector 55 which detects the pressure in the discharge pipe 50 and detects the water level (difference), the pumping device 1-5 A flow meter 58 for detecting a flow rate flowing backward in the pipe 50, for example, an ultrasonic flow meter, is provided below the discharge pipe 50, and passes through the discharge pipe 50 and the pump 30 based on the flow rate detected by the flow meter 58. Thus, the flow rate flowing back into the water absorption tank 10 is controlled.
  • the control device 90 controls the impeller 3 of the pump 30 until the flow rate (reverse flow rate) flowing toward the water absorption tank 10 through the discharge pipe 50 becomes Q5.
  • the rotation speed N of 1 is gradually decreased from NO (forward rotation).
  • the reverse flow rate Q5 is a flow rate at which the amount of vibration or cavitation does not hinder operation even when water passes through the pump 30.
  • FIG. 15 is an overall schematic configuration diagram showing a water pump 1-6 according to still another embodiment of the present invention.
  • the pump pump device 1-6 is different from the pump device 1-1 in that a so-called mixed flow / axial flow pump having an impeller 31 extending substantially in the axial direction is used as the pump 30.
  • the hydraulic power pumped by the rotation of this pump (mixed flow pump) 30 passes through a discharge pipe 50 that extends vertically and bends at a right angle, and the side wall of a pit 20a provided at the bottom of the discharge tank 20 also vomit The point is that it flows into the tank 20.
  • a water level gauge 120 for detecting the water level in the water absorption tank 10 and a water level gauge 121 for detecting the water level in the pit 20a of the discharge tank 20 are provided. Is input to the control device 90 so that the difference between the water level in the pit 20a of the discharge tank 20 and the water level of the water absorption tank 10 is detected.
  • FIG. 16 is an overall schematic configuration diagram showing a water pump device 1-7 according to still another embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the pump unit 6 shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • This pumping pump device 1-7 is different from the pumping pump device 1-6 in that the hydraulic power pumped by the rotation of the pump (diagonal flow pump) 30 extends vertically and bends at a right angle. The point is that the gas flows into the inside of the discharge tank 20 from the bottom of the pit 20a provided at the bottom of the discharge tank 20 through the discharge pipe 50 extending further upward.
  • the sediment deposited on the bottom of the pit 20a of the discharge tank 20 flows back through the discharge pipe 50 into the water absorption tank 10, and is thereby returned.
  • the discharge pipe 50 it is possible to prevent the discharge pipe 50 from being blocked by the earth and sand.
  • a servo motor 151 and this servo motor 151 A tension rod 152 that moves up and down with the rotation of the shaft, and a crosshead 153 connected to the lower end of the tension rod 152 so that the blade angle of the impeller 31 can be adjusted by the rotation of the crosshead 153 are used. May be.
  • the blade angle of the impeller 31 even if the rotation speed of the pump 30 is constant, the same effect as when the rotation speed of the pump 30 is reduced is obtained by lowering the head. The difference in waterfall can be reduced.
  • transmission 70 having brake 130 as a reverse rotation prevention mechanism is used.
  • This brake serves as a reverse rotation prevention mechanism.
  • a one-way clutch such as a sprag clutch 144 in which a sprag 143 that allows rotation of the inner ring 140 in one direction and prevents rotation in the other direction between the zero ring and the outer ring 141 constitutes a reverse rotation prevention mechanism. Is also good.
  • a transmission 70 in which a clutch 145 is disposed as an anti-reverse mechanism between an input shaft 71 and an output shaft 73 of the transmission 70 is used.
  • the clutch 145 is disengaged by a drive emergency stop signal or a stop signal from a low-speed detector which is installed on the drive shaft and detects the rotation speed of the drive shaft, and the output shaft of the transmission 70 is disengaged.
  • the rotation may not be transmitted from the input shaft 71 to the input shaft 71 so that the internal combustion engine and the driving means 60 which also serves as a driving force may be prevented from reversing.
  • a force using an overflow mechanism 80 or the like in which water discharged from the discharge pipe 50 into the discharge tank 20 overflows is used. May be installed. In short, any mechanism may be used as long as it restricts the backflow of water pumped into the discharge tank into the discharge pipe.
  • the present invention is used in rainwater drainage pump stations and the like, and can omit the discharge valve and the check valve, thereby achieving low cost and reducing vibration and noise caused by water drop after the end of the pumping operation. And a method of controlling the operation of the pump.

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Abstract

　吐出弁や逆止弁を省略することができて低コスト化が図れると共に、揚水運転終了後の落水による振動、騒音を抑制できる揚水ポンプ装置及びその運転制御方法を提供する。揚水ポンプ装置は、　吸水槽（１０）と、吐出槽（２０）と、吸水槽（１０）内の水を吐出槽（２０）に揚水するポンプ（３０）及びポンプの吐出側に接続される吐出配管（５０）と、ポンプ（５０）を駆動する駆動手段（６０）と、吐出槽（２０）に揚水した水の吐出配管（５０）方向への逆流を規制する逆流規制機構（８０）と、揚水運転が終了した際に吐出配管（５０）から吸水槽（１０）に落水してくる水の落水流量を制御する落水流量制御手段（９０）を具備する。

Description

明 細 書
揚水ポンプ装置及びその運転制御方法
技術分野
[0001] 本発明は、雨水排水ポンプ場等に用いて好適な揚水ポンプ装置及びその運転制 御方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、都市の大深度利用が進み、雨水排水ポンプ場も地下深く設置される傾向に ある。この種の大深度排水ポンプ場に用いる揚水ポンプ装置は、ポンプ吐出側に吐 出弁と逆止弁とを設置しているものが標準的であった。図 1は、大深度排水ポンプ場 に用いる従来の揚水ポンプ装置を示す概略構成図である。図 1に示すように、従来 の揚水ポンプ装置は、ポンプ 300の吸水配管 301を吸水槽 310に接続し、ポンプ 30 0の吐出配管 303を吐出槽 330に接続し、前記ポンプ 300を変速機 (減速機） 350を 介して内燃機関からなる駆動機 370に接続して一般に構成されている。吐出配管 30 3には逆止弁 305と吐出弁 307とが設置されている。雨が降ると、前記駆動機 370を 駆動することでポンプ 300の運転を開始し、これによつて、吸水槽 310に流入した雨 水を吸水配管 301及び吐出配管 303を通して吐出槽 330に揚水する。
[0003] 前記揚水ポンプ装置において、吐出配管 303に吐出弁 307を設置しているのは以 下の理由（1)一（3)による。
(1)ポンプ停止時や保守点検時に、吐出配管 303内の水と該吐出配管 303の下流 側（吐出槽 330側）の水が逆流するのを防止する。
(2)吐出弁 307を締め切った状態でポンプ 300を起動させ、ポンプ 300の起動完了 後に吐出弁 307を徐々に開くことで急激な流量変動を抑制する。
(3)吐出弁 307の弁体開度を制御して流量を制御する。
[0004] またこの揚水ポンプ装置において、吐出配管 303に逆止弁 305を設置しているの は、ポンプ 300の運転後、吐出弁 307が開いた状態での非常停止時に吐出配管 30 3内の水と該吐出配管 303の下流側（吐出槽 330側）の水が逆流するのを防止する ためである。 [0005] 上述のような揚水ポンプ装置を用いた大深度排水ポンプ場の建設コストを低減する には、土木掘削量を低減することが効果的である。土木掘削量を低減するには、ボン プ場内に、ポンプ、バルブ及び配管をコンパクトに配置して機場平面スペースを縮小 化することが有効となる。特に、上記揚水ポンプ装置においては、吐出弁 307や逆止 弁 305等のバルブを削除してコンパクトィ匕することは、土木掘削量の低減に極めて効 果が大きい。
[0006] 図 2は、吐出弁と逆止弁の両方を省略して構成した、従来の他の揚水ポンプ装置を 示す概略構成図である。図 2において、図 1に示す揚水ポンプ装置と同一又は相当 部分には同一符号を付す。この揚水ポンプ装置において、図 1に示す揚水ポンプ装 置と相違する点は、吐出配管 303に逆止弁 305と吐出弁 307とを設置する代りに、 吐出配管 303にサイフォン配管部 303aを設け、サイフォン配管部 303aの頂部にサ ィフォン破壊弁 309を接続した点と、内燃機関力もなる駆動機 370の代りに、電動機 力もなる駆動機 370を用いた点である。
[0007] そしてポンプ 300停止時 (非常停止時を含む)や保守点検時は、サイフォン破壊弁 309を開き吐出配管 303のサイフォン配管部 303a内に大気を導入してサイフォンを 破壊し、これによつて、吐出配管 303内を水が逆流するのを防止する。この揚水ボン プ装置の場合、吐出配管 303内の残水が無拘束に落水することでポンプ 300が高 速に逆転する。内燃機関（ディーゼル機関、ガスタービン等）は大きな逆転は許容で きず、何らかの対策なしに内燃機関を逆転させてしまった場合は、逆転トルクにより機 器が損傷に至る。そこでこの揚水ポンプ装置においては、駆動機 370として、逆転に よる機械的問題のな 、電動機を用いて 、る。
[0008] しかしながら、駆動機として電動機を使用すると、電動機は、停電時の電力を確保 するため、別途自家発電設備を必要とするので、駆動機として内燃機関を使用した 場合に比べて、総合的な経済性力もコストアップになってしまうという問題があった。
[0009] またこの揚水ポンプ装置の場合、吐出配管 303内の落水を自然落下に任せ、ボン プ 300内の逆流を制御するようにして!/ヽな 、ので、ポンプ 300及び駆動機 370は無 拘束に逆転し、深度の深さが深いほど、即ち揚程が高くてエネルギーが大きいほど、 ポンプ 300や配管 301, 303、或いはポンプ 300を介した土木構造物そのものに与 える影響が過大となり、その影響は大きな振動という形で表出してしまうという問題が あった。そして前記影響が更に大きい場合、機器が損傷に至る場合もありうる。またポ ンプ 300や駆動機 370の逆転や、吐出配管 303内に逆流する際に機器力も発生す る騒音も過大で、不快感ゃ不安感を与える。
発明の開示
[0010] 本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐出弁や逆止弁を 省略して低コストィ匕が図れると共に、揚水運転終了後の落水による振動や騒音を抑 制できる揚水ポンプ装置及びその運転制御方法を提供することにある。
[0011] 上記目的を達成するため、本発明の揚水ポンプ装置は、吸水槽と、吐出槽と、前記 吸水槽内の水を前記吐出槽に揚水するポンプ及びポンプの吐出側に接続される吐 出配管と、前記ポンプを駆動する駆動手段と、前記吐出槽に揚水した水の前記吐出 配管方向への逆流を規制する逆流規制機構と、揚水運転が終了した際に前記吐出 配管から前記吸水槽に落水してくる水の落水流量を制御する落水流量制御手段とを 具備する。
[0012] 本発明によれば、吐出槽に揚水した水の吐出配管内への逆流を規制する逆流規 制機構を備えることで、吐出配管の途中に吐出弁や逆止弁等のバルブを設置するこ とが不要となり、コンパクトィ匕が図れ、土木掘削量を効果的に低減できる。これによつ て、揚水ポンプ装置を用いた大深度排水ポンプ場の建設コストを効果的に低減でき る。同時に、落水流量制御手段によって、吐出配管力 吸水槽に落水してくる水の落 水流量を制御することで、吐出配管内の水が自然落下で一気に落水することを防止 できる。このため、駆動手段として逆転が許容できない内燃機関を使用することがで きる。また深度が深くて揚程が高い揚水ポンプ装置であっても、落水がポンプ、吸水 配管または吐出配管、或いは土木構造物そのものに与える影響を少なくして、振動 や騒音を問題のない範囲に抑制することができる。
[0013] 前記逆流防止機構は、例えば、前記吐出槽内に設けた堰を有するオーバーフロー 機構、前記吐出配管の末端に設けた逆流防止弁、または前記吐出配管に設けたサ ィフォン配管部力 なる。
これにより、逆転防止機構の構造を簡単にすることができる。 [0014] 本発明の好ましい一態様において、前記落水流量制御手段は、前記ポンプの正回 転を維持しつつ該ポンプの回転速度を制御する。
これにより、ポンプの正回転で逆流する範囲の特性を利用して、吐出配管から吸水 槽に落水してくる水の落水流量を容易かつ確実に制御することができる。
[0015] 本発明の好まし ヽー態様にお!、て、揚水ポンプ装置は、前記ポンプをバイパスして 該ポンプの上流側と下流側とを接続するバイパス配管を更に有し、前記落水流量制 御手段は、前記バイパス配管を通過する落水流量を調整し、前記ポンプの正回転を 維持しつつ該ポンプの回転速度を制御する。
これにより、吐出配管内の水位の維持及び制御を、主にポンプの回転速度を制御 することで行いつつ、落水が主にバイパス配管内を通過するようにすることで、ポンプ の内部を逆流する落水の流量を減少させることができる。
[0016] 前記ポンプの回転速度を、落水が該ポンプ内を通過しないように制御することが好 ましい。
このように、落水がポンプ内を通過しないように、つまり落水の全水量がバイパス配 管を通過するようにすることで、ポンプ内を落水が逆流することを防止して、ポンプ内 を落水が逆流することによって振動が大きくなることを防止することができる。
[0017] 本発明の好ましい一態様において、前記ポンプとして、羽根車の翼角度を調整可 能な可動翼機構を備えたものを使用し、前記落水流量制御手段は、前記羽根車の 翼角度を調整する。
ポンプとして、羽根車の翼角度を調整可能な可動翼機構を備えたものを使用した 場合は、羽根車の翼角を制御することにより、ポンプの回転速度が一定の状態にお いても、揚程を低下させ、ポンプの回転速度を低下させた時と同じ効果を得て、落水 差を低減させることができる。
[0018] 本発明の好ましい一態様において、揚水ポンプ装置は、前記駆動手段が逆転する のを防止する逆転防止装置を更に有する。
例えば揚水ポンプ装置の非常停止時に、逆転防止装置を介して駆動手段が逆転 することを防止することで、駆動手段として、逆転を許容できない、ディーゼル機関や ガスター分等の、自家発電装置を別途必要としない内燃機関や、機関及び軸受けの 構造等の原因で逆転を許容できない電動機を使用することができる。
[0019] 本発明の揚水ポンプ装置の運転制御方法は、吸水槽内の水を、ポンプ及びポンプ の吐出側に接続される吐出配管によって吐出槽に揚水する揚水ポンプ装置の運転 制御方法において、前記揚水運転終了後に、前記ポンプの正回転を維持しつつ該 ポンプの回転速度を制御することで、前記吐出配管から前記吸水槽に落水する水の 落水流量を制御する。
これにより、揚水運転終了後に、ポンプの正回転を維持することで、容易に吐出配 管から吸水槽に落水する水の落水流量を制御することができる。
[0020] 前記揚水運転終了後に正回転させるポンプの回転速度を減少していくことで、前 記吐出配管内または前記吐出槽内の水の水位を低くしていくことが好ましい。
この場合、ポンプの回転速度を正転に維持しつつ制御し、落水完了後又は逆流に よるポンプ逆転の影響が小さくなつた段階でポンプを停止する。
[0021] 本発明の他の揚水ポンプ装置の運転制御方法は、吸水槽内の水を、ポンプ及び ポンプの吐出側に接続される吐出配管によって吐出槽に揚水する揚水ポンプ装置 の運転制御方法において、揚水運転終了後に前記ポンプの上流側と下流側とを接 続するバイパス配管を通じて前記吐出配管内の水を前記吸水槽に落水させると同時 に、前記ポンプの正回転を維持しつつ該ポンプの回転速度を制御する。
これにより、吐出配管内の水位の維持及び制御を、主にポンプの回転速度を制御 することで行いつつ、落水が主にバイパス配管内を通過するようにすることで、ポンプ 内部を逆流する落水の流量を減少させることができる。
[0022] 揚水運転終了後に正回転させるポンプの回転速度は、低下していく吐出配管内の 水位をその都度維持する回転速度であることが好ましい。
これにより、落水が主にバイパス配管内を通過するようにした状態で、吸水槽に落 水してくる水の落水流量を容易に制御することができる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]大深度排水ポンプ場に用いる従来の揚水ポンプ装置を示す概略構成図である [図 2]大深度排水ポンプ場に用いる従来の他の揚水ポンプ装置を示す概略構成図 である。
[図 3]本発明の実施の形態に力かる揚水ポンプ装置の揚水時 (ポンプ回転速度 NO) における全体概略構成図である。
[図 4A]図 3に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を NOから N1に減速した時の状 態を示す図である。
[図 4B]図 3に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N1から N2に減速した時の状 態を示す図である。
[図 5A]図 3に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N2から N3に減速した時の状 態を示す図である。
[図 5B]図 3に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N3からゼロに減速した時の 状態を示す図である。
[図 6]図 3に示す揚水ポンプ装置の運転制御方法をポンプ完全特性曲線上で示した 図である。
[図 7]図 3に示す揚水ポンプ装置の他の運転制御方法をポンプ完全特性曲線上で示 した図である。
[図 8]本発明の他の実施の形態に力かる揚水ポンプ装置の揚水時 (ポンプ回転速度 NO)における全体概略構成図である。
[図 9A]図 8に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を NOから N 1に減速した時の状 態を示す図である。
[図 9B]図 8に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N1から N2に減速した時の状 態を示す図である。
[図 10A]図 8に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N2から N3に減速した時の 状態を示す図である。
[図 10B]図 8に示す揚水ポンプ装置のポンプ回転速度を N3からゼロに減速した時の 状態を示す図である。
[図 11]本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置の全体概略構成図で める。
[図 12]複数のポンプを並列に設置して揚水するようにした例を示す平面図である。 [図 13]本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置の全体概略構成図で ある。
[図 14]本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置の全体概略構成図で ある。
[図 15]本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置の全体概略構成図で める。
[図 16]本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置の全体概略構成図で める。
[図 17A]本発明の揚水ポンプ装置に使用される翼角度を調整可能な可動翼機構を 備えた斜流ポンプの例を示す縦断面図である。
[図 17B]図 17Aの可動翼機構を取出して示す斜視図である
[図 18]本発明の揚水ポンプに使用される変速機 (減速機)の一例を示す概要図であ る。
[図 19]本発明の揚水ポンプに使用される変速機 (減速機)の他の例を示す概要図で める。
[図 20]本発明の揚水ポンプに使用される変速機 (減速機)の更に他の例を示す概要 図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図 3は、本発明の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-1の全体概略構成図であ る。
図 3に示す揚水ポンプ装置 1-1は、例えば、大深度排水ポンプ場に用いる揚水ポ ンプ装置であり、雨水等を集水する吸水槽 10と、吸水槽 10よりも高い位置に設置さ れる吐出槽 20と、吸水槽 10内の水を吐出槽 20に揚水するポンプ 30を備えている。 更に、揚水ポンプ装置 1-1は、ポンプ 30の吸込側と吸水槽 10との間を接続する吸水 配管 40と、ポンプ 30の吐出側と吐出槽 20との間を接続する吐出配管 50と、ポンプ 3 0を駆動する駆動手段 60と、駆動手段 60とポンプ 30の間に接続されて駆動手段 60 の駆動回転速度を変速 (減速)する変速機 (減速機) 70と、吐出配管 50の端部を接 続した吐出槽 20の下流側に設置されるオーバーフロー機構 80と、駆動手段 60 (ま たは、流体継手等の変速機能を有する変速機 70)の運転回転速度を制御する制御 装置 90を備えている。
[0025] ポンプ 30は、ケーシング内に設置された羽根車 31を備え、ケーシングから突出す るポンプ軸 33によって回転駆動されるように構成されている。ポンプ軸 33は、変速機 (減速機） 70に接続されている。変速機 70は、この例では、図 18に示すように、駆動 手段 60の出力軸 61に連結棒 62を介して接続される入力軸 71と、ポンプ軸 33 (図 3 参照）に連結棒 72を介して連結される出力軸 73を有している。この例では、変速機 7 0にブレーキ 130からなる逆転防止装置が設置されている。
[0026] このブレーキ (逆転防止手段） 130は、変速機 70のハウジング力も上方に突出する 出力軸 73の上端に固着したブレーキディスク 131と、このブレーキディスク 131の周 縁部に上下に位置して配置された一対のブレーキパッド 132を有している。そして、 例えば駆動機非常停止信号や駆動機軸に設置して該駆動機軸の回転速度を検出 する低速検出器からの停止信号により、ブレーキパッド 132を互いに近接する方向に 移動させ、ブレーキディスク 131の周縁部に圧接させて変速機 70の出力軸 73の回 転を停止させることで、駆動手段 60の逆転を防止するようになって 、る。
[0027] この例では、駆動手段 60の逆転を防止する逆転防止手段としてのブレーキ 130を 備えることで、駆動手段 60として、大きな逆転を許容できない、ディーゼル機関ゃガ スター分等の、自家発電装置を別途必要としない内燃機関を使用することができる。 駆動手段 60として、電動機を用いてもよぐこの場合、電動機の回転速度は、例えば 、 WVFや二次抵抗方式により制御される。また、駆動手段 60の逆転を防止する逆 転防止手段としてブレーキ 130を備えることによって、機関及び軸受けの構造等の原 因で逆転を許容できない電動機の使用が可能となる。
[0028] なお、羽根車 31として、翼角度を調整可能な可動翼機構を備えたものを使用しても 良ぐこの場合、羽根車の翼角を制御することにより、ポンプの回転速度が一定の状 態においても、揚程を低下させ、ポンプの回転速度を低下させた時と同じ効果を得て 、落水差を低減させることができる。
[0029] 吐出配管 50は、ポンプ 30から上方に伸びて吐出槽 20にその吐出口を上向きに開 放した状態で接続されている。なお吐出配管 50には、その途中に各種バルブ (仕切 り弁や逆止弁）は取り付けられて 、な 、。
[0030] 吐出槽 20の下流側には、前記吐出配管 50から吐出された水をオーバーフローさ せる堰 81を形成することでオーバーフロー機構 80が設置され、このオーバーフロー 機構 80によって、吐出槽 20に揚水した水の吐出配管 50内への逆流を規制する逆 流規制機構が構成されている。つまり、オーバーフロー機構 (逆流規制機構) 80は、 堰 81を越えて吐出先に吐出された水力 吐出先カも堰 81を超えて吐出槽 20内に逆 流し、更に吐出配管 50内に逆流するのを防止する。
[0031] 制御装置 90は、ポンプ 30を、その揚水時と非揚水時の両方において、所望の回 転速度で運転させるように駆動手段 60 (または、変速機 70が流体継手等の変速機 能を有する場合は変速機 70)の運転を制御する。この制御装置 90は、揚水終了後 に更にポンプ 30を正転駆動することで、吐出配管 50内を逆流しょうとする落水の流 量を制御する落水流量制御手段を兼ねている。また吐出配管 50の所定位置には、 吐出配管 50内の圧力を検出し水位 (差）に換算するための圧力検出器 55が設置さ れ、吐出配管 50内の圧力（水位)が前記制御装置 90に入力されるように構成されて いる。なお、この圧力検出器 55の代わりに、吐出槽 20または吐出配管 50内の水位と 吸水槽 10内の水位の検出する水位計をそれぞれ設置し、これらの水位を制御装置 90にそれぞれ入力するようにしてもよ!ヽ。
[0032] 次に上記構成の揚水ポンプ装置 1-1の運転制御方法を説明する。例えば雨が降る ことで吸水槽 10内の水位が所定の水位に達すると、図 3に示すように、制御装置 90 によって駆動手段 60が駆動され、ポンプ 30の羽根車 31が所望の回転速度 NOで回 転駆動される。これによつて、吸水槽 10内の水は、吸水配管 40、ポンプ 30、吐出配 管 50を通して吐出槽 20内に揚水される。吐出槽 20内に揚水された水は、堰 81をォ 一バーフローすることによって吐出先に排水されていく。
[0033] 吸水槽 10内の水位が所定の水位まで低下する等の理由によって、前記揚水運転 を終了する場合は、まず図 4Aに示すように、制御装置 90は、ポンプ 30の羽根車 31 の回転速度を NO (正転)から N1 (正転）に減少させ (N0>N1)、吐出配管 50内の水 の水位が、吐出配管 50の吐出口を満たす水位（吐出配管 50内の水位と吸水槽 10 の水位の水位差: HI)となるようにする。この実施の形態では、吐出配管 50の吐出 口の高さと堰 81の高さが一致しているので、吐出配管 50内の水位は、堰 81によって 吐出槽 20内に残された水の水位と同じ水位となる。言い換えれば、吐出配管 50内 の水位が吐出口を満たす水位と同じになるように、羽根車 31の回転速度を制御装置 90によって制御する。これによつて、吐出配管 50内で吐出側及び吸込側に向力つて 移動する水の流量 Q1は Q1 = ±0となる。
[0034] 吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が HIになったことを圧力検出 器 55が検出すると、図 4Bに示すように、制御装置 90はポンプ 30の羽根車 31の回 転速度を N1 (正転)から N2 (正転）に減少させ (N1 >N2)、これによつて、吐出配管 50内の水の水位を、吐出配管 50の吐出口よりも落水差 h2分だけ低下させ、この落 水差 h2分の水（総逆流容量 V2)を落水流量 Q2として吸水槽 10に逆流させる。これ によって、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内の水の水位との水位差は H2 (H 1 >H2)になる。このとき、逆流する総逆流容量 V2は、吐出配管 50内にある水の総 量に比べてかなり少ないので、落水流量 Q2は少なぐ例え正転しているポンプ 30内 を水が逆流しても問題は生じない。言い換えれば、正転しているポンプ 30内を水が 逆流しても問題ない落水流量 Q2となるように、ポンプ 30の羽根車 31の回転速度を 制御する。
[0035] 同様に、吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が H2になったことを圧 力検出器 55が検出すると、図 5Aに示すように、制御装置 90は、ポンプ 30の羽根車 31の回転速度を N2 (正転）から N3 (正転）に減少させ (N2>N3)、これによつて、吐 出配管 50内の水の水位を、さらに落水差 h3分だけ低下させ、落水差 h3分の水 (総 逆流容量 V3)を落水流量 Q3として吸水槽 10に逆流させる。これによつて、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内の水の水位との水位差は H3 (H2>H3)になる。こ のとき逆流する総逆流容量 V3は、吐出配管 50内にある水の総量に比べてかなり少 ないので、落水流量 Q3は少なぐたとえ正転しているポンプ 30内を水が逆流しても 問題は生じない。言い換えれば、正転しているポンプ 30内を無地が水が逆流しても 問題ない落水流量 Q3となるように、ポンプ 30の羽根車 31の回転速度を制御する。
[0036] そして、吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が H3になったことを圧 力検出器 55が検出すると、図 5Bに示すように、制御装置 90は、ポンプ 30の羽根車 31の回転を停止、または徐々に停止させ、これによつて、前記水位差 H3分の水を吸 水槽 10に逆流させる。これによつて、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内の水 の水位との水位差は 0になる。このとき落下する総逆流容量 V4はかなり少ないので、 落水流量 Q4は少なぐたとえ正転 (又は停止）しているポンプ 30内を水が逆流しても 問題は生じない。
[0037] 図 6は、前記制御方法をポンプ完全特性曲線上で示した図である。なお、図 6にお いて、実線は等水頭線を、破線は等トルク線をそれぞれ示し、数字は正規運転時の 値に対する百分率を示す。
[0038] まず揚水工程において、その運転点 aは、図 3に示すように、ポンプ回転速度 N = NO (100%) ,ポンプ排水量 D= 100%,ポンプ全揚程 H=H0 (100%)である。次 に揚水が終了して、ポンプ回転速度 N = N1,ポンプ排水量 D = 0%,ポンプ全揚程 H = H1になると運転点は bに移り、ポンプ 30は運転している力 吐出配管 50内の水 は正流も逆流もしなくなる。次にポンプ回転速度 N = N2,ポンプ排水量 D = 0%,ポ ンプ全揚程 H = H2になると運転点は cに移るが、その間に吐出配管 50内の水は一 部逆流し、総逆流容量 V=V2分の水が吸水槽 10に逆流 (逆流量 Q = Q2)する。次 にポンプ回転速度 N = N3,ポンプ排水量 D = 0%,ポンプ全揚程 H = H3になると運 転点は dに移る力 その間に吐出配管 50内の水は一部逆流し、総逆流容量 V=V3 分の水が吸水槽 10に逆流 (逆流量 Q = Q3)する。そしてポンプ回転速度 N=0,ポ ンプ排水量 D = 0%,ポンプ全揚程 H = 0になると運転点は eに移り、その間に吐出 配管 50内の残水は全て逆流し、総逆流容量 V=V4分の水が吸水槽 10に逆流 (逆 流量 Q = Q4)する。
[0039] 以上のように吐出配管 50内を落水する落水流量を制御すれば、ポンプ 30の羽根 車 31を逆転することなぐ即ち駆動手段 60を逆転することなぐこのポンプ 30内に水 を逆流させることができるので、駆動手段 60として大きな逆転が許容できない内燃機 関を使用することができる。また深度が深くて揚程が高い揚水ポンプ装置であっても 、落水がポンプ 30や吸水配管 40や吐出配管 50、或いはポンプ 30を介した土木構 造物そのものに与える影響を少なくでき、振動や騒音も小さくなる。 [0040] 上記制御方法では、吐出配管 50内の水位を複数の位置で停止しながら段階的に 低下していく段階制御を行ったが、その代わりに吐出配管 50内の水位を連続的に低 下させていく連続制御を行っても良い。この場合はポンプ 30の正転回転速度を、連 続して徐々に減少させて、吐出配管 50内の水位を徐々に連続して低下させてゆけ ばよい。図 7は、この連続制御方法をポンプ完全特性曲線上で示した図である。即ち まず揚水工程において、その運転点は aにある。そしてポンプ回転速度を、吐出配管 50内の落水流量が所定の流量で一定になるように、徐々に連続して減少させてゆき 、吐出配管 50内の落水が全て吸水槽 10に落水した段階でポンプ 30を停止する。
[0041] また上記実施の形態では、圧力検出器 55によって、吐出配管 50内の圧力を検出 して水位 (差）に変換し、その結果を制御装置 90に入力することで、水位 (差)と経過 時間（揚水運転終了時からの経過時間）に応じたポンプ回転速度を設定してポンプ を制御するようにしている。圧力検出器 55の代りに、ポンプ 30や吐出配管 50等に流 量検出器を設置し、ポンプ 30や吐出配管 50等の内部を流れる落水流量を直接検出 し、この落水流量と経過時間に応じたポンプ回転速度を設定してポンプを制御するよ うにしても良い。さらにこれら検出器を何ら設置することなぐ予め経過時間とポンプ 回転速度の関係を設定しておき、揚水運転終了時から前記予め設定した経過時間 に相当する回転速度となるポンプを制御しても良 、。
[0042] 図 8は、本発明の他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-2の全体概略構成図 である。図 8に示す揚水ポンプ装置 1-2において、前記揚水ポンプ装置 1-1と同一 部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚水ポンプ装置 1-2に おいて、前記揚水ポンプ装置 1-1と相違する点は、ポンプ 30をバイパスしてポンプ 3 0の上流側（吸水槽 10)と下流側（吐出配管 50)とを接続するバイパス配管 100と、バ ィパス配管 100を通過する落水流量を調整する落水流量調整弁 110とを設置した点 にある。落水流量調整弁 110の開閉制御は、制御装置 90によって行う。
[0043] 次に、この揚水ポンプ装置 1-2の運転制御方法を説明する。通常、落水流量調整 弁 110は閉になっている。そして、例えば雨が降ることで吸水槽 10内の水位が所定 の水位に達すると、図 8に示すように、制御装置 90によって駆動手段 60が駆動され 、ポンプ 30の羽根車 31が所望の回転速度 NOで回転駆動され、これによつて吸水槽 10内の水は、吸水配管 40、ポンプ 30、吐出配管 50を通して吐出槽 20内に揚水さ れる。吐出槽 20内に揚水された水は、堰 81をオーバーフローすることによって吐出 先に排水されていく。
[0044] 吸水槽 10内の水位が所定の水位まで低下する等の理由によって、前記揚水運転 を終了する場合は、まず図 9Aに示すように、制御装置 90によって落水流量調整弁 1 10を所定の開度だけ開くことでバイパス配管 100を通して吐出配管 50内の水を吸水 槽 10に落水させ、同時に制御装置 90によってポンプ 30の羽根車 31の回転速度を NO (正転)から N1 (正転）に減少させることで (NO >N1)、吐出配管 50内の水の水 位を吐出配管 50の吐出口を満たす水位 (水位差 HI)と同じにする。言い換えれば、 吐出配管 50内の水位が吐出口を満たす水位となるように、バイパス配管 100から水 を落水させると同時に、羽根車 31の回転速度を制御装置 90によって制御する。
[0045] 吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が HIになったことを圧力検出 器 55が検出すると、図 9Bに示すように、制御装置 90は落水流量調整弁 110の開度 を所定の落水流量となるように調整し、同時にポンプ 30の羽根車 31の回転速度を N 1 (正転)からN2 (正転）に減少させる（N1 >N2)。これによつて、吐出配管 50内の水 の水位を、吐出配管 50の吐出口よりも落水差 h2分だけ低下させ、この落水差 h2分 の水（総逆流容量 V2)を落水流量 Q2としてバイパス配管 100を通して吸水槽 10に 逆流させる。これによつて、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内の水の水位との 水位差は H2 (HI >H2)になる。
[0046] 同様に、吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が H2になったことを圧 力検出器 55が検出すると、図 10Aに示すように、制御装置 90は落水流量調整弁 11 0の開度を所定の落水流量となるように調整し、同時にポンプ 30の羽根車 31の回転 速度を N2 (正転)から N3 (正転）に減少させる (N2>N3)。これによつて、吐出配管 50内の水の水位を、さらに落水差 h3分だけ低下させ、この落水差 h3分の水（総逆 流容量 V3)を落水流量 Q3としてノ ィパス配管 100を通して吸水槽 10に逆流させる。 これによつて、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内の水の水位との水位差は H 3 (H2 >H3)になる。
[0047] そして、吐出配管 50内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が H3になったことを圧 力検出器 55が検出すると、図 10Bに示すように、制御装置 90は落水流量調整弁 11 0の開度を所定の落水流量となるように調整し、同時にポンプ 30の羽根車 31の回転 を徐々に停止させ、これによつて、前記水位差 H3分の水をバイパス配管 100を通し て吸水槽 10に逆流させる。これによつて、吐出配管 50内の水の水位と吸水槽 10内 の水の水位との水位差は 0になる。その後落水流量調整弁 110を閉じる。
[0048] 上記制御方法をポンプ完全特性曲線上で示すと、前記図 6と同じになるので、その 詳細な説明は省略する。また上記制御方法では、吐出配管 50内の水位が複数の位 置で停止しながら段階的に低下していく段階制御を行ったが、その代わりに吐出配 管 50内の水位が連続的に低下していく連続制御を行っても良い。この場合は、落水 流量調整弁 110の開度を所定の落水流量となるように連続して調整し、同時にボン プ 30の正転回転速度を連続して徐々に減少させてゆくことで、吐出配管 50内の水 位を徐々に連続して低下させてゆけばよい。この制御方法をポンプ完全特性曲線上 で示すと、前記図 7と同じになるので、その詳細な説明は省略する。
[0049] 以上のように吐出配管 50内を落水する落水流量を制御すれば、ポンプ 30内を水 が逆流することはなぐ従って駆動手段 60が逆転することはなぐ駆動手段 60として 大きな逆転が許容できない内燃機関を使用することができる。また深度が深くて揚程 が高い揚水ポンプ装置であっても、落水時のエネルギーによって、ポンプ 30や吸水 配管 40や吐出配管 50、或いはポンプ 30を介した土木構造物そのものに与えられる 影響は少なぐこれによつて振動や騒音も小さくなる。
[0050] なお、上記の例では、落水の全流量がバイパス配管 100を通って吸水槽 10に逆流 し、ポンプ 30内を水が逆流しないようにして、ポンプ 30内を水が逆流することによつ て振動が大きくなることを防止するようにした例を示して 、る。落水が主にバイノ ス配 管 100内を流れ、流水の一部がポンプ 30の内部を、振動やキヤビテーシヨンの発生 量が運転に支障のない流量で逆流するようにしてもよいことは勿論である。
[0051] 図 11は、本発明の更に他の実施の形態に力かる揚水ポンプ装置 1-3を示す全体 概略構成図である。図 11に示す揚水ポンプ装置 1-3において、前記揚水ポンプ装 置ト 1と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚水ボン プ装置 1-3において、前記揚水ポンプ装置 1-1と相違する点は、逆流規制機構とし て、オーバーフロー機構 80を用いる代わりに、吐出配管 50の末端にフラップ弁から なる逆流防止弁 83を設けることで、吐出槽 20に揚水した水の吐出配管 50内への逆 流を規制した点である。この場合、逆流防止弁 (逆流規制機構) 83を閉じた状態で吐 出配管 50内の水を落水するのに必要な空気を導入する空気導入管 85を吐出配管 50の端部近傍に取り付けている。逆流規制機構をこのように構成しても、ポンプ停止 時に逆流防止弁 83が閉じることで吐出槽 20に揚水した水の吐出配管 50内への逆 流が防止できる。このように、逆流防止弁 (逆流規制機構) 83を吐出配管 50の端部 に設けることで、フラップ弁等、構造が簡単でコストの安価な弁を用いることができる。
[0052] 図 12は、複数（図示では 3台）のポンプ 30 (図 3等参照）を並列に設置して揚水する ようにした例を示す。この例では、各ポンプ 30に接続される吐出配管 50から吐出槽 2 0内に揚水し、この各吐出槽 20内に揚水された水が各堰 81をオーバーフローして吐 出先に吐出される。そして、矩形状の各吐出槽 20の各堰 81を除く 3つの側壁 82の 高さは、堰 81の高さより高く設定され、各吐出槽 20内に揚水された水は、側壁 82を オーバーフローすることなぐ各堰 81のみをオーバーフローするようになっている。
[0053] これにより、例えば 1台のポンプ 30を停止した時に、この停止したポンプ 30によって 揚水された水が流入する吐出槽 20内に、運転中のポンプ 30によって揚水されて吐 出槽 20内に流入した水力 側壁 82をオーバーフローして流入して、運転を停止した ポンプ 30に接続された吐出配管 50内に逆流することを防止することができる。
[0054] 図 13は、本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-4を示す全体 概略構成図である。図 13に示す揚水ポンプ装置 1-4において、前記揚水ポンプ装 置ト 1と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚水ボン プ装置 1-4において、前記揚水ポンプ装置 1-1と相違する点は、逆流規制機構とし て、オーバーフロー機構 80を用いる代わりに、吐出配管 50の途中に、上方に U字状 に突出するサイフォン配管部 50aを設けるとともに、サイフォン配管部 50aの頂部に サイフォン破壊弁 56を設置したものを使用して、吐出槽 20に揚水した水の吐出配管 50内への逆流を規制した点である。
[0055] この例にあっては、揚水運転が終了した時に、サイフォン破壊弁 56を開き吐出配 管 50のサイフォン配管部 50a内に大気を導入してサイフォンを破壊し、これによつて 、吐出槽 20に揚水した水の吐出配管 50内への逆流を防止する。そして、前述の各 例と同様に、ポンプ 30の回転速度を低下させて、吐出配管 50内の水を吸水槽 10に 逆流させ、これによつて、吐出配管 50内の残水が無拘束に落下するの防止して、駆 動手段 60として、内燃機関 (ディーゼル機関、ガスタービン等)を用いることができる
[0056] 図 14は、本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-5を示す全体 概略構成図である。図 14に示す揚水ポンプ装置 1-5において、前記揚水ポンプ装 置ト 1と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚水ボン プ装置 1-5において、前記揚水ポンプ装置 1-1と相違する点は、吐出配管 50内の圧 力を検出して水位 (差）に検出する圧力検出器 55の代わりに、吐出配管 50内を逆流 する流量を検出する、例えば超音波流量計力もなる流量計 58を吐出配管 50の下部 に設け、この流量計 58で検出した流量を基に、吐出配管 50及びポンプ 30を通って 吸水槽 10内に逆流する流量を制御するようにした点にある。
[0057] すなわち、この例によれば、揚程運転終了後、先ず吐出配管 50内を吸水槽 10に 向かって流れる流量 (逆流量）が Q5となるまで、制御装置 90はポンプ 30の羽根車 3 1の回転速度 Nを NO (正転）から徐々に減少させる。この逆流量 Q5は、ポンプ 30内 を水が通過しても振動やキヤビテーシヨンの発生量が運転に支障のない流量とする。 そして、吐出槽 20または吐出配管 50の水がポンプ 30内を逆流すると、吐出槽 20ま たは吐出配管 50内の水位が低下する力 逆流量 Q5が常に一定になるよう、水位の 低下とともにポンプ 30の羽根車 31の回転速度を低下させる。逆流量がゼロ、すなわ ち吐出配管 50内の水が全て吸水槽 10に逆流したときにポンプ 30を停止させる。
[0058] 図 15は、本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-6を示す全体 概略構成図である。図 15に示す揚水ポンプ装置 1-6において、前記揚水ポンプ装 置ト 1と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚水ボン プ装置 1-6において、前記揚水ポンプ装置 1-1と相違する点は、ポンプ 30として、略 軸方向に沿って延びる羽根車 31を有する、いわゆる斜流 ·軸流ポンプを使用し、この ポンプ (斜流ポンプ） 30の回転に伴って揚水された水力 鉛直方向に延び直角に屈 曲する吐出配管 50を通って、吐出槽 20の底部に設けたピット 20aの側部カも該吐出 槽 20の内部に流入するようにした点である。更に、この例にあっては、吸水槽 10内 の水位を検出する水位計 120と、吐出槽 20のピット 20a内の水位を検出する水位計 121が備えられ、これらの水位計 120, 121からの信号が制御装置 90に入力されて 、吐出槽 20のピット 20a内の水位と吸水槽 10の水位の水位差が検出されるようにな つている。
[0059] この実施の形態の揚水ポンプ装置 1 6にあっては、揚水運転終了後に、ポンプ 30 の羽根車 31の回転速度 NOを減少させて、吐出槽 20のピット 20a内の水位が低下す るようにする。
[0060] 図 16は、本発明の更に他の実施の形態にカゝかる揚水ポンプ装置 1-7を示す全体 概略構成図である。図 16に示す揚水ポンプ装置 1-7において、図 15に示す揚水ポ ンプ装置卜 6と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この揚 水ポンプ装置 1-7において、前記揚水ポンプ装置 1-6と相違する点は、このポンプ（ 斜流ポンプ） 30の回転に伴って揚水された水力 鉛直方向に延び直角に屈曲した 後、更に上方に延びる吐出配管 50を通って、吐出槽 20の底部に設けたピット 20aの 底部から該吐出槽 20の内部に流入するようにした点である。
[0061] この実施の形態の揚水ポンプ装置 1—7にあっては、吐出槽 20のピット 20a底部に 堆積した土砂を、吐出配管 50を通過させて吸水槽 10に逆流させ、これによつて、吐 出配管 50が土砂で閉塞されることを防止することができる。
[0062] なお、例えば、図 15に及び図 16に示す実施の形態におけるポンプ (斜流ポンプ） 3 0として、図 17A及び 17Bに示すように、例えば、サーボモータ 151と、このサーボモ ータ 151の回転に伴って上下動するテンションロッド 152と、このテンションロッド 152 の下端に連結したクロスヘッド 153を備え、クロスヘッド 153の回転によって、羽根車 31の翼角度が調整できるようにしたものを使用してもよい。この場合、羽根車 31の翼 角を制御することにより、ポンプ 30の回転速度が一定の状態においても、揚程を低 下させ、ポンプ 30の回転速度を低下させた時と同じ効果を得て、落水差を低減させ ることがでさる。
[0063] 上記各実施の形態おいては、変速機 70として、図 18に示すように、逆転防止機構 としてのブレーキ 130を備えたものを使用している。逆転防止機構として、このブレー キの代わりに、図 19に示すように、変速機 70の出力軸 73に固定される内輪 140と、 この内輪 140の周囲を囲繞する位置に固定して配置される外輪 141と、この内輪 14 0と外輪 141との間に内輪 140の一方向への回転を許容し、他方向への回転を阻止 するスプラグ 143を配置したスプラグクラッチ 144等の一方向クラッチで逆転防止機 構を構成してもよい。この場合、ポンプ 30が逆転しょうとすると、変速機 70の出力軸 7 3がスプラグクラッチ 144等の一方向クラッチでロックされて回転を停止し、これによつ て、内燃機関や原動機力もなる駆動手段 60の逆転が防止される。
[0064] また、図 20に示すように、変速機 70として、変速機 70の入力軸 71と出力軸 73との 間に、逆転防止機構としてクラッチ 145を配置してものを使用し、前述のブレーキの 場合と同様に、例えば駆動機非常停止信号や駆動機軸に設置して該駆動機軸の回 転速度を検出する低速検出器からの停止信号により、クラッチ 145を切り、変速機 70 の出力軸 73から入力軸 71に回転が伝わらな 、ようにして、内燃機関や原動機力もな る駆動手段 60の逆転を防止するようにしてもょ 、。
[0065] 以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの ではなぐ特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内に ぉ 、て種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がな 、何れの形 状や構造であっても、本願発明の作用'効果を奏する以上、本願発明の技術的思想 の範囲内である。例えば、上記実施の形態では駆動手段 60として内燃機関を用い たが、その代わりに電動機等、他の駆動手段を用いても良い。
[0066] また上記実施の形態では、逆流規制機構として、吐出配管 50から吐出槽 20内に 吐出された水がオーバーフローするオーバーフロー機構 80等を用いた力 これら以 外の各種構造の逆流規制機構を設置しても良い。要は、吐出槽内に揚水した水の 吐出配管内へのへの逆流を規制する機構であればどのような機構であってもよい。 産業上の利用の可能性
[0067] 本発明は、雨水排水ポンプ場等に使用され、吐出弁や逆止弁を省略することがで きて低コストィ匕が図れると共に、揚水運転終了後の落水による振動、騒音を抑制でき る揚水ポンプ装置及びその運転制御方法に関する。

Claims

請求の範囲
[1] 吸水槽と、
吐出槽と、
前記吸水槽内の水を前記吐出槽に揚水するポンプ及びポンプの吐出側に接続さ れる吐出配管と、
前記ポンプを駆動する駆動手段と、
前記吐出槽に揚水した水の前記吐出配管方向への逆流を規制する逆流規制機構 と、
揚水運転が終了した際に前記吐出配管から前記吸水槽に落水してくる水の落水 流量を制御する落水流量制御手段とを具備することを特徴とする揚水ポンプ装置。
[2] 前記逆流規制機構は、前記吐出槽内に設けた堰を有するオーバーフロー機構か らなることを特徴とする請求項 1に記載の揚水ポンプ装置。
[3] 前記逆流規制機構は、前記吐出配管の末端に設けた逆流防止弁からなることを特 徴とする請求項 1に記載の揚水ポンプ装置。
[4] 前記逆流規制機構は、前記吐出配管に設けたサイフォン配管部力 なることを特 徴とする請求項 1に記載の揚水ポンプ装置。
[5] 前記落水流量制御手段は、前記ポンプの正回転を維持しつつ該ポンプの回転速 度を制御することを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の揚水ポンプ装置。
[6] 前記ポンプをバイパスして該ポンプの上流側と下流側とを接続するバイパス配管を 更に ¾し、
前記落水流量制御手段は、前記バイパス配管を通過する落水流量を調整し、前記 ポンプの正回転を維持しつつ該ポンプの回転速度を制御することを特徴とする請求 項 1乃至 4のいずれかに記載の揚水ポンプ装置。
[7] 前記ポンプの回転速度を、落水が該ポンプ内を通過しないように制御することを特 徴とする請求項 6に記載の揚水ポンプ装置。
[8] 前記ポンプとして、羽根車の翼角度を調整可能な可動翼機構を備えたものを使用 し、前記落水流量制御手段は、前記羽根車の翼角度を調整することを特徴とする請 求項 1乃至 4のいずれかに記載の揚水ポンプ装置。
[9] 前記駆動手段が逆転するのを防止する逆転防止装置を更に有することを特徴とす る請求項 1乃至 8のいずれかに記載の揚水ポンプ装置。
[10] 吸水槽内の水を、ポンプ及びポンプの吐出側に接続される吐出配管によって吐出 槽に揚水する揚水ポンプ装置の運転制御方法において、
前記揚水運転終了後に、前記ポンプの正回転を維持しつつ該ポンプの回転速度 を制御することで、前記吐出配管力 前記吸水槽に落水する水の落水流量を制御 することを特徴とする揚水ポンプ装置の運転制御方法。
[11] 前記揚水運転終了後に正回転させるポンプの回転速度を減少していくことで、前 記吐出配管内または前記吐出槽内の水の水位を低くしていくことを特徴とする請求 項 10に記載の揚水ポンプ装置の運転制御方法。
[12] 吸水槽内の水を、ポンプ及びポンプの吐出側に接続される吐出配管によって吐出 槽に揚水する揚水ポンプ装置の運転制御方法において、
揚水運転終了後に前記ポンプの上流側と下流側とを接続するバイパス配管を通じ て前記吐出配管内の水を前記吸水槽に落水させると同時に、前記ポンプの正回転 を維持しつつ該ポンプの回転速度を制御することを特徴とする揚水ポンプ装置の運 転制御方法。
[13] 前記ポンプの回転速度を、落水が該ポンプ内を通過しないように制御することを特 徴とする請求項 12に記載の揚水ポンプ装置の運転制御方法。
[14] 前記揚水運転終了後に正回転させるポンプの回転速度は、低下していく吐出配管 内の水位をその都度維持する回転速度であることを特徴とする請求項 13に記載の 揚水ポンプ装置の運転制御方法。
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