JPH053757Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はうず巻ポンプに関し、特にインペラ
ーと水切り間の自吸作用によつて呼び水を要せず
揚液可能な自吸式うず巻ポンプに関するものであ
る。

〔従来の技術〕 一般的にポンプの実際使用において、その使用
効率が最も良好である状態は、ポンプの有する仕
様が需要家の仕様に合致した場合である。しかし
製造段階においてポンプメーカーが広範囲の任意
仕様を事前に想定し、個々に製造することは実際
上は不可能である。従つてポンプ仕様と需要家の
仕様間に差異が生じることが少くなく、エネルギ
ー損失を承知の上で過大仕様のポンプを採用した
吐出弁で流量を絞るのが一般的な使用状況であつ
た。

しかしながら、産業界において、省エネルギー
化が重視される今日、何等かの対策が望まれてい
たのであるが、この問題に対する一対策として考
えられたのがインペラーの減径によりポンプ特性
に変化を与え、仕様間の差異を補正するダイヤカ
ツト方式であり、実施が容易でかつ経済的である
ためポンプと管路を適合させる方式として今日で
は広く採用されるに至つている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、通常のうず巻ポンプにおいては、この
ダイヤカツト方式は容易に採用可能であるが、イ
ンペラーと水切り間における自吸作用をその特質
とする自吸式うず巻ポンプにおいては、ダイヤカ
ツトをそのまま適用することは不可能である。

つまり、自吸式うず巻きポンプは第１２図に示
すごとく、ケーシング１内の水位が位置の状態
において運転を開始すると、インペラー３と水切
り２との間〓Ｃにおいて流速が早くなり、圧力が
低下して真空ポンプ的作用をなし、水中のエアー
が析出され、この析出されたエアーと水の混合物
は分離室４において水とエアーに分離され、比重
差で水は落下して再循環穴５からポンプ内に戻
り、この連続作用によつて吸込管６内のエアーを
吐出し側７へ排出自吸し、自吸完了後は通常揚液
過程に移るものである。

このような自吸式うず巻ポンプにおける自吸性
能の生命はインペラー３と水切り２間の間〓Ｃに
あり、間〓Ｃによつて自吸性能が大きく左右され
る。この間〓Ｃは小さければ小さい程自吸力が大
きく、通常は１〜５mm程度に設定されている。し
かるにインペラーの減径を行なうことはこの間〓
Ｃの拡大につながり、自吸性能を低下又は消失さ
せることにほかならず、よつて自吸式うず巻ポン
プにおいてはダイヤカツト方式を適用することは
不可能であつた。

そこでこの考案の目的とするところは、自吸式
うず巻ポンプにおいて、ダイヤカツト方式を通常
のうず巻ポンプと同様に適用可能とするところに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述のごとく、自吸式うず巻ポンプにおけるダ
イヤカツトの問題点は、それが必然的にインペラ
ーと水切り間の間〓Ｃの拡大につながる点にあ
る。そこで検討の結果、ダイヤカツトによつて拡
大した間〓Ｃに別部材としての水切りピンを介在
させることにより、本来の自吸性能を維持するこ
とができる間〓にまで縮減することに想到したも
のである。

すなわちダイヤカツトによつて減径されたイン
ペラーと水切り間の拡大された間〓に水切りピン
を設け、この水切りピンの寸法分間〓を狭めるこ
とによつて自吸性能を保障したのである。水切り
ピンは、流体に対して抵抗の小さい円柱形状が好
ましく、取付方としては、その基部においてケー
シングカバーに着脱可能に螺着する等の方法を取
ることができる。なお、インペラーと水切りピン
との間には自吸性能を保障する間〓を開けるのは
もち論であるが、水切りとの間にも間〓を開けて
バイパスとした２パス構造を採用することによ
り、自吸〓ポンプ特有のポンプ稼動時における不
快音を緩和、低減している。この考案の特徴点
は、以下の実施例に即した説明からもさらに明ら
かにされるであろう。

〔実施例〕

第１図ないし第３図は、この考案にかかる自吸
〓うず巻ポンプの一実施例を示すもので、第１２
図と同等部分は同一符号で示している。すなわ
ち、１はケーシング、２は水切り、４は分離室、
５は再循環穴、６は吸込管、７は吐出し側であ
る。

３′はダイヤカツトによつて減径されたインペ
ラーで、この減径によつて拡大された水切り２と
の間〓に円柱形状の水切りピン８を設け、間〓を
狭隘化したもので、この水切りピン８はケーシン
グカバー９に基部において着脱可能に螺着してあ
る。

さらに第３図に従つて詳細に説明すると、円柱
形状の水切りピン８は、水切り２の端部近傍、さ
らに詳しくは、略ピン中心を水切り２の先端と、
インペラー３′の中心Ｏとの結線上に位置させ、
インペラー３′との間には間〓C′を、また水切り
２との間には間〓Ｅをあけた２パス構造としてい
る。

第４図は、ダイヤカツト前の第３図相当図で、
ここで、インペラー３′のダイヤカツト前後にお
けるポンプの特性変化、すなわち通常の自吸〓う
ず巻ポンプとダイヤカツトして水切りピン８を設
けた自吸〓うず巻ポンプの特性変化及び自吸性能
について比較実験したところ、第５図及び第６図
に示す結果を得た。使用ポンプは、口径80A／
80A、回転数1750rpmで、インペラーのダイヤカ
ツト前後の径は、それぞれ274m／ｍ、245m／ｍ
である。ダイヤカツト前の間〓Ｃとダイヤカツト
後における水切りピン８とインペラー間の間〓
C′は等しく、いずれも3m／ｍ、水切りピン８と
水切り２との間〓は2.5m／ｍ、水切りピンの直
径は12m／ｍである。

まず第５図においてイ，イ′は（全揚程−吐出
し量）曲線、ロ，ロ′は（軸動力−吐出し量）曲
線を示し、実線で示すイ，ロは本実施例の自吸〓
うず巻ポンプ、破線で示すイ′，ロ′はダイヤカツ
ト前（インペラー径274m／ｍ）の自吸〓うず巻
ポンプを示すものである。グラフから明らかな通
り、曲線の変化は相似変化となつており、このこ
とからダイヤカツトによりポンプ特性の変化、す
なわちポンプ仕様の変化がほぼ一定の変動値をも
つてなされていることがわかる。

一方第６図は自吸力の比較結果であり、真空度
−時間（sec.）（吸入側弁を絞り、発生真空度と
時間の関係を比較したもので、自吸力の目安とな
る）についての曲線である。ここで実線ハは本実
施例の自吸〓うず巻ポンプ、破線ハ′はダイヤカ
ツト前の自吸〓うず巻ポンプを示す。グラフから
明らかなようにダイヤカツト前後における自吸力
の変化はほとんどみられない。すなわち水切りピ
ンの作用によつてダイヤカツト前の自吸性能は全
く損われないことが実証されたものである。

なお第７図は、この考案の原理がダイヤカツト
による如何なるインペラーの径変化にも対応でき
ることを示すもので、図に示すごとく、ダイヤカ
ツトにより径Ｄとなるインペラー３″に対しては、
Ｅを一定とし、C″＝C′となるような水切りピン
８′を使用すればよく、種々の変化にも充分対応
可能である。

なお上記においては、水切りピン８の両側に間
〓C′，Ｅを設ける２パス構造について説明した
が、第８図に示すごとく、インペラー３′の側に
のみ間〓C′をおいた１パス構造においても自吸機
能を保持したダイヤカツトを可能にする点におい
ては何等支障はない。第９図及び第１０図は、第
３図の２パス構造の性能（実線）と、第８図の１
パス構造の性能（破線）を比較したもので、１パ
ス構造における水切りピン８の直径を２パス構造
における間〓Ｅ分大きくして14.5m／ｍとした以
外は第５図及び第６図のテスト例と同様の設計で
ある。図面における（全揚程−吐出し量）曲線イ
とニ及び（真空度−時間）曲線へ、ヘ′の比較か
ら明らかな通り、これらの性能においてはほとん
ど変らず、同様に目的を達し得ることが明らかで
ある。ただし、第９図の（騒音−吐出し量）曲線
ホとホ′に見るごとく、２パス構造は騒音低減効
果においてすぐれていることが判明した。この２
パス構造における騒音低減効果はこの種自吸〓ポ
ンプ特有のポンプ稼動時の不快音を緩和、低減す
るものとしてきわめて好ましいものである。従来
の、特に高揚程の自吸〓うず巻ポンプにおいて
は、ポンプ稼動中の全域に渡つて高周波の不快音
が発せられていたのであるが、２パス構造では締
切りにごく近いところのみに限られ、騒音域が狭
くなり、しかも音質も比較的鈍い柔らかい音質に
変つており、従来からの懸案であつた騒音低減効
果をも達成し得たのである。２パス構造における
この騒音低減効果は、インペラーと水切り間を高
速度で流れる流体に発生するキヤビテーシヨン騒
音の緩和と解される。すなわち、水切りピンとイ
ンペラー間を通過した流体に発生するキヤビテー
シヨンを水切りピンと水切り間を通過するバイパ
ス流体が緩和することに由来するものである。

なお水切りピンの設置位置は、前述の様に水切
りの端部近傍において最も好ましい自吸力が得ら
れ、インペラーの外周に沿つて水切り端部から外
れる程自吸力は低減する。

水切りピンの形状としては、円柱状のものが効
果的であり、取付時におけても方向性がなく、取
り扱い易い利点を有しているが、必ずしもこれに
限られることはない。例えば第１１図に示すごと
く、水滴形水切りピン８″を水切りの端部近傍
（図面では２様の位置を示している）に設定した
場合、全揚程−吐出し量、軸動力−吐出し量、真
空度−時間（sec.）のいずれを比較しても、円柱
状の水切りピンとほぼ同等の結果が得られ、適用
可能であることが判明している。ただし、騒音低
減効果は円柱状水切りピンの方がすぐれていた。

水切りピンの材料としては、各種の材料が適用
可能であり、スラリー液等を対象とする場合に
は、超硬合金、セラミツク等の硬質材、あるいは
軟質ゴム被覆材等を利用することができる。

なお、水切りピンは、基部においてケーシング
カバーに螺着する等、着脱可能な構成としてお
り、スラリー液によつて浸食された場合等、必要
に応じて水切りピンの取り替えが可能であり、長
期に渡つて自吸力を保障し得る利点を有してい
る。なおまた、螺着に限らず嵌合構造としても同
様である。

〔考案の効果〕

以上のごとく、この考案に係る自吸〓うず巻ポ
ンプは、ダイヤカツトにより減径したインペラー
と水切り間において水切りピスを介在させること
により今まで不可能であつたダイヤカツトを適用
可能としたものであり、無論本来の自吸性能も全
く損なうことがなく、ダイヤカツトによつて容易
に需要家の仕様に対応させることができ省エネル
ギー効果の大きいものである。さらにまた、この
水切りピンを設けることにより、自吸〓ポンプ特
有のポンプ稼動時における不快音も緩和、低減し
ており、きわめて実用的価値の高い自吸〓うず巻
ポンプを提供し得たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る自吸〓うず巻ポンプの
一実施例の部分縦断面図、第２図は第１図の−
線における略横断面図、第３図は本実施例にお
ける要部拡大図、第４図はダイヤカツト前の第３
図相当図、第５図及び第６図は従来ポンプと本実
施例ポンプとの特性及び自吸性能の比較グラフ。
第７図はこの考案がインペラーの径変化に対応で
きることを示す状態図、第８図は他の一例（１パ
ス構造）の要部拡大図、第９図及び第１０図は本
実施例と他例の特性及び自吸性能の比較グラフ、
第１１図は水切りピンの変形例（水滴形状）を示
す要部拡大図、第１２図は従来の自吸〓うず巻ポ
ンプの略横断面図である。 ２……水切り、３，３′，３″……インペラー、
８，８′，８″……水切りピン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケーシング内において、インペラーを収納し
   たうず室と気液分離室とが水切りで仕切られ、
   インペラーと水切り間において自吸作用を有す
   るとともに、分離された水の再循環孔がうず室
   下部に形成されている自吸式うず巻ポンプにお
   いて、ダイヤカツトによつて減径したインペラ
   ーと水切り間で、水切りの端部近傍において、
   水切りおよびインペラーとの間に各々僅少間〓
   をあけて円柱形状の水切りピンをケーシングカ
   バーに着脱可能に装着したことを特徴とする自
   吸式うず巻ポンプ。 (2) 水切りピンの中心が水切りの先端と、インペ
   ラーの中心との結線上に位置している実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の自吸式うず巻ポン
   プ。