JP2000319979A - Multi-stage swirl head - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡略な構成にて、高落差においても安定した
旋回流を形成でき、且つ空気の混入を抑制できるように
する。
【解決手段】 渦巻室9と、渦巻室9の下端に下方に向
かって口径が暫減するように形成したテーパ部10と、
渦巻室9に接線方向から接続した集水管13と、テーパ
部10の下部に接続した直管部11と、直管部11内に
形成した旋回力消滅手段18及び気体分離手段21とを
有する上部渦流式落差工7を備え、上部渦流式落差工7
の下部に、下部渦巻室22と、下部渦巻室22の下端に
下方に向かって口径が暫減するように形成した下部テー
パ部23と、下端が下部渦巻室22に接線方向から接続
され上端が上部渦流式落差工7の直管部11下端に接続
された接続管25と、下部テーパ部23の下部に接続さ
れた下部直管部24とからなる下部渦流式落差工8を、
1段以上備える。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To make it possible to form a stable swirling flow with a simple structure even at a high head and to suppress the inflow of air. SOLUTION: A spiral chamber 9, a tapered portion 10 formed at a lower end of the spiral chamber 9 so as to temporarily decrease its diameter downward,
A water collecting pipe 13 connected to the spiral chamber 9 from a tangential direction, a straight pipe part 11 connected to a lower part of the tapered part 10, and an upper part having a swirling force eliminating means 18 and a gas separating means 21 formed in the straight pipe part 11. Equipped with a vortex-type head structure 7 and an upper vortex-type head structure 7
A lower spiral chamber 22, a lower tapered portion 23 formed at the lower end of the lower spiral chamber 22 so as to have a diameter gradually reduced downward, and a lower end connected to the lower spiral chamber 22 from a tangential direction and an upper end The lower eddy current head 8 composed of the connecting pipe 25 connected to the lower end of the straight pipe part 11 of the upper eddy current head 7 and the lower straight pipe part 24 connected to the lower part of the lower taper part 23
Provide one or more stages.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多段渦流式落差工
に関するものであり、より詳しくは、高落差で水が落下
する場合においても、簡略な構成にて、落下エネルギー
を消滅させることができ、空気の混入を抑制して流出口
からの水の流出を安定させることができるようにした多
段渦流式落差工に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-stage swirl type head, and more particularly, it is possible to eliminate falling energy with a simple structure even when water falls at a high head. The present invention relates to a multi-stage vortex-type head structure capable of stabilizing outflow of water from an outlet by suppressing air mixing.
【0002】[0002]
【従来の技術】都市部における雨水による浸水被害をな
くすために、豪雨時に降った雨水の一部を一時的に地下
に設けられた大規模な貯留管に溜めさせ、川の水位が低
下した時に、貯留管に貯留した水をポンプで汲み上げて
川へ放流するようにした浸水対策用施設が、現在計画さ
れている。2. Description of the Related Art In order to eliminate inundation damage caused by rainwater in urban areas, a part of rainwater that has fallen during heavy rains is temporarily stored in a large storage pipe installed underground, and when the water level of the river falls A flood-prevention facility that pumps water stored in a storage pipe and discharges it to the river is currently being planned.
【0003】上記浸水対策用施設において、雨水を集め
る集水管と地下深くに設けられる貯留管との間の数十メ
ートル以上にも及ぶ落差を結ぶ管路設備が落差工と呼ば
れており、落差工の一例として、図6、図7に示すよう
な渦流式落差工が検討されている。In the above-mentioned inundation countermeasure facility, a pipe line facility connecting a head extending over several tens of meters between a water collecting pipe for collecting rainwater and a storage pipe provided deep underground is called a head work. As an example of the construction, a vortex-type head construction as shown in FIGS. 6 and 7 has been studied.
【0004】図6、図7は一般に知られている渦流式落
差工の一例を示したもので、図示しない分水施設などで
分水された雨水などの水1を送る集水管2が上端部に接
線方向から接続された垂直管状のドロップシャフト3を
設け、該ドロップシャフト3の下端に水平に曲げられた
流出管4を形成することにより渦流式落差工5を構成
し、前記流出管4を図示しない地下に設けられた貯留管
などの貯留部に接続している。FIG. 6 and FIG. 7 show an example of a generally known eddy current type dropping work, in which a water collecting pipe 2 for sending water 1 such as rainwater separated by a diversion facility (not shown) has an upper end. Is provided with a vertical tubular drop shaft 3 connected from the tangential direction, and a horizontally bent outflow pipe 4 is formed at the lower end of the drop shaft 3 to constitute a vortex-type head 5. It is connected to a storage unit such as a storage pipe provided underground not shown.
【0005】上記渦流式落差工5では、図示しない分水
施設などで分水された雨水などの水1が集水管2を通っ
てドロップシャフト3の上端に接線方向から供給される
と、ドロップシャフト3の内部に旋回流6が形成され、
この旋回流6によって水流の落下エネルギーが減衰され
るようになり、この旋回流6は下方へ向かって徐々に減
衰した後、流出管4から流出されて図示しない貯留部に
送られて貯留される。[0005] In the vortex-type head 5, when water 1 such as rainwater separated by a diversion facility (not shown) is supplied from the tangential direction to the upper end of the drop shaft 3 through the water collecting pipe 2, A swirling flow 6 is formed inside 3,
The falling energy of the water flow is attenuated by the swirling flow 6, and the swirling flow 6 gradually attenuates downward, flows out of the outflow pipe 4, is sent to a storage unit (not shown), and is stored. .
【0006】このように、水1を旋回流6にしてドロッ
プシャフト3内を流下させると、水1の落下エネルギー
を減勢させることができ、ドロップシャフト3下端の落
下着水部分に衝撃などによる振動や損傷などを生じさせ
ずに、短時間のうちに大量の水1をスムーズに下部に流
すことができる。As described above, when the water 1 is swirled and caused to flow down the drop shaft 3, the falling energy of the water 1 can be reduced, and the falling water landing portion at the lower end of the drop shaft 3 is subjected to impact or the like. A large amount of water 1 can flow smoothly to the lower part in a short time without causing vibration or damage.
【0007】又、図6、図7に示した渦流式落差工5の
他に、ドロップシャフトの内部に螺旋板を備えることに
より、ドロップシャフトの内部に強制的に旋回流を形成
させるようにした螺旋板式落差工も考えられている。[0007] In addition to the vortex-type head 5 shown in FIGS. 6 and 7, a spiral plate is provided inside the drop shaft to forcibly form a swirling flow inside the drop shaft. Spiral plate type head works are also considered.
【0008】このような螺旋板を備えている螺旋板式落
差工は、螺旋板によって水を強制的に旋回させて流下さ
せるために、高落差によって長い長さのドロップシャフ
トとする場合においても、前記螺旋板を備えることによ
って水の落下エネルギーを有効に消滅させることができ
る利点がある反面、ドロップシャフトの内部に、螺旋板
とそれを支持するための支持軸を設けているために、構
成が複雑となって製作が非常に大変であり、そのために
装置が非常に高価なものになるという問題がある。又、
螺旋板の上端部や取付け隅部などに雨水などに含まれる
ゴミが引っかかったり付着するという問題を生じ易い。[0008] The spiral plate type head provided with such a spiral plate is forcibly swirling water by the spiral plate and causing the water to flow down. By providing a spiral plate, there is an advantage that the falling energy of water can be effectively eliminated, but on the other hand, the structure is complicated because the spiral plate and the support shaft for supporting it are provided inside the drop shaft. As a result, there is a problem that the production is very difficult and the device becomes very expensive. or,
It is easy to cause a problem that dust contained in rainwater or the like gets caught or adheres to the upper end portion or the mounting corner portion of the spiral plate.
【0009】これに対して、図6、図7に示した渦流式
落差工5は、内部構造がシンプルであって、螺旋板式落
差工に比して製作が非常に容易で安価に実施することが
でき、且つゴミが引っかかったり付着するという問題も
生じ難いことから有効な手段といえる。On the other hand, the eddy current head 5 shown in FIGS. 6 and 7 has a simple internal structure and is very easy to manufacture and inexpensive as compared with the spiral plate head. This can be said to be an effective means since the problem that dust is caught or adhered hardly occurs.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
6、図7に示した渦流式落差工5は、シンプルな構成を
有している反面、落差、流量などに対して設計自由度が
小さく、例えばドロップシャフトの直径Dに対して、1
5D〜20Dの長さ以上(Dが2メートルの場合では3
0メートル〜40メートルの長さ以上)の長さが必要な
高落差の場合には、渦流式落差工5の上部で与えた旋回
流6が、下部位置では弱まって垂直流に近い状態とな
り、このために、水の落下エネルギーを消滅させるとい
う落差工本来の目的が達成できなくなる可能性がある。However, while the eddy current type head 5 shown in FIGS. 6 and 7 has a simple structure, it has a small degree of freedom in terms of head, flow rate, and the like. For example, for the diameter D of the drop shaft, 1
5D to 20D or more (D is 2 meters, 3
In the case of a high head that requires a length of 0 m to 40 m or more), the swirling flow 6 given at the upper part of the vortex-type head 5 is weakened at the lower position and becomes a state close to a vertical flow, For this reason, there is a possibility that the original purpose of the head work of eliminating the falling energy of water may not be achieved.
【0011】即ち、渦流式落差工5において水1の落下
エネルギーを減衰させるためには、ドロップシャフト3
の内部全体にわたって安定した旋回流6を形成させる必
要がある。That is, in order to attenuate the falling energy of the water 1 in the vortex-type head 5, the drop shaft 3
It is necessary to form a stable swirling flow 6 over the entire inside of the nozzle.
【0012】又、渦流式落差工5における流出管4への
空気混入率は一般に大きく、空気混入のために貯留部に
おける貯水量が減少してしまうという問題に対処するた
めに、前記流出管4或いは貯留部に空気抜きのための配
管設備などを設置して混入した空気を抜きとるようにし
ており、空気抜きのための設備費が増大するという問題
があると共に、抜きとった空気を地上に開放させる部分
において異臭を生じる場合があるといった問題がある。In addition, the rate of air entrapment into the outflow pipe 4 in the vortex-type head work 5 is generally large, and in order to cope with the problem that the amount of water stored in the storage section is reduced due to air mixing, the outflow pipe 4 is used. Alternatively, a piping system or the like for air release is installed in the storage unit to remove the mixed air, so that there is a problem that the equipment cost for the air release increases, and the released air is released to the ground. There is a problem that an unpleasant odor may occur in a part.
【0013】このように、渦流式落差工5を高落差の場
合に適用するには、ドロップシャフト3内部全体に安定
した旋回流6を形成させ、更に空気混入率を低下すると
いう条件を達成する必要がある。As described above, in order to apply the swirl type head 5 to a case of a high head, a condition that a stable swirling flow 6 is formed in the entire inside of the drop shaft 3 and the air mixing rate is further reduced is achieved. There is a need.
【0014】本発明は、上述の実情に鑑み、簡略な構成
にて、高落差においても安定した旋回流を形成でき、且
つ空気の混入を抑制できるようにした多段渦流式落差工
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a multi-stage vortex-type head with a simple structure capable of forming a stable swirling flow even at a high head and suppressing mixing of air. With the goal.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、渦巻室と、渦
巻室の下端に下方に向かって口径が暫減するように形成
したテーパ部と、渦巻室に接線方向から接続した集水管
と、テーパ部の下部に接続した直管部と、直管部内に形
成した旋回力消滅手段及び気体分離手段とを有する上部
渦流式落差工を備え、上部渦流式落差工の下部に、下部
渦巻室と、下部渦巻室の下端に下方に向かって口径が暫
減するように形成した下部テーパ部と、下端が下部渦巻
室に接線方向から接続され上端が上部渦流式落差工の直
管部下端に接続された接続管と、下部テーパ部の下部に
接続した下部直管部とからなる下部渦流式落差工を、1
段以上備えたことを特徴とする多段渦流式落差工、に係
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a spiral chamber, a tapered portion formed at the lower end of the spiral chamber so as to have a diameter gradually reduced downward, and a water collecting pipe connected to the spiral chamber from a tangential direction. An upper vortex-type head having a straight pipe portion connected to a lower portion of the tapered portion, and a swirling force eliminating means and a gas separating means formed in the straight pipe part. And a lower tapered portion formed at the lower end of the lower spiral chamber so as to gradually reduce the diameter downward, and a lower end connected to the lower spiral chamber from a tangential direction and an upper end formed at a lower end of a straight pipe portion of the upper spiral type head. The lower eddy current type drop construction consisting of the connected connection pipe and the lower straight pipe section connected to the lower part of the lower taper section is 1
The present invention relates to a multi-stage vortex-type head structure having at least two steps.
【0016】上記手段において、下部渦流式落差工の下
部直管部内に、旋回力消滅手段を備えてもよく、旋回力
消滅手段は、直管部の内側に突出する直管部の軸方向に
長い突起であってもよく、気体分離手段は、オリフィス
であってもよく、接続管の下端が絞り部を介して下部渦
巻室に接続されていてもよく、上部渦流式落差工の渦巻
室の軸中心部に、空気流出口を備えていてもよい。In the above means, a swirling force eliminating means may be provided in the lower straight pipe portion of the lower swirl type head drop, and the swirling force eliminating means is provided in the axial direction of the straight pipe part protruding inside the straight pipe part. The projection may be a long projection, the gas separation means may be an orifice, the lower end of the connecting pipe may be connected to the lower spiral chamber via a throttle, and the upper chamber may be connected to the lower spiral chamber. An air outlet may be provided at the center of the shaft.
【0017】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。According to the above means, the following effects can be obtained.
【0018】上部渦流式落差工の渦巻室に接線方向から
導入されて旋回された水は、テーパ部により旋回力が高
められて下部の直管部内を強力に旋回しながら流下する
ことにより、落下エネルギーが効果的に減衰させられ
る。直管部内を流下した水は、直管部の下部内面に備え
た突起からなる旋回力消滅手段による摩擦抵抗によっ
て、旋回流が急速に消滅させられ、これによって落下エ
ネルギーが効果的に減衰され、更に、オリフィスによる
気体分離手段によって圧力損失が高められることにより
空気が確実に分離される。よって、空気混入率が低く、
落下着水部分に衝撃などによる振動や損傷などを生じさ
せない、安定した流れを形成できる。The water introduced from the tangential direction and swirled into the swirl chamber of the upper swirling type drop head is dropped by the swirling force being increased by the tapered portion and flowing down while strongly swirling in the lower straight pipe portion. Energy is effectively attenuated. The water that has flowed down the straight pipe portion is rapidly swept away by the frictional resistance of the swirling force extinguishing means comprising the projection provided on the lower inner surface of the straight pipe portion, whereby the swirling flow is quickly eliminated, whereby the falling energy is effectively attenuated, Further, the pressure loss is increased by the gas separating means using the orifice, so that the air is reliably separated. Therefore, the aeration rate is low,
A stable flow can be formed without causing vibration or damage due to impact or the like on the landing part.
【0019】上部渦流式落差工にて水の落下エネルギー
が低減され、且つ混入空気が除去された水は、接続管を
介して下部渦流式落差工の下部渦巻室に接線方向から導
入されて再び旋回され、下部テーパ部にて旋回力が高め
られて下部直管部内を流下することにより、落下エネル
ギーが低減される。この時、接続管に絞り部を備えて流
速が高められた水を下部渦巻室に導入するようにしてい
るので、下部渦流式落差工内での旋回力を高められる。
更に、下部渦流式落差工の下部直管部の下部に備えた突
起からなる旋回力消滅手段による摩擦抵抗によって、旋
回流が急速に消滅させられることにより、落下エネルギ
ーが効果的に減衰される。The water from which the falling energy of the water has been reduced by the upper vortex-type head and the water from which the mixed air has been removed is introduced into the lower vortex chamber of the lower vortex-type head via a connecting pipe from the tangential direction. By turning, the turning force is increased by the lower tapered portion and flows down in the lower straight pipe portion, so that the falling energy is reduced. At this time, since the connection pipe is provided with a throttle portion to introduce the water having the increased flow rate into the lower swirl chamber, the swirling force in the lower swirl type head can be increased.
Further, the swirling flow is rapidly eliminated by the frictional resistance of the swirling force extinguishing means comprising the projection provided at the lower part of the lower straight pipe portion of the lower swirl type head, whereby the falling energy is effectively attenuated.
【0020】よって、上記多段渦流式落差工によれば、
下部渦流式落差工の下部に、更に所要数の下部渦流式落
差工を備えることにより、超高落差の場合でも、良好に
旋回流を形成させて落下エネルギーを減衰させられる。Therefore, according to the above-described multi-stage vortex type head,
By providing the required number of lower vortex-type heads in the lower part of the lower vortex-type head, a swirling flow can be formed well and the fall energy can be attenuated even in the case of an ultra-high head.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】図1〜図5は本発明の実施の形態の一例を
示したもので、図1では上部渦流式落差工7と、1つの
下部渦流式落差工8を備えた場合を示している。FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a case in which an upper vortex-type head structure 7 and one lower vortex-type head structure 8 are provided. .
【0023】図1において、上部渦流式落差工7は、所
要の口径を有する円管状の渦巻室9と、渦巻室9の下部
に下方に向かって口径が暫減するように形成されたテー
パ部10と、該テーパ部10の下端に上端が接続された
直管部11とを備えている。直管部11は前記渦巻室9
に対して口径が小さくなっている。In FIG. 1, the upper vortex-type drop head 7 includes a circular spiral chamber 9 having a required diameter, and a tapered portion formed at a lower portion of the spiral chamber 9 so that the diameter is gradually reduced downward. And a straight pipe portion 11 whose upper end is connected to the lower end of the tapered portion 10. The straight pipe portion 11 is provided with the spiral chamber 9.
The diameter is smaller.
【0024】更に、図2に示すように、円管状から角管
状にして絞り部12を形成した集水管13が、前記渦巻
室9に対して接線方向から接続されている。集水管13
は、図示しない分水施設などで分水された雨水などの水
1を、絞り部12により流速を高めて、渦巻室9に対し
接線方向に供給するようにしている。上記渦巻室9と、
接線方向に接続された集水管13と、テーパ部10とに
よって渦流促進部14が構成されている。Further, as shown in FIG. 2, a water collecting pipe 13 formed from a circular tube into a square tube and having a narrowed portion 12 is connected to the spiral chamber 9 in a tangential direction. Water collecting pipe 13
Is configured to supply water 1 such as rainwater separated by a water separation facility (not shown) to the swirling chamber 9 in a tangential direction by increasing the flow velocity by a throttle unit 12. The spiral chamber 9;
The water collecting pipe 13 connected in the tangential direction and the tapered part 10 constitute the eddy current promoting part 14.
【0025】更に、前記渦巻室9の上板15における渦
巻室9の軸心位置には、渦巻室9内部を外部に開放する
空気流出口16が設けられている。空気流出口16に
は、二点鎖線で示すように、渦巻室9の内部に入り込ん
だ空気流出管16Aを備えるようにしても良い。Further, an air outlet 16 for opening the inside of the spiral chamber 9 to the outside is provided at an axial center position of the spiral chamber 9 in the upper plate 15 of the spiral chamber 9. The air outlet 16 may be provided with an air outlet pipe 16 </ b> A that has entered the inside of the spiral chamber 9 as shown by a two-dot chain line.
【0026】前記直管部11の下部の内面には、図1、
図3に示すように、内側に突出して旋回流6の摩擦抵抗
を増加し、圧力損失を高めて、旋回流6を消滅させるよ
うにした直管部11の軸方向に長い複数の突起17によ
る旋回力消滅手段18を備えている。突起17は、狭幅
の板材、或いは棒材を直管部11内面に溶接にて固定す
ることによって構成することができる。The inner surface of the lower part of the straight pipe part 11 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a plurality of projections 17 extending in the axial direction of the straight pipe portion 11 projecting inward to increase the frictional resistance of the swirling flow 6, increase the pressure loss, and eliminate the swirling flow 6. A turning force extinguishing means 18 is provided. The projection 17 can be formed by fixing a narrow plate or bar to the inner surface of the straight pipe portion 11 by welding.
【0027】更に、直管部11における旋回力消滅手段
18の下部位置には、直管部11の口径より小さい口径
の開口19により流路断面積を絞って圧力損失を高める
ことにより、気体を分離するようにしたオリフィス20
による気体分離手段21を備えている。図1では、オリ
フィス20を1段のみ備えているが、2段以上備えるよ
うにしてもよい。Further, in the lower portion of the turning force eliminating means 18 in the straight pipe portion 11, the gas is reduced by increasing the pressure loss by narrowing the cross-sectional area of the flow passage by an opening 19 having a diameter smaller than the diameter of the straight pipe portion 11. Orifice 20 to be separated
Gas separation means 21 is provided. In FIG. 1, only one orifice 20 is provided, but two or more orifices may be provided.
【0028】又、上記突起17による旋回力消滅手段1
8とオリフィス20による気体分離手段21の上下位置
を逆にして、気体分離手段21を上側に、旋回力消滅手
段18を下側に設けることもできる。Further, the turning force eliminating means 1 by the projections 17 is used.
It is also possible to invert the vertical position of the gas separating means 21 by the 8 and the orifice 20 so that the gas separating means 21 is provided on the upper side and the turning force eliminating means 18 is provided on the lower side.
【0029】図1において、下部渦流式落差工8は、円
管状の下部渦巻室22と、下部渦巻室22の下部に下方
に向かって口径が暫減するように形成された下部テーパ
部23と、該下部テーパ部23の下端に上端が接続され
た下部直管部24とを備えている。下部直管部24は、
下部渦巻室22に対して口径が小さくなっている。Referring to FIG. 1, a lower vortex-type head 8 includes a cylindrical lower vortex chamber 22 and a lower taper portion 23 formed at a lower portion of the lower vortex chamber 22 so as to have a diameter gradually reduced downward. And a lower straight pipe portion 24 having an upper end connected to a lower end of the lower tapered portion 23. The lower straight pipe part 24 is
The diameter is smaller than that of the lower spiral chamber 22.
【0030】更に、図5に示すように、上端が前記上部
渦流式落差工7の直管部11の下端に接続したベント管
からなる接続管25の下端を、下部渦巻室22に対して
接線方向から接続している。Further, as shown in FIG. 5, the lower end of a connection pipe 25 composed of a vent pipe whose upper end is connected to the lower end of the straight pipe part 11 of the upper vortex type drop head 7 is tangential to the lower spiral chamber 22. Connected from the direction.
【0031】接続管25は、直管部11の下端に接続さ
れた円管から縦長の角管により絞り部26を形成してお
り、この絞り部26により水の流速を高めて、下部渦巻
室22に接線方向から供給するようにしている。前記下
部渦巻室22と、接線方向に接続された接続管25と、
下部テーパ部23とによって下部渦流促進部27が構成
されている。The connecting pipe 25 forms a throttle section 26 by a vertically elongated square pipe from a circular pipe connected to the lower end of the straight pipe section 11, and the flow rate of water is increased by the throttle section 26 to form a lower spiral chamber. 22 is supplied from the tangential direction. The lower spiral chamber 22, a connecting pipe 25 connected in a tangential direction,
The lower tapered portion 23 forms a lower eddy current promoting portion 27.
【0032】下部渦流式落差工8の下部直管部24の下
部内面には、内側に突出して旋回流6の摩擦抵抗を増加
し、圧力損失を高めて、旋回流6を消滅させるようにし
た上下方向に長い複数の突起17からなる旋回力消滅手
段18を備えている。尚、下部渦流式落差工8には、旋
回力消滅手段18は備えなくてもよい。The lower inner surface of the lower straight pipe portion 24 of the lower swirl type head 8 is projected inward to increase the frictional resistance of the swirling flow 6, increase the pressure loss, and extinguish the swirling flow 6. A turning force extinguishing means 18 comprising a plurality of projections 17 that are long in the vertical direction is provided. Note that the swirling force eliminating means 18 may not be provided in the lower vortex-type head drop 8.
【0033】又、下部直管部24の下端には、図6に示
したような流出管4を接続する。一方、更に高落差の場
合に適用する際には、図1に示した下部渦流式落差工8
の下部に、更に所要数の下部渦流式落差工8を接続管2
5により接続して備えることができる。The outlet pipe 4 as shown in FIG. 6 is connected to the lower end of the lower straight pipe section 24. On the other hand, when it is applied to the case of a higher head, the lower eddy current type head 8 shown in FIG.
A required number of lower vortex heads 8 are connected to the connecting pipe 2
5 for connection.
【0034】次に、上記形態例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【0035】図1において、集水管13から送られてく
る水1は、絞り部12で絞られることにより流速を高め
られて渦巻室9に接線方向から導入され、これにより水
1は渦巻室内で旋回し、更にテーパ部10を流下する際
に旋回力が高められることになり、よって落下エネルギ
ーが効果的に減衰された状態で直管部11内を流下す
る。In FIG. 1, the water 1 sent from the water collecting pipe 13 is squeezed by the throttle unit 12 to increase the flow velocity and is introduced into the swirl chamber 9 from the tangential direction. When turning and further flowing down the tapered portion 10, the turning force is increased, and thus the falling energy flows down the straight pipe portion 11 in a state where it is effectively attenuated.
【0036】更に、前記旋回力の増加によって、水1中
の空気が、図1に示すようにテーパ部10の中心部に気
柱Aを形成するように集合し、集合した空気は空気流出
口16から外部に流出されるので、直管部11に導かれ
る水1の空気混入率を著しく低減させることができる。Further, due to the increase of the swirling force, the air in the water 1 is gathered so as to form an air column A at the center of the tapered portion 10 as shown in FIG. Since the water flows out from the outside 16, the air mixing ratio of the water 1 guided to the straight pipe portion 11 can be significantly reduced.
【0037】直管部11内を旋回しながら流下した水
は、図1、図3に示すように、直管部11内面に設けた
突起17からなる旋回力消滅手段18に導かれ、突起1
7による摩擦抵抗によって旋回流6が急速に消滅させら
れ、これにより落下エネルギーが効果的に減衰され、同
時に圧力損失が高められる。As shown in FIGS. 1 and 3, the water flowing down while turning inside the straight pipe portion 11 is guided to a turning force eliminating means 18 composed of a projection 17 provided on the inner surface of the straight pipe portion 11.
The swirling flow 6 is rapidly extinguished due to the frictional resistance by 7, thereby effectively damping the falling energy and at the same time increasing the pressure loss.
【0038】更に、旋回力消滅手段18によって旋回流
6が消滅された水は、図1、図4に示すように、略直下
流となってオリフィス20による気体分離手段21に導
かれ、オリフィス20により圧力損失が高められ、これ
によって、水1中に混入している空気は、圧力が低くな
っている上側のテーパ部10の中心側に押しやられるよ
うに作用され、空気の分離が確実に行われるようにな
る。Further, the water from which the swirling flow 6 has been extinguished by the swirling force extinguishing means 18 is substantially immediately downstream, as shown in FIGS. As a result, the pressure loss is increased, whereby the air mixed in the water 1 is forced to be pushed toward the center of the upper tapered portion 10 where the pressure is low, and the air is reliably separated. You will be
【0039】上記したように、上部渦流式落差工7によ
って空気が効果的に分離・除去されることにより、従来
流出管4や貯留部に備えていた空気抜きのための設備を
小型のものとしたり、或いはその設置を全く省略するこ
とができるようになる。As described above, since the air is effectively separated and removed by the upper vortex head 7, it is possible to reduce the size of the air venting device conventionally provided in the outflow pipe 4 or the storage part. Alternatively, the installation can be omitted altogether.
【0040】上部渦流式落差工7によって水の落下エネ
ルギーが低減され、且つ空気が除去された水は、直管部
11の下端から接続管25を流下し、絞り部12で絞ら
れて流速を高められた後、下部渦流式落差工8の下部渦
巻室22に接線方向から導入され、これにより水1は下
部渦巻室22内で再び旋回される。下部渦巻室22内に
形成された旋回流6は、下部テーパ部23を通過する際
に更に旋回力が高められて下部直管部24を流下するこ
とになり、これによって落下エネルギーが効果的に減衰
される。The water from which the falling energy of the water has been reduced by the upper vortex head 7 and the air from which the air has been removed flows down the connecting pipe 25 from the lower end of the straight pipe section 11 and is throttled by the throttle section 12 to reduce the flow velocity. After being raised, it is tangentially introduced into the lower volute 22 of the lower swirl 8, whereby the water 1 is swirled again in the lower volute 22. The swirling flow 6 formed in the lower spiral chamber 22 has a further increased swirling force when passing through the lower tapered portion 23 and flows down the lower straight pipe portion 24, thereby effectively reducing the falling energy. Attenuated.
【0041】下部直管部24内を旋回しながら流下した
水は、下部直管部24の下部内面に備えた突起17から
なる旋回力消滅手段18に導かれ、突起17による摩擦
抵抗によって旋回流6が急速に消滅させられ、これによ
って落下エネルギーが効果的に減衰される。よって、落
下着水部分に衝撃などによる振動や損傷などを生じさせ
ずに、安定した流れとして、図6に示すような流出管4
に導くことができる。The water that has flowed down while turning inside the lower straight pipe portion 24 is guided to the turning force eliminating means 18 composed of a projection 17 provided on the lower inner surface of the lower straight pipe portion 24, and the swirling flow is caused by the frictional resistance of the projection 17. 6 are rapidly extinguished, thereby effectively attenuating the falling energy. As a result, the outflow pipe 4 shown in FIG.
Can be led to.
【0042】一方、更に高落差の場合には、図1の下部
渦流式落差工8の下部に、更に所要数の下部渦流式落差
工8を備えるようにすることができ、このようにする
と、超高落差の場合でも、落下エネルギーを良好に減衰
させて水を流下させることができる。On the other hand, in the case of a higher head, a required number of lower vortex-type heads 8 can be further provided below the lower vortex-type head 8 in FIG. 1. Even in the case of an ultra-high head, the falling energy can be satisfactorily attenuated and the water can flow down.
【0043】尚、本発明は上述の実施の形態例にのみ限
定されるものではなく、旋回力消滅手段及び気体分離手
段は図示例以外の形状のものも採用できること、渦巻室
及び下部渦巻室に対する集水管及び接続管の接続は水平
でも或いは傾斜していてもよいこと、接続管の形状は種
々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ること、などは勿論であ
る。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but that the swirling force eliminating means and the gas separating means may have shapes other than those shown in the drawings. The connection between the collecting pipe and the connecting pipe may be horizontal or inclined, the shape of the connecting pipe may be variously changed, and other various changes may be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
【0044】[0044]
【発明の効果】上部渦流式落差工の渦巻室に接線方向か
ら導入されて旋回された水は、テーパ部により旋回力が
高められて下部の直管部内を強力に旋回しながら流下す
ることにより、落下エネルギーが効果的に減衰させられ
る効果がある。直管部内を流下した水は、直管部の下部
内面に備えた突起からなる旋回力消滅手段による摩擦抵
抗によって、旋回流が急速に消滅させられ、これによっ
て落下エネルギーが効果的に減衰される効果があり、更
に、オリフィスによる気体分離手段によって圧力損失が
高められることにより空気が確実に分離される効果があ
る。よって、空気混入率が低く、落下着水部分に衝撃な
どによる振動や損傷などを生じさせない、安定した流れ
を形成できる効果がある。According to the present invention, the water introduced from the tangential direction into the swirl chamber of the upper swirl type head structure and swirled by the swirling force is increased by the tapered portion and flows down while strongly swirling in the lower straight pipe portion. This has the effect of effectively attenuating the falling energy. The water that has flowed down the straight pipe portion is rapidly swept away by the frictional resistance of the swirling force extinguishing means formed on the lower inner surface of the straight pipe portion, thereby effectively attenuating the falling energy. There is an effect, and further, there is an effect that the air is reliably separated by increasing the pressure loss by the gas separation means by the orifice. Therefore, there is an effect that a stable flow can be formed with a low air entrapment rate and without causing vibration or damage due to an impact or the like in a drop landing portion.
【0045】上部渦流式落差工にて水の落下エネルギー
が低減され、且つ混入空気が除去された水は、接続管を
介して下部渦流式落差工の下部渦巻室に接線方向から導
入されて再び旋回され、更に下部テーパ部により旋回力
が高められて下部直管部内を流下することにより、落下
エネルギーが低減される効果がある。この時、接続管に
絞り部を備えて流速が高められた水を下部渦巻室に導入
するようにしているので、下部渦流式落差工内での旋回
力を高められる効果がある。更に、下部渦流式落差工の
下部直管部の下部に備えた突起からなる旋回力消滅手段
による摩擦抵抗によって、旋回流が急速に消滅させられ
ることにより、落下エネルギーが効果的に減衰される効
果がある。The water from which the falling energy of the water has been reduced by the upper vortex-type head and the water from which the mixed air has been removed is introduced into the lower vortex chamber of the lower vortex-type head via a connecting pipe from the tangential direction, and again. By turning, the swirling force is further increased by the lower tapered portion to flow down in the lower straight pipe portion, and there is an effect that the falling energy is reduced. At this time, since the connection pipe is provided with a throttle portion to introduce the water whose flow velocity has been increased into the lower swirl chamber, there is an effect that the swirling force in the lower swirl type head can be increased. In addition, the swirling flow is rapidly eliminated by the frictional resistance of the swirling force extinguishing means comprising the projection provided at the lower part of the lower straight pipe portion of the lower vortex type head, so that the drop energy is effectively attenuated. There is.
【0046】上記した多段渦流式落差工によれば、下部
渦流式落差工の下部に、更に所要数の下部渦流式落差工
を備えることにより、超高落差の場合でも、良好に旋回
流を形成させて落下エネルギーを減衰させられる効果が
ある。According to the above-described multi-stage vortex-type head, a required number of lower vortex-type heads are further provided below the lower vortex-type head, so that a swirling flow can be formed well even in the case of an ultra-high head. This has the effect of attenuating the fall energy.
【図1】本発明の実施の形態の一例を示した縦断面図で
ある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II方向矢視図である。FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows II-II in FIG.
【図3】図1のIII−III方向矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows III-III in FIG. 1;
【図4】図1のIV−IV方向矢視図である。FIG. 4 is a view in the direction of arrows IV-IV in FIG. 1;
【図5】図1のV−V方向矢視図である。FIG. 5 is a view in the direction of arrows VV in FIG. 1;
【図6】従来の渦流式落差工の一例を示す側面図であ
る。FIG. 6 is a side view showing an example of a conventional swirl type head.
【図7】図6の平面図である。FIG. 7 is a plan view of FIG. 6;
1 水 6 旋回流 7 上部渦流式落差工 8 下部渦流式落差工 9 渦巻室 10 テーパ部 11 直管部 13 集水管 16 空気流出口 16A 空気流出管 17 突起 18 旋回力消滅手段 20 オリフィス 21 気体分離手段 22 下部渦巻室 23 下部テーパ部 24 下部直管部(直管部) 25 接続管 26 絞り部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water 6 Swirling flow 7 Upper vortex type drop 8 Lower vortex type drop 9 Swirl chamber 10 Taper part 11 Straight pipe part 13 Water collecting pipe 16 Air outlet 16A Air outflow pipe 17 Protrusion 18 Turning force eliminating means 20 Orifice 21 Gas separation Means 22 Lower spiral chamber 23 Lower taper part 24 Lower straight pipe part (straight pipe part) 25 Connection pipe 26 Restricted part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 聡 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Fターム(参考) 2D063 CA25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Kawasaki 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. F-term (reference) 2D063 CA25
Claims (6)
て口径が暫減するように形成したテーパ部と、渦巻室に
接線方向から接続した集水管と、テーパ部の下部に接続
した直管部と、直管部内に形成した旋回力消滅手段及び
気体分離手段とを有する上部渦流式落差工を備え、上部
渦流式落差工の下部に、下部渦巻室と、下部渦巻室の下
端に下方に向かって口径が暫減するように形成した下部
テーパ部と、下端が下部渦巻室に接線方向から接続され
上端が上部渦流式落差工の直管部下端に接続された接続
管と、下部テーパ部の下部に接続した下部直管部とから
なる下部渦流式落差工を、1段以上備えたことを特徴と
する多段渦流式落差工。1. A swirl chamber, a tapered portion formed at a lower end of the swirl chamber so as to have a diameter gradually reduced downward, a water collecting pipe connected to the swirl chamber from a tangential direction, and a lower part of the tapered portion. A straight pipe portion, an upper vortex type head having a swirling force eliminating means and a gas separating means formed in the straight pipe part, a lower vortex chamber, a lower vortex chamber, and a lower vortex chamber at the lower end of the lower vortex chamber A lower tapered portion formed so that the diameter is gradually reduced downward, a lower end connected to the lower spiral chamber from a tangential direction, and an upper end connected to a lower end of a straight pipe portion of the upper vortex type drop head; A multi-stage swirl head comprising at least one lower swirl head comprising a lower straight pipe portion connected to a lower part of a tapered portion.
回力消滅手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の
多段渦流式落差工。2. The multi-stage vortex-type head drop according to claim 1, further comprising a turning force eliminating means provided in a lower straight pipe portion of the lower vortex-type head drop.
する直管部の軸方向に長い突起であることを特徴とする
請求項1又は2記載の多段渦流式落差工。3. The multistage eddy current head according to claim 1, wherein the turning force eliminating means is an axially long projection of the straight pipe protruding inside the straight pipe.
を特徴とする請求項1、2又は3記載の多段渦流式落差
工。4. The multi-stage vortex-type head drop according to claim 1, wherein the gas separating means is an orifice.
室に接続されていることを特徴とする請求項1、2、3
又は4記載の多段渦流式落差工。5. The lower part of the connecting pipe is connected to the lower spiral chamber via a throttle part.
Or a multi-stage vortex-type head described in 4.
に、空気流出口を備えていることを特徴とする請求項
1、2、3、4又は5記載の多段渦流式落差工。6. The multi-stage vortex head according to claim 1, wherein an air outlet is provided at the center of the axis of the spiral chamber of the upper vortex head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133764A JP2000319979A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Multi-stage swirl head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133764A JP2000319979A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Multi-stage swirl head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000319979A true JP2000319979A (en) | 2000-11-21 |
Family
ID=15112420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11133764A Pending JP2000319979A (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Multi-stage swirl head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000319979A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255144A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Cti Engineering Co Ltd | Eddy current water pipe and design method thereof |
| JP2010534288A (en) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | モンテコ・リミテッド | Separator tank |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11133764A patent/JP2000319979A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255144A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Cti Engineering Co Ltd | Eddy current water pipe and design method thereof |
| JP2010534288A (en) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | モンテコ・リミテッド | Separator tank |
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