(57)【要約】【課題】吸込水槽においてポンプの下流側における空気吸込渦の発生を防止できる渦流防止装置の提供。【解決手段】ポンプ１０が設けられた吸込水槽２０の渦流防止装置１であって、吸込水槽２０において、ポンプ１０の下流側に配置された水中構造体３０を有し、水中構造体３０の上向き面３０ａは、ポンプ１０に向かって上方に傾斜している、という構成を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプが設けられた吸込水槽の渦流防止装置であって、
前記吸込水槽において、前記ポンプの下流側に配置された水中構造体を有し、
前記水中構造体の上向き面は、前記ポンプに向かって上方に傾斜している、ことを特徴とする渦流防止装置。
【請求項２】
前記水中構造体は、前記吸込水槽の角部に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の渦流防止装置。
【請求項３】
前記水中構造体は、前記上向き面の下端部に貫通部を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の渦流防止装置。
【請求項４】
前記吸込水槽の底面には、前記貫通部と対向する溝が形成されている、ことを特徴とする請求項３に記載の渦流防止装置。
【請求項５】
前記吸込水槽において、前記ポンプの上流側に配置された第２の水中構造体を有し、
前記第２の水中構造体は、前記ポンプの最低運転水位よりも下方に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の渦流防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流防止装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸込水槽に貯溜した雨水を揚水し、河川や海などに排水するために、立軸ポンプ等のポンプが使用されている。このような吸込水槽では、ポンプで揚水する際に、渦流が発生することがある。この渦流によって、ポンプが空気等を吸い込んでしまうと、ポンプ吐出量が低下し、またポンプ振動による故障に繋がる。そのため、吸込水槽に、渦流の発生を防止する渦流防止装置を設けることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の吸込水槽は、ポンプの上流側に配置される渦防止構造体を有し、渦防止構造体は、水の流れに対向する面が下流に向かって上方に傾斜している。この構成によれば、旋回流が発生しにくい液面状態を形成することができるので、くぼみ渦や空気吸込渦の発生を防止することができる。また、くぼみ渦の発生を防止することにより、波立ちにより発生した気泡が連行されてポンプ内部に入ることを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来技術では、吸込水槽において、ポンプの上流側における空気吸込渦の発生は防止できるものの、ポンプの下流側における空気吸込渦の発生は防止できないという問題があった。空気吸込渦の発生場所は、吸込水槽の形状やポンプの性能、その他の条件によって変わるが、実際の排水現場では、吸込水槽においてポンプの上流側よりもポンプの下流側に空気吸込渦が発生し易い傾向があり、その対策が求められている。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、吸込水槽においてポンプの下流側における空気吸込渦の発生を防止できる渦流防止装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、ポンプが設けられた吸込水槽の渦流防止装置であって、前記吸込水槽において、前記ポンプの下流側に配置された水中構造体を有し、前記水中構造体の上向き面は、前記ポンプに向かって上方に傾斜している。
【０００８】
（２）上記（１）に記載された渦流防止装置であって、前記水中構造体は、前記吸込水槽の角部に配置されていてもよい。
（３）上記（２）に記載された渦流防止装置であって、前記水中構造体は、前記上向き面の下端部に貫通部を有してもよい。
（４）上記（３）に記載された渦流防止装置であって、前記吸込水槽の底面には、前記貫通部と対向する溝が形成されていてもよい。
（５）上記（１）〜（４）に記載された渦流防止装置であって、前記吸込水槽において、前記ポンプの上流側に配置された第２の水中構造体を有し、前記第２の水中構造体は、前記ポンプの最低運転水位よりも下方に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の態様によれば、吸込水槽においてポンプの下流側における空気吸込渦の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る渦流防止装置１が設けられた吸込水槽２０の平面図である。
【図２】図１における矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第２実施形態に係る渦流防止装置１Ａが設けられた吸込水槽２０の平面図である。
【図４】図３における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る渦流防止装置１が設けられた吸込水槽２０の平面図である。図２は、図１における矢視Ａ−Ａ断面図である。
図２に示すように、吸込水槽２０には、ポンプ１０が設けられている。ポンプ１０は、立軸ポンプであって、吊下管１１と、ポンプケーシング１２と、羽根車１３と、ベルマウス１４と、を有する。
【００１３】
吊下管１１は、吸込水槽２０の上方に設けられた図示しないポンプ据付床に支持され、当該ポンプ据付床から下方に延在している。吊下管１１の下端には、ポンプケーシング１２が接続されている。ポンプケーシング１２は、略球状に膨らんでおり、内部に羽根車１３を収容している。
【００１４】
羽根車１３は、回転軸１５に支持されている。回転軸１５は、吊下管１１及びポンプケーシング１２の内部を上下方向に延びて、図示しない軸受に回転可能に支持されている。回転軸１５の下端には、羽根車１３が接続され、羽根車１３の上方（吐出側）には、ガイドベーン１７が配置されている。
【００１５】
ガイドベーン１７は、ポンプケーシング１２の内周面に複数固定されている。ポンプケーシング１２の下端には、ベルマウス１４が接続されている。ベルマウス１４は、下方に向かうに従って漸次大きくなる形状を有し、ポンプ１０の下端の吸込口１０ａを形成している。
【００１６】
吸込水槽２０は、図１に示すように、ポンプ１０の両側に配置された一対の側壁２１と、ポンプ１０の背面側に配置された背壁２２と、を有する。一対の側壁２１は、平行に延び、吸込水槽２０の水路の側面を形成している。背壁２２は、一対の側壁２１の間を接続し、吸込水槽２０の水路の終端を形成している。
【００１７】
側壁２１と背壁２２とが交わる吸込水槽２０の角部２３には、渦流防止装置１の水中構造体３０が配置されている。水中構造体３０は、吸込水槽２０において、ポンプ１０の下流側に配置されている。この水中構造体３０は、図２に示すように、板状に形成されており、その上向き面３０ａは、ポンプ１０に向かって上方に傾斜している。
【００１８】
図１に示す平面視において、水中構造体３０は、直角三角形状に形成されている。水中構造体３０の上端部３１ａは、直角三角形状の斜辺部となる。また、水中構造体３０の下端部３１ｂは、直角三角形状の直角部となる。この水中構造体３０は、直角部を挟んだ二辺が側壁２１及び背壁２２に固定されている。
【００１９】
水中構造体３０の下端部３１ｂには、貫通部３２が形成されている。貫通部３２は、図２に示すように、水中構造体３０の上向き面３０ａ側と下向き面３０ｂ側とを連通させる切り欠きである。吸込水槽２０の底面２０ａには、溝２４が形成されている。溝２４は、上下方向で貫通部３２と対向している。
【００２０】
溝２４は、図１に示すように、貫通部３２よりも一回り大きく形成されている。この溝２４の開口は、図２に示すように、突出部２５によって部分的に閉塞され、その大きさは貫通部３２と略同じ大きさとなっている。突出部２５は、ポンプ１０側から吸込水槽２０の角部２３に向かって水平方向に突出している。この突出部２５は、溝２４に堆積した堆積物６０のポンプ１０への吸い込みを防止する。
【００２１】
続いて、上記構成の渦流防止装置１の作用について説明する。
【００２２】
図２に示すポンプ１０の羽根車１３が回転すると、吸込水槽２０の水が吸込口１０ａから吸い上げられる。このとき吸込口１０ａに向かって流れていく水の渦度やその旋回流れ成分による回転軸が、ポンプ１０の軸と平行で且つ水面ＷＬ近くまで達する場合には、空気吸込渦５１が発生する。
【００２３】
図１に示すように、ポンプ１０の下流側には、水中構造体３０が配置されている。水中構造体３０は、空気吸込渦５１が発生し易い吸込水槽２０の角部２３に配置されている。水中構造体３０は、図２に示すように、水面ＷＬ近傍において流れを遮断して、空気吸込渦５１の回転軸の水面ＷＬへの到達を阻止し、水面ＷＬからの空気の吸い込みを防止する。
【００２４】
また、水中構造体３０の上向き面３０ａは、ポンプ１０に向かって上方に傾斜しており、ポンプ１０の吸い込みによって上向きの水流５０が発生する。この水流５０は、ポンプ１０の下流側において、水面ＷＬが水中構造体３０によって覆われていない隙間領域における水面ＷＬ近傍の流れをかき乱し、その隙間領域で発生しようとする空気吸込渦５２の成長を止める（消滅させる）。
【００２５】
ところで、水中構造体３０の上向き面３０ａを上方に傾斜させると、図１に示すように、水中構造体３０が吸込水槽２０の角部２３に配置された場合には、その下端部３１ｂに落ち葉等のごみが溜まり易くなる。ここで、本実施形態では。水中構造体３０の下端部３１ｂに貫通部３２を形成しており、上向き面３０ａ上のごみを落下させる。これにより、水中構造体３０の維持管理が容易になる。
【００２６】
また、図２に示すように、吸込水槽２０の底面２０ａには、貫通部３２と対向する溝２４が形成されている。このため、水中構造体３０の貫通部３２から落下してくるごみ等を、溝２４に回収することができる。溝２４にごみを回収することで、溝２４に溜まったごみ等の堆積物６０の除去も容易になり、吸込水槽２０の維持管理が容易になる。
【００２７】
このように、上述の本実施形態によれば、ポンプ１０が設けられた吸込水槽２０の渦流防止装置１であって、吸込水槽２０において、ポンプ１０の下流側に配置された水中構造体３０を有し、水中構造体３０の上向き面３０ａは、ポンプ１０に向かって上方に傾斜している、という構成を採用することによって、吸込水槽２０においてポンプ１０の下流側における空気吸込渦５１，５２の発生を防止できる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００２９】
図３は、第２実施形態に係る渦流防止装置１Ａが設けられた吸込水槽２０の平面図である。図４は、図３における矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
第２実施形態の渦流防止装置１Ａは、図３に示すように、ポンプ１０の上流側に配置さされた第２の水中構造体４０を有する。
【００３０】
第２の水中構造体４０は、図３に示す平面視において、矩形状に形成されている。第２の水中構造体４０は、吸込水槽２０を横切るように一対の側壁２１のそれぞれに固定されている。この第２の水中構造体４０は、図４に示すように、上向き面４０ａと下向き面４０ｂが平行な板状に形成されており、上向き面４０ａと下向き面４０ｂはそれぞれ水平に延びている。
【００３１】
第２の水中構造体４０は、図４に示すように、ポンプ１０の最低運転水位ＬＷＬよりも下方に配置されている。ポンプ１０の最低運転水位ＬＷＬとは、ポンプ１０が安定して揚水することができる最低水位のことであり、本実施形態のポンプ１０ではガイドベーン１７の上端の高さとなる。本実施形態では、第２の水中構造体４０が、羽根車１３以下且つ吸込口１０ａ以上の高さ範囲に配置されている。
【００３２】
上記構成の第２実施形態の渦流防止装置１Ａによれば、吸込水槽２０において、ポンプ１０の下流側だけでなく、ポンプ１０の上流側における空気吸込渦５３の発生を防止することができる。第２の水中構造体４０は、ポンプ１０の最低運転水位ＬＷＬよりも下方に配置されているため、渦流の根元側でその回転軸を遮断し、空気の吸い込みを防止できる。
【００３３】
例えば、第２の水中構造体４０を最低運転水位ＬＷＬよりも上方に配置した場合、空気吸込渦５３の渦流が水面ＷＬに向かって広がる可能性があり、より広い範囲で水面ＷＬを覆う必要があるが、本実施形態のように第２の水中構造体４０をポンプ１０の最低運転水位ＬＷＬよりも下方に配置すれば、第２の水中構造体４０の大きさを必要最低限に抑えることができる。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、水中構造体３０及び第２の水中構造体４０が、板状に形成されている構成を例示したが、これらは渦の形成を阻害する程度に多孔であってもよい。
【００３６】
また、例えば、上記実施形態では、水中構造体３０及び第２の水中構造体４０が、側壁２１乃至背壁２２に固定される構成を例示したが、ポンプ１０の点検時等に外せるように着脱可能とされていてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１，１Ａ…渦流防止装置、１０…ポンプ、２０…吸込水槽、２０ａ…底面、２３…角部、２４…溝、３０…水中構造体、３０ａ…上向き面、３１ｂ…下端部、３２…貫通部、４０…第２の水中構造体、ＬＷＬ…最低運転水位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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