(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車を収容する羽根車室上流の吸込流路を形成する吸込ケーシングの周壁部に一端が開口接続されるとともに他端が大気に開放され、かつ、途中に開閉自在な吸気弁が介在された吸気管を備え、ポンプ運転時に上記吸気弁を開弁して空気を吸込流路に導入することで揚水遮断して揚水運転から気中運転に切替え可能とされた先行待機運転型ポンプにおいて、
上記吸込ケーシングの周壁部のうち、上記吸気管の一端が開口接続される周壁部分の内側に、内面が平面視略つの字形状となるように外方へ突曲し揚水遮断時に吸込流路内に形成される遊転流れの方向に向けて前記突曲が漸次浅くなり前記周壁部につながる窪み部を吸込流路に連通させて形成し、
この突曲窪み部の上部内面を上方ほど羽根車の回転軸線に漸次近付くような傾斜面に形成していることを特徴とする先行待機運転型ポンプの吸込部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、先行待機運転型ポンプの吸込部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の一般的な先行待機運転型立軸ポンプＰは、図５に示すように、羽根車１を収容する羽根車室２の上流側に吸込流路３を形成するベルマウス状の吸込ケーシング４が接続固定されている。この吸込ケーシング４の周壁部４Ａのうち上記羽根車室２の入口に近い箇所には、その一端が吸込ケーシング４の周壁部に開口接続されるとともに他端が大気に開放され、かつ、途中に開閉自在な吸気弁５が介在された吸気管６が装備されている。そして、ポンプ運転時で吸水井７の水位が揚水開始水位（排水運転水位）ＨＷＬとポンプ固有の最低水位（揚水遮断水位）ＬＷＬとの間の所定水位まで降下したとき、吸気弁５を開弁して吸気管６を通じて吸込流路３に空気（外気）を導入することにより、排水運転から気中運転（待機運転）に切替えてポンプ運転を継続し、また、上記吸水井７の水位が揚水開始水位（排水運転水位）ＨＷＬにまで上昇したとき、吸気弁５を閉弁させることにより、吸込流路３内の残留空気を吸い上げながら気中運転から排水運転に切替えるように構成されている。
【０００３】
上記構成の先行待機運転型立軸ポンプＰにおいて、揚水遮断動作時に吸込流路３に空気を効率よく導入するための吸込部構造として、従来では、図６に示すように、吸込ケーシング４の周壁部４Ａのうち、吸気管６の一端が開口接続される周壁部分にその内面から吸込流路３の中心側に向けて整流板２０を固定突出させたものが採用されていた。この整流板２０は、揚水遮断時に吸込流路３内に形成される遊転流れＡの一部を、図７に示すように、吸込流路３の中心側に変位させることで整流板２０の背部に渦流ａによる負圧領域を形成させ、これによって、吸気管６から吸込流路３内への空気の導入を容易にするといった負圧発生機能を発揮するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、負圧発生機能を発揮させるために上記のような整流板２０を用いた従来の先行待機運転型ポンプの吸込部構造の場合、高比速度のものでは部分流量域や締切点におけるポンプ運転の軸動力が上昇する傾向にある。特に、羽根車１下流側に設けた吐出弁を全閉にしてポンプを起動する場合、締切点での軸動力が最大になり、この最大軸動力に合わせてポンプ駆動用原動機の出力を選定しなければならず、ポンプの定格排水能力に比して出力の大きい原動機の使用が必要となり、設備全体が不経済になるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、軸動力の上昇を極力抑えつつ、揚水遮断時に負圧発生機能を発揮させて空気を効率よく吸込流路内に導入することができる先行待機運転型ポンプの吸込部構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る先行待機運転型ポンプの吸込部構造は、羽根車を収容する羽根車室上流の吸込流路を形成する吸込ケーシングの周壁部に一端が開口接続されるとともに他端が大気に開放され、かつ、途中に開閉自在な吸気弁が介在された吸気管を備え、ポンプ運転時に上記吸気弁を開弁して空気を吸込流路に導入することで揚水遮断して揚水運転から気中運転に切替え可能とされた先行待機運転型ポンプにおいて、上記吸込ケーシングの周壁部のうち、上記吸気管の一端が開口接続される周壁部分の内側に、内面が平面視略つの字形状となるように外方へ突曲し揚水遮断時に吸込流路内に形成される遊転流れの方向に向けて前記突曲が漸次浅くなり前記周壁部につながる窪み部を吸込流路に連通させて形成し、この突曲窪み部の上部内面を上方ほど羽根車の回転軸線に漸次近付くような傾斜面に形成していることを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成の本発明によれば、揚水遮断時に吸込流路内に形成される遊転流れを全く阻害することなく、あるいは、ほとんど阻害しないで外方への突曲窪み部に発生する渦により負圧領域を作って、吸気管から吸込流路内への空気の導入を容易にする負圧発生機能を発揮させることが可能となる。また、突曲窪み部に導入された空気は傾斜面に沿ってなめらかに上昇し、これに伴う吸引力によって空気の導入効率が一層高められる。これによって、部分流量域や締切点での軸動力の上昇を抑制し、ポンプ駆動用原動機の必要出力を小さく抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る先行待機運転型立軸ポンプの縦断面図、図２はその立軸ポンプの吸込部構造を示す要部の横断面図であり、これら両図において、図５及び図６に示した従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付してそれらの説明を省略している。
【０００９】
図１及び図２に示す先行待機運転型立軸ポンプＰにおいて、吸込流路３を形成するベルマウス状の吸込ケーシング４の周壁部４Ａうち羽根車室２の入口に近い箇所で直径方向に対向する箇所にそれぞれ外方に向けてほぼ矩形状に突出する厚肉部４Ｂ，４Ｂを形成し、これら矩形状の突出肉厚部４Ｂ，４Ｂの内側に、内面が平面視略つの字形状となるように外方へ突曲する窪み部８，８を形成するとともに、この窪み部８，８の一端部からは吸込流路３の内方へ向けて僅かに突出する小突起９，９が形成されている。これら対向する窪み部８，８のうち一方の窪み部８に吸気管６の一端が開口接続されている。また、両窪み部８，８の内面８ａ，８ａは、図１に示されているように、上方ほど羽根車１の回転軸線ａに漸次近付くような上向き傾斜面に形成されている。
【００１０】
上記のような構成の先行待機運転型立軸ポンプＰによれば、揚水遮断時には、図３に明示するように、吸込流路３内に形成される遊転流れＡの極く一部が小突起９，９により邪魔されるのみで、遊転流れＡをほとんど阻害することなく、窪み部８，８内に渦流ａによる負圧領域が形成されることになる。このような負圧発生機能によって吸気管６から吸込流路３内には空気が効率よく導入されるとともに、その導入された空気が窪み部８，８の傾斜内面８ａ，８ａに沿ってなめらかに上昇し、これに伴う吸引力によっても吸気管６からの空気の導入効率が一層高められる。
【００１１】
これによって、部分流量域でのポンプ運転や、羽根車１下流側に設けた吐出弁（図示省略）を全閉にしてポンプ起動する場合の締切点での軸動力の上昇を抑えて、小出力の原動機を用いてポンプＰを駆動することができ、設備コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
なお、上記実施の形態では、吸込ケーシング４における矩形状突出肉厚部４Ｂ，４Ｂの内側に、外方へ突曲する窪み部８，８を形成するとともに、この窪み部８，８の一端部から吸込流路３の内方へ向けて僅かに突出する小突起９，９を形成し、この小突起９，９の存在によって負圧発生機能をより確実にしたものについて説明したが、図４に示すように、小突起を無くし、窪み部８，８の深さを上記実施の形態よりも少し大きくしたものであっても、同様な機能及び効果を発揮させることが可能である。
【００１３】
また、上記実施の形態では、本発明を立軸斜流ポンプに適用して説明しているが、本発明は立軸斜流ポンプのみに限らず、立軸軸流ポンプや立軸渦巻ポンプなど他のポンプにも適用可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、揚水遮断時に吸込流路内に形成される遊転流れを全く阻害することなく、あるいは、ほとんど阻害しないで吸気管の一端が開口接続される吸込流路部に負圧発生機能を発揮させて吸気管から吸込流路内に空気を効率よく導入することができる。したがって、部分流量域や締切点での軸動力の上昇を抑制し、ポンプ駆動用原動機の必要出力を小さく抑えることができ、先行待機運転型ポンプの駆動設備の経済化を達成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による先行待機運転型立軸ポンプの縦断面図である。
【図２】同上ポンプの吸込部構造を示すもので、図１のＡ−Ａ線に沿う拡大横断面図である。
【図３】同上ポンプの揚水遮断時における遊転流れの状況を説明する要部の拡大横断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による先行待機運転型立軸ポンプの吸込部構造を示す拡大横断図である。
【図５】従来の先行待機運転型立軸ポンプの縦断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線での拡大横断面図である。
【図７】同上従来のポンプの揚水遮断時における遊転流れの状況を説明する要部の拡大横断面図である。
【符号の説明】
１  羽根車
２  羽根車室
３  吸込流路
４  吸込ケーシング
５  吸気弁
６  吸気管
８  窪み部
８ａ  窪み部の傾斜内面
【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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