(57)【要約】【課題】立軸渦巻ポンプを用いながらも水に浮かぶ排水ポンプ装置を実現させ、従来、より高い揚程やより多量排水が可能な、洪水等の大災害にも対応できる排水ポンプ装置を提供する。【解決手段】モータＭを含む立軸渦巻ポンプ６がフロート７が下となる起立姿勢で水面に浮遊自在に構成されるとともに、フロート７の仕様は、立軸渦巻ポンプ６が水面に浮遊した使用状態においては、吸込み口部５の吸込み口８が水面下に位置しての排水作動が可能となる状態に設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立軸渦巻ポンプと、前記立軸渦巻ポンプを駆動する駆動機と、前記立軸渦巻ポンプの下端側に装備されるフロートとを有し、
前記立軸渦巻ポンプが前記フロートが下となる起立姿勢で水面に浮遊するように構成されるとともに、少なくとも前記駆動機は、水没しない大気中に配置され、前記立軸渦巻ポンプが水面に浮遊した使用状態においては、前記吸込み口部の吸込み口が水面下に位置している排水ポンプ装置。
【請求項２】
前記フロートは、前記ポンプを落し込み配置する下方凹入部と、前記吸込み口部を挿入するための前記下方凹入部から下方に貫通形成される開口部とを有する環状のものに構成されている請求項１に記載の排水ポンプ装置。
【請求項３】
前記吸込み口を下方から覆うストレーナが装備されており、前記ストレーナは、前記立軸渦巻ポンプを起立姿勢で接地させるための支持脚となる請求項１又は２に記載の排水ポンプ装置。
【請求項４】
前記ストレーナは、多数の濾過用孔を有して前記フロートの底面から下方に延びる状態に形成されるとともに底面が接地自在な筒状部と、この筒状部の開口を覆うように前記筒状部内に装備される濾過用板状体とを有して構成されている請求項３に記載の排水ポンプ装置。
【請求項５】
前記フロート下面は、ストレーナの筒状部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面である請求項４に記載の排水ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緊急災害時や土木工事等に用いる排水ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排水ポンプ装置としては、図２に示すように、横向きの主軸（図示省略）を有する横型の水中ポンプ２５をフロート２６に吊下げて水中に浮かせて使用することにより、泥やゴミの混入割合の高い底付近を避けて、比較的クリーンな部分の水から排水できるように構成されたものがある。この従来の排水ポンプ装置Ａに使用される水中ポンプ２５は、前記主軸をケーシング２７の一端に内装されているモータ（図示省略）によって回転させ、主軸に取付けられた羽根車を回転させることにより、ケーシング２７の長手方向における中間部に設けられた周状の吸い込み口２８から水を吸い込み、ケーシング２７の他端部（図２においては左端部）に装着された吐出しカバー２９に連結される排水ホース３０を介して水を吐出させるように構成されている。尚、このような水中ポンプ２５の詳細な構造については、特許文献１等において開示されている。
【０００３】
上記の排水ポンプ装置Ａは、洪水時の内水排除といった非常時において好適に使用できるものであり、図２に示すように、洪水場所に排水ポンプ装置Ａを投入して駆動させ、所定の排出場所３１に排水することができる。このように、従来の排水ポンプ装置Ａは非常時において、その非常対象場所に迅速に搬送して一刻も早く排水作動を開始させることが要求されることから、取扱い性に優れる小型で軽量な可搬型のものに構成されていた。
【０００４】
従って、災害場所への迅速な運搬性よりも、大規模な洪水や堤防の決壊といった多量の排水を行わねばならないとか、より遠い、或いはより高い箇所に排水させねばならないといった具合の厳しい排水条件の場合には、従来の排水ポンプ装置では排水容量や揚程が不足であった。それ故、従来に比べて大型の緊急排水ポンプ装置を実現することへの要求も出てきたのである。
【特許文献１】特開２００３−３９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような状況において、軸流ポンプや斜流ポンプよりも高い揚程が得られる立軸渦巻ポンプを用いることが考えられるが、運搬や取扱いの点で、比較的大きな既存の立軸渦巻ポンプは洪水現場などで使用できるものではない。
【０００６】
本発明は、立軸渦巻ポンプを用いながらも水に浮かぶ排水ポンプ装置を実現させることで、洪水等の大災害にも対応でき、より高い揚程やより多量排水が可能な排水ポンプ装置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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、立軸渦巻ポンプと、前記立軸渦巻ポンプを駆動する駆動機と、前記立軸渦巻ポンプの下端側に装備されるフロートとを有し、前記立軸ポンプが前記フロートが下となる起立姿勢で水面に浮遊自在に構成されるとともに、少なくとも前記駆動機は水没しない大気中に配置され前記立軸渦巻ポンプが水面に浮遊した使用状態においては、前記吸込み口部の吸込み口が水面下に位置している排水ポンプ装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の排水ポンプ装置において、前記ポンプを落し込み配置する下方凹入部と、前記吸込み口部を挿入するための前記下方凹入部から下方に貫通形成される開口部とを有する環状のものに構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の排水ポンプ装置において、前記吸込み口を下方から覆うストレーナが装備されており、前記ストレーナは、前記立軸渦巻ポンプを起立姿勢で接地させるための支持脚となることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の排水ポンプ装置において、前記ストレーナは、多数の濾過用孔を有して前記フロートの底面から下方に延びる状態に形成されるとともに底面が接地自在な筒状部と、この筒状部の開口を覆うように前記筒状部内に装備される濾過用板状体とを有して構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の排水ポンプ装置において、前記フロート下面は、ストレーナの筒状部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、フロートを立軸渦巻ポンプの下端側に装備して、少なくとも駆動機は水没しない大気中に配置されているので、立軸渦巻ポンプが起立姿勢で水面に浮かんだ状態で、洪水現場などにおいての排水作動が行えるようになる。また陸上において使用する構造の立軸渦巻ポンプを用いた場合でも、ポンプを水中に沈めることなく良好に作動させることができる。この場合、吸込みカバーだけが水中に沈むといった具合に吸込み口付近あるいは渦巻状のポンプケーシングが水面下に位置するようにすることで、水による問題なく陸上用の立軸渦巻ポンプを動かすことができる。
【００１３】
このように立軸渦巻ポンプが使えることにより、単位時間当りの吐出量（排水量）が多いとか、より高い揚程を出せるといった排水ポンプ装置が実現できる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、環状のフロートにポンプを落し込み配置する下方凹入部を設けることで、排水ポンプ装置の重心位置を低くすることができる。従って、本請求項２の排水ポンプ装置においては、バランスよく安定的に水に浮かんでの排水作動が行える利点がある。
【００１５】
請求項３に係る発明では、ストレーナが、立軸渦巻ポンプ等を起立姿勢で接地させるための支持脚に兼用されているので、排水作動中に水位が下がっても、倒れるとか傾くといった不都合なく正しい起立姿勢でもって水底に接地することが可能になる。また、吸込み口へのゴミや異物の浸入を規制することができるとともに、排水ポンプ装置専用の支持脚を別途作成して装備する必要が無く、部品点数の削減やそれによるコストダウンが可能になる、という効果を奏することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、多数の濾過用孔を有してフロートの底面から下方に延びる筒状部が、支持脚としての強度も備えているので、ストレーナと支持脚とフロートとの三者の構造兼用化が図れており、請求項３の発明による前記効果を強化することができる利点がある。また筒状部から水を吸込めるため、水底に接地した状態であっても、より低水位まで排水することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明では、フロート下面が、ストレーナの筒状部から吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面であるので、フロート周囲での吸込速度を低減し、空気吸込渦の発生を抑制できるので、さらにより低水位までの排水が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明にする。
図１は本施形態である排水ポンプ装置の一例を示す縦断面図である。
【００１９】
排水ポンプ装置Ａは、図１に示すように上端部に入力部１ａが形成されて駆動回転される立向きの主軸１と、主軸１の下端部に取付けられた羽根車２と、羽根車２を回転自在に収容するとともに横向きの吐出口部３が形成される渦巻状のポンプケーシング４と、下向きに開口する状態でポンプケーシング４の下端部４ａに設けられる吸込み口部５とを有して成る立軸渦巻ポンプ６、入力部１ａを介して主軸１を駆動回転させるモータＭ（駆動機の一実施例）、及び立軸渦巻ポンプ６の下端側に装備されるフロート７を有して構成される。フロート７の仕様は、モータＭを含む立軸渦巻ポンプ６がフロート７が下となる起立姿勢で水面に浮遊自在に構成されるとともに、立軸渦巻ポンプ６が水面に浮遊した使用状態においては、吸込み口部５の吸込み口８が水面下に位置しての排水作動が可能となる状態に設定されている。また吸込み口８はポンプの定格運転時において、空気吸込渦が発生しない位置に設定されている。
【００２０】
ポンプケーシング４の上側にはケーシングカバー部９が接続され、ケーシングカバー部９の上側には軸受ケーシング１０が接続されている。ポンプケーシング４の側部（図１においてはポンプケーシング４の左側）には吐出口部３が設けられている。この吐出口部３から、羽根車２の回転により、吸込み口８から吸い込んだ水等の流体を吐出す。吸込み口部５の上側には径方向外側に向ってカバーフランジ５ａが形成され、カバーフランジ５ａはポンプケーシング４の下端部４ａにボルトで締結固定されている。
【００２１】
羽根車２の上側の主軸１にはポンプケーシング４と軸受ケーシング１０との間をシールすべくシール部１１が取付けられている。シール部１１はシールハウジング１２に収容され、シールハウジング１２はケーシングカバー部９に一体形成されている。ケーシングカバー部９はポンプケーシング４の上側開口を塞いでおり、その外周部９ａはポンプケーシング４の上端部４ｂに戴置されている。ポンプケーシング４とケーシングカバー部９と軸受ケーシング１０とは、ケーシングカバー部９の外周部９ａをポンプケーシング４の上端部４ｂと軸受ケーシング１０の下端部１０ａとで挟持した状態でボルトで締結固定されている。
【００２２】
シール部１１上側の主軸１は中間軸受１３によって回転自在に支持されている。中間軸受１３は中間軸受ハウジング１４に収容され、中間軸受ハウジング１４の上部開口は軸受カバー１５によって塞がれている。中間軸受ハウジング１４には径方向外側に接続フランジ１４ａが形成され、接続フランジ１４ａは、軸受ケーシング１０に支持固定された軸受支持部１６にボルトによって締結固定されている。軸受ケーシング１０上端面には、軸受ケーシング１０の上側開口を塞いだ状態で上部軸受ハウジング１７がボルトで締結されている。上部軸受ハウジング１７は、主軸１を回転自在に支持する上部軸受１８を収容している。上部軸受ハウジング１７の上側開口は上部軸受カバー１９によって塞がれている。
【００２３】
モータＭは立軸渦巻ポンプ６とは別体で、フロート７に設けられた支持部２０によって着脱自在に取付けられている。支持部２０は、主軸１の上端部に形成された入力部１ａを挿通するための挿通孔２１を備えた支持板部２０ａと、フロート７の上面の外周縁部７ａに設けられ、かつ支持板部２０ａを立軸渦巻ポンプ６の上方に位置付ける円錐面状の支持側部２０ｂとから構成される。支持側部２０ｂは支持板部２０ａを支持できればよく、例えば籠状のフレームによって構成されてもよい。なお排水ポンプ装置ＡはモータＭの取付けが立軸渦巻ポンプ６とは独立に着脱自在な構成であるので、立軸渦巻ポンプ６に使用できる範囲内でモータＭをより高出力なモータに交換することが可能である。支持側部２０ｂにはワイヤロープを取り付ける複数のロープ取付け部２２が設けられている。河川や洪水現場において排水ポンプ装置Ａを運搬する場合にはロープ取付け部２２に取り付けたワイヤロープを船で引張って排水ポンプ装置Ａを水上において移動させ、排水ポンプ装置Ａを固定する場合にはこれらワイヤロープを川岸や桟橋に結び着けることで排水ポンプ装置Ａを移動しないように固定する。特に、ポンプが大形である場合には、吐出反力により排水ポンプ装置が移動しないように複数のワイヤロープで複数の方向に固定することが望ましい。
【００２４】
フロート７は樹脂製又は金属製であり、立軸渦巻ポンプ６を落し込み配置する下方凹入部７ｂと、吸込み口部５を挿入するための下方凹入部から下方に貫通形成される開口部７ｃとを有する円環状のものに構成される。フロート７と立軸渦巻ポンプ６とは、主軸１の軸心がフロート７の中心に一致（又はほぼ一致してもよい）状態に連結されている。フロート７の体積は、モータＭを含む立軸渦巻ポンプ６を装備した状態でフロート７の上面を水面Ｆ上に位置させる浮力を有するように設定されている。実施例１における前記フロート７の仕様とは、フロート７の形状が、下方凹入部７ｂと開口部７ｃと有する円環状であること、及び、フロート７の体積が、モータＭを含む立軸渦巻ポンプ６を装備した状態でフロート７の上面を水面Ｆ上に位置させるに足りる浮力を有する値に設定されることである。
【００２５】
フロート７の下方凹入部７ｂの上端開口の径はポンプケーシング４および吐出口部３が挿入可能に設定され、フロート７の下方凹入部７ｂから下方に貫通形成された開口部７ｃの径は吸込み口部５が挿入可能に設定されている。吸込み口部５の吸込み口８は開口部７ｃから下方に突出した状態に位置している。開口部７ｃの外周部７ｄには、ポンプケーシング４から下方に延出形成されたケーシング支持脚部４ｃがボルト締結によって着脱自在に取付けられている。なおフロート７は内部室２３を有し、その内部室２３には空気あるいは発泡体が充填されている。上記構成において駆動機の一実施例であるモータは水没しない大気中に配置されているので、水没対策を行う必要がない。また、こうすることで、エンジンやタービンといった機関を駆動機として用いることもできる。
【００２６】
フロート７の底面には、吸込み口８を下方から覆うストレーナ２４が装備されており、ストレーナ２４は、モータＭ及びフロート７を含む立軸渦巻ポンプ６を起立姿勢で接地させるための支持脚にもなる。ストレーナ２４は、多数の濾過用孔を有してフロート７の底面の外周縁７eから下方に延びる状態に形成されるとともに底面が接地面Ｇに接地自在な筒状部２４ａと、この筒状部２４ａの開口を覆うように筒状部内に装備され、かつ、並列に配置された多数の棒状部材２４ｂと棒状部材２４ｂに交差して配置された多数の棒状部材２４ｃとから構成されたクロス状のバースクリーン（濾過用板状体の一例）とを有して構成されている。筒状部２４ａはモータＭ及びフロート７を含む立軸渦巻ポンプ６を起立姿勢で支持できる強度を有しており、支持脚として機能するとともにストレーナ２４の側方からも水を吸込めるようになっている。なお図１は排水ポンプＡの使用状態を示しており、仮想線のＧは水位が下がって筒状部２４ａの底面が接地した状態を示している。またフロート７の下面が、ストレーナ２４の筒状部２４ａから吸い込まれた水を羽根車へ誘導する案内面となるため、フロート周囲の吸込速度を低減し、空気吸込渦の発生を抑制できるので、より低水位での排水が可能になる。また、この案内面としての機能を向上させるために、吸込み口８の下面（吸込み口部５の下面）とフロート７の下面とを面一としても良い。
【００２７】
上記筒状部２４ａはフロート７の一部から構成されているが、モータＭ及びフロート７を含む立軸渦巻ポンプ６を支持できる強度を有していれば、例えばバースクリーンやパンチングメタルを用いてもよい。また濾過用板状体の一例としてはクロス状のバースクリーンを用いているが、これに限定されず、パンチングメタルを用いてもよい。
【００２８】
実施例１におけるフロート７の形状は円環状であったが、フロートの形状は円環状に限定されることなく、例えば正六角形状であってもよい。またフロート７の一部であるストレーナ２４の筒状部２４ａは支持脚として機能しているが、専用の支持脚を別途作成し、フロート７に取付けてもよい。
【００２９】
また駆動機の設置位置はポンプ上部に限定されるものではなく、下方凹入部にポンプと並設する構造であってもよい。こうすることで排水ポンプ装置の重心位置を低くし、浮遊状態でのバランスをより良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態である排水ポンプ装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】従来の排水ポンプ装置を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｍ    モータ
１    主軸
２    羽根車
３    吐出口部
４    ポンプケーシング
５    吸込み口部
６    立軸渦巻ポンプ
７    フロート
７ｂ  下方凹入部
７ｃ  開口部
２４  ストレーナ
２４ａ  筒状部
２４ｂ，２４ｃ  濾過用板状体
【図１】
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【図２】
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