JP2009103077A - 汚水用ポンプ羽根車、汚水用ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】主板の凹部に閉じ込められた空気を効率よく排出し、羽根車の機械的バランスを維持し、振動発生を抑制することができる汚水用ポンプの羽根車及び該羽根車を用いた汚水用ポンプを提供すること。
【解決手段】主板４と側板５の間に１枚の翼２を有する羽根車本体と、主板４の翼２の反対側である背面に軸方向に窪んだ凹部６を有し、該凹部６を蓋部材９で覆った構成の汚水用ポンプ羽根車であって、羽根車本体の主板４の外周縁部４ａ及び羽根車ボス１に凹部６内に連通する穴又は溝７、８を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は水処理装置における下水送水用ポンプ等に用いられる汚水用ポンプの羽根車に関し、特に羽根車背面を蓋部材で覆った構成の汚水用ポンプの羽根車及び該羽根車を用いたに汚水用ポンプに関するものである。

夾雑物等の異物が混入する汚水処理に用いる汚水用ポンプの羽根車は、異物の巻き付きや羽根車内における閉塞の問題が生じやすいため、主板と側板の間に１枚の翼を有する構成のものが知られている。このように主板と側板の間に１枚の翼を有する構成の汚水用ポンプの羽根車では翼が１枚であるため、羽根車の主板の背面（翼の反対側面）に、羽根車の機械的バランスをとるためバランスウエイトを設けてある。

上記羽根車は、凹部内に侵入物がない状態、即ち凹部内の空気の比重と凹部外の空気の比重とが同じ状態で質量バランスが保たれるように設計されている。このため、凹部に侵入物が堆積すると質量バランスが崩れ、振動などの不具合が発生する。そこで、例えば公知技術において、シュラウド背面の環状凹部の外周に座部を設け、この座部に蓋部材をボルトで締め付け固定し、侵入物を防いでいる。しかしこれは単に蓋部材をボルトで締結した凹部を覆っているだけで、液体の凹部内への侵入を完全に防ぐことができなかった。

また、他の公知技術として、上記ように凹部を蓋部材で覆うと、凹部内に空気が閉じ込められ、水と空気の比重の関係で羽根車のバランスが崩れ、振動が発生するという問題がある。また、凹部を覆う蓋部材に、凹部内に侵入した侵入物を排出する排出口を設けた羽根車がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、主板の凹部に閉じ込められた空気を効率よく排出し、羽根車の機械的バランスを維持し、振動発生を抑制することができる汚水用ポンプの羽根車及び該羽根車を用いた汚水用ポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は主板と側板の間に１枚の翼を有する羽根車本体と、主板の前記翼の反対側である背面に軸方向に窪んだ凹部を有し、該凹部を蓋部材で覆った構成の汚水用ポンプ羽根車であって、羽根車本体の主板の外周縁部及び羽根車ボスに凹部内に連通する穴又は溝を設けたことを特徴とする。

羽根車を回転すると水と空気の比重の関係で、空気は回転中心側に集まるから、上記のように羽根車本体の主板の外周縁部及び羽根車ボスに凹部内に連通する穴又は溝を設けることにより、この穴又は溝を通して、凹部内の空気が外部に排出される。

また、本発明は上記汚水用ポンプ羽根車において、主板の外周縁部に設けた穴又は溝は羽根車の回転方向に対してバランスウエイトの負圧面側に設けたこと特徴とする。

上記のように、主板の外周縁部に設けた穴又は溝は羽根車の回転方向に対してバランスウエイトの負圧面側に設けたことにより、負圧面側の静圧低下効果により、外周側から水の流入が増加し、凹部内の空気の排出が効果的に行える。

また、本発明は羽根車に請求項１又は２に記載の汚水用ポンプ羽根車を用いたことを特徴とする汚水用ポンプにある。

上記のように汚水ポンプの羽根車に本発明に係る汚水用ポンプ羽根車を用いるので、羽根車の回転により主板の凹部内の空気が効果的に排出され、水で満たされるから、羽根車のバランスが崩れることなく、バランスが崩れることにより発生する振動を抑制することが可能となる。

本発明によれば、羽根車本体の主板の外周縁部及び羽根車ボスに凹部内に連通する穴又は溝を設けたので、凹部内の空気は効果的に排出されるから、水と空気の比重関係により発生する振動を防ぐことができる。

また、汚水ポンプの羽根車に本発明に係る汚水用ポンプ羽根車を用いるので、汚水用ポンプの運転により、羽根車主板の凹部内の空気が効果的に排出され、水で満たされるから、羽根車のバランスが崩れることなく、運転中のポンプ振動を抑制できる。

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明に係る汚水用ポンプの羽根車の構成例を示す図である。図１は主板背面の蓋部材を除いた羽根車全体を示す外観図、図２（ａ）は羽根車の蓋部材を除いた背面図、図２（ｂ）は羽根車の背面図、図２（ｃ）はＡ−Ａ断面図である。図示するように、本汚水用ポンプの羽根車１０は、主板４と側板５の間に１枚の翼２を有する羽根車本体と、主板４の翼２の反対側に該主板４と一体に形成されたバランスウエイト３とを有する構成である。主板４の背面中心部には羽根車ボス１が設けられ、主板４の上面のバランスウエイト３が形成されていない部分は軸方向に窪んだ凹部６となっている。

羽根車ボス１の側部には軸方向に空気排出用溝７を設け、主板４の外周縁部４ａには水流入用溝８を設けている。主板４の上部には凹部６を覆うように蓋部材（蓋板）９で覆っている。羽根車１０が矢印Ｂ方向に回転すると、水と空気の比重の関係で凹部６内の空気は中心部の羽根車ボス１側に集まり、空気排出用溝７を通って排出される。このとき主板４の外周縁部４ａに形成された水流入用溝８から凹部６内に流入する水により、中心部に集まった空気は空気排出用溝７を通って効果的に排出される。また、主板４の外周縁部４ａに形成する水流入用溝８を羽根車１０の回転方向（図では矢印Ｂ方向）に対してバランスウエイトの負圧面側（図２（ａ）の水流入用溝８の位置）に設けると、負圧面側の静圧低下効果により、外周から水流入用溝８を通って流入する水量が増加し、凹部６内の空気の排出がより効果的に行える。

上記のように主板４の背面に形成された凹部６を蓋部材９で覆う構成の羽根車１０において、羽根車ボス１の側部に軸方向に空気排出用溝７を設け、主板４の外周縁部４ａに水流入用溝８を設けているため、羽根車１０が回転することにより凹部６内の空気は中心部の羽根車ボス１に集まり、空気排出用溝７を通って排出され、凹部６内は水で満たされるので、凹部６内に空気が閉じ込められ、水と空気の比重の関係で羽根車１０のバランスが崩れ、振動等が発生するということがない。また、主板４の外周縁部４ａに設けた水流入用溝８から凹部６内に流入した水により、主板４の中心部（羽根車ボス１側）に集まった空気は空気排出用溝７から効果的に排出される。

なお、上記例では羽根車ボス１に空気排出用溝７、主板４の外周縁部４ａに水流入用溝８を設けたが、これらは溝ではなく、穴でもよい。また、主板４の外周縁部４ａに形成する水流入用溝８は羽根車１０の回転方向に対してバランスウエイトの負圧面側に設けると、上記のように負圧面側の静圧低下効果により、外周から水流入用溝８を通って流入する水量が増加し、凹部６内の空気の排出がより効果的に行えるが、必ずしも回転方向に対してバランスウエイトの負圧面側に限定されるものではない。

図３は羽根車に上記本発明に係る汚水用ポンプの羽根車を用いた汚水用ポンプの構成を示す断面図である。本汚水用ポンプは電動機と一体に構成された構造である。羽根車１０は図１、図２に示す構造のもので、主板４の凹部６を蓋部材９で覆い、羽根車ボス１に空気排出用穴又は溝を設け、主板４の外周縁部に水流入用穴又は溝を設けた構造のものを使用している。羽根車１０は電動機軸１６の先端にボルト１１により固着されている。ポンプケーシング１２は吐出口１２ｂと吸込口１２ａを有し、中間ケーシング２８とボルト２６、２７で固着されポンプ室を形成している。ポンプケーシング１２の吸込口１２ａには吸込短管２９が接続され、吐出口１２ｂには吐出曲管１３が接続されている。

ポンプケーシング１２にはポンプを自立させるための複数の脚１２ｃが設けられている。また、ポンプ部の圧力水が電動機側へ漏洩しないように、ポンプ部と電動機部の間にメカニカルシール１４が設けられ、軸封されている。該メカニカルシール１４の軸封部の外側には油室１５が設けられ、該油室１５に油が封入されており、これによりメカニカルシール１４の摺動面の潤滑と冷却を行なっている。

電動機フレーム１９内には電動機の固定子２０が嵌合固定されており、該固定子２０内に電動機軸１６に固定された回転子２１が貫通配置されている。電動機軸１６は上下両端部を上部軸受１８と下部軸受１７で電動機フレーム１９に回転自在に支持されている。電動機は水中で使用されるので、Ｏリング２５等により電動機フレーム１９内は気密に構成されており、水中ケーブル２２を通って電力が供給されるようになっている。電動機フレーム１９の上部には把手２３が設けられており、これにより汚水槽内へ汚水用ポンプの吊り下げや移動を行う。また、電動機フレーム１９内にはプロテクタ２４が設けられており、過電流や欠相運転等による電動機の焼損を防止している。

上記構成の汚水用ポンプにおいて、電動機を起動し、電動機軸１６が回転すると、羽根車１０が回転し、吸込短管２９を通してポンプケーシング１２の吸込口１２ａから吸い込まれた汚水は、翼２の翼負圧面内及び翼圧面とポンプケーシング１２の間の流路を通って、ポンプケーシング１２の吐出口１２ｂから、吐出曲管１３を通って送水される。この羽根車１０の回転により、羽根車１０の主板４の凹部６にある空気は中心部の羽根車ボス１側に集まり該羽根車ボス１の側部に形成された空気排出用穴又は溝を通って排出されると、主板４の外周縁部に設けた水流入用の穴又は溝を通って水が主板４の凹部６内に流入する。これにより凹部６内が水で満たされ、凹部６内に空気が存在することにより水と空気の比重差により羽根車のバランスが崩れ、振動等が発生することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、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。例えば、上記例では主板４にバランスウエイト３を一体に形成した例を示したが、バランスウエイトを主板に形成しなくとも、主板の軸方向に窪んだ凹部を有し、この凹部を蓋部材で覆った構成の羽根車に本発明は適用できる。

本発明に係る汚水用ポンプの羽根車の構成例を示す蓋部材を除去した外観図である。 本発明に係る汚水用ポンプの羽根車を示す図である。 本発明に係る汚水用ポンプの構成例を示す断面図である。

符号の説明

１ 羽根車ボス
２ 翼
３ バランスウエイト
４ 主板
５ 側板
６ 凹部
７ 空気排出用溝
８ 水流入用溝
９ 蓋部材
１０ 羽根車
１１ ボルト
１２ ポンプケーシング
１３ 吐出曲管
１４ メカニカルシール
１５ 油室
１６ 電動機軸
１９ 電動機フレーム
２０ 固定子
２１ 回転子
２２ 水中ケーブル
２３ 把手
２４ プロテクタ
２５ Ｏリング
２６ ボルト
２７ ボルト
２８ 中間ケーシング
２９ 吸込短管

Claims (3)

1. 主板と側板の間に１枚の翼を有する羽根車本体と、前記主板の前記翼の反対側である背面に軸方向に窪んだ凹部を有し、該凹部を蓋部材で覆った構成の汚水用ポンプ羽根車であって、
   前記羽根車本体の主板の外周縁部及び羽根車ボスに前記凹部内に連通する穴又は溝を設けたことを特徴とする汚水用ポンプ羽根車。
2. 請求項１に記載の汚水用ポンプ羽根車において、
   前記主板の外周縁部に設けた穴又は溝は羽根車の回転方向に対してバランスウエイトの負圧面側に設けたことを特徴とする汚水用ポンプ羽根車。
3. 羽根車に請求項１又は２に記載の汚水用ポンプ羽根車を用いたことを特徴とする汚水用ポンプ。

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