JP4121251B2 - 斜流または軸流のポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜流または軸流のポンプに係り、詳しくは主軸の軸断面方向寸法の拡大を避け、主軸の軸方向寸法を大幅に短縮した斜流または軸流のポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図4に示す立軸斜流ポンプが知られている。この立軸斜流ポンプは、複数の軸受1,1…に回転自在に支持された鉛直方向の主軸2と、この主軸2の下端部に固着した斜流羽根車3と、この羽根車3を回転自在に収容した吐出しボウル4と、この吐出しボウル4の上側に連設されるとともに、主軸2を貫通させた鉛直方向の揚水管5と、この揚水管5の上側に連設され、かつ主軸2を液密かつ回転自在に貫通させて上側に導出した吐出曲管6とを備え、吐出しボウル4の内部に連通して下向きに吸込ベル7を設け、吐出曲管6の下流側に吐出弁8と吐出管9を連設している。吐出管9の出口は吐出水槽10の内部に臨み、この出口に逆流防止用のフラップ弁11を取付けている。
【0003】
吐出曲管6の上側に導出した主軸2は、カップリング12,12と連結軸13を介して減速機14の鉛直方向の出力回転軸15に連結され、減速機14の水平方向の入力回転軸16は、カップリング17,17と連結軸18などを介して原動機(ディーゼルエンジンなど)19の水平方向の出力回転軸20に連結されている。
【0004】
また、立軸斜流ポンプを設置した排水機場の建屋21は、ポンプを設置する下側床部22と減速機14および原動機19を設置する上側床部23とを備えた二床式構造になっている。
【0005】
一方、図5に示すように、口径が2000mm以上の立軸軸流ポンプが知られている。この種の大口径立軸軸流ポンプは、図示のように、鋼板で吐出しボウル4、吸込ベル7および揚水管5を作り、この一部をコンクリートに埋設して構築される。なお、図5の立軸軸流ポンプにおいて、図4の立軸斜流ポンプと同一または相当部分には、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の立軸斜流ポンプおよび立軸軸流ポンプでは、羽根車3から吐出曲管6の吐出中心C1までの長さLが長く、吐出曲管6の出口側に接続される吐出管6の設置レベルが高い位置に設定されるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費が増大する難点を有している。
【0007】
他方、羽根車3の外周に渦巻ケーシングを設けて、羽根車3から出た旋回速度エネルギーを圧力のエネルギーに変換するように構成したボリュート形の立軸斜流ポンプがある。この種のポンプでは、羽根車3から吐出中心までの主軸2の軸線方向の長さLを短縮することができる。しかし、渦巻ケーシングは主軸2の径方向への張出し量が大きくなるので、横方向の設置スペースが大きくなる。
【0008】
そこで、本発明は、案内羽根を有する吐出しボウルの使用を省略することによって、羽根車から吐出中心までの長さを短縮して、吐出管の設置レベルを低い位置に設定することで、機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができるとともに、主軸の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる斜流または軸流のポンプを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、主軸を回転自在に支持した筒状の軸受部と、この主軸と同時に回転する斜流羽根車または軸流羽根車と、これら羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングとを備えてなる斜流または軸流のポンプにおいて、前記吸込ケーシングの下流に前記筒状の軸受部と主軸を外部に導出したエルボ状の吐出ケーシングの入口が接続され、該吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているとともに、該吐出ケーシングには、前記入口側の起点から前記出口側の終点にかけて、前記筒状の軸受部の表面を液密に取り巻き、前記羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面が形成されていることを特徴としている。
【0010】
また、前記吐出ケーシングにおける前記主軸の軸断面方向の最大内径は前記羽根車外径の1.3倍以下に設定することができる。
【0011】
請求項1に記載の発明によれば、斜流羽根車または軸流羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングの下流に吐出ケーシングの入口が接続され、この吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているので、羽根車から吐出ケーシングの吐出中心までの長さを大幅に短縮することができ、吐出ケーシングの出口に接続される吐出管の設置レベルを低い位置に設定することができ、吐出ケーシングの径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【0012】
さらに、羽根車から出た液体は、羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面に案内されて、エルボ状の吐出ケーシングの入口から出口に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車から出た液体の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換することができる。
【0013】
請求項2に記載の発明のように、吐出ケーシングにおける主軸の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の1.3倍以下に設定することで、主軸の径方向への張出し量を小さく抑えて、横方向の設置スペースを確実に縮小することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る斜流ポンプの一実施の形態を示す縦断正面図、図2は図1の平面図である。なお、図4で説明した従来の斜流立軸ポンプと同一または相当部分には、同一符号を付して説明する。
【0015】
図1および図2において、鉛直方向の主軸2は、複数の軸受1,1…と、これら軸受1,1…を収容した軸受筒1Aとからなる円筒状の軸受部1Bによって回転自在に支持され、主軸2の下端部に同時回転可能に取付けられている斜流羽根車3は、吸込ケーシング4に回転自在に収容され、吸込ケーシング4の内部に連通して下向きに吸込ベル7を設けてある。
【0016】
吸込ケーシング4の下流には、エルボ状の吐出ケーシング25の入口26が接続され、その出口27は入口26の軸線C,つまり主軸2の軸線Cに直交する軸線C2方向に開口しており、入口26は吸込ケーシング4の出口に対応する円形に形成され、出口27は角形または円形に形成されている。また、吐出ケーシング25における主軸2の軸断面方向の最大内径Dを羽根車外径D1の1.3倍以下に設定してある。さらに、エルボ状の吐出ケーシング25の内部から筒状の軸受部1Bと主軸2が上側に導出されている。
【0017】
一方、吐出ケーシング25には、入口26における出口27に最も近い起点P1と出口27における起点P1から最も遠い終点P2を結ぶ直線をリードとして、円筒状の軸受部1Bの表面を液密に取り巻き、羽根車3の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面28が形成されている。
【0018】
このような構成であれば、案内羽根を有する吐出しボウルが省略されていることにより、斜流羽根車3からエルボ状の吐出ケーシング25の吐出中心C2までの長さL1を図4で説明した従来の長さLと比較して大幅に短縮することができる。このため、吐出ケーシング25の出口27に異径管29を介して接続される吐出管9の設置レベルを低い位置(図4の二点鎖線のレベル)に設定できるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシング4の下流にエルボ状の吐出ケーシング25を接続し、該吐出ケーシング25における主軸2の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の1.3倍以下に設定することにより、主軸2の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【0019】
さらに、斜流羽根車3から出た水は、円筒状の軸受部1Bの表面を液密に取り巻き、羽根車3の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面28に案内されて、エルボ状の吐出ケーシング25の入口26から出口27に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車3から出た水の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換して吐出管9に吐出することができる。
【0020】
つぎに、本発明に係る軸流のポンプについて説明する。
図3は、本発明に係る軸流のポンプの一実施の形態を示す縦断面図である。なお、図1および図2で説明した斜流ポンプと異なる構成は、羽根車3として軸流羽根車が使用され、薄い鋼板で吸込ケーシング4、吸込ベル7および吐出ケーシング25を作り、これをコンクリートに埋設して構築した点にあり、その他の構成は図1および図2で説明した斜流ポンプとほぼ同様であるので、同一または相当部分には前記斜流ポンプと同一の符号を付して、重複した構造説明は省略する。
【0021】
前記構成の軸流のポンプでも、案内羽根を有する吐出しボウルが省略されていることにより、軸流羽根車3からエルボ状の吐出ケーシング25の吐出中心C2までの長さL1を図5で説明した従来の長さLと比較して大幅に短縮することができる。このため、吐出ケーシング25の出口27異径管29を介して接続される吐出管9の設置レベルを低い位置(図5の二点鎖のレベル)に設定できるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシング4の下流にエルボ状の吐出ケーシング25を接続し、該吐出ケーシング25における主軸2の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の1.3倍以下に設定することにより、主軸2の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【0022】
さらに、軸流羽根車3から出た水は、円筒状の軸受部1Bの表面を液密に取り巻き、羽根車3の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面28に案内されて、エルボ状の吐出ケーシング25の入口26から出口27に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車3から出た水の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換して吐出管9に吐出することができる。
【0023】
前記実施の形態では、鉛直方向の主軸2を有する立軸斜流ポンプと立軸軸流ポンプについて説明しているが、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、水平方向の主軸2を有する横軸斜流のポンプや横軸軸流のポンプとして実施することが可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る斜流または軸流のポンプは構成されているので、以下のような格別の効果を奏することができる。
【0025】
すなわち、請求項1に係る発明は、羽根車から吐出ケーシングの吐出中心までの長さを大幅に短縮して、吐出ケーシングの出口に接続される吐出管の設置レベルを低い位置に設定することができるので、機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシングの下流にエルボ状の吐出ケーシングを接続することにより、該吐出ケーシングの主軸径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【0026】
また、請求項2に係る発明は、吐出ケーシングにおける主軸の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の1.3倍以下に設定することによって、吐出ケーシングの主軸径方向への張出し量を小さく抑えて、横方向の設置スペースを確実に縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る斜流ポンプの一実施の形態を示す縦断正面図である。
【図2】 図1の平面図である。
【図3】 本発明に係る軸流のポンプの一実施の形態を示す縦断正面図である。
【図4】 従来の立軸斜流ポンプを示す概略構成図である。
【図5】 従来の立軸軸流ポンプを示す概略構成図である。
【符号の説明】
1B 筒状の軸受部
2 主軸
3 斜流羽根車または軸流羽根車(羽根車)
4 吸込ケーシング
25 エルボ状の吐出ケーシング
26 吐出ケーシングの入口
27 吐出ケーシングの出口
28 傾斜案内面
C 吐出ケーシングの入口の軸線
C2 吐出ケーシングの出口の軸線
P1 吐出ケーシングの入口側の起点
P2 吐出ケーシングの出口側の終点
Claims (2)
- 主軸を回転自在に支持した筒状の軸受部と、この主軸と同時に回転する斜流羽根車または軸流羽根車と、これら羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングとを備えてなる斜流または軸流のポンプにおいて、前記吸込ケーシングの下流に前記筒状の軸受部と主軸を外部に導出したエルボ状の吐出ケーシングの入口が接続され、該吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているとともに、該吐出ケーシングには、前記入口側の起点から前記出口側の終点にかけて、前記筒状の軸受部の表面を液密に取り巻き、前記羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面が形成されていることを特徴とする斜流または軸流のポンプ。
- 前記吐出ケーシングにおける前記主軸の軸断面方向の最大内径が前記羽根車外径の1.3倍以下に設定されている請求項1に記載の斜流または軸流のポンプ。
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