(57)【要約】【課題】  低コストで渦流の発生を抑制可能なポンプを提供すること。【解決手段】  回転駆動される羽根車１２を内部に備え下端に水の吸込口２ａを有すると共に上端側に吐出管３が接続された筒状のケーシング２と、吸込口に設けられた渦流抑制部材４とを備え、渦流抑制部材４が、回転軸を有し吸込口に吸い込まれる水流によって回転可能な回転板４ａを備えている。渦流抑制部材は、ケーシングの軸線方向に延在した回転軸を有していると共に回転軸から半径方向外方に延在した複数の上記回転板を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される羽根車を内部に備え下端に水の吸込口を有すると共に上端側に吐出管が接続された筒状のケーシングと、
前記吸込口に設けられた渦流抑制部材とを備え、
前記渦流抑制部材が、回転軸を有し前記吸込口に吸い込まれる水流によって回転可能な回転板を備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプにおいて、
前記渦流抑制部材が、前記ケーシングの軸線方向に延在した前記回転軸を有していると共に前記回転軸から半径方向外方に延在した複数の前記回転板を備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のポンプにおいて、
前記渦流抑制部材が、前記ケーシングの下端に固定され前記回転軸の上部を回転可能に支持する上部支持部材と、
前記回転軸の下部を回転可能に支持する下部支持部材と、
前記回転板よりも半径方向外側で前記上部支持部材と前記下部支持部材とを上下端で連結すると共に互いに周方向に間隔を空けて配された複数の連結棒とを備えていることを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプにおいて、
前記回転板が、前記ケーシングの軸線方向に延在した前記回転軸を有していると共に回転半径が前記吸込口の半径と略同一に設定されていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸込水槽等の水を汲み上げる際に渦流の発生を抑制することができるポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川などに接続される吸込水槽等の水をポンプで汲み上げる際に、吸込水槽内に渦流が生じる場合がある。特に、排水に伴い水位が下がると、水面から空気を吸い込んだ渦流（空気吸込渦）が生じて、この渦流がポンプに引き込まれる場合がある。このような空気吸込渦により、ポンプ内に空気が吸い込まれてしまうと、水流の密度が変化してバランスが崩れ、ポンプに振動等を発生させる原因となると共にポンプ効率が低下してしまう。
【０００３】
この渦流対策として、例えば特許文献１には、吸込水槽の底であってポンプの直下に底面から突出した渦流抑制部を設けた渦流抑制装置が記載されている。
また、特許文献２には、ポンプに対向配置され、吸込水槽に水面の上方から下方に向かって延びた板状の渦防止部材を複数設けたポンプ吸水槽が記載されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、バッフル側板とバッフル底板とを有した渦防止装置をベルマウスの上流側に備えている立軸ポンプが記載されている。この立軸ポンプでは、水流が渦防止装置に当たって剥離することによる渦の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−３１８９４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１３４１４２号公報
【特許文献３】特許第６４２６９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術において、以下の課題が残されている。
従来の特許文献１及び２に記載の技術では、吸込水槽自体に渦流対策用の設備を設ける土木工事が必要になり、大掛かりで設備コストが増大してしまう問題があった。
また、上記特許文献３では、水中渦対策として、ベルマウスの上流側に渦防止装置を備えているが、十字状に分けられたバッフル側板とバッフル底板とによる渦防止装置内のそれぞれの部屋で、旋回流れが発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、低コストで渦流の発生を抑制可能なポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るポンプは、回転駆動される羽根車を内部に備え下端に水の吸込口を有すると共に上端側に吐出管が接続された筒状のケーシングと、前記吸込口に設けられた渦流抑制部材とを備え、前記渦流抑制部材が、回転軸を有し前記吸込口に吸い込まれる水流によって回転可能な回転板を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このポンプでは、渦流抑制部材が、回転軸を有し吸込口に吸い込まれる水流によって回転可能な回転板を備えているので、吸込口に水が吸い込まれる際に、水流によって回転板が回転して水流のエネルギーを消費すると共に水流が乱れることで、渦流の発生を抑制することができる。特に、水中渦の場合など、渦流抑制部材の回転板が回転運動をしていることで旋回流れを乱すため、渦流抑制部材内での旋回流れの発生も防止することができる。また、渦流抑制部材内で旋回流れが発生しても、旋回流れが回転板を回転させることで、旋回流れのエネルギーを消耗させることができる。
【００１０】
第２の発明に係るポンプは、第１の発明において、前記渦流抑制部材が、前記ケーシングの軸線方向に延在した前記回転軸を有していると共に前記回転軸から半径方向外方に延在した複数の前記回転板を備えていることを特徴とする。
すなわち、このポンプでは、渦流抑制部材が、ケーシングの軸線方向に延在した回転軸を有していると共に回転軸から半径方向外方に延在した複数の回転板を備えているので、ケーシングの側方から吸込口に吸い込まれる水流が、複数の回転板を押し回すことで、効率的に水流のエネルギーを消耗させて、渦流の発生をより抑制することができる。また、回転板の回転軸とケーシングの軸線方向とが一致しているので、回転する回転板の振動がケーシングに影響を与え難い。
【００１１】
第３の発明に係るポンプは、第１又は第２の発明において、前記渦流抑制部材が、前記ケーシングの下端に固定され前記回転軸の上部を回転可能に支持する上部支持部材と、前記回転軸の下部を回転可能に支持する下部支持部材と、前記回転板よりも半径方向外側で前記上部支持部材と前記下部支持部材とを上下端で連結すると共に互いに周方向に間隔を空けて配された複数の連結棒とを備えていることを特徴とする。
すなわち、このポンプでは、渦流抑制部材が、上部支持部材と下部支持部材とを上下端で連結すると共に互いに周方向に間隔を空けて配された複数の連結棒を備えているので、連結棒で上部支持部材と下部支持部材とを支持することができると共に、側方からの水流が複数の連結棒の間から渦流抑制部材内に入り込んで回転板を回転させることができる。
【００１２】
第４の発明に係るポンプは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、前記回転板が、前記ケーシングの軸線方向に延在した前記回転軸を有していると共に回転半径が前記吸込口の半径と略同一に設定されていることを特徴とする。
すなわち、このポンプでは、回転板の回転半径が吸込口の半径と略同一に設定されているので、回転板が吸込口全体を覆うように回転することで、吸込口に吸い込まれる水流全体を乱すことができ、さらに渦流の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明のポンプによれば、渦流抑制部材が、回転軸を有し吸込口に吸い込まれる水流によって回転可能な回転板を備えているので、回転する回転板によって渦流の発生を抑制することができる。
したがって、本発明のポンプでは、土木工事が不要で低コストで、渦流による振動の発生等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るポンプの一実施形態において、吸込水槽に設置されたポンプを、吸込水槽を破断して示す側面図である。
【図２】本実施形態において、渦流抑制部材を示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】本実施形態において、要部の縦断面図である。
【図５】本実施形態の他の例において、吸込水槽に設置されたポンプを、吸込水槽を破断して示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明におけるポンプの一実施形態を、図１から図４に基づいて説明する。
【００１６】
本実施形態におけるポンプ１は、いわゆる立軸ポンプであって、図１及び図２に示すように、吸込水槽１０に設置されており、回転駆動される羽根車１２を内部に備え下端に水の吸込口２ａを有すると共に上端側に吐出管３が接続された筒状のケーシング２と、吸込口２ａに設けられた渦流抑制部材４とを備えている。
本実施形態の渦流抑制部材４は、吸込口２ａの下端、すなわちケーシング２の下端に取り付けられている。
【００１７】
上記渦流抑制部材４は、図２及び図３に示すように、回転軸４ｂを有し吸込口２ａに吸い込まれる水流によって回転可能な回転板４ａを備えている。
すなわち、渦流抑制部材４は、ケーシング２の軸線方向（上下方向）に延在した上記回転軸４ｂを有していると共に回転軸４ｂから半径方向外方に延在した複数の回転板４ａを備えている。
本実施形態の渦流抑制部材４では、互いに９０°間隔で放射状に配された４枚の回転板４ａを備えている。
【００１８】
渦流抑制部材４は、ケーシング２の下端に固定され回転軸４ｂの上部を回転可能に支持する上部支持部材４ｃと、回転軸４ｂの下部を回転可能に支持する下部支持部材４ｄと、回転板４ａよりも半径方向外側で上部支持部材４ｃと下部支持部材４ｄとを上下端で連結すると共に互いに周方向に間隔を空けて配された複数の連結棒４ｅとを備えている。
上記上部支持部材４ｃは、ケーシング２の下端にボルト等で固定されている。
【００１９】
上部支持部材４ｃ及び下部支持部材４ｄは、図２から図４に示すように、中央で回転軸４ｂを回転可能に支持する軸受部４ｆと、軸受部４ｆから半径方向の四方に延在する十字形状部４ｇと、十字形状部４ｇの各先端が固定された円環状部４ｈとを備えている。
４本の上記連結棒４ｅは、上下の円環状部４ｈにおける十字形状部４ｇの先端近傍で上下に延在して上部支持部材４ｃと下部支持部材４ｄとを連結している。
【００２０】
回転板４ａは、図１及び図４に示すように、ケーシング２の軸線方向に延在した回転軸４ｂを有していると共に回転半径が吸込口２ａの半径と略同一に設定されている。
なお、上記「略同一」とは、回転板４ａの回転半径が、吸込口２ａの半径と同一である場合だけでなく、例えば吸込口２ａの半径に対して９０〜１１０％の範囲内である場合も含むものである。
各回転板４ａは、両主面がケーシング２の軸線方向に沿って配され、それぞれ矩形状平板に形成されている。
【００２１】
上記吸込水槽１０は、雨水等の水を貯留しており、図１に示すように、水の流入方向に対して下流側を閉塞する端壁１０ｂを備えている。
また、吸込水槽１０の上方は、据付床１０ｃで覆われており、ポンプ１は、吸込床１０ｃに開けられた据付孔１０ｅに取り付けられたポンプベース（ベースプレート）１０ｄにケーシング２上部のフランジ部２ｂが固定されて吊り下げ設置されている。
また、本実施形態のポンプ１は、端壁１０ｂの近傍に設置されていると共に、吸込水槽１０の底面１０ａから上方に離間した位置に吸込口２ａを配して設置されている。
【００２２】
このように本実施形態のポンプ１では、渦流抑制部材４が、回転軸４ｂを有し吸込口２ａに吸い込まれる水流によって回転可能な回転板４ａを備えているので、吸込口２ａに水が吸い込まれる際に、水流によって回転板４ａが回転して水流のエネルギーを消費すると共に水流が乱れることで、渦流の発生を抑制することができる。特に、水中渦の場合など、渦流抑制部材４の回転板４ａが回転運動をしていることで旋回流れを乱すため、渦流抑制部材４内での旋回流れの発生も防止することができる。また、渦流抑制部材４内で旋回流れが発生しても、旋回流れが回転板４ａを回転させることで、旋回流れのエネルギーを消耗させることができる。
【００２３】
また、渦流抑制部材４が、ケーシング２の軸線方向に延在した回転軸４ｂを有していると共に回転軸４ｂから半径方向外方に延在した複数の回転板４ａを備えているので、ケーシング２の側方から吸込口２ａに吸い込まれる水流が、複数の回転板４ａを押し回すことで、効率的に水流のエネルギーを消耗させて、渦流の発生をより抑制することができる。また、回転板４ａの回転軸４ｂとケーシング２の軸線方向とが一致しているので、回転する回転板４ａの振動がケーシング２に影響を与え難い。
【００２４】
また、渦流抑制部材４が、上部支持部材４ｃと下部支持部材４ｄとを上下端で連結すると共に互いに周方向に間隔を空けて配された複数の連結棒４ｅを備えているので、連結棒４ｅで上部支持部材４ｃと下部支持部材４ｄとを支持することができると共に、側方からの水流が複数の連結棒４ｅの間から渦流抑制部材４内に入り込んで回転板４ａを回転させることができる。
さらに、回転板４ａの回転半径が、吸込口２ａの半径と略同一に設定されているので、回転板４ａが吸込口２ａ全体を覆うように回転することで、吸込口２ａに吸い込まれる水流全体を乱すことができ、さらに渦流の発生を抑制することができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２６】
例えば、上記実施形態では、渦流抑制部材が４枚の回転板を備えているが、４枚以外の回転板を備えた渦流抑制部材を採用しても構わない。
また、上記実施形態では、矩形状平板の回転板を採用しているが、他の形状の回転板を採用しても構わない。例えば、一般的なスクリューのように湾曲した形状の回転板を採用しても構わない。
また、上述したように、回転板の回転軸をケーシングの軸線方向に合わせることが好ましいが、必要に応じて回転板の回転軸をケーシングの軸線方向に対して傾けても構わない。
【００２７】
さらに、上記実施形態のポンプ１は立軸ポンプであるが、図５に示すように、上記実施形態の他の例として、本発明を横軸ポンプのポンプ２１に適用しても構わない。すなわち、立軸ポンプのポンプ１では、羽根車１２がケーシング２の下部に配され羽根車１２の回転軸１２ａが垂直方向に延在しているのに対し、横軸ポンプのポンプ２１では、羽根車２２がケーシング２の上部（吐出管３を含む）内に配され及び羽根車２２の回転軸２２ａが水平方向に延在している。
【符号の説明】
【００２８】
１，２１…ポンプ、２…ケーシング、２ａ…吸込口、３…吐出管、４…渦流抑制部材、４ａ…回転板、４ｂ…回転板の回転軸、４ｃ…上部支持部材、４ｄ…下部支持部材、４ｅ…連結棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020193604.tif 000005
【図４】
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【図５】
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