(57)【要約】【課題】吐出弁全開状態でポンプを起動する場合に、自力サイホン形成等が必要となっても、十分な減電圧始動ができ、安価な電源設備で起動でき、或いは低トルクの駆動機で安価に起動できるポンプ設備及びポンプ設備を提供する。【解決手段】主軸２と、主軸２に取付けられた羽根車２０と、吸込口と吐出口を有するケーシング１とを備えたポンプＰと、主軸２を回転させる駆動機Ｍと、ケーシング１またはケーシング１の下流側に分岐接続された通水管３０と、通水管３０に設けた開閉弁４０と、を備えているポンプ設備であって、ポンプＰが所定回転数に達すると、ポンプPの起動時に開放状態にある開閉弁４０を閉塞制御するように構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸と、前記主軸に取付けられた羽根車と、吸込口と吐出口を有するケーシングとを備えたポンプと、前記主軸を回転させる駆動機と、前記ケーシングまたは前記ケーシングの下流側に分岐接続された通水管と、前記通水管に設けた開閉弁と、を備えているポンプ設備であって、
前記ポンプの回転数によって前記開閉弁を開放または閉塞制御するように構成されているポンプ設備。
【請求項２】
前記ポンプが所定回転数に達すると、前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御するように構成されている請求項１記載のポンプ設備。
【請求項３】
流れ方向において前記羽根車より下流側に通水管が分岐接続されている請求項１または２記載のポンプ設備。
【請求項４】
前記駆動機が電動機である場合に、前記電動機を減電圧始動後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する請求項１から３の何れかに記載のポンプ設備。
【請求項５】
前記電動機を減電圧始動状態から定格電圧駆動に切り替える切替信号により前記開閉弁を閉塞制御するとともに、前記電動機を始動する始動信号または停止する停止信号により前記開閉弁を開放制御する信号処理回路を備えている請求項４記載のポンプ設備。
【請求項６】
前記駆動機が内燃機関である場合に、前記内燃機関の軸動力を前記ポンプの主軸に伝達するクラッチを接続した後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する請求項１から３の何れかに記載のポンプ設備。
【請求項７】
前記ポンプの起動後に所定時間経過すると、前記開閉弁を閉塞制御する請求項１から６の何れかに記載のポンプ設備。
【請求項８】
前記通水管は前記ポンプのポンプ口径の２０％以上の口径に設定されている請求項１から７の何れかに記載のポンプ設備。
【請求項９】
主軸と、前記主軸に取付けられた羽根車と、吸込口と吐出口を有するケーシングとを備えたポンプと、前記主軸を回転させる駆動機と、前記ケーシングまたは前記ケーシングまたは前記ケーシングの下流側に分岐接続された通水管と、前記通水管に設けた開閉弁と、を備えているポンプ設備のポンプ起動方法であって、
前記ポンプの回転数によって前記開閉弁を開放または閉塞制御するポンプ設備のポンプ起動方法。
【請求項１０】
前記駆動機が電動機である場合に、前記電動機を減電圧始動後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する請求項９記載のポンプ設備のポンプ起動方法。
【請求項１１】
前記駆動機が内燃機関である場合に、前記内燃機関の軸動力を前記ポンプの主軸に伝達するクラッチを接続した後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する請求項９記載のポンプ設備のポンプ起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプ設備及びポンプ設備のポンプ起動方法に関し、例えば雨水排水用の軸流ポンプや斜流ポンプを用いる場合に好適なポンプ設備及びポンプ設備のポンプ起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ポンプの起動時に締切軸動力を軽減させるようにしたポンプの軸動力低減装置が開示されている。
【０００３】
当該ポンプの軸動力低減装置は、ポンプの吐出口と吸込口とをバイパス管で連通して吐出口側より吸込口側へ流体を流入するように構成され、バイパス管を開閉するバイパス弁と、ポンプの吸込口周辺で検出穴が互いに円周方向に順方向、逆方向となるように配設した一対の圧力検出管と、該一対の圧力検出管の検出した差圧によって駆動され、弁軸の回動によって流路が開閉されるロータリスイッチと、該ロータリスイッチの開閉動作によりポンプの吐出口の圧力が所定の圧力よりも高くなり軸動力が大きくなるとバイパス管が連通するようにバイパス弁を開くバイパス弁開閉機構とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−３３０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に開示されたポンプの軸動力低減装置は、ポンプを締切状態で起動する場合の軸動力を低減することを目的とした装置であり、軸流ポンプや高比速度の斜流ポンプは、本来的に締切軸動力が高いため、一般的には吐出弁を全開した状態で起動する。
【０００６】
そのため、締切軸動力付近での運転を想定することなく電動機や原動機（内燃機関）等の駆動機の出力が設定され、始動方式が選択されている。具体的に、ポンプの駆動機として誘導電動機を用いる場合、通常は誘導電動機を例えば６０％前後の値で減電圧始動してポンプ起動時の電流を抑制しても、必要な始動トルクが得られるため、安価な低電流容量の電源装置の使用が可能になる。尚、減電圧始動方式としてスターデルタ始動、リアクトル始動及びコンドルファ始動等の始動方式の何れかが採用される。また、ポンプの駆動機として原動機を用いる場合、比較的低トルクの原動機を選定することが可能になる。
【０００７】
しかし、吐出弁を全開した状態でポンプを起動する場合であっても、自力サイホン形成が必要な場合や、高実揚程での起動が必要となる場合には、ポンプ起動から排水開始までの間のポンプ必要トルクが締切トルクに向けた２乗曲線となるために、低い回転速度領域で比較的高い始動トルクが必要となる。そのため、減電圧の程度や定格回転速度以下でのトルク特性によっては、始動時にトルク不足となり始動できなくなる場合がある。
【０００８】
図１から図３には、このような状態を表す特性曲線が示されている。
図１に示すように、吐出弁を開放した状態で、サイホン形成前に軸流ポンプを始動する場合の回転速度／始動トルク特性、吐出量／始動トルク特性が示されている。Ａ´点で始動され、Ｂ´点でサイホンが形成され、その後水が吐き出されてＣ´点で定格運転状態に到る。図１中、一点鎖線はサイホン形成された状態で定格運転状態に到る場合の始動トルク特性で、サイホン形成前に軸流ポンプを始動する場合と比べて要求される始動トルクが低いことが示されている。
【０００９】
図２には、軸流ポンプの始動トルクと回転数の関係が示され、ポンプトルク曲線（通水管なし）が図１に対応する特性である。ポンプを始動して定格運転状態に立ち上げるためには、ポンプトルクより駆動機トルクが上回る必要がある。ポンプトルクと駆動機トルクの差がポンプ回転数の加速トルクとなり、両トルクが一致する点で加速が停止し定格回転数となる。
【００１０】
図３には、損失曲線が示されている。Ａ´点で起動されてＢ´点までが実質的に締切運転と同等の状態となり、Ｂ´点でサイホンが形成され、Ｃ´点で定格運転状態に到る。
【００１１】
駆動機として電動機を用いる場合、全電圧始動するとポンプ負荷に関係なく定格電流の数百％以上の電流が流れるため、高圧電源を用いたり、電源ケーブル径を太くしたりする必要がある（図２中、電動機トルク曲線（定格電圧）参照）。
【００１２】
しかし、減電圧始動して始動電流を低減させると、電動機トルクも低下し、ポンプトルク曲線（通水管なし）のＢ´点付近で電動機トルクがポンプトルクより下回ると、それ以上加速できないため、定格運転状態に移行できないという不都合がある。
【００１３】
そのため、電動機を用いてポンプを起動する場合には、高いタップ値に切り替えて電動機トルクがポンプトルクを下回ることがないように電動機を選定しなければならなかった。
【００１４】
その結果、高いタップ値であるほど、電動機の始動電流が大きくなり、始動電流に耐えうる高価な電源装置を使用せざるを得ないという問題があった。
【００１５】
また、原動機を用いてポンプを起動する場合には、ポンプ必要トルクに見合う十分なトルクを確保できる大型の高価な原動機を使用せざるを得ないという問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、吐出弁全開状態でポンプを起動する場合に、自力サイホン形成等が必要となっても、十分な減電圧始動ができ、安価な電源設備で起動でき、或いは低トルクの駆動機で安価に起動できるポンプ設備及びポンプ設備のポンプ起動方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の目的を達成するため、本発明によるポンプ設備の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、主軸と、前記主軸に取付けられた羽根車と、吸込口と吐出口を有するケーシングとを備えたポンプと、前記主軸を回転させる駆動機と、前記ケーシングまたは前記ケーシングの下流側に分岐接続された通水管と、前記通水管に設けた開閉弁と、を備えているポンプ設備であって、前記ポンプの回転数によって前記開閉弁を開放または閉塞制御するように構成されている点にある。
【００１８】
ポンプの回転数によって通水管に備えた開閉弁を開放或いは閉塞制御することで、ポンプの羽根車の必要トルクを調整することができるようになり、高価な駆動機を用いることなく効率的に運転することができる。
【００１９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記ポンプが所定回転数に達すると、前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御するように構成されている点にある。
【００２０】
ケーシングまたはケーシングの下流側に分岐接続された通水管を開放した状態でポンプを起動すると、ポンプからの吐出水が速やかに通水管に通流するので実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線よりも低下する。従って、駆動機の発生トルクがそれほど高い値でなくても、ポンプを安定起動することができるようになり、設備費を低減することができるようになる。そしてポンプの回転数が定常状態に達すると開閉弁を閉塞して、通水管への不要な通水を停止することにより、無用の動力の消費を抑制することができる。
【００２１】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、流れ方向において前記羽根車より下流側に通水管が分岐接続されている点にある。
【００２２】
羽根車より下流側に通水管が分岐接続されることによって実揚程を低下させることができるようになる。
【００２３】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記駆動機が電動機である場合に、前記電動機を減電圧始動後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する点にある。
【００２４】
ポンプの起動時に開閉弁を開放して通水管を開放することで、ポンプからの吐出水が速やかに通水管に通流して実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線よりも低下するようになる。従って、十分に減電圧して始動電流を抑制した場合の低い始動トルクでもポンプの起動が可能になる。そして、ポンプの起動後には開閉弁が閉塞されて通水管からの無駄な流水が回避されるようになる。
【００２５】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記電動機を減電圧始動状態から定格電圧駆動に切り替える切替信号により前記開閉弁を閉塞制御するとともに、前記電動機を始動する始動信号または停止する停止信号により前記開閉弁を開放制御する信号処理回路を備えている点にある。
【００２６】
ポンプが定格回転数に立ち上がると、減電圧始動状態から定格電圧駆動に切り替えられ、その際の切替信号により適切に開閉弁が閉塞制御され、電動機を始動する始動信号または停止する停止信号により適切に開閉弁が開放制御される。開閉弁の開閉制御のための専用の信号を生成する必要が無く、信号処理回路によって開閉弁以外の対象に対する信号を利用して開閉弁の開閉制御のための信号が生成されるので、制御部をシンプルに構成することができる。
【００２７】
同第六の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記駆動機が内燃機関である場合に、前記内燃機関の軸動力を前記ポンプの主軸に伝達するクラッチを接続した後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する点にある。
【００２８】
ポンプの起動時に、動力伝達用クラッチを接続して原動機の軸動力がポンプの主軸に伝達されるようになると、開閉弁が開放されてポンプによる吸込水が通水管に通水される。その結果、出力トルクが低い原動機であっても、ポンプを安定起動することができるようになる。
【００２９】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記ポンプの起動後に所定時間経過すると、前記開閉弁を閉塞制御する点にある。
【００３０】
ポンプの起動後、所定時間経過した時点でポンプが定常状態に立ち上がったと判断して、開閉弁を閉塞制御することでその後の通水管への無駄な通水を回避することができる。
【００３１】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第七の何れかの特徴構成に加えて、前記通水管は前記ポンプのポンプ口径の２０％以上の口径に設定されている点にある。
【００３２】
通水管の口径がポンプ口径の２０％以上に設定されていると、ポンプ起動時に十分な水量で通水管に通水でき、実揚程が効果的に低減されるようになる。
【００３３】
本発明によるポンプの起動方法の第一の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、主軸と、前記主軸に取付けられた羽根車と、吸込口と吐出口を有するケーシングとを備えたポンプと、前記主軸を回転させる駆動機と、前記ケーシングまたは前記ケーシングの下流側に分岐接続された通水管と、前記通水管に設けた開閉弁と、を備えているポンプ設備のポンプ起動方法であって、前記ポンプの回転数によって前記開閉弁を開放または閉塞制御する点にある。
【００３４】
ポンプの回転数によって通水管に備えた開閉弁を開放或いは閉塞制御することで、ポンプの羽根車の必要トルクを調整することができるようになり、高価な駆動機を用いることなく効率的に起動することができる。例えば、回転数が低いポンプの起動時に、ポンプに吸い込まれた水が吐出口側に分岐接続された通水管を介して通流するようになると実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線よりも低下する。そうすると、駆動機発生トルクがそれほど高い値でなくても、ポンプを安定起動することができるようになる。また、回転数が高いポンプの定常状態では、通水管を閉塞することで無駄な吸込み水量を無くすことができる。
【００３５】
同第二の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記駆動機が電動機である場合に、前記電動機を減電圧始動後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する点にある。
【００３６】
ポンプの起動時に開閉弁を開放して通水管を開放することで、ポンプからの吐出水が速やかに通水管に通流して実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線よりも低下するようになる。従って、十分に減電圧して始動電流を抑制した場合の低い始動トルクでもポンプの起動が可能になる。そして、ポンプの起動後には開閉弁が閉塞されて通水管からの無駄な流水が回避されるようになる。
【００３７】
同第三の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記駆動機が内燃機関である場合に、前記内燃機関の軸動力を前記ポンプの主軸に伝達するクラッチを接続した後に前記ポンプの起動時に開放状態にある前記開閉弁を閉塞制御する点にある。
【００３８】
ポンプの起動時に、動力伝達用クラッチを接続して原動機の軸動力がポンプの主軸に伝達されるようになると、開閉弁が開放されてポンプによる吸込水が通水管に通水される。その結果、出力トルクが低い原動機であっても、ポンプを安定起動することができるようになる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明した通り、本発明によれば、吐出弁全開状態でポンプを起動する場合に、自力サイホン形成等が必要となっても、十分な減電圧始動ができ、安価な電源設備で起動でき、或いは低トルクの駆動機で安価に起動できるポンプ設備及びポンプ設備のポンプ起動方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】サイホン形成前、または高実揚程始動時の軸流ポンプの始動トルク特性の説明図
【図２】軸流ポンプの始動トルクと回転数の説明図
【図３】通水管の有無に対応した管と損失曲線の説明図
【図４】軸流ポンプの回転速度と始動トルクの特性を通水管の有無で対比した説明図
【図５】縦軸軸流ポンプが組み込まれたポンプ設備の説明図
【図６】横軸軸流ポンプが組み込まれたポンプ設備の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に本発明によるポンプ設備及びポンプ設備のポンプ起動方法を説明する。
図５に示すように、揚排水機場に設置される高比速度ポンプの一例である縦軸軸流ポンプＰは、ケーシング１内で回転可能に配設された主軸２と、主軸２の下端部に固着され主軸２と一体回転する羽根車２０と、ケーシング１の下流側に連設された鉛直姿勢の揚水管３と、揚水管３に連設された吐出曲管４と、吐出曲管４の下流側に連設された吐出管６と、ケーシング１の上流側に連設された吸込ケーシング５とを備えている。
【００４２】
羽根車２０の上流側に位置する吸込ケーシング５に整流板７が備えられ、羽根車２０の下流側に位置するケーシング１に案内羽根８が夫々設けられている。ケーシング１の上流側開口が吸込口となり、ケーシング１の下流側開口が吐出口となる。尚、整流板７は羽根車２０に流入する流体を整流し、案内羽根８は羽根車２０から吐き出される流体を軸方向に変流してスムーズに揚水管３に導く形状となっている。
【００４３】
建屋の床部に形成された開口にアンカーボルトで固定された取付座に、止水ゴムを介して円環状の鋼板でなるベースプレート９が固定され、ベースプレート９に吐出曲管４が固定されている。尚、吐出管６には吐出弁６３が設けられ、その下流側端部に吐出水槽からの逆流を防ぐためにフラップ弁６５が設けられている。
【００４４】
吐出曲管４の上部には、主軸２の周囲に封水機構１０と、主軸２を支持する軸受機構１１が設けられ、主軸２の上端は軸継手としてのカップリング１２を介して駆動機である電動機（以下、「電動モータ」と記す。）Ｍの出力軸に連結されている。
【００４５】
さらに、ケーシング１の下流側に連接された揚水管３に通水管３０が分岐接続され、通水管に開閉弁４０が設置され、ポンプＰを始動或いは停止制御する制御装置５０及び入出力インタフェース回路５５を備えている。
【００４６】
ポンプ井１００に流入した雨水は、吸込ケーシング５を介してケーシング１の吸込口から吐出口に吸い上げられ、揚水管３、吐出曲管４、吐出管６を経由して揚水される。
【００４７】
つまり、ポンプ設備は、主軸２に取付けられた羽根車２０と、吸込口と吐出口を有するケーシング１とを備えたポンプＰと、主軸２０を回転させる駆動機と、ケーシング１またはケーシング１の下流側に分岐接続された通水管３０と、通水管３０に設けた開閉弁４０とを備えている。
【００４８】
制御装置５０は、水位を検知する水位センサからの信号に基づいてポンプ井１００の水位がポンプ起動位水位に達したと判断するとポンプＰを始動制御し、水位センサからの信号に基づいてポンプ井１００の水位がポンプ停止位水位に達したと判断するとポンプＰを停止制御する。尚、水位センサとして、フロート式、圧力式、超音波式、電波式、静電容量式、電極式、フロート転倒式、測定柱式など各種の形式のものを採用することができる。
【００４９】
制御装置５０は、ポンプＰの始動時に吐出弁を開放した状態で、通水管３０に備えた開閉弁４０を開放制御して、電動モータＭを減電圧始動し、ポンプＰが所定回転数（定格回転数）に達すると、電動モータＭを全電圧制御に切り替えて開閉弁４０を閉塞制御する。
【００５０】
図２に示すように、揚水管３に分岐接続された通水管３０を開放した状態でポンプＰを起動すると、ポンプＰからの吐出水が速やかに通水管３０に通流するので実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線（図２中、Ａ´点→Ｂ´点→二点鎖線）よりも低下する（図２中、Ａ´点→Ｂ点→Ｃ点）。
【００５１】
換言すると、図３に示すように、Ａ´点で始動すると速やかに通水管３０に通流してＢ点に到り、Ｃ点で定常運転状態になる。
【００５２】
従って、電動モータＭを十分な減電圧始動として、始動トルクが低下しても、ポンプＰを安定起動することができるようになり、高価な電源設備を用いることなく低い電流値で減電圧始動することができ、設備費を低減することができるようになる。そしてポンプＰの回転数が定常状態に達すると開閉弁を閉塞して、通水管への不要な通水を停止することにより、無用の動力の消費を抑制することができる。
【００５３】
図５に示した例では、通水管３０が揚水管３の下方、つまりケーシング１の吐出口の近傍に分岐接続されているが、通水管３０がケーシング１の吐出口側に分岐接続されていてもよい。少なくとも流れ方向に沿って羽根車２０より下流側で、吐出曲管４よりも上流側の管に分岐接続されていればよいが、実揚程を効果的に低下させるためには、羽根車２０の下流側近傍位置に分岐接続されることが好ましい。
【００５４】
駆動機として電動モータＭを用いる場合には、ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放するとともに電動モータＭを減電圧始動後に開閉弁４０を閉塞制御することが好ましい。
【００５５】
ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放して通水管３０を開放することで、ポンプＰからの吐出水が速やかに通水管３０に通流して実揚程が低下し、ポンプ始動トルクが締切トルクに向けた２乗曲線よりも低下するようになる。
【００５６】
従って、出力トルクの低い小型の電動モータであっても十分な減電圧始動が可能になる。そして、ポンプＰの始動後になるべく早く開閉弁４０で閉塞制御を行なうことで通水管３０からの無駄な流水が回避されるようになる。
【００５７】
入出力インタフェース５５には、電動モータＭを減電圧始動状態から定格電圧駆動に切り替える切替信号（制御装置５０から出力される制御信号）により開閉弁４０を閉塞制御するとともに、電動モータＭを始動する始動信号または停止する停止信号により開閉弁４０を開放制御するゲート回路である信号処理回路が組み込まれている。
【００５８】
ポンプＰが定格回転数に立ち上がると、減電圧始動状態から定格電圧駆動に切り替えられ、その際の切替信号により適切に開閉弁が閉塞制御され、電動モータＭを始動する始動信号または停止する停止信号により適切に開閉弁が開放制御される。開閉弁の開閉制御のための専用の信号を生成する必要が無く、信号処理回路によって開閉弁以外の対象に対する信号を利用して開閉弁の開閉制御のための信号が生成されるので、制御部をシンプルに構成することができる。
【００５９】
例えば、制御装置５０から出力される正論理の減電圧始動信号と電動機始動信号がＯＲ回路に入力され、何れかの信号がハイレベルとなれば開閉弁開放信号を出力するゲート回路で構成することができる。
【００６０】
つまり、通水管３０に備えた開閉弁４０は、ポンプＰの回転数によって開放または閉塞制御するように制御装置５０によって制御されるように構成されている。
【００６１】
これにより、ポンプＰの羽根車２０の必要トルクを調整することができるようになり、高価な駆動機を用いることなく効率的に運転することができる。
【００６２】
通水管３０の先端は分岐接続部よりも低位になるように配置されていれば、大気開放されていてもよいし、ポンプ井１００に水没するように配置されていてもよい。
【００６３】
上述した例では駆動機に電動モータＭを用いた例を説明したが、駆動機としてガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関を用いることも可能である。
【００６４】
この場合、ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放し、内燃機関の軸動力をポンプＰの主軸２に伝達するクラッチを接続した後に開閉弁４０を閉塞制御するように構成すればよい。尚、通常、クラッチとして油圧クラッチを用いるが、油圧クラッチ以外に遠心クラッチ、流体継手、電磁クラッチ等を用いることができる。
【００６５】
そして、ポンプＰの起動後に所定時間経過すると、開閉弁４０を閉塞制御するように構成することが好ましい。ポンプＰの起動後、所定時間経過した時点でポンプＰが定常状態に立ち上がったと判断して、開閉弁４０を閉塞制御することでその後の通水管３０への無駄な通水を回避することができる。
【００６６】
例えば、ポンプＰの起動後、約１０秒経過するとたいていのポンプは定常状態に立ち上がっているので、所定時間を約１０秒に設定したタイマー制御が好ましい。尚、立上りの早いポンプであれば所定時間を１０秒以内、例えば５秒に設定してもよく、逆に１０秒より長い値に設定してもよい。
【００６７】
ポンプＰの起動時に、クラッチを接続して内燃機関の軸動力がポンプＰの主軸２に伝達されるようになると、開閉弁４０が開放されてポンプＰによる吸込水が通水管３０に通水される。その結果、出力トルクが低い安価な内燃機関であっても、ポンプＰを安定起動することができるようになる。
【００６８】
図４には、通水管３０が無い場合のポンプの始動トルク特性、口径がポンプ口径の２０％（小径）及び３０％（大径）の通水管３０を用いた場合のポンプの始動トルク特性が示されている。
【００６９】
通水管３０の口径は、小さ過ぎると実揚程の低下に寄与することができず、大き過ぎると揚水できなくなるため、ポンプＰのポンプ口径の２０％以上の口径に設定されていることが好ましい。この範囲に設定されていると、ポンプ起動時に十分な水量で通水管に通水でき、実揚程が効果的に低減されるようになる。
【００７０】
以上説明したように、本発明によるポンプの起動方法は、主軸と、主軸に取付けられた羽根車と、吸込口と吐出口を有するケーシングとを備えたポンプと、前記主軸を回転させる駆動機と、ケーシングまたはケーシングの下流側に分岐接続された通水管と、通水管に設けた開閉弁と、を備えているポンプ設備のポンプ起動方法であって、ポンプの回転数によって開閉弁を開放または閉塞制御するように構成されている。
【００７１】
そして、駆動機が電動モータＭである場合に、ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放するとともに電動モータＭを減電圧始動後に開閉弁４０を閉塞制御するように構成されている。
【００７２】
また、駆動機が内燃機関である場合に、ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放し、内燃機関の軸動力をポンプＰの主軸２に伝達するクラッチ（図示せず）を接続した後に開閉弁４０を閉塞制御するように構成されている。
【００７３】
図６には、横軸軸流ポンプＰを用いたポンプ設備が示されている。各符号は図５に対応する。符号Ｅは内燃機関、符号ＣＬはクラッチ、符号Ｇはべベルギヤ、符号６０は真空ポンプである。
【００７４】
本実施形態では、吐出管６の終端側にフラップ弁６５が設けられ、吐出管６の終端側が吐出水面に水没するように配置されている。吸込水面に水没した吸込管５から吐出管６までの管路にサイホンを形成するための真空ポンプ６０が設置されている。
【００７５】
ポンプ井１００から揚水するため、制御装置５０によって先ず真空ポンプ６０が駆動されてサイホンが形成される。また、クラッチＣＬが開放された状態で内燃機関Ｅが起動される。
【００７６】
サイホンが形成された後にクラッチＣＬが接続されてポンプＰが起動される。ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０が開放され、内燃機関Ｅの軸動力をポンプの主軸に伝達するクラッチＣＬを接続した後に開閉弁４０が閉塞制御される。
【００７７】
吐出水面に水没するように配置されたフラップ弁６５を開放するために必要な実揚程を低減するために通水管３０が設置されている。この例では、真空ポンプ６０によってサイホンが形成される必要があるため、通水管３０の他端は吸込水面に水没しているか、揚水管３等に接続されている状態が好ましい。
【００７８】
但し、吸込水面までの距離が遠く、通水管が長くなってしまう場合は、通水管に備えたバルブの開閉により真空ポンプにてサイホンを形成する際に空気が入らないようにすればよい。
【００７９】
上述したように、ポンプＰの起動時または起動時以前に開閉弁４０を開放し、内燃機関Ｅの軸動力をポンプＰの主軸２に伝達するクラッチを接続した後に開閉弁４０を閉塞制御するように構成すればよい。
【００８０】
ポンプＰの起動時に、動力伝達用クラッチＣＬを接続して内燃機関Ｅの軸動力がポンプＰの主軸２に伝達されるようになると、開閉弁４０が開放されてポンプＰによる吸込水が通水管３０に通水される。その結果、出力トルクが低い安価な内燃機関であっても、ポンプＰを安定起動することができるようになる。
【００８１】
上述した実施形態では、縦軸ポンプを例に本発明を説明したが、本発明は遠心ポンプを除くターボ型のポンプ、つまり斜流ポンプにも適用可能であり、吐出弁を開放状態で始動する際に、低電位の減電圧始動による安定起動、低トルクエンジンで安定始動できるようになる。
【００８２】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１：ケーシング
２：主軸
３：揚水管
４：吐出曲管
６：吐出管
２０：羽根車
３０：通水管
４０：開閉弁
５０：制御装置
Ｐ：ポンプ
【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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