JP2001193682A - ボルテックス形ポンプ - Google Patents
ボルテックス形ポンプInfo
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- JP2001193682A JP2001193682A JP2000001008A JP2000001008A JP2001193682A JP 2001193682 A JP2001193682 A JP 2001193682A JP 2000001008 A JP2000001008 A JP 2000001008A JP 2000001008 A JP2000001008 A JP 2000001008A JP 2001193682 A JP2001193682 A JP 2001193682A
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- Japan
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- flow path
- impeller
- pump casing
- vortex
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸動力の変化を最小限に抑えながらポンプ性
能特性を向上できるようにしたボルテックス形ポンプを
提供する。 【解決手段】 ポンプケーシング４３の巻始めａから、
２２５゜以上の、例えば２７０゜の巻き角度ｇまでの範
囲の円形流路部４４と、それ以降の該円形流路部４４か
ら吐出口４３ａまでを円滑に結ぶボリュート流路部４５
とを有し、円形流路部４４におけるポンプケーシング４
３の内径Ｄ２を羽根車４２の外径Ｄ３の約１．２倍に設
定した。
能特性を向上できるようにしたボルテックス形ポンプを
提供する。 【解決手段】 ポンプケーシング４３の巻始めａから、
２２５゜以上の、例えば２７０゜の巻き角度ｇまでの範
囲の円形流路部４４と、それ以降の該円形流路部４４か
ら吐出口４３ａまでを円滑に結ぶボリュート流路部４５
とを有し、円形流路部４４におけるポンプケーシング４
３の内径Ｄ２を羽根車４２の外径Ｄ３の約１．２倍に設
定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水処理装置
における下水の送水等に用いられるボルテックス形ポン
プに係り、特に軸動力の変化を最小限に抑えつつ、ポン
プ性能特性を向上させたボルテックス形ポンプに関す
る。
における下水の送水等に用いられるボルテックス形ポン
プに係り、特に軸動力の変化を最小限に抑えつつ、ポン
プ性能特性を向上させたボルテックス形ポンプに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ボルテックス形ポンプは、羽根車の翼下
面とポンプケーシング底面との間に大きな間隔を有し、
異物によるポンプ内での閉塞事故の発生が少ないため
に、汚水・汚物用ポンプとして広く使用されている。
面とポンプケーシング底面との間に大きな間隔を有し、
異物によるポンプ内での閉塞事故の発生が少ないため
に、汚水・汚物用ポンプとして広く使用されている。
【０００３】従来の一般的なボルテックス形ポンプの構
造を図３に示す。これは、主軸１を駆動するモータ部２
と、該主軸１の回転によって揚水を行うポンプ部３とを
一体に備えている。そして、ポンプ部３の圧力水がモー
タ部２側へ漏洩しないように、ポンプ部３とモータ部２
の間を上部メカニカルシール４ａ及び下部メカニカルシ
ール４ｂで２重に軸封したものである。
造を図３に示す。これは、主軸１を駆動するモータ部２
と、該主軸１の回転によって揚水を行うポンプ部３とを
一体に備えている。そして、ポンプ部３の圧力水がモー
タ部２側へ漏洩しないように、ポンプ部３とモータ部２
の間を上部メカニカルシール４ａ及び下部メカニカルシ
ール４ｂで２重に軸封したものである。
【０００４】前記モータ部２には、前記主軸１と一体に
回転するロータ５と、ステータ巻線６を備えたステータ
７とがモータ室８内に収納されて備えられている。この
モータ室８は、上方に開口した略円筒状のモータフレー
ム１０と該モータフレーム１０の上端に連結したモータ
カバー１１で水密的に封止されているとともに、上部に
は、水中ケーブル１２が接続されている。
回転するロータ５と、ステータ巻線６を備えたステータ
７とがモータ室８内に収納されて備えられている。この
モータ室８は、上方に開口した略円筒状のモータフレー
ム１０と該モータフレーム１０の上端に連結したモータ
カバー１１で水密的に封止されているとともに、上部に
は、水中ケーブル１２が接続されている。
【０００５】そして、前記主軸１は、前記モータカバー
１１に取付けた上部軸受１３と前記モータフレーム１０
の下端に連結した負荷側ブラケット１４の内周面に取付
けた下部軸受１５を介して回転自在に支承されている。
更に、前記モータカバー１１の上面には、湧水現場への
吊下げや移動を行なう把手１６が設けられている。
１１に取付けた上部軸受１３と前記モータフレーム１０
の下端に連結した負荷側ブラケット１４の内周面に取付
けた下部軸受１５を介して回転自在に支承されている。
更に、前記モータカバー１１の上面には、湧水現場への
吊下げや移動を行なう把手１６が設けられている。
【０００６】一方、前記ポンプ部３には、複数の翼２０
を有し前記主軸１の先端にこれと一体に回転するように
連結されたボルテックス形羽根車２１が備えられてい
る。この羽根車２１は、吐出口２２ａと吸込口２２ｂを
有し、内部をポンプ室２３としたポンプケーシング２２
で覆われて、下部から汚水・汚物等を吸い込んで側面か
ら吐出するようになっている。ここに、前記吐出口２２
ａには、吐出曲管２４が連結されている。
を有し前記主軸１の先端にこれと一体に回転するように
連結されたボルテックス形羽根車２１が備えられてい
る。この羽根車２１は、吐出口２２ａと吸込口２２ｂを
有し、内部をポンプ室２３としたポンプケーシング２２
で覆われて、下部から汚水・汚物等を吸い込んで側面か
ら吐出するようになっている。ここに、前記吐出口２２
ａには、吐出曲管２４が連結されている。
【０００７】前記羽根車２１の翼２０の下端面とポンプ
ケーシング２２の底面の間には、ボルテックス形ポンプ
の特徴である広い空隙が設けられており、比較的大きな
異物でも容易に排出することができるようになってい
る。また、ポンプケーシング２２には、ポンプを自立さ
せるようにしたポンプ台２５が取付けられている。
ケーシング２２の底面の間には、ボルテックス形ポンプ
の特徴である広い空隙が設けられており、比較的大きな
異物でも容易に排出することができるようになってい
る。また、ポンプケーシング２２には、ポンプを自立さ
せるようにしたポンプ台２５が取付けられている。
【０００８】前記メカニカルシール４ａ，４ｂは、前記
負荷側ブラケット１４とポンプケーシング２２とを接続
する中間ケーシング３０と該負荷側ブラケット１４とで
区画されたメカニカルシール室３１内に配置され、この
軸封部には、メカニカルシール摺動面の潤滑と冷却を行
う油が封入されている。また、メカニカルシール４ａ，
４ｂの寿命を長くするため、前記中間ケーシング３０と
羽根車２１のボス部との間にオイルシール３２が組み込
まれて、砂等の異物がメカニカルシール摺動面に接近す
るのを防いでいる。
負荷側ブラケット１４とポンプケーシング２２とを接続
する中間ケーシング３０と該負荷側ブラケット１４とで
区画されたメカニカルシール室３１内に配置され、この
軸封部には、メカニカルシール摺動面の潤滑と冷却を行
う油が封入されている。また、メカニカルシール４ａ，
４ｂの寿命を長くするため、前記中間ケーシング３０と
羽根車２１のボス部との間にオイルシール３２が組み込
まれて、砂等の異物がメカニカルシール摺動面に接近す
るのを防いでいる。
【０００９】ここに、前記ポンプケーシング２２として
は、図４に示すように、巻始めａ（０゜）から巻き角度
がｂ（４５゜），ｃ（９０゜），ｄ（１３５゜）…と増
大するにつれてに徐々に拡径して、吐出口２２ａに円滑
に繋がるボリュート形状のものが一般に使用されて、ポ
ンプケーシング２２の内部に流路断面積が徐々に増加す
るボリュート流路部２６が区画形成されていた。また、
羽根車２１の外周面とポンプケーシング２２の内壁面と
の間の隙間Ｓ１は、異物の詰まりを防止するため、羽根
車２１の外径Ｄ１に対して比較的広く設定されていた。
は、図４に示すように、巻始めａ（０゜）から巻き角度
がｂ（４５゜），ｃ（９０゜），ｄ（１３５゜）…と増
大するにつれてに徐々に拡径して、吐出口２２ａに円滑
に繋がるボリュート形状のものが一般に使用されて、ポ
ンプケーシング２２の内部に流路断面積が徐々に増加す
るボリュート流路部２６が区画形成されていた。また、
羽根車２１の外周面とポンプケーシング２２の内壁面と
の間の隙間Ｓ１は、異物の詰まりを防止するため、羽根
車２１の外径Ｄ１に対して比較的広く設定されていた。
【００１０】この種のボルテックス形ポンプにあって
は、ポンプケーシング２２の内部に、羽根車２１の回転
に伴う遠心作用によって翼２０から流出した流体がポン
プケーシング２２内の液体と運動量交換を行った後に再
び翼２０の内部に流入する再循環流Ｘと、羽根車２１の
回転方向に沿った回転流れＹが存在しており、締切り側
の揚程を高くしてポンプ性能特性を向上させるための手
段として、羽根車２１の翼２０の出口角及びその幅を調
整することが広く行われていた。
は、ポンプケーシング２２の内部に、羽根車２１の回転
に伴う遠心作用によって翼２０から流出した流体がポン
プケーシング２２内の液体と運動量交換を行った後に再
び翼２０の内部に流入する再循環流Ｘと、羽根車２１の
回転方向に沿った回転流れＹが存在しており、締切り側
の揚程を高くしてポンプ性能特性を向上させるための手
段として、羽根車２１の翼２０の出口角及びその幅を調
整することが広く行われていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術のように、羽根車の翼の出口角及びその幅を調整し
て、ボルテックス形ポンプにおける締切り側の揚程を高
くすると、締切り側の揚程のみならず、大流量側の揚程
も高くなり、軸動力も同時に増加してしまうといった問
題があった。
技術のように、羽根車の翼の出口角及びその幅を調整し
て、ボルテックス形ポンプにおける締切り側の揚程を高
くすると、締切り側の揚程のみならず、大流量側の揚程
も高くなり、軸動力も同時に増加してしまうといった問
題があった。
【００１２】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、軸動力の変化を最小限に抑えながら、ポンプ性能特
性を向上できるようにしたボルテックス形ポンプを提供
することを目的とする。
で、軸動力の変化を最小限に抑えながら、ポンプ性能特
性を向上できるようにしたボルテックス形ポンプを提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ポンプケーシングの巻始めから、少なくとも２２５
゜以上の所定の巻き角度までの範囲の円形流路部と、そ
れ以降の該円形流路部から吐出口までを円滑に結ぶボリ
ュート流路部とを有し、前記円形流路部におけるポンプ
ケーシングの内径を羽根車の外径の約１．２倍に設定し
たことを特徴とするボルテックス形ポンプである。
は、ポンプケーシングの巻始めから、少なくとも２２５
゜以上の所定の巻き角度までの範囲の円形流路部と、そ
れ以降の該円形流路部から吐出口までを円滑に結ぶボリ
ュート流路部とを有し、前記円形流路部におけるポンプ
ケーシングの内径を羽根車の外径の約１．２倍に設定し
たことを特徴とするボルテックス形ポンプである。
【００１４】これにより、ポンプケーシング内部におけ
る異物の詰まりを防止しつつ、羽根車がポンプケーシン
グの内部に存在する流体の再循環流に与えるエネルギを
増大させて、軸動力の変化を最小限に抑えながら高い揚
程性能を実現し、しかも流体がポンプケーシング内部の
流路部に沿って吐出口に向かってスムーズに流れるよう
にすることができる。
る異物の詰まりを防止しつつ、羽根車がポンプケーシン
グの内部に存在する流体の再循環流に与えるエネルギを
増大させて、軸動力の変化を最小限に抑えながら高い揚
程性能を実現し、しかも流体がポンプケーシング内部の
流路部に沿って吐出口に向かってスムーズに流れるよう
にすることができる。
【００１５】請求項２に記載の発明は、前記ポンプケー
シング内部の円形流路部における流路断面積を一定にし
たことを特徴とする請求項１記載のボルテックス形ポン
プである。
シング内部の円形流路部における流路断面積を一定にし
たことを特徴とする請求項１記載のボルテックス形ポン
プである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
を参照して説明する。この実施の形態のボルテックス形
ポンプは、図１に示すように、図３に示す従来例と同様
に、複数の翼４０を有し、主軸４１の先端にこれと一体
に回転するように連結されたボルテックス形羽根車４２
を有し、この羽根車４２はポンプケーシング４３によっ
て覆われて、ポンプケーシング４３の下部の吸込口４３
ｂから汚水・汚物等を吸い込んでその側面の吐出口４３
ａから吐出するようになっている。
を参照して説明する。この実施の形態のボルテックス形
ポンプは、図１に示すように、図３に示す従来例と同様
に、複数の翼４０を有し、主軸４１の先端にこれと一体
に回転するように連結されたボルテックス形羽根車４２
を有し、この羽根車４２はポンプケーシング４３によっ
て覆われて、ポンプケーシング４３の下部の吸込口４３
ｂから汚水・汚物等を吸い込んでその側面の吐出口４３
ａから吐出するようになっている。
【００１７】このボルテックス形ポンプにあっては、ポ
ンプケーシング４３として、巻始めａ（０゜）から巻き
角度ｇ（２７０゜）までの範囲は円形形状で、この巻き
角度ｇから巻き角度ｈ（３１５゜）までの範囲は前記円
形形状から徐々に拡径するボリュート形状で吐出口４３
ａに円滑に繋がる形状のものが使用されている。これに
よって、巻き始めａから巻き角度ｇの範囲（０〜２７０
゜）に円形流路部４４が、巻き角度ｇから巻き角度ｈの
範囲（２７０〜３１５゜）に前記円形流路部４４から吐
出口４３ａまでを円滑に結ぶボリュート流路部４５がそ
れぞれ設けられている。
ンプケーシング４３として、巻始めａ（０゜）から巻き
角度ｇ（２７０゜）までの範囲は円形形状で、この巻き
角度ｇから巻き角度ｈ（３１５゜）までの範囲は前記円
形形状から徐々に拡径するボリュート形状で吐出口４３
ａに円滑に繋がる形状のものが使用されている。これに
よって、巻き始めａから巻き角度ｇの範囲（０〜２７０
゜）に円形流路部４４が、巻き角度ｇから巻き角度ｈの
範囲（２７０〜３１５゜）に前記円形流路部４４から吐
出口４３ａまでを円滑に結ぶボリュート流路部４５がそ
れぞれ設けられている。
【００１８】なお、この例では、ポンプケーシング４３
として、巻始めａ（０゜）から巻き角度ｇ（２７０゜）
までの範囲を円形形状としたものを使用しているが、一
般に約９０゜以内の巻き角度があれば、円形形状をボリ
ュート形状を介して吐出口に円滑に繋げることが可能な
ので、巻き始めａから巻き角度ｆ（２２５゜（＝３１５
゜−９０゜））までの範囲を円形断面としたものを使用
しても良い。
として、巻始めａ（０゜）から巻き角度ｇ（２７０゜）
までの範囲を円形形状としたものを使用しているが、一
般に約９０゜以内の巻き角度があれば、円形形状をボリ
ュート形状を介して吐出口に円滑に繋げることが可能な
ので、巻き始めａから巻き角度ｆ（２２５゜（＝３１５
゜−９０゜））までの範囲を円形断面としたものを使用
しても良い。
【００１９】また、前記円形流路部４４におけるポンプ
ケーシング４３の内径Ｄ２は、羽根車４２の外径Ｄ３の
１．２倍（Ｄ２＝１．２Ｄ３）に設定されている。これ
によって、円形流路部４４における流路断面積が一定
で、かつ羽根車４２の外周面とポンプケーシング４３の
内壁面との間の隙間Ｓ２は、例えば図３に示す従来例に
比べてかなり狭くなっている。
ケーシング４３の内径Ｄ２は、羽根車４２の外径Ｄ３の
１．２倍（Ｄ２＝１．２Ｄ３）に設定されている。これ
によって、円形流路部４４における流路断面積が一定
で、かつ羽根車４２の外周面とポンプケーシング４３の
内壁面との間の隙間Ｓ２は、例えば図３に示す従来例に
比べてかなり狭くなっている。
【００２０】ここで、羽根車４２の外周面とポンプケー
シング４３の内壁面との間の隙間Ｓ ２を狭くすればする
程、ポンプケーシング４３の内部に異物が詰まりやすく
なるが、この程度の広さがあれば、この詰まりをほぼ確
実に防止できることが実験で確かめられている。
シング４３の内壁面との間の隙間Ｓ ２を狭くすればする
程、ポンプケーシング４３の内部に異物が詰まりやすく
なるが、この程度の広さがあれば、この詰まりをほぼ確
実に防止できることが実験で確かめられている。
【００２１】このように、羽根車４２の外周面とポンプ
ケーシング４３の内壁面との間の隙間Ｓ２を異物が詰ま
らない範囲で極力狭くした円形流路部４４をポンプケー
シング４３の円周方向に沿って可能な限り長く設けるこ
とで、翼４０の出口角度やその幅を調整することなく、
すなわち、翼４０の出口角度やその幅を最適な状態に維
持したまま、羽根車４２の回転に伴う遠心作用によって
翼４０から流出した流体がポンプケーシング４３内の液
体と運動量交換を行った後に再び翼４０の内部に流入す
る再循環流Ｘに与えるエネルギを従来例に比して増大さ
せて、軸動力の変化を最小限に抑えながら高い揚程性能
を実現できる。
ケーシング４３の内壁面との間の隙間Ｓ２を異物が詰ま
らない範囲で極力狭くした円形流路部４４をポンプケー
シング４３の円周方向に沿って可能な限り長く設けるこ
とで、翼４０の出口角度やその幅を調整することなく、
すなわち、翼４０の出口角度やその幅を最適な状態に維
持したまま、羽根車４２の回転に伴う遠心作用によって
翼４０から流出した流体がポンプケーシング４３内の液
体と運動量交換を行った後に再び翼４０の内部に流入す
る再循環流Ｘに与えるエネルギを従来例に比して増大さ
せて、軸動力の変化を最小限に抑えながら高い揚程性能
を実現できる。
【００２２】しかも、流体がポンプケーシング４３の内
部の円形流路部４４からボリュート流路部４５に沿って
スムーズに流れて吐出口４３ａから吐出すようにして、
この流れによる損出ヘッドの増大を防止することができ
る。
部の円形流路部４４からボリュート流路部４５に沿って
スムーズに流れて吐出口４３ａから吐出すようにして、
この流れによる損出ヘッドの増大を防止することができ
る。
【００２３】図２は図１に示すボルテックス形ポンプの
性能試験を行った結果を実線で、このポンプに使用され
た羽根車と同じ形状の羽根車を備えた従来の一般的なボ
ルテックス形ポンプの性能試験を行った結果を破線で示
すグラフである。このグラフにより、この実施の形態の
ボルテックス形ポンプにあっては、従来の一般的なボル
テックス形ポンプに比べて、揚程が大幅に向上している
のにも拘わらず、この揚程の向上に伴って、軸動力が増
加していないことが判る。
性能試験を行った結果を実線で、このポンプに使用され
た羽根車と同じ形状の羽根車を備えた従来の一般的なボ
ルテックス形ポンプの性能試験を行った結果を破線で示
すグラフである。このグラフにより、この実施の形態の
ボルテックス形ポンプにあっては、従来の一般的なボル
テックス形ポンプに比べて、揚程が大幅に向上している
のにも拘わらず、この揚程の向上に伴って、軸動力が増
加していないことが判る。
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、羽根車の外周面とポンプケーシングの内壁面との間
の隙間を異物が詰まらない範囲で極力狭くした円形流路
部をポンプケーシングの円周方向に沿って可能な限り長
く設け、しかも、円形流路部と吐出口をボリュート流路
部で円滑に結ぶことで、軸動力の増加を最小限に抑えな
がら、従来のボルテックス形ポンプよりも高い揚程性能
を実現することができる。
ば、羽根車の外周面とポンプケーシングの内壁面との間
の隙間を異物が詰まらない範囲で極力狭くした円形流路
部をポンプケーシングの円周方向に沿って可能な限り長
く設け、しかも、円形流路部と吐出口をボリュート流路
部で円滑に結ぶことで、軸動力の増加を最小限に抑えな
がら、従来のボルテックス形ポンプよりも高い揚程性能
を実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態のボルテックス形ポンプを
示し、（ａ）はポンプケーシングと羽根車の半径方向の
相対位置を示す図で、（ｂ）は同じく軸方向の相対位置
を示す図である。
示し、（ａ）はポンプケーシングと羽根車の半径方向の
相対位置を示す図で、（ｂ）は同じく軸方向の相対位置
を示す図である。
【図２】図１に示すボルテックス形ポンプと従来のボル
テックス形ポンプの性能を比較して示すグラフである。
テックス形ポンプの性能を比較して示すグラフである。
【図３】従来のボルテックス形ポンプの全体を示す縦断
正面図である。
正面図である。
【図４】同じく、（ａ）はポンプケーシングと羽根車の
半径方向の相対位置を示す図で、（ｂ）は同じく軸方向
の相対位置を示す図である。
半径方向の相対位置を示す図で、（ｂ）は同じく軸方向
の相対位置を示す図である。
４０ 翼 ４１ 主軸 ４２ 羽根車 ４３ ポンプケーシング ４３ａ 吐出口 ４３ｂ 吸込口 ４４ 円形流路部 ４５ ボリュート流路部
Claims (2)
- 【請求項１】 ポンプケーシングの巻始めから、少なく
とも２２５゜以上の所定の巻き角度までの範囲の円形流
路部と、それ以降の該円形流路部から吐出口までを円滑
に結ぶボリュート流路部とを有し、前記円形流路部にお
けるポンプケーシングの内径を羽根車の外径の約１．２
倍に設定したことを特徴とするボルテックス形ポンプ。 - 【請求項２】 前記ポンプケーシング内部の円形流路部
における流路断面積を一定にしたことを特徴とする請求
項１記載のボルテックス形ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001008A JP2001193682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | ボルテックス形ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001008A JP2001193682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | ボルテックス形ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193682A true JP2001193682A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18530267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000001008A Pending JP2001193682A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | ボルテックス形ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001193682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100404878C (zh) * | 2003-06-05 | 2008-07-23 | 星光化工机株式会社 | 离心鼓风机 |
| JP2013011241A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Ebara Corp | 輪切形多段ポンプ |
| EP2683945B1 (en) | 2011-03-08 | 2015-10-21 | Egger Pumps Technology AG | Free-flow pump |
-
2000
- 2000-01-06 JP JP2000001008A patent/JP2001193682A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100404878C (zh) * | 2003-06-05 | 2008-07-23 | 星光化工机株式会社 | 离心鼓风机 |
| EP2683945B1 (en) | 2011-03-08 | 2015-10-21 | Egger Pumps Technology AG | Free-flow pump |
| JP2013011241A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Ebara Corp | 輪切形多段ポンプ |
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Legal Events
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