JP2000337286A - 自吸式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環流水を戻す連通孔と羽根車との間の干渉を
抑えて振動及び騒音を低減できる自吸式ポンプを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 羽根車ケーシング３と呼び水ケーシング
４とを備え、羽根車ケーシング３には外部駆動形の羽根
車１２を収容する羽根車室１１を備え、呼び水ケーシン
グ４には第１及び第２の環流室１８を備え、羽根車ケー
シング３と呼び水ケーシング４の間を区画する仕切板６
には第１及び第２の環流室１８から羽根車室１１に水を
戻すための連通孔８を開けた自吸式ポンプにおいて、連
通孔８を、羽根車１２のほぼ外周縁に相当する位置に沿
う細長の開口形状とし、羽根車１２の羽根１２ａと連通
孔８の干渉面積を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の羽根を持つ
羽根車を収容する羽根車ケーシングと、この羽根車ケー
シングに連通孔を持つ仕切板を介して結合する呼び水ケ
ーシングを備えた自吸式ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られている自吸式ポンプは、
複数の羽根を持つ羽根車を収容する羽根車ケーシング
と、この羽根車ケーシングに連通孔を持つ仕切板を介し
て結合する呼び水ケーシングを備える構成としたものが
一般的である。図７に従来の自吸式ポンプの断面図、図
８に図７のＡ部の拡大断面図を示す。

【０００３】図７に示すように、自吸式ポンプは電動機
１とその側部に取り付けた羽根車ケーシング３とから構
成されたものである。電動機１の回転シャフト２が羽根
車ケーシング３の中の羽根車室１１まで差し込まれ、そ
の先端に羽根車１２を取り付けている。羽根車１２は複
数の羽根１２ａを備えたものであり、これらの羽根１２
ａの翼先端側を呼び水ケーシング４側に臨ませている。
この呼び水ケーシング４は、仕切板６とパッキン５とを
介して羽根車ケーシング３に対して水密状に連結された
ものである。

【０００４】図９は従来の自吸式ポンプのケーシングの
分解斜視図であり、仕切板６には所定の位置に水流通用
の連通孔７、８、９および中央連通孔１０が形成され、
パッキン５はこれらの連通孔７、８、９および中央連通
孔１０に対応する孔を有するとともに、連通孔７，８，
９および中央連通孔１０の周囲から水漏れを防止するよ
うに構成されている。なお、図８（図７の円Ａで囲んだ
部分の拡大図）は連通孔８部分を拡大したものを示して
いる。

【０００５】図１０は従来の吸式ポンプにおける羽根車
ケーシングの斜視図であり、羽根車ケーシング３は前述
の羽根車室１１を備えるとともに、送出タンク部１３
と、羽根車室１１から送出タンク部１３へ水を流出する
ための通路１４と、送出タンク部１３から羽根車室１１
への流路を接続する連通通路１５とをそれぞれ形成して
いる。

【０００６】図１１は従来の自吸式ポンプにおける呼び
水ケーシングの斜視図でありこの、呼び水ケーシング４
は吸込口１６と、吸込流路１７と、第１の還流室１８
と、第２の環流室１９と、気水分離室２０と、吐出口２
１とをそれぞれ形成している。

【０００７】ここで、吸込流路１７は、図９に示した仕
切板６の中央連通孔１０によって羽根車ケーシング３側
の羽根車室１１と連通する。また、気水分離室２０は仕
切板６の連通孔７によって羽根車ケーシング３側の送出
タンク部１３と連通し、第１の環流室１８は仕切板６の
連通孔８によって羽根車ケーシング３側の羽根車室１１
と連通し、更に第２の環流室１９は仕切板６の連通孔９
によって羽根車ケーシング３側の羽根車室１１と連通す
る。そして、図１２に示すように、第１の還流室１８及
び第２の環流室１９から羽根車ケーシング３の仕切板６
の連通孔８，９を通り羽根車１２に戻るような流路が形
成され、仕切板６の連通孔８，９は羽根車１２の外周部
分に円形の開口として設けられている。

【０００８】図１３は従来の自吸式ポンプの使用状態の
説明図であり、２２は水槽、２３は以上に説明した構成
を持つ自吸式ポンプである。この自吸式ポンプ２３は吸
込口１６及び吐出口２１を備え、これらの吸込口１６及
び吐出口２１をそれぞれ吐出側管路２４及び吸込側管路
２５によって水槽２２に流路を接続している。

【０００９】図１３の循環設備等に設置される自吸式ポ
ンプの動作は次のとおりである。

【００１０】まず、あらかじめ呼び水ケーシング４内に
呼び水を注入する。呼び水ケーシング４内に注入された
水は、羽根車室１１の羽根車１２が回転することにより
かき回され、このとき、水中に空気が混入する。空気が
混入した水は、羽根車ケーシンング３内において図１４
の矢印ａで示すように通路１４を通って送出タンク部１
３に入る。空気が混入した一部の水は、図１４の矢印ｂ
で示すように、連通通路１５を通り羽根車室１１内に環
流する。また、空気が混入した大部分の水は、仕切板６
の連通孔７を通って図１５に示す呼び水ケーシング４内
に流出する。

【００１１】呼び水ケーシング４内の第１の還流室１８
内の上部には前述のように気水分離室２０が設けられて
おり、その空気は図１５の矢印ｃに示すように、吐出口
２１から吐出側管路２４を通って水槽２２に吐出され
る。一方、残りの水は、矢印ｄで示すように第１の還流
室１８から仕切板６の連通孔８を通り、また矢印ｅで示
すように第２の環流室１９から仕切板６の連通孔９を通
って、再び羽根車ケーシング３の羽根車室１１内に戻
る。すなわち、水は羽根車室１１と第１の還流室１８及
び第２の環流室１９との間を循環して空気のみが外部へ
流出し、この状態が続くと羽根車室１１の中央部や吸込
流路１７において空気圧が徐々に低くなっていく。そし
て、吸込流路１７内の圧力と外部との圧力差によって、
水槽２２内の水が吸込口１６から吸込流路１７内へ流入
し、さらに、羽根車室１１内に流入すると、本格的な給
水状態に移る。

【００１２】このような本格的な給水状態になると、水
は図１１に示した呼び水ケーシング４の吸込流路１７を
通り、さらに仕切板６の中央連通孔１０を通り、図１０
に示した羽根車ケーシング３の羽根車室１１内に入る。
羽根車１２によってかき回された水は図１４の矢印ａで
示すように通路１４を通って送出タンク部１３に入る。
送出タンク部１３に流出した一部の水は連通通路１５を
通り、羽根車室１１内の羽根車１２に環流される。上記
動作を繰り返しながら給水状態を保っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の自
吸式ポンプの構成では、図１２に示したように連通孔
８，９は羽根車１２の外周上に円形開口として形成さ
れ、しかも図８に示したように羽根車１２が仕切板６の
連通孔８、９からの流線を切ることになる。このため、
水が第１の還流室１８及び第２の環流室１９から羽根車
ケーシング３の仕切板６の連通孔８，９を通って羽根車
１２に戻るとき、水の流動に対する羽根車１２の干渉の
影響が増大してしまう。

【００１４】図１６及び図１７はこのような羽根車１２
の干渉による振動及び騒音への影響を知るための分析結
果である。図１６は給水状態の振動周波数分析結果（縦
軸は振動のパワースペクトル、横軸は回転次数比）を示
し、図１７は騒音周波数分析結果（縦軸は騒音のレベ
ル、横軸は回転次数比）を示している。

【００１５】これらの分析結果から明らかなように、給
水状態においては振動周波数分析より回転次数比６次、
１２次（最大値）が生じている（図１６）。また、図１
７に示すように、これらの回転次数比に応じて騒音値も
高くなっている。なお、ポンプ羽根車において、羽根枚
数がｎ枚の場合は、回転次数比ｎ次、２ｎ次に最大値が
生じることは周知のことである。

【００１６】このように、従来の自吸式ポンプでは、仕
切板６の連通孔８，９が羽根車１２の外周に円形開口と
して設けられているため、連通孔８，９と羽根車１２と
の干渉が増大し、騒音が大きくなるという問題がある。

【００１７】本発明はこのような課題を解決するもの
で、低振動、低騒音の自吸式ポンプを提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、羽根車ケーシ
ングと呼び水ケーシングとを備え、前記羽根車ケーシン
グには、少なくとも外部駆動形の羽根車を収容する羽根
車室及び吐出側へ流路を接続した送出部タンクを備え、
前記呼び水ケーシングには、少なくとも気水分離室及び
環流室を備え、前記羽根車ケーシングと呼び水ケーシン
グの間を区画する仕切り板には、前記環流路から前記羽
根車室に水を戻すための連通孔を開けた自吸式ポンプで
あって、前記連通孔を、前記羽根車のほぼ外周縁に相当
する位置に沿う細長の開口形状としたことを特徴とす
る。

【００１９】このような本発明の構成によれば、ポンプ
性能及び自吸性能を低下させることなく低騒音のポンプ
を実現できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、羽根車
ケーシングと呼び水ケーシングとを備え、前記羽根車ケ
ーシングには、少なくとも外部駆動形の羽根車を収容す
る羽根車室及び吐出側へ流路を接続した送出部タンクを
備え、前記呼び水ケーシングには、少なくとも気水分離
室及び環流室を備え、前記羽根車ケーシングと呼び水ケ
ーシングの間を区画する仕切り板には、前記環流路から
前記羽根車室に水を戻すための連通孔を開けた自吸式ポ
ンプであって、前記連通孔を、前記羽根車のほぼ外周縁
に相当する位置に沿う細長の開口形状としたことを特徴
とする自吸式ポンプであり、呼び水ケーシングにおける
還流室から羽根車ケーシングの羽根車室に水を戻す流れ
に対し、連通孔と羽根車との干渉を低減し、ポンプ性能
及び自吸性能を低下させることなく騒音を抑制できると
いう作用を有する。

【００２１】以下、本発明の自吸式ポンプの実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００２２】図１は本発明の一実施の形態による自吸式
ポンプの縦断面図、図２は図１のＡ部の拡大断面図、図
３は本発明の一実施の形態における羽根車ケーシングの
平面図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態における羽
根車の断面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態にお
ける羽根車の平面図、図５は本発明の自吸式ポンプの振
動のパワースペクトル特性図、図６は本発明の自吸式ポ
ンプの騒音レベル特性図である。なお、従来の技術で説
明した構成部材と同じものについては共通の符号で指示
し、その詳細な説明は省略する。

【００２３】図１〜図４において、１は電動機、２は回
転シャフト、３は羽根車ケーシング、４は呼び水ケーシ
ング、５はパッキン、６は仕切板、８、９は連通孔、１
１は羽根車室、１２は羽根車、１２ａは羽根、１３は送
出タンク部、１４は通路、１５は連通通路、１６は吸込
口、１８は第１の環流室である。これらの各構成要素に
よる構成および給水動作は、従来の技術の自吸式ポンプ
と全く同じである。そして、本発明と従来の技術が相違
するのは、連通孔８，９の配置とその開口形状であり、
その他の構成は従来構造のものと変わりはなく、図１〜
図４では表れない第２の環流室１９等を含む流路構成も
同じである。

【００２４】図３から明らかなように、本発明の自吸式
ポンプでは、仕切板６に開けた連通孔８，９は羽根１２
の外周縁に沿って細長く延びた開口形状を持つ。すなわ
ち、呼び水ケーシング４内の第１の環流室１８（図２参
照）と羽根車ケーシング３内の羽根車室１１を連通させ
る連通孔８と、第２の環流室１９（従来の技術の図１１
参照）と羽根車室１１を連通させる連通孔９は、いずれ
も開口幅が狭いスリット状である。

【００２５】ここで、従来のように円形開口の連通孔で
あれば、羽根車１２が回転するときに羽根１２ａの断面
が連通孔の開口面積に対して占める大きさは、或る時刻
で急激に大きくなる。すなわち、羽根１２ａの断面が円
形開口の連通孔の中心部分に対応して位置する時刻で
は、羽根１２ａが連通孔に被さる度合いが最大となり、
連通孔から羽根車室１１に流れ込む水の流動に対する干
渉が大きい。これに対し、本発明では、連通孔８，９は
羽根車１２の外周縁に位置していてしかも羽根１２ａが
回転していく向きに長く形成されているので、どの時刻
においても羽根１２ａの断面が占める連通孔８，９の開
口面積に対する比率はほぼ同じとなる。したがって、仕
切板６の連通孔８，９を水が通過するとき、羽根車１２
の羽根１２ａと仕切板６の連通孔８，９の干渉面積は小
さくなる。

【００２６】ポンプ作動時には、呼び水ケーシング４の
第１の環流室１８及び第２の環流室１９から羽根車ケー
シング３の羽根車室１１に水が戻され、このとき水は仕
切板６の連通孔８，９を通過する。このとき、羽根車１
２の羽根１２ａと仕切板６の連通孔８，９の干渉面積が
従来構造に比べると格段に小さくなっているので、連通
孔８，９と羽根車１２の羽根１２ａとの干渉が低減され
る。したがって、羽根車ケーシング３に与える衝撃が小
さくなり、作動騒音を下げることができる。

【００２７】このことは図５の自吸式ポンプの振動のパ
ワースペクトル特性図に示す振動周波数分析結果より明
らかである。そして、図６の本発明の自吸式ポンプの騒
音レベル特性図に示すように、各回転次数比とも振動レ
ベルは減少しており、とくに回転次数比６次，１２次の
騒音値は著しく減少する。

【００２８】

【発明の効果】本発明の自吸式ポンプでは、呼び水ケー
シングの第１の環流室及び第２の環流室から羽根車ケー
シングの羽根車室に水を戻すための仕切板の連通孔を羽
根車の羽根が切る際に、羽根車室に戻される水と羽根車
の羽根との間の干渉を低減できるので、ポンプの低振動
化および低騒音化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による自吸式ポンプ縦断
面図

【図２】図１のＡ部の拡大断面図

【図３】本発明の一実施の形態における羽根車ケーシン
グの平面図

【図４】（ａ）本発明の一実施の形態における羽根車の
断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態における羽根車の平面図

【図５】本発明の自吸式ポンプの振動のパワースペクト
ル特性図

【図６】本発明の自吸式ポンプの騒音レベル特性図

【図７】従来の自吸式ポンプの断面図

【図８】図７のＡ部の拡大断面図

【図９】従来の自吸式ポンプのケーシングの分解斜視図

【図１０】従来の吸式ポンプにおける羽根車ケーシング
の斜視図

【図１１】従来の自吸式ポンプにおける呼び水ケーシン
グの斜視図

【図１２】従来の自吸式ポンプにおける羽根車ケーシン
グの平面図

【図１３】従来の自吸式ポンプの使用状態の説明図

【図１４】図７のＤ−Ｄ断面図

【図１５】図７のＣ−Ｃ断面図

【図１６】従来の自吸式ポンプの振動のパワースペクト
ル特性図

【図１７】従来の自吸式ポンプの騒音レベル特性図

【符号の説明】

１ 電動機 ２ 回転シャフト ３ 羽根車ケーシング ４ 呼び水ケーシング ５ パッキン ６ 仕切板 ７ 連通孔 ８ 連通孔 ９ 連通孔 １０ 中央連通孔 １１ 羽根車室 １２ 羽根車 １２ａ 羽根 １３ 送出タンク １４ 通路 １５ 連通通路 １６ 吸込口 １７ 吸込流路 １８ 第１の環流室 １９ 第２の環流室 ２０ 気水分離室 ２１ 吐出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】羽根車ケーシングと呼び水ケーシングとを
   備え、前記羽根車ケーシングには、少なくとも外部駆動
   形の羽根車を収容する羽根車室及び吐出側へ流路を接続
   した送出部タンクを備え、前記呼び水ケーシングには、
   少なくとも気水分離室及び環流室を備え、前記羽根車ケ
   ーシングと呼び水ケーシングの間を区画する仕切り板に
   は、前記環流路から前記羽根車室に水を戻すための連通
   孔を開けた自吸式ポンプであって、前記連通孔を、前記
   羽根車のほぼ外周縁に相当する位置に沿う細長の開口形
   状としたことを特徴とする自吸式ポンプ。