(57)【要約】【課題】有効な渦防止機能が得られる渦防止機構をポンプケーシングの周囲に配備した状態でも大きく嵩張ることがない状態とすることができるポンプ装置を実現することを目的とする。また、渦防止機構を備えたポンプケーシングを水槽のポンプケーシング挿通用の開口部から挿入できるようにして、改善されたポンプ機場を提供することも目的とする。【解決手段】ポンプ装置において、筒状のポンプケーシングＣの周囲に配備される渦防止機構Ａを有し、渦防止機構Ａが、ポンプケーシングＣの軸方向視で環状を呈する作用姿勢と、ポンプケーシングＣの外周壁ｈに近寄る収納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のポンプケーシングの周囲に配備される渦防止機構を有し、前記渦防止機構が、ポンプケーシングの軸方向視で環状を呈する作用姿勢と、前記ポンプケーシングの外周壁に近寄る収納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されているポンプ装置。
【請求項２】
前記渦防止機構が複数の板で形成され、前記複数の板の作用姿勢と収納姿勢との姿勢切換が、それらの内端側を揺動軸心とする前記板の揺動移動によって行われるように構成されている請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記複数の板を作用姿勢と収納姿勢とに亘って姿勢切換可能に支持するリング状の支持基材を設け、前記支持基材の内側にポンプケーシングが挿通されている請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記渦防止機構が、複数の骨材と骨材間に設けられる可撓性膜部材とからなり、作用姿勢と収納姿勢との姿勢切換が、前記骨材の内端側を揺動軸心とする前記骨材の揺動移動と、それに伴う前記膜部材の折畳み変形と開き変形によって行われるように構成されている請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記ポンプ装置が先行待機運転可能に構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載のポンプ装置。
【請求項６】
水槽に形成される開口部と、請求項１〜５の何れか一項に記載のポンプ装置とを有して成るポンプ機場であって、前記開口部は前記ポンプケーシングの周囲に配備された収納姿勢にある渦防止機構を落し込み配置可能に構成されているポンプ機場。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立軸排水ポンプ設備等のポンプ装置及びポンプ機場に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水槽に立軸ポンプを定置配備してある排水ポンプ等においては、水位が低位になってくると渦（吸込み渦）が発生する。渦が成長してポンプ内に空気が吸引されると、騒音や振動を起こしてポンプの性能や耐久性を低下させるという不都合がある。
【０００３】
そこで、上記不都合を引き起こす渦を防止する手段として、特許文献１や２において開示されるものが知られている。特許文献１のものは、水槽端のほぼ幅方向全域に亘る大きな整流板をポンプケーシングの周囲に設ける手段であり、効果的に渦発生を抑制又は阻止可能となる利点はある。しかしながら、一般の排水ポンプ設備は、水槽の天井に形成される開口部からポンプケーシングを落し込み配置する構造であるから、特許文献１のものでは、排水ポンプケーシングを取付けるための開口部よりも整流板のほうが明確に大きいので、ポンプケーシングと整流板を分離した状態でハンドリングし、排水ポンプケーシングを水槽に設置した後に、水槽内で整流板を取付ける必要があり、施工性に問題があった。
【０００４】
そして、特許文献２で開示されるものは、水槽の横幅に亘る側壁と底壁とをポンプケーシングの周りに配備する手段である。この場合も渦防止作用は得られるが、構造が大掛かりであってやはりポンプ据え付け用の開口部よりも整流板が大きく、特許文献１と同様の問題があった。
【０００５】
また、特許文献３のもののように、平面視で扇形をなす小割り整流板の三個又は四個を周方向に連結一体化することにより、ポンプケーシングの周りに円環状を為す整流板を設置する手段も考えられている。この手段では、分割個数によっては開口部を通して水槽内に小割り整流板を取り込むことが可能であはるが、今度はその複数の小割り整流板を水槽内で組立てる必要があり、やはり施工性に問題があった。
【特許文献１】特開昭５８−１７４１７４号公報
【特許文献２】特開平７−２７９８８６号公報
【特許文献３】特開２００２−５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、有効な渦防止機能が得られる渦防止機構をポンプケーシングの周囲に配備した状態でも大きく嵩張ることがない状態とすることができるポンプ装置を実現することを目的とする。また、渦防止機構を備えたポンプケーシングを水槽のポンプケーシング挿通用の開口部から挿入できるようにして、改善されたポンプ機場を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、ポンプ装置において、筒状のポンプケーシングＣの周囲に配備される渦防止機構Ａを有し、前記渦防止機構Ａが、ポンプケーシングＣの軸方向視で環状を呈する作用姿勢と、前記ポンプケーシングＣの外周壁ｈに近寄る収納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のポンプ装置において、前記渦防止機構Ａが複数の板１５で形成され、前記複数の板１５の作用姿勢と収納姿勢との姿勢切換が、それらの内端側１５ａを揺動軸心Ｙとする前記板１５の揺動移動によって行われるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のポンプ装置において、前記複数の板１５を作用姿勢と収納姿勢とに亘って姿勢切換可能に支持するリング状の支持基材１４を設け、前記支持基材１４の内側にポンプケーシングＣが挿通されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のポンプ装置において、前記渦防止機構Ａが、複数の骨材２１と骨材間に設けられる可撓性膜部材２２とからなり、作用姿勢と収納姿勢との姿勢切換が、前記骨材２１の内端側を揺動軸心Ｙとする前記骨材２１の揺動移動と、それに伴う前記膜部材２２の折畳み変形と開き変形によって行われるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のポンプ装置Ｐにおいて、前記ポンプ装置Ｐが先行待機運転可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に係る発明は、ポンプ機場において、水槽１に形成される開口部６と、請求項１〜５の何れか一項に記載のポンプ装置Ｐとを有して成るポンプ機場であって、前記開口部６は前記ポンプケーシングＣの周囲に配備された収納姿勢にある渦防止機構Ａを落し込み配置可能に構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、渦防止機構を作用姿勢に切換えればポンプケーシングの周囲に環状の渦防止機構が張り出て水面の自由渦の発生を防止することで空気吸込み渦の発生が阻止可能になる渦防止機能が得られるとともに、収納姿勢に切換えれば渦防止機構の最大径を小さくできるので、この状態では大きく嵩張ることがなく、取扱いが容易になる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、構造簡単で廉価に構成可能であり、かつ、確実に機能する状態で板の姿勢切換が行える利点が追加される。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ポンプケーシングに取付可能な支持基材を設けることにより、ポンプに容易に装着することや後付け装着することが可能になり、実用上で大変便利で取扱い易いポンプ装置を提供することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、渦防止機構の軽量化が図れる他、傘の開閉のように容易に姿勢を切換えることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、低水位で運転を行う際に振動を生じ易い先行待機運転ポンプであっても、渦の発生を抑制することにより、より安定的に排水を行うことができるようになる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、水槽の天井等に形成される開口部を通過可能になる。つまり、姿勢切換可能にすることにより、渦の発生防止機能と、そのための渦防止機構をポンプケーシング挿通用の狭い開口部を通して水槽内に簡単に設置することとの両立が可能になったのである。その結果、有効な渦防止機能が得られる渦防止機構を、水槽天井等のポンプケーシング挿通用の開口部から挿入でき、かつ、簡単にポンプケーシング周囲の所定位置に設置できるようにしたポンプ機場を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明によるポンプ装置及びポンプ機場の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１はポンプ機場の概略の全体図、図２，３はポンプ装置の水槽への設置作業の各工程を示す図、図４は所定低水位よりも低い水位での渦防止作用を示す図、図５は作用姿勢にある渦防止機構の要部の平面図、図６は収納姿勢にある渦防止機構の要部の平面図（実施例２では底面図）、図７，８は実施例３の渦防止機構を示す平面図、斜視図である。
【００２０】
〔実施例１〕
実施例１による渦防止機構Ａ及びそれ付のポンプＰは、図１に示すように、ポンプ機場Ｔにおいて構成されている。ポンプ機場Ｔは、雨水等を貯留する水槽１、水槽1の天井２に支持される立軸ポンプ（ポンプ装置）Ｐ、ポンプ駆動用の原動機（電動モータ等）３、開閉弁４、送水管５等を有して構成されている。
【００２１】
立軸ポンプＰは、渦防止機構Ａ付ポンプであって、水槽１の天井２に形成される開口部６を通して落し込み配置される筒状のポンプケーシングＣと、ポンプケーシングＣに回転自在に内装される羽根車７と、渦防止機構Ａと、吐出エルボ８等を有して構成されている。ポンプケーシングＣは、吸入管（ベルマウス）９と、羽根車ケース部１０と、第１直管１１Ａと第２直管１１Ｂとで成る揚水管１１とから成り、軸心Ｘを有する主軸１２と原動機３とが連動連結されている。この立軸ポンプＰは、例えば、吐出エルボ８に固定される支持フランジ１３を、天井２の開口部６の周囲部分にボルト等による固定手段１６により支持されている。ボルトやそれ用の孔等の固定手段１６が、「ポンプケーシングに対する取付部１６」に相当している。
【００２２】
次に、渦防止機構Ａについて説明する。渦防止機構Ａは、図１，図５，図６に示すように、第１直管１１Ａの下端フランジ（「接続用フランジ部」の一例）１１ａに固定可能な支持基板（支持基材の一例）１４と、この支持基板１４に揺動可能に枢支される８個（複数の一例）の渦防止機構なす板１５とを有して構成されている。板１５は、軸心Ｘを中心とする直径Ｄの外周を持つ角度４５度の略扇形の平面視形状を持ち、その中心線Ｚに直交しないようにやや傾けて（偏心されて）設けられる揺動軸心Ｙ回りで上下揺動可能に支持基板１４の外周端部に枢支されている。
【００２３】
支持基板１４は、第１直管１１Ａの管部分１１ｋは通し、下端フランジ１１ａは通過不能とする挿通孔１４ｃを有しており、図示は省略するが、例えば、軸心Ｘ周りの二つ割構造と、ボルト止めによって管部分１１ｋを囲繞する状態で下端フランジ１１ａの上面側に取付けられる。支持基板１４の外周部には、板１５の内端側１５ａを軸心Ｙで枢支連結するための８箇所の支持突部１４ａと、８箇所の凹部１４ｂとが周方向で交互に形成されている。
【００２４】
上記構造により、各板１５を軸心Ｙ周りで下方揺動させて８個の板１５を互いに同一水平面上に並ぶ状態の作用姿勢（図１の実線の姿勢及び図５を参照）と、各板１５を軸心Ｙ周りで上方揺動させて８個の板１５が互いに干渉なく垂直に起立した収納姿勢（図１の仮想線の姿勢及び図６を参照）とに切換え可能に構成されている。そして、収納姿勢における板１５の最大外径Ｄｓ（図６参照）は、開口部６の内径ｄよりも若干小さい値（Ｄｓ＜ｄ）に設定されている。
【００２５】
つまり、渦防止機構Ａは、筒状のポンプケーシングＣの挿通が可能な挿通孔（空隙の一例）１４ｃとその周囲に配備される複数の板１５とを有し、複数の板１５が、これらが開き移動して上下方向視で環状を呈する作用姿勢（図５参照）と、閉じ移動して挿通孔１４ｃに通されるポンプケーシングＣの外周壁ｈに近寄る状態（図１の仮想線で示す板１５を参照）が可能となるように上下に向く収納姿勢（図６参照）、に姿勢切換可能に構成されている。尚、図１の仮想線のように必ずしもポンプケーシングＣの外周壁ｈに沿う状態でなくても近寄る状態であればよい。
【００２６】
尚、渦防止機構Ａは、各板１５を作用姿勢（図１の実線や図５を参照）とすることにより、吸入管９の開口端から水面にかけて生じる渦（吸込み渦）の発生を極力抑制又は阻止可能であり、渦による空気吸込みによる振動、騒音、それらによるポンプ効率低下を防止できる有用なものである。但し、直径Ｄを有する作用姿勢の板１５は、開口部６を通過できないので、そのままでは開口部６を通しての設置が不可である。そこで、次に述べるような手順により、渦防止機構付ポンプＰを天井２に設置することが可能になる。
【００２７】
まず、図２に示すように、８個の板１５をそれらの最大直径がＤｓとなる収納姿勢に切換えておき、その最大直径Ｄｓより少し大きい内径ｄを有する開口部６を通してポンプケーシングＣを水槽１内に落し込み配置する作業（ポンプ挿通工程）を行う。ポンプケーシングＣが所定の高さ位置に落とし込まれたら、図３（ａ）に示すように、収納姿勢にある各板１５を下降揺動させて作用姿勢に切換える（板開き工程）。図３（ｂ）にも示すように、作用姿勢にある８個の板１５による直径Ｄは、水槽１が低水位時における渦の発生を抑制又は阻止するに十分な面積及び直径を有しており、その直径は開口部６の内径ｄよりも十分大きい（Ｄ＞ｄ）。これにより、効果的に渦の発生を防止できる。
【００２８】
尚、各板１５は水平となる作用姿勢よりも下方に揺動できるようにすることにより、図４に示すように、水位が所定の低水位よりもさらに下がった場合でも効果的に渦の発生を防止可能なものとなる。また、板１５の外端側にワイヤーを取付け、姿勢の切換えを水槽外から操作できるようにすることが望ましい。こうすることにより、メンテナンス等の時に水槽内に立入ることなく収納姿勢に切換えてポンプケーシングを引上げることができるようになる。
【００２９】
〔実施例２〕
各板１５を、上方揺動して水平となる作用姿勢と、下方揺動してポンプケーシングＣの外壁に沿うことが可能に垂下した収納姿勢（図１の一点破線の板１５を参照）とに切換可能に構成される渦防止機構Ａでも良い。この実施例２による渦防止機構Ａでは、板１５を垂下させた収納姿勢（重力による自然姿勢）として開口部６を通過させることができ、ポンプケーシングＣの水槽１内への落し込み配置が可能である。
【００３０】
加えて、複数の板を水よりも比重の軽い合成樹脂で形成し、板を水平位置よりも上方に揺動しないようにストッパを設ければ、所定の低水位以上では渦発生を防止するための水平な作用姿勢の維持と、所定の低水位以下においても渦発生を防止すべく下方揺動しての水面追従姿勢とが実現できる。但し、板が水平姿勢よりも若干上方揺動した上向き姿勢が最大上昇揺動位置となるようにストッパを設ける構造としても良い。
【００３１】
〔実施例３〕
渦防止機構Ａは、図７，８に示す傘のような構造のものであっても良い。即ち、実施例３による渦防止機構Ａは、８個（複数の一例）の骨材２１と各骨材２１間に設けられる８個の可撓性膜部材２２とからなり、作用姿勢と収納姿勢との姿勢切換が、骨材２１の内端側を揺動軸心Ｙとする骨材２１の揺動移動と、それに伴う膜部材２２の折畳み変形と開き変形によって行われるように構成されている。図７は渦防止機構Ａが開いた作用姿勢を示し、図８は各骨材２１が上方に揺動移動され、かつ、それに伴って各膜部材２２が傘のように折り畳まれながら上方に連れ揺動上昇した収納姿勢を示している。尚、可撓性膜部材を分割せずに、例えば８角形の膜部材一枚を骨材に取付ける構造であっても良い。
【００３２】
〔別実施例〕
図示は省略するが、渦防止機構としては、図１，５，６等に示す支持基板１４を下端フランジ１１ａ等のポンプケーシングＣに固定せず、上下移動可能に嵌装させる構成でも良い。つまり、支持基板１４の内周部として形成される挿通孔１４ｃがポンプケーシングＣを挿通自在なものに構成されているのである。これによれば、金属等の比重の重い材料で成る場合には、その自重によって下端フランジ１１ａに固定されたと同等の設置条件になるからである。また、プラスチック、木材等の水よりも比重の小さい材料で成る場合には、整流板が水面に常に浮く状態になり、水位如何に拘らず効果的に渦防止作用が発揮されるという、より好ましい効果を得ることが可能になる。
【００３３】
渦発生機構付ポンプＰを構成する場合には、板１５が下端フランジ１１ａ等のポンプケーシングＣに直接に支持（枢支等）される構成とすることも可能である。この構成を採る場合には、渦発生機構Ａとして見たときには、支持基板１４を有さない構造のものとなる。
【００３４】
また、板１５の枚数は８個以上でも以下でも良く、開口部６の内径、低水位時の渦発生防止に要する作用姿勢での直径、その他等の条件に鑑みて適宜の複数の設定可能である。実施例１や２の渦防止機構Ａにおいて、板１５を垂直な姿勢から揚水管１１の外壁ｈに当接するまでさらに若干角度だけ揺動させることが可能であり、そうすれば収納姿勢での複数の整流板１５の最大直径Ｄｓをさらに小さくでき、より小さい開口部６でも通過できるとか、作用姿勢での直径Ｄをさらに大径化するといったことが可能になる。また、作用姿勢において、その外周は円形である必要はなく、多角形であっても、他の曲線状であってもよい。また、渦防止機構の取付位置は図１〜図８に示した揚水管に限定されるものではなく、羽根車ケース部や吸入管の外周に設けてもよい。また、図示は省略するが、板が2箇所の枢支軸心を有する多間接リンク部材から成る渦防止機構や、径方向に２分割されたリンク構造とされて、先端側板を水よりも比重の小さい材料で形成し、先端側板が水位の変動に追従して平行に上下移動する構成とされた渦防止機構でも良い。
【００３５】
以上説明したように、本発明による渦防止機構Ａでは、板１５の揺動位置が調節できるので、全板１５による上下方向視の面積が可変設定可能であって、立軸ポンプＰの水槽１への設置や撤去時には収納姿勢として開口部６の内径ｄ以下にコンパクト化できるとともに、水槽１への設置後は、作用姿勢に切換えて低水位時の渦発生を有効に防止できるものとなる。つまり、渦防止機構付ポンプＰであっても狭い開口部６から落し込んで水槽１の天井２に設置でき、メンテナンスや撤去する際には開口部６から引き抜くことができ、かつ、効果的に渦を防止できるようにもなる。尚、開口部６は円形でなくてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】立軸ポンプを用いたポンプ機場を示す正面図
【図２】渦防止機構付ポンプを水槽に据付ける状況を示す作用図
【図３】作用姿勢の渦防止機構を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図
【図４】低水位での渦防止機構の状況を示す作用図
【図５】作用姿勢にある渦防止機構の構造例を示す要部の平面図
【図６】図５の渦防止機構の収納姿勢の状況例を示す要部の平面図
【図７】実施例３による渦防止機構を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図
【図８】図７の渦防止機構の収納姿勢を示す斜視図
【符号の説明】
【００３７】
１          水槽
６          開口部
１４        支持基材
１５        板
１５ａ      内端側
２１        骨材
２２        膜部材
Ａ          渦防止機構
Ｃ          ポンプケーシング
Ｐ          ポンプ装置
Ｙ          揺動軸心
ｈ          外周壁
【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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【図８】
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