JP2008232121A - Centrifugal pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排水ポンプ設備や水中ポンプ等に適用される遠心ポンプに関するものである。 The present invention relates to a centrifugal pump applied to a drainage pump facility, a submersible pump, and the like.
この種の遠心ポンプの構造としては、特許文献1において開示される立軸型のものが知られており、羽根車と、この羽根車を回転自在に収容するポンプケーシングと、流体の吸入口と、ポンプケーシングに形成される流体の吐出口と、を有して構成されている。羽根車は、複数の羽根と、それら羽根を流体の案内面ともなるようにそれらの上下端において連結一体化する上下のシュラウドと、を有するとともに、下シュラウドの下端外周部とポンプケーシングとに亘って形成される摺動部が設けられている。
As a structure of this type of centrifugal pump, a vertical shaft type disclosed in
前記摺動部は、ポンプ効率を維持するために設けられているが、雨水等のポンピング対象流体に混じるゴミや泥等の異物が、羽根車とポンプケーシングとの隙間からポンプケーシング内に浸入し、摺動部近傍のポンプケーシング内にそれらが堆積することがある。 The sliding part is provided to maintain the pump efficiency, but foreign matter such as dust and mud mixed in the pumping target fluid such as rainwater enters the pump casing through the gap between the impeller and the pump casing. They may accumulate in the pump casing near the sliding part.
つまり、ポンプケーシング内においてゴミ等の異物が羽根車の外周端とポンプケーシングとの間の隙間から吸入口側に浸入すると、一旦浸入したゴミや泥は、摺動部の存在によってケーシング外に排出され難くなっており、ポンプケーシング内に留まって堆積してしまうのである。 In other words, if foreign matter such as dust enters the suction port from the gap between the outer peripheral edge of the impeller and the pump casing in the pump casing, the dust and mud that has entered once are discharged outside the casing due to the presence of the sliding part. It becomes difficult to be done and stays in the pump casing and accumulates.
そこで、特許文献1において開示されるように、ポンプケーシングの吸入口部分に高さレベルが最も低くなるポケット部を形成するとともに、そのポケット部から下方の外部に連通する土砂流出孔を複数箇所に形成し、それら土砂流出孔に開閉弁を設ける対策手段が開発されている。この対策手段によれば、ポンプの運転中の一定時間ごとに複数の開閉弁を開くことにより、ポンプケーシング内、即ちポンプケーシングと下側シュラウドとの間に形成される周状隙間空間に溜っている泥やゴミを定期的に排出させることができる。これにより、摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障を回避させることが可能になる、と記載されている。
確かに、開閉弁を開けば浸入及び堆積している土砂等を排出できるであろうが、そのためには複数の開閉弁及びその駆動操作機構、並びに経時手段等を含む制御装置が必要であり、コスト的な問題がある。そればかりか、弁の開閉頻度によっては、開閉弁が開くまでの間は、ゴミや異物が次第にポンプケーシング内に堆積してゆくことになって溜ったままの状態になるので、結局は前記の不都合(摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障)が解消されないおそれがある。 Surely, if the on-off valve is opened, the infiltrated and accumulated earth and sand can be discharged, but for that purpose, a control device including a plurality of on-off valves and their driving operation mechanisms, time-lapse means, etc. is necessary. There is a cost problem. In addition, depending on the frequency of opening and closing of the valve, until the opening and closing valve is opened, dust and foreign matter gradually accumulate in the pump casing and remain in the pump casing. There is a risk that inconvenience (damage due to foreign matter biting into the sliding portion and pump failure) cannot be resolved.
本発明の目的は、ポンプケーシング内にこれと羽根車との隙間から泥やゴミ等の異物が堆積したりして停滞することによる不都合、即ち、摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障の発生を、開閉弁や制御装置を伴う高価な別手段を設けることなく、簡単で廉価な手段で低減することができる遠心ポンプを提供する点にある。 The object of the present invention is to cause inconvenience due to accumulation of foreign matter such as mud and dust from the gap between the pump casing and the impeller and stagnating, that is, damage due to biting of foreign matter into the sliding part. An object of the present invention is to provide a centrifugal pump capable of reducing the occurrence of a pump failure by a simple and inexpensive means without providing an expensive separate means with an on-off valve or a control device.
請求項1に係る発明は、羽根車2と、この羽根車2を回転自在に収容するポンプケーシング3と、流体の吸入口4と、前記ポンプケーシング3に形成される流体の吐出口5と、を有して構成される遠心ポンプにおいて、
前記羽根車2は、吸入口側端に形成された先端シュラウド8と、前記先端シュラウド8の外周端8Aと前記ポンプケーシング3とに亘って形成される摺動部Sが装備されていることを特徴とするものである。
The invention according to
The
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の遠心ポンプにおいて、前記羽根車2は、その軸心X回りに配置される単数又は複数の羽根7と、前記羽根7を吸入口側端の逆側において連結一体化する基端シュラウド6が形成されていることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the centrifugal pump according to the first aspect, the
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の遠心ポンプにおいて、前記羽根車2は、前記軸心X方向に開口し、流体を吸い込む吸込み口2aと、前記軸心Xに対して横方向に吐出する吐出し口2bとを備えた管状流路20から成ることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the centrifugal pump according to the first aspect, the
請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の遠心ポンプにおいて、前記軸心Xが上下向きであって、前記吸入口4が前記ポンプケーシング3の下端において下向きに形成され、かつ、前記吐出口5が前記ポンプケーシング3の横外側に位置するように、前記軸心Xが上下向きの立軸型に構成されていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the centrifugal pump according to any one of the first to third aspects, the axial center X is directed vertically and the
請求項1の発明によれば、通常は、先端シュラウドの吸入口側端部(内周側先端部又は内周側先端側部)とポンプケーシングとに亘って形成される摺動部を、先端シュラウドの外周側端とポンプケーシングとに亘って形成してあるから、先端シュラウドの吸入口と逆側端に摺動部が位置することになり、上流側の先端シュラウドの吸入口側端部は開放される状態になる。従って、先端シュラウドとポンプケーシングとの間に形成される周状隙間部分にうず巻き室側からゴミや泥等の異物が浸入すること自体が生じ難くなるとともに、異物が入るようなことがあっても、それらの異物は周状隙間部分の上流側端から容易に排出されるようになって留まり続けることや堆積することが無いので、摺動部の損傷やポンプ故障等の不都合が回避されるようになる。 According to the first aspect of the present invention, normally, the sliding portion formed between the suction port side end portion (the inner peripheral side front end portion or the inner peripheral side front end side portion) of the front end shroud and the pump casing is provided at the front end. Since it is formed over the outer peripheral side end of the shroud and the pump casing, the sliding part is located at the end opposite to the inlet port of the tip shroud, and the inlet side end portion of the upstream tip shroud is It will be in a state to be released. Therefore, it is difficult for foreign matter such as dust and mud to enter the circumferential clearance formed between the tip shroud and the pump casing from the spiral chamber side, and foreign matter may enter. Since these foreign substances are easily discharged from the upstream end of the circumferential gap and do not stay or accumulate, inconveniences such as damage to the sliding part and pump failure are avoided. become.
つまり、遠心ポンプが、周状隙間部分の上流側は開放端となって異物の排出が自由に行いうる構成となるから、従来のように高圧のうず巻き室から周状隙間部分に侵入した異物が、摺動部が邪魔して排出不能となることはない。そして、うず巻き室と周状隙間部分との圧力差により、その開放端から容易に排出可能になる。 In other words, since the centrifugal pump is configured so that the upstream side of the circumferential gap portion is an open end and foreign matter can be discharged freely, foreign matter that has entered the circumferential gap portion from the high-pressure spiral chamber as in the prior art. The sliding part does not interfere with the discharge. And it becomes easy to discharge | emit from the open end by the pressure difference of a spiral chamber and a circumferential clearance part.
その結果、ポンプケーシング内にこれと羽根車との隙間から泥やゴミ等の異物が堆積したりして停滞することによる不都合、即ち、摺動部への異物の噛み込みによる摺動部の損傷やポンプ故障が、開閉弁や制御装置を伴う高価な別手段を設けることなく、簡単で廉価な手段として実現できる改善された遠心ポンプを提供することができる。 As a result, inconvenience due to accumulation of foreign matter such as mud and dust from the gap between this and the impeller in the pump casing and stagnating, that is, damage to the sliding portion due to foreign matter biting into the sliding portion It is possible to provide an improved centrifugal pump that can be realized as a simple and inexpensive means without providing an expensive separate means with an on-off valve or a control device.
請求項2の発明は、先端シュラウドに加えて基端シュラウドが装備されるクローズド型の羽根車を有する遠心ポンプであるから、効率良くポンプ作動するものでありながら、泥やゴミ等の異物が周状隙間部分等のポンプケーシング内に留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
The invention of
請求項3の発明は、軸心方向に開口して流体を吸い込む吸込み口と、軸心に対して横方向に吐出する吐出し口とを備えた管状流路から成る羽根車を有する遠心ポンプであるから、大きな異物の通過性を確保しながら、泥やゴミ等の異物が周状隙間部分等のポンプケーシング内に留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
The invention of
請求項4の発明のように、遠心ポンプが、その回転軸心が上下に向く立軸型である場合には、周状隙間部分の最上端に摺動部が位置しているから、ポンプケーシング内部における羽根車からの吐出流体を受止める箇所である周状隙間部分よりも高圧のうず巻き室(図1参照)側から周状隙間部分に浸入することが生じ難くなる。そして、仮に周状隙間部分に異物が浸入しても、周状隙間部分の最下端が開放されていて重力によって自然に排出されるようになるから、一時的に浸入することがあっても留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
In the case where the centrifugal pump is a vertical shaft type whose rotational axis is directed vertically as in the invention of
以下に、本発明による遠心ポンプの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は立軸型うず巻きポンプの要部の構造を示す断面図、図2はシール部を示す断面図、図3,4はポンプケーシングの違いによる実施例2,3のうず巻きポンプを示す要部の断面図、図5〜7は摺動部の別構造を示す要部の断面図、図8は羽根車の別構造図である。 Embodiments of a centrifugal pump according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a main part of a vertical shaft type centrifugal pump, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a seal part, and FIGS. 3 and 4 are main parts showing the spiral pumps of Examples 2 and 3 due to the difference in pump casing. FIG. 5-7 is sectional drawing of the principal part which shows another structure of a sliding part, FIG. 8 is another structural drawing of an impeller.
〔実施例1〕
実施例1による遠心ポンプPは、図1に示すように、立軸型のうず巻きポンプPであって、本体ケース0に収容される上下向きの主軸1の下端に装着される羽根車2と、この羽根車2を回転自在に収容するポンプケーシング3と、羽根車2の中心部に対向して下方に開口する状態でポンプケーシング3の下端部に形成される流体の吸入口4と、羽根車2の回転軸心Xに対する横方向に開口する状態となるようにポンプケーシング3の横外側に形成される流体の吐出口5と、を有して構成されている。主軸1は、電動モータやエンジン等の原動機9によって駆動回転されるように構成されている。
[Example 1]
As shown in FIG. 1, the centrifugal pump P according to the first embodiment is a vertical spiral pump P, and an
羽根車2は、主軸1に相対回転不能にボルト止めされるボス部6aを有する略円盤状の基端側シュラウド6と、軸心Xの周囲に均等角度ごとに配される複数のポンプ羽根7と、これらポンプ羽根7を吸入口側端において連結一体化する略円盤状の先端シュラウド8とを一体形成によって有するクローズド型のものに構成されている。先端シュラウド8は、厚肉で90度に湾曲する断面形状を呈しており、ポンプケーシング3の吸入口4に内嵌するような流体吸込み用の吸込み口2aが形成されている。基端側及び先端側の各シュラウド6,8と、周方向で隣合うポンプ羽根7,7の外径側端とで囲まれる吐出し口2bが、軸心Xの周囲に複数形成される状態になっている。
The
ポンプとしての下端に位置するポンプケーシング3は、上下方向視で円形を呈する前述の吸入口4、この下向きの吸入口4の周囲に形成されるフランジ状の取付座11、取付座11から立ち上がって先端シュラウド8に添うように湾曲する断面形状を呈する絞りケース部12、ほぼポンプケーシング3の内側空間部における羽根車2を除いた部分、即ち、複数の吐出し口2bから吐出される流体を受止めて横向きの吐出口5に案内するうず巻室10、を有する渦巻状のものに構成されている。うず巻きポンプでは、クローズド型の羽根車2の各吐出し口2b即ち全周から吐出された水等の流体をうず巻室10で受取るとともに周方向に導いて速やかに吐出口5へ流す。
The
上述の構成によれば、原動機9で主軸1を駆動回転してうず巻きポンプPを駆動させると、雨水等の流体は羽根車2の回転によって吸込口4から羽根車2の中心部に吸込まれ、羽根車2とともに回転して遠心力により羽根車2の全周(即ち吐出し口2b)から吐出され、その吐出された流体はうず巻室10で受取られるとともに案内されて吐出口5へと導かれ、吐出されるのである。
According to the above-described configuration, when the
図1,図2に示すように、先端シュラウド8の外周部先端8Aとポンプケーシング3における絞りケース部12の上端部とに亘って形成される摺動部Sが装備されている。摺動部Sは、絞りケース部12に内嵌装備される外側ライナーリング13と、外周部先端8Aに外嵌装備される内側ライナーリング14とを、外側ライナーリング13の内周面13aと内側ライナーリング14の外周面14aとが極めて近接された状態で対向されるように配置することで構成されている。内外のライナーリング14,13は共に軸心Xを中心とする同心状の筒状面を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a sliding portion S formed between the outer
絞りケース部12の上端部(ポンプケーシング3の下端部)には、外側ライナーリング13の下方への抜け止めを行う受止め壁部12aが形成されている。また、先端シュラウド8の外周部先端8Aには、断面が略L字形状を呈する内側ライナーリング14の上方への抜け止めを行う周状切欠き部8bが形成されている。
At the upper end of the throttle case 12 (the lower end of the pump casing 3), a receiving
従って、排水動作に伴って泥やゴミ等を一緒に吸込むことにより、先端シュラウド8と絞りケース部12との間の周状隙間部分(ポンプケーシング3の内側空間部分でもある)15に泥やゴミ等の異物が入ったとしても、その周状隙間部分15は下端開放空間であって重力によって自然に抜け落ちるようになるから、一時的に浸入することはあっても、留まることや堆積することは生じないようになる。実施例1の立軸型のポンプでは、周状隙間部分15の上端に摺動部Sが装備されているので、うず巻き室側から異物が入り込むことは生じ難く、入るとすれば重力に逆らって下側から上向きに移動して入るしかないから、構造的にも泥やゴミ等の異物が入り難い利点を有している。
Accordingly, mud and dust are sucked together with the drainage operation, so that mud and dust are inserted into the circumferential gap portion 15 (which is also the inner space portion of the pump casing 3) 15 between the
〔実施例2〕
実施例2による遠心ポンプは、図3に示すように、基本的には図1に示す実施例1の立軸型うず巻きポンプと同じであり、ポンプケーシング3の下部の形状が異なるのみである。即ち、ポンプケーシング3は、うず巻き室10を有する本体ケーシング部3Aと、その円環状の底面3aに取り付けられる下部ケーシング3Bとから構成されている。下部ケーシング3Bは、本体ケース部3Aにボルト止めされる円環形状のフランジ部16と、直線筒状の吸入ケース部17とで成り、吸入ケース部17の下端が大口径の吸入口4を形成している。尚、摺動部Sは図2に示す構造と同等に構成されている。また、下部ケーシング3Bは、フランジ部16と吸入ケース部17とが一体形成される構成でも、ボルト等の一体化手段によってフランジ部16と吸入ケース部17とが一体化される構成でも良い。
[Example 2]
As shown in FIG. 3, the centrifugal pump according to the second embodiment is basically the same as the vertical shaft spiral pump according to the first embodiment shown in FIG. 1, and only the shape of the lower portion of the
実施例2の構造では、周状隙間部分15は、その下端が大きく開放される大空間になる。従って、周状隙間部分15に泥や異物が一時的にも浸入し難いとともに、実施例1の構造に比べて遥かに下方に排出され易く、事実上、周状隙間部分15に異物が入るとか堆積するに関する問題が一掃されるものとなっている。また、実施例2の遠心ポンプPでは、軸心Xが水平に向く横軸型のポンプとして使用しても、吸入ケース部17上に異物が残ることはあっても、横に移動して排出され易いものであるから、摺動部S等の摺動部に異物が噛み込むようなことは生じ難い。
In the structure of the second embodiment, the
〔実施例3〕
実施例3よる遠心ポンプは、図4示すように、基本的には図1に示す実施例1の立軸型うず巻きポンプと同じ構造であり、ポンプケーシング3の下部の形状が異なるのみである。即ち、ポンプケーシング3は、図3に示す実施例2のものの下部ケーシング3Bを省略した構成であって、摺動部Sを支持する部分である本体ケース部3Aと同等のものだけで構成されている。従って、その底面3a(図3の底面3aと同じ)がケーシングとしての最下端となる。この場合、吸入口4は羽根車2に、具体的には先端シュラウド8の吸込み口2aで構成されている。シール部Sは、実施例1や2のものと同じであり、先端シュラウド8の外周部先端8Aとポンプケーシング3の下端部とに亘って形成されている。
Example 3
As shown in FIG. 4, the centrifugal pump according to the third embodiment is basically the same structure as the vertical shaft type centrifugal pump of the first embodiment shown in FIG. 1, and only the lower part of the
この場合は、ポンプケーシング3における先端シュラウド8を覆うような部分が存在しないので、図1,2に示されるような周状隙間部分15に泥やゴミ等の異物が浸入するとか溜るといった不都合が根本的に生じない遠心ポンプとなる。
In this case, since there is no portion covering the
次に、摺動部の幾つかの別構造を、例として図4に示す構造の遠心ポンプに適用した場合について簡単に説明する。別構造その1の摺動部Sは、図5に示すように、ポンプケーシング3の下端内周部に、断面がL字形状の外側ライナーリング13を設け、先端シュラウド8の外周面8aと外側ライナーリング13の内周面13aとが極めて近接して対向配置されるように構成されている。
Next, a case where some other structures of the sliding portion are applied to the centrifugal pump having the structure shown in FIG. 4 as an example will be briefly described. As shown in FIG. 5, the sliding portion S of another
別構造その2のシール部Sは、図6に示すように、ポンプケーシング3の下端内周部に、断面が矩形の外側ライナーリング13を設け、先端シュラウド8の外周面8aと外側ライナーリング13の内周面13aとが極めて近接して対向配置されるように構成されている。但し、ポンプケーシング3の下端には、外側ライナーリング13を下方から支える周状の抜け止め部18が形成されている。別構造その3は、図7に示すように、図6に示す別構造2のものにおいて、外側ライナーリング13の内周面13aに上下複数段の周溝19を形成したものである。この周溝19により、ラビリンス部を有する摺動部Sに形成されている。
As shown in FIG. 6, the seal portion S of another structure No. 2 is provided with an
〔別実施例〕
図3,4に示す遠心ポンプを、その主軸1の回転軸心Xが横向きとなり、うず巻き室軸心Yが上下向きとなるように配置される横軸型のものとしても良い。図3の遠心ポンプを横軸型にした場合は、周状隙間部分15に吸入口4側から異物が入る可能性はあるが、うず巻き室と周状隙間部分との圧力差により、その大きく開いた開放端からする容易に外部排出され易い状態にあり、留まり続けたり堆積したりは生ぜず、従って浸入異物の摺動部への噛み込みによる損傷のおそれは少なくなる。また、図4に示すように、ポンプケーシングにおける先端シュラウドを覆う部分が省略された構造の遠心ポンプでは、立軸型の場合と同様に異物の滞留がまず生じないので、従ってそれに起因した問題も発生しないものとなっている。さらに、先端シュラウドの外側端の周面ではなく、外側端の下面を摺動部としても良い。
[Another Example]
The centrifugal pump shown in FIGS. 3 and 4 may be of a horizontal axis type in which the rotation axis X of the
図8(a),(b)に示すように、軸心X方向に開口して流体を吸い込む吸込み口2aと、軸心Xに対して横方向に吐出する吐出し口2bとを備えた管状流路20から成る羽根車(請求項3に相当)、いわゆるノンクロッグ型羽根車2を有する遠心ポンプも可能である。この場合でも先端シュラウド8の外周端に摺動部Sが形成される。尚、吐出し口2bは一つでも複数であっても良い。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a tubular body having a
2 羽根車
2a 吸込み口
2b 吐出し口
3 ポンプケーシング
4 吸入口
5 吐出口
6 基端シュラウド
7 羽根
8 先端シュラウド
8A 外周部先端
20 管状流路
A 遠心ポンプ
X 羽根車の回転軸心
S 摺動部
2
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記羽根車は、吸入口側端に形成された先端シュラウドと、前記先端シュラウドの外周端と前記ポンプケーシングとに亘って形成される摺動部が装備されている遠心ポンプ。 A centrifugal pump having an impeller, a pump casing that rotatably accommodates the impeller, a fluid suction port, and a fluid discharge port formed in the pump casing;
The impeller is a centrifugal pump provided with a tip shroud formed at an inlet side end, and a sliding portion formed across an outer peripheral end of the tip shroud and the pump casing.
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CN102777390A (en) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 芜湖水泵制造有限公司 | Vertical large-displacement water pump |
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