JP2011236829A - Agitating body for submerged pump and submerged pump using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浚渫現場、土木現場、下水処理場、又は工場排水沈殿池等の水底の沈殿物を攪拌して浮揚させた後、周囲の水で希釈しながら吸引して、所望の箇所に排出するために用いる水中ポンプに取付ける水中ポンプ用攪拌体及びこれを用いた水中ポンプに関する。 The present invention stirs and floats sediment at the bottom of a dredging site, civil engineering site, sewage treatment plant, factory drainage basin, etc., then sucks it while diluting it with the surrounding water and discharges it to a desired location. The present invention relates to a submersible pump agitator that is attached to a submersible pump used for the purpose, and a submersible pump using the same.
特許文献1には上記した目的に供される攪拌体を備えた水中ポンプが提案されている。その代表例を図6に示すが、この水中ポンプ80は、下面中央部に吸引開口81が、外周壁の一部に排出開口82がそれぞれ形成され、内部にはモータ83によって回転駆動される回転軸84に固定されるインペラ85を備えたインペラケーシング86と、上部がインペラケーシング86の下端に連通連結されると共に、周囲に複数の吸込流用開口87を備えた筒状のストレーナ88と、インペラケーシング86及びストレーナ88を貫通して配置された回転軸84の下部に固定された攪拌体89を備えている。
上記した構成によって、モータ83の駆動と共に回転軸84を回転して、インペラ85と攪拌体89が一体的に回転し、攪拌体89の回転によって攪拌水流を発生させて、この攪拌水流によって水底沈殿物を浮揚させると共に、吸込流用開口87を通してストレーナ88内に吸込み、その後インペラケーシング86を介して排出開口82から、水底沈殿物を外部に排出している。
With the above-described configuration, the rotating
しかしながら、特許文献1に開示されている攪拌体では、必要以上に水底沈殿物を発散させた結果、若しくは、沈殿物の浮揚が十分に行われない結果、沈殿物の吸い上げ回収率が低下したり、攪拌に消費されるエネルギーが必要以上に大きくなって、エネルギーコストの増大を招くと共に、モータひいてはポンプの大型化を齎していた。
However, in the stirring body disclosed in
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、より小さな動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸い上げることが可能な水中ポンプ用攪拌体及びこれを用いた水中ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a submerged pump agitator and a submersible pump using the submerged pump capable of efficiently levitating and sucking up a bottom sediment with less power. To do.
前記目的に沿う第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体は、逆截頭直円錐形状を有する基幹部と、該基幹部の外側に所定円周間隔を有して設けられる複数の螺旋羽根と、前記基幹部の基端側に同軸的に形成されるボス部とを備え、前記螺旋羽根の子午面形状がなす角度を30〜48度とした。
ここで、子午面形状とは、螺旋羽根の軸線(回転中心)を通る任意の断面(即ち、子午面)を重ね合わせて形成される形状、あるいは回転軸を直角方向から見た回転軌跡の形状をいい、子午面形状のなす角度は、螺旋羽根を回転させた回転体の両側線のなす角度に一致する。
The submerged pump agitator according to the first aspect of the present invention, comprising: a trunk portion having a reverse truncated right cone shape; and a plurality of spiral blades provided with a predetermined circumferential interval outside the trunk portion; And a boss portion formed coaxially on the proximal end side of the trunk portion, and the angle formed by the meridional shape of the spiral blade is 30 to 48 degrees.
Here, the meridional shape is a shape formed by overlapping arbitrary cross sections (that is, meridian surfaces) passing through the axis (rotation center) of the spiral blade, or a shape of a rotation locus when the rotation axis is viewed from a right angle direction. The angle formed by the meridional surface shape coincides with the angle formed by the two side lines of the rotating body that rotates the spiral blade.
第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体において、前記螺旋羽根の子午面形状がなす角度を35〜45度の範囲とするのが更に好ましい。
また、第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体において、隣り合う前記螺旋羽根は、軸方向にみて円周方向に隙間を有するのがより好ましい。
第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体において、前記螺旋羽根は半径方向端部においても一定の厚みを有することができる。
In the submerged pump stirring body according to the first invention, it is more preferable that the angle formed by the meridional shape of the spiral blade is in the range of 35 to 45 degrees.
Further, in the submersible pump stirring body according to the first invention, it is more preferable that the adjacent spiral blades have a gap in the circumferential direction when viewed in the axial direction.
In the submerged pump agitator according to the first aspect of the present invention, the spiral blade may have a constant thickness at the radial end.
第2の発明に係る水中ポンプは、第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体を下部に備えている。 The submersible pump according to the second invention includes the submerged pump stirring body according to the first invention in the lower part.
第1の発明に係る水中ポンプ用攪拌体及びこれを用いた第2の発明に係る水中ポンプは、螺旋羽根の子午面形状がなす角度を30〜48度としたので、少ない動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸い上げることができる。 The submerged pump agitator according to the first invention and the submersible pump according to the second invention using the submerged pump have an angle formed by the meridional surface shape of the spiral blades of 30 to 48 degrees. Can be levitated and sucked up efficiently.
以下、添付した図面を参照し、本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ用攪拌体及びこれを用いた水中ポンプについて説明する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ10は、主要部が腐食しにくく耐摩耗性を有するステンレス又は特殊鋼からなって、回転軸11が垂直に配置されたモータ部12と、モータ部12の下部に設けられたポンプ部13と、ポンプ部13の下部に設けられた攪拌部14とを有している。以下、これらについて詳細に説明する。
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a submersible pump stirring body and a submersible pump using the same according to an embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a
モータ部12は、筒状の中間ハウジング15内に設けられたステータ16と、ステータ16の内側に隙間を有して配置され回転軸11に固定されたロータ17とを有し、中間ハウジンク15の上下にはそれぞれフランジ結合されて、回転軸11の上下を支持する軸受部18、19を備える上ハウジング20と下ハウジング21とを有している。上ハンジング20の頂部からシール機構22を介してステータ16に接続されるケーブル23が引き出され、上ハウジング20の下部の軸受部18には回転軸11の上端部を回転自在に支承するラジアルベアリング24が設けられている。下ハウジング21には、回転軸11の中間部を回転自在に支承するラジアルベアリング26とスラストベアリング27が配置されている。
The
ポンプ部13は、下ハウジンク21の下部に取付けられ、一方には排出開口28を備え、下部中央に吸引開口29を備えたインペラケーシング30と、インペラケーシング30の中央に設けられて回転軸11に固定されたインペラ31とを有している。なお、排出開口28にはL字管32がフランジ結合されている。また、図1において、32aはメカニカルシールであって、ポンプ部13内の水が下ハウジング21内に侵入するのを防止している。
The
ポンプ部13の直下に設けられた攪拌部14は、インペラケーシング30の底部に設けられた有底筒状のストレーナ33と、ストレーナ33の下部に固定された支持部材34と、ストレーナ33を貫通し、回転軸11の下端部に固定された攪拌体(水中ポンプ用攪拌体)35とを有している。ストレーナ33は底部及び周壁に多数の開口を有して、周囲及び底部から水及びスラッジ等を濾して導引できる構造となっている。
The stirring unit 14 provided immediately below the
攪拌体35は、腐食しにくく耐摩耗性を有するステレス鋼又は硬質の特殊鋼からなって、図2〜図5に示すように、逆截頭直円錐形状(即ち、直円錐台形状)となった基幹部36と、基幹部36の外側に均等に配置された複数(2〜4枚が好ましい)の螺旋羽根37と、基幹部36の基側(即ち、上側)に軸心を合わせて一体的に形成されたボス部38とを有している。
The
ボス部38の上側には、雌ねじ39が形成され、回転軸11の下端部に形成された雄ねじ40が螺合している。41はナットで雌ねじ40に螺合しボス部38のねじと協同して緩み止め作用をなす(即ち、ダブルナット効果を発揮する)構造となっている。
この実施の形態では、図5に示すように、各螺旋羽根37の基幹部36からの幅、即ち、基幹部36の側面に対して法線方向の高さは等しくHとなっている。
A
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the width of each
従って、螺旋羽根37の先端部の子午面形状がなす角度θ(即ち、頂角)は、基幹部36の子午面形状が形成する開き角φに等しくなって、30〜48度の範囲になる。ここで、螺旋羽根37の先端部の子午面形状がなす角度θは、この攪拌体35を軸心を中心にして回転させた場合の、螺旋羽根37が描く円錐台の開き角(頂角)である。
Accordingly, the angle θ (that is, the apex angle) formed by the meridional shape of the tip portion of the
このように、螺旋羽根37の子午面形状がなす角度θを、30〜48度としたことによって、最小の動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸い上げることが可能である。なお、螺旋羽根37の子午面形状がなす角度を30度未満にした場合は、横方向の旋回流が過度に強くなり、結果として沈殿物を周囲に発散させて吸い上げ回収率が低下する。
Thus, by setting the angle θ formed by the meridional surface shape of the
逆に、螺旋羽根37の子午面形状がなす角度θを48度より大きくした場合には、攪拌水流が過度に下向きになり、結果として沈殿物の浮揚が十分でなく、吸い上げ回収率が低下する。また、螺旋羽根37の子午面形状がなす角度θを48度より大きくしたまま、螺旋羽根37の外径を大きくした場合には、動力が増して不経済となる。
なお、より好ましくは、螺旋羽根37の子午面形状がなす角度θを35〜45度(更に好ましくは、35〜42度)とする。これによって、更に少ない動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸い上げることができる。
On the contrary, when the angle θ formed by the meridional surface shape of the
More preferably, the angle θ formed by the meridional surface shape of the
また、図5において、Dは基幹部36の上側円の直径を示し、例えば、インペラ31の外径の0.2〜0.3倍の範囲にあり、hは基幹部36の高さを示し、インペラ31の高さの1.2〜2倍の範囲にある。このように形成することによって、攪拌体35とインペラ31に使用するエネルギーの均衡を保つ。
In FIG. 5, D represents the diameter of the upper circle of the
そして、この実施の形態においては、螺旋羽根37の枚数は3であって、攪拌体35を軸方向に見た螺旋羽根37の羽根角αは60〜90度、隣り合う螺旋羽根37の隙間角度βは30〜60度となって、軸方向に見て螺旋羽根37が周方向に無い隙間空間43を有している。これによって、螺旋羽根37が隙間空間43から吸い込んだ液状物を押し下げると共にその一部を側方に効率よく逃がすことになる。なお、螺旋羽根37の枚数nは2〜4枚程度が好ましいが、隣合う螺旋羽根37の隙間角度βは、例えば(90/n〜180/n)度の範囲で設けるのが好ましい。
In this embodiment, the number of the
螺旋羽根37は下方に向かいその半径方向の幅は小さくなっているが、下端は逆截頭直円錐型の基幹部36の下端面と同一平面上にある。また、螺旋羽根37の半径方向外側端44は、例えば、基幹部36の下端の直径dの0.25〜0.4倍の幅を有して、長期間使用しても容易に摩耗しない構造となっている。
The
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、寸法変更、螺旋羽根の形状を変更したものであっても本発明は適用される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention can be applied even if the dimensions are changed and the shape of the spiral blade is changed without changing the gist of the present invention.
10:水中ポンプ、11:回転軸、12:モータ部、13:ポンプ部、14:攪拌部、15:中間ハウジング、16:ステータ、17:ロータ、18、19:軸受部、20:上ハウジング、21:下ハウジング、22:シール機構、23:ケーブル、24、26:ラジアルベアリング、27:スラストベアリング、28:排出開口、29:吸引開口、30:インペラケーシング、31:インペラ、32:L字管、32a:メカニカルシール、33:ストレーナ、34:支持部材、35:攪拌体、36:基幹部、37:螺旋羽根、38:ボス部、39:雌ねじ、40:雄ねじ、41:ナット、43:隙間空間、44:半径方向外側端
10: submersible pump, 11: rotating shaft, 12: motor unit, 13: pump unit, 14: stirring unit, 15: intermediate housing, 16: stator, 17: rotor, 18, 19: bearing unit, 20: upper housing, 21: Lower housing, 22: Sealing mechanism, 23: Cable, 24, 26: Radial bearing, 27: Thrust bearing, 28: Discharge opening, 29: Suction opening, 30: Impeller casing, 31: Impeller, 32: L-shaped
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