JP2005090313A - 無閉塞ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】繊維状の異物であってもこれを容易に通過させることができる無閉塞ポンプを提供すること。
【解決手段】ポンプ吸込口２１とポンプ吐出口２３とを有するケーシング２０内に羽根車３０を設置してなるポンプである。ポンプ吸込口２１の部分に、ポンプに吸い込まれる異物を羽根車３０の外周方向に向けて押し遣る形状の整流装置５０を設置する。整流装置５０は、中央から半径方向外側に向けて張り出すとともにその外周辺を異物ガイド辺５３１とした１つまたは複数の整流部材５３を具備して構成され、且つ異物ガイド辺５３１はポンプ吸込口２１の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚水排水ポンプ等として用いて好適な無閉塞ポンプに関するものである。

従来、汚水中継ポンプ場や道路排水ポンプ場等では、その揚排水ポンプ（汚水排水ポンプ）として渦巻ポンプが使用されている。この種の用途に使用される渦巻ポンプにおいては、ポンプに流入するタオルやオムツ等の繊維状異物が羽根車に絡まり、閉塞しないようにするため、ポンプのケーシング内周面に排出用スリットを設けたり、繊維状異物が羽根車の外周側に容易に導かれるように羽根車として後退翼羽根車を採用する等の対策がなされていた。

図１１はこの種従来の汚水排水ポンプとして用いられる渦巻ポンプ２００を示す側断面図である。同図に示すようにこの渦巻ポンプ２００は、ポンプ吸込口２１１とポンプ吐出口２１３とを有するケーシング２１０内に羽根車２２０を設置し、前記羽根車２２０の駆動軸２３０をケーシング２１０の上部に設置した駆動手段（モータ）２４０によって回転駆動することで、ポンプ吸込口２１１から吸い込んだ水をポンプ吐出口２１３から吐出するように構成されている。そしてこの渦巻ポンプ２００においては、これを無閉塞とするため、前述のように羽根車２２０を後退翼羽根車とし、またケーシング２１０の内周面の羽根車２２０の翼に対向する部分に排出用スリットを設けている。

しかしながら上記従来の渦巻ポンプ２００による異物の絡まり防止機構は、比較的大口径のポンプでは効果的であるが、小口径のポンプで流入した繊維状異物が口径に対して大きい場合は、異物の排出が容易には行われずポンプが閉塞してしまう恐れがあった。

図１２は繊維状の異物ａがポンプを閉塞する際の過程を示す説明図である。即ちまず図１２（ａ）に示すように羽根車２２０の回転により生じるポンプ吸込口２１１の旋回流により、繊維状の異物ａは羽根車２２０の中心に向かって流入する。このとき異物ａは旋回流によって捩れる。次に捩れた状態で流入した異物ａは、図１２（ｂ）に示すようにその先端が羽根車２２０の中心に衝突し、後続の部分も流れに沿って中心部へ押し込まれる。そして羽根車２２０の中心に衝突した異物ａは図１２（ｃ）に示すように羽根車２２０の前面で解かれ、羽根車２２０の中心を跨ぎ、羽根車２２０を構成する二枚の翼の両側に形成される二つの流入部２２３，２２３へ流入する。これにより異物ａは二つの流入部２２３，２２３で引っ張られることとなり羽根車２２０を通過できなくなる。このためたとえ羽根車２２０を後退翼羽根で構成したり、ケーシング２１０内に排出用スリットを形成したりしていても、これらの作用が発揮されるよりも上流側の部分で、羽根車２２０の流路が閉塞されてしまうこととなるのである。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、繊維状の異物であってもこれを容易に通過させることができる無閉塞ポンプを提供することにある。

本願の請求項１に記載の発明は、ポンプ吸込口とポンプ吐出口とを有するケーシング内に羽根車を設置してなるポンプであって、ポンプ吸込口の部分に、ポンプに吸い込まれる異物を羽根車の外周方向に向けて押し遣る形状の整流装置を設置したことを特徴とする無閉塞ポンプにある。

本願の請求項２に記載の発明は、前記整流装置は、中央から半径方向外側に向けて張り出すとともにその外周辺を異物ガイド辺とした１つまたは複数の整流部材を具備して構成され、且つこれら異物ガイド辺はポンプ吸込口の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無閉塞ポンプにある。

本願請求項３に記載の発明は、前記整流部材は、板状又は棒状であることを特徴とする請求項２に記載の無閉塞ポンプにある。

本願の請求項１に記載の発明によれば、ポンプ吸込口の部分にポンプに吸い込まれる異物を羽根車の外周方向に向けて押し遣る形状の整流装置を設置したので、これらの組み合わせによって、たとえ布状、帯状等の繊維状の異物であってもこれらを容易に羽根車の外周側に移動させることができ、これによって繊維状の異物を容易に羽根車を通過させることができ、ポンプの無閉塞性を向上することができる。

またこの無閉塞ポンプにより積極的に異物通過が行えるので、ポンプの上流側に設置される防塵設備や沈砂設備の簡略化が図れ、コスト縮減が可能になる。

本願の請求項２に記載の発明によれば、異物ガイド辺をポンプ吸込口の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状に形成したので、布状、帯状等の繊維状異物をこの異物ガイド辺に沿わせて容易に羽根車の外周方向に向けて押し遣ることができ、これによって容易に羽根車を通過させることができる。

本願の請求項３に記載の発明によれば、整流部材を板状又は棒状に形成したので、構造の簡単な整流装置を構成できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態にかかる無閉塞ポンプ１０を示す側断面図である。同図に示す無閉塞ポンプ１０は渦巻ポンプであり、ポンプ吸込口２１とポンプ吐出口２３とを有するケーシング２０内に羽根車３０を設置するとともに、ケーシング２０の上面（ポンプ吸込口２１と反対側の面）にモータからなる駆動手段４０を取り付け、駆動手段４０の駆動軸４１を羽根車３０の駆動軸３１に連結して構成されている。ポンプ吸込口２１は下向きでこの無閉塞ポンプ１０を設置するポンプ設置面１００を向いている。ケーシング２０の羽根車３０の外周側には渦巻室２５が設けられている。またこの実施の形態では羽根車３０の翼は二枚である。なおケーシング２０内面の羽根車３０の翼下辺に対向している部分２０１には溝状の排出用スリットが設けられている。

ここで本実施の形態においては羽根車３０は後退翼羽根車によって構成され、またポンプ吸込口２１の部分には整流装置５０が設置されている。図２は整流装置５０を拡大して示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。同図及び図１に示すように整流装置５０は、円柱状の支柱５１の外周側面に半径方向外側に向けて張り出すように四枚の整流板（整流部材）５３を等間隔（９０°間隔）に取り付けて構成されている。即ち四枚の整流板５３はそれぞれその一辺が支柱５１の外周側面の長手方向（軸方向）に向けて取り付けられ、その全体が上から見て十字形状となるようにしている。また支柱５１はその中心軸が羽根車３０の中心軸と一致するようにポンプ設置面１００上に垂直に固定されている。

各整流板５３の外側辺は異物ガイド辺５３１となっている。これら異物ガイド辺５３１は、整流板５３を三角形状に構成することで、ポンプ吸込口２１の上流側から下流側に向けて（図では下側から上側に向けて）テーパー状に広がる形状に形成されている。異物ガイド辺５３１の下流側端部は、ポンプ吸込口２１の内部に入り込んでおり、両者間にはある程度の隙間Ａ１があけられ、この隙間Ａ１を下記する繊維状の異物ａが通過できるようにしている。

次にこの無閉塞ポンプ１０の動作を説明する。まず図１において、駆動手段４０を駆動して羽根車３０を回転すると、ポンプ吸込口２１から水（汚水）が吸い込まれ、羽根車３０を通過してポンプ吐出口２３から吐出されていく。吸い込まれる水の中に空き缶やペットボトルのような固形異物が含まれていると、固形異物は各整流板５３の間を通過してポンプ吸込口２１に吸い込まれ、水の場合と同様に羽根車３０を通過してポンプ吐出口２３から吐出されていく。

一方繊維状の異物が吸い込まれる場合も、繊維状の異物を整流装置５０によって羽根車３０の外周方向に向けて押し遣ることで、容易に羽根車３０を通過させることができる。以下その作用を説明する。図３は繊維状の異物ａがポンプを通過する際の過程を示す説明図である。即ちまず図３（ａ）に示すように羽根車３０の回転により生じるポンプ吸込口２１の旋回流により、繊維状の異物ａは羽根車３０の中心に向かって流入する。このとき異物ａは旋回流によって捩れる。次に捩れた状態で流入した異物ａは、図３（ｂ）に示すようにその先端が羽根車３０の一方の翼端に引っ掛かり、羽根車３０の回転により引き込まれていく。後続の異物ａは整流板５３の異物ガイド辺５３１に擦られながら引き込まれるため、他の羽根車３０の流路に入り込まず、且つ傾斜した整流板５３の異物ガイド辺５３１に沿って羽根車３０の外周方向に押し遣られる。一方前記羽根車３０の翼端に引っ掛かった異物ａの先端は、図３（ｃ）に示すように後退翼の効果により羽根車３０の外周に移動してゆき、また整流板５３を抜けた後続の異物ａは羽根車３０の外周部に直接流入する。そして全体として羽根車３０の外周に寄った異物ａは、ケーシング２０の内面部分２０１に設けたスリットと羽根車３０の翼によって擦り切られながら、ケーシング２０の内周面と羽根車３０の翼の間を通過してポンプ吐出口２３から排出されていく。

図４乃至図１０はそれぞれ本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−２〜８を示す図であり、それぞれ（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図４に示す整流装置５０−２は、その整流板５３の枚数を三枚としている。このように整流板５３の枚数は四枚以外の複数枚であっても良い。

図５に示す整流装置５０−３において前記図２に示す整流装置５０と相違する点は、板状の整流板５３に代えて、棒状の整流棒（整流部材）５５を用いた点である。この整流装置５０−３の場合、図２に示す支柱５１は省略し、固定台５７の上に四本の整流棒５５を固定台５７から上方で半径方向外側に向けて張り出すように固定することで、これら整流棒５５の外側辺をポンプ吸込口２１の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状の異物ガイド辺５５１としている。図１に示すように羽根車３０と整流装置５０の間の隙間Ｓは、繊維状の異物ａを羽根車３０の外周方向に向けて押し遣るには狭い方が良い。しかしながらこの隙間Ｓが狭いとここに固形異物が挟まって通過できなくなる恐れが生じる。これに対してこの実施の形態のように整流板５３の代りに整流棒５５を用いた場合は、これを羽根車３０に接近して設置しても隣り合う整流棒５５と整流棒５５の上端部の間に大きな空間が生じるので、固形異物が挟まることはなく、これを容易に通過することができる。なお図６に示す整流装置５０−４は、整流棒５５の本数を三本とした例を示したものである。即ち整流棒５５の本数も四本以外の複数本であっても良い。

図７に示す整流装置５０−５において前記図５に示す整流装置５０−３と相違する点は、四本の整流棒（整流部材）５５の中央に支柱５１を立てた点である。このように構成しても前記整流装置５０−３と同様の作用効果を生じる。また図８に示す整流装置５０−６は、整流棒５５の本数を三本とした例を示したものである。即ち整流棒５５の本数は四本以外の複数本であっても良い。

図９に示す整流装置５０−７において前記図２に示す整流装置５０と相違する点は、整流板５３をその下部（上流側）の部分を構成する硬質板部５３ａと、その上部（下流側）の部分を構成する弾性板部５３ｂとによって構成し、これらを取付金具５９によって一体に固定した点である。弾性板部５３ｂとしては例えば合成ゴムを用いる。整流板５３の上部を弾性板部５３ｂによって構成したので、例え整流装置５０−７を羽根車３０に接近して設置しても、整流装置５０−７と羽根車３０の間の隙間Ｓに固形異物が挟まろうとした際でも弾性板部５３ｂが容易に撓むことで、前記固形異物が通過でき、従って固形異物が挟まることはない。なおこの実施の形態では整流板５３の上部のみを弾性材で構成したが、整流板５３全体を弾性材で構成しても良い。要は整流板５３の羽根車３０側の部分を弾性材で構成すれば良い。次に図１０に示す整流装置５０−８は、図９に示す整流板５３の枚数を三枚とした例を示したものである。即ちこの整流板５３の枚数も四枚以外の複数枚であっても良い。

以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施の形態では整流装置５０を複数の整流板５３又は整流棒５５を具備して構成したが、板又は棒以外の形状の部材によって整流部材を構成しても良い。即ち中央から半径方向外側に向けて張り出すとともにその外周辺を異物ガイド辺とし且つこれら異物ガイド辺をポンプ吸込口の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状に形成してなる整流部材であればどのような形状・構造の整流部材であっても良い。さらに整流装置は、ポンプに吸い込まれる異物を羽根車の外周方向に向けて押し遣る形状・構造であれば、どのような形状・構造であっても良い。また上記実施の形態によれば、羽根車３０を後退翼で構成したが、本発明に用いる羽根車は必ずしも後退翼でなくてもよい。

本発明の一実施の形態にかかる無閉塞ポンプ１０を示す側断面図である。 整流装置５０を拡大して示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。 繊維状の異物ａがポンプを通過する際の過程を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−２を示す図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−３を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−４を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−５を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−６を示す図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−７を示す図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる整流装置５０−８を示す図であり、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は側面図である。 従来の汚水排水ポンプとして用いられる渦巻ポンプ２００を示す側断面図である。 繊維状の異物ａがポンプを閉塞する際の過程を示す説明図である。

符号の説明

１０ 無閉塞ポンプ
２０ ケーシング
２１ ポンプ吸込口
２３ ポンプ吐出口
２５ 渦巻室
３０ 羽根車
３１ 駆動軸
４０ 駆動手段
５０ 整流装置
５１ 支柱
５３ 整流板（整流部材）
５３１ 異物ガイド辺
ａ 繊維状の異物
１００ ポンプ設置面
５０−２ 整流装置
５０−３ 整流装置
５５ 整流棒（整流部材）
５５１ 異物ガイド辺
５０−４ 整流装置
５０−５ 整流装置
５０−６ 整流装置
５０−７ 整流装置
５３ａ 硬質板部
５３ｂ 弾性板部
５９ 取付金具
５０−８ 整流装置

Claims (3)

1. ポンプ吸込口とポンプ吐出口とを有するケーシング内に羽根車を設置してなるポンプであって、
   ポンプ吸込口の部分に、ポンプに吸い込まれる異物を羽根車の外周方向に向けて押し遣る形状の整流装置を設置したことを特徴とする無閉塞ポンプ。
2. 前記整流装置は、中央から半径方向外側に向けて張り出すとともにその外周辺を異物ガイド辺とした１つまたは複数の整流部材を具備して構成され、且つこれら異物ガイド辺はポンプ吸込口の上流側から下流側に向かってテーパー状に広がる形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無閉塞ポンプ。
3. 前記整流部材は、板状又は棒状であることを特徴とする請求項２に記載の無閉塞ポンプ。

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