JP4557536B2

JP4557536B2 - ポンプ装置

Info

Publication number: JP4557536B2
Application number: JP2003406824A
Authority: JP
Inventors: 陽一玉置; 一喜竹内; 竜治井谷
Original assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: JP2005163735A

Description

本発明は、農業用水の強制排除、河川への強制排水、浸水対策、マンホールポンプ場、下水処理場等に利用されるポンプ装置の改良に関するものである。

従来、この種の軸流もしくは斜流のポンプ装置によれば、筒状ケーシング内に水中モータのモータハウジングが、水流を案内する案内羽根としての周方向に所定間隔を有して配置された複数の静翼を介して固定され、筒状ケーシングの内周面とモータハウジングの外周面との相互間に形成された間隙を流路とする構造とされていた（例えば、特許文献１参照。）。

そして、水中モータに備えられた羽根車の回転駆動により、ケーシングの吸込口から吸込まれた水は、各静翼による案内下、ケーシング内周面とモータハウジング外周面との相互間の流路を通じてケーシングの吐出口から吐出される構造とされていた。

特開２００３−１３８７９号公報

しかしながら、上記従来構造のポンプ装置によれば、全ての静翼がケーシング内周面とモータハウジング外周面との相互間にわたって備えられているため、羽根車を通過した異物が静翼における上流側端縁に跨るようにして詰まるおそれ大であった。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、このような静翼に対する異物の詰まりを有効に防止して異物の通過性能の向上を図ったポンプ装置を提供することにある。

上記課題を解決するための技術的手段は、筒状ケーシング内に水中モータのモータハウジングが固定され、前記ケーシングと前記モータハウジングとの間に静翼が設けられた軸流もしくは斜流のポンプ装置において、前記静翼が前記モータハウジングを前記ケーシングの内周面と間隔を有して固定する固定支持静翼と、水中モータの羽根車の回転による水流の上流側から下流側に沿って設けられた空間通路によりモータハウジングを支持しない非支持静翼とを備え、前記固定支持静翼と前記非支持静翼とは周方向に所定間隔を有して配置されている点にある。

また、前記空間通路が前記非支持静翼の外周端部側に設けられた構造としてもよく、前記空間通路が前記非支持静翼の内周端部側に設けられた構造としてもよい。

さらに、前記羽根車が前記各静翼よりも前記ケーシングの吸込口側に配置された構造としてもよく、前記羽根車が前記各静翼よりも前記ケーシングの吐出口側に配置された構造としてもよい。

また、前記非支持静翼における前記ケーシング内を流れる前記水流の少なくとも最上流端が、前記空間通路方向に対し下流側に向けて傾斜する傾斜端縁とされた構造としてもよい。

請求項１に記載のポンプ装置によれば、モータハウジングをケーシングの内周面と間隔を有して固定する固定支持静翼と、水中モータの羽根車の回転による水流の上流側から下流側に沿って設けられた空間通路によりモータハウジングを支持しない非支持静翼とを備えた構造とされており、羽根車の回転駆動によりケーシングにおける吸込口を通過した異物は、ケーシングの内周面とモータハウジングの外周面との全長にわたらない非支持静翼の空間通路を通じて、ケーシングの吐出口に案内されるため、非支持静翼に対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れる。従って、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、ポンプ装置としての品質向上も図れる。

さらに、従来のように全ての静翼がケーシングの内周面とモータハウジングの外周面との全長にわたった構造と比較して、空間通路を設けていることによりポンプ装置全体としての重量の軽減も図れる利点がある。

また、請求項２に記載のポンプ装置によれば、請求項１に記載のポンプ装置において、空間通路が、非支持静翼の外周端部側に設けられた構造とされており、請求項１に記載のポンプ装置と同様、非支持静翼に対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れ、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、品質向上や重量の軽減が図れる利点がある。

さらに、請求項３に記載のポンプ装置によれば、請求項１に記載のポンプ装置において、空間通路が、非支持静翼の内周端部側に設けられた構造とされており、請求項１に記載のポンプ装置と同様、非支持静翼に対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れ、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、品質向上や重量の軽減が図れる利点がある。

また、請求項４に記載のポンプ装置によれば、請求項２に記載のポンプ装置において、羽根車が、各静翼よりもケーシングの吸込口側に配置された構造とされており、上流側に位置する羽根車の回転駆動により吸込口から吸込まれた水流はケーシング内の流路の外周面方向に案内される傾向にあるため、羽根車を通過した異物は、非支持静翼の外周端部側に設けられた空間通路を通じて効率よくケーシングの吐出口に案内され、非支持静翼に対する異物の詰まりがより有効に防止できる利点がある。

さらに、請求項５に記載のポンプ装置によれば、請求項３に記載のポンプ装置において、羽根車が、各静翼よりもケーシングの吐出口側に配置された構造とされており、下流側に位置する羽根車の回転駆動により吸込口から吸込まれた水流はケーシング内の流路の内周面方向に案内される傾向にあるため、吸込口を通過した異物は、非支持静翼の内周端部側に設けられた空間通路を通じて効率よくケーシングの吐出口に案内され、非支持静翼に対する異物の詰まりがより有効に防止できる利点がある。

また、請求項６に記載のポンプ装置によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のポンプ装置において、非支持静翼におけるケーシング内を流れる水流の少なくとも最上流端が、空間通路方向に対し下流側に向けて傾斜する傾斜端縁とされた構造とされており、非支持静翼の傾斜端縁に衝当する異物は傾斜端縁の傾斜に沿って空間通路方向に案内され、その後、空間通路を通じてケーシングの吐出口に案内されるため、非支持静翼に対する異物の詰まりがより一層有効に防止できる利点がある。

以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明すると、図１および図２は、河川への排水経路途中に備えられるポンプゲート等に着脱自在に装着される軸流のポンプ装置１を示しており、筒状のケーシング２とケーシング２内に配置された水中モータ３とから主構成されている。

前記ケーシング２は略円筒状に構成されており、ケーシング２は、水中モータ３の駆動軸４に装着された羽根車５の外周を囲繞する吸込ケーシング部７と、水中モータ３のメカニカルシール用オイルが収容されるオイル室や浸入した水を溜める浸水溜まり室を構成するオイルハウジング部８の外周を囲繞するガイドケーシング部９と、水中モータ３のステータやロータが収容された本体ハウジング部１０の外周を囲繞する本体ケーシング部１１と、前記本体ハウジング部１０の他端部をガイドする略円錐状のガイドハウジング部１２の外周を囲繞する吐出ケーシング部１３とが順次連結された構造とされている。

また、本実施形態においては水中モータ３側のモータハウジング１４は、互いに連結された前記オイルハウジング部８と前記本体ハウジング部１０および連続状に配置された前記ガイドハウジング部１２から構成されている。

そして、水中モータ３のモータハウジング１４は、ケーシング２の内周面と所定間隔を有した状態で静翼１６を介して固定され、本実施形態では、ケーシング２の軸心と水中モータ３の軸心とは略同軸心状に位置して配置された構造とされており、図１の矢印で示される如く、羽根車５の回転駆動により吸込ケーシング部７の吸込口７ａから吸込まれた水は、ケーシング２の内周面とモータハウジング１４の外周面との相互間に形成された間隙による流路１７を通じて吐出ケーシング部１３の吐出口１３ａから吐出される構造とされている。

前記静翼１６は、互いに直交状となる径方向に４個所備えられており、本実施形態においては、ケーシング２にモータハウジング１４を固定して支持する一対の固定支持静翼１６ａと、モータハウジング１４を直接、支持しない一対の非支持静翼１６ｂとを備えた構造とされている。

即ち、図２に示されるように、径方向に対向する上下一対の静翼１６が固定支持静翼１６ａとされ、モータハウジング１４をケーシング２に対して所定位置で支持する構造とされており、径方向に対向する他の左右一対の静翼１６が非支持静翼１６ｂとされている。

そして、各非支持静翼１６ｂはモータハウジング１４の外周面から水平方向に突設されると共に、その外周端部側にケーシング２の内周面と適宜幅の空間を有した構造とされ、図１に示されるように、各非支持静翼１６ｂとケーシング２内周面とは、羽根車５の回転による水流の上流側から下流側に沿って連続する空間通路１８が設けられた構造とされている。

また、本実施形態においては、モータハウジング１４がオイルハウジング部８と本体ハウジング部１０とガイドハウジング部１２とから形成されており、それぞれがケーシング２のガイドケーシング部９と本体ケーシング部１１と吐出ケーシング部１３に上下一対の固定支持静翼１６ａで固定状態で支持され、左右一対の非支持静翼１６ｂが突設された構造とされ、各固定支持静翼１６ａや各非支持静翼１６ｂは流路１７の流れ方向に沿ってそれぞれ同列状に配置された構造とされている。ここに、各非支持静翼１６ｂの外周端部側に設けられた空間通路１８は、流路１７の流れ方向に沿って連続状に配置された構造となっている。

なお、本実施形態においては、オイルハウジング部８とガイドケーシング部９と一対の固定支持静翼１６ａおよび一対の非支持静翼１６ｂとが鋳物により一体形成された構造とされ、本体ハウジング部１０と本体ケーシング部１１と一対の固定支持静翼１６ａおよび一対の非支持静翼１６ｂとが鋳物により一体形成された構造とされ、ガイドハウジング部１２と吐出ケーシング部１３と一対の固定支持静翼１６ａおよび一対の非支持静翼１６ｂとが鋳物により一体形成された構造とされ、それらが互いに連結された構造とされているが、オイルハウジング部８、ガイドケーシング部９、一対の固定支持静翼１６ａ、一対の非支持静翼１６ｂ等をそれぞれを互いに別体構造で形成し、溶接やネジ締結等により互いに連結する構造であってもよい。

本実施形態は以上のように構成されており、羽根車５の回転駆動によりケーシング２における吸込ケーシング部７の吸込口７ａを通過した異物は、各静翼１６間の流路１７や各ケーシング部９、１１、１３の内周面と各非支持静翼１６ｂとの相互間の空間通路１８を通じて、吐出ケーシング部１３の吐出口１３ａに案内されるため、各非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりが有効に防止でき、ここに各静翼１６対する異物の跨るような詰まりが有効に減少でき、異物の通過性能の向上が図れる。従って、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、ポンプ装置１としての品質向上も図れる。

さらに、従来のように全ての静翼がケーシングの内周面とモータハウジングの外周面との全長にわたった構造と比較して、空間通路１８を設けていることによりポンプ装置１全体としての重量の軽減も図れる利点がある。

また、本実施形態においては、羽根車５が各静翼１６よりもケーシング２の吸込口７ａ側に配置されているため、上流側に位置する羽根車５の回転駆動により吸込口７ａから吸込まれた水流はケーシング２内の流路１７の外周面方向に案内される傾向にあるため、羽根車５を通過した異物も外周面方向に案内され、その異物を非支持静翼１６ｂの外周端部側に設けられた空間通路１８を通じて効率よくケーシング２の吐出口１３ａに案内することができ、非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりがより有効に防止できる利点がある。

図３は第２の実施形態を示しており、前記第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。

即ち、本実施形態においては、各空間通路１８が各非支持静翼１６ｂの内周端部側に設けられた構造とされている。そして、その他の構造は第１の実施形態と同様に構成されている。

従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、羽根車５の回転駆動により吸込口７ａを通過した異物は、各静翼１６間の流路１７や各ハウジング部８、１０、１２の外周面と各非支持静翼１６ｂとの相互間の空間通路１８を通じて吐出口１３ａに案内されるため、各非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れ、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、ポンプ装置１としての品質向上が図れると共に、ポンプ装置１全体としての重量の軽減も図れる利点がある。

図４は第３の実施形態を示しており、前記第１の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。

即ち、本実施形態においては、各非支持静翼１６ｂ列におけるケーシング２内を流れる水流の少なくとも最上流端が、空間通路１８方向に対し下流側に向けて漸次傾斜する傾斜端縁１６ｃとされた構造とされている。そして、その他の構造は第１の実施形態と同様に構成されている。

従って、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、羽根車５の回転駆動により吸込口７ａを通過した異物は、各静翼１６間の流路１７や各ケーシング部９、１１、１３の内周面と各非支持静翼１６ｂとの相互間の空間通路１８を通じて吐出口１３ａに案内されるため、各非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れ、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、ポンプ装置１としての品質向上が図れると共に、ポンプ装置１全体としての重量の軽減も図れる利点がある。

また、上流側に位置する羽根車５の回転駆動により吸込口７ａから吸込まれた水流はケーシング２内の流路１７の外周面方向に案内される傾向にあるため、羽根車５を通過した異物も外周面方向に案内され、その異物を非支持静翼１６ｂの外周端部側に設けられた空間通路１８を通じて効率よくケーシング２の吐出口１３ａに案内することができ、非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりがより有効に防止できる利点もある。

この際、各非支持静翼１６ｂの傾斜端縁１６ｃに衝当する異物は傾斜端縁１６ｃの傾斜に沿って外周側の空間通路１８方向に効率よく案内され、その後、空間通路１８を通じてケーシング２の吐出口１３ａに案内されるため、非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりがより一層有効に防止できる利点がある。

図５は第４の実施形態を示しており、前記第２の実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。

即ち、本実施形態においては、羽根車５の外周を囲繞する部分が吐出ケーシング部１３とされ、ガイドハウジング部１２の外周を囲繞する部分が吸込ケーシング部７とされて、羽根車５が各静翼１６よりもケーシング２の吐出口１３ａ側に配置された構造とされている。そして、各非支持静翼１６ｂ列におけるケーシング２内を流れる水流の少なくとも最上流端が、空間通路１８方向に対し下流側に向けて漸次傾斜する傾斜端縁１６ｃとされた構造とされている。また、その他の構造は第２の実施形態と同様に構成されている。

従って、本実施形態においても、第２の実施形態と同様、羽根車５の回転駆動により吸込口７ａを通過した異物は、各静翼１６間の流路１７や各ハウジング部８、１０、１２の外周面と各非支持静翼１６ｂとの相互間の空間通路１８を通じて吐出口１３ａに案内されるため、各非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりが有効に防止でき、異物の通過性能の向上が図れ、異物の詰まりに起因するメインテナンスの頻度も減少し、ポンプ装置１としての品質向上が図れると共に、ポンプ装置１全体としての重量の軽減も図れる利点がある。

また、下流側に位置する羽根車５の回転駆動により吸込口７ａから吸込まれた水流はケーシング２内の流路１７の内周面方向に案内される傾向にあるため、羽根車５を通過した異物も内周面方向に案内され、その異物を非支持静翼１６ｂの内周端部側に設けられた空間通路１８を通じて効率よくケーシング２の吐出口１３ａに案内することができ、非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりがより有効に防止できる利点もある。

この際、各非支持静翼１６ｂの傾斜端縁１６ｃに衝当する異物は傾斜端縁１６ｃの傾斜に沿って内周側の空間通路１８方向に効率よく案内され、その後、空間通路１８を通じてケーシング２の吐出口１３ａに案内されるため、非支持静翼１６ｂに対する異物の詰まりがより一層有効に防止できる利点がある。

なお、上記各実施形態においては、ケーシング２が複数のケーシング部９、１１、１３に分割構成され、それぞれに固定支持静翼１６ａや非支持静翼１６ｂが備えられた構造と示しているが、水中モータ３のモータハウジング１４を固定支持可能であれば、一部のケーシング部９、１１、１３にのみ固定支持静翼１６ａや非支持静翼１６ｂを備える構造であってもよい。

また、各静翼１６の数も実施形態の数に何ら限定されず、必要に応じて固定支持静翼１６ａや非支持静翼１６ｂの数を適宜増減すればよい。

さらに、各非支持静翼１６ｂの外周端部側もしくは内周端部側に空間通路１８が備えられた構造を示しているが、モータハウジング１４外周面とケーシング２内周面との相互間より互いに対向して張り出し形成された非支持静翼１６ｂの中途部に空間通路１８が設けられる構造であってもよい。

また、傾斜端縁１６ｃも非支持静翼１６ｂの最上流端だけに限らず、その他の部分にも形成する構造であってもよい。

さらに、ポンプ装置１としてポンプゲート用のものを例示しているが、マンホールポンプ場等に使用される構造等であってもよく、さらには、軸流のポンプ装置１に限らず、斜流のポンプ装置１であってもよく、何ら実施形態の構造に限定されない。

本発明の第１の実施形態を示す変形断面説明図である。図１におけるII−II線断面矢視図である。第２の実施形態を示す断面概略説明図である。第３の実施形態を示す断面概略説明図である。第４の実施形態を示す断面概略説明図である。

符号の説明

１ポンプ装置
２ケーシング
３水中モータ
５羽根車
７吸込ケーシング部
７ａ吸込口
８オイルハウジング部
９ガイドケーシング部
１０本体ハウジング部
１１本体ケーシング部
１２ガイドハウジング部
１３吐出ケーシング部
１３ａ吐出口
１４モータハウジング
１６静翼
１６ａ固定支持静翼
１６ｂ非支持静翼
１６ｃ傾斜端縁
１７流路
１８空間通路

Claims

筒状ケーシング内に水中モータのモータハウジングが固定され、前記ケーシングと前記モータハウジングとの間に静翼が設けられた軸流もしくは斜流のポンプ装置において、
前記静翼が前記モータハウジングを前記ケーシングの内周面と間隔を有して固定する固定支持静翼と、水中モータの羽根車の回転による水流の上流側から下流側に沿って設けられた空間通路によりモータハウジングを支持しない非支持静翼とを備え、前記固定支持静翼と前記非支持静翼とは周方向に所定間隔を有して配置されていることを特徴とするポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記空間通路が、前記非支持静翼の外周端部側に設けられたことを特徴とするポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記空間通路が、前記非支持静翼の内周端部側に設けられたことを特徴とするポンプ装置。
請求項２に記載のポンプ装置において、
前記羽根車が、前記各静翼よりも前記ケーシングの吸込口側に配置されたことを特徴とするポンプ装置。
請求項３に記載のポンプ装置において、
前記羽根車が、前記各静翼よりも前記ケーシングの吐出口側に配置されたことを特徴とするポンプ装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のポンプ装置において、
前記非支持静翼における前記ケーシング内を流れる前記水流の少なくとも最上流端が、前記空間通路方向に対し下流側に向けて傾斜する傾斜端縁とされたことを特徴とするポンプ装置。