JP2017078369A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自吸式のポンプ装置に関する。 The present invention relates to a self-priming pump device.
例えば井戸水を給水する自吸式のポンプ装置が知られている。自吸式のポンプ装置は、インペラを有するポンプ、インペラを回転するモータ、ポンプの二次側に設けられる吐出流路部、吐出流路部の二次側に設けられる気液分離室、気液分離室の二次側に設けられポンプのポンプ室に連通する戻し流路部、を有している。 For example, a self-priming pump device that supplies well water is known. The self-priming pump device includes a pump having an impeller, a motor that rotates the impeller, a discharge flow path section provided on the secondary side of the pump, a gas-liquid separation chamber provided on the secondary side of the discharge flow path section, and a gas-liquid A return channel portion provided on the secondary side of the separation chamber and communicating with the pump chamber of the pump;
自吸式のポンプ装置の自吸運転時では、ポンプ室及び気液分離室内を呼水で満たし、インペラを回転することによって、水を二次側に吐出する。ポンプ室内の水が二次側に吐出され、ポンプ室内に負圧が発生する。この負圧により、ポンプの吸込口に接続される吸込管内の空気がポンプ室内に吸い込まれるとともに、吸込管を通して井戸内の水が吸い上げられる。 During the self-priming operation of the self-priming pump device, the pump chamber and the gas-liquid separation chamber are filled with expiratory water, and water is discharged to the secondary side by rotating the impeller. Water in the pump chamber is discharged to the secondary side, and negative pressure is generated in the pump chamber. By this negative pressure, air in the suction pipe connected to the suction port of the pump is sucked into the pump chamber, and water in the well is sucked up through the suction pipe.
ポンプ室内にて空気が混合された水は、気液分離室で分離された後、戻し流路を通ってポンプ室へ戻る。このように、水が、ポンプ室と気液分離室とを循環することで自吸運転が行われる。 The water mixed with air in the pump chamber is separated in the gas-liquid separation chamber, and then returns to the pump chamber through the return channel. Thus, the self-priming operation is performed by circulating water between the pump chamber and the gas-liquid separation chamber.
また、自吸式のポンプ装置では、自吸運転時に吸込口から呼水が落水することを防止する為に、モータを横置きとし、吸込口をポンプに対して高い位置に配置することが行われている(例えば、特許文献1,2を参照。)。 In addition, in a self-priming pump device, in order to prevent exhaled water from falling from the suction port during self-priming operation, the motor is placed horizontally and the suction port is placed at a high position with respect to the pump. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2.)
上述した自吸式のポンプ装置では、自吸性能の向上が求められている。 The self-priming pump device described above is required to improve self-priming performance.
そこで本発明は、自吸性能を向上可能なポンプ装置を提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the pump apparatus which can improve self-priming performance.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のポンプ装置は、次のように構成されている。 In order to solve the problems and achieve the object, the pump device of the present invention is configured as follows.
本発明の一態様として、ポンプ装置は、インペラと、前記インペラを収容するとともに、前記インペラの回転方向に沿う周壁に、前記インペラの回転方向に沿って吸込口部、戻し口部、第1の吐出口部が順次形成されたライナ部と、前記ライナ部を覆うカバーと、前記カバーの上方に設置されたモータと、前記インペラ及び前記モータに接続された回転軸と、前記ライナ部の外周面から突出して設けられ、内部が、隔壁により、前記第1の吐出口部に連通する吐出流路部、及び、前記戻し口部に連通する戻し流路部に区画された流路部と、前記流路部に連続して設けられ、内部が、気液分離壁により、前記吐出流路部に連通する第1の気液分離室、及び、前記気液分離壁の上方にて前記第1の気液分離室と連通するとともに前記戻し流路に連通する第2の気液分離室に区画され、前記第2の気液分離室を規定する周壁に、第2の吐出口部が形成された気液分離部と、を具備し、前記気液分離壁の水平面内での延びる方向は、前記第2の気液分離室の水平方向の流路断面積が前記第1の気液分離室の水平方向の流路断面積よりも大きくなるよう、前記隔壁の流路方向に沿う延びる方向に対して前記吸込口部側に傾斜する。 As one aspect of the present invention, the pump device accommodates the impeller, the impeller, and a peripheral wall along the rotation direction of the impeller, and a suction port portion, a return port portion, a first port along the rotation direction of the impeller A liner portion in which discharge ports are sequentially formed, a cover covering the liner portion, a motor installed above the cover, a rotary shaft connected to the impeller and the motor, and an outer peripheral surface of the liner portion And a flow path section partitioned into a discharge flow path section that communicates with the first discharge port section, and a return flow path section that communicates with the return port section. A first gas-liquid separation chamber that is continuously provided in the flow path portion and communicates with the discharge flow path portion by a gas-liquid separation wall; and the first gas liquid separation wall above the first gas-liquid separation wall It communicates with the gas-liquid separation chamber and communicates with the return channel. A gas-liquid separation section that is partitioned into a second gas-liquid separation chamber and that has a second discharge port portion formed in a peripheral wall that defines the second gas-liquid separation chamber. The direction in which the wall extends in the horizontal plane is such that the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber is larger than the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber. It inclines in the said suction inlet part side with respect to the direction extended along the flow path direction of a partition.
本発明によれば、自吸性能を向上可能なポンプ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pump apparatus which can improve self-priming performance can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係るポンプ装置10を、図1乃至図4を用いて説明する。 Hereinafter, a pump device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
図1は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置10を一部断面で示す側面図である。図2は、ポンプ装置10のポンプケーシング60のライナ部70、流路部110、気液分離部本体121、及び、その近傍を示す断面である。 FIG. 1 is a side view showing a partial cross section of a pump device 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the liner part 70, the flow path part 110, the gas-liquid separation part main body 121 of the pump casing 60 of the pump device 10, and the vicinity thereof.
図3は、ポンプ装置10を、図1とは異なる角度から見た状態を一部断面で示す側面図である。図4は、ポンプ装置10の性能を示すグラフである。 FIG. 3 is a side view showing the pump device 10 in a partial cross-section when viewed from an angle different from that in FIG. FIG. 4 is a graph showing the performance of the pump device 10.
図1に示すように、ポンプ装置10は、自吸式のポンプ装置である。ポンプ装置10は、例えば、地上に設置されて井戸内の水を揚水可能に構成されている。ポンプ装置10は、モータ20、モータ20に接続された回転軸30、回転軸30が接続されたポンプ40を有している。 As shown in FIG. 1, the pump device 10 is a self-priming pump device. The pump device 10 is configured, for example, so as to be able to pump water in a well by being installed on the ground. The pump device 10 includes a motor 20, a rotary shaft 30 connected to the motor 20, and a pump 40 to which the rotary shaft 30 is connected.
モータ20は、モータケーシング21、モータケーシング21内に固定された固定子、及び、固定子内に設けられた回転子を有している。 The motor 20 includes a motor casing 21, a stator fixed in the motor casing 21, and a rotor provided in the stator.
回転軸30は、回転子に固定され、モータケーシング21から突出している。回転軸30は、キー31を有する。 The rotating shaft 30 is fixed to the rotor and protrudes from the motor casing 21. The rotating shaft 30 has a key 31.
図1,3に示すように、ポンプ40は、例えば、渦流ポンプである。ポンプ40は、インペラ50、インペラ50を収容するとともにモータ20を支持可能に構成されたポンプケーシング60、ポンプケーシング60内に回転軸30の端部を液密に配置するシール部材130、インペラ50を固定する止め輪140、ポンプケーシング60に接続される吸込管150、及び、ポンプケーシング60に接続される吐出管160を有している。 As shown in FIGS. 1 and 3, the pump 40 is, for example, a vortex pump. The pump 40 includes an impeller 50, a pump casing 60 configured to receive the impeller 50 and support the motor 20, a seal member 130 that liquid-tightly arranges the end of the rotary shaft 30 in the pump casing 60, and the impeller 50. A retaining ring 140 to be fixed, a suction pipe 150 connected to the pump casing 60, and a discharge pipe 160 connected to the pump casing 60 are provided.
インペラ50は、円板状の基部51、基部51の両主面の中心にそれぞれ設けられた円柱状のボス部52、基部51の両主面の外周縁に形成された羽根部53、及び、基部51と両ボス部52を貫通する孔部54を有している。 The impeller 50 includes a disk-shaped base 51, a columnar boss 52 provided at the center of both main surfaces of the base 51, a blade 53 formed on the outer peripheral edge of both main surfaces of the base 51, and It has a hole portion 54 that penetrates the base portion 51 and both boss portions 52.
基部51は、その両面及び外周面が、ポンプケーシング60の内面と所定の隙間を有して対向する。 The both sides and outer peripheral surface of the base 51 are opposed to the inner surface of the pump casing 60 with a predetermined gap.
ボス部52は、孔部54により円筒状に構成される。ボス部52は、その端面及び外周面が、ポンプケーシング60の内面と所定の隙間を有して対向する。 The boss portion 52 is formed in a cylindrical shape by the hole portion 54. The end surface and the outer peripheral surface of the boss portion 52 are opposed to the inner surface of the pump casing 60 with a predetermined gap.
羽根部53は、基部51の両主面の外周縁に、それぞれ、周方向に所定の距離だけ離間して等間隔に複数配置された羽根溝55を有する。これら羽根溝55により、複数の羽根が形成される。 The blade portion 53 has a plurality of blade grooves 55 arranged at equal intervals on the outer peripheral edges of both main surfaces of the base portion 51 at a predetermined distance in the circumferential direction. The blade grooves 55 form a plurality of blades.
孔部54は、基部51及び一対のボス部52の中心に形成された円柱状の開口、及び、当該開口の内周面の一部に形成されたキー溝を有している。孔部54には、キー31が固定された回転軸30が挿通され、キー溝内に、キー31が係合される。 The hole portion 54 has a cylindrical opening formed at the center of the base portion 51 and the pair of boss portions 52, and a keyway formed at a part of the inner peripheral surface of the opening. The rotary shaft 30 to which the key 31 is fixed is inserted into the hole 54, and the key 31 is engaged in the key groove.
図1〜3に示すように、ポンプケーシング60は、内部に、後述される吸込口部71と第1の吐出口部73とを連通する流路91が形成されている。ポンプケーシング60は、インペラ50を収容するライナ部70、ライナ部70の一次側に接続された吸込部80、ライナ部70を覆い、ライナ部70とともにポンプ室90を構成するカバー100、ライナ部70に連続して形成された流路部110、及び、流路部110に連続して形成された気液分離部120を有している。 As shown in FIGS. 1 to 3, the pump casing 60 has a flow passage 91 that communicates a suction port portion 71 and a first discharge port portion 73 described later. The pump casing 60 covers the liner portion 70 that houses the impeller 50, the suction portion 80 connected to the primary side of the liner portion 70, the liner portion 70, and the cover 100 and the liner portion 70 that together with the liner portion 70 constitute the pump chamber 90. And a gas-liquid separation unit 120 formed continuously in the flow path part 110.
ライナ部70は、有底円筒形状に形成されている。ライナ部70は、内部に、インペラ50を、回転軸が鉛直方向に平行となる姿勢で収容可能に形成されている。ライナ部70の内面は、インペラ50の形状に合わせて、異なる内径を有する形状に形成されている。 The liner portion 70 is formed in a bottomed cylindrical shape. The liner portion 70 is formed so that the impeller 50 can be accommodated therein in a posture in which the rotation axis is parallel to the vertical direction. The inner surface of the liner portion 70 is formed in a shape having different inner diameters in accordance with the shape of the impeller 50.
図2に示すように、ライナ部70は、その周壁70aに、吸込口部71、戻し口部72、及び、第1の吐出口部73が形成されている。吸込口部71、戻し口部72、及び、第1の吐出口部73は、インペラ50の回転方向に順番に配置されている。具体的には、第1の吐出口部73は、戻し口部72に隣接して形成されている。吸込口部71は、第1の吐出口部73に隣接して形成されている。 As shown in FIG. 2, the liner portion 70 has a suction port portion 71, a return port portion 72, and a first discharge port portion 73 formed on the peripheral wall 70 a. The suction port portion 71, the return port portion 72, and the first discharge port portion 73 are sequentially arranged in the rotation direction of the impeller 50. Specifically, the first discharge port portion 73 is formed adjacent to the return port portion 72. The suction port portion 71 is formed adjacent to the first discharge port portion 73.
吸込口部71は、例えば、ライナ部70の周壁70aの上縁に開口する凹形状に形成されている。ライナ部70にカバー100が取り付けられることによって、凹形状の吸込口部とカバー100とにより、開口が構成される。他の例としては、吸込口部71は、周壁70aのみから構成されてもよい。 The suction inlet 71 is formed in a concave shape that opens to the upper edge of the peripheral wall 70a of the liner part 70, for example. When the cover 100 is attached to the liner portion 70, the concave suction port portion and the cover 100 constitute an opening. As another example, the suction inlet 71 may be composed of only the peripheral wall 70a.
戻し口部72は、ライナ部70の周壁70aの底部に形成されている。具体的には、戻し口部72は、周壁70aとライナ部70の底壁部との稜部近傍に形成されている。戻し口部72の開口断面積は、第1の吐出口部73の開口断面積より小さく形成されており、具体的には、第1の吐出口部73の25%から30%の大きさを有している。戻し口部72の最頂部の高さは、第1の吐出口部73の最頂部の高さより低い。 The return port portion 72 is formed at the bottom of the peripheral wall 70 a of the liner portion 70. Specifically, the return port portion 72 is formed in the vicinity of the ridge portion between the peripheral wall 70 a and the bottom wall portion of the liner portion 70. The opening cross-sectional area of the return port portion 72 is formed smaller than the opening cross-sectional area of the first discharge port portion 73. Specifically, the opening cross-sectional area is 25% to 30% of the first discharge port portion 73. Have. The height of the top part of the return port part 72 is lower than the height of the top part of the first discharge port part 73.
第1の吐出口部73は、例えば、ライナ部70の周壁70aの上縁に開口する凹形状に形成されており、ライナ部70にカバー100が取り付けられることによって、凹形状の第1の吐出口部73とカバー100とにより、開口が構成される。 The first discharge port portion 73 is formed in, for example, a concave shape opening at the upper edge of the peripheral wall 70a of the liner portion 70, and the cover 100 is attached to the liner portion 70, whereby the first discharge port having a concave shape is formed. The outlet 73 and the cover 100 constitute an opening.
また、ライナ部70内には、吸込口部71と第1の吐出口部73との間の流路91の一部となる、第1の流路部92が形成される。第1の流路部92は、ライナ部70の内周面及び底面に形成された略円環状の窪みである。 In the liner portion 70, a first flow path portion 92 that is a part of the flow path 91 between the suction port portion 71 and the first discharge port portion 73 is formed. The first flow path portion 92 is a substantially annular recess formed in the inner peripheral surface and the bottom surface of the liner portion 70.
ライナ部70において吸込口部71と第1の吐出口部73との間の部分には、吸込口部71と第1の吐出口部73との間を遮蔽する第1の隔壁74が形成されている。第1の隔壁74は、第1の流路部92において第1の吐出口部73と吸込口部71との間の部分を遮蔽可能に形成された突起である。 A first partition wall 74 that shields between the suction port portion 71 and the first discharge port portion 73 is formed in a portion of the liner portion 70 between the suction port portion 71 and the first discharge port portion 73. ing. The first partition wall 74 is a protrusion formed so as to be able to shield the portion between the first discharge port portion 73 and the suction port portion 71 in the first flow path portion 92.
ライナ部70の底面75の中央には、インペラ50の一方のボス部52を配置可能な第1の凹部76が形成されている。第1の凹部76は、ボス部52の外径と略同一の内径を有する窪みである。 A first recess 76 in which one boss portion 52 of the impeller 50 can be disposed is formed at the center of the bottom surface 75 of the liner portion 70. The first recess 76 is a recess having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the boss portion 52.
吸込部80は、ライナ部70の周壁70aの外周面に設けられており、管状に外側に突出している。吸込部80は、吸込口部71と連通している。吸込部80は、吸込管150が接続可能に形成されている。 The suction part 80 is provided on the outer peripheral surface of the peripheral wall 70a of the liner part 70, and protrudes outward in a tubular shape. The suction part 80 communicates with the suction port part 71. Suction part 80 is formed so that suction pipe 150 can be connected.
流路91は、吸込口部71と第1の吐出口部73との間に形成されており、吸込口部71から吸い込まれた水を第1の吐出口部73まで送水可能に形成されている。 The channel 91 is formed between the suction port portion 71 and the first discharge port portion 73, and is formed so that water sucked from the suction port portion 71 can be supplied to the first discharge port portion 73. Yes.
カバー100は、ライナ部70に、例えば、ボルト等の取り付け部材によって、着脱可能に取り付けられる。カバー100は、その上部にモータ20を支持可能に形成されている。 The cover 100 is detachably attached to the liner portion 70 by an attachment member such as a bolt, for example. The cover 100 is formed on the upper portion thereof so as to be able to support the motor 20.
カバー100は、その中心に設けられ、略円柱状に窪む凹部101、その内周面側の主面、即ち、インペラ50の他方の主面と対向する底面に設けられ、流路91を構成する第2の流路部103、及び、第1の隔壁74と対向する位置に設けられた第2の隔壁104を有している。 The cover 100 is provided at the center thereof, and is provided on the concave portion 101 that is recessed in a substantially cylindrical shape, the main surface on the inner peripheral surface side thereof, that is, the bottom surface facing the other main surface of the impeller 50, and constitutes the flow path 91 The second flow path portion 103 and the second partition wall 104 provided at a position facing the first partition wall 74.
凹部101は、その中心に、回転軸30が挿入される開口部101a、及び、開口部101aの周囲に設けられたシール溝101bが形成される。凹部101は、開口部101a、及び、シール溝101bが同軸上に設けられる。 The recess 101 is formed at its center with an opening 101a into which the rotary shaft 30 is inserted and a seal groove 101b provided around the opening 101a. The recess 101 is provided with an opening 101a and a seal groove 101b on the same axis.
凹部101は、インペラ50の基部51の他方の主面と対向するカバー100の底面が有底円筒状に突出することで構成される。凹部101は、インペラ50の一方のボス部52の外径と略同一の内径を有する円柱状の窪みである。凹部101は、インペラ50の他方のボス部52、回転軸30の一部、及び、シール部材130を収容可能な高さに構成されている。 The recess 101 is configured by the bottom surface of the cover 100 facing the other main surface of the base 51 of the impeller 50 projecting into a bottomed cylindrical shape. The concave portion 101 is a cylindrical recess having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of one boss portion 52 of the impeller 50. The concave portion 101 is configured to have a height that can accommodate the other boss portion 52 of the impeller 50, a part of the rotating shaft 30, and the seal member 130.
開口部101aは、回転軸22を挿入可能な内径で形成される。シール溝101bは、開口部101aの周囲であってカバー100内に配置される。シール溝101bは、シール部材130を配置可能に形成されている。 The opening 101a is formed with an inner diameter into which the rotary shaft 22 can be inserted. The seal groove 101b is disposed in the cover 100 around the opening 101a. The seal groove 101b is formed so that the seal member 130 can be disposed.
第2の流路部103は、カバー100の底面に設けられた円弧状の窪みである。 The second flow path portion 103 is an arc-shaped depression provided on the bottom surface of the cover 100.
第2の隔壁104は、底面及び周面に形成された、第1の吐出口部73と吸込口部71との間の部分を遮蔽可能な突起である。第2の隔壁104と第1の隔壁74とが組み合わされることにより、ライナ部70とカバー100とが組み合わされた状態における、吸込口部71と第1の吐出口部73との間が遮蔽される。 The second partition 104 is a protrusion that is formed on the bottom surface and the peripheral surface and can shield a portion between the first discharge port portion 73 and the suction port portion 71. By combining the second partition wall 104 and the first partition wall 74, the space between the suction port portion 71 and the first discharge port portion 73 in a state where the liner portion 70 and the cover 100 are combined is shielded. The
流路部110は、ライナ部70に連続して形成されており、ライナ部70に対して外側に管状に突出している。流路部110は、例えば、ライナ部70に一体に形成されている。 The flow path part 110 is formed continuously with the liner part 70, and projects outwardly with respect to the liner part 70 in a tubular shape. The flow path part 110 is formed integrally with the liner part 70, for example.
流路部110は、上面を覆う天井壁111、底壁112、底壁112に形成された一対の側壁113,114、及び、底壁112に形成された流路部用隔壁115を有している。 The flow path part 110 has a ceiling wall 111 covering the upper surface, a bottom wall 112, a pair of side walls 113, 114 formed on the bottom wall 112, and a flow path part partition wall 115 formed on the bottom wall 112. Yes.
従って、流路部110内には、第1の吐出口部73に連通する吐出流路部116、及び、戻し口部72に連通する戻し流路部117が構成される。 Therefore, in the flow path part 110, a discharge flow path part 116 communicating with the first discharge port part 73 and a return flow path part 117 communicating with the return port part 72 are configured.
吐出流路部116は、底壁112、一方の側壁114、流路部用隔壁115、及び、天井壁111によって構成される。天井壁111は、図中、一部のみ示されている。吐出流路部116は、第1の吐出口部73から気液分離部120に向かって、その流路断面積が、拡大する形状を有している。 The discharge flow path portion 116 includes a bottom wall 112, one side wall 114, a flow path partition wall 115, and a ceiling wall 111. Only a part of the ceiling wall 111 is shown in the figure. The discharge flow path part 116 has a shape in which the flow path cross-sectional area increases from the first discharge port part 73 toward the gas-liquid separation part 120.
具体的には、側壁114の上流部の内面、即ち、第1の吐出口部73側の部分の内面は、流路部用隔壁115に対して、第1の吐出口部73から吸込部80側に傾斜しており、その中途部から下流までは、流路部用隔壁115に平行、または、略平行に延びている。 Specifically, the inner surface of the upstream portion of the side wall 114, that is, the inner surface of the portion on the first discharge port portion 73 side, from the first discharge port portion 73 to the suction portion 80 with respect to the flow path partition wall 115. It is inclined to the side, and extends from the midway portion to the downstream in parallel or substantially parallel to the flow path partition wall 115.
戻し流路部117は、底壁112、他方の側壁113、流路部用隔壁115、及び、天井壁111によって構成される。戻し流路部117は、戻し口部72から気液分離部120に向かって、その流路断面積が拡大する形状を有している。具体的には、側壁113の内面は、流路部用隔壁115に対して、流路断面が拡大する方向、即ち、吸込部80に対して反対側に傾斜している。 The return flow path portion 117 is constituted by the bottom wall 112, the other side wall 113, the flow path partition wall 115, and the ceiling wall 111. The return channel portion 117 has a shape in which the channel cross-sectional area increases from the return port portion 72 toward the gas-liquid separation unit 120. Specifically, the inner surface of the side wall 113 is inclined with respect to the partition wall 115 for the flow path portion in the direction in which the cross section of the flow path expands, that is, on the opposite side with respect to the suction portion 80.
気液分離部120は、流路部110に連続して形成されている。気液分離部120は、例えば、ポンプ40、吸込管150、及び、吐出管160によって囲まれる範囲に配置される。この為、気液分離部120は、周囲に配置される、ポンプ40、吸込管150、及び、吐出管160と干渉しない形状に形成されている。本実施形態では、図3に示すように、気液分離部120は、例えば、略三角形の有底筒状に形成されている。 The gas-liquid separation unit 120 is formed continuously with the flow path unit 110. For example, the gas-liquid separation unit 120 is disposed in a range surrounded by the pump 40, the suction pipe 150, and the discharge pipe 160. For this reason, the gas-liquid separation unit 120 is formed in a shape that does not interfere with the pump 40, the suction pipe 150, and the discharge pipe 160 that are disposed around. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the gas-liquid separator 120 is formed in, for example, a substantially triangular bottomed cylindrical shape.
気液分離部120は、吐出流路部116及び戻し流路部117に連通しており、吐出流路部116から流入する呼水中の空気を分離し、かつ、空気が分離された呼水を戻し流路部117に戻すことが可能に構成されている。 The gas-liquid separation unit 120 communicates with the discharge flow channel unit 116 and the return flow channel unit 117, separates the air in the exhalation water flowing from the discharge flow channel unit 116, and the exhaled water from which the air has been separated. It is configured to be able to return to the return flow path portion 117.
図2,3に示すように、気液分離部120は、例えば、流路部110と一体に形成され、上端が開口する気液分離部本体121、気液分離部本体121の上端開口を覆う気液分離部用カバー122、気液分離部120内を第1の気液分離室136及び第2の気液分離室137に仕切る気液分離壁123、及び、流量検出装置124を有している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the gas-liquid separation unit 120 is formed integrally with the flow path unit 110, for example, and covers the gas-liquid separation unit main body 121 whose upper end is open and the upper end opening of the gas-liquid separation unit main body 121. The gas-liquid separation unit cover 122, the gas-liquid separation wall 123 that divides the gas-liquid separation unit 120 into a first gas-liquid separation chamber 136 and a second gas-liquid separation chamber 137, and a flow rate detection device 124 are provided. Yes.
気液分離部本体121は、上端が開口する平面視が略三角形の有底筒状に形成されている。具体的には、気液分離部本体121は、第1の側壁125、第2の側壁126、及び、第3の側壁127を有している。 The gas-liquid separation unit main body 121 is formed in a bottomed cylindrical shape having a substantially triangular shape in plan view with an upper end opened. Specifically, the gas-liquid separation unit main body 121 has a first side wall 125, a second side wall 126, and a third side wall 127.
第1の側壁125は、流路部110が接続されている。第1の側壁125は、流路部110の延びる方向に対して、傾斜している。第1の側壁125は、例えば、流路部用隔壁115の流路方向に沿う延びる方向に対して、略直交するように、流路部用隔壁115が連結されている。 The flow path 110 is connected to the first side wall 125. The first side wall 125 is inclined with respect to the direction in which the flow path portion 110 extends. For example, the first side wall 125 is connected to the flow path partition wall 115 so as to be substantially orthogonal to the extending direction along the flow path direction of the flow path partition wall 115.
第1の側壁125は、吐出流路部116に連通する流入口128、及び、戻し流路部117に連通する流出口129が形成されている。 The first side wall 125 is formed with an inflow port 128 communicating with the discharge flow path portion 116 and an outflow port 129 communicating with the return flow path portion 117.
第2の側壁126は、例えば、吸込管150から吐出管160へ向かう方向に対して、平行、または、略平行に形成されている。第2の側壁126と第1の側壁125との稜部は、円弧状に形成されており、内面は、所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。第3の側壁127の内面は、気液分離壁123に対して平行に形成されている。 For example, the second side wall 126 is formed in parallel or substantially parallel to the direction from the suction pipe 150 toward the discharge pipe 160. The ridge between the second side wall 126 and the first side wall 125 is formed in an arc shape, and the inner surface is formed in a curved surface having a predetermined radius of curvature. The inner surface of the third side wall 127 is formed in parallel to the gas-liquid separation wall 123.
第3の側壁127と第1の側壁125との稜部は、円弧状に形成されており、内面の所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。具体的には、第3の側壁127と第1の側壁125との稜部127bの内面127cは、気液分離部本体121の底面121aから後述される第2の吐出口部135までの高さをHとすると、0.2H以上の曲率半径を有する曲面に形成されている。 The ridge between the third side wall 127 and the first side wall 125 is formed in an arc shape, and is formed in a curved surface having a predetermined radius of curvature on the inner surface. Specifically, the inner surface 127c of the ridge 127b between the third side wall 127 and the first side wall 125 is a height from the bottom surface 121a of the gas-liquid separator main body 121 to a second discharge port portion 135 described later. Where H is a curved surface having a radius of curvature of 0.2H or more.
第3の側壁127と第2の側壁126との稜部は、円弧状に形成されており、その内面は、所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。 The ridge between the third side wall 127 and the second side wall 126 is formed in an arc shape, and the inner surface thereof is formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature.
気液分離部用カバー122は、例えば、ボルト等の取り付け部材によって、気液分離部本体121に着脱可能に取り付け可能に形成されている。 The gas-liquid separation unit cover 122 is detachably attached to the gas-liquid separation unit main body 121 by, for example, an attachment member such as a bolt.
気液分離部用カバー122は、平面視が略三角形の有底筒状に形成されている。気液分離部用カバー122は、開口を、気液分離部本体121の開口に対向させた姿勢で、気液分離部本体121に取り付けられる。 The gas-liquid separation unit cover 122 is formed in a bottomed cylindrical shape having a substantially triangular shape in plan view. The gas-liquid separation unit cover 122 is attached to the gas-liquid separation unit main body 121 in such a posture that the opening faces the opening of the gas-liquid separation unit main body 121.
気液分離部本体121及び気液分離部用カバー122間には、シール部材122aが設けられている。シール部材122aは、気液分離部本体121及び気液分離部用カバー122間を液密にシール可能に形成されている。 A seal member 122 a is provided between the gas-liquid separator main body 121 and the gas-liquid separator cover 122. The seal member 122a is formed so as to be capable of liquid-tight sealing between the gas-liquid separator main body 121 and the gas-liquid separator cover 122.
気液分離部用カバー122は、第1の側壁125に上下方向に例えば面一になるように並ぶ第4の側壁132、第2の側壁126に上下方向に例えば面一になるように並ぶ第5の側壁、及び、第3の側壁127に上下方向に例えば面一になるように並ぶ第6の側壁134を有している。 The gas-liquid separation unit cover 122 is arranged on the first side wall 125 so as to be flush with the first side wall 125, for example, and on the second side wall 126 so as to be flush with the second side wall 126 so as to be flush with the first side wall 125. 5 side walls and a third side wall 127, for example, a sixth side wall 134 arranged so as to be flush with each other in the vertical direction.
第4の側壁132の内面132aは、後述される第2の気液分離壁部123bの端部を収容し固定可能な溝132bが形成されている。 The inner surface 132a of the fourth side wall 132 is formed with a groove 132b that can accommodate and fix an end portion of a second gas-liquid separation wall portion 123b described later.
第5の側壁は、第4の側壁132に対向する位置に配置されている。第5の側壁と第4の側壁132の稜部は、円弧状に形成されている。この円弧形状は、第1の側壁125と第2の側壁126との稜部の形状と概ね同じである。第5の側壁と第4の側壁132との稜部の内面は、所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。この所定の曲率半径は、第1の側壁125と第2の側壁126との稜部の内面の曲率半径と、概ね同じである。第5の側壁の内面は、第2の気液分離壁部123bの端部を収容し固定可能な溝が形成されている。 The fifth side wall is disposed at a position facing the fourth side wall 132. The ridges of the fifth side wall and the fourth side wall 132 are formed in an arc shape. This arc shape is substantially the same as the shape of the ridge between the first side wall 125 and the second side wall 126. The inner surfaces of the ridges between the fifth side wall and the fourth side wall 132 are formed as curved surfaces having a predetermined radius of curvature. This predetermined radius of curvature is substantially the same as the radius of curvature of the inner surface of the ridge between the first side wall 125 and the second side wall 126. The inner surface of the fifth side wall is formed with a groove that can accommodate and fix the end of the second gas-liquid separation wall portion 123b.
第6の側壁134と第4の側壁132との稜部134bは、円弧状に形成されている。この円弧形状は、第1の側壁125と第3の側壁127との稜部127bの円弧形状と概ね同じである。第6の側壁134と第4の側壁132との稜部134bの内面134cは、所定の曲率半径を有する曲面に形成されている。 A ridge 134b between the sixth side wall 134 and the fourth side wall 132 is formed in an arc shape. This arc shape is substantially the same as the arc shape of the ridge 127 b between the first side wall 125 and the third side wall 127. An inner surface 134c of a ridge 134b between the sixth side wall 134 and the fourth side wall 132 is formed as a curved surface having a predetermined radius of curvature.
具体的には、第6の側壁134の内面134aと第4の側壁132の内面との稜部134bの内面134cは、第3の側壁127と第1の側壁125との稜部127bの内面127cに面一となる曲面に形成されている。さらに具体的には、第6の側壁134と第4の側壁との稜部134bの内面は、第3の側壁127の内面127aと第1の側壁125の内面125aとの稜部127bと同一の曲率半径を有する曲面であり、その曲率半径は、0.2H以上である。 Specifically, the inner surface 134c of the ridge 134b between the inner surface 134a of the sixth sidewall 134 and the inner surface of the fourth sidewall 132 is the inner surface 127c of the ridge 127b between the third sidewall 127 and the first sidewall 125. It is formed in the curved surface which becomes the same. More specifically, the inner surface of the ridge 134b between the sixth sidewall 134 and the fourth sidewall is the same as the ridge 127b between the inner surface 127a of the third sidewall 127 and the inner surface 125a of the first sidewall 125. The curved surface has a radius of curvature, and the radius of curvature is 0.2H or more.
第6の側壁134の上部には、吐出管160が接続される第2の吐出口部135が形成されている。 A second discharge port portion 135 to which the discharge pipe 160 is connected is formed on the upper portion of the sixth side wall 134.
また、気液分離部用カバー122の例えば後述される第1の気液分離室136の上部となる部分には、呼水注水用の注水口122bが形成されている。注水口には、着脱可能なキャップが設けられている。注水口122bは、図中2点鎖線で示されている。 In addition, a water injection port 122b for priming water injection is formed in, for example, the upper part of a first gas-liquid separation chamber 136 described later of the gas-liquid separation unit cover 122. The water inlet is provided with a detachable cap. The water inlet 122b is indicated by a two-dot chain line in the figure.
気液分離壁123は、例えば、気液分離部本体121に形成された第1の気液分離壁部123a、及び、気液分離部用カバー122に形成された第2の気液分離壁部123bを有している。 The gas-liquid separation wall 123 includes, for example, a first gas-liquid separation wall portion 123a formed in the gas-liquid separation portion main body 121 and a second gas-liquid separation wall portion formed in the gas-liquid separation portion cover 122. 123b.
第1の気液分離壁部123aは、気液分離部本体121の底面121aから上方に突出して形成されており、第1の側壁125から第2の側壁126まで延びている。第1の気液分離壁部123aは、第1の側壁125において、流路部用隔壁115が連結される部分に、連結されている。 The first gas-liquid separation wall portion 123 a is formed to protrude upward from the bottom surface 121 a of the gas-liquid separation portion main body 121, and extends from the first side wall 125 to the second side wall 126. The first gas-liquid separation wall portion 123a is connected to a portion of the first side wall 125 where the flow path partition wall 115 is connected.
第2の気液分離壁部123bは、例えば、気液分離部用カバー122に対して別部材として形成される板部材の端部を、第4の側壁132に形成された溝132b、及び、第5の側壁133に形成された溝に配置し固定することによって構成される。 For example, the second gas-liquid separation wall portion 123b includes an end portion of a plate member formed as a separate member with respect to the gas-liquid separation portion cover 122, a groove 132b formed in the fourth side wall 132, and It is configured by being placed and fixed in a groove formed in the fifth side wall 133.
第2の気液分離壁部123bと第1の気液分離壁部123aとの間は、シール部材122aによって、液密にシールされている。なお、第2の気液分離壁部123bは、気液分離部用カバー122に、一体に形成されてもよい。 A space between the second gas-liquid separation wall portion 123b and the first gas-liquid separation wall portion 123a is liquid-tightly sealed by a seal member 122a. Note that the second gas-liquid separation wall portion 123b may be formed integrally with the gas-liquid separation portion cover 122.
このように、気液分離壁123は、第1の気液分離壁部123a、及び、第2の気液分離壁部123bが上下方向に並ぶことによって、1つの壁状に形成されている。 Thus, the gas-liquid separation wall 123 is formed in one wall shape by arranging the first gas-liquid separation wall portion 123a and the second gas-liquid separation wall portion 123b in the vertical direction.
気液分離壁123は、気液分離部120内を第1の気液分離室136、及び、第2の気液分離室137に区画可能に形成されている。 The gas-liquid separation wall 123 is formed so that the gas-liquid separation unit 120 can be partitioned into a first gas-liquid separation chamber 136 and a second gas-liquid separation chamber 137.
気液分離壁123は、その上端と気液分離部用カバー122の上面との間に隙間138を有する高さを有している。即ち、第2の気液分離壁部123bは、その上端と気液分離部用カバー122の上面との間に隙間138を有する高さを有している。隙間138を通して、第1の気液分離室136と第2の気液分離室137が連通する。 The gas-liquid separation wall 123 has a height having a gap 138 between its upper end and the upper surface of the gas-liquid separation unit cover 122. That is, the second gas-liquid separation wall portion 123b has a height having a gap 138 between the upper end thereof and the upper surface of the gas-liquid separation portion cover 122. Through the gap 138, the first gas-liquid separation chamber 136 and the second gas-liquid separation chamber 137 communicate with each other.
気液分離壁123は、第1の側壁125において流路部用隔壁115が接続される部分から、第2の側壁126に向かって延びている。気液分離壁123は、水平面内での延びる方向A1が、流路部用隔壁115の流路方向に沿った延びる方向A2に対して傾斜している。具体的には、気液分離壁123の延びる方向A2は、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積が、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積よりも大きくなるように、吸込口部71側に傾斜している。 The gas-liquid separation wall 123 extends toward the second side wall 126 from a portion where the flow path partition wall 115 is connected to the first side wall 125. In the gas-liquid separation wall 123, the extending direction A1 in the horizontal plane is inclined with respect to the extending direction A2 along the flow path direction of the flow path partition wall 115. Specifically, in the direction A2 in which the gas-liquid separation wall 123 extends, the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 is equal to the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. It inclines to the suction inlet part 71 side so that it may become larger.
より具体的には、気液分離壁123は、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積が、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積の300%〜500%となるように、延びる方向A1が流路部用隔壁115の延びる方向A2に対して傾斜している。方向A2に対する方向A1の傾斜角度αは、例えば、30度から35度である。なお、水平方向の流路断面積とは、上下方向に直交する断面積である。 More specifically, in the gas-liquid separation wall 123, the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 is 300% of the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. The extending direction A1 is inclined with respect to the extending direction A2 of the flow path partition wall 115 so as to be ˜500%. The inclination angle α of the direction A1 with respect to the direction A2 is, for example, 30 degrees to 35 degrees. The horizontal channel cross-sectional area is a cross-sectional area perpendicular to the vertical direction.
本実施形態では、一例として、気液分離壁123は、その側壁127,134側の面が側壁127,134の内面と平行となり、かつ、延びる方向A1が、吸込部80及び吸込管150に平行となるように、流路部用隔壁115の延びる方向A2に対して傾斜している。 In the present embodiment, as an example, the gas-liquid separation wall 123 has the side walls 127 and 134 side surfaces parallel to the inner surfaces of the side walls 127 and 134, and the extending direction A1 is parallel to the suction portion 80 and the suction pipe 150. So that the flow path partition wall 115 extends in the direction A2.
また、気液分離壁123及び気液分離部120を構成する各側壁の内面は、上下方向に平行であり、それゆえ、少なくとも、底面121aから気液分離壁123の上端までの範囲においては、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積は、上下方向に一定であり、かつ、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積は、上下方向に一定である。 Further, the inner surfaces of the side walls constituting the gas-liquid separation wall 123 and the gas-liquid separation unit 120 are parallel to the vertical direction, and therefore, at least in the range from the bottom surface 121a to the upper end of the gas-liquid separation wall 123, The horizontal cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136 is constant in the vertical direction, and the horizontal cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 is constant in the vertical direction. is there.
流量検出装置124は、隙間38を流れる水の流量を検出可能に形成されている。流量検出装置124は、例えば、気液分離部用カバー122の上部に配置されている。流量検出装置124は、例えば、パドル式の流量検出装置である。 The flow rate detection device 124 is configured to be able to detect the flow rate of water flowing through the gap 38. The flow rate detection device 124 is disposed, for example, on the top of the gas-liquid separation unit cover 122. The flow rate detection device 124 is, for example, a paddle type flow rate detection device.
図1に示すように、シール部材130は、回転軸30の外周面とカバー100の開口部101aとの間を密封可能に形成されている。シール部材130は、例えばメカニカルシールである。シール部材130は、回転軸30の外周面に設けられる回転環、シール溝101bに固定される固定環を有し、回転環と固定環が摺動することで、回転軸30及びカバー100の間を密封する。 As shown in FIG. 1, the seal member 130 is formed so as to be able to seal between the outer peripheral surface of the rotating shaft 30 and the opening 101 a of the cover 100. The seal member 130 is a mechanical seal, for example. The seal member 130 includes a rotary ring provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 30 and a fixed ring fixed to the seal groove 101b, and the rotary ring and the fixed ring slide to slide between the rotary shaft 30 and the cover 100. To seal.
止め輪140は、回転軸30を挿入可能な円筒状に構成されている。止め輪140は、例えば、所謂ホーローセットやイモネジと呼ばれる止めねじ81により回転軸30に固定される。止め輪140は、回転軸30に固定されることで、インペラ50を回転軸30の所定の位置に固定する。ここで、所定の位置とは、インペラ50及びポンプケーシング60の間隙に応じて適宜設定又は調整される位置である。 The retaining ring 140 has a cylindrical shape into which the rotating shaft 30 can be inserted. The retaining ring 140 is fixed to the rotating shaft 30 by, for example, a so-called enamel set or a set screw 81 called a set screw. The retaining ring 140 is fixed to the rotating shaft 30 to fix the impeller 50 at a predetermined position on the rotating shaft 30. Here, the predetermined position is a position that is appropriately set or adjusted according to the gap between the impeller 50 and the pump casing 60.
吸込管150は、吸込部80に接続されている。吸込管150は、井戸内から水を送水する送水配管に接続可能に形成されている。吸込管150には、逆止弁151が設けられている。 The suction pipe 150 is connected to the suction part 80. The suction pipe 150 is formed so as to be connectable to a water supply pipe for supplying water from the well. The suction pipe 150 is provided with a check valve 151.
吐出管160は、例えば複数の管部材が連結されることにより構成されており、第2の吐出口部135に接続されている。吐出管160は、給水先に送水する配管に接続可能に形成されている。 The discharge pipe 160 is configured by connecting a plurality of pipe members, for example, and is connected to the second discharge port portion 135. The discharge pipe 160 is formed to be connectable to a pipe that supplies water to a water supply destination.
次に、ポンプ装置10の自吸運転について説明する。まず、注水口122bから気液分離室内に呼水を注水する。呼水は、第1の吐出口部73及び戻し口部72を通って、ポンプ室90までを満たす。また、過剰に供給された呼水は、第2の吐出口部135を通って排出される。この為、呼水が満水となった状態の、第2の気液分離室137内での呼水の水深は、Hとなる。 Next, the self-priming operation of the pump device 10 will be described. First, exhaled water is injected from the water injection port 122b into the gas-liquid separation chamber. The expiratory water fills up to the pump chamber 90 through the first discharge port portion 73 and the return port portion 72. Excess water supplied excessively is discharged through the second outlet 135. For this reason, the depth of the expiratory water in the second gas-liquid separation chamber 137 when the expiratory water is full is H.
呼水を注水したのち、電源が投入されると、モータ20が駆動される。モータ20が駆動されることによりポンプ室90内に負圧が生じ、この負圧により、吸込部80及び吸込管150内の空気がポンプ室90内に吸込まれるとともに、吸込管150を通して井戸内の水が吸上げられる。 The motor 20 is driven when the power is turned on after injecting exhalation water. When the motor 20 is driven, a negative pressure is generated in the pump chamber 90, and the negative pressure causes the air in the suction portion 80 and the suction pipe 150 to be sucked into the pump chamber 90 and through the suction pipe 150. Of water is sucked up.
ポンプ室90内に吸込まれた空気は、水に混入し、第1の吐出口部73、吐出流路部116を通って、第1の気液分離室136内に流入する。 The air sucked into the pump chamber 90 is mixed with water and flows into the first gas-liquid separation chamber 136 through the first discharge port portion 73 and the discharge flow path portion 116.
第1の気液分離室136内に流入した水は、気液分離壁123を乗り越え、隙間138を通って、第2の気液分離室137内に流入する。第2の気液分離室137内に流入した水は、戻し流路部117へ流れる水流が沈降する際に、混入した空気が分離され、戻し流路部117、戻し口部72を通って再びポンプ室90に戻る。 The water that has flowed into the first gas-liquid separation chamber 136 passes over the gas-liquid separation wall 123 and flows into the second gas-liquid separation chamber 137 through the gap 138. The water that has flowed into the second gas-liquid separation chamber 137 is separated from the mixed air when the water flow flowing to the return flow path portion 117 is settled, and passes through the return flow path portion 117 and the return port portion 72 again. Return to pump chamber 90.
このように構成されたポンプ装置10は、ポンプ装置10の設置面積をコンパクトにしつつ、自吸性能を向上することができる。 The pump device 10 configured as described above can improve the self-priming performance while reducing the installation area of the pump device 10.
具体的に説明すると、ポンプ40を、インペラ50をその回転軸が鉛直方向となる姿勢となる構成とし、カバー100の上方にモータ20を配置することによって、ポンプ装置10の設置面積をコンパクトに維持することができる。 Specifically, the pump 40 is configured such that the impeller 50 has a posture in which the rotation axis thereof is in the vertical direction, and the motor 20 is disposed above the cover 100, so that the installation area of the pump device 10 is kept compact. can do.
さらに、気液分離壁123の延びる方向A1を、流路部用隔壁115の延びる方向A2に対して吸込口部71側に傾斜させることによって、気液分離部120の容積を増大させることなく、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積よりも大きくすることができる。第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積のよりも大きくすることによって、第2の気液分離室137での水の沈降する際の流速を遅くすることができるので、気液分離作用を促進することができる。 Furthermore, by inclining the direction A1 in which the gas-liquid separation wall 123 extends to the suction port 71 side with respect to the direction A2 in which the flow path partition wall 115 extends, without increasing the volume of the gas-liquid separation unit 120, The horizontal flow path cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 can be made larger than the horizontal flow path cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. In the second gas-liquid separation chamber 137, the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 is made larger than the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. Since the flow rate at the time of sedimentation of water can be slowed, the gas-liquid separation action can be promoted.
気液分離作用が促進されることにより、戻し流路部117を通って戻る呼水内の空気の混入量を少なくすることができる為、自吸性能を向上することができる。 Since the gas-liquid separation action is promoted, the amount of air in the expiratory water that returns through the return flow passage 117 can be reduced, so that the self-priming performance can be improved.
このように、ポンプ装置10は、その設置面積をコンパクトに維持しつつ、自吸性能を向上することができる。 Thus, the pump device 10 can improve the self-priming performance while maintaining its installation area compact.
また、気液分離部120を、平面視略三角形とすることにより、気液分離壁123により区画される気液分離室136,137において、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積よりも大きくすることができる。 Further, by making the gas-liquid separation unit 120 substantially triangular in plan view, in the gas-liquid separation chambers 136 and 137 partitioned by the gas-liquid separation wall 123, the horizontal flow path of the second gas-liquid separation chamber 137 The cross-sectional area can be made larger than the horizontal cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136.
具体的には、気液分離部120が平面視略三角形であることによって、吐出流路部116の流路幅と戻し流路部117の流路幅とを十分確保する為に流路部用隔壁115を第1の側壁125の中央部に連結する構造であっても、気液分離壁123により区画される一対の部屋において三角形の頂点を含む部屋は、他方に対して、小さくなる。即ち、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積に対して大きくすることができる。 Specifically, the gas-liquid separation unit 120 has a substantially triangular shape in plan view, so that the flow channel width of the discharge flow channel unit 116 and the flow channel width of the return flow channel unit 117 are sufficiently secured. Even in the structure in which the partition wall 115 is connected to the central portion of the first side wall 125, the room including the triangular apex in the pair of rooms partitioned by the gas-liquid separation wall 123 is smaller than the other. That is, the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 can be made larger than the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136.
このように、簡単な構成により、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積より大きくすることにより、ポンプ装置10の吸込揚程を高くすることができる。 As described above, the pump device is configured by making the horizontal flow passage cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 larger than the horizontal flow passage cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136 with a simple configuration. The suction lift of 10 can be increased.
図4は、ポンプ装置10の性能を示すグラフである。図4の横軸は、時間の経過を示し、縦軸は、吸込揚程を示す。 FIG. 4 is a graph showing the performance of the pump device 10. The horizontal axis of FIG. 4 shows the passage of time, and the vertical axis shows the suction head.
図4では、気液分離室比率が100%、即ち、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積と第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積とが同じである気液分離部を有するポンプ装置と、気液分離室比率が300%、即ち、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積に対して、第2の気液分離室の水平方向の流路断面積が3倍の大大きさとなる気液分離部を有するポンプ装置との性能が示されている。 In FIG. 4, the gas-liquid separation chamber ratio is 100%, that is, the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136 and the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 are as follows. The second gas-liquid separation with respect to the pump device having the same gas-liquid separation unit and the gas-liquid separation chamber ratio of 300%, that is, with respect to the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136 The performance with a pump device having a gas-liquid separation part in which the horizontal cross-sectional area of the chamber is three times as large is shown.
また、図4では、気液分離室比率が500%、即ち、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積に対して、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積が5倍となり、かつ、第1の側壁125と第3の側壁127との稜部127bの内面、及び、第4の側壁132と第6の側壁134の稜部134bの内面が、0.1Hとなる曲率半径または0.25Hとなる曲率半径を有する曲面となるポンプ装置10の性能が示されている。 In FIG. 4, the gas-liquid separation chamber ratio is 500%, that is, the horizontal flow of the second gas-liquid separation chamber 137 with respect to the horizontal flow path cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. The inner surface of the ridge 127b of the first side wall 125 and the third side wall 127 and the inner surface of the ridge 134b of the fourth side wall 132 and the sixth side wall 134 are increased by a factor of five. The performance of the pump device 10 having a curved surface with a radius of curvature of 0.1H or a radius of curvature of 0.25H is shown.
図4に示すように、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積に対する第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積の比率が大きくなることによって、吸込揚程が向上することがわかる。 As shown in FIG. 4, the suction head is increased by increasing the ratio of the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 to the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. Can be seen to improve.
特に、本実施形態のように、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面積を、第1の気液分離室136の水平方向の流路断面積の300%から500%とすることによって、その吸込揚程を高くできることがわかる。 In particular, as in the present embodiment, the horizontal channel cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber 137 is 300% to 500% of the horizontal channel cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber 136. By doing so, it is understood that the suction head can be increased.
また、戻し口部72を、ライナ部70の周壁70aの底部に設けることによって、呼水中の空気が戻し口部72に到達することを防止できるので、自吸性能を向上することができる。 Further, by providing the return port portion 72 at the bottom of the peripheral wall 70a of the liner portion 70, it is possible to prevent the air in the expired water from reaching the return port portion 72, so that the self-priming performance can be improved.
また、戻し口部72の最頂部の高さを、第1の吐出口部73の最頂部の高さよりも低くすることにより、呼水内の空気が戻し口部72に到達することを、より一層防止できる。 Moreover, by making the height of the topmost part of the return port part 72 lower than the height of the topmost part of the first discharge port part 73, it is more possible that the air in the expiratory water reaches the return port part 72. This can be further prevented.
また、戻し口部72の開口断面積を、第1の吐出口部73の開口断面積の25%から35%とすることにより、戻し口部72を通して戻る水の量を、自吸運転に対して十分な量を確保しつつ、自吸運転完了後の揚水性能を低下させない量にすることができる。 Further, by setting the opening cross-sectional area of the return port portion 72 to 25% to 35% of the opening cross-sectional area of the first discharge port portion 73, the amount of water returning through the return port portion 72 is reduced with respect to the self-priming operation. The amount of water pumping after completion of the self-priming operation is not reduced while securing a sufficient amount.
また、第2の気液分離室137の内面において、戻し流路部117に連続する部分となる、第1の側壁125と第3の側壁127との稜部127bの内面127c、及び、第4の側壁132と第6の側壁134との稜部134bの内面123cを、底面121aから第2の吐出口部135までの高さをHとしたときの0.2H以上となる曲率半径を有する曲面とすることによって、第2の気液分離室137内を流れる水に旋回流を生じさせることができる。 In addition, on the inner surface of the second gas-liquid separation chamber 137, the inner surface 127c of the ridge 127b between the first side wall 125 and the third side wall 127, which is a portion continuous with the return flow path portion 117, and the fourth The curved surface having a radius of curvature of 0.2H or more when the height from the bottom surface 121a to the second discharge port part 135 is defined as H on the inner surface 123c of the ridge part 134b of the side wall 132 and the sixth side wall 134. By doing so, a swirling flow can be generated in the water flowing in the second gas-liquid separation chamber 137.
この旋回流により、第2の気液分離室137内を沈降する際に分離されなかった、呼水中の微細な空気が旋回流の中心に集まり空気塊を形成する。空気塊が形成されることにより、この空気塊は、第2の気液分離室137内を沈降する呼水から分離される。この為、気液分離壁123では分離できなかった、水中の微細な空気も分離することができるので、自吸性能を向上することができる。 Due to this swirling flow, fine air in the expiratory water that has not been separated when settling in the second gas-liquid separation chamber 137 gathers at the center of the swirling flow to form an air mass. By forming the air mass, the air mass is separated from the expiratory water that settles in the second gas-liquid separation chamber 137. For this reason, since the fine air in water which could not be separated by the gas-liquid separation wall 123 can be separated, the self-priming performance can be improved.
図4に示すように、本実施形態のように、第2の気液分離室137の内面において、戻し流路部117に連続する部分となる稜部127b,134bの内面を、底面121aから第2の吐出口部135までの高さをHとしたときの0.1Hとした場合に対して、0.25Hとした場合では、自吸運転が完了するまでの時間を短縮することがわかる。即ち、自吸性能が向上していることがわかる。 As shown in FIG. 4, as in the present embodiment, the inner surfaces of the ridges 127 b and 134 b that are continuous with the return flow path portion 117 are formed from the bottom surface 121 a on the inner surface of the second gas-liquid separation chamber 137. It can be seen that the time until the self-priming operation is completed is shortened when 0.25H is set, compared to 0.1H when the height to the second discharge port portion 135 is H. That is, it can be seen that the self-priming performance is improved.
また、気液分離部120の第3の側壁127の内面127a及び第6の側壁134の内面134aを、気液分離壁123のこれら側壁127,134側の面に平行とすることにより、気液分離部120の大型化を防止しつつ、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面よりも大きくし、かつ、稜部127b,134bで旋回流を発生しやすくすることができる。 Further, by making the inner surface 127a of the third side wall 127 of the gas-liquid separation unit 120 and the inner surface 134a of the sixth side wall 134 parallel to the surfaces of the gas-liquid separation wall 123 on the side walls 127 and 134 side, While preventing the enlargement of the separation unit 120, the horizontal flow path cross section of the second gas-liquid separation chamber 137 is made larger than the horizontal flow path cross section of the first gas-liquid separation chamber 136, and It is possible to easily generate a swirling flow at the portions 127b and 134b.
この点について具体的に説明する。側壁127,134の内面127a,134aが気液分離壁123に対して近づくように傾斜すると、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面が小さくなってしまう。さらに、稜部127b,134bでの曲率半径を大きくすることができなくなる。また、側壁127,134の内面127a,134aの内面が気液分離壁123から離れるように傾斜させると、気液分離部120自体が大きくなってしまう。 This point will be specifically described. When the inner surfaces 127a and 134a of the side walls 127 and 134 are inclined so as to approach the gas-liquid separation wall 123, the horizontal flow path cross section of the second gas-liquid separation chamber 137 becomes small. Furthermore, the radius of curvature at the ridges 127b and 134b cannot be increased. Moreover, if the inner surfaces 127a and 134a of the side walls 127 and 134 are inclined so that the inner surfaces of the side surfaces 127 and 134 are separated from the gas-liquid separation wall 123, the gas-liquid separation unit 120 itself becomes larger.
このように為、本実施形態のように、気液分離部120の第3の側壁127の内面127a及び第6の側壁134の内面134aを、気液分離壁123のこれら側壁127,134側の面に平行とすることにより、気液分離部120の大型化を防止しつつ、第2の気液分離室137の水平方向の流路断面を第1の気液分離室136の水平方向の流路断面よりも大きくし、かつ、稜部127b,134bで旋回流を発生しやすくすることができる。 Thus, as in this embodiment, the inner surface 127a of the third side wall 127 of the gas-liquid separation unit 120 and the inner surface 134a of the sixth side wall 134 are connected to the side walls 127 and 134 of the gas-liquid separation wall 123. By making the plane parallel to the surface, the horizontal flow path cross section of the second gas-liquid separation chamber 137 is made to flow in the horizontal direction of the first gas-liquid separation chamber 136 while preventing the gas-liquid separation section 120 from becoming large. It is possible to make the swirl flow easier to generate at the ridges 127b and 134b than the road cross section.
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment mentioned above.
10…ポンプ装置、20…モータ、30…回転軸、50…インペラ、70…ライナ部、70a…周壁、71…吸込口部、72…戻し口部、73…第1の吐出口部、100…カバー、110…流路部、115…流路部用隔壁(隔壁)、116…吐出流路部、117…戻し流路部、120…気液分離部、123…気液分離壁、135…第2の吐出口部、136…第1の気液分離室、137…第2の気液分離室。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pump apparatus, 20 ... Motor, 30 ... Rotating shaft, 50 ... Impeller, 70 ... Liner part, 70a ... Peripheral wall, 71 ... Suction port part, 72 ... Return port part, 73 ... 1st discharge port part, 100 ... Cover 110, flow path section 115, partition wall for flow path section 116, discharge flow path section 117, return flow path section 120, gas / liquid separation section 123, gas / liquid separation wall 135 th 2 discharge ports, 136... First gas-liquid separation chamber, 137... Second gas-liquid separation chamber.
Claims (5)
前記インペラを収容するとともに、前記インペラの回転方向に沿う周壁に、前記インペラの回転方向に沿って吸込口部、戻し口部、第1の吐出口部が順次形成されたライナ部と、
前記ライナ部を覆うカバーと、
前記カバーの上方に設置されたモータと、
前記インペラ及び前記モータに接続された回転軸と、
前記ライナ部の外周面から突出して設けられ、内部が、隔壁により、前記第1の吐出口部に連通する吐出流路部、及び、前記戻し口部に連通する戻し流路部に区画された流路部と、
前記流路部に連続して設けられ、内部が、気液分離壁により、前記吐出流路部に連通する第1の気液分離室、及び、前記気液分離壁の上方にて前記第1の気液分離室と連通するとともに前記戻し流路に連通する第2の気液分離室に区画され、前記第2の気液分離室を規定する周壁に、第2の吐出口部が形成された気液分離部と、
を具備し、
前記気液分離壁の水平面内での延びる方向は、前記第2の気液分離室の水平方向の流路断面積が前記第1の気液分離室の水平方向の流路断面積よりも大きくなるよう、前記隔壁の流路方向に沿う延びる方向に対して前記吸込口部側に傾斜する
ことを特徴とするポンプ装置。 Impeller,
A liner portion in which the impeller is accommodated, and a suction port portion, a return port portion, and a first discharge port portion are sequentially formed on the peripheral wall along the rotation direction of the impeller along the rotation direction of the impeller;
A cover covering the liner portion;
A motor installed above the cover;
A rotating shaft connected to the impeller and the motor;
Protruding from the outer peripheral surface of the liner portion, the inside is partitioned by a partition into a discharge flow channel portion communicating with the first discharge port portion and a return flow channel portion communicating with the return port portion. A flow path section;
A first gas-liquid separation chamber that is continuously provided in the flow channel portion and communicates with the discharge flow channel portion by a gas-liquid separation wall, and the first gas gas separation portion above the gas-liquid separation wall. A second gas-liquid separation chamber that communicates with the gas-liquid separation chamber and communicates with the return channel, and a second discharge port portion is formed in a peripheral wall that defines the second gas-liquid separation chamber. Gas-liquid separator,
Comprising
The direction in which the gas-liquid separation wall extends in the horizontal plane is such that the horizontal cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber is larger than the horizontal cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber. The pump device is characterized by being inclined toward the suction port side with respect to a direction extending along the flow path direction of the partition wall.
ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The pump device according to claim 1, wherein the return port is formed at a bottom portion of the peripheral wall of the liner portion.
ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The pump device according to claim 1, wherein the opening cross-sectional area of the return port has a size of 25% to 35% of the opening cross-sectional area of the first discharge port portion.
ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The portion of the inner surface of the second gas-liquid separation chamber that is continuous with the inner surface of the return flow path portion is 20% or more of the height from the bottom surface of the second gas-liquid separation chamber to the second discharge port portion. The pump device according to claim 1, wherein the pump device is formed into a curved surface having a curvature radius of
ことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。 The horizontal cross-sectional area of the second gas-liquid separation chamber is 300% to 500% of the horizontal cross-sectional area of the first gas-liquid separation chamber. The pump device described in 1.
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