JP2016160769A - Pump system operation method, pump system, and pump replacement method for pump system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプシステムの運転方法、ポンプシステム、およびポンプシステムのポンプ交換方法に関する。 The present invention relates to a pump system operation method, a pump system, and a pump replacement method of the pump system.
吸水槽に貯留した雨水を揚水し、河川または海などに排水するために、立軸ポンプなどのポンプが用いられている。 A pump such as a vertical shaft pump is used to pump rainwater stored in a water absorption tank and drain it into a river or the sea.
ポンプにより吸水槽内の水を揚水する際、水面に渦が発生すると、ポンプが空気を吸い込んでしまい、ポンプ吐出量の低下、ポンプ振動による破損などの問題を生じる。 When the water in the water absorption tank is pumped by the pump, if a vortex is generated on the surface of the water, the pump sucks air, causing problems such as a decrease in pump discharge amount and damage due to pump vibration.
渦は、吸水槽の形状、ポンプ容量、吸水槽内の水位などに応じて所定の条件下で発生する。そのため、従来のポンプ場では、吸水槽の寸法は、渦の発生を防止することを考慮してポンプ容量に応じて設計されている。また、従来のポンプ場では、吸水槽の底面および側壁等に、渦の発生を防止するための渦流防止装置を設けることもあった。 The vortex is generated under predetermined conditions depending on the shape of the water absorption tank, the pump capacity, the water level in the water absorption tank, and the like. Therefore, in the conventional pump station, the dimensions of the water absorption tank are designed according to the pump capacity in consideration of preventing the generation of vortices. Moreover, in the conventional pump station, the vortex | eddy_current prevention apparatus for preventing generation | occurrence | production of a vortex was sometimes provided in the bottom face, side wall, etc. of the water absorption tank.
近年、急な豪雨による吸水槽の水位の急激な上昇に対応するために、既設のポンプを大容量のポンプに交換することがある。吸水槽の形状を変更することなく、既設のポンプを大容量のポンプに交換した場合、渦の発生しない水位はポンプの交換前に比べて上昇するが、ポンプ場の運用上、ポンプの運転・停止水位は変更しないことが多い。そのため、ポンプ容量を考慮すると、吸水槽の水位が低い状態でポンプを運転する機会が多くなる。低い水位の状態でポンプを運転した場合、水面に渦が発生し易く、ポンプが空気を吸い込み易くなる。 In recent years, an existing pump may be replaced with a large-capacity pump in order to cope with a sudden rise in the water level of the water absorption tank due to a sudden heavy rain. If the existing pump is replaced with a large-capacity pump without changing the shape of the water absorption tank, the water level where no vortex is generated rises compared to before the pump replacement. The stop water level is often not changed. Therefore, considering the pump capacity, there are many opportunities to operate the pump with the water level in the water absorption tank being low. When the pump is operated at a low water level, a vortex is likely to occur on the water surface, and the pump can easily suck air.
また、吸水槽の底面に新たに渦流防止装置を設ける場合、一定期間ポンプを停止し排泥作業などの大がかりな作業を伴い、時間と手間がかかり、コストも高くなる。 In addition, when a vortex preventing device is newly provided on the bottom surface of the water absorption tank, the pump is stopped for a certain period of time and a large-scale work such as a mud draining work is involved, which takes time and labor and increases the cost.
特許文献1には、揚水管の外周に噴射ジェットを設け、揚水管内を流れる水の一部を噴射ジェットからポンプの吸込口付近の水面に向けて噴射する渦流発生防止装置が記載されている。
特許文献2は、吸水槽の天井にカメラを設けることにより画像認識によって渦を検出し、渦の発生に応じて、ポンプの外周部分に放射状に設けられた圧力水噴射孔から渦に向けて圧力水を噴射する渦吸込防止方法が記載されている。
In
特許文献1の渦流発生防止装置および特許文献2の渦吸込防止方法によれば、渦を崩壊させ、または渦の発生を防止することができ、ポンプの空気吸込みを防止することができる。
According to the eddy current generation preventing device of
ここで、ポンプ場の状況を考えると、吸水槽内の水位が高いときには、渦は発生し難い。一方、吸水槽内の水位が高いので、より多くの水を排水する必要がある。 Here, considering the situation of the pump station, when the water level in the water absorption tank is high, vortices are unlikely to occur. On the other hand, since the water level in the water absorption tank is high, it is necessary to drain more water.
特許文献1の渦流発生防止装置では、吸水槽の水位にかかわらず、揚水管内を流れる水の一部を水面に向けて噴射するものであるため、吸水槽内の水位が高いときに十分な排水量が得られない。
In the eddy current generation preventing device of
特許文献2の方法では、渦を検出するために吸水槽の天井にカメラを設ける必要があり、ポンプシステムの製造コストが高くなる。
In the method of
本発明は、上記の課題を鑑みなされたものであって、その目的は、低コストかつ簡素な構成および方法により、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには大量の水を排水可能なポンプシステムの運転方法、ポンプシステム、およびポンプシステムのポンプ交換方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to suppress pump air suction due to the generation of vortices by a low-cost and simple configuration and method, and to supply a large amount of water at high water levels. An object of the present invention is to provide an operation method of a pump system capable of draining, a pump system, and a pump replacement method of the pump system.
上記の課題を解決するために、本発明の態様1に係るポンプシステムの運転方法は、吸水槽内の水を揚水するポンプと、上記ポンプが揚水した水を吐出する吐出管と、上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムの運転方法であって、上記吸水槽の水位を検出する検出ステップと、上記吸水槽の水位が予め定められた水位よりも低い場合に、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記吸水槽における渦発生領域に向けて上記返水管を介して返水する返水ステップと、を含んでいることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a pump system operating method according to
上記の方法によれば、吸水槽の水位に応じて、ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、返水管を介して渦発生領域に向けて返水するという簡素な方法によって、吸水槽の水位に応じて、渦の発生を防止し、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには大量の水を吸水槽から排水することができる。 According to the above method, according to the water level of the water absorption tank, the water level of the water absorption tank is returned by a simple method of returning at least part of the water pumped up by the pump toward the vortex generation region through the water return pipe. Accordingly, the generation of vortices can be prevented, the pump air suction due to the generation of vortices can be suppressed, and a large amount of water can be drained from the water absorption tank when the water level is high.
本発明の態様2に係るポンプシステムの運転方法は、上記態様1において、上記返水ステップでは、上記吸水槽の水位の低下に伴って返水量を増加させる運転方法であってもよい。
The operation method of the pump system according to
渦は、吸水槽の水位が低いときに発生し易いが、上記の方法によれば、吸水槽の水位の低下に応じて返水量および吐出量を適切に調整することができるため、効果的に渦の発生を防止することができる。 Whirlpools are likely to occur when the water level in the water absorption tank is low, but according to the above method, the water return amount and the discharge amount can be adjusted appropriately according to the decrease in the water level of the water absorption tank. The generation of vortices can be prevented.
本発明の態様3に係るポンプシステムの運転方法は、上記態様1または2において、上記予め定められた水位は、予め検証した結果に基づいて定められた渦が発生する水位である運転方法であってもよい。
The operation method of the pump system according to
上記の方法によれば、渦が発生し易い水位になったときに、返水管を介して渦発生領域に向けて返水することができる。そのため、渦の発生し易さに応じて返水量および吐出量を適切に調整することができる。 According to said method, when it becomes the water level which is easy to generate | occur | produce a vortex, it can return to a vortex generating area | region via a return pipe. Therefore, it is possible to appropriately adjust the water return amount and the discharge amount according to the ease with which the vortex is generated.
また、上記の課題を解決するために、本発明の態様4に係るポンプシステムは、吸水槽内の水を揚水するポンプと、上記ポンプが揚水した水を吐出する吐出管と、上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムであって、上記吸水槽には、水位計が設けられており、上記返水管は、上記吸水槽における渦発生領域に向けられており、上記返水管には、返水バルブが設けられており、上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を備えていることを特徴とする。 Moreover, in order to solve said subject, the pump system which concerns on aspect 4 of this invention is the pump which pumps the water in a water absorption tank, the discharge pipe which discharges the water which the said pump pumped, and the said discharge pipe And a water return pipe that is provided so that at least a part of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank, and the water absorption tank is provided with a water level gauge. The water return pipe is directed to a vortex generation region in the water absorption tank, and the water return pipe is provided with a water return valve, and controls the water return valve according to the water level of the water absorption tank. A valve control unit is provided.
上記の構成によれば、吸水槽の水位に応じて返水バルブを制御することによって、吸水槽の水位に応じて吸水槽から揚水した水の少なくとも一部を渦発生領域に向けて返水し、渦の発生を防止することができる。 According to the above configuration, by controlling the water return valve according to the water level of the water absorption tank, at least a part of the water pumped from the water absorption tank is returned toward the vortex generation region according to the water level of the water absorption tank. The generation of vortices can be prevented.
これにより、返水バルブが設けられた返水管およびバルブ制御部という低コストかつ簡素な構成によって、吸水槽の水位に応じて、渦の発生を防止し、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには大量の水を吸水槽から排水することができる。 This makes it possible to prevent the generation of vortices according to the water level of the water absorption tank, and to suppress the intake of air into the pump due to the generation of vortices, thanks to the low cost and simple configuration of the water return pipe and valve control unit provided with a water return valve. In addition, when the water level is high, a large amount of water can be drained from the water absorption tank.
本発明の態様5に係るポンプシステムは、上記態様4において、上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽の底部に向けて返水可能に設けられた底部返水管を備えており、上記底部返水管には、底部返水バルブが設けられており、上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記底部返水バルブを制御する構成であってもよい。 The pump system according to aspect 5 of the present invention is the bottom part of the aspect 4 provided so that at least a part of the water branched from the discharge pipe and pumped by the pump can be returned to the bottom part of the water absorption tank. The bottom water return pipe is provided with a bottom water return valve, and the valve control unit is configured to control the bottom water return valve according to the water level of the water absorption tank. Also good.
上記の構成によれば、吸水槽の水位に応じて底部返水バルブを制御することによって、吸水槽の水位に応じて吸水槽から揚水した水の少なくとも一部を渦発生領域に向けて返水することができる。 According to the above configuration, by controlling the bottom water return valve according to the water level of the water absorption tank, at least part of the water pumped from the water absorption tank according to the water level of the water absorption tank is returned to the vortex generation region. can do.
これにより、吸水槽の底面から発生する水中渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制することができる。また、吸水槽の底部に堆積した泥を巻き揚げ、ポンプが揚水する水とともに泥を吸い上げ、吐出管を介して吸水槽の外部に排出することができる。 Thereby, the air suction of the pump by generation | occurrence | production of the underwater vortex generated from the bottom face of the water absorption tank can be suppressed. Moreover, the mud accumulated on the bottom of the water absorption tank can be wound up, the mud can be sucked up together with the water pumped up and discharged to the outside of the water absorption tank through the discharge pipe.
また、上記の課題を解決するために、本発明の態様6に係るポンプシステムのポンプ交換方法は、吸水槽内の水を揚水する既設ポンプと、上記既設ポンプが揚水した水を吐出する吐出管とを備えたポンプシステムにおいて、上記既設ポンプを新設ポンプに交換するポンプシステムのポンプ交換方法であって、上記既設ポンプを上記新設ポンプに交換する交換ステップと、上記吐出管に、上記吐出管の流路を分岐させ、上記新設ポンプが揚水した水の一部を、上記吸水槽における渦発生領域に向けて返水可能な返水管を増設する返水管増設ステップと、上記吸水槽の水位に応じて上記返水管に設けられた返水バルブを制御するバルブ制御部を増設するバルブ制御部増設ステップと、を含むことを特徴とする。
Moreover, in order to solve said subject, the pump replacement method of the pump system which concerns on
ポンプの交換によって、低水位の状態で運転する機会が増え、その結果、渦が発生する機会が増えるおそれがある。 Replacing the pump may increase the chances of operating at low water levels and, as a result, may increase the chance of vortices.
しかしながら、上記の方法によれば、ポンプを交換する際に、返水バルブが設けられた返水管およびバルブ制御部を増設するという低コストかつ簡素な方法によって、吸水槽の水位に応じて、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには大量の水を吸水槽から排水可能なポンプシステムとすることができる。 However, according to the above method, when the pump is replaced, a vortex is provided according to the water level of the water absorption tank by a low-cost and simple method of adding a water return pipe provided with a water return valve and a valve control unit. The pump system can suppress the air suction of the pump due to the generation of water and can discharge a large amount of water from the water absorption tank when the water level is high.
本発明の態様7に係るポンプシステムのポンプ交換方法は、試験または解析により上記渦発生領域を推定する推定ステップを含む、上記態様6のポンプシステムのポンプ交換方法であって、上記返水管増設ステップでは、上記推定ステップで推定した上記渦発生領域に向けて上記吸水槽に返水可能なように、上記返水管を増設するポンプ交換方法であってもよい。
A pump replacement method for a pump system according to aspect 7 of the present invention is the pump replacement method for a pump system according to
上記の方法によれば、試験または解析により推定された渦発生領域に向けて返水可能な返水管を備えたポンプシステムとすることができる。これにより、効果的に渦の発生を防止することができる。 According to said method, it can be set as the pump system provided with the water return pipe | tube which can return water toward the vortex generation area | region estimated by the test or analysis. Thereby, generation | occurrence | production of a vortex can be prevented effectively.
本発明の態様8に係るポンプシステムのポンプ交換方法は、上記態様7において、上記推定ステップは、上記渦発生領域に渦が発生するときの水位を推定する水位推定ステップを含んでいてもよい。 In the pump replacement method for a pump system according to aspect 8 of the present invention, in the aspect 7, the estimation step may include a water level estimation step for estimating a water level when a vortex is generated in the vortex generation region.
上記の方法によれば、渦が発生し易いときの吸水槽の水位を推定し、推定した結果に基づいて返水バルブを制御することができる。これにより、渦が発生し難いときの排水量を低下させることなく、効果的に渦の発生を防止することができる。 According to said method, the water level of a water absorption tank when a vortex is easy to generate can be estimated, and a water return valve can be controlled based on the estimated result. Thereby, generation | occurrence | production of a vortex can be prevented effectively, without reducing the waste_water | drain amount when it is hard to generate | occur | produce a vortex.
本発明によれば、低コストかつ簡素な構成および方法により、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには大量の水を排水可能なポンプシステム、ポンプシステムの運転方法、およびポンプシステムのポンプ交換方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pump system which can suppress the air suction of the pump by generation | occurrence | production of a vortex by a low-cost and simple structure and can drain a lot of water at the time of a high water level, the operating method of a pump system, and a pump A system pump replacement method can be provided.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施の形態について、図1〜2に基づいて詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
<ポンプシステムの構成>
図1は、本実施形態のポンプシステムの要部の構成を示す側面図である。
<Configuration of pump system>
FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of a main part of the pump system according to the present embodiment.
ポンプシステム1は、吸水槽2内の水を外部に排水するためのものである。以下の説明では、吸水槽2内の水を吐出水槽3に送水するポンプシステム1について説明する。
The
ポンプシステム1は、ベルマウス11を介して吸水槽2内の水を揚水するポンプ10と、ポンプ10が揚水した水を吐出水槽3に吐出する吐出管20と、吐出管20から分岐した管理運転用配管60と、ポンプ10を駆動するためのバルブ制御部40と、吸水槽2の水位を検出するための水位計50と、を備えている。
The
ポンプ10として、例えば立軸ポンプを用いることができる。
For example, a vertical shaft pump can be used as the
管理運転用配管60は、分岐部62において吐出管20から分岐しており、管路に管理運転用バルブ61が設けられており、先端は吸水槽2に向けられている。
The
また、管理運転用配管60の管路において、管理運転用バルブ61の上流側から分岐した返水管30が設けられている。
Further, a
返水管30の先端は吸水槽2の内部において、渦Sが発生し易い領域である渦発生領域に向けられており、これにより、返水管30は、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を渦発生領域に向けて返水可能に設けられている。
The tip of the
なお、ポンプシステム1において、管理運転用配管60は必須の構成ではなく、返水管30は吐出管20から分岐していてもよい。また、管理運転の際に返水管30を管理運転用の配管として用いてもよい。
In the
吐出管20には吐出弁21が設けられている。また、返水管30には返水バルブ31が設けられている。吐出弁21および返水バルブ31は、それぞれ、従来公知の様々な形式のものを用いることができ、全閉状態および全開状態の2つの状態を切り替え可能なものであってもよいし、開度を制御されることにより吐出管20および返水管30の流量を調整可能とするものであってもよい。
A
バルブ制御部40は、水位計50を用いて検出された吸水槽2の水位に応じて返水バルブ31を制御する。また、バルブ制御部40は、吸水槽2の水位に応じて吐出弁21を制御し、さらにはポンプ10の起動・停止などを制御するものであってもよい。
The
水位計50の具体的構成は特に限定されず、フリクト式水位計、電極式水位計、および圧力式水位計など、如何なる形式の水位計であってもよいし、連続計測式の水位計および不連続計測式の水位計の何れであってもよいが、一般的な水位計である連続計測式の投込式水位計を好適に用いることができる。
The specific configuration of the
<渦発生領域>
吸水槽2内の水をポンプ10により揚水すると、吸水槽2内の水は、ポンプ10に向けて流れる。このとき、水の流れの速さに応じて、渦(空気吸込渦)が発生することがある。渦は、水の流れが速い場合に発生し易いため、ポンプ10の周囲の、水の流れが速くなるポンプ10の近傍は渦が発生し易い渦発生領域となる。
<Vortex generation area>
When the water in the
返水管30の先端は、上記のような渦発生領域に向けられており、渦発生領域に向けて返水することができる。これにより、渦発生領域における水の流れに乱れを生じさせることができ、その結果、渦の発生を防止することができる。
The tip of the
吸水槽2における渦発生領域の位置、および渦が発生するときの吸水槽2の水位は、予め、水槽実験、シミュレーション、試運転、実機運転などの検証により推定または求められる。例えば、具体的には、ターボ機械協会基準TSJS002のポンプ吸込水槽モデル試験方法に基づく渦試験に基づいた、模擬の水槽を用いた試験やコンピュータによる解析により推定することができる。そのため、ポンプシステム1を設置する前に、予め試験やコンピュータによる解析により渦発生水位や渦発生領域を検証し推定しておき、ポンプシステム1を設置する際に、返水管30の先端を、推定された渦発生領域に向けることが好ましい。
The position of the vortex generation region in the
なお、返水管30の先端にはノズルを設けてもよい。このノズルを選択することにより、正確に渦発生領域に向けて水を噴射することや、広範囲の渦発生領域に向けて水を噴射することができる。
A nozzle may be provided at the tip of the
例えば、返水管30の先端に設けたノズルは、平面視において扇状に水を噴射するものであってもよい。また、返水管30の先端に設けたノズルは、吸水槽2の水位に応じて噴射方向を変更することができる構成であってもよいし、所定の周期で回転することにより多方向に水を噴射するものであってもよい。これにより、より確実に渦発生領域に向けて返水することができ、より確実に渦の発生を防止することができる。
For example, the nozzle provided at the tip of the
また、図1に示すように、返水管30の先端部分は、渦発生領域の水面に対して斜め方向に向けられていることが好ましい。これにより、水面に対して斜め方向に水を噴射することができ、垂直に噴射する場合に比べて広範囲の水面に噴射水が入射するため、少量の水で効果的に渦発生領域における水の流れに乱れを生じさせることができる。
Moreover, as shown in FIG. 1, it is preferable that the front-end | tip part of the
<ポンプシステムの運転>
図2は、本実施形態のポンプシステムの運転状態と水位の関係を示すポンプシステムの側面図である。
<Operation of pump system>
FIG. 2 is a side view of the pump system showing the relationship between the operating state of the pump system of the present embodiment and the water level.
ポンプ10は、図2に示すポンプ停止水位以上の予め決められた水位である起動水位以上のときに起動し、図中に付記するバルブ開閉状態に関する説明は、ポンプ起動中におけるバルブの開閉制御の一例を示す。なお、本実施例では、ポンプ起動水位は吸水槽高水位で説明する。
The
吸水槽2の水位が低い場合や、吸水槽2内のポンプ10へ向かう水の流速が速い場合、さらに、偏流を生じた場合などに、水面から空気吸込渦が生じる。また、吸水槽2内のポンプ10へ向かう水の流速が速い場合や、偏流を生じた場合などに、吸水槽2の壁面から水中渦が生じる。
When the water level in the
ポンプシステム1は、吸水槽2の水位が低くなったときにバルブ制御部40が返水バルブ31を開状態とし、返水管30を介して渦発生領域に向けて返水する。
In the
以下、ポンプシステム1の運転方法について具体的に説明する。
Hereinafter, the operation method of the
ポンプシステム1の運転方法は、第一に、水位計50を用いて吸水槽2の水位を検出する(検出ステップ)。そして、検出された水位に応じて、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を、返水管30を介して渦発生領域に向けて返水する(返水ステップ)。
The operation method of the
具体的には、図2に示すように、バルブ制御部40は、吸水槽2の水位が水位h1(予め定められた水位)以下になると、返水バルブ31を開状態とする。また、水位が上昇して、吸水槽2の水位が水位h1を超えて水位h2まで上昇したとき、バルブ制御部40は返水バルブ31を閉状態とする。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
ポンプシステム1は、このように返水バルブ31を制御することによって、吸水槽2の水位に応じて、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を、返水管30を介して渦発生領域に向けて返水する。これにより、渦の発生を防止し、ポンプ10が渦を吸込むことを防止することができる。
By controlling the
また、図2に示すように、吸水槽2の水位が水位h2まで上昇したときに返水バルブ31を閉状態とすることにより、吸水槽2から吐出水槽3への送水量を多くし、吸水槽2内の水位の急激な上昇を抑制することができる。なお、このように返水バルブ31の開閉に水位差を設けると、頻繁なバルブの開閉を防止することができ、バルブの故障、特にバルブの駆動部の故障を防止することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, when the water level of the
水位h1や渦発生領域の位置は、ポンプ場での試運転、実運転、水槽実験、およびシミュレーションなどの試験や解析によって予め渦が発生し易い水位や領域を検証した結果に基づいて設定することが好ましい。 The position of the water level h1 and the vortex generation region may be set based on the result of verifying the water level and region where vortices are likely to be generated in advance through tests and analysis such as trial operation, actual operation, water tank experiment, and simulation at the pump station. preferable.
上記のように返水バルブ31を制御することによって、図2に示すように、水位が起動水位(ポンプ停止水位)以上で所定水位(h1)以下のときに返水管30から渦発生領域に向けて水を噴射し、水位が所定水位(h2)以上のときには返水管30から水を噴射しない。なお、水位h1から水位h2への水位上昇時には返水バルブ31を開状態として水を噴射し、水位h2に達すると返水バルブ31を閉状態として水の噴射を止める。また、水位h2から水位h1へ水位下降時には返水バルブ31は閉状態を維持して水を噴射せず、水位h1に達すると返水バルブ31を開状態として水を噴射する。
By controlling the
以上のように、返水バルブ31を開状態として、ポンプ10が吸水槽2から揚水した水の少なくとも一部を返水管30から渦発生領域に向けて噴射することにより、渦の発生を防止し、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制することができ、ポンプ吐出量の低下、ポンプ振動による破損などの問題を抑制することができる。
As described above, the
また、水位がh2より高い水位では、返水バルブ31を閉状態として、ポンプ10が吸水槽2から揚水した水をなるべく多く吐出水槽3に送水することにより、送水可能な最大限の水を吸水槽2から排水することができ、吸水槽2の水位上昇を抑えることができる。
When the water level is higher than h2, the
つまり、ポンプシステム1によれば、返水バルブ31が設けられた返水管30およびバルブ制御部40という低コストかつ簡素な構成によって、渦の発生によるポンプ10の空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには最大限の水を吸水槽2から吐出水槽3へ排水することができる。
That is, according to the
また、ポンプシステム1は、吸水槽2の水位が低下して停止水位以下となったときに停止する。しかしながら、ポンプを停止すると、モータの過熱やエンジンへの冷却水送水などの理由で再び起動させるのに時間を要し、ポンプ停止後に急な豪雨があった場合にポンプの起動が間に合わず吸水槽から水が溢れるおそれがある。そのため、ポンプ10の停止頻度は低いことが好ましい。
Moreover, the
本実施形態のポンプシステム1によれば、吸水槽2の水位に応じて吸水槽2から吸水した水の少なくとも一部を吸水槽2に返水することができる。これにより、吸水槽2の水位の急激な低下を抑制し、ポンプ10の停止頻度を低減することができるという効果も得られる。
According to the
なお、バルブ制御部40は、返水バルブ31の開閉状態を開状態および閉状態の2段階で制御可能な構成に限定されない。例えば、バルブ制御部40は、返水バルブ31の開度を調整可能な構成であってもよい。これにより、吸水槽2の水位に応じて返水量を調整し、吸水槽2の水位の低下に伴って返水量を増加させることができ、吸水槽2の水位をより安定させた状態でポンプシステム1を運転することができる。
The
<ポンプの交換>
本実施形態のポンプシステム1は、ポンプ10および吐出管20を備えた既設のポンプシステムを改修することによって構成してもよい。特に、既設のポンプを、より大容量のポンプ(新設ポンプ)に交換する機会に合わせて、ポンプシステムを改修するときのポンプ交換方法として採用することが好ましい。
<Replacing the pump>
The
このようなポンプ交換方法は、既設ポンプを新設ポンプに交換する工程(交換ステップ)と、吐出管20の流路を分岐させて、新設ポンプが揚水した水の一部を、渦発生領域に向けて返水可能な返水管30を増設する工程(返水管増設ステップ)と、返水管30に設けられた返水バルブ31を制御するバルブ制御部40を増設する工程(バルブ制御部増設ステップ)と、を含む。
In such a pump replacement method, a process of replacing an existing pump with a new pump (exchange step) and a flow path of the
既設のポンプを大容量のポンプに交換した場合、既設ポンプの運転や停止の水位を変えずにポンプを運転したいという要望が多い。このように既設ポンプの運転や停止の水位に合わせると、新設大容量ポンプにとっては低水位の状態でポンプシステムを運転する機会が増えるため、渦発生領域に渦が発生する機会が増えることがある。 When an existing pump is replaced with a large-capacity pump, there is a great demand to operate the pump without changing the water level at which the existing pump is operated or stopped. In this way, when the existing pump is operated or stopped, the new large-capacity pump has more opportunities to operate the pump system at a low water level, so there may be more opportunities to generate vortices in the vortex generation region. .
しかしながら、上述のポンプ交換方法によれば、ポンプを交換する際に、返水バルブ31が設けられた返水管30およびバルブ制御部40を増設するという低コストかつ簡素な方法によって、渦の発生によるポンプの空気吸込みを抑制するとともに高水位のときには送水可能な最大限の水を吸水槽2から吐出水槽3へ排水可能なポンプシステム1とすることができる。
However, according to the above-described pump replacement method, when the pump is replaced, the low-cost and simple method of adding the
なお、このようなポンプ交換方法では、ポンプの交換に合わせて吐出管20を交換してもよいし、吐出管20を交換せずに既設のものを流用してもよい。
In such a pump replacement method, the
また、バルブ制御部40を設置する工程では、既設のポンプシステムのバルブ制御部40に返水バルブ31を制御する機能を追加してもよいし、既設のポンプシステムのバルブ制御部を、返水バルブ31を制御する機能を有するバルブ制御部40に交換してもよい。なお、バルブ制御部40は、ポンプ10の起動・停止など、バルブ以外の制御機能を有していてもよい。
Further, in the step of installing the
また、既設のポンプシステムに管理運転用配管60が設けられている場合には、管理運転用配管60から返水管30を分岐させてもよいし、管理運転用配管60を返水管30として流用してもよい。これにより、返水管30の増設に掛かる費用を抑えることができる。
Further, when the
また、ポンプ10を交換する前に、水槽実験、シミュレーション、試運転、実機運転などの検証、具体的には、ターボ機械協会基準TSJS002のポンプ吸込水槽モデル試験方法に基づく渦試験に基づいて、模擬の吸水槽を用いた試験やコンピュータによる解析をすることによって渦発生領域を推定し(推定ステップ)、推定された領域に返水管30の先端を向けることが好ましい。これにより、試験や解析により推定された渦発生領域に向けて返水可能な返水管を備えたポンプシステムとすることができ、渦の発生によるポンプの空気吸込みを効果的に抑制することができる。
Further, before replacing the
さらに、渦発生領域を推定する際、渦が発生するときの吸水槽2の水位を推定する(水位推定ステップ)ことが好ましい。これにより、渦が発生し易いときの水位に基づいてバルブ制御部40を制御することができ、返水量および吐出量を適切に調整することができる。これにより、渦の発生によるポンプの空気吸込みを効果的に抑制することができる。
Furthermore, when estimating the vortex generation region, it is preferable to estimate the water level of the
本実施形態では、推定ステップの一例として、模擬の吸水槽を用いた試験やシミュレーションで説明したが、渦発生領域と渦の発生水位が推定できる方法であれば、どのような方法で推定してもよい。 In this embodiment, as an example of the estimation step, it has been described by a test or simulation using a simulated water absorption tank. However, any method can be used as long as the vortex generation region and the vortex generation water level can be estimated. Also good.
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図3に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図3は、本実施形態のポンプシステムの要部の構成を示す側面図である。 FIG. 3 is a side view showing a configuration of a main part of the pump system of the present embodiment.
図3に示すように、ポンプシステム101は、実施形態1のポンプシステム1と同じ構成に加えて、さらに、底部返水管70を備えている。
As shown in FIG. 3, the
底部返水管70は、返水バルブ31の下流で返水管30から分岐しており、その先端は吸水槽2の底部に向けられている。より具体的には、底部返水管70の先端は、ポンプ10のベルマウス11の直下において、吸水槽2の底部に向けられている。これにより、底部返水管70は、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を吸水槽2の底部に向けて噴射することができる。なお、底部返水管70の向ける先はベルマウス11の直下に限らず、泥Mの滞留しやすい場所に向けてもよい。これにより、吸水槽2をよりきれいにすることができる。
The bottom
本実施形態のポンプシステム101によれば、吸水槽の水位に応じて返水バルブ31を制御することによって、吸水槽2の水位に応じて吸水槽2から揚水した水の少なくとも一部を、渦発生領域および吸水槽2の底部に向けて返水することができる。
According to the
これにより、渦発生領域における水の流れに乱れを生じさせることができ、その結果、渦の発生を防止することができる。 As a result, the water flow in the vortex generation region can be disturbed, and as a result, the generation of vortices can be prevented.
さらに、吸水槽2の底部に滞留した泥Mを巻き揚げ、ポンプ10が揚水する水とともに泥Mを吸い上げ、吐出管20を介して吸水槽2の外部に排出することができ、吸水槽2の底部を掃除することができる。また、吸水槽2の底面から発生する水中渦S1の発生によるポンプ10の空気吸込みを抑制することができる。
Further, the mud M staying at the bottom of the
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図4〜図5に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those described in the embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図4は、本実施形態のポンプシステムの要部の構成を示す側面図である。 FIG. 4 is a side view showing a configuration of a main part of the pump system of the present embodiment.
図4に示すように、ポンプシステム201は、実施形態1のポンプシステム1と同じ構成に加えて、さらに、底部返水管80と底部返水バルブ81とを備えているとともに、バルブ制御部40に代えてバルブ制御部140を備えている。
As shown in FIG. 4, the
底部返水管80は、管理運転用配管60から分岐しており、その先端は吸水槽2の底部に向けられている。底部返水管80には、底部返水バルブ81が設けられている。これにより、底部返水管80は、ポンプ10が揚水した水の少なくとも一部を吸水槽2の底部に向けて噴射することができる。
The bottom
バルブ制御部140は、水位計50を用いて検出された吸水槽2の水位に応じて返水バルブ31および底部返水バルブ81を制御する。また、バルブ制御部140は、吸水槽2の水位に応じて吐出弁21を制御したり、ポンプ10の起動停止を制御したりするものであってもよい。
The
<ポンプシステムの運転>
図5は、本実施形態のポンプシステムの運転状態と水位の関係を示すポンプシステムの側面図である。
<Operation of pump system>
FIG. 5 is a side view of the pump system showing the relationship between the operating state of the pump system of the present embodiment and the water level.
図5に示すように、本実施形態のポンプシステム201は、バルブ制御部140が返水バルブ31および底部返水バルブ81を制御することによって、水位がポンプ停止水位以上のときには返水バルブ31を開状態として底部返水バルブ81を閉状態とすることによって返水管30から渦発生領域に向けて水を噴射し、水位が第1所定水位以上のときには返水バルブ31を閉状態として底部返水バルブ81を開状態とすることによって底部返水管80から吸水槽2の底部に向けて水を噴射する。
As shown in FIG. 5, in the
このように、本実施形態のポンプシステム201は、渦の発生する可能性の低い第1所定水位以上で底部に水を噴射している。このときには、返水バルブ31を閉状態とすることによって、返水管30からは水を噴射しない。
Thus, the
これにより、底部に向けて水を噴射することによってポンプ10により吸い上げられた泥水を、返水管30を介して吸水槽2に返水することなく、吐出管20を介して吸水槽の外部に排出することができる。これにより、渦の発生する可能性の低い水位において効率的に吸水槽2の底部を掃除するとともに、渦の発生する水位では渦発生領域に向けて水を噴射することができる。なお、水中渦の発生が懸念される場合には、水位にかかわらず、底部返水バルブ81を開状態にして水中渦の防止に利用してもよい。
Thereby, the muddy water sucked up by the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
上記各実施形態の説明では、模擬の水槽を用いた試験として、ターボ機械協会TSJS002(ポンプ吸込水槽モデル試験方法に基づく渦試験)を一例として挙げたが、本発明における試験方法は上記に限られず、他の試験方法を採用してもよい。 In the description of each of the above embodiments, the turbomachinery association TSJS002 (vortex test based on the pump suction water tank model test method) is given as an example as a test using a simulated water tank, but the test method in the present invention is not limited to the above. Other test methods may be employed.
また、図1、図3および図4において、返水管30の先端は水中にあり、返水管30は水中から渦発生領域に向けて水を噴射するように図示しているが、水中からの噴射に限らず、水面上または水面から渦発生領域に向けて噴射してもよい。
1, 3, and 4, the tip of the
上記各実施形態の説明では、ポンプ起動水位を吸水槽高水位で説明したが、ポンプの起動は手動で行うこともあり、どのような水位でポンプを起動してもよい。 In the description of each of the above embodiments, the pump activation water level has been described as the water tank high water level. However, the pump activation may be performed manually, and the pump may be activated at any water level.
本発明は、雨水を排水するためのポンプシステムとして利用することができる。 The present invention can be used as a pump system for draining rainwater.
1、101、201 ポンプシステム
2 吸水槽
10 ポンプ
20 吐出管
30 返水管
31 返水バルブ
40、140 バルブ制御部
70、80 底部返水管
81 底部返水バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記ポンプが揚水した水を吐出する吐出管と、
上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムの運転方法であって、
上記吸水槽の水位を検出する検出ステップと、
上記吸水槽の水位が予め定められた水位よりも低い場合に、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を、上記吸水槽における渦発生領域に向けて上記返水管を介して返水する返水ステップと、を含んでいることを特徴とするポンプシステムの運転方法。 A pump for pumping the water in the water absorption tank;
A discharge pipe for discharging water pumped by the pump;
A return pipe that branches off from the discharge pipe and is provided so that at least a portion of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank, and a method for operating a pump system comprising:
A detection step of detecting the water level of the water absorption tank;
When the water level of the water absorption tank is lower than a predetermined water level, the return water that returns at least a part of the water pumped up by the pump toward the vortex generation region in the water absorption tank through the return pipe And a step of operating the pump system.
上記ポンプが揚水した水を吐出する吐出管と、
上記吐出管から分岐し、上記ポンプが揚水した水の少なくとも一部を上記吸水槽に返水可能に設けられた返水管と、を備えたポンプシステムであって、
上記吸水槽には、水位計が設けられており、
上記返水管は、上記吸水槽における渦発生領域に向けられており、
上記返水管には、返水バルブが設けられており、
上記吸水槽の水位に応じて上記返水バルブを制御するバルブ制御部を備えていることを特徴とするポンプシステム。 A pump for pumping the water in the water absorption tank;
A discharge pipe for discharging water pumped by the pump;
A return pipe that branches off from the discharge pipe and is provided so that at least a part of the water pumped by the pump can be returned to the water absorption tank,
The water tank is provided with a water level gauge,
The water return pipe is directed to the vortex generation region in the water absorption tank,
The return pipe is provided with a return valve,
A pump system comprising: a valve control unit that controls the water return valve in accordance with a water level of the water absorption tank.
上記底部返水管には、底部返水バルブが設けられており、
上記バルブ制御部は、上記吸水槽の水位に応じて上記底部返水バルブを制御することを特徴とする請求項4に記載のポンプシステム。 A bottom water return pipe that is branched from the discharge pipe and provided so as to be able to return at least a portion of the water pumped by the pump toward the bottom of the water absorption tank,
The bottom water return pipe is provided with a bottom water return valve,
The pump system according to claim 4, wherein the valve control unit controls the bottom water return valve in accordance with a water level of the water absorption tank.
上記既設ポンプを上記新設ポンプに交換する交換ステップと、
上記吐出管に、上記吐出管の流路を分岐させ、上記新設ポンプが揚水した水の一部を、上記吸水槽における渦発生領域に向けて返水可能な返水管を増設する返水管増設ステップと、
上記吸水槽の水位に応じて上記返水管に設けられた返水バルブを制御するバルブ制御部を増設するバルブ制御部増設ステップと、を含むことを特徴とするポンプシステムのポンプ交換方法。 In a pump system comprising an existing pump for pumping water in a water absorption tank and a discharge pipe for discharging water pumped by the existing pump, the pump replacement method of the pump system for replacing the existing pump with a new pump. ,
A replacement step of replacing the existing pump with the new pump;
A return pipe expansion step for branching the flow path of the discharge pipe to the discharge pipe and adding a return pipe capable of returning a part of the water pumped by the new pump toward the vortex generation region in the water absorption tank When,
A pump control method for a pump system, comprising: a valve control unit expansion step for adding a valve control unit for controlling a water return valve provided in the water return pipe according to a water level of the water absorption tank.
上記返水管増設ステップでは、上記推定ステップで推定した上記渦発生領域に向けて返水可能なように、上記返水管を増設することを特徴とするポンプシステムのポンプ交換方法。 The pump replacement method for a pump system according to claim 6, comprising an estimation step of estimating the vortex generation region by a test or analysis.
A pump replacement method for a pump system, wherein, in the return pipe extension step, the return pipe is added so that water can be returned toward the vortex generation region estimated in the estimation step.
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