JP2002371985A

JP2002371985A - 自吸式渦巻ポンプ

Info

Publication number: JP2002371985A
Application number: JP2001183613A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yoshino; 眞吉野; Yoji Sato; 洋司佐藤; Nobuhiro Shinomiya; 伸浩四宮
Original assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Current assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】運転開始時にはポンプケーシング１０内の気液
交換が効率良く、速やかに揚水運転に移行でき、しかも
揚水運転中には吐出流が捻転せずに効率の良い自吸式渦
巻ポンプを提供する。【解決手段】ポンプケーシング１０の羽根車室３２か
ら吐出室３４に至る流路に流路方向に沿って仕切壁３６
を設けて吐き出す流体の一部が流入する導出室３８を形
成する。ポンプケーシング１０の外にサイクロンセパレ
ータ２６を設ける。サイクロンセパレータ２６の流入口
２６ａを連通管４２を介して導出室３８に連通し、分離
された気体が流出する流出口２６ｂを連通管４４を介し
て吐出短管１８に連通し、分離された液体が流出する循
環口２６ｃを連通管４６を介して吸込室４８ａ、４８ｂ
に連通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転開始時のポン
プケーシング内の気液交換が効率良く、速やかに揚水運
転に移行できるとともに、効率良く揚水運転ができるよ
うにした自吸式渦巻ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自吸式渦巻ポンプとして、ポンプ
ケーシングと吸込曲管および揚水管内に液体を流入充満
させるための吸込タンクを付設したものがある。また、
特公昭３８−１５５２９号公報や特公昭５０−２１６８
２号公報に示されるように、羽根車室から吐き出す流体
の一部を吐出流路内に旋回流となるように吐き出させ、
羽根車室内の気液混合水の一部をこの旋回流で気体と液
体に分離させ、分離させた液体を羽根車室内に戻すこと
で、羽根車室内の気体を液体に置換し、羽根車室内を液
体で迅速に充満させて、揚水運転を可能とするものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の吸込タンク
を付設するものにあっては、吸込タンクの容量としてポ
ンプケーシングと吸込曲管および揚水管の全容量より大
きなものが必要であり、設備が大型化し、広い設置スペ
ースが必要であった。また、特公昭３８−１５５２９号
公報や特公昭５０−２１６８２号公報に示される技術
は、揚水運転中にも吐出流路内に旋回流を生じさせ、吐
出流を捻転させる傾向にある。そして、吐出配管流路内
での吐出流の捻転は、抵抗損失を増加させる。このため
に、効率良い揚水装置や送水装置を実現できない、とい
う問題があった。

【０００４】本発明は、上述のごとき従来技術の事情に
鑑みてなされたもので、運転開始時にはポンプケーシン
グ内の気液交換が効率良く、速やかに揚水運転に移行で
き、しかも揚水運転中には吐出流が捻転せずに効率の良
い自吸式渦巻ポンプ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】かかる目的を達成するた
めに本発明の自吸式渦巻ポンプは、ポンプケーシングの
羽根車室から吐出室に至る流路に流路方向に沿って仕切
壁を設けて吐き出す流体の一部が流入する導出室を形成
し、前記ポンプケーシングの外に気液分離手段を設け、
前記気液分離手段の流入口を前記導出室に連通し、前記
気液分離手段の分離された気体が流出する流出口を前記
ポンプケーシングの吐出側に連通し、前記気液分離手段
の分離された液体が流出する循環口を前記ポンプケーシ
ングの吸込室に連通して構成されている。

【０００６】そして、前記気液分離手段の流入口と前記
導出室とを連通する連通管に、連通遮断制御自在な開閉
弁を介装し、前記気液分離手段の循環口と前記吸込室と
を連通する連通管に、連通遮断制御自在な他の開閉弁を
介装して構成しても良い。

【０００７】また、前記気液分離手段の循環口と前記吸
込室とを連通する連通管に、連通遮断制御自在な開閉弁
を介装し、前記気液分離手段の流出口と前記ポンプケー
シングの吐出側とを連通する連通管に、連通遮断制御自
在な他の開閉弁を介装して構成しても良い。

【０００８】さらに、前記気液分離手段の流入口と前記
導出室とを連通する連通管に、連通遮断制御自在な開閉
弁を介装し、前記気液分離手段の流出口と前記ポンプケ
ーシングの吐出側とを連通する連通管に、連通遮断制御
自在な他の開閉弁を介装して構成しても良い。

【０００９】また、本発明の自吸式渦巻ポンプは、ポン
プケーシングの羽根車室から吐出室に至る流路に流路方
向に沿って仕切壁を設けて吐き出す流体の一部が流入す
る導出室を形成し、前記ポンプケーシングの外に気液分
離手段を設け、前記気液分離手段の流入口を前記導出室
に連通し、前記気液分離手段の分離された気体が流出す
る流出口に流出管の一端を連通し、この流出管の他端を
前記ポンプケーシングおよびこれに接続される流路の外
部に連通し、前記流出管に連通遮断制御自在な開閉弁を
介装し、前記気液分離手段の分離された液体が流出する
循環口を前記ポンプケーシングの吸込室に連通して構成
されても良い。

【００１０】そして、前記気液分離手段の流入口と前記
導出室とを連通する連通管および前記気液分離手段の循
環口と前記吸込室とを連通する連通管のいずれか一方ま
たは双方に、連通遮断制御自在な開閉弁を介装して構成
することもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例を図１ないし
図３を参照して説明する。図１は、本発明の自吸式渦巻
ポンプの第１実施例の正面断面図である。図２は、図１
の一部切り欠き縦断面図である。図３は、本発明の自吸
式渦巻ポンプの第１実施例の配管図である。

【００１２】まず、本発明の自吸式渦巻ポンプの第１実
施例の全体構造を図３を参照して説明する。図３に示す
ごとく、ポンプケーシング１０の吸込側に、吸込曲管１
２および揚水管１４を順次接続して、吸込水槽１６に連
通される。揚水管１４の下端は、吸込水槽１６の水面下
に没入される。また、ポンプケーシング１０の吐出側
に、吐出短管１８と逆止弁２０と主開閉弁２２および吐
出管２４が順次接続される。そして、ポンプケーシング
１０の外に気液分離手段としてのサイクロンセパレータ
２６が適宜に設けられる。

【００１３】また、ポンプケーシング１０内にあって
は、図２に示すごとく、ポンプケーシング１０の渦巻状
の略中心には、図示しない駆動機に連結されたポンプ軸
２８に羽根車３０が固定されて矢印方向に駆動回転され
る。そして、羽根車３０の周囲の羽根車室３２から吐出
短管１８に連通する吐出室３４に至る流路に、流路を分
割するように、流路方向に沿って仕切壁３６が設けら
れ、吐き出す流体の一部が流入する導出室３８が形成さ
れる。

【００１４】そして、図１および図２に示すごとく、こ
の導出室３８の先端は閉塞され、先端部に設けた開口４
０に連通管４２の一端が連通され他端がサイクロンセパ
レータ２６の流入口２６ａに連通される。また、サイク
ロンセパレータ２６で気液混合水から分離された気体が
流出する流出口２６ｂに連通管４４の一端が連通され他
端が吐出短管１８に連通される。さらに、サイクロンセ
パレータ２６で気液混合水から分離された液体が流出す
る循環口２６ｃに連通管４６の一端が連通され、２つに
分岐されてそれぞれポンプケーシング１０の両側の吸込
室４８ａ，４８ｂに連通される。

【００１５】かかる構成において、運転開始前にポンプ
ケーシング１０内に水を充満させて、主開閉弁２２を開
成し、図示しない駆動機を起動して羽根車３０を駆動回
転させる。すると、羽根車３０の回転にともない左右の
吸込室４８ａ，４８ｂの水が羽根車室３２へ移動させら
れ、吸込室４８ａ，４８ｂ内が負圧となり、揚水管１４
の水位が上昇するとともに、揚水管１４内の空気が吸込
室４８ａ，４８ｂに吸い込まれ、ポンプケーシング１０
の羽根車室３２内で水と空気が撹拌されて気液混合水と
なる。この気液混合水は、羽根車室３２から吐出室３４
に吐き出されるとともに、その一部が導出室３８に吐き
出される。この導出室３８に吐き出された気液混合水
は、開口４０から連通管４２を経てサイクロンセパレー
タ２６内に流入口２６ａから流入する。そこで、気液混
合水は、サイクロンセパレータ２６内で、遠心分離作用
により水と空気に分離され、水は循環口２６ｃから連通
管４６を経て吸込室４８ａ，４８ｂに再び吸引される。
また、分離された空気は、流出口２６ｂと連通管４４を
経て吐出短管１８に移動される。

【００１６】かかる作用により、羽根車室３２内の気液
混合水の一部がサイクロンセパレータ２６で水と空気に
分離され、空気が排除されて水のみが戻ることにより、
空気が排除された分だけ吸込室４８ａ，４８ｂは負圧が
生じ、さらに揚水管１４の水位が上昇する。この自吸運
転を継続することで、ポンプケーシング１０内の空気が
迅速に排出されて、揚水管１４と吸込曲管１２ならびに
羽根車室３２が水で満水とされ、揚水管１４内の水が吸
込室４８ａ，４８ｂに流入して、揚水運転が開始され
る。

【００１７】このようにして揚水運転が開始されると、
サイクロンセパレータ２６には、気液混合水に代えて、
空気の混入していない水が流入し、その一部が連通管を
介して吐出短管１８に流入し、残りの一部は連通管４６
を介して吸込室４８ａ，４８ｂに流入する。ここで、吐
出短管１８にサイクロンセパレータ２６から流入する水
の流速は、サイクロンセパレータ２６の流入口２６ａに
流入する流速よりも大幅に低下しており、吐出短管１８
内で吐出流に旋回を生じさせることはない。

【００１８】次に、本発明の第２実施例を図４を参照し
て説明する。図４は、本発明の自吸式渦巻ポンプの第２
実施例の配管図である。図４において、図１ないし図３
に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付け
て重複する説明を省略する。

【００１９】図４において、図３に示す第１実施例の配
管図と相違するところは、次の点にある。サイクロンセ
パレータ２６の循環口２６ｃとポンプケーシング１０の
吸込室４８ａ，４８ｂを連通する連通管４６に、連通遮
断制御自在な第１の開閉弁５０，５０が介装される。ま
た、サイクロンセパレータ２６の流入口２６ａとポンプ
ケーシング１０の導出室３８の開口４０を連通する連通
管４２に連通遮断制御自在な第２の開閉弁５２が介装さ
れる。なお、サイクロンセパレータ２６の流出口２６ｂ
と吐出短管１８を連通する連通管４４には、開閉弁が介
装されていない。

【００２０】かかる構成からなる本発明の自吸式渦巻ポ
ンプの第２実施例にあっては、運転開始前には、第１と
第２の開閉弁５０，５０，５２をいずれも開成して、第
１実施例と同様に運転を開始する。そして、揚水運転の
状態に至ると、第１と第２の開閉弁５０，５０，５２は
いずれも閉成される。この第１と第２の開閉弁５０，５
０，５２の閉成は、手動操作でなされても良いが、吐出
管２４内などの吐出側の吐出流の圧力を適宜に検知し、
圧力が所定値以上となれば第１と第２の開閉弁５０，５
０，５２を自動的に閉成しても良い。

【００２１】この揚水運転の状態で、第１と第２の開閉
弁５０，５０，５２を閉成することで、サイクロンセパ
レータ２６に導出室３８から水が流入するようなことが
なく、導出室３８からサイクロンセパレータ２６を経て
吸込室４８ａ，４８ｂへの逆流が防止される。また、吐
出短管１８へサイクロンセパレータ２６からの流れもな
く、吐出短管１８内の吐出流に悪影響が全くない。

【００２２】さらに、本発明の第３実施例を図５を参照
して説明する。図５は、本発明の自吸式渦巻ポンプの第
３実施例の配管図である。図５において、図１ないし図
４に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付
けて重複する説明を省略する。

【００２３】図５において、図３に示す第１実施例の配
管図と相違するところは、次の点にある。サイクロンセ
パレータ２６の循環口２６ｃとポンプケーシング１０の
吸込室４８ａ，４８ｂを連通する連通管４６に、連通遮
断制御自在な第１の開閉弁５０，５０が介装される。ま
た、サイクロンセパレータ２６の流出口２６ｂと吐出短
管１８を連通する連通管４４に、連通遮断制御自在な第
３の開閉弁５４が介装される。なお、サイクロンセパレ
ータ２６の流入口２６ａとポンプケーシング１０の導出
室３８の開口４０を連通する連通管４２には、開閉弁が
介装されていない。

【００２４】かかる構成からなる本発明の自吸式渦巻ポ
ンプの第３実施例にあっては、第２実施例と同様に、運
転開始前に第１と第３の開閉弁５０，５０，５４をいず
れも開成し、揚水運転の状態に至ると、第１と第３の開
閉弁５０，５０，５４がいずれも閉成される。そこで、
サイクロンセパレータ２６内に、導出室３８から水が流
入してもその出口がすべて閉塞されており、サイクロン
セパレータ２６はポンプケーシング１０および吐出短管
１８から実質的に切り離され、吐出短管１８内の吐出流
に何ら悪影響を与えることがない。また、導出室３８か
ら吸込室４８ａ，４８ｂへの戻りもなく、それだけ効率
も良いものとなる。

【００２５】さらに、本発明の自吸式渦巻ポンプにあっ
ては、図４および図５に示す第２実施例および第３実施
例の構造に限られず、サイクロンセパレータ２６の流入
口２６ａと導出室３８の開口４０とを連通する連通管４
２に、第２の開閉弁５２を介装し、サイクロンセパレー
タ２６の流出口２６ｂと吐出短管１８を連通する連通管
４４に、第３の開閉弁５４を介装しても良い。揚水運転
の状態で、第２と第３の開閉弁５２，５４を閉成すれ
ば、サイクロンセパレータ２６はポンプケーシング１０
および吐出短管１８から実質的に切り離され、揚水運転
に何ら悪影響を与えることがない。そして、サイクロン
セパレータ２６の流入口２６ａと流出口２６ｂおよび循
環口２６ｃに連通する連通管４２，４４，４６のいずれ
にも連通遮断制御自在な開閉弁を介装させても良い。

【００２６】また、本発明の第４実施例を図６を参照し
て説明する。図６は、本発明の自吸式渦巻ポンプの第４
実施例の配管図である。図６において、図１ないし図５
に示すものと同じまたは均等な部材には同じ符号を付け
て重複する説明を省略する。

【００２７】図６において、図３に示す第１実施例の配
管図と相違するところは、次の点にある。サイクロンセ
パレータ２６の流出口２６ｂに、流出管６０の一端が連
通され、この流出管６０の他端が吸込水槽１６の水面上
に開口して、大気と連通される。そして、流出管６０
に、連通遮断制御自在な第４の開閉弁６２が介装され
る。なお、サイクロンセパレータ２６の流出口２６ｂと
吐出短管１８は連通されていない。

【００２８】かかる構成からなる本発明の自吸式渦巻ポ
ンプの第４実施例にあっては、運転開始前に第４の開閉
弁６２を開成し、揚水運転の状態に至ると、第４の開閉
弁６２が閉成される。この第４実施例の構成を採用する
理由は、次のようなものである。本発明の自吸式渦巻ポ
ンプよりも図示しない吐出水槽が高い位置にあり、逆止
弁２０に実揚程に応じた圧力が加わるような場合に、図
３に示す第１実施例の配管構造では、サイクロンセパレ
ータ２６で分離されて流出口２６ｂから連通管４４を介
して吐出短管１８に流出された空気が、逆止弁２０を通
過できずにそこに溜まり、効率良く排出できない虞があ
る。そこで、図６のごとき配管構造とすることで、自吸
運転では第４の開閉弁６２を開成すれば、サイクロンセ
パレータ２６の流出口２６ｂは大気圧が作用するだけで
あり、サイクロンセパレータ２６で分離された空気が確
実に大気に排出でき、それだけ気液交換の効率が良くな
る。そして、湯水運転が開始されれば、第４の開閉弁６
２を閉成して、サイクロンセパレータ２６に流入する水
が、流出管６０を介してポンプケーシング１０およびこ
れに接続される流路の外部に流出させるようなことがな
い。

【００２９】この第４の実施例にあっては、流出管６０
の他端が吸込水槽１６の水面上に開口されるものに限ら
れず、ポンプケーシング１０およびこれに接続される吐
出短管１８や吐出管２４や吸込曲管１２および揚水管１
４などの流路の外部の大気中に開口されていても良い。
さらに、流出管６０の他端が吸込水槽１６の水面下に没
入されていても良い。また、サイクロンセパレータ２６
の流入口２６ａと導出室３８を連通する連通管４２およ
び循環口２６ｃと吸込室４８ａ、４８ｂを連通する連通
管４６のいずれか一方または双方に、連通遮断制御自在
な開閉弁を介装させても良い。揚水運転中にはこの連通
管に介装した開放弁を閉成することで、サイクロンセパ
レータ２６をポンプケーシング１０から実質的に切り離
すことができる。

【００３０】なお、上記実施例では両吸込渦巻ポンプの
例を示しているが、これに限れるものでなく、片吸込渦
巻ポンプに応用できることは勿論である。そして、気液
分離手段は、サイクロンセパレータ２６に限られず気液
混合水（気液混合液）を気体と液体に適宜に分離できれ
ば、いかなる手段であっても良い。さらに、上記実施例
では液体として水を例としているが、いかなる液体を対
象とするものであっても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の自吸式渦巻
ポンプは構成されているので、以下のごとき格別な効果
を奏する。

【００３２】請求項１記載の自吸式渦巻ポンプにあって
は、運転開始の際に、羽根車室内の気液混合水の一部が
気液分離手段で気体と液体に分離され、液体だけが吸込
室に戻されるとともに気体は吐出側へ排除されるので、
羽根車室と吸込曲管および揚水管内の気体が迅速に排除
され、羽根車室が液体で充満されて揚水運転への移行が
早い。また、揚水運転の状態にあっては、気液分離手段
から吐出側への流れは、比較的に緩やかであり、吐出側
の吐出流に旋回流を生じさせることがなく、吐出配管流
路で不要な損失を生じることがなく、効率が良い。

【００３３】請求項２ないし請求項４および請求項６記
載のいずれの自吸式渦巻ポンプにあっても、請求項１と
同様に運転開始の際には、迅速に揚水運転に移行でき
る。しかも、揚水運転の状態では、気液分離手段に連通
する連通管に介装した開閉弁を閉成して、実質的に気液
分離手段をポンプケーシングから切り離すことで、何ら
吐出側の吐出流に悪影響がなく、より効率が良い。

【００３４】請求項５記載の自吸式渦巻ポンプにあって
は、気液分離手段の流出口が連通遮断制御自在な開閉弁
を介してポンプケーシングおよびこれに接続される流路
の外部に連通しているので、自吸運転にあっては、開閉
弁を開成して、分離された気体を速やかに排出できる。
そして、揚水運転に至れば、開閉弁を閉成することで、
気液分離手段に流入する液体が流出口を経て外部に排出
されるようなことがない。そして、流通管の他端を大気
に連通させるならば、分離された気体を容易かつ確実に
大気に排出することができる。この請求項５記載の自吸
式渦巻ポンプは、吐出水槽が高い位置にあって、逆止弁
に実揚程に応じた圧力が作用して気液分離手段で分離し
た気体を吐出短管内に排出させても逆止弁を通過できな
いような場合に、特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自吸式渦巻ポンプの第１実施例の正面
断面図である。

【図２】図１の一部切り欠き縦断面図である。

【図３】本発明の自吸式渦巻ポンプの第１実施例の配管
図である。

【図４】本発明の自吸式渦巻ポンプの第２実施例の配管
図である。

【図５】本発明の自吸式渦巻ポンプの第３実施例の配管
図である

【図６】本発明の自吸式渦巻ポンプの第４実施例の配管
図である。

【符号の説明】

１０ポンプケーシング１２吸込曲管１４揚水管１８吐出短管２６サイクロンセパレータ２６ａ流入口２６ｂ流出口２６ｃ循環口３０羽根車３２羽根車室３４吐出室３６仕切壁３８導出室４０開口４２，４４，４６連通管４８ａ，４８ｂ吸込室５０第１の開閉弁５２第２の開閉弁５４第３の開閉弁６０流出管６２第４の開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者四宮伸浩静岡県三島市三好町３番27号株式会社電業社機械製作所三島事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプケーシングの羽根車室から吐出室
に至る流路に流路方向に沿って仕切壁を設けて吐き出す
流体の一部が流入する導出室を形成し、前記ポンプケー
シングの外に気液分離手段を設け、前記気液分離手段の
流入口を前記導出室に連通し、前記気液分離手段の分離
された気体が流出する流出口を前記ポンプケーシングの
吐出側に連通し、前記気液分離手段の分離された液体が
流出する循環口を前記ポンプケーシングの吸込室に連通
して構成したことを特徴とする自吸式渦巻ポンプ。
【請求項２】請求項１記載の自吸式渦巻ポンプにおい
て、前記気液分離手段の流入口と前記導出室とを連通す
る連通管に、連通遮断制御自在な開閉弁を介装し、前記
気液分離手段の循環口と前記吸込室とを連通する連通管
に、連通遮断制御自在な他の開閉弁を介装して構成した
ことを特徴とする自吸式渦巻ポンプ。
【請求項３】請求項１記載の自吸式渦巻ポンプにおい
て、前記気液分離手段の循環口と前記吸込室とを連通す
る連通管に、連通遮断制御自在な開閉弁を介装し、前記
気液分離手段の流出口と前記ポンプケーシングの吐出側
とを連通する連通管に、連通遮断制御自在な他の開閉弁
を介装して構成したことを特徴とする自吸式渦巻ポン
プ。
【請求項４】請求項１記載の自吸式渦巻ポンプにおい
て、前記気液分離手段の流入口と前記導出室とを連通す
る連通管に、連通遮断制御自在な開閉弁を介装し、前記
気液分離手段の流出口と前記ポンプケーシングの吐出側
とを連通する連通管に、連通遮断制御自在な他の開閉弁
を介装して構成したことを特徴とする自吸式渦巻ポン
プ。
【請求項５】ポンプケーシングの羽根車室から吐出室
に至る流路に流路方向に沿って仕切壁を設けて吐き出す
流体の一部が流入する導出室を形成し、前記ポンプケー
シングの外に気液分離手段を設け、前記気液分離手段の
流入口を前記導出室に連通し、前記気液分離手段の分離
された気体が流出する流出口に流出管の一端を連通し、
この流出管の他端を前記ポンプケーシングおよびこれに
接続される流路の外部に連通し、前記流出管に連通遮断
制御自在な開閉弁を介装し、前記気液分離手段の分離さ
れた液体が流出する循環口を前記ポンプケーシングの吸
込室に連通して構成したことを特徴とする自吸式渦巻ポ
ンプ。
【請求項６】請求項５記載の自吸式渦巻ポンプにおい
て、前記気液分離手段の流入口と前記導出室とを連通す
る連通管および前記気液分離手段の循環口と前記吸込室
とを連通する連通管のいずれか一方または双方に、連通
遮断制御自在な開閉弁を介装して構成したことを特徴と
する自吸式渦巻ポンプ。
【請求項７】請求項１ないし６記載のいずれか１つの
自吸式渦巻ポンプにおいて、前記気液分離手段をサイク
ロンセパレータで構成したことを特徴とする自吸式渦巻
ポンプ。