JPS6353396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、渦流れ形ポンプに係り、特に、その
吸水性能の向上を志向した渦流れ形ポンプに関す
るものである。

従来、この種の渦流れ形ポンプにおいては、た
とえば自吸運転中に渦流水路内に生ずる気泡や、
高吸い上げ時において発生したキヤビテーシヨン
による気泡が、吐出側から吸込側に戻つて膨張
し、当該ポンプの性能を著しく低下させるという
不具合点があり、後述する、さきに本発明者らが
開発したものも、この点につき十全なものという
ことができなかつた。

本発明は、このような従来技術あるいは、既開
発に係るものの不具合点を防止して解消せしめ、
安定した吸水性能を有する渦流れ形ポンプの提供
を、その目的とするものである。

本発明の渦流れ形ポンプの構成は、側面に複数
個の断面略半円形の渦室および羽根より構成した
羽根部を有する円板状羽根車と、前記羽根部に対
向して設けられた断面略半円形の渦流水路とを備
えてなる渦流れ形ポンプにおいて、当該渦流水路
の吐出側に部分的に、その外方側隅部の曲率を内
方側隅部の曲率よりも大きく形成して、外方側の
水路断面積を内方側の水路断面積よりも小さくし
たものである。

次に、本発明に係る実施例を説明する前に、そ
の理解に便なるように、さきに開発した渦流れ形
ポンプについて、各図を参照し、まず説明する。

ここで、第１図は、さきに開発したものに係る
渦流れ形ポンプの縦断面図、第２図は、第１図の
−線に沿う断面図、第３図は、同−線に
沿う断面図、第４図は、そのケーシングカバーの
斜視図、第５図は、同じく羽根車の斜視図、第６
図は、同じくライナの一部開披断面斜視図、第７
図は、同じく羽根車の一部欠截拡大正面図、第８
図は、第７図の−線に沿う断面図である。

図で、１は回転軸、２は円板状の羽根車、３は
羽根車ボス、４は孔であり、５は框体、６はライ
ナー、６Ａは凹部（第６図）、７は弁、８は弾性
体、９はキヤツプ、１０はパツキング、１１は吸
込口、１２は吐出水路、１３はベース、１４は吐
出口、１５は吸込水路である。

そして、１６は、第５，７，８図に示すごと
く、断面略半円形の渦室２６と羽根２７とよりな
る羽根部であり、３１は気水分離室である。

また、第２，３，４図に示すように、１７は軸
封装置、１８はケーシングカバー、１８Ａはその
端面、１９，２０はパツキング、２１，２２は断
面略半円形の渦流水路で、２３，２４は、第４図
に示すごとく、上記ケーシングカバー１８におけ
る吐出終端部、吸込始端部Ａであり、２５は、第
６図に示すように、さきのライナー６における吸
込始端部Ｂである。

そして、第８図に示すごとく、２８は環状突起
２９は孔底部で、３０，３０Ａは環状溝（第２
図）、３２は渦室吐出口、３３は回転軸装着孔
（第５図）である。

すなわち、電動機などの回転軸１は、第２，３
図に示すごとく、パツキング１９を介して框体５
に嵌着されたライナー６を貫通し、軸封装置１７
が固着されており、この回転軸１の一端には羽根
車２が、その軸方向に摺動自在に嵌着されてい
る。

また、ケーシングカバー１８は、パツキング２
０により、図示省略のボルトなどで框体５に水密
に固着されており、この框体５は、吸込管に連結
される吸込口１１を有し、逆止弁を弁７、弾性体
８により構成して、その弁７の案内を兼ね、かつ
パツキング１０により水密に螺着したキヤツプ９
を取り外すことによつて、気水分離室３１および
吸込水路１５に、その開口が連通するごとく形成
されている。

上記の気水分離室３１の上部には、吐出水路１
２が開口し、吐出管に連なる吐出口１４に連通す
るごとくなつており、前記の吐出水路１２の気水
分離室３１内での開口は、キヤツプ９の取り外し
のとき開口する吸込水路１５の上端口部より上方
に形成されているものである。

しかして、上記したようなポンプ装置は、ベー
ス１３上に載置されているものである。

さきに述べた羽根車２は、円板状に合成樹脂で
形成し、第８図に示すごとく、その前後面に同一
形状の羽根部１６を有し、そのそれぞれの内周側
には、環状突起２８，２８を形成し、また、この
羽根車２には、羽根車ボス３を形成して、その羽
根車ボス３の両端と羽根車２前後面との距離を同
一にするとともに、羽根車ボス３の部分に、一部
が軸方向に開放する、第８図に示すごとき孔４を
構成するものである。

この孔４は、羽根車ボス３へ孔底部２９を構成
するとともに、回転軸１の芯へ対称になるごとき
一対の孔４とし、羽根車２の前後面より、少なく
とも各一対の孔４を双方から設けるものであり、
第１，７図に示すものでは、この孔４を前後面よ
り各二対としたものである。

また、羽根部１６は、羽根車に係る渦室２６と
羽根２７とにより構成され、渦室２６の断面形状
は、第８図に明示するように、略半円形としてい
るものであり、これに相対するケーシングカバー
１８およびライナー６に設けられた渦流水路２
１，２２も断面略半円形として、スムーズな揚液
の流れを形成するようにしたものである。

そして、羽根車２の回転軸１への嵌着は、非円
形状の回転軸装着孔３３をもつて行なうものであ
る。

前記のライナー６は、框体５に嵌着されている
が、圧入でも、軸方向に摺動可能でもよいもので
ある。

そして、このライナー６は、羽根車２の羽根部
１６に相対する位置に、渦流水路２２を形成し、
その内周に環状溝３０Ａを構成して、渦流水路２
２は框体５の吸込水路１５に、隙間が零か微少隙
間で連結される渦室吸込始端部Ｂ２５および気水
分離室３１内に連結する渦室吐出口３２が形成さ
れる。

また、ライナー６は、第６図に示すごとく、そ
の外周に、端面がケーシングカバー１８に当接
し、しかも、その内周に羽根車２の厚みより少し
深い凹部６Ａを形成する。

この凹部６Ａの深さは、羽根車２の厚みに加え
て微少隙間分を深くしているものである。

ケーシングカバー１８は、第４図に示す、その
端面１８Ａでライナー６を押したのち固定され
る。

また、このケーシングカバー１８には、同第４
図に示すごとく、羽根車２の羽根部１６に相対す
る位置に、渦流水路２１を形成し、その内周に環
状溝３０を構成して、この渦流水路２１は、吸込
始端部Ａ２４から吐出終端部２３にかけて、羽根
車２の両側でライナー６の渦流水路２２と対称に
なるように形成されるものである。

次に、上記構成のものの動作を、その渦流水路
の吐出終端部の略示断面図である第９図をあわ
せ、説明する。第９図で、３４は気泡である。

すなわち、さきに述べた構成において、キヤツ
プ９を取り外し、ポンプ内に呼び水をし、回転軸
１を回転することにより、羽根車２で吸込管内の
空気を吸い込むようにする。

この羽根車２により吐出された気水混合液は、
気水分離室３１内で分離して、気体のみ吐出水路
１２、吐出口１４から排出される。

そして、この繰返しにより揚液を開始する。

その揚液動作としては、羽根部１６内の液は回
転によりエネルギーが与えられ、半円形断面の渦
室２６の内周側から、渦流水路２１，２２内の液
を迎え入れる。この円形流線運動に、羽根車２の
回転運動が相俟つて、効率よく揚水（液）するこ
とができるものである。

ここで、自吸運転中には、前記の渦流水路２
１，２２内には、吸込管内の空気と呼び水とが混
合された気水混合液が生じる。

しかし、渦流水路２１，２２を半円形断面にす
ると、水と空気が羽根車２の回転により受ける遠
心力の差により、第９図に示すように、渦流水路
２１内において、気泡３４は内側に集まり、外方
側には、気泡３４を余り含まない水が流れ、前記
の吐出終端部２３において、外方側を流れてきた
水が、優先的に気水分離室３１内に吐出され、前
記の気泡３４の大部分は、羽根車２の渦室２６内
に滞留したままで、再び渦流水路２１，２２の吸
込始端部Ａ２４に戻ることが実験により確認され
たものである。

しかして、渦室２６の高圧側となる吐出終端部
２３で小さく圧縮されていた気泡３４は、低圧側
の吸込始端部Ａ２４において、ボイルの法則によ
つて著しく膨張して渦流水路２１内に充満する。

自吸運転中には、この現象が繰返されるため、
高い吸込力が、なかなか得られず、揚水するまで
に長時間を要することになるものである。

また、特に高吸い上げ状態においては、吸込始
端部Ａ２４の低圧部においてキヤビテーシヨンが
生じ易いが、このときに生じた気泡が前述のごと
く渦流水路２１内に滞留し、吸水性能の著しい低
下を来すという不具合を生じ、未だ十全のものと
は称しえなかつたものである。

本発明は、上記の点に鑑み、さきに述べたとお
りの特徴を有する渦流れ形ポンプの構成としたも
のである。

次に、本発明に係る実施例を、第１０図ないし
第１４図を参照して説明する。

ここで、第１０図、第１１図は、本発明の一実
施例に係るものにおける渦流水路の断面積説明
図、第１２図は、同じく渦流水路の吐出終端部の
略示断面図、第１３，１４図は、本発明に係るも
のと既開発品との性能比較曲線図である。

図で、さきの第１図ないし第８図と同一符号の
部分は同等部分のものを示し、３４は気泡、３５
は水路中心、３６は外方側水路断面積、３７は内
方側水路断面積、３８は外方側隅部、３９は内方
側隅部であり、第１３，１４図で、実線のイは、
本発明の実施例に係るものの性能曲線、同破線の
ロは、既開発品に係るものの性能曲線であつて、
同量の水と空気が導入された際の比較を示すもの
である。

すなわち、本発明に係るものにおいて、第１
０，１１図に示すように、さきの構成における渦
流水路２１の吐出側に部分的に、その外方側隅部
３８の曲率を内方側隅部３９の曲率よりも大きく
形成して、外方側の水路断面積３６を、内方側の
水路断面積３７よりも小さく形成したものであ
り、ライナー６側の渦流水路２２についても同様
である。

本実施例では、第１０図に示すように、渦流水
路２１の外方側隅部３８の曲率Ｒ（O₁中心）を、
内方側隅部３９の曲率ｒ（O₂中心）よりも大きく
形成することにより、前述のごとくに、外方側、
内方側の水路断面積３６，３７を異ならしめるよ
うにしたものである。

このように構成したため、羽根車２の渦室２６
から渦流水路２１，２２の外方側隅部３８に吐出
された水は、内方側隅部３９側に向つて強制的に
回動させられることになる。

したがつて、内方側隅部３９に滞留していた気
泡３４は、第１２図に示すように、気水混合が、
さらに促進され、吐出水とともに気泡も気水分離
室３１に向つて、円滑に排出されるものである。

すなわち、さきに述べた既開発のものにおける
案内導流態様は、遠心力により水が短絡循環して
排出され気泡は内側に滞留するものであるのにた
いし、本実施例に係るものは、遠心力は同様であ
るが、導流される水は、外側の大きな曲率側面に
導かれて内側底部方向へ回動されるものであり、
その結果、水の回動流は、底部にいたる大きな回
動となり、これにより滞留した気泡の排出を促進
するものということができる。

また、渦流水路２１，２２の吐出側において部
分的に断面積を変えるようにしたことにより、揚
水性能、自吸性能を格別損なうことなしに空気排
出効果を所期しうるものである。

これらに従い、吸込側に戻る気泡の量は激減
し、第１３図に自吸運転時の到達真空度の経時変
化を示すように、破線ロで示す、第９図で述べた
既開発構成のものに比べ、実線イで示す本実施例
に係るものでは、短時間で高い真空度が得られ、
その結果、吸水所要時間が顕著に短縮されるもの
である。

また、高吸い上げ状態における揚水性能も、第
１４図の破線ロで示す、第９図構成のものに比
べ、実線イで示す本実施例に係るものでは、その
キヤビテーシヨン現象が抑制されるため、図示の
ように揚水性能が向上したものである。

なお、上記実施例では、渦流水路２１，２２の
両方について上記のような断面形状とするものに
ついて述べたが、これはいずれか一方に係るもの
だけを上記断面形状としてもよいものである。上
述したところをも含み、本発明によるときは、吸
込側に戻る気泡の量は激減し、短時間で高い真空
度が得られ、その結果、吸水所要時間が顕著に短
縮されるものであり、また、そのキヤビテーシヨ
ン現象が抑制されるため、揚水性能を向上せしめ
うるものであつて、これらを総合し、安定した吸
水性能が得られる渦流れ形ポンプの提供を可能と
するもので、実用的に顕著な効果を所期すること
ができる、すぐれた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、さきに開発したものに係る渦流れ形
ポンプの縦断面図、第２図は、第１図の−線
に沿う断面図、第３図は、同−線に沿う断面
図、第４図は、そのケーシングカバーの斜視図、
第５図は、同じく羽根車の斜視図、第６図は、同
じくライナーの一部開披断面斜視図、第７図は、
同じく羽根車の一部欠截拡大正面図、第８図は、
第７図の−線に沿う断面図、第９図は、その
渦流水路の吐出終端部の略示断面図、第１０図、
第１１図は、本発明の一実施例に係るものにおけ
る渦流水路の断面積説明図、第１２図は、同じく
渦流水路の吐出終端部の略示断面図、第１３，１
４図は、本発明に係るものと既開発品との性能比
較曲線図である。 ２……羽根車、６……ライナー、１６……羽根
部、１８……ケーシングカバー、２１，２２……
渦流水路、２６……渦室、２７……羽根、３５…
…水路中心、３６……外方側の水路断面積、３７
……内方側の水路断面積、３８……外方側隅部、
３９……内方側隅部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 側面に複数個の断面略半円形の渦室および羽
   根より構成した羽根部を有する円板状羽根車と、
   前記羽根部に対向して設けられた断面略半円形の
   渦流水路とを備えてなる渦流れ形ポンプにおい
   て、当該渦流水路の吐出側に部分的に、その外方
   側隅部の曲率を内方側隅部の曲率よりも大きく形
   成して、外方側の水路断面積を内方側の水路断面
   積よりも小さくしたことを特徴とする渦流れ形ポ
   ンプ。