JPH11257271A - 自吸式ポンプ及びそれに使用する自吸タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非自吸ポンプを自吸ポンプに改造するこ
とや、自吸ポンプを非自吸ポンプに改造することを容易
に行うことができるポンプ及び自吸タンクを提供する。 【解決手段】 ケーシングと、該ケーシングに形成され
た吐出口と、を有する回転式ポンプであって、該ケーシ
ングの上部に配置された自吸タンクであって、その断面
積が該吐出口の内部断面積に対して２倍以上であり、か
つその内容積が該ケーシングの内容積以上である、内部
空間と、該内部空間の下部に連通された連絡開口と、そ
して該内部空間の上部に連通された吐出開口と、を有す
る自吸タンクを有し、該連絡開口を該吐出口へ着脱自在
に取付けることによって、該連絡開口を介して該ケーシ
ング内部と該内部空間とを連通させてなる、自吸式ポン
プ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を圧送するた
めのポンプに関し、より詳細にはポンプケーシングの上
部に自吸タンクを配置されることによってなる自吸式ポ
ンプ及び自吸タンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】水等の液体を圧送するために使用される
自吸ポンプは、ポンプ吐出口に空気と液体とを分離し、
空気を選択的に排出する自吸タンクを設けるものが知ら
れている。しかしながら、これまでの自吸ポンプはポン
プの製造当初から自吸式として製造されたものであり、
自吸ポンプのうち多くのものは自吸タンクをポンプケー
シングと一体的に形成したものであった。このため非自
吸ポンプを自吸ポンプに改造したり、逆に自吸ポンプを
非自吸ポンプに改造することは通常困難であり、このた
め、ポンプの使用用途が大幅に制限されたり、それによ
ってポンプの転用使用が困難になることがあった。

【０００３】また、自吸タンクをポンプケーシングと一
体的に形成するには、通常、その構造の複雑性から鋳造
法によることが多い。この場合、使用の前後においてポ
ンプを十分に清浄化することが必要となる分野、例えば
食品分野や放射能を有する液体を取り扱う分野等におい
ては、ポンプのうち圧送液体と接触する部分が平滑なも
のでなければポンプの清浄化が困難となることから、表
面に凹凸が生じる鋳造法によって製造されたポンプを採
用することができない場合が多い。従って、これらの分
野においては、ステンレス鋼材を機械加工して形成し
た、表面が平滑なポンプケーシングを有する非自吸ポン
プを使用することが多く（機械加工によって自吸タンク
とポンプケーシングとを一体形成することは困難であ
る）、ポンプの設置場所及び使用等に種々の制限が加わ
ることが多かった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明において
は、非自吸ポンプを自吸ポンプに改造することや、自吸
ポンプを非自吸ポンプに改造することを容易に行うこと
ができるポンプ及び自吸タンクを提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ケーシング上部に配置される自吸タンクをポンプ本
体に着脱自在に取付ける。こうすることで該自吸タンク
をポンプ本体へ装着し又はポンプ本体から取外すことに
よって、ポンプを容易に非自吸式から自吸式へと改造し
たり、逆に自吸式から非自吸式へと改造することができ
る。即ち、本発明は、ケーシングと、該ケーシングに形
成された吐出口と、を有する回転式ポンプであって、該
ケーシングの上部に配置された自吸タンクであって、そ
の断面積が該吐出口の内部断面積に対して２倍以上であ
り、かつその内容積が該ケーシングの内容積以上であ
る、内部空間と、該内部空間の下部に連通された連絡開
口と、そして該内部空間の上部に連通された吐出開口
と、を有する自吸タンクを有し、該連絡開口を該吐出口
へ着脱自在に取付けることによって、該連絡開口を介し
て該ケーシング内部と該内部空間とを連通させてなる、
自吸式ポンプである。また、本発明は該自吸式ポンプに
使用される自吸タンクである。

【０００６】本発明のポンプは、ケーシングと、該ケー
シングに形成された吐出口と、を有する回転式ポンプで
ある。回転式ポンプは、遠心ポンプやウエスコポンプ
（カスケードポンプともいう。）等の、ケーシング内部
に配置された羽根車等の回転運動によって、ケーシング
内部に吸入した液体を、ケーシングに形成された吐出口
から吐出するものである。

【０００７】本発明のポンプは、ケーシングの上部に自
吸タンクが配置される。自吸タンクは、当該内部空間の
断面積が該吐出口の内部断面積に対して２倍以上であ
り、かつ当該内部空間の内容積が該ケーシングの内容積
以上である、内部空間と、該内部空間の下部に連通され
た連絡開口と、そして該内部空間の上部に連通された吐
出開口と、を有する。内部空間は、その断面積が、ケー
シングに形成された吐出口の内部断面積に対して２倍以
上であり、かつその内容積がケーシングの内容積以上で
あるように形成される。内部空間は、ポンプ起動時にポ
ンプから吐出される気体と液体との混合物を両者の比重
差によって分離し（液体は内部空間下部へ、気体は内部
空間上部へと分離する）、液体をケーシング内部へと返
送することで自吸効果を発揮するための空間である。

【０００８】このため、内部空間の断面積が大きいほど
該混合物の、内部空間内における上昇線速度が小さくな
るので（該断面積と上昇線速度とは反比例する）、液体
の飛沫同伴現象（液体の飛沫が、吐出開口から排出され
る気体に伴って吐出開口から排出される現象）が少なく
なり液体と気体を効果的に分離することができる。従っ
て、該断面積があまり小さいと液体と気体とをうまく分
離することができず（液体の飛沫同伴現象が増加する）
十分な自吸効果を発揮することができない反面、あまり
該断面積が大きくなると自吸タンクが大型化するので、
該断面積はこれらの条件を満たす範囲とされることが好
ましい。この自吸効果を発揮する最小の内部空間断面積
が、ケーシングに形成された吐出口の内部断面積のほぼ
２倍であるので、内部空間断面積は、ケーシングに形成
された吐出口の内部断面積の２倍以上とされる必要があ
る。さらに強い自吸効果を発揮させるには、内部空間断
面積は、ケーシングに形成された吐出口の内部断面積の
１０倍以上とされることが好ましく、最も好ましくは１
００倍以上とされる。また、自吸タンクの大型化を防止
する点からは、内部空間断面積は、ケーシングに形成さ
れた吐出口の内部断面積の２０００倍以下とされること
が好ましい。なお、ここにいう「断面積」とは、内部空
間については水平面によって切断した断面積をいい、ま
た吐出口については流体の流通方向に対して垂直面によ
って切断した断面積をいう。

【０００９】さらに内部空間の内容積が大きいほど該混
合物の、内部空間内における滞留時間が増加するので
（内部空間の内容積と滞留時間とは比例する）、気液分
離される時間が長くなり液体と気体を効果的に分離する
ことができる。従って、該内容積があまり小さいと液体
と気体とをうまく分離することができず（液体の飛沫同
伴現象が増加する）十分な自吸効果を発揮することがで
きない反面、あまり該内容積が大きくなると自吸タンク
が大型化するので、該内容積はこれらの条件を満たす範
囲とされることが好ましい。この自吸効果を発揮する最
小の内部空間の内容積が、ケーシングの内容積とほぼ同
じであるので、内部空間の内容積は、ケーシングの内容
積以上とされる必要がある。さらに強い自吸効果を発揮
させるには、内部空間内容積は、ケーシングの内容積に
対して５倍以上とされることが好ましく、最も好ましく
は１０倍以上とされる。また、自吸タンクの大型化を防
止する点からは、内部空間内容積はケーシングの内容積
に対して５００倍以下とされることが好ましい。なお、
ここにいう「ケーシングの内容積」とは、完全に組み立
てられた状態のポンプのケーシング内部に存在し得る液
体の体積をいい、従って、ケーシング内部の空洞部分の
容積から該空洞内部に配置されたもの（例えば、インペ
ラや羽根車等）の体積分を減じたものになる。

【００１０】内部空間は、流体（液体や気体）が円滑に
流通することができる形状であれば特に限定されるもの
ではないが、例えば、その軸が鉛直方向に向いた円柱空
間と、円柱空間の下底面から連絡開口までを連絡し下底
面から連絡開口に向かってその断面積が連続的に減少す
る下部絞り部分と、該円柱空間の上底面から吐出開口ま
でを連絡し該上底面から吐出開口に向かってその断面積
が連続的に減少する上部絞り部分と、を有するようにし
てもよい。こうすれば連絡開口から導入された流体が、
次第に断面積が増加する下部絞り部分から断面積が一定
の円柱空間へ入りそして次第に断面積が減少する上部絞
り部分を経て吐出開口から吐出されるので（流体が流通
する断面積が緩やかに変化するので）、該流体が断面積
変化部分において渦を生じること等による圧力損失を有
効に減少させ、円滑な流通を確保することができる。さ
らにこの場合、円柱空間の軸の延長線上に、連絡開口と
吐出開口が位置するようにすれば、流体の流通方向が変
化しないので、さらに円滑な流通を確保することができ
る。また、下部絞り部分及び／又は上部絞り部分が略円
錐形になるようにすれば、これらの部分における断面積
の減少割合（流体が進む距離に対しての断面積減少の割
合）が一定になるので、流体の円滑な流通を確保するこ
とができる（急激に断面積が変化すると流体が渦を生じ
て圧力損失が増加する）。さらに、円柱空間の軸を含む
平面によって切断した切断面において、円柱空間と下部
絞り部分との下部境界部分に相当する自吸タンクの内壁
及び／又は円柱空間と上部絞り部分との上部境界部分に
相当する自吸タンクの内壁が、曲線によって構成される
ようにすれば、これら境界部分に角部が存在せず、流体
のさらに円滑な流通を確保することができる（角部が存
在すると、そこに流体がよどむ。）。同様に、円柱空間
の軸を含む平面によって切断した切断面において、内部
空間を規定する、自吸タンクの内壁と連絡開口との連絡
境界部分及び／又は該内壁と吐出開口との吐出境界部分
が、曲線によって構成されるようにしてもよく、これら
境界部分に角部が存在せず、流体のさらに円滑な流通を
確保することができる

【００１１】内部空間内の連絡開口の上部であって内部
空間の鉛直方向高さの下部１／５よりも低い位置に設け
られ、連絡開口から内部空間を見たときに連絡開口を横
断するように設けられた架橋部材を、更に自吸タンクが
有するようにしてもよい。架橋部材を設けることで一層
自吸効果が高まる。架橋部材を設けることによる作用は
まだ解明されていないが、内部空間のうち連絡開口の上
部空間を、連絡開口から内部空間を見たときに架橋部材
が２個の部分に分割するので、連絡開口から内部空間へ
と導入される流体（ポンプ起動時には、気体と液体との
混合物）と内部空間から連絡開口を経てケーシングへ還
流される液体とが、架橋部材によって分割された、連絡
開口の上部空間の２個の部分の一方と他方とを使用して
別々に円滑に流通するためか、又は架橋部材が邪魔板に
なって気体と液体との混合物の分離を促進するために自
吸効果が向上するものと考えられる。架橋部材は丸棒や
角棒等の棒状であることが好ましい。架橋部材の長さは
連絡開口を横断することができ内部空間に取り付けられ
ることができるものであればよく、架橋部材の幅は、連
絡開口から内部空間を見たときの、該幅方向の連絡開口
の寸法に対して１／２０〜１／４程度にすればよい。ま
た、棒状部材の高さも、連絡開口から内部空間を見たと
きの、該幅方向の連絡開口の寸法に対して１／２０〜１
／４程度にすればよい。架橋部材を形成する材料は、金
属材料や樹脂材料等いかなるものでもよいが、架橋部材
を自吸タンクに容易に取り付けるためには自吸タンクを
同じ材料によって形成されることが好ましい。架橋部材
は、連絡開口の中心軸を通るように取り付けられてもよ
いが、連絡開口の中心軸から偏心するように取り付けら
れてもよい。偏心の度合いは、連絡開口から内部空間を
見たときに、架橋部材の中心線（架橋部材の長さ方向に
平行で幅方向の中心部分を通過する線）が、架橋部材の
幅方向に平行な連絡開口の寸法を５．５：４．５〜７：
３に内分する範囲とされることが好ましく、一層好まし
くは６：４に内分するようにされる。このような範囲で
架橋部材を偏心させることによって、連絡開口の中心軸
を通るように取り付けられる場合に比して一層高い自吸
効果を得ることができる。

【００１２】連絡開口は該内部空間の下部に連通される
ように形成され、そして吐出開口は該内部空間の上部に
連通されるように形成される。このため連絡開口から受
け入れられた流体（液体及び／又は気体）は、内部空間
の下部から上部に向かって搬送され（その間に気液分離
される）、最終的には吐出開口から吐出される。連絡開
口は、ポンプ起動時には気体と液体との混合物が流通し
定常運転時には液体が流通するのでこれらいずれの時に
おいても大きな圧力損失が発生せず円滑な流通が確保さ
れる程度の大きさ及び形状を有するものでなければなら
ない。吐出開口は、ポンプ起動時には主として空気が流
通し定常運転時には液体が流通するのでこれらいずれの
時においても大きな圧力損失が発生せず円滑な流通が確
保される程度の大きさ及び形状を有するものでなければ
ならない。

【００１３】本発明のポンプは、該連絡開口を該吐出口
へ着脱自在に取付けることによって、該連絡開口を介し
て該ケーシング内部と該内部空間とを連通させる。連絡
開口を吐出口へ取り付けることによって、ケーシング内
部と内部空間とが連通されるので、ポンプの吐出口から
の吐出物（液体及び／又は空気）を連絡開口を経由して
内部空間へと受け入れ、内部空間において気液分離され
た液体を、逆に連絡開口を経由して吐出口からケーシン
グ内部へと受け入れることができる。このため気液分離
された液体がケーシング内部へと還流されるので、十分
な自吸作用を発生することができる。また、連絡開口
の、吐出口への取り付けは着脱自在に行われるので、自
吸タンクの着脱を自在に行うことができ、ポンプを非自
吸式から自吸式へ変更したり、自吸式から非自吸式へ変
更することを容易に行うことができる。

【００１４】本発明のポンプは、十分かつ容易にその内
部を洗浄することができるようにするためには、ケーシ
ングをステンレス鋼によって形成すればよい。ステンレ
ス鋼を使用して機械加工（例えば、切削加工、鍛造等）
によってケーシングを形成し、搬送液体と接触する部分
を平滑面に仕上げれば、鋳造によって生じる表面の細か
い凹凸のように汚れが入り込む部分が形成されないので
好ましい。同様に、自吸タンクについてもステンレス鋼
を使用して機械加工によって形成し、搬送液体と接触す
る部分を平滑面に仕上げれば、汚れが入り込む部分が形
成されないので好ましい。

【００１５】自吸タンクが、その内部空間に連通された
呼水注入口をさらに有するようにしてもよい。ポンプを
起動する際の呼水を該呼水注入口から内部空間へと注入
することで、呼水の注入を容易かつ確実ならしめること
ができる。呼水注入口が連通する、内部空間の位置はい
ずれの位置（例えば、内部空間の上部、中間部、下部）
であってもよいが、呼水注入口は内部空間の中間部より
も上部に位置することが好ましい。呼水注入口があまり
下に位置すると、所定量の呼水を注入することができな
い場合があるからである（呼水の水位よりも呼水注入口
が下になると注入できない）。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して詳述するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００１７】図１は本発明の第一実施例の自吸式ポンプ
の要部縦断面図である。図１を参照して、回転式ポンプ
であるカスケードポンプ本体１はケーシング３を有す
る。ケーシング３はステンレス鋼材を機械加工すること
によって形成されている。ケーシング３は、その側面部
に吸入口５と吐出口７とを有する。ケーシング３の内部
には、モーター等（図示せず）によって図中反時計回り
に駆動回転される羽根車１１が配置されている。ケーシ
ング３の内部であって吸入口５と吐出口７との間のうち
狭い方には水切り部１３が形成されている。なお、羽根
車１１は、円板の外周側面に多数の半径方向のみぞ（図
示せず）を切られたもので、図中反時計方向に回転する
ことで吸入口５から吸入された液体を吐出口７に向けて
搬送する。また、本実施例では回転式ポンプとしてカス
ケードポンプを使用しているが、他の回転式ポンプ例え
ば遠心ポンプ等を使用してもよい。

【００１８】ケーシング３の上部には自吸タンク２１が
配置されている。自吸タンク２１はステンレス鋼によっ
て形成されおり、内部空間２３を有する。内部空間２３
は、その断面積が吐出口７の内部断面積に対して１２０
倍であり、かつその内容積がケーシング３の内容積に対
して２０倍である。内部空間２３は直方体の形状を有す
る（従って、水平面による切断面でも四角形をしてい
る。）。さらに、自吸タンク２１は、内部空間２３の下
部に連通された連絡開口２５と、内部空間２３の上部に
連通された吐出開口２９と、内部空間２３に連通された
呼水注入口２７と、を有する。なお、呼水注入口２７に
は、開閉自在の栓２８が被せられている。連絡開口２５
は吐出口７にフランジ２５ａ、２５ｂを介して着脱自在
に取り付けられている（フランジ２５ａ、２５ｂ間に介
在させるパッキンやフランジ２５ａ、２５ｂを圧接させ
るためのボルトとナットは図示せず。）。これによって
連絡開口２５を介してケーシング３の内部と内部空間２
３とが連通されている。なお、自吸タンク２１はカスケ
ードポンプ本体１へ着脱自在に取り付けられているの
で、自吸式と非自吸式相互間の改造を容易に行うことが
できる。

【００１６】次に、図１に示す自吸ポンプの使用方法を
説明する。まず、栓２８を取り外して呼水注入口２７か
ら、少なくともケーシング３の内容積以上の呼び水を内
部空間２３へと注入し、栓２８を取り付ける。注入され
た呼び水は、連絡開口２５、フランジ２５ａ、２５ｂ、
そして吐出口７を経由してケーシング３の内部へと進入
する。次いで、カスケードポンプ本体１を起動する。起
動されたカスケードポンプ本体１は吸入口５から気体
（通常は空気）を吸い込み、吐出口７から気体と呼び水
との混合物を吐き出し、該混合物はフランジ２５ａ、２
５ｂそして連絡開口２５を介して内部空間２３へ受け入
れられる。内部空間２３において該混合物は重力によっ
て気−液分離され、気体は吐出開口２９から排出される
と共に、液体（呼び水）は再び連絡開口２５、フランジ
２５ａ、２５ｂ、そして吐出口７を経由してケーシング
３の内部へと還流される。この繰り返しによって、気体
が排出されて液体が吸引され、自吸効果が発揮される。

【００１７】図２は、本発明の第二実施例の自吸式ポン
プの、自吸タンク部分を示す部分断面図である。図２を
参照して、自吸タンク２１は、図１に示したものと同じ
カスケードポンプ本体１のケーシング３の上部に配置さ
れる。自吸タンク２１はステンレス鋼によって形成され
おり、内部空間２３を有する。自吸タンク２１は、内部
空間２３の下部に連通された連絡開口２５と、内部空間
２３の上部に連通された吐出開口２９と、内部空間２３
に連通された呼水注入口２７と、を有する。なお、呼水
注入口２７には、開閉自在の栓２８が被せられている。
内部空間２３は、その断面積が吐出口７の内部断面積に
対して１５０倍であり、かつその内容積がケーシング３
の内容積に対して１５倍である。内部空間２３は、その
軸３１ｃが鉛直方向に向いた円柱空間３１（水平面によ
る切断面では環状の形状を有する）と、円柱空間３１の
下底面３１ａから連絡開口２５までを連絡し下底面３１
ａから連絡開口２５に向かってその断面積が連続的に減
少する下部絞り部分３３と、円柱空間３１の上底面３１
ｂから吐出開口２９までを連絡し上底面３１ｂから吐出
開口２９に向かってその断面積が連続的に減少する上部
絞り部分３５と、を有する。さらに、円柱空間３１の軸
３１ｃの延長線上に、連絡開口２５と吐出開口２９が位
置している。なお、連絡開口２５は、吐出口７にフラン
ジ２５ａ、２５ｂを介して着脱自在に取り付けられてい
る（フランジ２５ａ、２５ｂ間に介在させるパッキンや
フランジ２５ａ、２５ｂを圧接させるためのボルトとナ
ットは図示せず。）。これによって連絡開口２５を介し
てケーシング３の内部と内部空間２３とが連通されてい
る。なお、自吸タンク２１はカスケードポンプ本体１へ
着脱自在に取り付けられているので、自吸式と非自吸式
相互間の改造を容易に行うことができる。また、第二実
施例の自吸式ポンプの使用方法は、図１に示された自吸
式ポンプの既述の使用方法と同様である。また、自吸タ
ンク２１は、呼水注入口２７と栓２８を除いて、円柱空
間３１の軸３１ｃを含むいずれの面によって切断されて
も図２と同様の形状を有している。

【００１８】図３は、本発明の第三実施例の自吸式ポン
プの、自吸タンク部分を示す部分断面図である。図３を
参照して、自吸タンク２１は、図１に示したものと同じ
カスケードポンプ本体１のケーシング３の上部に配置さ
れる。自吸タンク２１はステンレス鋼によって形成され
おり、内部空間２３を有する。自吸タンク２１は、内部
空間２３の下部に連通された連絡開口２５と、内部空間
２３の上部に連通された吐出開口２９と、内部空間２３
に連通された呼水注入口２７と、を有する。なお、呼水
注入口２７には、開閉自在の栓２８が被せられている。
内部空間２３は、その断面積が吐出口７の内部断面積に
対して１００倍であり、かつその内容積がケーシング３
の内容積に対して１３倍である。内部空間２３は、その
軸３１ｃが鉛直方向に向いた円柱空間３１（水平面によ
る切断面では環状の形状を有する）と、円柱空間３１の
下底面３１ａから連絡開口２５までを連絡し下底面３１
ａから連絡開口２５に向かってその断面積が連続的に減
少する下部絞り部分３３と、円柱空間３１の上底面３１
ｂから吐出開口２９までを連絡し上底面３１ｂから吐出
開口２９に向かってその断面積が連続的に減少する上部
絞り部分３５と、を有する。さらに、円柱空間３１の軸
３１ｃの延長線上に、連絡開口２５と吐出開口２９が位
置している。本実施例において下部絞り部分３３及び上
部絞り部分３５は、略円錐形をしている（円錐の頂点部
分が若干切り取られた形状になっている）。また、軸３
１ｃを含む平面によって切断した切断面（即ち、図３に
示された面）において、円柱空間３１と下部絞り部分３
３との下部境界部分に相当する該自吸タンクの内壁３７
及び円柱空間３１と上部絞り部分３５との上部境界部分
に相当する自吸タンクの内壁３９が、曲線によって構成
されている。加えて、軸３１ｃを含む平面によって切断
した切断面（即ち、図３に示された面）において、内部
空間２３を規定する、自吸タンクの内壁と連絡開口２５
との連絡境界部分４１及び該内壁と吐出開口２９との吐
出境界部分４３が、曲線によって構成されている。な
お、連絡開口２５は、吐出口７に雄ねじ２６ａと雌ねじ
２６ｂとが螺合することによって着脱自在に取り付けら
れている。これによって連絡開口２５を介してケーシン
グ３の内部と内部空間２３とが連通されている。なお、
自吸タンク２１はカスケードポンプ本体１へ着脱自在に
取り付けられているので、自吸式と非自吸式相互間の改
造を容易に行うことができる。また、第三実施例の自吸
式ポンプの使用方法は、図１に示された自吸式ポンプの
既述の使用方法と同様である。また、自吸タンク２１
は、呼水注入口２７と栓２８を除いて、円柱空間３１の
軸３１ｃを含むいずれの面によって切断されても図３と
同様の形状を有している。

【００１９】図４は、本発明の第四実施例の自吸式ポン
プの、自吸タンク部分を示す部分断面図である。図４を
参照して、自吸タンク２１は、図１に示したものと同じ
カスケードポンプ本体１のケーシング３の上部に配置さ
れる。自吸タンク２１はステンレス鋼によって形成され
おり、内部空間２３を有する。自吸タンク２１は、内部
空間２３の下部に連通された連絡開口２５と、内部空間
２３の上部に連通された吐出開口２９と、内部空間２３
に連通された呼水注入口２７と、を有する。なお、呼水
注入口２７には、開閉自在の栓２８が被せられている。
内部空間２３は、その断面積が吐出口７の内部断面積に
対して１００倍であり、かつその内容積がケーシング３
の内容積に対して２０倍である。内部空間２３は、その
軸３１ｃが鉛直方向に向いた円柱空間３１（水平面によ
る切断面では環状の形状を有する）と、円柱空間３１の
下底面３１ａから連絡開口２５までを連絡し下底面３１
ａから連絡開口２５に向かってその断面積が連続的に減
少する下部絞り部分３３と、円柱空間３１の上底面３１
ｂから吐出開口２９までを連絡し上底面３１ｂから吐出
開口２９に向かってその断面積が連続的に減少する上部
絞り部分３５と、を有する。さらに、円柱空間３１の軸
３１ｃの延長線上に、連絡開口２５と吐出開口２９が位
置している。本実施例において下部絞り部分３３及び上
部絞り部分３５は、略円錐形をしている（円錐の頂点部
分が若干切り取られた形状になっている）。また、軸３
１ｃを含む平面によって切断した切断面（即ち、図３に
示された面）において、円柱空間３１と下部絞り部分３
３との下部境界部分に相当する該自吸タンクの内壁３７
及び円柱空間３１と上部絞り部分３５との上部境界部分
に相当する自吸タンクの内壁３９が、曲線によって構成
されている。加えて、軸３１ｃを含む平面によって切断
した切断面（即ち、図３に示された面）において、内部
空間２３を規定する、自吸タンクの内壁と連絡開口２５
との連絡境界部分４１及び該内壁と吐出開口２９との吐
出境界部分４３が、曲線によって構成されている。さら
に本実施例では、内部空間２３内の連絡開口２５の上部
であって内部空間２３の鉛直方向高さＨの下部１／５
（図中点Ｐの位置）よりも低い位置に設けられ、連絡開
口２５から内部空間２３を見たときに連絡開口２５を横
断するように設けられた架橋部材５１を、更に自吸タン
ク２１が有している。なお、架橋部材５１はステンレス
鋼の丸棒材によって形成されており、その両端が自吸タ
ンク２１の内壁に溶接によって取り付けられている。連
絡開口２５は、吐出口７にフランジ２５ａ、２５ｂを介
して着脱自在に取り付けられている（フランジ２５ａ、
２５ｂ間に介在させるパッキンやフランジ２５ａ、２５
ｂを圧接させるためのボルトとナットは図示せず。）。
これによって連絡開口２５を介してケーシング３の内部
と内部空間２３とが連通されている。なお、自吸タンク
２１はカスケードポンプ本体１へ着脱自在に取り付けら
れているので、自吸式と非自吸式相互間の改造を容易に
行うことができる。また、第四実施例の自吸式ポンプの
使用方法は、図１に示された自吸式ポンプの既述の使用
方法と同様である。また、自吸タンク２１は、呼水注入
口２７と栓２８を除いて、円柱空間３１の軸３１ｃを含
むいずれの面によって切断されても図３と同様の形状を
有している。

【００２０】図５は、図４のＸ−Ｘ断面図である。環状
の切断形状を有する自吸タンク２１の内部空間２３の下
部には、連絡開口２５が観察される。連絡開口２５の上
部には、連絡開口２５を横断するように設けられた架橋
部材５１が、その両端を自吸タンク２１の内壁に溶接さ
れて取り付けられている。架橋部材５１は、連絡開口２
５の中心軸２５ｓから偏心して取り付けられている。

【００２１】図６は、図４のＹ−Ｙ断面図であり、連絡
開口２５の部分において切断した様子を示している。即
ち、連絡開口２５から内部空間２３を見たときの状態を
示しており、連絡開口２５を横断するように架橋部材５
１が配置されている。架橋部材５１は、連絡開口２５の
中心軸２５ｓから偏心して取り付けられている。

【００２２】これら第一乃至第四実施例の本発明の自吸
式ポンプを使用して揚水実験を行ったところ、全ての実
施例について自吸効果を有することがわかった。なお、
自吸効果が最も強いのは、第四実施例であり、次いで第
三実施例、次いで第二実施例、そして次いで第一実施例
の順番となった。

【００２３】本発明は上記した実施例に限定されるもの
でないことは言うまでもなく、さらに、特許請求の範囲
と実質的に均等の範囲のものまで含む。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、ポ
ンプ起動時に吐出口から吐き出される液体と空気との混
合物が連絡開口を経て自吸タンク内へ受け入れられ、自
吸タンクの内部空間において気液分離され、空気は吐出
開口へと排出されると共に液体は連絡開口を経由してケ
ーシング内部へと円滑に還流されるので、高い自吸能力
を有する自吸ポンプとすることができる。また、自吸タ
ンクは着脱自在に取り付けられるので、非自吸式ポンプ
の自吸式ポンプへの改造や自吸式ポンプの非自吸式ポン
プへの改造を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の自吸式ポンプの要部縦断
面図である。

【図２】本発明の第二実施例の自吸式ポンプの、自吸タ
ンク部分を示す部分断面図である。

【図３】本発明の第三実施例の自吸式ポンプの、自吸タ
ンク部分を示す部分断面図である。

【図４】本発明の第四実施例の自吸式ポンプの、自吸タ
ンク部分を示す部分断面図である。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。

【図６】図４のＹ−Ｙ断面図である。

【符号の説明】

１ カスケードポンプ本体 ３ ケーシング ５ 吸入口 ７ 吐出口 １１ 羽根車 １３ 水切り部 ２１ 自吸タンク ２３ 内部空間 ２５ 連絡開口 ２５ａ、２５ｂ フランジ ２５ｓ 中心軸 ２６ａ 雄ねじ ２６ｂ 雌ねじ ２７ 呼水注入口 ２８ 栓 ２９ 吐出開口 ３１ 円柱空間 ３１ａ 下底面 ３１ｂ 上底面 ３１ｃ 軸 ３３ 下部絞り部分 ３５ 上部絞り部分 ３７ 下部境界部分に相当する自吸タンク
の内壁 ３９ 上部境界部分に相当する自吸タンク
の内壁 ４１ 連絡境界部分 ４３ 吐出境界部分 ５１ 架橋部材

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシングと、該ケーシングに形成された
   吐出口と、を有する回転式ポンプであって、 該ケーシングの上部に配置された自吸タンクであって、
   その断面積が該吐出口の内部断面積に対して２倍以上で
   あり、かつその内容積が該ケーシングの内容積以上であ
   る、内部空間と、該内部空間の下部に連通された連絡開
   口と、そして該内部空間の上部に連通された吐出開口
   と、を有する自吸タンクを有し、該連絡開口を該吐出口
   へ着脱自在に取付けることによって、該連絡開口を介し
   て該ケーシング内部と該内部空間とを連通させてなる、
   自吸式ポンプ。
2. 【請求項２】該ケーシングがステンレス鋼によって形成
   されているものである、請求項１に記載の自吸式ポン
   プ。
3. 【請求項３】該自吸タンクがステンレス鋼によって形成
   されているものである、請求項１又は２に記載の自吸式
   ポンプ。
4. 【請求項４】該内部空間の断面積が該吐出口の内部断面
   積に対して１０倍以上である、請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の自吸式ポンプ。
5. 【請求項５】該内部空間の断面積が該吐出口の内部断面
   積に対して１００倍以上である、請求項４に記載の自吸
   式ポンプ。
6. 【請求項６】該内部空間の内容積が該ケーシングの内容
   積に対して５倍以上である、請求項１乃至５のいずれか
   に記載の自吸式ポンプ。
7. 【請求項７】該内部空間の内容積が該ケーシングの内容
   積に対して１０倍以上である、請求項６に記載の自吸式
   ポンプ。
8. 【請求項８】該内部空間に連通された呼水注入口を該自
   吸タンクがさらに有するものである、請求項１乃至７の
   いずれかに記載の自吸式ポンプ。
9. 【請求項９】該内部空間が、その軸が鉛直方向に向いた
   円柱空間と、該円柱空間の該下底面から該連絡開口まで
   を連絡し該下底面から該連絡開口に向かってその断面積
   が連続的に減少する下部絞り部分と、該円柱空間の上底
   面から該吐出開口までを連絡し該上底面から該吐出開口
   に向かってその断面積が連続的に減少する上部絞り部分
   と、を有するものである、請求項１乃至８のいずれかに
   記載の自吸式ポンプ。
10. 【請求項１０】該円柱空間の該軸の延長線上に、該連絡
    開口と該吐出開口が位置するものである、請求項９に記
    載の自吸式ポンプ。
11. 【請求項１１】該下部絞り部分及び／又は該上部絞り部
    分が略円錐形をしているものである、請求項１０に記載
    の自吸式ポンプ。
12. 【請求項１２】該軸を含む平面によって切断した切断面
    において、該円柱空間と該下部絞り部分との下部境界部
    分に相当する該自吸タンクの内壁及び／又は該円柱空間
    と該上部絞り部分との上部境界部分に相当する該自吸タ
    ンクの内壁が、曲線によって構成されているものであ
    る、請求項９乃至１１のいずれかに記載の自吸式ポン
    プ。
13. 【請求項１３】該軸を含む平面によって切断した切断面
    において、該内部空間を規定する、該自吸タンクの内壁
    と該連絡開口との連絡境界部分及び／又は該内壁と該吐
    出開口との吐出境界部分が、曲線によって構成されてい
    るものである、請求項１乃至１２のいずれかに記載の自
    吸式ポンプ。
14. 【請求項１４】該内部空間内の該連絡開口の上部であっ
    て該内部空間の鉛直方向高さの下部１／５よりも低い位
    置に設けられ、該連絡開口から該内部空間を見たときに
    該連絡開口を横断するように設けられた架橋部材を、更
    に該自吸タンクが有するものである、請求項１乃至１３
    のいずれかに記載の自吸式ポンプ。
15. 【請求項１５】該架橋部材が該連絡開口の中心軸から偏
    心しているものである、請求項１４に記載の自吸式ポン
    プ。
16. 【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれかに記載の自
    吸式ポンプに使用される自吸タンク。