JP2000240584A - ボルテックスポンプ - Google Patents

ボルテックスポンプ

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JP2000240584A
JP2000240584A JP11040151A JP4015199A JP2000240584A JP 2000240584 A JP2000240584 A JP 2000240584A JP 11040151 A JP11040151 A JP 11040151A JP 4015199 A JP4015199 A JP 4015199A JP 2000240584 A JP2000240584 A JP 2000240584A
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JP
Japan
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impeller
pump
blade
width
side wall
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Pending
Application number
JP11040151A
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English (en)
Inventor
Yukio Murai
井 幸 夫 村
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異物通過性能を低下させることなく、通り抜
け流れ及び循環流れと羽根車翼との相互作用を高めるこ
とでポンプの揚程性能を高め、ポンプ効率の改善を図
る。 【解決手段】 羽根車(1)の主板(1a)を中心軸に
対し略垂直に配設し、その羽根車(1)の翼幅(b)を
羽根車外径に近づくに従って広く形成してポンプケーシ
ング(2)の吸込側壁面(24)と羽根車翼(1b)と
の距離(c)が羽板車外径部(1d)に近づくに従って
小さくなるように構成し、その翼幅(b)を羽根車内径
側から外径方向に向かうに従って拡大する羽根車(1)
の相隣る翼間通路幅(e)に対応し、その羽根車翼間通
路部とポンプケーシング(2)の吸込側壁面(24)と
で形成される空間で決まる異物の自由通過径(df)が
略一定となるように変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポンプケーシングと
羽根車との間に広い空間を有し、そのため大きな異物を
通過させることができ、無閉塞性に優れているため汚水
・汚物用ポンプとして用いられているボルテックスポン
プに関し、特にそのポンプ性能の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来技術におけるボルテックスポ
ンプの構造の1例を示すものである。図5において、羽
根車51は、羽根車翼幅b1の狭い狭幅羽根(翼)53
aと、羽根車室56より突出して渦巻室52内に延長さ
れた羽根車翼幅b2の広い広幅羽根(翼)53bとで構
成され、前記狭幅羽根53aの軸方向開放端縁と渦巻室
52の吸込側内壁52aとの間隙c1が、前記広幅羽根
53bについての間隙c2より大きく、該広幅羽根53
bは円周方向に等配に配置され、該広幅羽根53bの
数、羽根幅b2、羽根の軸方向開放端縁の形状は、前記
狭幅羽根53aの軸方向開放端縁と渦巻室52の吸込側
内壁52aとの間隙を直径とする球体の通過を許す流路
が前記渦巻室52の中に形成されるように選ばれてい
る。
【0003】ここで、羽根車51は広幅羽根53bと狭
幅羽根53aとで構成されているが、何れも翼のメリデ
ィアン断面は液流入部を形成する内径側を除いて等幅に
翼が形成されている。羽根車51の主板は中心軸に村し
略垂直に配置され、該羽根車51の翼幅は略一定で、渦
巻室の吸込側壁面52aと対向する翼端も中心軸に対し
略垂直である。又、渦巻室の吸込側壁面52a自体も中
心軸に対し略垂直に形成されており、渦巻室の吸込側壁
面52aとそれに対向する翼端との間隔は等幅に形成さ
れている。
【0004】図6は、図5とは異なる従来技術にかかる
各種ボルテックスポンプの形状を示すものである。図5
(a)が湾曲羽根車となっている以外は、すべて翼幅が
等幅のものである。
【0005】ここで、ボルテックスポンプ及び一般の半
径流羽根車に於て、液に大きなエネルギを付与できるの
は羽根車の外径部分であるにも拘らず、ボルテックスポ
ンプでは、所謂「青木による流れモデル」(図7に示
す)からも明らかなように、羽根車51の外径部が十分
に作用しておらず、むしろ羽根車51の中径部が重要な
エネルギ付与を行っている。
【0006】この様に、羽根車外径部の作用が十分でな
いことがボルテックスポンプの効率及び揚程性能が低い
事の大きな要因となっていた。
【0007】図8は一般の汚水ポンプとボルテックスポ
ンプの性能比較を示す一例である。図8において、符号
「A」は一般の汚水ポンプ(図8の左側の領域では実線
で示す)或いはその特性線を表現するのに用いられてお
り、符号「B」はボルテックスポンプ(図8の左側の領
域では一点鎖線で示す)或いはその特性線を示してい
る。そして、符号「Ψ」は揚程係数で2gH/u2 2
表される。「H」は全揚程、「u」は羽根車外周速であ
る。また、符号「N」は動力比でポンプAの最高効率点
流量の軸動力を100%として示している。符号「η」
はポンプ効率で、これもポンプAの最高効率を100%
として示している。符号「v」は流量比でポンプAの最
高効率点流量を1として示している。
【0008】図8の右側の領域に示されている各種特性
線を比較する事によっても、上述した通り、ボルテック
スポンプの効率及び揚程性能が低い事が理解出来る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した様な
従来のボルテックスポンプに於ける問題点に鑑みて提案
されたものであり、ボルテックスポンプの性能上の問題
を解決し、羽根車の回転エネルギをより効果的に揚液の
エネルギに変換できるようにしようとするものである。
【0010】即ち、ボルテックスポンプとしての異物通
過性能(羽根車とポンプケーシングとの間隙の大きさに
より、表現することが出来る)を低下させることなく、
ポンプの揚程性能を高め、結果的にはポンプ効率の改善
を図るものである。
【0011】さらに、図4に示す流れモデルに於ける通
り抜け流れφ、及び循環流れφcirと羽根車翼との相互
作用を高めることにより、ポンプの揚程性能を高め、結
果的にはポンプ効率の改善を図っている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のボルテックスポ
ンプは、開放形羽根車を有し、その羽根車翼の反主板側
端部とその端部が向かい合うポンプケーシングの吸込側
壁面との間隙を広く形成してなるボルテックスポンプに
於て、前記羽根車の主板を中心軸に対し略垂直に配設
し、該羽根車の翼幅は半径方向外方に位置するほど広く
なり、ポンプケーシングの吸込側壁面と羽根車翼との軸
方向距離が半径方向外方ほど小さくなるように構成して
いる。
【0013】かかる構成を具備する本発明によれば、羽
根車の翼幅が半径方向外方にいくほど広くなるように構
成されているので、羽根車から揚液へのエネルギ伝達に
関しては、羽根車の半径方向外方の領域ほど大きな作用
を奏している。すなわち本発明によれば、その羽根車翼
の形状に起因して、揚液に対してエネルギの伝達が効果
的に行われるのである。
【0014】本発明の実施に際して、前記羽根車の翼間
通路幅は半径方向外方ほど広くなる様に構成されてお
り、該羽根車の翼間通路部及びポンプケーシングの吸込
側壁面で形成される空間により決定される異物の自由通
過径が略一定となるように構成されているのが好まし
い。
【0015】上述した通り、ボルテックスポンプとして
の異物通過性能は、羽根車とポンプケーシングとの間隙
の大きさにより、表現することが出来るので、本発明に
おいて、異物の自由通過径が略一定となるように構成さ
れれば、ボルテックスポンプとしての異物通過性能を低
下させること無く、揚液に対してエネルギの伝達が効果
的に行うことが出来るのである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1−
図4に基づいて説明する。図1は本発明に基づく実施例
を示す水中モータポンプの構成図であり、図に於て、ポ
ンプ部Pと水中電動機部Mとは一体に構成されており、
電動機軸3の先端には本発明による羽根車1が取付けら
れている。
【0017】羽根車1は吐出口22と吸込口21を有す
るポンプケーシング2によって水密に覆われている。そ
して、ポンプケーシング2の下部から汚水を吸い込ん
で、ポンプケーシング2の側面から吐出する。なお、ポ
ンプケーシング2にはポンプを自立させるための複数の
脚23を設けられている。
【0018】ポンプケーシング2の吸込側壁面24は、
羽根車翼1bと対向する部分では軸芯に略直角に形成さ
れている。又、ポンプケーシング2の吐出ノズル部25
は前記の吸込側壁面24と滑らかな段差部26を介して
通じている。
【0019】ポンプ部Pと電動機部Mの間にはポンプ部
Pの揚液が電動機側へ漏洩しないようメカニカルシール
4による軸封が設けられている。
【0020】電動機の負荷側ブラケット5と中間ケーシ
ング6によって構成されるメカニカルシール室7内には
油(図示されていない)が封入されており、これによっ
てメカニカルシール摺動面の潤滑と冷却を行っている。
【0021】電動機は水中で使用されるのでO−リング
等によって気密に構成されており、水中ケーブル8を介
して電力が供給される。電動機上部にはポンプを引き上
げ又は引き下げるチェーンを取付けるための吊り具9が
設けられている。
【0022】図1において、羽根車翼1bの幅bは、半
径方向外方にいくほど広く(大きく)なっている。その
結果、羽根車1から図示しない揚液へのエネルギ伝達に
関しては、羽根車1の半径方向外方の領域ほど大きな作
用を奏し、揚液に対するエネルギ伝達が効果的に行われ
る。
【0023】図1及び図2において、符号dfで示した
球(2点鎖線で表示)は、羽根車翼間通路部(該通路部
の幅寸法が、図3において符号eで示されている)とポ
ンプケーシング2の吸込側壁面24とで形成される自由
空間の大きさを示すものである。この自由空間は、「羽
根車の翼間通路部及びポンプケーシングの吸込側壁面で
形成される空間」に該当する。図示の実施形態(或いは
本発明において)、この自由空間はポンプケーシング2
内で概略均一となるように構成されている。
【0024】羽根車1の翼幅bの変化は、相隣る羽根車
翼1b、1b間通路幅eに対応している。すなわち、羽
根車1の相隣る羽根車翼1b、1b間通路幅eは半径方
向外方に向かうに従って広くなっている(図3参照)。
それに対応して、羽根車1の翼幅bも半径方向外方にい
くに従って大きくなっている。それと共に羽根車1の翼
幅bは、異物の通過径dfがポンプケーシング2の流体
通路内で略一定となるように翼幅bを変化させている。
羽根車翼1b、1b間の通路部(幅寸法が、図3におい
て符号eで示されている部分)と、ポンプケーシング2
の吸込側壁面24とにより自由空間が形成され、該自由
空間で異物の通過径dfが決定するが、図示の実施形態
においては、異物の通過径dfがポンプケーシング2の
流体通路内で略一定となるように前記自由空間を画定す
る様に、羽根車1の翼1bの幅寸法bを変化させている
のである。
【0025】羽根車1bの幅寸法b、羽根車翼1b、1
b間の通路部の幅寸法e、異物の通過径dfの関係につ
いて、図2、図3を参照してさらに説明する。
【0026】図2は羽根車翼間通路部とポンプケーシン
グの吸込側壁面とで形成される自由空間で決まる異物の
通過径dfを視覚的に表したものである。図2に於て、
1aは羽根車の主板、1bは羽根車の翼、2はポンプケ
ーシング、24はポンプケーシングの吸込側壁面をそれ
ぞれ示している。なお、図2において、異物の通過径d
fを有する球体(図2において、2点鎖線で示す)は、
羽根車翼1b、1b間の通路部とポンプケーシング2の
吸込側壁面24とにより形成される自由空間の大きさを
示す。
【0027】図3の平面図に示すように、羽根車1の相
隣る翼1b、1b間の距離eは羽根車外径部1dに近づ
く程大きくなる。従って、翼1bが等幅で設計されてい
る一般のボルテックスポンプの場合は、異物の通過径d
fは、羽根車外径部1dに近づくに従って大きくなる。
これに対して、本発明の羽根車1では翼幅bを変化させ
るに際して、上述した通り、異物の通過径df(ケーシ
ングの羽根車翼1b、1b間の通路部と、ポンプケーシ
ングの吸込側壁面24とで形成される自由空間により決
まる)が、ポンプケーシング2の流体通路内で略一定と
なるように変化させている。従って、図示の実施形態に
よれば、羽根車1の翼幅bを拡大させても、異物通過径
dfを小さくすることは無い。従って、ボルテックスポ
ンプとしての異物通過性能を低下させることも無い。
【0028】上記の様な形状の羽根車翼を採用すること
により、図4の流れモデルに示した様に、通り抜け流れ
φは羽根車外径部1dで、図7に示した従来例と比較し
て明らかに広い翼幅部分で翼に接して流れるため、効果
的に大きなエネルギが揚液に伝達される。又、翼幅bは
羽根車内径部から外径部1dに渡って連続的に拡大して
いるので、循環流れφcir に対しても従来例と比して広
い翼幅で翼と揚液との相互作用が行われる。これら通り
抜け流れφと循環流れφcir の翼との相互作用の増大に
よってポンプの揚程性能を高め、結果的にはポンプ効率
の改善が可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば一
定の異物通過径を確保しつつ羽根車外径方向での翼幅を
拡大することにより、揚液と羽根車との相互作用を高
め、同一羽根車外径でより高い揚程性能を発揮するボル
テックスポンプを実現することができる。そして、無閉
塞性を犠牲にすることなく小きな形態のポンプで大きな
揚程が得られるので、ポンプの小形化が実現できると共
にポンプの価格低減にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の水中モータポンプの構成を
示す側断面図。
【図2】羽根車翼間通路部とポンプケーシングの吸込側
壁面とで形成される自由空間(異物の通過径)を示す断
面図。
【図3】図2の羽根車の平面図。
【図4】本発明によるボルテックスポンプの流れモデル
を示す図。
【図5】従来のボルテックスポンプの構造を示す断面
図。
【図6】従来のその他の各種ボルテックスポンプの形状
を示す図。
【図7】従来のボルテックスポンプに対する流れモデル
を示す図。
【図8】一般の汚水ポンプと従来のボルテックスポンプ
の性能を比較して示す特性図。
【符号の説明】
1・・・羽根車 2・・・ポンプケーシング 3・・・電動機軸 4・・・メカニカルシール 5・・・負荷側ブラケット 6・・・中間ケーシング 7・・・メカニカルシール室 8・・・水中ケーブル 9・・・吊具 21・・・吸込口 22・・・吐出口 23・・・脚 24・・・吸込側壁面 25・・・吐出ノズル部 26・・・段差部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開放形羽根車を有し、その羽根車翼の反
    主板側端部とその端部が向かい合うポンプケーシングの
    吸込側壁面との間隙を広く形成してなるボルテックスポ
    ンプに於て、前記羽根車の主板を中心軸に対し略垂直に
    配設し、該羽根車の翼幅は半径方向外方に位置するほど
    広くなり、ポンプケーシングの吸込側壁面と羽根車翼と
    の軸方向距離が半径方向外方ほど小さくなるように構成
    していることを特徴とするボルテックスポンプ。
  2. 【請求項2】 前記羽根車の翼間通路幅は半径方向外方
    ほど広くなる様に構成されており、該羽根車の翼間通路
    部及びポンプケーシングの吸込側壁面で形成される空間
    により決定される異物の自由通過径が略一定となるよう
    に構成されている請求項1のボルテックスポンプ。
JP11040151A 1999-02-18 1999-02-18 ボルテックスポンプ Pending JP2000240584A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008544132A (ja) * 2005-06-16 2008-12-04 エガー ポンプス テクノロジー エージー 遠心ポンプ
WO2009081465A1 (ja) * 2007-12-21 2009-07-02 Yonehara Giken Co., Ltd. 加圧遠心ポンプ
JP2011026983A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Nidec Sankyo Corp ポンプ装置
JP2013108506A (ja) * 2013-03-11 2013-06-06 Egger Pumps Technology Ag 遠心ポンプ
JP2014015920A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Kawamoto Pump Mfg Co Ltd セミオープン羽根車
EP2683945B1 (en) 2011-03-08 2015-10-21 Egger Pumps Technology AG Free-flow pump
US11578822B2 (en) 2013-12-09 2023-02-14 Hilti Aktiengesellschaft Device for passing pipes or cables through an opening in a building

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008544132A (ja) * 2005-06-16 2008-12-04 エガー ポンプス テクノロジー エージー 遠心ポンプ
WO2009081465A1 (ja) * 2007-12-21 2009-07-02 Yonehara Giken Co., Ltd. 加圧遠心ポンプ
JP2011026983A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Nidec Sankyo Corp ポンプ装置
EP2683945B1 (en) 2011-03-08 2015-10-21 Egger Pumps Technology AG Free-flow pump
JP2014015920A (ja) * 2012-07-11 2014-01-30 Kawamoto Pump Mfg Co Ltd セミオープン羽根車
JP2013108506A (ja) * 2013-03-11 2013-06-06 Egger Pumps Technology Ag 遠心ポンプ
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