JP2637477B2 - 縦型自吸式遠心ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、危険な、特に放射性の液体に用いられる自
吸式遠心ポンプに関する。

［従来の技術及びその課題］ ２つの容器（リザーバー、装置、等）、即ち一方が下
に置かれた容器で他方が上に置かれた容器、の間で危険
な液体、特に放射性の液体、をポンプで移動させるとき
は特別な注意が必要である。即ち、 ａ）このポンプを上記下の容器の上に置き、たとえ漏出
につながるようなポンプの故障が起きても、容器の中の
全ての液体の漏出につながらないようにする。

ｂ）吐出管が上の容器の液体の中に漬からないようにし
て、ポンプが止まったり漏出が起きた場合、サイホンの
作用により上の容器の内容物が自然に流れ出ないように
する。

ｃ）上記の２つの容器の間の管を中断すること無く、ポ
ンプを外すことが出来るようにする。

ｄ）特に放射性の液体の為にポンプを使用する場合は、
２つの容器、ポンプ、及び配管を１つの“セル”の中に
納めるようにした方が良い。

特に、ポンプをセルのシーリングの上に置き、垂直駆
動軸がこのシーリング板を貫通し、従ってポンプの電動
モーターがセルの外にあるようにすれば、作業が容易に
なる。

このような液体の輸送を行ない且つ各種の利点を持つ
ポンプがフランス特許第76 24748号に記載されている。

この特許に記載されているポンプは、その外側に、吸
込み及び吐出の管が溶接された容器と、その内側に、上
記容器の中に配置（シール付）され、且つ保護された状
態で垂直に外すことの出来る内部液圧部品と、を含んで
いる。

本発明によるポンプも上記フランス特許に記載された
ものと同型であるが、内部液圧部品に差があり、特に、
流量の少ない、例えば2m³/hr程度の液体の輸送に用い
て、より良い結果の得られるものである。

［課題を解決するための手段］ 即ち、本発明は、 （ａ）前記ポンプの液圧部分が、駆動軸（６）によって
駆動される放射状の羽根を持つ羽根車によって構成され
る、 （ｂ）前記羽根車は、前記吸い込み室から発する吸込み
穴を備えた基板と前記羽根車に面して開けられた円形の
溝を有する上部隔壁との間で回転し、 前記円形の溝は、半長円形状の断面を有し、前記吐出
室内に液体を排出する１つの孔で終わっており、 前記上部隔壁は、第一に、前記の孔と同じ半径上に、
但し、より軸に接近して、垂直に設けられた第２の孔
と、第二に、前記隔壁の前記羽根車と反対側の面上に、
上記の２つの孔を分離する１枚の板とを具備する、 （ｃ）可動装置の壁の凹部は、前記円形の溝の断面と連
続して広がる断面を有する、吸込み管に溶接された固定
容器と、吐出管及びその頂部を介して取出すことの出来
る可動装置とで構成されており、 前記可動装置は、前記固定容器内に固定されて、互い
から分離された吸い込み室と吐出室とを形成する、点に
特徴を有する、コンクリート・スラブの下に置かれる縦
型自吸式遠心ポンプ、である。

［実施例］ 第１図に装置の全体が示されており、水平に延びるコ
ンクリートスラブ３が上部セル１と下部セル２とを分け
ている。危険な生成物を含むセル２には人は近付くこと
が出来ないが、セル１は汚染されておらず、従って人が
そこで作業することが出来るようになっている。

ポンプ４が下部のセル２の中に置かれ、一方駆動モー
ター７はセル１の中に置かれている。

モーターの集合体はケージ構成部材８と駆動軸６と及
びボールベアリングのハウジング５とを含んでいる。１
つのカプリングが上記モーターと駆動軸との間に置かれ
ている。

ポンプの全体的構造は、導管を持つ外側容器と、取り
外し可能の装置と、回転液圧装置と、ボールベアリング
と、固定シール及び回転シールとによって構成されてい
る。

従って、このポンプは全体的に円筒形をした容器15に
よって組立てられており、その開放された上部がコンク
リートスラブに固定されるフランジを形成し、又その下
部が閉ざされている。

上記容器が３っの溶接導管を含み、（管に溶接されて
いる）、即ち、吸込み導管18と吐出導管24と及び換気導
管（図示無し）とで、この吸込み導管がポンプ送りされ
るべき液体を導く管に溶接されている。

吐出導管はここでポンプ送りされた液体を導く管に溶
接されている。

換気導管は一般的な換気システムに接続されている。

この容器は、固定された、全体的に管によって構成さ
れたものと考えればよい。

この容器の中にポンプの全ての液圧部品が設けられ
る。即ち、この部品は全体として取出し可能で、回転装
置と可動装置とを含んでいる（この“可動”の意味は、
上記可動装置が取外し可能ではあるが、作業中は勿論固
定されていると言うことである）。

回転装置が第２図に容器に取付けられた形で示されて
おり、第３図には羽根車を取出した形で分解図が示され
ている。

第２及び３図に示すこの回転装置は、 −ボールベアリング25によって上部に案内される駆動軸
６と、 −パッキング（又は回転シール）９と、 −上記軸の下端部に取付けられた羽根車13で、その放射
状に配列された羽根が方形をしており、又等間隔に離れ
て半径方向に伸びて設けられている、ものと、を含んで
いる。２つの隣合った羽根が作る放射角度は10から30゜
で、好ましくは15゜である。注意すべき点として、この
羽根車は中実の中心環状部34（羽根ではない）を持って
いる（第６図参照）。

第２から６図にそれぞれ可動装置が示されており、詳
しく言うと、垂直駆動軸６を軸とする回転体の形をして
いる。

この可動装置の上部は、平らな部分を含み、対応する
容器の平らな部分に接し、２個のシール30,32により密
着シールされている（第５図）。

可動装置の下部は、その側面が壁11により、又下面が
取外し可能で、ノズル16を備え、オリフィスの開けられ
た基板14（螺子33により取付けられている、第６図）に
より、限定される円筒形の箱を形成している。この可動
装置の中央部が駆動軸６を囲み、その間にパッキング９
を挿入するのに必要とする空間を残している。上記円筒
形の箱の中に水平な障壁20があり、これが箱の内部を２
つの部分、即ち、羽根車13を収容する下の部分と吐出室
を形成する上の部分12（第７図）とに分けている。

従って、上記隔壁20が下部室を形成し、その中に羽根
車13が配置される。本発明によるこの隔壁及びその作用
に付いて以下に第４及び６図を用いて説明する。

この隔壁は厚い円板の形をしており、その下の面に溝
23が作られる。（第４図はこの溝を示す為に円板を裏返
して示したものである）。

この溝が第１の孔21で終わり、この孔が隔壁20を縦の
方向に貫通している。第２の孔22が第１の孔と同じ半径
上に、但し中心に近い位置に、開けられ、同様に隔壁を
貫通している。

隔壁の上部に（第2,3図参照）、小板17があり、上記
２つの孔21,22を分離している。

溝23は円周面に沿って環状に延びる平面部分35により
囲まれている。

第６図に示す如く、溝23の半径方向の縦断面は半長円
形、例えばバスケットの取手の形、をしている。

同様に、第６図に示す如く、側壁11も、その内側の下
部に、凹部31を持ち、これが溝23に連続する曲面を形成
している。

溝23及び羽根車13の相対寸法（直径）が第６図に示さ
れている。即ち、羽根が溝23の3/4から2/3の範囲を占め
ていなければならない。

羽根車の最大外側半径距離をRa、溝の外側半径距離を
Re、及びその内側半径距離をRiとすると、次の関係が成
立つ如くにするのが好ましい。

RE−1/4・（Re−Ri）＞Ra＞Re−1/3・（Re−Ri） 一方、羽根車13の中実環状部即ちハブ34の半径Rmは溝
のRiより明らかに小さくなければならない。

第６図に示す如く、羽根車13と隔壁20及び基板14との
間にはそれぞれ隙間が有る。この隙間により車の回転が
自由になるが、一方極力その幅を狭くし、毛管現象によ
り羽根車の両面の液密性が十分に得られるようにしなけ
ればならない。

この隙間は0.1mmが最も好ましい。

本発明によるポンプを正確に運転するならば、当該技
術者には明らかな如く、上記容器と可動部分の間に形成
された吸込み室19（第2,7図）と吐出室12第７図）とは
互いに独立性、例えば気密性、を持っているのである。

シールが壁11と容器のボス39との間に置かれるか、又
は金属セグメント38が、好ましくは、壁11の溝36,37の
中に置かれる。このセグメントの数は好ましくは２個で
ある。

注意すべきことは、この溝底とこのセグメントの端面
との間に隙間に出来るようにして、ポンプの組立てを容
易にすることである。

セグメントの所での若干の漏れは差支えない、即ち、
これによりポンプ流量は若干減るが、その量は微々たる
ものである。

本発明によるポンプ、即ち自吸式遠心ポンプの運転方
法に就いて以下に説明する。

出発点で、停止しているボンプには羽根を十分に浸す
だけの液体が入っている。但し、吸込み管及び容器の上
部には空気がある。

回転を開始すると、溝23の中の液体が孔21を経て室12
の中に運ばれる。

この液体と同じ容積の空気が導管16から運ばれる。

車の回転により水と空気が混合され、不安定な“エマ
ルジョン”が孔21を介して出て行く。区域12の中で、液
体と空気の分離が行われ、空気は孔29から出て行き、水
は孔22を通り車に向って滴下する。

２つの孔を分離する板17により、エマルジョンが、水
空気の分離前に孔22から滴下することを防いでいる。

吸込み管の中の空気が完全に追出されるまでこのサイ
クルが繰返される。次に、吸引すべき液体がポンプを満
たし、このポンプが、周溝ポンプ（peripheral channel
pump）として正規の液圧動作を行なう。導管16を介し
て、容器の底で吸込みが行われ、吐出液が、先ず室12の
孔21を経、次に吐出室12′の孔29を経、最後に吐出導管
24を経て出て行く。

このようにしてポンプの運転か行われ、このポンプが
排除すべき液体の入ったリザーバーの上にバルブ無しで
置かれているので、液の漏出の危険が無い。

ポンプを取外すとき注目すべきことは、先ずモーター
を次にカプリングを最後にポンプの全内装部を外すに当
り、可動装置及び回転装置がいずれも分離スラブの孔を
介して引き出されることである。リザーバーの上に置か
れたポンプ及び容器に溶接された管がその位置に置かれ
たままなので、スプリット液（split liquid）が無い。

この液体が放射性のものである場合は、引出したポン
プの部品により作業者が汚染されることを防がねばなら
ない。

最後に、本発明によって作られたポンプの１つに就い
て、その寸法及び特徴に就いて説明する。

−羽根車は、直径90mm、厚さ10mm、で、24枚の羽根から
成り立っている。

−駆動軸の回転速度は:2900rpmで；上記ポンプで冷水を
吸い上げるときその水面がポンプ下6.5mの時、流量が、
水の吐出高さが46mの場合で1500l/hrで、この高さが25m
の場合2000l/hrである。

公知の遠心ポンプにこれと同じ羽根を用いた場合、そ
のマノメーター揚程は本発明によるものの約1/4であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるポンプ及びそのモーターをコン
クリートスラブの中に設置した状況を示す全体図、 第２図は、本発明によるポンプの断面図、 第３図は、上記ポンプの液圧部分を示す斜視図、 第４図は、上記液圧部分の水平隔壁を裏から見た斜視
図、 第５図は、上記ポンプの取外し可能部分（可動装置）を
示す断面図、 第６図は、上記液圧部分の拡大断面図、 第７図は、上記取外し可能部分のシール方法を示す断面
図、である。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の（ａ）（ｂ）（ｃ）に特徴を有し、 吸込み管（18）に溶接された固定容器（15）と、吐出管
   （24）及びその頂部を介して取出すことの出来る可動装
   置とで構成されており、 前記可動装置は、前記固定容器（15）内に固定されて、
   互いから分離された吸い込み室（19）と吐出室（12）と
   を形成する、 コンクリート・スラブ（３）の下に置かれる縦型自吸式
   遠心ポンプ。 （ａ）前記ポンプの液圧部分が、駆動軸（６）によって
   駆動される放射状の羽根を持つ羽根車（13）によって構
   成される、 （ｂ）前記羽根車（13）は、前記吸い込み室（19）から
   発する吸込み穴を備えた基板（14）と前記羽根車に面し
   て開けられた円形の溝（23）を有する上部隔壁（20）と
   の間で回転し、 前記円形の溝（23）は、半長円形状の断面を有し、前記
   吐出室（12）内に液体を排出する１つの孔（21）で終わ
   っており、 前記上部隔壁（20）は、第一に、前記の孔（21）と同じ
   半径上に、但し、より軸に接近して、垂直に設けられた
   第２の孔（22）と、第二に、前記隔壁の前記羽根車（1
   3）と反対側の面上に、上記の２つの孔（21）（22）を
   分離する１枚の板（17）とを具備する、 （ｃ）可動装置の壁（11）の凹部（31）は、前記円形の
   溝（23）の断面と連続して広がる断面を有する、
2. 【請求項２】前記吐出室（12）が、有孔板（10）によっ
   て２つの室に分割される点に特徴を有する請求項１記載
   の縦型自吸式遠心ポンプ。
3. 【請求項３】前記駆動軸（６）の周辺は、パッキング
   （９）によって液密性が確保される点に特徴を有する請
   求項１記載の縦型自吸式遠心ポンプ。
4. 【請求項４】前記固定容器（15）と前記可動装置との間
   の緊締が、前記可動装置の壁（11）内に作られた溝（3
   7）の中にそれぞれ装着された１個又はそれ以上の金属
   セグメント（38）により行われる点に特徴を有する請求
   項１記載のポンプ。
5. 【請求項５】上記羽根車の外側半径距離Ra、上記溝の外
   側半径距離Re、及び上記溝の内側半径距離Riが、 Re−1/4・（Re/Ri）＞Ra＞Re−1/3・（Re−Ri） の不等式による関係を持っている、請求項１記載の縦型
   自吸式遠心ポンプ。