JP2005240766A

JP2005240766A - 液体ポンプ

Info

Publication number: JP2005240766A
Application number: JP2004054925A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nishi; 泰行西; Tsutomu Takebe; 力竹部; Akihiro Ando; 昭宏安藤; Arata Funasaka; 新舩坂
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】液体ポンプのポンプケーシング内に形成される排出流路の内方に向かって突出する突出部において、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、該突出部での異物の通過性を向上する。
【解決手段】ポンプケーシング１２の吐出部２３の内面に、ボリュート状の流路５０（排出流路）の内方に向かって突出する突出部１２ｂを形成する。この突出部１２ｂによって、ボリュートの捲き始め部５１と捲き終わり部５２とが区画される。そして、羽根車１１の回転軸方向から見て、前記突出部１２ｂの先端に、羽根車１１の出口径Ｄ₂の０．０４〜０．１２倍の範囲内の曲率半径を有するＲ部１２ｃを形成する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、液体ポンプに関し、特に、異物等の通過性を向上させた高通過性ポンプの技術分野に属する。

従来より、液体を吐出するポンプとして、種々のものが知られていて、例えば、特許文献１に示すように、内部に螺旋状の流路が形成された羽根車を備えたものや、スクリュータイプの羽根車を備えたものなどがある。そして、このようなポンプの場合、一般的に、羽根車を囲むようにボリュート状のポンプケーシングが設けられていて、このポンプケーシング内に形成された排出流路によって、羽根車から吐出された液体が効率良くポンプ外へ排出されるようになっている。

より詳しくは、前記ポンプケーシングは、該ケーシング内の排出流路が出口側に向かって徐々に断面積の大きくなる渦巻き状に形成されているとともに、ボリュートの捲き終わり付近には、前記排出流路の内方に向かって突出する突出部が設けられていて、この突出部によってボリュートの捲き終わり部分と捲き始め部分とが区分され、羽根車から吐出された液体がケーシング内を再循環しないようになっている。なお、ポンプ効率を考慮した場合、前記突出部の先端は、例えば、特許文献２の図１に示すように、ポンプケーシング内の流れを阻害しないような鋭角にするのが好ましい。
特公昭２８−５８４０号公報特表昭６１−５０１９３９号公報

しかしながら、上述のようなポンプケーシングを備えるポンプにおいて、夾雑物等の異物が混入した汚水等を吐出させる場合、異物が羽根車内やポンプケーシング内で詰まり、流路を閉塞するという問題があった。特にポンプケーシングでは、前記突出部の先端に異物が引っ掛かり易く、閉塞を生じ易い。

そのようなポンプケーシング内の突出部での異物の詰まりを解消するためには、例えば、該突出部の先端に大きなＲを形成するか、該突出部と羽根車との間隔を拡げるなどして、異物の通過性を向上することが考えられるが、この場合には、前記ポンプケーシング内を再循環する液体の流量が増大するため、ポンプ効率を極端に悪化させることとなる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体ポンプのポンプケーシング内に形成される排出流路の内方に向かって突出する突出部の構造に工夫を凝らして、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、該突出部での異物の通過性を向上することにある。

前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、ポンプケーシング内に形成される排出流路の内方に向かって突出する突出部の先端側に、ポンプ効率を極端に悪化させることなく該突出部での異物の通過性を向上できる所定の曲率半径を有するＲ部を形成した。

具体的には、請求項１の発明では、液体を外周側に吐出する羽根車と、該羽根車の外周を囲んで、吐出された流体を周方向に送り出すボリュート状の排出流路が形成されたポンプケーシングと、を備え、該ポンプケーシングには、ボリュートの捲き終わり部と捲き始め部とを区分するように、両者の間で前記排出流路の内方に向かって突出する突出部が設けられている液体ポンプを対象とする。そして、前記突出部の先端側には、前記羽根車の回転軸線の方向に見て、該羽根車の出口径に対して０．０４倍から０．１２倍の範囲の曲率半径を有するＲ部が形成されているものとする。

この構成により、羽根車から吐出された液体をポンプ外へ排出する排出流路の内方に向かって突出し、ボリュートの捲き始め側と捲き終わり側とを区分する突出部において、その先端側に形成されたＲ部の曲率半径を前記突出部と羽根車との間隔が極端に拡がらないような適当な大きさにしたので、ボリュートの捲き終わり側から捲き始め側に流れるポンプ内の再循環流量が極端に増大することなく、すなわち、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、突出部先端での異物の引っ掛かりを防止することができる。

また、前記Ｒ部の曲率半径を、羽根車の出口径に対する比で特定したため、その比に基づいて突出部の先端にＲ部を形成すれば、羽根車の出口径が異なるポンプにおいても、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、異物の通過性を向上できるという上述の作用を得ることができる。なお、同型のポンプであれば、ポンプ内の液体の流れは、ポンプのサイズとほぼ相似の関係にあるため、羽根車の出口径に基づいて、突出部の先端側に形成するＲ部の形状を決めておけば、どのサイズのポンプでも同じような作用を得ることができる。

上述の構成において、排出流路は、ボリュートの捲き終わり部から捲き始め側に向かって連続する所定範囲内に、流路の断面積が上流側から下流側に向かって小さくなる部位を有するのが好ましい（請求項２の発明）。

こうすれば、ボリュートの捲き終わり部から所定範囲において、羽根車とポンプケーシングとの間に形成される排出流路の断面積は上流側よりも小さくなるので、該ボリュートの捲き終わり位置での液体の速度が、従来の一般的なポンプケーシング（ボリュート捲き終わりに向かって徐々に流路断面積が大きくなるポンプケーシング）の場合に比べて速くなり、液体の圧力上昇が抑えられる。これにより、突出部によって区画された捲き終わり側と捲き始め側との液体の圧力差が小さくなり、前記捲き終わり部からポンプケーシングの突出部を越えて捲き始め部側に流れ込む液体の流量（再循環流量）を減少させることができるため、該突出部での異物の詰まりをより効果的に防止することができる。

ここで、所定範囲とは、ボリュートの捲き終わり部から捲き始め側に向かって周方向に３０度から１２０度の範囲のことである。

また、上述のように排出流路の断面積を所定範囲で上流側より小さくするのではなく、ボリュートの捲き終わり部から捲き始め側に向かって周方向に所定角度（３０度から２１０度の範囲内に設定するのが好ましい）まで断面積が略一定になるようにしてもよい（請求項３の発明）。

なお、排出流路の断面積が略一定とは、３０度毎の流路断面積の変化が０．５％以内であることを意味する。すなわち、前記所定角度内において、或る位置での流路断面積と、それよりも捲き終わり部側へ３０度進んだ位置での流路断面積とを比べた場合に、断面積の変化が０．５％以内であればよい。

請求項１の発明に係る液体ポンプによれば、排出流路の内方に向かって突出する突出部の先端に、所定の曲率半径を有するＲ部を形成したので、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、該突出部での異物の通過性を向上することができる。

請求項２及び３の発明によれば、ポンプケーシングのボリュート捲き終わり部から或る範囲内で排出流路の断面積を略一定若しくは上流側より小さくなるようにしたので、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、再循環流量を低減することができ、突出部での異物の詰まりをより効果的に防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（汚水処理用ポンプの全体構成）
図１に示すように、実施形態に係る汚水処理用ポンプ１０（液体ポンプ）は、ターボ式の水中ポンプであり、このポンプ１０は、羽根車１１と、該羽根車１１を覆うポンプケーシング１２と、該羽根車１１を回転させる密閉型の水中モータ１３とを備えている。

前記水中モータ１３は、ステータ１４及びロータ１５からなるモータ１６と、該モータ１６を覆うモータケーシング１７とを備えている。該ロータ１５の略中心には上下方向に延びる駆動軸１８が配設されていて、該駆動軸１８は、軸受１９，２０によって回転自在に支持されている。そして、前記駆動軸１８の下端部は、羽根車１１に連結されていて、これにより、前記水中モータ１３の回転が該羽根車１１に伝達されるようになっている。

前記ポンプケーシング１２は、詳しくは後述するように、羽根車１１を覆うとともに、該羽根車１１から吐出される汚水（液体）をポンプ外へ排出する流路５０（排出流路）を形成するもので、その内部には、断面視で略半円状に湾曲した側壁１２ａによって外周側を囲まれてポンプ室２６が形成されていて、このポンプ室２６内に後述する羽根車１１の吐出部２８（図２参照）が収容されている。そして、図１及び図１２に示すように、該羽根車１１がポンプケーシング１２内に配置された状態で、前記ポンプ室２６の一部が、前記流路５０を構成している。

また、前記ポンプケーシング１２の下部には、図１に示すように、下方に突出した吸込部２１が形成されていて、この吸込部２１には、下方に向かって開口した吸込口２２が形成されている。この吸込口２２は、後述する羽根車１１の吸込口２９に連通している。一方、前記ポンプケーシング１２の側部には、側方に突出した吐出部２３が形成されていて、この吐出部２３の先端に吐出口２４が形成されている。この吐出口２４は前記流路５０の出口になっていて、前記羽根車１１から吐出された汚水は該吐出口２４からポンプ外へ排出されることになる。

（羽根車）
前記羽根車１１には、図２に示すように、軸方向の下側から上側に向かって順に、吸込部２７と吐出部２８とが設けられている。これらの吸込部２７及び吐出部２８は、いずれも略円筒形状に形成されていて、該吐出部２８は吸込部２７よりも大径に構成されている。そして、該吐出部２８と吸込部２７との間には、全周に亘ってフランジ部４０が形成されていて、図１に示すように、該羽根車１１の吐出部２８と吸込部２７とを上下に仕切るようになっている。すなわち、この羽根車１１は、吸込部２７と吐出部２８とがフランジ部４０で仕切られたクローズタイプの羽根車である。

前記吸込部２７の下端には、図２及び図３に示すように、下方に向かって開口した吸込口２９が設けられている一方、前記吐出部２８の上側には、上端壁３０が形成されている。そして、その上端壁３０の中心部には、前記駆動軸１８の先端を挿入するための挿入穴３２が形成されており、この挿入穴３２の周囲には前記駆動軸１８を取り付けるための取付部３１が形成されている。

前記上端壁３０の上面の一部（ここでは、上端壁３０の半分で、羽根車１１の重量が大きい側）には、図２に示すように、下方に窪んだ窪み３３が形成されていて、これにより、前記羽根車１１の全体の重量バランスを均一化し、回転の安定性を高めるようになっている。ただし、前記上端壁３０の窪み３３の大きさや形状は、何ら限定されるものではない。また、窪み３３は必ずしも必要ではなく、該上端壁３０の形状は特に限定されるものではない。例えば前記上端壁３０の上面は面一であってもよい。

一方、前記羽根車１１の吐出部２８には、図６、図９及び図１１に示すように、側方に向かって開口する吐出口３４が形成されていて、羽根車１１の内部には、図８〜図１１に示すように、前記吸込部２７の吸込口２９から前記吐出口３４に至る螺旋状の１次流路３５（螺旋状流路）が区画形成されている。すなわち、前記吐出口３４は、図１１に示すように、前記螺旋状の１次流路３５の延長方向に向かって開口するように形成されている。なお、本明細書では、この１次流路３５を区画している区画壁を１次羽根３６と称する。

また、前記吐出部２８の外周面上の一部には、図３及び図５〜図１１に示すように、その外周面に沿って延びるように内側に窪んだ２次流路３７が形成されていて、この２次流路３７は、前記吐出口３４で前記羽根車１１内に形成された前記１次流路３５の下流側と連続するようになっている。そして、前記２次流路３７は羽根車１１の半周以上の長さにわたって吐出部２８を周回し、図１１に示すように、２次流路３７の下流端は、吐出口３４の近傍にまで延びるように形成されている。この２次流路３７の長さは、半周以上且つ１周未満が好ましいが、特に限定されるものではない。

すなわち、前記２次流路３７は、非螺旋状の流路であり、その流路中心は羽根車の軸線と直交する直交面上に位置している。この２次流路３７を区画している区画壁を２次羽根３８（羽根部）と称すると、該２次羽根３８はいわゆる半径流形の羽根であり、この２次羽根３８によって汚水は外周側（径方向外側）に吐出されることになる。

さらに、図１１に示すように、２次羽根３８の羽根出口角θ２は、１次羽根３６の羽根出口角θ１よりも小さく設定されている。ここで、羽根出口角とは、羽根の出口側の先端と円周接線とのなす角で定義される。そして、前記羽根車１１では、１次羽根３６の出口側の先端（下流端）３６Ａが、２次羽根３８の上流端と連続していて、１次羽根の出口端と２次羽根の入口端との境界部分が曲線で連続的に、すなわち１次羽根と２次羽根とが滑らかにつながるように形成されている。

なお、通常、羽根の設計の際には、羽根の曲線を表す所定の関数を用いることが多い。本実施形態では、１次羽根３６と２次羽根３８とが、異なる関数によって設計されている。

以上のような羽根車１１の構成により、汚水は以下のように羽根車１１の吸込口２９から吸い込まれて外周側へ吐出されることになる。まず、水中ポンプ１３によって羽根車１１が回転し、この回転によって該羽根車１１の１次羽根３６が下側の吸込口２９から汚水を上方へ吸い込む。そして、吸い込まれた汚水は該羽根車１１内の螺旋状の１次流路３５を通過して、吐出口３４及び２次羽根３８によって外周側に吐出される。

このように、羽根車１１の吸込口２９から吸い込んだ汚水を１次羽根３６及び２次羽根３８の両方で搬送することにより、吐出圧力を高めることができ、ポンプ効率を向上させることができる。また、吸込口２９から吐出口３４に至る１次流路３５は滑らかな螺旋状に形成されているので、流路内のよどみ域は少なく、汚水は１次流路３５内を円滑に流れる。そのため、汚水に含まれる夾雑物等の異物は、羽根車１１の内部で詰まりにくい。したがって、異物の通過性を良好に保つことができ、通過性向上と効率向上との両立を図ることができる。

（ポンプケーシング）
次に、前記ポンプケーシング１２の構造について以下で詳細に説明する。なお、図１２は、流路５０の内方に向かって突出する突出部１２ｂの先端に所定の曲率半径を有するＲ部１２ｃを形成した場合のポンプケーシング１２の断面図（図１のXII−XII線断面図）である。

前記ポンプケーシング１２は、図１２に示すように、羽根車１１を囲むように形成されたもので、該ポンプケーシング１２の側壁１２ａと該羽根車１１との間隔は、ボリュートの捲き始め部５１側よりも捲き終わり部５２側の方が大きくなるように形成されている。そして、その側壁１２ａと羽根車１１の外周との間に形成された環状の空間（前記ポンプ室２６の一部）が、該羽根車１１の外周側に吐出された汚水をポンプケーシング１２の吐出口２４からポンプ外へ排出するための流路５０を構成している。すなわち、該流路５０は、羽根車１１を中心としてボリュートと呼ばれる渦巻き状に形成されている。

このようなポンプケーシング１２の構成により、上述のとおり、前記羽根車１１から吐出された汚水が該ポンプケーシング１２の側壁１２ａによって受け止められて、前記流路５０を介して該ポンプケーシング１２の吐出口２４まで流れることとなる。

また、前記ポンプケーシング１２の吐出部２３には、前記流路５０側の内面からボリュートの捲き終わり部５２に向かって、すなわち、該流路５０の内方に向かって突出するように舌部と呼ばれる突出部１２ｂが形成されている。この突出部１２ｂは、ボリュートの捲き終わり部５２側と捲き始め部５１側とを区分するものであり、これにより、羽根車１１から吐出された汚水を効率良くポンプケーシング１２の吐出口２４へ流す一方、ボリュートの捲き終わり部５２側から捲き始め部５１側に流れる汚水の流量（前記羽根車１１の周囲を再循環する再循環流量）を低減するようになっている。

ここで、ボリュートの捲き終わりとは、ポンプケーシング１２内の流路５０の方向が円周方向から径方向に変化する位置であり、捲き始めとは、前記突出部１２ｂを挟んで前記捲き終わり位置とは反対側の位置である。すなわち、ボリュートの捲き始め位置は、通常、ポンプケーシング１２と羽根車１１の外周との間隔、すなわち前記流路５０の幅が最小になっている部分である。

そして、本願発明の特徴部分であるが、図示の如く羽根車１１の回転軸線方向で見て、前記突出部１２ｂの先端には、Ｒ部１２ｃが形成されていて、このＲ部１２ｃの曲率半径は、前記羽根車１１の出口径Ｄ₂に対して０．０４〜０．１２倍の範囲内に設定されている。前記Ｒ部１２ｃの曲率半径をこのような範囲内に設定した場合の効果については、後述の確認試験において詳細に説明するが、前記突出部１２ｂの先端が鋭角になっている従来構造（図１２に示す点線部分）に比べて、前記突出部１２ｂに異物が引っ掛かり難くなるとともに、Ｒ半径のあまり大きくない上述の範囲内であれば、汚水が前記突出部１２ｂに衝突した際に生じる衝突損失を極端に増大させることがないのに加えて、前記突出部１２ｂと羽根車１１との間隔はあまり拡がらず、上述の再循環流量を低減するという機能も損なわないため、ポンプ効率を極端に悪化させることがない。なお、ポンプ効率と異物の通過性との両立を考慮した場合、上述の範囲のうち最も好ましいのは、前記羽根車１１の出口径Ｄ₂に対して前記Ｒ部１２ｃの曲率半径が略０．０８倍の場合である。

しかも、前記Ｒ部１２ｃの曲率半径を羽根車１１の出口径Ｄ₂に対する比で定義することによって、ポンプ内の汚水の流れは該ポンプのサイズとほぼ相似の関係にあることから、どのようなサイズのポンプでも、ポンプ効率を極端に悪化させることなく、異物の通過性を向上することができる。

また、前記突出部１２ｂの先端にＲ部１２ｃを形成することで、ポンプケーシング１２を鋳造する際に、該突出部１２ｂの先端側での割れが生じ難くなり、生産効率を向上することができる。

ここで、羽根車１１の出口径Ｄ₂とは、羽根車中心から羽根の下流端までの直線距離を２倍した値であり、本実施形態の羽根車１１では、羽根車中心から２次羽根３８の下流端までの直線距離を２倍した値に相当する。なお、本実施形態の場合、この値は、図１１及び図１２に示すように、羽根車１１のフランジ部４０の直径に等しい。

さらに、前記ポンプケーシング１２は、ボリュートの捲き終わり部５２から所定範囲において、流路５０の幅、すなわち該流路５０の断面積が上流側から下流側に向かって徐々に小さくなるように形成されている。こうすることで、前記流路５０がボリュート捲き始め部５１側から捲き終わり部５２側に向かって徐々に大きくなっていく従来構造のもの（図１２に示す点線部分）に比べて、ボリュートの捲き終わり部５２付近での汚水の流れを速くすることができ、該捲き終わり部５２付近での汚水の圧力上昇を抑えて、捲き始め部５１との圧力差を小さくすることができる。

したがって、捲き終わり部５２側から捲き始め部５１側への汚水の再循環流量をさらに低減することができるため、前記突出部１２ｂに異物がより詰まり難くなる。しかも、前記ポンプケーシング１２のボリュートの捲き終わり部５２から所定範囲の流路５０の断面積だけを上流側よりも小さくすることで、或る程度、吐出圧を高めることができ、ポンプ効率を極端に悪化させることはない。

特に、前記流路５０の断面積が小さくなり始める点を、ボリュートの捲き終わり部５２から捲き始め部５１側に向かって周方向に３０度〜１２０度の範囲（図１２に示す範囲α）内に設定した場合には、より効果的である。

（突出部先端のＲ部の効果の確認試験）
上述のように、ポンプケーシング１２内の流路５０の内方に向かって突出する突出部１２ｂの先端に、所定の曲率半径を有するＲ部１２ｃを形成した場合の効果を確認するために、以下のような確認試験を行った。なお、図１４は、本確認試験を行うための試験装置Ａの構成を示す概略構成図であり、図１５及び図１６は、それぞれ、流量に対する異物の通過率を示すグラフである。

確認試験は、図１４に示す試験装置Ａを用いて、異物が汚水処理用ポンプ１０内を通過するかどうかを確認したものであり、該試験装置Ａは、ポンプ１０の下半部が水中に沈められる水槽６０と、一端側が該ポンプ１０の吐出部２３に連結される一方、他端側が前記水槽６０の側方から内方に向かって貫通し、該水槽６０内で開口するように配設された配管６１と、により構成される。なお、前記配管６１には、該配管６１内を流れる液体の圧力及び流量をそれぞれ計測するための圧力計６２及び流量計６３が配設されている。

また、前記ポンプ１０は、流路５０の断面積がボリュートの捲き始め側から捲き終わり側に向かって徐々に大きくなる従来構造のケーシングと、上述の羽根車１１とを組み合わせたもので、突出部１２ｂの先端に形成されるＲ部１２ｃの曲率半径は、羽根車１１の出口径Ｄ₂に対して０．０１７〜０．０８９倍の範囲内とした。

上述のような構成の試験装置Ａを用いて、以下の要領で確認試験を実施した。まず、前記水槽６０内に２種類の異物（本確認試験では、Ｌサイズのストッキング、３４０ｍｍ×８３０ｍｍのタオルを使用）をそれぞれ投入し、吸込口２９からポンプ１０内に吸い込ませる。その後、該ポンプ１０内に吸い込まれた異物は、羽根車１１内の螺旋状流路３５を通り、吐出口３４からポンプケーシング１２の流路５０内に排出され、該流路５０内を通過した後、ポンプケーシングの吐出口２４から前記配管６１内に流れるため、異物がポンプ１０内を通過したかどうかは、前記水槽６０内に開口する前記配管６１の他端側の吐出口６１ａから異物が排出されたかどうかにより確認することができる。なお、前記水槽６０は、その下面が透明になっていて、異物が前記ポンプ１０の羽根車１１内を通過したかどうかを下方から確認できるようになっている。そのため、異物が羽根車１１内を通過したのを確認した後、前記吐出口６１ａから異物が排出されなければ、前記ポンプケーシング１２内で異物が詰まっていることになる。今回の確認試験では、異物が羽根車１１内を通過した場合のみを評価の対象とする。

このようにして求められた異物の投入回数Ｎに対する前記ポンプ１０の通過回数に基づいて、以下の算出式により異物の通過率αを評価した。

ここで、βｎは異物がポンプ１０内を通過した回数を示し、１回で通過した場合にはβｎ＝１、ポンプ１０の再起動１回目で通過した場合にはβｎ＝２／３、ポンプ１０の再起動２回目で通過した場合にはβｎ＝１／３、再起動２回で通過しない場合にはβｎ＝０というように、ポンプ１０の再起動回数によって通過回数の重み付けを行った。なお、ポンプ１０の再起動とは、一旦、電源をＯＦＦ状態にした後、再度、ＯＮ状態にすることを意味しており、通常、ポンプ内で閉塞が生じた場合には、このような再起動を行うことによって、ポンプ内に逆流を生じさせて、閉塞を生じている異物が流れるようにしている。

上述の試験方法による試験結果を図１５及び図１６に示す。各図中において、Ｑは流量、Ｑｎは最高効率点流量、ｒは舌部係数（ｒ＝Ｒ₁／Ｄ₂、Ｒ₁は突出部１２ｂ先端のＲ半径、Ｄ₂は羽根車１１の出口径）を、それぞれ示す。

図１５及び図１６の試験結果より、前記突出部１２ｂのＲ部１２ｃの曲率半径が大きい（ｒ＝０．０５０及び０．０８９）場合には、Ｒ部１２ｃの曲率半径が小さい場合（ｒ＝０．０１７）よりも異物の通過性が良いことが分かる。特に、ポンプ１０内の流量Ｑが最高効率点流量Ｑｎに等しい場合（Ｑ／Ｑｎ＝１）には、その傾向が顕著である。これにより、前記Ｒ部１２ｃの曲率半径が羽根車１１の出口径Ｄ₂に対して０．０４〜０．１２倍の範囲内にあれば、ポンプケーシング１２内に異物が詰まり難くなることが確認された。なお、流量Ｑが多い場合には、流れが速いため異物はほとんど通過してしまい、逆に流量Ｑが極端に少ない場合には試験時のばらつき等が大きいため、前記突出部１２ｂのＲ部１２ｃの曲率半径の影響を正確に確認することができなかった。

また、同一のポンプケーシング１２に対して出口径Ｄ２の異なる２種類の羽根車１１（出口径Ｄ２とＲ部１２ｃの曲率半径との比は０．０４〜０．１２の間）を適用した場合についても確認試験を行ったが、その場合にも上述の試験結果と同様の結果が得られ（図示省略）、このことからも、突出部１２ｂの先端に形成されるＲ部１２ｃの曲率半径が、羽根車１１の出口径Ｄ２に対して０．０４〜０．１２倍の範囲内であれば、異物の通過性が確実に向上することを確認できた。

一方、特に図示しないが、前記突出部１２ｂのＲ部１２ｃの曲率半径を変化させた場合のポンプ効率について確認したところ、今回の確認試験における突出部１２ｂのＲ部１２ｃの曲率半径の範囲（ｒ＝０．０１７〜０．０８９）内では、いすれの場合もほぼ同じぐらいの効率であった。このことから、Ｒ部１２ｃの曲率半径がｒ＝０．０４〜０．１２の範囲内でも、突出部１２ｂの先端が鋭角になっている従来構造の場合のポンプ効率と同等かそれよりも若干低めになるものと考えられ、この範囲内でポンプ効率が極端に悪化することはない。

したがって、ポンプケーシング１２内に形成される流路５０の内方に向かって突出する突出部１２ｂの先端に、羽根車１１の出口径Ｄ₂の０．０４〜０．１２倍の曲率半径を有するＲ部１２ｃを形成することにより、先端が鋭角の場合に比べて、異物の通過性を向上することができる。しかも、Ｒ部１２ｃの曲率半径が上述の範囲内であれば、ポンプ効率は、突出部１２ｂの先端が鋭角の場合と同等かそれよりも若干低めになるだけで、極端に悪化することはない。

また、上述のように、前記突出部１２ｂの先端に形成されるＲ部１２ｃの曲率半径を羽根車１１の出口径Ｄ₂に対する比で定義することにより、その比が上述の範囲内にあれば、例えば、出口径Ｄ₂の異なる羽根車１１を同一のポンプケーシング１２に適用した場合など、どのようなサイズのポンプであっても、上述の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
尚、本発明の構成は、前記実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、ボリュートの捲き終わり部５２から所定範囲において、ポンプケーシング１２内の流路５０の断面積が上流側から下流側に向かって徐々に小さくなるようにしているが、これに限らず、図１３に示すように、ボリュートの捲き終わり部５２から所定角度まで、流路５０の断面積が略一定になるようにしてもよい。この場合でも、流路５０の断面積を所定範囲で小さくする場合と同様の作用効果を得ることができる。なお、前記所定角度は、ボリュートの捲き終わり部５２から捲き始め部５１側に向かって周方向に３０度〜２１０度の範囲内（図中のβの範囲）にするのが好ましい。

また、ポンプ１０内の再循環流量の低減等の効果は期待できないが、前記ポンプケーシング１２は、ボリュートの捲き始め部５１から捲き終わり部５２側に向かって流路５０の断面積が徐々に大きくなる従来構造のものであってもよい。

さらに、前記実施形態では、ポンプケーシング１２内の流路５０の断面積が、上流側から下流側に向かって徐々に小さくなるようにしているが、これに限らず、一旦、該流路５０の断面積が小さくなった後に、途中で該流路５０の断面積が一定になるようにしてもよい。

さらにまた、前記実施形態では、螺旋状の流路３５を区画形成する１次羽根３６と外周面上に形成された２次羽根３８とからなる羽根車１１を用いるようにしているが、この限りではなく、どのようなタイプの羽根車を用いてもよい。

また、前記実施形態では、羽根車１１は吸込口２９が鉛直下向きに開口するような姿勢に設置されていたが、羽根車１１の設置姿勢は何ら限定されない。例えば、吸込口２９が横方向を向くように、羽根車１１を横置き設置することも勿論可能である。前述の説明における上下方向は、説明の便宜上の方向であり、実際の設置方向を限定するものではない。

以上説明したように、本発明は、液体を搬送する液体ポンプにおいて、特に、夾雑物等を含んだ汚水を搬送する場合に有用である。

汚水処理用ポンプの断面図である。羽根車を上方から見た斜視図である。羽根車を下方から見た斜視図である。羽根車の平面図である。図４のＤ１方向矢視図である。図４のＤ２方向矢視図である。図４のＤ３方向矢視図である。図５のVIII−VIII線断面図である。図６のIX−IX線断面図である。図７のX−X線断面図である。図５のXI−XI線断面図である。図１のXII−XII線断面図である。他の実施形態に係る図１２相当図である。確認試験用の試験装置の構成を示す概略構成図である。異物（ストッキング）の通過確認試験を行った場合の試験結果を示す図である。異物（タオル）の通過確認試験を行った場合の図１５相当図である。

符号の説明

１０汚水処理用ポンプ（液体ポンプ）
１１羽根車
１２ポンプケーシング
１２ｂ突出部
１２ｃＲ部
２３吐出部
２４吐出口
３５１次流路
３６１次羽根
３７２次流路
３８２次羽根
５０流路（排出流路）
５１捲き始め部
５２捲き終わり部
Ｄ₂ 羽根車の出口径

Claims

液体を外周側に吐出する羽根車と、該羽根車の外周を囲んで、吐出された流体を周方向に送り出すボリュート状の排出流路が形成されたポンプケーシングと、を備え、該ポンプケーシングには、ボリュートの捲き終わり部と捲き始め部とを区分するように、両者の間で前記排出流路の内方に向かって突出する突出部が設けられている液体ポンプであって、
前記突出部の先端側には、前記羽根車の回転軸線の方向に見て、該羽根車の出口径に対して０．０４倍から０．１２倍の範囲の曲率半径を有するＲ部が形成されていることを特徴とする液体ポンプ。
請求項１において、
排出流路は、ボリュートの捲き終わり部から捲き始め側に向かって連続する所定範囲内に、流路の断面積が上流側から下流側に向かって小さくなる部位を有することを特徴とする液体ポンプ。
請求項１において、
排出流路は、ボリュートの捲き終わり部から捲き始め側に向かって周方向に所定角度までの断面積が略一定になっており、前記所定角度は、３０度から２１０度の範囲内に設定されていることを特徴とする液体ポンプ。