JPS60240894A - 自吸式うず巻ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ＺＩ業上の利用分野） この発明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って呼び水を要せず揚液可能な自吸
式゛）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。従ってポンプ仕
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て
吐出弁で流量を絞るのが一般的な使用状況であった。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
の問題に対づ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例に変化を与え、仕様間の差異を
補正づるダイヤカット方式であり、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ける方式どして今
日では広く採用されるに至っている。

（発明が解決しようとするｍａｐ） しかし、通常のうず巻ポンプにおいては、このダイヤカ
ッ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、ダイヤカッ−・をそのまま適用するこ
とは不可能である。つまり、自吸式うず巻ポンプは第１
２図に示ずごとく、ケーシング−内の水位がＬ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
との間隙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、比重差で水は落下とて再循環穴５か
らポンプ内に戻り、この連続作用によって吸込管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が、自吸性能の生命はインペラ
ー３１′ ｉ　と水切り２間の間隙Ｃにあり、間１１１１ｃによっ
て自れば小さい程自吸力が大ぎく、通常は１〜５１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
ことはこの間隙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、よって自吸式うず巻ポ
ンプにおいてはダイヤカット方式を適用することは不可
能であった。

そこでこの発明の目的とするところは、自吸式うず巻ポ
ンプにおいて、ダイヤカッ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りるダイヤカッ
トの問題点は、それが必然的にインペラーと水切り間の
間隙Ｃの拡大につながる点にある。

そこで検討の結束、ダイヤカットによって拡大した間１
ｌＪｉＣに別部材としての水切りビ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隙に
まで縮減することに想到したものである。リ−なわちダ
イヤカットによって減径されたインペラーと水切り間の
拡大された間隙に水切りビンを設け、この水切りビンの
寸法弁間隙を狭めることによって自吸性能をｆ陣したの
である。水切りビンは、流体に対して抵抗の小さい円柱
形状が好ましく、取付力としては、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ビンとの間
には自吸性・能を保障する間隙を開けるのはもち論であ
るが、場合によっては、水切りとの間にも間隙を開けて
バイパスとした２パス構造も適用できる。この発明の特
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、この発明にかがる自吸式うず巻
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はり“−シンク、
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′はダイヤカットによって減径されたインペラーで、
この減径によって拡大された水切り２との間隙に円柱形
状の水切りビン８を設け、間隙を狭隘化したもので、こ
の水切りビン８はケーシングカバー９に基部にＪ３い−
（着脱可能に螺着しである。

ざらに第３図に従って訂細に説明すると、円柱形状の水
切りビン８は、水切り２の端部近傍、さらに詳しくは、
略ビン中心を水切り２の先端と、インペラー３′の中心
Ｏとの結線上に位置さぼ、インペラー３′との間には間
隙Ｃ′を、また水切り２どの間には間隙Ｅをあけた２バ
ス構造としている。

第４図は、ダイヤカット前の第３図相当図で、ここで、
インペラー３′のダイヤカット前後におけるポンプの特
性変化、すなわち通常の自吸式うず巻ポンプとダイヤカ
ッ１〜りて水切りビン８を設けた自吸式うず巻ポンプの
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図に示す結果を得に０使用ポンプは、口径
８０Ａ／８ＱＡ１回転数１７５０ｒｌ）ｍで、インペラ
ーのダイヤカット前後の径は、それぞれ２７４＋１１／
ｍ　、　’２４５　ｍ／ｍである。ダイヤカット前の間
隙Ｃとダイヤカット後におりる水切りビン８とインペラ
ー間の間隙Ｃ′は等しく、いずれも３ＩＩｌ／ｍ１水切
りビン８と水切り２との間隙は２．５１１１／ｌｌ１１
水切りビンの直径は１．’２　ｍ／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、口、口′はく軸動カー吐出し績）曲線を示し、実
線で示すイ、口は本実施例の自吸式うず巻ポンプ、破線
で示すイ′、口′はダイヤカット前（インペラー径２７
４ｍ／ｍ）の自吸式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って
おり、このことからダイヤカッ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
っ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、真空度一時間（
ｓｅａ、　）　（吸込側弁を絞り、発生真空度と１□　
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式
うず巻ポンプ、破線ハ′はダイヤカット前の自吸式うず
巻ポンプを示す。グラフから明らかなようにダイヤカッ
ト前、後におりる自吸４の変化はほとんどみられない。

すなわち水切りビンの作用によってダイヤカット前の自
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、この発明の原理がダイヤカットによる如
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、ダイヤカットにより径りとなる
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ビン８′を使用づればよく、種々の
変化にも充分対応可能である。

１にお上記実施例にＪ３いては、水切りビン８の両側に
・間隙Ｃ’　、Ｅを設ける２パス構造について説明した
が、第８図に示ずごどく、インペラー３′の側にのみ間
隙Ｃ′をおいた１パス構造においても自吸機能を保持し
たダイヤカットを可能にする点においては何等支障はな
い。

ｔ’にわら、第９図及び第１０図は、第３９図の２パス
構造の性能（実線）と、Ｍ８図の７パス構造の性能（破
線）を比較したもので、１バス構造における水切りビン
８の直径を２パス構造における間隙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。

図面におりる〈全揚程−吐出し量）曲線イと二及び（真
空度一時間）曲線ホ、ホ′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（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１寸ぐれていることが判
明した。この２パス構造にＪ３ける騒音低減効果はこの
種自吸式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
、特に高揚程の自吸式うず巻ポンプにおいては、ポンプ
稼動中の全域に渡っ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７．ニごく近いとこ
ろのみに限られ、緒音域が狭くなり、しかも音質も比較
的鈍い柔らかい音質に変っており、従来からの懸案であ
っ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ャビデージ」ン騒音の
緩和と解される。

すなわち、水切りビンとインペラー間を通過した流体に
発生するキャビテーションを水切りビンと水切り間を通
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。

なお水切りビンの設置位置は、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
の外周に沿って水切り端部から外れる程自吸力は低減づ
る。

水切りビンの形状としては、円柱状のものが効果的であ
り、取付時においても方向性がな（、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°ビン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、軸動カー吐出し
量、真空度一時間（ｓｅｃ、　）のいずれを比較しても
、円柱状の水切りビンとほぼ同等の結果が（ｑ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
果は円柱状水切りビンの方がすぐれていた。

水切りビンの材料としでは、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、ま
セラミック等の硬ＮＵ、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、実施例のごとく、基部においてケーシングカバー
に螺着する構成としておけば、スラリー液によって浸食
されＩＣ＠合等、必要に応じて水切りビンの取り替えが
可能であり、長期に渡っ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。

（発明の効果） 以上のごとく、この発明に係る自吸式うず巻ポンプは、
ダイヤカットにより減径したインペラーと水切り間にお
いて水切りビンを介在させることにより今まで不可能で
あったダイヤカットを適用・、１　可能としたものであ
り・無論本来０自吸性能も全く損う゛ことがなく、ダイ
ヤカットによっ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

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自吸式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Ｉ−ＩＩ線における略横断面図、第３
図は本実施例にお（プる要部拡大図、第４図はダイヤカ
ット前の第３図相当図、第５図は及び第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図はこの発明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図は他実施例（１パス構造）の要部拡大図、第９図
及び第１０図は本実施例と他実施例の特性及び自吸性能
の比較グラフ、 第１１図はさらに他実施例（水切りビンが水滴形状）を
承り要部拡大図、 第１２図は従来の自吸式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へ・・・水切りビン 第２図　第１図 第４図 時ＵＣ進Ｃ） 第７図 第８図 吐出し量ωｈ−り 第１１図 第１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　インペラーど水切り間において自吸作用を有す
   る自吸式うず巻ポンプにおいて、ダイヤカッ］−によっ
   て減径したインペラーと水切り間に少くともインペラー
   との間に僅少間隙をあけて水切りピンを介在さけたこと
   を特徴とする自吸式うず巻ポンプ。
2. （２）水切りピンが円柱形状で、基部においてケーシン
   グカバーに＠脱可能に装着されている特許請求の範囲第
   １項記載の自吸式うず巻ポンプ。
3. （３）水切りピンがインペラーと水切りとの両者間に僅
   少間隙をありで、水切りの端部近傍に設けられている特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の自吸式うず巻ポン
   プ。