(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの吸込口が配置される吸込水槽内に設置される渦防止装置であって、
前記吸込口が挿入される開口を有する天井部と、
前記天井部を支持する支持柱と、
前記支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として前記吸込口を囲む側方整流板と、
前記吸込口の下方に設置される下方整流板と
を備える渦防止装置。
【請求項２】
前記側方整流板は、前記渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または４５°以下の勾配を形成するように配置される、請求項１に記載の渦防止装置。
【請求項３】
前記吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、前記開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、
前記開放された側部に面する前記側方整流板は水平に配置され、
前記側壁に面する前記側方整流板は前記勾配を形成するように配置される、請求項２に記載の渦防止装置。
【請求項４】
前記支持柱および前記側方整流板が、開口率が８０％〜９０％の格子を形成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の渦防止装置。
【請求項５】
前記下方整流板は、前記支持柱に連結される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の渦防止装置。
【請求項６】
ポンプと、
前記ポンプの吸込口が配置される吸込水槽と、
前記吸込水槽内に設置される渦防止装置であって、
前記吸込口が挿入される開口を有する天井部、
前記天井部を支持する支持柱、
前記支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として前記吸込口を囲む側方整流板、および
前記吸込口の下方に設置される下方整流板
を含む渦防止装置と
を備えるポンプ設備。
【請求項７】
前記側方整流板は、前記渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または４５°以下の勾配を形成するように配置される、請求項６に記載のポンプ設備。
【請求項８】
前記吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、前記開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、
前記開放された側部に面する前記側方整流板は水平に配置され、
前記側壁に面する前記側方整流板は前記勾配を形成するように配置される、請求項７に記載のポンプ設備。
【請求項９】
前記支持柱および前記側方整流板が、開口率が８０％〜９０％の格子を形成する、請求項６〜８のいずれか１項に記載のポンプ設備。
【請求項１０】
前記下方整流板は、前記支持柱に連結される、請求項６〜９のいずれか１項に記載のポンプ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦防止装置、および渦防止装置を備えるポンプ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ設備における吸込水槽の形状および寸法は、ポンプ設備が設置される敷地の形状、ポンプ設備自体の形状、またはその他の経済的な事情などによって制約を受ける。例えば、最近は、吸込水槽の寸法を可能な限り小さくすることが要求される事例が多くある。
【０００３】
図１Ａは、ポンプ設備に設置される吸込水槽の模式的な斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す吸込水槽の平面図である。図示された例において、吸込水槽１は底部２を有する箱形であり、その側部のうちの１つは開放されて水路３に連通する。この開放された側部以外の吸込水槽１の側部には、いずれも側壁が形成される。側壁は、水路３の流れの向きに平行な１対の側壁４Ｌ，４Ｒ、および水路３からの水流の終端に位置する側壁５として、いずれも透過的に図示されている。ポンプの吸込口６が、上方から吸込水槽１内に差し入れられ、水中に配置されている。ポンプの運転により吸込水槽１の水が吸込口６を介して揚水され、また、水路３から水が吸込水槽１に流入する。
【０００４】
このような構造を有する吸込水槽１で水槽の寸法を小さくすると、吸込口６と吸込水槽１の内壁面、すなわち底部２、側壁４Ｌ，４Ｒ、および側壁５との間の距離が短くなり、水槽内での水の流速が大きくなる結果として、渦が発生しやすくなる。発生した渦が吸込口６からポンプに吸い込まれると、揚水性能低下、騒音、または振動などを引き起こす可能性があり、結果としてポンプの機能障害に至ったり、揚水不能になったりする可能性もある。
【０００５】
ここで、吸込水槽１内で発生する渦は、発生する箇所によって便宜的に大きく４つに分類できる。第１〜第４の分類の渦について、それぞれΓ０〜Γ３の符号を付して図１Ａおよび図１Ｂに示す。第１の分類の渦Γ０は、吸込水槽１の底部２と吸込口６との間に発生する水中渦である。第２の分類の渦Γ１は、吸込水槽１の側壁４Ｌ，４Ｒと吸込口６との間に発生する水中渦である。第３の分類の渦Γ２は、吸込水槽１の側壁５と吸込口６との間に発生する水中渦である。第４の分類の渦Γ３は、水面と吸込口６との間に発生する水面渦である。
【０００６】
上記の渦Γ０〜Γ３の間では、発生する箇所および発生後の渦の成長の仕方が異なる。従って、渦の発生を防止するための渦防止装置の適切な構造は、それぞれの種類の渦の間で異なりうる。従来の渦防止装置の多くは、いずれかの特定した種類の渦の発生を防止するために適正化されたものであったが、その反面で、特定の対象とされない他の種類の渦については十分な渦防止効果が得られなかった。ところで、実際の吸込水槽でどの種類の渦がどの程度発生するかは、吸込水槽が多くの場合地下に設置されるために明かりが入らず、また貯留される水も濁っている場合があるため、特定することが困難である。それゆえ、上記のような従来の渦防止装置は、必ずしも吸込水槽で実際に発生する渦を防止できていない可能性があった。
【０００７】
そこで、近年、複数の種類の渦の発生を防止することを意図した渦防止装置が提案されている。例えば、特許文献１には、吸込口の直下に十字状のバッフルを取り付けるとともに、吸込口の水槽端部側にあたる領域に吸込口を囲む半円筒形で、水路方向の縦断面が開いたパンチングメタルの板で形成される渦防止部材を配置したポンプ設備が記載されている。この場合、吸込水槽の壁面と吸込口との間に、パンチングメタルの板が配置されるこ
とになる。それゆえ、吸込水槽の壁面とパンチングメタルの板との間の水は、パンチングメタルの板に開けられた孔を通じて吸込口側に流れることになる。ところが、板に形成される孔の数および大きさには限りがあるために、パンチングメタルの板の開口率は小さく、孔で生じる圧力損失が大きいために、水が流れにくくなっている。したがって、パンチングメタルの板により、あたかも新たな壁面が形成されたようになる。すなわち、吸込水槽に水路から流入した水の流れが、吸込口周辺では、吸込水槽の壁面間の幅ではなくパンチングメタルの半円筒板の直径幅に狭められてしまう。従って、水は吸込口に流入しにくくなり、ポンプの吸込性能が低下する可能性がある。さらに、水が流入しにくいうえに、パンチングメタルで囲まれ狭くなった空間の水は、従来と変わらない揚水量で揚水されるので、吸込口の水圧が下がり、渦防止部材のパンチングメタルと吸込口との間に、パンチングメタルの壁面から発生する渦も含めて、新たに渦が形成される可能性もある。
【０００８】
また、特許文献２では、ポンプの吸込口の直下に取り付けられる、様々な形状の渦防止装置が提案されている。これらの渦防止装置は、共通して、吸込口の下方に配置される、複数の貫通孔を有する上に凸な円錐状の部材を有する。これによって、水槽の底部から発生する渦（図１Ａおよび図１Ｂに示した渦Γ０）を防止することができる。ただし、水槽の側壁から発生する渦（図１Ａおよび図１Ｂに示した渦Γ１，Γ２）や、水面と吸込口６との間に発生する水面渦（同じく渦Γ３）については、成長して円錐状の部材と吸込口との間に延びてくる渦の侵入を十分に断ち切って防止することができない可能性がある。また、特許文献２で提案される渦防止装置は、吸込口から水路に向かう方向にも、吸込水槽の側壁に向かう方向にも一様に形成される。元来、渦防止装置のようなものを吸込口近辺に設ければ、渦防止装置自体が流れの抵抗体として作用する。そこで、水路から吸込口に向かう水流は、あまり渦が発生しない領域でもあるので、吸込口へより少ない抵抗で到達するように考慮されるべきである。しかしながら、特許文献２で提案される渦防止装置は、どの方向にも一様に形成されるので、水路から吸込口に向かう水流は必要以上の抵抗を受け、ポンプの吸込性能が低下する可能性がある。
【０００９】
なお、上記の特許文献１および特許文献２において提案されている渦防止装置は、いずれもポンプの吸込口に取り付けられる。この場合、渦防止装置を含むポンプの吸込口部分の重量が増加したことによってポンプの他の部分との重量のバランスが変化し、結果としてポンプの運転時に発生する振動が増長される可能性がある。このような点を考慮する場合、ポンプの吸込口に取り付けるタイプの渦防止装置には、少なからぬ設計上の制約が存在することになる。
【００１０】
これに対して、上記の特許文献１および特許文献２と同様に複数の種類の渦の発生を防止することを意図しているのに加えて、ポンプに取り付けるのではなく吸込水槽側に取り付ける渦防止装置も提案されている。より具体的には、特許文献３には、吸込水槽の底面上に、ポンプの吸込口を取り囲むようにパンチングメタルまたはエキスパンドメタルで形成される渦防止部材を設置したポンプ設備が記載されている。しかしながら、パンチングメタルを使用する場合、開口率が小さいために開口を流れる水流に圧力損失が生じ、あたかも吸込水槽の壁面に代わる新たな壁面がポンプ吸込口と吸込水槽の壁面との間に形成されたようになるので、ポンプの吸込圧の低下、吸込性能の低下および新たな渦の形成につながる可能性があるのは特許文献１と同じである。加えて、特許文献３の場合には、パンチングメタルに囲まれた内側で圧力が下がりすぎることによって、上記の渦Γ０の発生が助長される可能性もある。一方、エキスパンドメタルを用いれば開口率を大きくすることができる。しかしながら、エキスパンドメタルが水流に干渉する領域は、水流の方向、すなわち板面に直角な方向については短いので、エキスパンドメタルの開口部を通った水流を、そのまま板面に直角な向きに流れ続けるように整流することはできない。従って、例えば吸込水槽の壁面で発生した渦（図１Ａおよび図１Ｂに示した渦Γ１，Γ２）が成長してエキスパンドメタルに至ると、渦は開口部を通って吸込口方向に成長し続けてしまい、
十分な渦防止効果が得られない。また、エキスパンドメタルはパンチングメタルのような板材に比べると強度が高くないために、渦防止部材自体の構造強度も低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２７０４７９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９９４４号公報
【特許文献３】特開２００８−２３２０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一つは、吸込水槽内に設置される渦防止装置において、十分な開口率を確保しつつ渦防止性能を向上させることが可能な、渦防止装置、および渦防止装置を備えるポンプ設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある観点によれば、ポンプの吸込口が配置される吸込水槽内に設置される渦防止装置が提供される。渦防止装置は、吸込口が挿入される開口を有する天井部と、天井部を支持する支持柱と、支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として吸込口を囲む側方整流板と、吸込口の下方に設置される下方整流板とを備える。
【００１４】
上記の構成では、吸込口の側方からの渦の発生を防止するための部材が整流板で構成されることによって、十分な開口率を確保しつつ渦防止性能を向上させることが可能になる。また、水面からの渦の発生、および吸込口の下方からの渦の発生も、天井部および下方整流板によって防止することができる。
【００１５】
上記の渦防止装置において、側方整流板は、渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または４５°以下の勾配を形成するように配置されてもよい。この場合、吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、開放された側部に面する側方整流板は水平に配置され、側壁に面する側方整流板は勾配を形成するように配置されてもよい。
【００１６】
上記の渦防止装置において、支持柱および側方整流板が、開口率が８０％〜９０％の格子を形成してもよい。下方整流板は、支持柱に連結されてもよい。
【００１７】
本発明の別の観点によれば、ポンプと、ポンプの吸込口が配置される吸込水槽と、吸込水槽内に設置される渦防止装置とを備えるポンプ設備が提供される。渦防止装置は、吸込口が挿入される開口を有する天井部、天井部を支持する支持柱、支持柱の間に板面が互いに平行になるように架け渡され、全体として吸込口を囲む側方整流板、および吸込口の下方に設置される下方整流板を含む。
【００１８】
上記のポンプ設備において、側方整流板は、渦防止装置の内側から外側に向けて、水平に、または４５°以下の勾配を形成するように配置されてもよい。この場合、吸込水槽は、水路に連通する開放された側部と、開放された側部以外の側部に形成される側壁とを有し、開放された側部に面する側方整流板は水平に配置され、側壁に面する側方整流板は勾配を形成するように配置されてもよい。
【００１９】
上記のポンプ設備において、支持柱および側方整流板が、開口率が８０％〜９０％の格子を形成してもよい。下方整流板は、支持柱に連結されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】ポンプ設備に設置される吸込水槽の模式的な斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す吸込水槽の平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る渦防止装置を備えるポンプ設備を示す概略的な縦断面図である。
【図３】図２に示された渦防止装置の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る渦防止装置における開口率について説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る渦防止装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置を備えるポンプ設備を示す概略的な縦断面図である。図２を参照すると、ポンプ設備１０は、吸込水槽２０と、渦防止装置３０と、立軸ポンプ４０とを含む。ポンプ設備１０では、上流の水路から矢印で示す向きに流入した水が、吸込水槽２０に貯留される。吸込水槽２０の水位が設定値を超えると、立軸ポンプ４０が運転を開始し、吸込水槽２０内の水を排水する。渦防止装置３０は、立軸ポンプ４０の運転中の吸込水槽２０内での渦の発生、より具体的には上記で図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した第１〜第４の分類の渦Γ０〜Γ３の発生を防止する。なお、渦防止装置３０が立軸ポンプ４０ではなく吸込水槽側に取り付けられるので、渦防止装置３０が立軸ポンプ４０の振動に及ぼす影響を考慮するという設計的制約は解消されている。
【００２３】
渦防止装置３０は、天井部３１と、天井部３１を支持する複数の支持柱３２と、支持柱３２の間に板面が互いに平行になるように架け渡される側方整流板３３とを含む。側方整流板３３は、全体として、立軸ポンプ４０の吸込口４１を囲む。図示された例では、側方整流板３３が吸込口４１を囲む領域の全周にわたって配置されるため、側方整流板３３の全体的な平面形状は筒形である。後述するように、一部の側方整流板３３が省略される場合には、側方整流板３３の全体的な平面形状はＵ字形またはＣ字形などであってもよい。この場合、Ｕ字形またはＣ字形の開いた側は、上流（水路）方向を向く。なお、渦防止装置３０の平面形状の例については後述する。さらに、渦防止装置３０は、立軸ポンプ４０の吸込口４１の下方に設置される下方整流板３４を含む。下方整流板３４は、例えば、支持柱３２または側方整流板３３に連結され、これによって支持される。
【００２４】
渦防止装置３０において、天井部３１は、立軸ポンプ４０の吸込口４１が挿入される開口３１ａを有する。開口３１ａは、吸込口４１、および／またはその上方に位置する吐出ボウル４２ａに対応した寸法を有する。例えば、吸込口４１の寸法は、吸込口４１または吐出ボウル４２ａとの間隔が、水面から開口３１ａを経由して吸込口４１に至る水の流れが生じにくくなる程度に狭められるように設定される。これは、渦防止装置３０が、吸込水槽２０内の水面と吸込口４１との間に発生する水面渦、すなわち上述した第４の分類の渦Γ３の発生を抑制することができることを意味する。なお、天井部３１は複数の部品により組み立てられ、分割可能であってもよい。
【００２５】
上記のような天井部３１の作用のために、吸込水槽２０内の水は、主に側方整流板３３の間を通って渦防止装置３０の内側に入り、吸込口４１まで流れることになる。このよう
な水の流れでは、側方整流板３３が設けられていることによって、側方整流板３３の間に流入する水流は、側方整流板３３によりそのまま流れ方向を維持するように整流される。それゆえ、成長した渦が側方整流板３３の間に侵入しても、渦芯が断ち切られ、渦の発生および成長が抑制される。このようにして、渦防止装置３０は、吸込水槽２０の側壁２３と吸込口４１との間に発生する水中渦、すなわち上述した第２の分類の渦Γ１、および第３の分類の渦Γ２についても、その発生を抑制することができる。
【００２６】
なお、後述するように、側方整流板３３は、渦防止装置３０の内側から外側に向けて、水平に、または比較的小さい勾配を形成するように配置される。整流板は、流れを遮るのではなく、流れの向きを維持するように整流することによって渦の侵入を抑制する。従って、渦防止部材に求められる圧力損失低減、および渦防止装置内における圧力低下と渦の発生の問題についても、例えばパンチングメタルによって渦防止部材を形成する場合よりも大きな開口率をとって圧力損失を少なくすることができるので、渦防止装置内部における圧力低下や渦の発生の十分な防止効果を得ることができる。
【００２７】
また、例えばエキスパンドメタルによって渦防止部材を形成する場合とは異なり、それぞれの開口部が水流の方向に幅をもった板によって区分されるため、整流および渦芯を切る効果が十分に得られる。さらに、エキスパンドメタルを渦防止部材として採用した場合の構造的な強度の問題についても、側方整流板３３は支持柱３２の間に板面が互いに平行になるように架け渡されるため、支持柱３２が天井部３１を支持する構造を補強し、渦防止装置３０全体の強度を確保することができる。
【００２８】
一方、渦防止装置３０は吸込水槽２０の底部２２上に設置されるため、渦防止装置３０の内側にあたる底部２２の部分と吸込口４１との間に発生する水中渦、すなわち上述した第１の分類の渦Γ０は、側方整流板３３の影響を受けない。そこで、本実施形態では、このような渦が発生する可能性がある吸込口４１の下方に、少なくとも１枚の下方整流板３４を設置して渦芯を断ち切り、渦の発生を抑制する。このような効果を得るために、下方整流板３４は、吸込口４１の下方で、好ましくは吸込口４１の中心を横切って配置される。上記のように、下方整流板３４は支持柱３２または側方整流板３３に連結されうるが、これによって下方整流板３４が支持されるだけではなく、支持柱３２および側方整流板３３を含む渦防止装置３０の構造を補強することもできる。
【００２９】
以上のような構成によって、渦防止装置３０では、上述した第１〜第４の分類の渦Γ０〜Γ３のいずれについても、渦の発生を抑制することができる。側方整流板３３を用いることによって十分な開口率を確保できるため、渦防止装置３０は吸込口４１に向かう水流の障害にならない。また、支持柱３２および側方整流板３３、ならびに必要に応じて下方整流板３４を互いに連結することによって、渦防止装置３０全体の強度を向上させることができる。
【００３０】
立軸ポンプ４０は、吸込口４１を含む吐出ボウル４２ａと、吐出ボウル４２ａの上端に連結される吊下管４２ｂと、吊下管４２ｂの上端に連結される吐出エルボ４２ｃとを含むステータ部分４２を有する。ステータ部分４２は、吸込水槽２０の上方に構築された基礎床１１に支持部材１２を介して連結され、これによって立軸ポンプ４０が支持されている。また、立軸ポンプ４０は、吐出ボウル４２ａ内に配置される羽根車４３ａと、羽根車４３ａに連結され、吊下管４２ｂ内で鉛直上方に延びて吐出エルボ４２ｃを貫通し、駆動機構４４に連結される回転軸４３ｂとを含むロータ部分４３を有する。駆動機構４４は、モータまたはエンジン、および減速機などを含む。
【００３１】
上述のようにして吸込水槽２０から渦防止装置３０を通過して立軸ポンプ４０の吸込口４１に吸い込まれた水は、羽根車４３ａの回転によって吊下管４２ｂ内を上方へと揚水さ
れ、吐出エルボ４２ｃから吐出される。本実施形態に係るポンプ設備１０では、渦防止装置３０によって吸込水槽２０内での渦の発生が抑制される結果、渦が吸込口４１に吸い込まれることによって立軸ポンプ４０に機能障害が発生したり、排水不能になったりすることが防止され、十分な揚水性能が実現される。
【００３２】
図３は、図２に示された渦防止装置の拡大図である。図３では、特に、渦防止装置３０の側方整流板３３の取付角度が、吸込水槽２０の側壁２３に関連して示されている。より具体的には、吸込水槽２０の側壁２３に面する側方整流板３３（側方整流板３３ａとして図示する）は、渦防止装置３０の内側から外側に向けて、角度θ１の勾配を形成するように配置される。ここで、角度θ１は比較的小さな角度であり、例えば０＜θ１≦４５°、好ましくは０＜θ１≦３０°である。これは、角度θ１が大きすぎると流れの抵抗になるためである。角度θ１は、それぞれの側方整流板３３ａについて共通である。従って、側方整流板３３ａの板面は互いに平行である。また、図示された例において、勾配は、渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配である。このように側方整流板３３ａを配置することによって、渦防止装置３０に流入するときの圧力損失を低い状態に保ちながら、吸込水槽２０内の水面と吸込口４１との間に発生する水面渦、すなわち上述した第４の分類の渦Γ３や、吸込水槽２０の側壁２３と吸込口４１との間に発生する水中渦、すなわち上述した第２の分類の渦Γ１、および第３の分類の渦Γ２が、側方整流板３３ａの勾配によって渦防止装置３０の内側に侵入しにくくなり、側壁２３から吸込口４１に向かう水の流れにおいて、より確実に渦芯を断ち切り、側壁２３と吸込口４１との間に発生する水中渦を抑制することができる。
【００３３】
一方、それ以外の、すなわち吸込水槽２０の開放された側部に面する側方整流板３３（側方整流板３３ｂとして図示する）は、水平に、または側方整流板３３ａよりも小さい角度の勾配を形成するように配置される。側方整流板３３ｂは、そのすべてが水平であるか、またはそれぞれの側方整流板３３ｂについて共通の小さい角度の勾配を形成するように配置される。従って、側方整流板３３ｂの板面も互いに平行である。上記で図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明したように、吸込水槽２０の開放された側部では、他の側部に比べて水中渦の発生は顕著ではない。それゆえ、側方整流板３３ｂについては、流れの抵抗を最小化するために水平に設置することが可能である。なお、この例において、側方整流板３３ｂは、渦防止装置３０を平面視したときに、吸込口４１の中心から吸込水槽２０の開放された側部に向かう方向から両側に３０°〜６０°の範囲に含まれる側方整流板３３でありうる。
【００３４】
さらにいえば、吸込水槽２０の開放された側部に面する側方整流板３３（上記の側方整流板３３ｂ）は、省略されてもよい。この場合、側方整流板３３の全体的な平面形状は、筒形ではなくＵ字形またはＣ字形などになる。ただし、側方整流板３３が渦防止装置３０の構造を補強する効果は、側方整流板３３ｂを設置する場合の方が高い。また、天井部３１を迂回して水面と吸込口４１との間に発生する水面渦、もしくは渦防止装置３０の外側にあたる底部２２の部分と吸込口４１との間に発生する水中渦を考慮する場合も、側方整流板３３ｂを設置する方が有利である。
【００３５】
なお、図３に示した例は、吸込水槽２０の開放された側部に面する側方整流板３３ｂとそれ以外の側方整流板３３ａとの間で構造上の差異をもたせる場合の例である。他の例では、側方整流板３３がどの部分でも一様な角度で配置されてもよい。つまり、渦防止装置３０の内側から外側に向かう方向について、すべての側方整流板３３が水平に配置されてもよく、あるいはすべての側方整流板３３が勾配を形成するように配置されてもよい。
【００３６】
続いて、図４〜図８を参照しながら、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状のいくつかの例について説明する。なお、以下で説明する渦防止装置の平面形状の図は、
図３に示された渦防止装置３０のＸ−Ｘ線断面図にあたる。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第１の例を示す図である。図４に示された渦防止装置３０ａは、六角形の平面形状を有する。渦防止装置３０ａでは、六角形の各頂点に６本の支持柱３２が配置され、互いに隣接する支持柱３２の間、すなわち六角形の各辺に６組の側方整流板３３が取り付けられる。また、渦防止装置３０ａでは、対向する支持柱３２の間、つまり六角形の中心を通る対角線に沿って、３枚の下方整流板３４が配置される。六角形の中心、すなわち３枚の下方整流板３４が互いに交差する位置は、吸込口４１の中心に一致することが好ましい。
【００３８】
また、上記の第１の例において、側方整流板３３は、吸込水槽２０の側壁２３に面した５組の側方整流板３３ａと、吸込水槽２０の開放された側部に面した１組の側方整流板３３ｂとを含む。既に述べたように、側方整流板３３ａは、渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置される。また、側方整流板３３ｂは、水平に配置される。他の例では、すべての側方整流板３３が同じように（水平に、または勾配を形成するように）配置されてもよい。また、さらに他の例では、吸込水槽２０の開放された側部に面した側方整流板３３ｂが省略されてもよい。
【００３９】
図５は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第２の例を示す図である。図５に示された渦防止装置３０ｂは、図４に示された第１の例と同様に六角形の平面形状を有する。ただし、第１の例との違いとして、渦防止装置３０ｂでは、六角形の辺（つまり、側方整流板３３）ではなく頂点（つまり、支持柱３２）が、吸込水槽２０の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置３０ｂでは、吸込水槽２０の開放された側部に向けられた支持柱３２と、その両側の支持柱３２との間に取り付けられる２組の側方整流板３３ｂを水平に配置し、残りの４組の側方整流板３３ａを渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
【００４０】
図６は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第３の例を示す図である。図６に示された渦防止装置３０ｃは、円形の平面形状を有する。渦防止装置３０ｃでは、平面形状の円周をほぼ６等分する点に６本の支持柱３２が配置され、互いに隣接する支持柱３２の間、すなわち円周に沿って６組の側方整流板３３が取り付けられる。また、渦防止装置３０ｃでは、円の中心をはさんで向かい合う支持柱３２を結ぶ線、すなわち円の直径に沿って、３枚の下方整流板３４が配置される。円の中心、すなわち３枚の下方整流板３４が互いに交差する位置は、吸込口４１の中心に一致することが好ましい。
【００４１】
上記のような第３の例において、側方整流板３３の配置は、上記で図４を参照して説明した第１の例と同様でありうる。つまり、吸込水槽２０の開放された側部に面した１組の側方整流板３３ｂが水平に配置され、それ以外の５組の側方整流板３３ａが渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置され得る。ただし、第１の例との違いとして、渦防止装置３０ｃでは、それぞれの側方整流板３３の平面形状が円弧状である。なお、図６に示された円形の平面形状を、円の中心回りに３０°回転させると、側方整流板３３の配置について、上記の第１の例に代えて第２の例と同様の配置を採用することができるようになる。
【００４２】
図７は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第４の例を示す図である。図７に示された渦防止装置３０ｄは、三角形の平面形状を有する。渦防止装置３０ｄでは、三角形の各頂点と、各辺の中点とに合わせて６本の支持柱３２が配置され、互いに隣接する支持柱３２の間、すなわち三角形の各辺を２分割した線分に沿って、６組の側方整流板３３が取り付けられる。また、渦防止装置３０ｄでは、三角形の各頂点とその対辺の中点とを結ぶ線分に沿って３枚の下方整流板３４が配置される。三角形の中心、すなわち３
枚の下方整流板３４が互いに交差する位置は、吸込口４１の中心に一致することが好ましい。
【００４３】
上記のような第４の例では、渦防止装置３０ｄの平面形状の三角形の一辺が、吸込水槽２０の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置３０ｄでは、この辺を形成する２組の側方整流板３３ｂを水平に配置し、残りの４組の側方整流板３３ａを渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
【００４４】
図８は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の第５の例を示す図である。図８に示された渦防止装置３０ｅは、図７に示された第４の例と同様に三角形の平面形状を有する。ただし、第４の例との違いとして、渦防止装置３０ｅでは、三角形の辺（つまり、側方整流板３３）ではなく頂点（つまり、支持柱３２）が、吸込水槽２０の開放された側部に向けられている。それゆえ、渦防止装置３０ｅでは、吸込水槽２０の開放された側部に面する支持柱３２と、その両側の支持柱３２との間に取り付けられる２組の側方整流板３３ｂを水平に配置し、残りの４組の側方整流板３３ａを渦防止装置３０の内側から外側に向かう下り勾配を形成するように配置することができる。
【００４５】
以上、図４〜図８を参照して、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の平面形状の例について説明した。なお、渦防止装置の平面形状は図示および説明した例には限られず、各種の形状が可能である。例えば、渦防止装置は、図示された例における三角形および六角形の他に、四角形、または五角形など、任意の多角形の平面形状を有してもよい。また、渦防止装置の平面形状は、必ずしも図示された例における正六角形、円および正三角形のように点対称性を有する形状でなくてもよい。例えば、平面形状は、楕円または二等辺三角形のように線対称性のみを有する形状であってもよい。また、側方整流板３３ｂは水平に配置されるものとして説明されたが、必ずしも厳密に水平に配置されなくてもよく、例えば側方整流板３３ａよりも小さい勾配を形成するように配置されてもよい。
【００４６】
図９は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置における開口率について説明するための図である。図９には、渦防止装置３０の側面の模式的な展開図が示されている。なお、図中の点Ｐと点Ｐ’、および点Ｑと点Ｑ’は、それぞれ同一の点を示す。図示された例において、開口率は、支持柱３２および側方整流板３３が形成する格子の開口率、すなわち長方形ＰＰ’Ｑ’Ｑのうち支持柱３２および側方整流板３３によって流れが遮られない部分の面積割合として算出される。本実施形態において、このようにして算出される開口率は、例えば８０％〜９０％、好ましくは約８５％でありうる。
【００４７】
図１０は、本発明の一実施形態に係る渦防止装置の変形例を示す図である。図１０には、上記で説明した渦防止装置３０の変形例として、渦防止装置３０ｘが示されている。渦防止装置３０ｘでは、側方整流板３３が、渦防止装置３０の側面に対して平行な方向について、角度θ２の勾配を形成するように配置される。ここで、角度θ２は比較的小さな角度であり、例えば０＜θ２≦４５°、好ましくは０＜θ２≦１０°である。上記で図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した渦Γ１および渦Γ２の渦芯は鉛直方向に移動する傾向があるため、角度θ２は小さい方が好ましい。角度θ２は、それぞれの側方整流板３３について共通である。従って、この場合も、側方整流板３３の板面は互いに平行である。なお、上記で説明した渦防止装置３０では、この方向について側方整流板３３は水平である。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的範囲はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４９】
１０    ポンプ設備
２０    吸込水槽
２２    底部
２３    側壁
３０    渦防止装置
３１    天井部
３１ａ    開口
３２    支持柱
３３    側方整流板
３４    下方整流板
４０    立軸ポンプ
４１    吸込口
【図１Ａ】
0006472738.tif 000002
【図１Ｂ】
0006472738.tif 000003
【図２】
0006472738.tif 000004
【図３】
0006472738.tif 000005
【図４】
0006472738.tif 000006
【図５】
0006472738.tif 000007
【図６】
0006472738.tif 000008
【図７】
0006472738.tif 000009
【図８】
0006472738.tif 000010
【図９】
0006472738.tif 000011
【図１０】
0006472738.tif 000012