JP2013092074A - 水中ポンプ用攪拌体 - Google Patents

Abstract

【課題】水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸上げることができる水中ポンプ用攪拌体を提供する。
【解決手段】
円錐状又は円柱状の基幹部２２と、基幹部２２の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の螺旋羽根２４と、基幹部２２の基端部に同軸的に形成されるボス部と、を具備する水中ポンプ用攪拌体２０であって、基幹部２２の軸線と平行な方向で各螺旋羽根の中途部を切欠して外側半径方向及び両円周方向に開く切欠部２８を形成し、切欠部２８の上方をなす螺旋羽根２４の部分に下方向攪拌流生成部３０を形成し、切欠部２８の下方をなす螺旋羽根の部分に水平方向流生成部３２を形成している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、浚渫現場、土木現場、下水処理場、工場排液沈殿池等の水底の沈殿物を攪拌体により浮揚させた後、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り付ける水中ポンプ用攪拌体に関する。

従来、上記した目的に供される水中ポンプとして、図６に示すように、下面中央部に吸引開口１００を設け、外周壁に排出開口１０２を設け、内部にモーター１０４によって駆動されるインペラー１０６を回転自在に内蔵するインペラーケーシング１０８と、上部をインペラーケーシング１０８の下端に連通連結すると共に、周壁に複数の開孔１１０を設けた筒状ストレーナー１１２と、一端をモーター１０４に連結すると共に、インペラーケーシング１０８に設けた吸引開口１００と筒状のストレーナー１１２の多孔底板１１４の中央部に設けた貫通穴１１６とを貫通してストレーナー１１２の下方に伸延する回転軸１１８と、回転軸１１８の下端に固着する攪拌体１２０とを具備する水中ポンプＢが知られている。

一般に、攪拌体１２０は、円錐状の基幹部１２２と、同基幹部１２２の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の螺旋羽根１２４と、前記基幹部の基端部に同軸的に形成され回転軸１１８に連結されるボス部１２６とから形成される。
また、螺旋羽根１２４は、図７に示すように、円周方向に大きく傾斜して基幹部１２２に設けられる上部羽根部１２８と、円周方向に殆ど傾斜せず基幹部１２２の軸線と平行な方向で略垂直面を形成す水平方向流生成用羽根部１３０と、両羽根部の中間に位置しある程度円周方向に傾斜する中間羽根部１３２とからなる。
上記した構成を有する水中ポンプＢの攪拌体１２０による攪拌動作については、従来、以下のように考えられていた。モーター１０４の駆動と共に回転軸１１８が回転して、インペラー１０６と攪拌体１２０が一体的に回転し、攪拌体１２０の回転によって放射状にかつ下方に向かう攪拌流を発生させて、この攪拌流によって水底沈殿物を浮揚させた後、攪拌流は水底沈殿物と共に上方に向けて反転し、吸込流用開孔１１０を通してストレーナー１１２内に吸込され、その後、インペラーケーシング１０８を介して外部に排出される。

しかし、発明者が、さらに攪拌流について検討するため、ストレーナー１１２の多孔底板１１４の下面の摩耗量を調査したところ、多孔底板１１４の下面は全体にわたって摩耗しており、また、貫通穴１６が設けられた下面の中央部が周辺部より大きく摩耗しているのがわかった。一方、多数の孔が設けられたストレーナー１１２の周壁の摩耗量は、多孔底板１１４の下面の摩耗量と比較した場合、著しく低いことがわかった。これらの現象から、殆どの攪拌流は、実際は、図６及び図７に示すように、攪拌体１２０の回転によって放射状にかつ下方に向かった後、上方に向けて反転し、その後、多孔底板１１４の下面の中央部に向かい、多孔底板１１４の中央に設けた貫通穴１１６やその周囲の孔を通してストレーナー１１２内に吸込され、その後、インペラーケーシング１０８を介して外部に排出されると考えられる。

特開平１０−００９１８２号公報

しかし、上記した従来の攪拌体１２０による攪拌流の流れを更に検討したところ、以下のことが判明した。攪拌体１２０による攪拌流の流れは、図７に示すように、円周方向に大きく傾斜して基幹部１２２に設けられる上部羽根部１２８によって形成される強力な攪拌流Ｆ１と、円周方向に殆ど傾斜せず基幹部１２２の軸線と平行な方向で略垂直面を形成す水平方向流生成用羽根部１３０によって形成される水平攪拌流Ｆ２と、両羽根部の中間に位置しある程度円周方向に傾斜する中間羽根部１３２によって形成される中間攪拌流Ｆ３からなる。これらの内、上部羽根部１２８によって形成される強力な攪拌流Ｆ１によって沈殿物の攪拌を行い、水平方向流生成用羽根部１３０によって形成される水平攪拌流Ｆ２は、その下方の領域を減圧して、攪拌流Ｆ１が多孔底板１１４の下面の中央部に向かって流れるのを促進する。一方、中間羽根部１３２によって形成される中間攪拌流Ｆ３は、上部羽根部１２８によって形成される攪拌流Ｆ１を外側に付勢することになり、攪拌流Ｆ１による攪拌作用を逆に阻害することになると考えられる。
本発明は、上記した知見に基づいてなされたものであり、攪拌体によって生じる攪拌流をさらに強力にすることによって、水底沈殿物をさらに効率よく浮揚させ、吸上げることができる水中ポンプ用攪拌体を提供することを目的とする。

本発明は、円錐状又は円柱状の基幹部と、同基幹部の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の螺旋羽根と、前記基幹部の基端部に同軸的に形成されるボス部と、を具備する水中ポンプ用攪拌体であって、前記基幹部の軸線と平行な方向で前記各螺旋羽根の中途部を切欠して外側半径方向及び両円周方向に開く切欠部を形成し、前記切欠部の上方をなす前記螺旋羽根の部分に下方向攪拌流生成部を形成し、前記切欠部の下方をなす前記螺旋羽根の部分に水平方向流生成部を形成したことを特徴とする水中ポンプ用攪拌体に係るものである。
上記した水中ポンプ用攪拌体を用いることによって、攪拌体によって生じる攪拌流をさらに強力にすることによって、水底沈殿物をさらに効率よく浮揚させ、吸上げることができる。

上記した構成において、好ましくは、螺旋羽根が基幹部の基端側端面と先端側端面との間を伸延し、基幹部の軸線と平行な方向における切欠部の高さＨ１を基幹部の高さＨの０．１５〜０．２５倍とし、基幹部の軸線と平行な方向における水平方向流生成部の高さＨ２を基幹部の高さＨの０．２５〜０．３５倍とする。

本発明は、また、同軸線上に配列した上側大径部と下側小径部とからなる円錐状又は円柱状の基幹部と、前記上側大径部の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の下方向攪拌流生成用螺旋羽根と 前記下側小径部の外周面に所定円周間隔をあけて設けられる複数の水平方向流生成用羽根と、を具備する水中ポンプ用攪拌体に係るものである。
上記した水中ポンプ用攪拌体を用いることによって、攪拌体によって生じる攪拌流をさらに強力にすることによって、水底沈殿物をさらに効率よく浮揚させ、吸上げることができる。また、水平方向流生成用羽根を下側小径部の外周面に設けたので、水平方向流生成用羽根の回転により生じる回転抵抗が少なく、さらに少ない動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸上げることができる。

本発明の実施例１に係る水中ポンプ用攪拌体を具備する水中ポンプの正面図である。 本発明の実施例１に係る水中ポンプ用攪拌体を具備する水中ポンプの要部拡大正面図である。 本発明の実施例１に係る同水中ポンプ用攪拌体の正面図である。 本発明の実施例１の変容例に係る水中ポンプ用攪拌体の正面図である。 本発明の実施例２に係る水中ポンプ用攪拌体の正面図である。 本発明の実施例２に係る水中ポンプ用攪拌体の平面図である。 従来例に係る水中ポンプ用攪拌体の正面図である。 従来例に係る水中ポンプ用攪拌体の動作説明図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る実施例を説明する。
(実施例１)
まず、本実施例１に係る水中ポンプ用攪拌体２０を具備する水中ポンプＡの構成を、図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施例１に係る水中ポンプ用攪拌体２０が取り付けられる水中ポンプＡは、何ら図示する水中ポンプに限定されるものではない。

図１及び図２に示すように、水中ポンプＡは、下面中央部に吸引開口１を設け、外周壁に排出開口２を設け、内部にモーター４によって駆動されるインペラー６を回転自在に内蔵するインペラーケーシング８と、上部をインペラーケーシング８の下端に連通連結すると共に、底壁に吸引開口１１を設けた筒状のストレーナー１２と、一端をモーター４に連結すると共に、インペラーケーシング８に設けた吸引開口１１とストレーナー１２の多孔底板１４の中央部に設けた貫通穴１６とを貫通してストレーナー１２の下方に伸延する回転軸１８と、回転軸１８の下端に固着する攪拌体２０と、を具備する。
攪拌体２０は、図３及び図４にも示すように、裁頭円錐状の基幹部２２と、同基幹部２２の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられ基幹部２２の基端側端面と先端側端面との間を伸延する複数の螺旋羽根２４と、基幹部２２の基端部に同軸的に形成され回転軸１８に連結されるボス部２６とから形成される。
本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体２０は、基幹部２２の軸線と平行な方向で各螺旋羽根２４の中途部を切欠して外側半径方向及び両円周方向に開く切欠部２８を形成し、切欠部２８の上方をなす螺旋羽根２４の部分に、円周方向に大きく傾斜して基幹部２２に設けられる下方向攪拌流生成部３０を形成し、切欠部２８の下方をなす螺旋羽根２４の部分に円周方向に殆ど傾斜せず基幹部２２の軸線と平行な方向で略垂直面を形成する水平方向流生成部３２を形成したことを特徴とする。

次に、上記した構成を有する水中ポンプＡの動作について説明する。
モーター４の駆動と共に回転軸８が回転して、インペラー６と攪拌体２０が一体的に回転し、攪拌体２０の回転によって放射状にかつ下方に向かう攪拌流を発生させて、この攪拌流によって水底沈殿物を浮揚させた後、攪拌流は水底沈殿物と共に下方に向けて反転した後、多孔底板１４の下面の中央部に向かい、その後、多孔底板１４の中央に設けた貫通穴１６やその周囲の孔を通してストレーナー１２内に吸込され、その後、インペラーケーシング８を介して外部に排出される。

上記した攪拌流において、本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体２０は、基幹部２２の軸線と平行な方向で各螺旋羽根２４の中途部を切欠して外側半径方向及び両円周方向に開く切欠部２８を形成している。
従って、従来技術における水中ポンプ用攪拌体２０と同様に、本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体２０は、円周方向に大きく傾斜して基幹部２２に設けられる下方向攪拌流生成部３０によって強力な攪拌流Ｆ１を形成すると共に、円周方向に殆ど傾斜せず基幹部２２の軸線と平行な方向で略垂直面を形成した水平方向流生成用羽根部３２によって水平攪拌流Ｆ２は生成することができる。
一方、従来技術における水中ポンプ用攪拌体１２０と異なり、本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体２０は、両羽根部の中間に位置しある程度円周方向に傾斜する中間羽根部１３２を有しないので、中間羽根部１３２によって形成される中間攪拌流Ｆ３は生成されない。従って、中間羽根部１３２が生成する中間攪拌流Ｆ３によって、下方向攪拌流生成部３０によって形成される攪拌流Ｆ１が外側に付勢されることがなく、攪拌流Ｆ１は沈殿物を強力に攪拌でき、かつ、多孔底板１４の中央に移送することができる。

本実施例に係る水中ポンプＡでは、ストレーナー１２の周壁には、外部側方からの攪拌流の流入はほとんどないので開口は設けられていない。しかし、必要に応じて、ストレーナー１２の周壁に開口を設けてもよい。
また、好ましくは、基幹部２２の軸線Ｃと平行な方向における切欠部２８の高さＨ１を基幹部２２の高さＨの０．１５〜０．２５倍とし、基幹部２２の軸線Ｃと平行な方向における水平方向流生成部３２の高さＨ２を基幹部２２の高さＨの０．２５〜０．３５倍とする。
このようにすることによって、攪拌流Ｆ１は沈殿物をより強力に攪拌することができる。

（変容例）
図４に実施例１の変容例に係る水中ポンプ用攪拌体４０を示す。
本変容例に係る水中ポンプ用攪拌体４０は、実施例に１に係る水中ポンプ用攪拌体２０と同様に、基幹部４２と、基幹部４２の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられ基幹部４２の基端側端面と先端側端面との間を伸延する複数の螺旋羽根４４と、基幹部４２の基端部に同軸的に形成されるボス部４６とから形成され、かつ、水中ポンプ用攪拌体４０は、実施例１と同様に螺旋羽根４４に切欠部４８を形成し、切欠部４８の上方をなす螺旋羽根４４の部分に、円周方向に大きく傾斜して基幹部４２に設けられる下方向攪拌流生成部５０を形成し、切欠部４８の下方をなす螺旋羽根４４の部分に円周方向に殆ど傾斜せず基幹部４２の軸線と平行な方向で略垂直面を形成する水平方向流生成部５２を形成している。
本変容例は、基幹部４２を円柱より形成したことを特徴とするものであり、基幹部４２を円柱より形成することにより、実施例１の水中ポンプ用攪拌体２０と比較して安価に製造できる。

(実施例２)
本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体６０は、図5Ａ及び図５Ｂに示すように、同軸線上に配列した上側大径部６２と下側小径部６４とからなる円錐状又は円柱状の基幹部６６と、上側大径部６２の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の下方向攪拌流生成用螺旋羽根６８と、下側小径部６４の外周面に所定円周間隔をあけて設けられる複数の水平方向流生成用羽根７０と、を具備する。
上記した構成によって、従来技術における水中ポンプ用攪拌体１２０と同様に、本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体６０は、円周方向に大きく傾斜して上側大径部６２に設けられる下方向攪拌流生成用螺旋羽根６８によって強力な攪拌流を形成すると共に、円周方向に殆ど傾斜せず基幹部２２の軸線と平行な方向で下側小径部６４の外周面に形成した水平方向流生成用羽根７０によって水平攪拌流は生成することができる。

一方、従来技術における水中ポンプ用攪拌体１２０と異なり、本実施例に係る水中ポンプ用攪拌体６０は、両羽根部の中間に位置しある程度円周方向に傾斜する中間羽根部１３２を有しないので、中間羽根部１３２によって形成される中間攪拌流は生成されない。従って、中間羽根部１３２が生成する中間攪拌流によって、下方向攪拌流生成用螺旋羽根６８によって形成される攪拌流が外側に付勢されることがなく、攪拌流は沈殿物を強力に攪拌でき、かつ、多孔底板の中央に移送することができる。
また、水平方向流生成用羽根７０を下側小径部６４の外周面に設けたので、水平方向流生成用羽根７０の回転により生じる回転抵抗が少なく、さらに少ない動力で水底沈殿物を効率よく浮揚させ、吸上げることができる。

Ａ：水中ポンプ
２０：水中ポンプ用攪拌体
２２：基幹部
２４：螺旋羽根
２８：切欠部
３０：下方向攪拌流生成部
３２：水平方向流生成部

Claims (3)

1. 円錐状又は円柱状の基幹部と、
   同基幹部の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の螺旋羽根と、
   前記基幹部の基端部に同軸的に形成されるボス部と、を具備する水中ポンプ用攪拌体であって、
   前記基幹部の軸線と平行な方向で前記各螺旋羽根の中途部を切欠して外側半径方向及び両円周方向に開く切欠部を形成し、前記切欠部の上方をなす前記螺旋羽根の部分に下方向攪拌流生成部を形成し、前記切欠部の下方をなす前記螺旋羽根の部分に水平方向流生成部を形成したことを特徴とする水中ポンプ用攪拌体。
2. 前記螺旋羽根が前記基幹部の基端側端面と先端側端面との間を伸延し、前記基幹部の軸線と平行な方向における前記切欠部の高さＨ１を前記基幹部の高さＨの０．１５〜０．２５倍とし、前記基幹部の軸線と平行な方向における前記水平方向流生成部の高さＨ２を前記基幹部の高さＨの０．２５〜０．３５倍としたことを特徴とする請求項1記載の水中ポンプ用攪拌体。
3. 同軸線上に配列した上側大径部と下側小径部とからなる円錐状又は円柱状の基幹部と、
   前記上側大径部の外周面に所定円周間隔をあけて螺旋状に設けられる複数の下方向攪拌流生成用螺旋羽根と、
   前記下側小径部の外周面に所定円周間隔をあけて設けられる複数の水平方向流生成用羽根と、を具備する水中ポンプ用攪拌体。