JP2023161750A - ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】紐状、繊維状、布状などの異物が羽根車を閉塞することを防止することができるポンプを提供する。【解決手段】ポンプは、羽根車1と、羽根車1を収容する羽根車ケーシング5を備え、羽根車1は、ハブ13と、ハブ13に接続された単一の後退翼2と、ハブ13と後退翼2が接続されたシュラウド25を有している。【選択図】図2
Description
本発明は、液体を移送するためのポンプに関し、特に、紐状、繊維状、布状などの異物を含む液体を移送するポンプに関する。
従来から、下水管を流れる汚水などの液体を移送するために、渦巻ポンプが用いられている。このような汚水には、紐状、繊維状、布状などの細長い異物が含まれていることがある。このような細長い異物は羽根車に引っかかりやすく、羽根車の回転を阻害してしまうことがある。そこで、羽根車に引っかかった異物を除去するために、異物が詰まりにくい後退翼が採用されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の羽根車は2枚以上の後退翼を有しているため、小型の汚水用ポンプでは、羽根車自体が小型となり、翼と翼の間の間隔(以下、通過径という)も小さくなる。結果として、汚水用ポンプとして異物を通過させるのに十分な通過径を確保することができず、羽根車が異物で閉塞することがあった。
そこで、本発明は、紐状、繊維状、布状などの異物が羽根車を閉塞することを防止することができるポンプを提供する。
一態様では、異物を含む液体を移送するためのポンプであって、羽根車と、前記羽根車を収容する羽根車ケーシングを備え、前記羽根車は、ハブと、前記ハブに接続された単一の後退翼と、前記ハブと前記後退翼が接続されたシュラウドを有している、ポンプが提供される。
一態様では、前記後退翼は、前記ハブから径方向外側に延びる前縁部と、前記前縁部から前記羽根車の回転方向とは反対方向に螺旋状に延びる後縁部を有し、前記前縁部の中心から前記後縁部の後端の中心までの前記後退翼の巻き角は、320~410度の範囲内にある。
一態様では、前記前縁部の内端は、前記ハブの外周面の接線方向に延びている。
一態様では、前記羽根車は、バランスウエイトをさらに備えている。
一態様では、前記前縁部の内端は、前記ハブの外周面の接線方向に延びている。
一態様では、前記羽根車は、バランスウエイトをさらに備えている。
羽根車は単一の後退翼を有しているので、羽根車内の通過径を大きくすることができる。したがって、液体中に含まれる異物は、羽根車を閉塞することなく、羽根車を通過することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1はポンプの一実施形態を示す断面図である。図1に示されるポンプは、例えば、紐状、繊維状、布状などの異物を含む液体(例えば、下水管を流れる汚水)を移送するために用いられる渦巻ポンプである。
図1はポンプの一実施形態を示す断面図である。図1に示されるポンプは、例えば、紐状、繊維状、布状などの異物を含む液体(例えば、下水管を流れる汚水)を移送するために用いられる渦巻ポンプである。
図1に示すように、ポンプは、回転軸11と、回転軸11に固定された羽根車1と、羽根車1を収容する羽根車ケーシング5とを有する。回転軸11は、モータ12に連結されている。羽根車1は、モータ12により羽根車ケーシング5内で回転軸11と一体に回転する。モータ12と羽根車1との間には、メカニカルシール15が配置されている。このメカニカルシール15により、液体がモータ12に浸入することが防止される。
羽根車ケーシング5は、羽根車1の周囲に配置されたケーシング本体6と、ケーシング本体6に接続されたケーシングライナ8とを有している。羽根車ケーシング5は、吸込口3および吐出口4を有している。より具体的には、ケーシングライナ8は、円筒状の吸込口3を有し、ケーシング本体6は、吐出口4を有している。羽根車ケーシング5は、ケーシング本体6の内部に形成されたボリュート室(渦室)7を有しており、羽根車1はボリュート室7内に配置されている。ボリュート室7は、羽根車1の周囲を囲む形状を有している。吸込口3および吐出口4はボリュート室7に連通している。
羽根車1を回転させると、液体は吸込口3から吸い込まれる。吸込口3から流入した液体は羽根車1の回転によりボリュート室7に周方向に吐出される。液体には羽根車1の回転により速度エネルギーが付与され、さらに、液体がボリュート室7を通ることによって速度エネルギーが圧力に変換され、液体が昇圧される。昇圧された液体は、吐出口4から吐出される。羽根車1の翼2は、羽根車ケーシング5のケーシングライナ8の内面8aと僅かな隙間をあけて対向している。この隙間は、例えば0.3mmから0.7mmの範囲にある。
図2は図1の矢印Aで示す方向から見た羽根車1の正面図であり、図3は羽根車1の斜視図である。羽根車1は単一の後退翼2と、円筒状のハブ13と、後退翼2およびハブ13が接続されたシュラウド25を備えている。ハブ13は、図1に示す回転軸11の端部が挿入される貫通孔13aを有しており、ハブ13は回転軸11の端部に固定具(図示せず)により固定されている。羽根車1は、モータ12によって矢印方向に回転する。
後退翼2は、ハブ13から径方向外側に延びる前縁部21と、前縁部21から螺旋状に延びる後縁部22とを有している。後縁部22は、前縁部21の外端21bから羽根車1の回転方向と逆方向に延びる螺旋形状を有する。後縁部22の後端22aは、シュラウド25の外周部に位置し、かつシュラウド25に接続されている。図3に示すように、後退翼2の全体は、羽根車1の軸心CLに対して傾いている。
図1に示すように、前縁部21は、羽根車ケーシング5の吸込口3内に位置しており、吸込口3内で露出している。一方、後縁部22は羽根車ケーシング5の内面(より具体的には、ケーシングライナ8の内面8a)に対向している。後縁部22とケーシングライナ8の内面8aとの間には微小な隙間が形成されている。
図2および図3に示すように、シュラウド25は、ハブ13と一体である。後退翼2はシュラウド25の表側に接続されており、後退翼2、ハブ13、およびシュラウド25は一体に回転する。
前縁部21は、ハブ13から径方向外側に向かって円弧状に延びている。より具体的には、前縁部21は、ハブ13から羽根車1の回転方向と逆方向に湾曲している。したがって、前縁部21の外端21bは、回転軸11の回転方向において、前縁部21の内端21aよりも後方に位置される。後縁部22は、前縁部21の外端21bから螺旋状に延びている。
前縁部21の内端21aは、ハブ13の外周面の接線方向に延びており、ハブ13の外周面になめらかに接続されている。このような形状により、液体中の異物は、羽根車1の回転とともに、前縁部21上をスムーズに移動し、羽根車1を閉塞しにくくなることが、ポンプの実際の運転により確認されている。
図2において、記号D1は、液体中に含まれる紐状、繊維状、布状などの異物が通過できる通過径を表している。すなわち、異物の大きさが通過径D1以下であれば、その異物は、羽根車1を閉塞させずに、液体とともに羽根車1を通過できると期待される。
図4は、2枚の後退翼100を有する従来の羽根車の正面図である。図4において、記号D2は、液体中に含まれる紐状、繊維状、布状などの異物が通過できる通過径を表している。図2と図4との対比から分かるように、本実施形態の羽根車1は単一の後退翼2を有しているので、羽根車1内の通過径D1は、従来の2枚翼型の羽根車内の通過径D2よりも大きい。したがって、本実施形態によれば、液体中に含まれる異物は、羽根車1を閉塞することなく、羽根車1を通過することができる。
上述の通り、単一の後退翼2は異物による羽根車1の閉塞を防止できるのであるが、複数の後退翼を持つ羽根車に比べて、羽根車効率が低下しやすい。そこで、羽根車効率を向上させるために、図5に示すように、本実施形態の後退翼2の巻き角θは、320~410度の範囲内、より好ましくは330~390度の範囲内とされる。後退翼2の巻き角θは、後退翼2のキャンバー線Dの始点から終点までの角度であり、言い換えれば、前縁部21の中心から後縁部22の後端22aの中心までの角度である。より具体的には、後退翼2の巻き角θは、羽根車1の中心から前縁部21の中心に延びる直線L1と、羽根車1の中心から後縁部22の後端22aの中心に延びる直線L2との角度である。
図6は、後退翼2の巻き角θと、羽根車効率との関係の一例を示すグラフである。図6に示すように、後退翼2の巻き角θが大きくなると、羽根車効率は向上する傾向にある。その一方で、後退翼2の巻き角θが大きすぎると、羽根車効率はかえって低下する。加えて、後退翼2の巻き角θが大きすぎると(特に、後退翼2の巻き角が410度を超えると)、図2を参照して説明した通過径D1が小さくなる。これらの観点から、後退翼2の巻き角θは、320~410度の範囲内、より好ましくは330~390度の範囲内である。
一枚の後退翼2を持ち、かつ上述した範囲内にある巻き角θを持つ羽根車1は、異物による羽根車1の閉塞を防ぎつつ、高い羽根車効率を達成することができる。
図7は、図2に示す羽根車1の子午断面図であり、図8は、図2に示す羽根車1を裏側から見た図である。本実施形態の羽根車1は、一枚の後退翼2を有しているので、羽根車1の回転バランスをとるために、羽根車1はバランスウエイト30を有している。このバランスウエイト30は、シュラウド25の裏側に設けられている。バランスウエイト30は、シュラウド25と一体であってもよい。
バランスウエイト30は、羽根車1が高速で回転しているときの振動を防止し、羽根車1が羽根車ケーシング5に接触することを防止することができる。
図9は、図2に示す羽根車1の側面図である。図9に示すように、後縁部22の後端22aは、シュラウド25に対して斜めに接続されている。すなわち、羽根車1の軸心CLに対して垂直な方向から見たときに、後縁部22の後端22aは、羽根車1の軸心CLに対して傾斜している。後縁部22の後端22aとシュラウド25との接続角αは90°よりも大きい。つまり、接続角αは90°<α<180°となる。
後縁部22の後端22aは、後退翼2の出口に相当する。このような後縁部22の後端22aの斜め形状は、回転している羽根車1が液体から受けるラジアル荷重を小さくすることができる。結果として、羽根車1の回転が安定する。
一実施形態では、後縁部22の後端22aとシュラウド25との接続角αは、90°であることもあり、または90°よりも小さいこともある。つまり、接続角αは0°<α≦90°となる。
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
1 羽根車
2 後退翼
3 吸込口
4 吐出口
5 羽根車ケーシング
6 ケーシング本体
7 ボリュート室(渦室)
8 ケーシングライナ
11 回転軸
12 モータ
13 ハブ
15 メカニカルシール
21 前縁部
21a 前縁部の内端
21b 前縁部の外端
22 後縁部
22a 後縁部の後端
25 シュラウド
30 バランスウエイト
2 後退翼
3 吸込口
4 吐出口
5 羽根車ケーシング
6 ケーシング本体
7 ボリュート室(渦室)
8 ケーシングライナ
11 回転軸
12 モータ
13 ハブ
15 メカニカルシール
21 前縁部
21a 前縁部の内端
21b 前縁部の外端
22 後縁部
22a 後縁部の後端
25 シュラウド
30 バランスウエイト
Claims (4)
- 異物を含む液体を移送するためのポンプであって、
羽根車と、
前記羽根車を収容する羽根車ケーシングを備え、
前記羽根車は、
ハブと、
前記ハブに接続された単一の後退翼と、
前記ハブと前記後退翼が接続されたシュラウドを有している、ポンプ。 - 前記後退翼は、前記ハブから径方向外側に延びる前縁部と、前記前縁部から前記羽根車の回転方向とは反対方向に螺旋状に延びる後縁部を有し、
前記前縁部の中心から前記後縁部の後端の中心までの前記後退翼の巻き角は、320~410度の範囲内にある、請求項1に記載のポンプ。 - 前記前縁部の内端は、前記ハブの外周面の接線方向に延びている、請求項1に記載のポンプ。
- 前記羽根車は、バランスウエイトをさらに備えている、請求項1に記載のポンプ。
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---|---|---|---|
JP2022072284A JP2023161750A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | ポンプ |
PCT/JP2022/047062 WO2023210060A1 (ja) | 2022-04-26 | 2022-12-21 | ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022072284A JP2023161750A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | ポンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023161750A true JP2023161750A (ja) | 2023-11-08 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022072284A Pending JP2023161750A (ja) | 2022-04-26 | 2022-04-26 | ポンプ |
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---|---|
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JP5044105B2 (ja) * | 2005-04-14 | 2012-10-10 | 新明和工業株式会社 | 遠心ポンプ用羽根車及びそれを備えた遠心ポンプ |
JP5300508B2 (ja) * | 2009-01-27 | 2013-09-25 | 株式会社クボタ | ポンプの羽根車およびポンプ |
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JP5916558B2 (ja) * | 2012-08-07 | 2016-05-11 | 株式会社鶴見製作所 | 水中モータポンプ |
WO2016158666A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 株式会社 荏原製作所 | 渦巻ポンプ |
JP7024822B2 (ja) * | 2020-06-22 | 2022-02-24 | 株式会社鶴見製作所 | 無閉塞ポンプ |
-
2022
- 2022-04-26 JP JP2022072284A patent/JP2023161750A/ja active Pending
- 2022-12-21 WO PCT/JP2022/047062 patent/WO2023210060A1/ja unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023210060A1 (ja) | 2023-11-02 |
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