JP3168366U - ポンプ羽根車 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出流路を流れる液体が乱流になることなく、それを備えるポンプの作業効率を確実に向上させるポンプ羽根車を提供する。【解決手段】ポンプ羽根車は互いに取り付けられた２つの羽根車本体１０，２０を有する。各羽根車本体は、環状の底壁１１，２１及び、該底壁の内側表面に個別に形成される複数の仕切り用突出部１２，２２を有する。複数の吐出流路は、仕切り用突出部の間にそれぞれ画定される。各吐出流路の横断面積は、吐出流路の内端から外側開口端に向かって減少する。よって、吐出流路を流れる液体が乱流になることなく、ポンプ羽根車を備えるポンプの作業効率が確実に向上する。【選択図】図２

Description

本考案は、ポンプ羽根車に関し、特に、渦巻きポンプ用ポンプ羽根車に関する。

図８を参照すると、一般的な渦巻きポンプ９０は、ハウジング９２と、ハウジング９２に実装された従来型羽根車９１と、モータ９３と、駆動軸９４と、を有する。駆動軸９４は、モータ９３から突出し、従来型羽根車９１に連結されて従来型羽根車９１を駆動する。

図９及び図１０を更に参照すると、従来型羽根車９１は、中央チャネル９１１と、複数の羽根９１３と、複数の吐出流路９１２と、を有する。中央チャネル９１１は、従来型羽根車９１において軸方向に形成される。複数の羽根９１３は、従来型羽根車９１に個別に形成され、従来型羽根車９１の周りに配置される。各羽根９１３の厚さは均一である。各吐出流路９１２は、２つの近接する羽根９１３の間に画定され、従来型羽根車９１において放射状に配置され、中央チャネル９１１及び従来型羽根車９１の外部と連通し、横断面積を有する。従来型羽根車９１の外周は、従来型羽根車９１の中央部から周辺部に向かって徐々に大きくなるので、各吐出流路９１２の横断面積は、従来型羽根車９１の中央部から周辺部に向かって増加する。ポンプ９０が従来型羽根車９１を作動させて駆動すると、遠心力によって液体が中央チャネル９１１から引き寄せられ、吐出流路９１２を通って外へと流れ出す。液体が羽根車９１の周辺部に近付けば近付くほど、液体の流れは速くなる。

流体力学によると、内部を非圧縮性流体が流れる管の各位置では、液体の流速を乗じた管の横断面積の値が一定である。つまり、液体は、羽根車９１の周辺部に近付くにつれて速く流れるので、吐出流路９１２の横断面積は小さくなるはずである。しかしながら実際には、従来型羽根車９１の吐出流路９１２の横断面積は増加する。そのため、液体は吐出流路９１２の中を均一に流れず乱流となってしまうため、従来型羽根車９１を備えたポンプ９０は、非効率的である。

本考案は、吐出流路を流れる液体が乱流になることなく、それを備えるポンプの作業効率を確実に向上させるポンプ羽根車を提供することを主要な目的とする。

ポンプ羽根車は、互いに取り付けられる２つの羽根車本体及び複数の吐出流路９１２を有する。各羽根車本体は、環状の底壁及び、底壁の内側表面上に個別に形成される複数の仕切り用突出部を有する。吐出流路は、仕切り用突出部の間にそれぞれ画定される。各吐出流路の横断面積は、吐出流路の内端から外側開口端に向かって減少する。
よって、吐出流路を流れる液体が乱流になることなく、ポンプ羽根車を備えるポンプの作業効率が確実に向上する。

本考案に係るポンプ羽根車の第１の実施形態の斜視図である。 図１のポンプ羽根車の分解斜視図である。 図１のポンプ羽根車の第１の羽根車本体の上面図である。 本考案に係るポンプ羽根車の第２の実施形態の斜視図である。 図４のポンプ羽根車の分解斜視図である。 本考案に係るポンプ羽根車の第３の実施形態の斜視図である。 図６のポンプ羽根車の分解斜視図である。 従来技術による従来型ポンプ羽根車を備える渦巻きポンプの部分的断面における側面図である。 図８の従来型ポンプ羽根車の側面断面図である。 図８の従来型ポンプ羽根車の上面図である。

図２、図５、図７を参照すると、本考案に係るポンプ羽根車は、第１の羽根車本体１０，１０Ａと、第２の羽根車本体２０，２０Ａと、複数の吐出流路３０，３０Ａと、カラー４０と、複数のボルト６０と、を備える。

図３を更に参照すると、第１の羽根車本体１０，１０Ａは、第１の底壁１１，１１Ａと、複数の第１の仕切り用突出部１２，１２Ａと、複数の面取り部１３，１３Ａと、フランジ１４と、を備える。第１の底壁１１，１１Ａは環状であり、第１の底壁１１，１１Ａの中央部を通って形成される流入孔１１１，１１１Ａを有する。複数の第１の仕切り用突出部１２，１２Ａは、第１の底壁１１，１１Ａの内側表面上に個別に形成され、その周りに配置される。各第１の仕切り用突出部１２，１２Ａは湾曲し、その２つの側面が向かい合って幅を有する。第１の仕切り用突出部１２，１２Ａの幅は、第１の仕切り用突出部１２，１２Ａの内端から外端に向かって広くなる。第１の羽根車本体１０，１０Ａの複数の面取り部１３，１３Ａは、第１の羽根車本体１０，１０Ａの第１の仕切り用突出部１２，１２Ａの側面と第１の底壁１１，１１Ａの内側表面との間にそれぞれ形成される。フランジ１４は、第１の底壁１１，１１Ａの外側表面上及び第１の底壁１１，１１Ａの流入孔１１１，１１１Ａの周囲に形成される。

第２の羽根車本体２０，２０Ａは、第１の羽根車本体１０，１０Ａに固定して取り付けられ、第２の底壁２１，２１Ａと、複数の第２の仕切り用突出部２２，２２Ａと、複数の面取り部２３，２３Ａと、を有する。第２の底壁２１，２１Ａは、第１の羽根車本体１０，１０Ａの第１の底壁１１，１１Ａから離れて平行であり、軸部２１１，２１１Ａを有する。軸部２１１，２１１Ａは、第２の底壁２１，２１Ａの中央部に形成され、モータの駆動軸に連結されて駆動される。複数の第２の仕切り用突出部２２，２２Ａは、第２の底壁２１，２１Ａの内側表面上に個別に形成され、その周りに配置される。各第２の仕切り用突出部２２，２２Ａは湾曲し、その２つの側面が向かい合って幅を有する。第２の仕切り用突出部１２，１２Ａの幅は、第２の仕切り用突出部１２，１２Ａの内端から外端に向かって広くなる。第２の羽根車本体２０，２０Ａの複数の面取り部２３，２３Ａは、第２の羽根車本体２０，２０Ａの第２の仕切り用突出部２２，２２Ａの側面と第２の底壁２１，２１Ａの内側表面との間にそれぞれ形成される。

複数の吐出流路３０，３０Ａは、第１の仕切り用突出部１２，１２Ａと第２の仕切り用突出部２２，２２Ａとの間にそれぞれ画定される。各吐出流路３０，３０Ａは、外側開口端３１，３１Ａ及び横断面積を有する。吐出流路３０，３０Ａの横断面積は、吐出流路３０，３０Ａの内端から外側開口端３１，３１Ａに向かって小さくなる。

カラー４０は、第１の羽根車本体１０，１０Ａ及び第２の羽根車本体２０，２０Ａの周囲に実装され、複数の流出孔４１を有する。複数の流出孔４１は、カラー４０を通って個別に形成され、複数の吐出流路３０，３０Ａの複数の外側開口端３１，３１Ａにそれぞれ対応する。各流出孔４１は、対応する吐出流路３０，３０Ａの外側開口端３１，３１Ａ以下であってもよい。

ボルト６０は、第１羽根車本体１０及び第２の羽根車本体２０の第１の底壁１１，１１Ａと、第２の底壁２１，２１Ａと、第１の仕切り用突出部１２，１２Ａと、第２の仕切り用突出部２２，２２Ａと、を通って固定されて実装され、第１の羽根車本体１０，１０Ａ及び第２の羽根車本体２０，２０Ａを互いに固定して保持する。ポンプ羽根車は、６本のボルト６０を有することが好ましいが限定されるものではない。

図１及び図４を更に参照すると、第１及び第２の好適な実施形態において、第２の羽根車本体２０の第２の仕切り用突出部２２は、第１の羽根車本体１０の第１の仕切り用突出部１２にそれぞれ対応して重ねられる。各吐出流路３０は、２つの隣接する第１の仕切り用突出部１２と、２つの隣接する第１の仕切り用突出部１２に対応する２つの第２の仕切り用突出部２２との間に画定される。第１の羽根車本体１０のそれぞれは、第１の仕切り用突出部１２を１２箇所に有することが好ましいが限定されるものではない。同様に、第２の羽根車本体２０のそれぞれは、第２の仕切り用突出部２２を１２箇所に有することが好ましいが限定されるものではない。従って、ポンプ羽根車の第１及び第２の好適な実施形態のそれぞれにおいて、吐出流路３０が１２箇所で画定される。

図４及び図５を参照すると、第２の好適な実施形態において、ポンプ羽根車は、仕切り板５０を更に備える。仕切り板５０は環状であり、第１の羽根車本体１０の第１の仕切り用突出部１２と第２の羽根車本体２０の第２の仕切り用突出部２２との間に実装され、吐出流路３０のそれぞれを２つのサブチャネル３２に分割する。

図６を更に参照すると、第３の好適な実施形態において、各第２の仕切り用突出部２２Ａは、２つの隣接する第１の仕切り用突出部１２Ａの間に実装される。各吐出流路３０Ａは、互いに隣り合う第１の仕切り用突出部１２Ａのうちの１つと第２の仕切り用突出部２２Ａのうちの１つとの間に画定される。第１の羽根車本体１０Ａのそれぞれは、第１の仕切り用突出部１２Ａを６箇所に有することが好ましいが限定されるものではない。同様に、第２の羽根車本体２０Ａのそれぞれは、第２の仕切り用突出部２２Ａを６箇所に有することが好ましいが限定されるものではない。従って、ポンプ羽根車の第３の好適な実施形態において、吐出流路３０Ａが１２箇所で画定される。

ポンプ羽根車を小型化する際に、吐出流路３０と同じ数の個別の第１の仕切り用突出部１２又は第２の仕切り用突出部２２を形成することは困難である。そのため、ポンプ羽根車の第３の実施形態においては、吐出流路３０Ａの数を第１の仕切り用突出部１２Ａ又は第２の仕切り用突出部２２Ａの数の２倍とする。ポンプ羽根車の第３の好適な実施形態は、ポンプ羽根車の第１及び第２の好適な実施形態よりもポンプ羽根車の小型化により適している。

説明したポンプ羽根車は、以下の利点を有する。ポンプ羽根車をポンプに実装して作動させると、遠心力によって液体が第１の羽根車本体１１，１１Ａの流入孔１１１，１１１Ａから引き寄せられ、そして、吐出流路３０，３０Ａを通って外に向かって流れる。液体の流速は、カラー４０の流出孔４１によって制限される。各吐出流路３０，３０Ａの横断面積は、吐出流路３０，３０Ａの内端から外端に向かって減少するので、液体は、速度を増しながら均一に流れ層流となる。従って、液体が乱流とならず、液体におけるキャビテーションが起こらず、ポンプにおける振動が起こらないため、ポンプ羽根車を備えるポンプの作業効率が確実に向上する。

更に、中型及び大型のポンプ羽根車においては液体がより乱流になり易いので、吐出流路３０のそれぞれを２つのサブチャネル３２に分割する仕切り板５０によりサブチャネル３２を流れる液体の層流を確実に維持する。そのため、仕切り板５０を備えるポンプ羽根車は、中型化又は大型化されたポンプ羽根車に特に適している。

更に、第１の羽根車本体１０，１０Ａの第１の底壁１１，１１Ａ及び第２の羽根車本体２０，２０Ａの第２の底壁２１，２１Ａは、互いに平行となるように配置されるので、第１の底壁１１，１１Ａ及び第２の底壁２１，２１Ａの間の距離が等しい。結果として、液体とポンプ羽根車との間の抵抗が低くなる。また、第１の羽根車本体１０，１０Ａ及び第２の羽根車本体２０，２０Ａの面取り部１３，１３Ａ，２３，２３Ａも、液体とポンプ羽根車との間の抵抗を減少させる。更に、第１の羽根車本体１０，１０Ａ及び第２の羽根車本体２０，２０Ａを、計算機数値制御（ＣＮＣ）システムを用いるフライス盤によって製造すると、吐出流路３０，３０Ａの大きさが正確になり、吐出流路３０，３０Ａの周囲に画定されるポンプ羽根車の内側表面が平坦になる。従って、液体とポンプ羽根車との間の抵抗が更に低減される。

１０，１０Ａ 第１の羽根車本体
１１，１１Ａ 第１の底壁
１２，１２Ａ 第１の仕切り用突出部
１３，１３Ａ 面取り部
１４ フランジ
２０，２０Ａ 第２の羽根車本体
２１，２１Ａ 第２の底壁
２２，２２Ａ 第２の仕切り用突出部
２３，２３Ａ 面取り部
３０，３０Ａ 吐出流路
３１，３１Ａ 外側開口端
３２ サブチャネル
４０ カラー
４１ 流出孔
５０ 仕切り板
６０ ボルト
１１１，１１１Ａ 流入孔
２１１，２１１Ａ 軸部

Claims (8)

1. その中心部を通って形成される流入孔を有する環状の第１の底壁と、前記第１の底壁の内側表面上の周囲に個別に形成され、それぞれが湾曲し、その内端から外端へ向かって広がる幅を有する複数の第１の仕切り用突出部とを有する第１の羽根車本体と、
   前記第１の羽根車本体に固定されて取り付けられ、前記第１の羽根車本体の前記第１の底壁から離れて平行でありその中心部の上に形成された軸部分を有する第２の底壁と、前記第２の底壁の内側表面上の周囲に個別に形成され、それぞれが湾曲し、その内端から外端へ向かって広がる幅を有する複数の第２の仕切り用突出部とを有する第２の羽根車本体と、
   前記第１の仕切り用突出部と前記第２の仕切り用突出部との間にそれぞれ画定され、それぞれが外側開口端と、その内端から前記外側開口端へ向かって減少する横断面積とを有する複数の吐出流路と、を備えるポンプ羽根車。
2. 前記第２の羽根車本体の前記第２の仕切り用突出部は、前記第１の羽根車本体の前記第１の仕切り用突出部に対してそれぞれ対応して重ねられ、各吐出流路は、２つの隣接する前記第１の仕切り用突出部と、２つの隣接する前記第１の仕切り用突出部に対応する２つの前記第２の仕切り用突出部との間に画定されることを特徴とする請求項１に記載のポンプ羽根車。
3. 各第２の仕切り用突出部は、２つの隣接する前記第１の仕切り用突出部の間に実装され、各吐出流路は、互いに隣り合う前記第１の仕切り用突出部のうちの１つと前記第２の仕切り用突出部のうちの１つとの間に画定されることを特徴とする請求項１に記載のポンプ羽根車。
4. 前記第１の羽根車本体の前記第１の仕切り用突出部と前記第２の羽根車本体の前記第２の仕切り用突出部との間に実装される環状の仕切り板を更に備える請求項２に記載のポンプ羽根車。
5. 前記第１の羽根車本体と前記第２の羽根車本体の周囲に実装され、そこを通って個別に形成されて前記吐出流路の前記外側開口端にそれぞれ対応する複数の流出孔を有するカラーを更に備える請求項１、２、３又は４に記載のポンプ羽根車。
6. 前記カラーの各流出孔は、対応する吐出流路の前記外側開口端以下であることを特徴とする請求項５に記載のポンプ羽根車。
7. 各第１の仕切り用突出部は、２つの向かい合った側面を有し、前記第１の羽根車本体は、前記第１の羽根車本体の前記第１の仕切り用突出部の前記側面と前記第１の底壁の前記内側表面との間にそれぞれ形成される複数の面取り部を有し、各第２の仕切り用突出部は、２つの向かい合った側面を有し、前記第２の羽根車本体は、前記第２の羽根車本体の前記第２の仕切り用突出部の前記側面と前記第２の底壁の前記内側表面との間にそれぞれ形成される複数の面取り部を有することを特徴とする請求項６に記載のポンプ羽根車。
8. 前記第１の羽根車本体及び前記第２の羽根車本体の前記第１の底壁と、前記第２の底壁と、前記第１仕切り用突出部と、前記第２の仕切り用突出部とを通って固定されて実装される複数のボルトを更に備える請求項７に記載のポンプ羽根車。

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