(57)【要約】【課題】吸込水槽内に発生した水中渦を高精度に検出する。【解決手段】ポンプ監視装置３０は、吸込水槽１の底壁３上に配置され、ポンプケーシング１２の下方の液体圧力を検出するセンサ３２と、センサ３２が検出した圧力の変化によって、吸込水槽１内での水中渦Ａの発生の有無を判断するコントローラ５０とを備える。センサ３２は、吸込水槽１内の液流よって底壁３上を移動可能な可動体３４に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込水槽内にポンプケーシングの少なくとも一部が配置されたポンプの監視装置であって、
前記吸込水槽の底壁上に配置され、前記ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するセンサと、
前記センサが検出した圧力の変化によって、前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断するコントローラと
を備える、ポンプ監視装置。
【請求項２】
前記センサは、前記吸込水槽内の液流よって前記底壁上を移動可能な可動体に配置されている、請求項１に記載のポンプ監視装置。
【請求項３】
前記可動体に配置され、前記センサの検出結果を無線送信する検出側送信部と、
前記吸込水槽の上部に配置され、無線受信した前記検出側送信部からの前記検出結果を前記コントローラに出力する監視側受信部と
を備える、請求項２に記載のポンプ監視装置。
【請求項４】
前記吸込水槽の上部に配置され、測位のための基準信号を無線送信する電波送信部と、
前記可動体に配置され、前記基準信号を無線受信する検出側受信部と、
前記可動体に配置され、前記検出側受信部が受信した基準信号に基づいて前記可動体の位置を計測する測位部と
を備え、
前記コントローラは、前記検出側送信部から前記監視側受信部が受信した前記測位部の測位結果に基づいて、前記吸込水槽内の前記可動体の位置を特定する、請求項３に記載のポンプ監視装置。
【請求項５】
前記可動体は、前記底壁に沿って突出する複数の凸部を備える、請求項２から４のいずれか１項に記載のポンプ監視装置。
【請求項６】
前記可動体は、前記底壁側から前記ポンプケーシング側に向けて、直径を次第に小さくした縮径流路を備える、請求項２から４のいずれか１項に記載のポンプ監視装置。
【請求項７】
吸込水槽の底壁上に配置したセンサによって、ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出し、
前記センサが検出した圧力の変化によって、コントローラが前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ監視装置、及びポンプ監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水機場では、ポンプの運転により吸込水槽内の液位が低くなるに従って、吸込水槽の底壁から吸込口に向けて延びる水中渦が発生する。この水中渦の渦芯はキャビテーションであるため、ポンプケーシング内の排出流体は液体と気体の二相流になる。水中渦は、ポンプの振動の原因の１つであり、据付床の劣化の原因にもなっている。特許文献１には、送信器と受信器を備える超音波センサを吸込水槽内に配置し、吸込水槽内に発生した水中渦を検出できるようにしたポンプ設備が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸込水槽内に流入した液体には異物（固形物）が含まれている。よって、特許文献１のポンプ設備では、超音波センサが異物を検出することがあるため、水中渦の検出精度が低い。
【０００５】
本発明は、吸込水槽内に発生した水中渦を高精度に検出できるポンプ監視装置、及びポンプ監視方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
吸込水槽内の液位が所定位置よりも高い場合、液体の流れは低速であるため、吸込水槽内には水中渦は発生しない。排出により吸込水槽内の液位が低下すると、液体の流れが高速になるため、吸込水槽内に水中渦が発生する。すると、連続的に空気がポンプケーシングに入り込むため、排出流体が気液二相流になり、液体のみの単相流の場合よりも、ポンプの全揚程は低く、吐出量は少なくなる。また、水中渦の中心圧力は、水中渦の成長に従って低くなる。本発明は、かかる新たな知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明は、吸込水槽内にポンプケーシングの少なくとも一部が配置されたポンプの監視装置であって、前記吸込水槽の底壁上に配置され、前記ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するセンサと、前記センサが検出した圧力の変化によって、前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断するコントローラとを備える、ポンプ監視装置を提供する。
【０００８】
このポンプ監視装置によれば、センサによってポンプケーシングの下方の液体圧力を検出するため、液体圧力を変化させる水中渦の発生の有無を判断できる。また、吸込水槽内の液体圧力は、液体に混入した異物の影響を受けないため、水中渦の発生を高精度に検出できる。
【０００９】
前記センサは、前記吸込水槽内の液流よって前記底壁上を移動可能な可動体に配置されている。吸込水槽内の液体は、流入口が形成されたポンプケーシングの下方へ流れる。そのため、この態様によれば、水中渦が発生し易いポンプケーシングの下方に可動体を自動的に配置できる。また、水中渦が発生すると、水中渦による液流と圧力変化によって、可動体が水中渦に接近する。よって、センサによって水中渦による液体圧力の変化（低下）を確実に検出できる。さらに、可動体は、圧力が低下した水中渦の中心へ移動する。よって、底壁上の水中渦の起点を可動体が覆うため、可動体によって、水中渦を消滅しつつ、その部分での以後の水中渦の発生を抑制できる。
【００１０】
前記可動体に配置され、前記センサの検出結果を無線送信する検出側送信部と、前記吸込水槽の上部に配置され、無線受信した前記検出側送信部からの前記検出結果を前記コントローラに出力する監視側受信部とを備える。この態様によれば、コントローラとセンサの間に通信用の配線が無いため、配線による可動体の移動の妨げを防止できる。
【００１１】
前記吸込水槽の上部に配置され、測位のための基準信号を無線送信する電波送信部と、前記可動体に配置され、前記基準信号を無線受信する検出側受信部と、前記可動体に配置され、前記検出側受信部が受信した基準信号に基づいて前記可動体の位置を計測する測位部とを備え、前記コントローラは、前記検出側送信部から前記監視側受信部が受信した前記測位部の測位結果に基づいて、前記吸込水槽内の前記可動体の位置を特定する。ここで、可動体の位置を特定するということは、水中渦の発生箇所を特定することと同じである。つまり、この態様によれば、コントローラは、センサの検出結果によって水中渦の発生の有無を判断でき、測位部の測位結果によって水中渦の発生箇所を判断できる。よって、メンテナンス時にポンプ設備の管理者は、吸込水槽内の水中渦が発生する部分に、水中渦の発生を抑制するための構造物を設けることで、ポンプによる排水効率を向上できる。
【００１２】
前記可動体は、前記底壁に沿って突出する複数の凸部を備える。又は、前記可動体は、前記底壁側から前記ポンプケーシング側に向けて、直径を次第に小さくした縮径流路を備える。これらの態様によれば、ポンプケーシングの下方での液体の旋回流を効率的に抑制できるため、水中渦の発生又は成長を効果的に抑制できる。
【００１３】
また、本発明は、吸込水槽の底壁上に配置したセンサによって、ポンプケーシングの下方の液体圧力を検出し、前記センサが検出した圧力の変化によって、コントローラが前記吸込水槽内での水中渦の発生の有無を判断する、ポンプ監視方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、センサによってポンプケーシングの下方の液体圧力を計測するため、吸込水槽内に混入した異物の影響を受けることなく、水中渦の発生の有無を高精度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のポンプ監視装置を用いたポンプ設備の断面図。
【図２】吸込水槽内に配置する可動体の斜視図。
【図３】ポンプ設備の構成のブロック図。
【図４】吸込水槽内の水位に対する圧力と吐出量の関係を示すグラフ。
【図５】吸込水槽の平断面図。
【図６】図１の立軸ポンプの一部拡大断面図。
【図７】第２実施形態のポンプ監視装置を用いたポンプ設備の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るポンプ監視装置３０を用いたポンプ設備を示す。このポンプ設備は、吸込水槽１に流入した雨水等の液体を下流側へ排出する立軸ポンプ１０を備える。ポンプ監視装置３０は、吸込水槽１内に配置した圧力センサ３２を備え、この圧力センサ３２の検出結果に基づいて、水中渦Ａの発生の有無を判断する。
【００１８】
（立軸ポンプの概要）
図１に示すように、立軸ポンプ１０は、ポンプケーシング１２、回転軸２２、及び羽根車２５を備える。
【００１９】
ポンプケーシング１２は、吸込水槽１の上方を覆う据付床２に設置されている。ポンプケーシング１２は、据付床２の取付孔２ａを貫通して吸込水槽１内に配置された揚水管１３と、据付床２上に配置された吐出管１９とを備える。
【００２０】
揚水管１３は、ストレート管１４、ベーンケース１５、及びベルマウス１７を備える。ストレート管１４は、直径が一様な配管であり、取付孔２ａ内から下方へ延びている。ベーンケース１５は、径方向外向きに膨出した概ね楕円筒状の配管であり、ストレート管１４の下端に接続されている。ベルマウス１７は、下端に向けて次第に拡径した概ね円錐筒状の配管であり、ベーンケース１５の下端に接続されている。ベルマウス１７の下端は、吸込水槽１内の液体を吸い込む吸込口１８であり、吸込水槽１の底壁３に対して定められた間隔をあけて配置されている。
【００２１】
吐出管１９は、揚水管１３の上端に接続された吐出エルボ２０と、据付床２上に配置された送水管（図示せず）とを備える。吐出エルボ２０は、軸線が９０度湾曲した曲がり管であり、ストレート管１４の上端に接続されている。送水管は、軸線が直線状のストレート管である。吐出エルボ２０と送水管との間には、軸方向と径方向に変形可能な可撓管（図示せず）が介設されている。
【００２２】
回転軸２２は、吐出エルボ２０を貫通し、揚水管１３の軸線に沿って回転可能に配置されている。回転軸２２の上端は、吐出エルボ２０から外方へ突出されている。吐出エルボ２０の回転軸２２が貫通する部分は、軸封装置２３によって液密にシールされている。
【００２３】
羽根車２５は、ベーンケース１５の内部に位置する回転軸２２の下端に固定されている。ベーンケース１５の内部には軸受ケーシング１６が配設されており、この軸受ケーシング１６の下側に、羽根車２５が配置されている。
【００２４】
回転軸２２の上端には、駆動モータ２７が接続されている。駆動モータ２７の駆動により回転軸２２が回転されると、回転軸２２と一体に羽根車２５が回転することで、吸込水槽１内の液体がポンプケーシング１２内を通って下流側へ排出される。
【００２５】
例えば、吸込水槽１内の液位がベーンケース１５よりも高い場合、吸込水槽１内の液体の流れは低速であるため、図１のような水中渦Ａ及び／又は空気吸込渦Ｂは発生しない。排出により吸込水槽１内の液位がベーンケース１５よりも低下すると、吸込水槽１内の液体の流れが高速になるため、水中渦Ａ及び／又は空気吸込渦Ｂが発生する。
【００２６】
水中渦Ａは、吸込水槽１の底壁３から吸込口１８に向けて延びる液流であり、空気吸込渦Ｂは、液面から吸込口１８にかけて生じる液流である。これらの渦Ａ，Ｂが発生していない定常状態では、ポンプケーシング１２内に空気が流入しないため、排出流体は液体のみの単相流である。水中渦Ａの渦芯はキャビテーションであるため、水中渦Ａの発生状態では、ポンプケーシング１２内に空気が流入し、排出流体が液体と気体の二相流になる。空気吸込渦Ｂの発生状態では、断続的又は連続的に空気が渦に吸い込まれるため、排出流体は二相流になる。排出流体が二相流の場合、排出流体が単相流の場合よりも、立軸ポンプ１０の全揚程は低く、吐出量は少なくなる。また、立軸ポンプ１０の振動が大きくなるため、据付床２も劣化する。
【００２７】
そこで、ポンプ設備には、目視での確認が困難な水中渦Ａの発生を検出するために、ポンプ監視装置３０が設けられている。また、発生した空気吸込渦Ｂを消滅し、以後の発生を抑制するために、渦抑制機構６０が設けられている。
【００２８】
（ポンプ監視装置の概要）
図１から図３に示すように、ポンプ監視装置３０は、ポンプケーシング１２の下方の液体圧力を検出するための圧力センサ３２と、圧力センサ３２の検出結果に基づいて水中渦Ａの発生の有無を判断するコントローラ５０とを備える。
【００２９】
圧力センサ３２は、周囲の液体圧力に応じた電圧（検出結果）を出力するものである。この圧力センサ３２は、底壁３上を移動可能な可動体３４内に収容されることで、底壁３上に配置されている。
【００３０】
可動体３４は、底面に複数（本実施形態では４個）のローラ３５が配置された筐体を備える。ローラ３５は、底壁３に対して直交方向に延びる回転軸を備え、この回転軸を中心として３６０度回転可能である。この可動体３４は、吸込水槽１内の液体に浮くことなく、液体の流れによって底壁３上を移動できるように、液体の密度に近い材質（例えば塩化ビニル樹脂やゴム等）で形成されている。可動体３４は、底壁３に沿って突出する複数の凸部３６を備える。この凸部３６は、可動体３４を上方（ローラ３５の逆側）から見て、９０度間隔をあけて４個突出されている。可動体３４がポンプケーシング１２の下方に位置する場合、凸部３６は、液体の旋回流を抑制し、水中渦Ａの発生又は成長を抑制する機能を兼ね備える。
【００３１】
可動体３４には、圧力センサ３２を配置するための配置部３７Ａと、後述する検出側通信部４０を配置するための配置部３７Ｂとが設けられている。これらの配置部３７Ａ，３７Ｂは、上面から下向きに窪む凹部からなる。配置部３７Ａの上部は、圧力センサ３２によって塞がれている。配置部３７Ｂの上部は、電波（信号）を透過可能な樹脂によって密閉されている。また、可動体３４は、後述する制御部４２、測位部４４、及び記憶部４６を収容するための収容部を備える。これらの圧力センサ３２、検出側通信部４０、制御部４２、測位部４４、及び記憶部４６を含めた可動体３４の重量が、液体の流れによって底壁３上を移動可能な重さに設定されている。
【００３２】
コントローラ５０は、例えばパーソナルコンピュータによって構成されており、据付床２上に配置されている。このコントローラ５０は、入力された圧力センサ３２の検出結果（液体圧力）の変化によって、吸込水槽１内での水中渦Ａの発生の有無を判断する。コントローラ５０は、圧力センサ３２の検出結果を記憶する記憶部５２を備え、この記憶部５２に水中渦Ａの発生の有無を判断するための閾値Ｔが記憶されている。
【００３３】
圧力センサ３２とコントローラ５０は、検出結果等の情報を無線通信によって送受信する。可動体３４内には、圧力センサ３２の他に、検出側通信部４０と制御部４２が配置されている。吸込水槽１の上部である据付床２の下面には、監視側通信部５４が配置されている。但し、監視側通信部５４は、据付床２上に配置してもよい。
【００３４】
検出側通信部４０と監視側通信部５４は、無線信号を送信する送信部４０ａ，５４ａと、無線信号を受信する受信部４０ｂ，５４ｂとを備える。検出側通信部４０は、通信ケーブルによって制御部４２と電気的に接続され、監視側通信部５４は、通信ケーブルによってコントローラ５０と電気的に接続されている。但し、これらも無線接続してもよい。
【００３５】
制御部４２は、マイクロコンピュータ、及びその他の電子デバイスにより構成されている。この制御部４２は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を介して圧力センサ３２に電気的に接続され、定められた時間（例えば３００〜３６００秒）毎に圧力センサ３２を駆動する。制御部４２は、圧力センサ３２から検出結果が入力されると、検出側通信部４０を駆動し、検出結果を検出側通信部４０（送信部４０ａ）からコントローラ５０へ出力させる。
【００３６】
監視側通信部５４（受信部５４ｂ）は、無線受信した検出側通信部４０からの検出結果をコントローラ５０に出力する。これによりコントローラ５０は、圧力センサ３２の検出結果を記憶部５２に記憶する。また、コントローラ５０は、記憶部５２に記憶された閾値Ｔと比較することで、吸込水槽１内に水中渦Ａが発生しているか否かを判断する。
【００３７】
図４に、吸込水槽１内の水位に対する、ポンプケーシング１２の下方の液体圧力及びポンプ吐出量の関係を示す。図４の横軸は吸込水槽１内の水位であり、縦軸は液体圧力と吐出流量比である。図４に破線で示すように、ポンプ吐出流量比は、水位に拘わらず、水中渦Ａが発生するまでは一定であるが、水中渦Ａが発生すると急激に低下する。図４に実線で示すように、ポンプケーシング１２の下方の圧力は、液位が低くなるに従って低下し、水中渦Ａが発生すると大気圧以下まで急激に低下する。
【００３８】
図４に示すように、圧力センサ３２による検出結果は、水中渦Ａが発生していない場合には正圧になる一方、水中渦Ａが発生した場合には負圧になる。また、水中渦Ａの中心圧力は、水中渦Ａの成長に従って低くなるため、圧力センサ３２による検出結果も水中渦Ａの成長に従って低くなる。つまり、ポンプケーシング１２の下方の液体圧力を計測すれば、水中渦Ａの発生の有無と、水中渦Ａの強さを検知できる。
【００３９】
そこで、本実施形態では閾値Ｔを０Ｐａとし、コントローラ５０は、圧力センサ３２の検出結果が閾値Ｔを上回っていれば、水中渦Ａが発生していないと判断し、圧力センサの検出結果が閾値Ｔを下回っていれば、水中渦Ａが発生していると判断するように設定されている。但し、閾値Ｔは必要に応じて変更が可能である。
【００４０】
（可動体の移動）
図５に示すように、ポンプ設備の上流側（図５において左側）から吸込水槽１内に流入した液体は、吸込水槽１の端壁４に衝突することで、ポンプケーシング１２に向けて旋回する。また、立軸ポンプ１０の運転により、吸込水槽１内の液体は、吸込口１８が形成されたポンプケーシング１２の下方に流れる。
【００４１】
吸込水槽１内に配置された可動体３４は、吸込水槽１内の液流によって、水中渦Ａが発生し易いポンプケーシング１２の下方へ自動的に移動する。この際、圧力センサ３２とコントローラ５０は、無線通信によって検出結果を送受信するため、これらの間には可動体３４の移動の妨げになる通信用の配線はない。よって、ポンプケーシング１２の下方、詳しくは揚水管１３の軸心を基準として、吸込口１８の直径に対して１．５倍の範囲内に、可動体３４を確実に移動させることができる。
【００４２】
よって、定められた時間毎に圧力センサ３２を駆動することで、ポンプケーシング１２の下方の圧力を確実に検出できる。その結果、ポンプケーシング１２の下方の液体圧力を変化させる水中渦Ａの発生の有無を検出できる。また、吸込水槽１内の液体圧力は、液体に混入した異物の影響を受けないため、水中渦Ａの発生の有無を高精度に検出できる。
【００４３】
なお、水中渦Ａが発生すると、水中渦Ａによる液流と圧力変化によって、可動体３４は水中渦Ａに接近する。よって、圧力センサ３２によって水中渦Ａによる液体圧力の変化（低下）を確実に検出できる。また、可動体３４は、圧力が低下した水中渦Ａの中心へ移動し、底壁３上の水中渦Ａの起点を覆うため、可動体３４によって、水中渦Ａを消滅しつつ、その部分での以後の水中渦Ａの発生を抑制できる。よって、立軸ポンプ１０の振動、及び据付床２の劣化を効果的に抑制できるため、ポンプ設備の信頼性を向上できる。
【００４４】
（可動体の位置の特定）
液流によって移動した可動体３４の位置は、水中渦Ａの発生箇所である。よって、吸込水槽１内の可動体３４の位置を特定することは、水中渦Ａの発生箇所を特定することと同じである。そこで、図１及び図３に示すように、可動体３４の移動位置を特定するために、ポンプ監視装置３０には、吸込水槽１の上部に電波送信部５６が配置され、可動体３４内に測位部４４が配置されている。
【００４５】
電波送信部５６は、定められた時間（例えば３００〜３６００秒）毎に、測位のための基準信号を吸込水槽１内に無線送信するものである。基準信号は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）測位と同様に、電波送信部５６の取付位置と送信時刻の情報を含む。この場合、図１及び図５に示すように、電波送信部５６は、ポンプケーシング１２を中心として９０度間隔をあけて、据付床２の下面に４個配置される。なお、本実施形態の電波送信部５６とコントローラ５０は、電気的に接続されていても、接続されていなくてもよい。
【００４６】
測位部４４は、通信ケーブルによって制御部４２と記憶部４６に電気的に接続されている。この測位部４４は、検出側通信部４０（受信部４０ｂ）が受信した電波送信部５６の基準信号に基づいて、可動体３４の位置を計測する。詳しくは、測位部４４は、受信した第１から第４の基準信号に基づいて、個々の電波送信部５６までの距離を演算（計測）し、全ての演算結果（距離）から吸込水槽１内の自身の位置を測位する。この測位結果は制御部４２に出力され、制御部４２が検出側通信部４０（送信部４０ａ）からコントローラ５０に出力する。
【００４７】
コントローラ５０は、監視側通信部５４（受信部５４ｂ）が受信した測位部４４の測位結果に基づいて、吸込水槽１内の可動体３４の位置を特定し、記憶部５２に記憶する。
【００４８】
なお、吸込水槽１内における可動体３４の位置の特定方法は、ＧＰＳ測位と同様の方式に限られず、ＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）測位、Ｗｉ−Ｆｉ測位、ビーコン測位、ＰＤＲ（Pedestrian Dead Reckoning）測位等、基準信号を無線送信する電波送信部５６と、受信した基準信号に基づいて位置を計測する測位部４４とを備える方式であれば、必要に応じて変更が可能である。
【００４９】
このようにしたポンプ監視装置３０では、コントローラ５０は、圧力センサ３２の検出結果によって水中渦Ａの発生の有無を判断でき、測位部４４の測位結果によって水中渦Ａの発生箇所を特定できる。よって、メンテナンス時に管理者は、底壁３上の可動体３４が長時間停止する箇所、つまり吸込水槽１内の水中渦Ａが発生する箇所に、水中渦Ａの発生を抑制する周知の構造物を設けることで、立軸ポンプ１０の排水効率を向上できる。
【００５０】
（渦抑制機構の概要）
図１及び図５に示すように、渦抑制機構６０は、揚水管１３の下側外周部に配置され、吸込水槽１内で発生した空気吸込渦Ｂを消滅ないし抑制するものである。この渦抑制機構６０は、渦抑制部材６２と、渦抑制部材６２を移動自在に取り付けるための取付枠６４とを備える。
【００５１】
渦抑制部材６２は、ベルマウス１７の下部からベーンケース１５の上部にかけて、揚水管１３の軸線に沿って鉛直方向に延びる平面視円形状の部材である。この渦抑制部材６２は、吸込水槽１内の液流によって移動できるように、中空状に形成されている。渦抑制部材６２は、取付枠６４に対して周方向に間隔をあけて４本配置されている。図５を参照すると、渦抑制部材６２は、揚水管１３の外周部に近接した第１位置（図５において左側の２個）から、第１位置よりも揚水管１３の外周部から最も離反した第２位置（図５において右側の２個）を経て、第１位置とは逆側の第３位置にかけて、概ね１８０度の範囲を回転可能に保持されている。
【００５２】
取付枠６４は、渦抑制部材６２と同様に、ベルマウス１７の下部からベーンケース１５の上部にかけて設けられている。この取付枠６４は、横枠部材６５、縦枠部材６６、及び連結部材６７を備える。
【００５３】
横枠部材６５は、揚水管１３の軸線と同軸の円環状のパイプであり、吸込口１８の上側外周部に位置するように、ベルマウス１７に形成された固定部１７ａに固定されている。
【００５４】
縦枠部材６６は、下端が横枠部材６５に接合され、ベーンケース１５の上部に向けて揚水管１３の軸線に沿って延びる直管である。縦枠部材６６は、吸込水槽１内への液体流入による負荷、及び渦抑制部材６２からの負荷では変形しない剛体（金属）からなる。縦枠部材６６は、横枠部材６５に対して周方向に間隔をあけて、渦抑制部材６２と同数（本実施形態では４本）設けられている。縦枠部材６６は、上端と中間の所定部位を、ベーンケース１５とベルマウス１７に固定してもよい。
【００５５】
連結部材６７は、縦枠部材６６に対して渦抑制部材６２を回転自在、つまり揚水管１３に対して渦抑制部材６２を水平方向に旋回可能に連結するもので、渦抑制部材６２の上下２箇所に設けられている。図６に最も明瞭に示すように、連結部材６７は、縦枠部材６６に回転可能に取り付けられた筒部６８と、筒部６８から径方向外向きに突出したアーム６９とを備える。
【００５６】
渦抑制部材６２には、径方向に貫通する挿通孔６３が設けられている。アーム６９は、挿通孔６３を貫通し、アーム６９に沿って渦抑制部材６２を移動可能に取り付けるものである。このアーム６９の先端には、渦抑制部材６２の脱落を防止するために、挿通孔６３の直径よりも大径の抜止部７０が設けられている。アーム６９の全長は、統計的に空気吸込渦Ｂが発生し易い部分に、渦抑制部材６２を配置可能な寸法に設定されている。
【００５７】
このようにしたポンプ設備では、吸込水槽１内の液流に従って、ポンプケーシング１２に対して渦抑制部材６２が旋回する。そして、立軸ポンプ１０の運転により吸込水槽１内の水位が低下し、空気吸込渦Ｂが発生すると、渦抑制部材６２は、空気吸込渦Ｂの液流によって空気吸込渦Ｂ上に移動する。この際、渦抑制部材６２は、縦枠部材６６に対して回転する方向への移動だけでなく、アーム６９に沿ってポンプケーシング１２に対して接離する方向への移動も可能なため、確実に空気吸込渦Ｂ上に移動できる。よって、発生した空気吸込渦Ｂを消滅し、以後の空気吸込渦Ｂの発生を効果的に抑制できる。
【００５８】
以上のように、本実施形態のポンプ設備は、専用の駆動手段を用いたり、複雑な制御を行ったりすることなく、吸込水槽１内の液流によって、水中渦Ａと空気吸込渦Ｂを消滅ないし抑制できる。よって、立軸ポンプ１０の振動、及び据付床２の劣化を効果的に抑制できるため、ポンプ設備の信頼性を向上できる。
【００５９】
（第２実施形態）
図７は第２実施形態のポンプ監視装置３０を用いたポンプ設備を示す。この第２実施形態では、可動体７５を円錐筒状とした点で、第１実施形態と相違する。
【００６０】
可動体７５は、底壁３側からポンプケーシング１２側に向けて、直径が次第に小さくなる縮径流路７６が形成された筐体を備える。可動体７５の下部には、図３に示す圧力センサ３２、検出側通信部４０、制御部４２、測位部４４、及び記憶部４６を配置するための収容部７７が形成されている。収容部７７の下部には、第１実施形態と同様に、底壁３上を移動するためのローラ７８が配置されている。なお、圧力センサ３２は、縮径流路７６内の液体圧力を検出するように配置されている。
【００６１】
この可動体７５は、第１実施形態と同様に、吸込水槽１内の液流によって、水中渦Ａが発生し易いポンプケーシング１２の下方へ自動的に移動する。また、水中渦Ａが発生すると、水中渦Ａによる液流と圧力変化によって、可動体７５は水中渦Ａに接近する。そして、可動体７５は、水中渦Ａが縮径流路７６内に位置するように、圧力が低下した水中渦Ａの中心へと移動する。
【００６２】
よって、圧力センサ３２によって縮径流路７６内の流体圧力を検出することで、その検出結果からコントローラ５０は、吸込水槽１内での水中渦Ａの発生の有無を確実に判断できる。また、ポンプケーシング１２の下方での液体の旋回流を可動体７５によって効率的に抑制できるため、水中渦Ａの発生又は成長を効果的に抑制できる。
【００６３】
なお、本発明のポンプ監視装置３０、及びポンプ監視方法は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【００６４】
例えば、可動体３４，７５には、吸込水槽１内（水中渦Ａの発生の有無）を監視できる水中カメラを配置してもよい。可動体３４，７５は、垂直方向の動きが拘束されるように構成されてもよい。
【００６５】
圧力センサ３２は、吸込水槽１の底壁３上に直接配置してもよい。この場合、揚水管１３の軸心を基準として、吸込口１８の直径に対して１．５倍の範囲内に複数の圧力センサ３２を配置することが好ましい。また、その直径に対応する直径で据付床２の取付孔２ａを形成し、据付床２上から圧力センサ３２を投げ入れて配置できるようにすることが好ましい。
【００６６】
圧力センサ３２とコントローラ５０は、無線通信により検出結果を送受信させたが、通信ケーブルによって接続することで、有線通信により検出結果を送受信させてもよい。また、可動体３４，７５の移動位置を特定は、測位部４４と電波送信部５６による方式に限られず、水中カメラによる監視であってもよい。
【００６７】
ポンプ監視装置３０は、立軸ポンプ１０を用いたポンプ設備に限られず、回転軸を水平に配置した横軸ポンプを用いたポンプ設備にも適用可能であり、監視対象のポンプの種類は必要に応じて変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…吸込水槽
２…据付床
２ａ…取付孔
３…底壁
４…端壁
１０…立軸ポンプ
１２…ポンプケーシング
１３…揚水管
１４…ストレート管
１５…ベーンケース
１６…軸受ケーシング
１７…ベルマウス
１７ａ…固定部
１８…吸込口
１９…吐出管
２０…吐出エルボ
２２…回転軸
２３…軸封装置
２５…羽根車
２７…駆動モータ
３０…ポンプ監視装置
３２…圧力センサ
３４…可動体
３５…ローラ
３６…凸部
３７Ａ，３７Ｂ…配置部
４０…検出側通信部
４０ａ…送信部
４０ｂ…受信部
４２…制御部
４４…測位部
４６…記憶部
５０…コントローラ
５２…記憶部
５４…監視側通信部
５４ａ…送信部
５４ｂ…受信部
５６…電波送信部
６０…渦抑制機構
６２…渦抑制部材
６３…挿通孔
６４…取付枠
６５…横枠部材
６６…縦枠部材
６７…連結部材
６８…筒部
６９…アーム
７０…抜止部
７５…可動体
７６…縮径流路
７７…収容部
７８…ローラ
Ａ…水中渦
Ｂ…空気吸込渦
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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