JP4675468B2 - 加圧遠心ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプケース内で羽根車を回転させることにより、気体或いは液体等の流体を吸い込み送出する加圧遠心ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアー或いは水，油等の流体の吸い込み送出を行う遠心ポンプは、単一なドラム状のポンプケース内で、凹溝状の羽根室を形成する複数の羽根を有した羽根車を回転させることにより、該ケースの一側同壁面に設けた吸入口から流体を吸い込み、これを持ち回り回転させて加速し、送出口から流体の送出を行うように構成したものが既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然し、上記のような従来の構成による遠心ポンプは、流体をケース内で羽根車によって単に加速回転させて送出するだけなので、送出流体の量（流量）は比較的簡単な手段で大きくすることができるものの、送出流体の圧力（流圧）は該流量に対して増大させることが困難である等の欠点がある。
またこれを補う上で、羽根車の回転を高めると羽根室内での流体の乱流が生じ易くなってポンプ効率を低下させると共に、流圧及び流量を共に高めようとすると、羽根車の羽根形状が複雑になること、及び羽根車が径大になってポンプ全体が大型化し高コストになる等の問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記従来の問題点を解消するために本発明による加圧遠心ポンプは、第１に、ドラム状のケース２内に複数の羽根３１を放射状に形成した羽根車３を回転可能に軸支し、上記ケース２の羽根車３の回転軸方向側方に吸込口２０を、羽根車３の外周の周壁２３に送出口２１をそれぞれ設け、上記羽根車３を回転させることにより、流体を吸込口２０から吸い込み送出口２１から外部へ送出するポンプにおいて、前記ケース２内で羽根車３の中心部の回転軸方向側方に仕切り壁６０を設置し、該仕切り壁６０の周囲に、吸込口２０側から流体の吸い込みを促進させる吸込室６１と、吸い込まれた流体を該吸込室６１の底壁２５ａ側の圧縮開始点６５ａから羽根車３側に向けて斜設した加圧面６５で加圧する圧縮室６２とからなる加圧室６を形成し、上記加圧面６５の圧縮終了点６５ｂと吸込口２０との間に、羽根車３の側面に近接し羽根室３５内の流体の漏出を防止する加圧仕切り壁６３を設けると共に、前記送出口２１を上記圧縮開始点６５ａの下流側と圧縮終了点６５ｂの下流側の位置とにわたる長さで且つ羽根３１巾と略同巾の長孔状に開設することを特徴としている。
【０００５】
第２に、送出口２１の長さ方向の中途部に、流体の送出案内を行うガイド部材９を設けることを特徴としている。
【０００６】
第３に、圧縮開始点６５ａを、羽根車回転方向上手側に向けて加圧面６５の内周側から外周側に向けて形成することを特徴としている。
【０００７】
第４に、加圧面６５の表面を耐磨耗性部材８によって形成することを特徴としている。
【０００８】
第５に、羽根３１を、羽根車回転方向下手側に向けて緩傾斜の後退角で形成した基部面３６から、屈曲面３７を介して急傾斜の後退角で形成した案内面３８で形成することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図７において符号１は、本発明の第１実施形態に係わる加圧遠心型のポンプを示す。このポンプ１は、後述する構成によって吸込口２０と送出口２１を有しドラム状に形成したケース２と、該ケース２内で回転可能に軸支する回転軸（ポンプ軸）３０に固定した複数の羽根３１を放射状に突出形成する羽根車３とからなり、回転軸３０を矢印正転方向に回転させることにより、空気等の気体或いは水，油等の液体（以下これらを流体という）を、吸込口２０側から直接的に又は点線で示す吸込ホース２０ａを介してケース２内に吸い込み、これをケース２内で圧縮することにより加圧付勢し、送出口２１から直接的に又は送出ホース２１ａを介し、所望の箇所に良好に送り出すことができるようにしている。
【００１０】
以下各部の詳細な構成及び作用等について詳述する。先ずこの実施形態におけるケース２は、吸込口２０を有する加圧ケース２ａと、送出口２１を有する羽根車ケース２ｂとを左右一対として円筒椀型状に分割形成してなり、両者の開口端面をリング状のシール部材２ｃ並びに後述する耐磨耗性部材８を介挿して接合させた状態で、取付ネジ等の固定具２ｄで複数箇所を締着した接合手段にすることにより、気密構造のポンプ室となる中空状ドラムケースを、簡潔で廉価な構成を以て提供することができるようにしている。
尚、接合手段は上記のものに限ることなく、加圧ケース２ａと羽根車ケース２ｂとを、図４で後述する流体送出調節構造７を以て相対的に位置決め回動可能にしながら、気密接合を維持することができる位置決め調節可能型の接合手段にしてもよいものである。
【００１１】
上記羽根車ケース２ｂは、円盤状の側壁２２の外周に羽根車３を内嵌する巾の周壁２３を一体的に形成し、図示例の周壁２３はその上部に羽根車３の羽根３１と略同巾状の送出口２１を、複数の羽根３１，３１・・に跨がって後述する所定の長さに穿設すると共に、送出口２１には流体の送出方向に湾曲状に収束指向させた送出管２１ｂを一体的に設け
ている。
そして、上記側壁２２の中心部には回転軸３０を軸支するメタル部５を外側に向けて設けると共に、複数の羽根３１を放射方向に同心円で突設した羽根車３を周壁２３内で小隙を有して回転軸３０に軸支している。
【００１２】
また上記羽根車３は、図４に示すように回転軸３０への取付け部材を兼ねる円柱状のボス部３２の一側周囲に、円盤状の羽根側壁３３を一体的に展開形成し、このボス部３２及び羽根側壁３３から、各放射状の羽根３１を所定間隔毎に一体的に突出させて、各羽根３１の間に流体を内包させる羽根室３５を形成し、回転軸３０の外側端を適宜な駆動源から回転駆動することにより羽根車３を回転させるようにしている。
尚、図示例の回転軸３０は、その他端に設けたプーリ３０ａにベルト伝動で駆動させるようにしているが、駆動手段はこれに限られるものではない。
【００１３】
また羽根車３に放射状に設ける羽根３１の形状は、羽根車回転方向上手側（以下上手側という）に向けて略直線状面で後退傾斜させていると共に、加圧ケース２ａ側になる側端を基部側よりも羽根車回転方向下手側（以下下手側という）に先行偏寄させるように形成し、これにより、羽根車３の回転に伴い流体を吸込口２０から掻込み易くし吸い込みを的確に行わせると共に、羽根室３５内での流体の回転保持を確実にし、且つこれが送出口２１部位に至るとき、羽根室３５内の流体を後退傾斜させた羽根形状によって遠心力を加えながら、あたかもキックさせるように押し出し付勢をすることができ、流体の放射方向への加圧送出を効率よく行うと共に流圧を的確に高め、また羽根３１を簡潔な形状にしてその製作を容易にすることができる等の利点がある。
【００１４】
また羽根車３は羽根車ケース２ｂに装着した際に、ボス部３２及び羽根３１の側端を共に羽根車ケース２ｂの開口端面と略同高さになるようにしており、上記ボス部３２の端面は後述する加圧ケース２ａの中心部に柱状に突設させた仕切り壁６０の端面と近接状態で接合可能にしている。
尚、羽根車３は回転軸３０に対しそのボス部３２をナットやネジ、キー止め構造で止め固定しているが、両者を一体的に構成してもよいものであると共に、また上記仕切り壁６０はボス部３２から一連に形成してもよいものである。
また羽根３１の形状は、図示例のものに限定されることなく、送出口２１の位置及び形状等によって適宜な羽根形状に設定可能であり、例えば羽根車３の矢印回転方向の上手側に向けて放物線状の軌跡を以て、湾曲状に後退傾斜させるように形成してもよいものである。
【００１５】
次に加圧ケース２ａについて説明する。図３〜図７に示すように加圧ケース２ａは、羽根車３を装着した状態の羽根車ケース２ｂを組付けた状態において、その内壁と羽根車３との間で、吸込口２０から流体を大きな抵抗を伴うことなく円滑に吸い込むことができると共に、吸い込んだ流体を効率よく的確に加圧しながら、羽根車３を介し送出口２１から良好に送出することができるところの、加圧室６を形成するようにしている。
即ち、上記加圧室６は、流体の吸い込みを促進させる吸込室６１と、これに連通して流体の加圧を行う圧縮室６２とからなり、また圧縮室６２の終端と吸込口２０との間に、羽根室３５内の流体漏出防止用の加圧仕切り壁６３を、仕切り壁６０から所定長にわたって面一な平坦面状となるように一体的に形成し、この仕切り壁６０を側壁２５の中心部に前記羽根車３のボス部３２の端面に対向させて、これと略同径で支柱状に突出させることにより、仕切り壁６０周りに吸込室６１と圧縮室６２及び加圧仕切り壁６３を一連に形成している。
【００１６】
そして上記吸込室６１は、加圧ケース２ａの側壁２５内の底壁２５ａと周壁２６と仕切り壁６０及び羽根車３との間で、吸込口２０側から略１８０度程度或いはそれ以下の範囲に形成することにより、流体を吸込口２０側からケース２内に吸い込む際に、長い通路の吸込室６１に複数の羽根３１を臨ませて、その羽根室３５内で流体を多量に回転保持し、流体の吸込抵抗を可及的に低減させながら回転方向に加速させることができるようにしている。
【００１７】
また圧縮室６２は、吸込室６１の終端に通じこの底壁２５ａから、羽根車３の側端に徐々に近接させるように収束する滑らかな斜面に形成した加圧面６５を、底壁２５ａ側の圧縮開始点６５ａから加圧仕切り壁６３の始端側の圧縮終了点６５ｂまで、回転方向に略９０度程度又はそれ以上の角度範囲に設けて形成しており、これにより吸込室６１から回転方向下手側に加速されて移行する流体を、加圧面６５に沿わせて徐々に収束し、圧縮室６２において大きな圧縮抵抗等を伴うことなく円滑に加圧することができ、加圧面６５及び加圧仕切り壁６３に対し後述する開口範囲を以て臨設させた送出口２１から、加圧流体を効率よく押し出すように送出することができるようにしている。
【００１８】
そして、この実施形態における加圧面６５は図３，図５，図７に示すように圧縮開始点６５ａを形成することにより、流体の加圧を良好に行うことができるようにしている。
即ち、加圧面６５の始端部は、圧縮開始点６５ａを羽根車回転方向上手側に向け内周側Ｎから外周側Ｓに向けて順次形成しており（図７）、これにより圧縮開始点６５ａは加圧面６５巾に後退傾斜した軌跡を前記羽根車３の羽根３１の後退傾斜面と略同方向となるように描いている。
【００１９】
従って、相隣合う後退傾斜の羽根３１で放射方向に拡開状に形成される羽根室３５は、その内部の流体が外周側から圧縮開始点６５ａを介し加圧面６５によって順次内周側に向けて徐々に加圧されるので、流体が加圧面６５によって急激に加圧されることによる加圧衝撃負荷を羽根車３にかけることを緩和することができると共に、羽根室３５内の流体全体の加圧の促進及びその保持を適切に行った状態で、流体を送出口２１に至るとき最高圧力に高め、遠心押出作用と相挨って勢いよく多量に送出することができる等の利点がある。
【００２０】
また圧縮室６２は、上記加圧面６５の終端（圧縮終了点６５ｂ）から複数の羽根室３５に跨がって近接する平坦面状の加圧仕切り壁６３を連続的に形成しており、該加圧仕切り壁６３で圧縮終了後の複数の羽根室３５を塞ぐことにより、該羽根室３５内の流体の吸込口２０側への漏出を防止しながら、圧縮室６２側の圧力を維持させてその送出を良好に行うことができるようにしている。
そして加圧仕切り壁６３の始端部は、その終端を羽根車３に近接する側に薄肉で延長させることにより形成した延長加圧仕切り壁６３ａを設け、これにより加圧面６５の長さを短くすることなく加圧仕切り壁６３の面積を可及的に拡大させて、上記の圧力維持をより確実に行わせると共に、吸い込み効率を向上させることができる吸込口２０の形成を簡単に行うことができるようにしている。
【００２１】
即ち、図示例において延長加圧仕切り壁６３ａは、側面視で吸込室６１の始端に位置する吸込口２０の中途部迄を覆う長さに徐々に先鋭に形成していると共に、この延長加圧仕切り壁６３ａの裏側を滑らかな湾曲面状の吸込案内面６３ｂを形成し、該吸込案内面６３ｂを介して吸込口２０と連通させている。
また吸込口２０の入口は吸込案内面６３ｂと対向する底壁２５ａ側を、該吸込案内面６３ｂの湾曲面に沿う湾曲面状の吸込案内面６３ｃに形成することにより、両者の湾曲面で形成される吸込口２０から吸込室６１内に向けて、流体を羽根車３の回転方向下手側に向けて、吸い込み抵抗を低減させた状態で効率よく円滑に吸い込むことができるようにしている。
【００２２】
また以上のように構成してなる加圧仕切り壁６３は、延長加圧仕切り壁６３ａの延長分だけ吸込室６１側にさらに長く形成されるから、羽根車３はさらに複数の羽根室３５で大量の圧縮状態の流体を保持することができ、また加圧範囲も長くとることが可能になると共に、送出口２１も所望の範囲に可及的に長く大きくすることができるので、簡潔な構成を以て長孔状の送出口２１から多量で高圧な流体の送出を良好に行うことができる等の特徴がある。
また吸込口２０の吸込案内面６３ｂは上記のように側面視で円弧状湾曲面にすると、延長加圧仕切り壁６３ａの端部は図７に示すような円弧面に形成され、凹入した円弧中心部を吸込室６１巾の中心に位置させることができるので、吸込口２０から流入する流体の主流を羽根３１の長さ方向の中心部に向けさせ、羽根車３による流体の掻込みを良好に行うことができる等の利点がある。
【００２３】
尚、延長加圧仕切り壁６３ａは、加圧仕切り壁６３に対し着脱及び長さ調節可能に設けるようにしてもよいものであり、この場合には延長加圧仕切り壁６３ａを所望の形状に簡単に製作することができると共に、その位置決め調節を必要により簡単に行うことができて、ケース本体を共通化しながら多様な用途の加圧遠心ポンプを廉価で簡潔な構成を以て提供できる等の利点がある。
また上記のように延長加圧仕切り壁６３ａを有して長く形成された加圧仕切り壁６３は、後述する図４で示す流体送出調節構造７を設ける場合に、その位置決め調節量を広くとることができる等の利点もある。
【００２４】
次に、羽根車ケース２ｂの送出口２１について説明する。この送出口２１は圧縮室６２と加圧仕切り壁６３側に対向する羽根車ケース２ｂの周壁２３に、次のように開設することにより多量の流体を高圧で効率よく送出することができるようにしている。
即ち、送出口２１は周壁２３に対し、羽根３１の巾と略同巾で前記圧縮開始点６５ａ側からと圧縮終了点６５ｂ側とから、それぞれ回転方向下手側近傍で、加圧開始と加圧を所定の距離だけ行う圧縮案内代Ｌと、加圧をされた流体の加圧保持を所定の距離だけ行う圧縮仕切り代Ｈを有して、両者の間を加圧された流体を最も効率よく送出することができる範囲として開口位置させるようにしている。 従って、送出口２１は、羽根車３が高回転し羽根３１が高周速になった状態においても、圧縮案内代Ｌと圧縮仕切り代Ｈとの間で加圧された流体の送出範囲を可及的に長く形成した加圧面６５に対向し、流体の送出を良好に行うことができるので、高回転型の高性能なポンプ１の提供を容易にする等の利点がある。
【００２５】
また図２，図６に示すように上記送出口２１は、その長さ方向の中途部適所に流体の送出案内を行うガイド部材９を、流体の種類或いは羽根３１の枚数並びに形状等によるポンプ特性に対応し、流体抵抗を低減した形状で適数設けることにより、加圧流体を上手側のものから乱流を防止しながら順次的確に誘導送出することができるようにしている。
即ち、この実施形態のポンプ１は、エアー等機体の吸い込み送出をするに好適なポンプ形態にしていることから、図示例のガイド部材９は、羽根３１巾或いはそれ以上の巾の１枚の肉薄板状片とし、送出口２１の長さ方向の中途部上手側に偏寄させた位置で羽根３１の回転軌跡に近接させて設け、その他端側を流体の送出方向に沿わせた後退傾斜状で所定長に延設した構成にしている。
【００２６】
従って、このポンプ１の送出口２１は、ガイド部材９の上手側と下手側で複数に区画され、上手側の送出口２１から羽根室３５の外周側の流体を掻き取るように送出案内しながら、下手側の送出口２１から羽根室３５の内周側の流体を充分な送出距離を有して的確に送出するようにできるので、両流体は送出初期において混合することなく上記ガイド部材９によって区画されながら、送出管２１ｂの形状に沿った送出方向に整流されのち合流送出されることになり、上記両流体が送出初期に同時送出することによる乱流の発生を防止した送出を良好に行うことができるものである。
【００２７】
次に、図５〜図７を参照し前出の加圧面６５に設ける耐磨耗性部材８について説明する。図示例において加圧面６５の表面を形成する耐磨耗性部材８は、耐摩耗性のゴム又は合成樹脂材で所定の弾力と一定の厚さに形成した可撓性板状体にしており、加圧面６５の形状及び加圧仕切り壁６３並びに仕切り壁６０等の形状に合わせて形成したものを、加圧ケース２ａの所定の部位に接着剤或いはネジ止め等の取付け手段によって着脱交換可能に貼着するようにしている。
【００２８】
これにより、ポンプ１は加圧面６５又は加圧仕切り壁６３等を、アルミ等金属部材からなる加圧ケース２ａと同材質で一体的に形成したものよりも、その損耗を的確に防止し耐久性を格段に向上させることができると共に、該耐磨耗性部材８が長期の使用において損耗した際にも、交換等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。
さらに、耐磨耗性部材８はその厚さ或いは形状を適宜に変更することも容易であるから、一つの加圧ケース２ａを用いてこれに異なる形状の耐磨耗性部材８を取付固定することにより、各種の用途に適応した仕様のポンプ１を能率よく簡単に製作することができる等の利点がある。
【００２９】
次に、上記のように構成した本発明のポンプ１を大気中で使用した場合の使用態様並びに作用等について説明する。
先ず、駆動源を介して羽根車３を回転駆動すると、各羽根３１が既述の形状を以て吸込口２０からエアーを羽根室３５内に確実に掻き込んで吸い込むと共に、吸い込んだエアーを加圧室６の吸込室６１内で各羽根室３５に収容した状態で持ち回り回転しながら、吸込室６１内のエアーを回転方向に加速させて、上記吸込口２０の次位のエアー吸い込みを、吸い込み抵抗を低減させた状態で連続的に行い圧縮室６２内に至らせる。
【００３０】
次いで、圧縮室６２内に至ったエアーは、上記吸込室６１の底壁２５ａ側から羽根車３に徐々に近接する滑らかな斜面の加圧面６５に沿って徐々に収束されて圧縮されるとき、加圧面６５によって羽根室３５内で圧力を高めながら入り込むことになり、次いでこの状態から加圧仕切り壁６３に至ると、羽根室３５内のエアーは最高圧に維持された状態で送出口２１に至り、ここで羽根３１の形状及び回転による押し出し力と遠心力を付加されながら、高圧なエアーを多量に一挙に送出することができるものである。
【００３１】
この場合、本実施形態においては圧縮室６２の終端に設けた加圧仕切り壁６３を複数の羽根室３５に跨がる長さにしていると共に、該加圧仕切り壁６３に薄肉で吸込口２０の上方を吸込空間を有して延長させた延長加圧仕切り壁６３ａを設け、且つ送出口２１を吸込口２０の回転方向上手側において複数の羽根室３５に跨がる長孔状に形成していることにより、羽根車３は複数の羽根室３５内に加圧状態のエアーを多量に収容保持しながら、これを長孔状の送出口２１から同時に送出することができるので、簡潔な構成を以て風量及び風圧を共に高くしながら円滑に送出することができる。
【００３２】
また羽根３１を、ボス部３２と該ボス部３２から立設した羽根側壁３３とから放射方向に後退傾斜させて一体的に突設すると共に、相隣なる羽根３１間で形成される羽根室３５の側面と周面を開放させ、且つ送出口２１を羽根室３５に対向する羽根車ケース２ｂの周壁２３に形成したことにより、吸込室６１及び圧縮室６２内でエアーを各羽根室３５内に的確に収容させると共に、吸込室６１内のエアーを回転方向に良好に加速させて加圧を促進し、且つ送出口２１からのエアー送出を良好に行うことができる等の特徴がある。
【００３３】
従って、上記のように構成したポンプ１は、羽根車３を小径で小巾にすることが可能になり全体の小型化を図ることができるものでありながら、風量及び風圧を共に高くしてエアーの吸い込み送出を効率よく行うことができるので、騒音の発生も低減することができると共に、利便性を有しその用途分野を拡大することができる等の利点がある。
【００３４】
一方、上記のように構成した加圧遠心ポンプは、図４で示すようにケース２を、送出口２１を備えた加圧ケース２ａと吸込口２０を備えた羽根車ケース２ｂとに分割形成することにより、各ケース２ａ，２ｂを個別に加工することができ中空ドラム状のケース２の製作及び組付けを容易に行うことができる。
また加圧面６５を形成する部材は、加圧ケース２ａの底壁２５ａに対し着脱可能に設けると、両者を個別に簡単に製作することができると共に、加圧面６５が摩損した際の交換や補修等のメンテナンス作業を容易に行うことができ、また単一な加圧ケース２ａを共用しながら加圧面６５部材を変更することにより、各種の用途に適応した所望のポンプ１を能率よく廉価に製作することができる等の利点がある。
【００３５】
また加圧面６５を前述のとおりゴム板等の耐磨耗性部材８を着脱可能に設けて形成するようにしたポンプ１は、砂や金属粉等の異物を含有する種々の流体を送出するとき、加圧面６５の損耗を抑制することができると共に、耐磨耗性部材８を交換することにより設定初期状態のポンプ性能の維持を簡単に行うことができる。
【００３６】
次に、上記のように構成してなるポンプ１の別使用態様並びに応用使用例等について説明する。
先ず、このポンプ１は図４に示すように、加圧ケース２ａと羽根車ケース２ｂの対向面をシール部材２ｃ，耐磨耗性部材８等を介して気密に接合すると共に、送出口２１を吸込口２０の下手側に位置させた状態において、両ケース２ａ，２ｂを相対的にスライド回動させて、上記送出口２１と吸込口２０との間隔を遠近可能に調節するところの流体送出調節構造７を、簡潔な構成を以て廉価に製作するようにしていると共に、送出口２１から送出される流体の圧力及び流量を自由に調節することができるようにしている。
【００３７】
即ち、同図のポンプ１は流体送出調節構造７を、加圧ケース２ａ側の周端面に形成した段部７０内に羽根車ケース２ｂ側の周端面に突出形成した鍔部７１を嵌合した状態で、該鍔部７１をリング状の押圧片７２で複数の取付ネジ２ｄを介して押接することにより、加圧ケース２ａと羽根車ケース２ｂとの接合面を周方向に摺動（スライド回動）することができるように構成している。
【００３８】
これにより、送出口２１を吸込口２０の回転方向上手側に位置させた状態において、該送出口２１と吸込口２０との間隔を相対的に調節可能とし、送出口２１から送出される流体の圧力を簡単に調節することができる。
またこの調節操作は、送出口２１を吸込口２０と接近状態にさせると、送出口２１を流体の圧縮工程側に移動させることができるので、圧縮流体であるエアーの圧力を高め送出口２１から強く排出すると共に、逆に送出口２１を吸込口２０から離間させると、圧縮工程側を少なくしながら上記のものより大量のエアーを送出することがき、またその調節程度を自由に行うことができる。
【００３９】
また上記のように構成した流体送出調節構造７には、同図の点線で示すような調節駆動機構７ａを付設してもよく、この場合には、流体送出調節操作を動力を以て随時簡単に行うことができると共に、一定風量或いは一定圧力を所望に維持させる等の目的を有した、自動制御による流体送出自動調節操作を簡単且つ的確に行うことができる等の利点がある。
尚、図示例の調節駆動機構７ａは、油圧，水圧又は空圧等の流体シリンダ７５を、羽根車ケース２ｂを支持する機体フレーム７６側に取付支持した状態で、そのピストンロッド７７を加圧ケース２ａに取付軸７８を介して枢止し、該ピストンロッド７７の進退動作で加圧ケース２ａを、羽根車ケース２ｂに対し相対回動させるアクチェータ構造にしているが、これに限ることなく適宜な駆動モータ等によって加圧ケース２ａ側を回動させるようにしてもよい。
【００４０】
一方、上記ポンプ１で水の吸い込み送出を行わせる場合には、図１の点線で示すように、送出管２１ｂに呼び水を行わせることが可能な供給室２１ｃを設置するとよい。
即ち、同図の供給室２１ｃは送出管２１ｂの中途部で、適量の水を溜めることができる中空な部屋に形成していると共に、その上側に給水栓を開閉可能に設け、該給水栓から呼び水を所望に供給することによって行う。
【００４１】
また上記各実施形態において流体送出調節構造７を設ける際には、前記第１実施形態のものと同様な構成してもよいが、これに限ることなく例えば、羽根車ケース２ｂ及び加圧ケース２ａを固定した状態において、送出口２１或いは吸込口２０を周方向に移動調節可能に構成することにより、送出口２１を吸込口２０に対し羽根車３の回転方向上手側で近設させながら、該送出口２１と吸込口２０との間隔を相対的に遠近調節して送出流体の流量や圧力を調節するようにしてもよいものである。
【００４２】
次に、図８〜図１０を参照し本発明の別実施形態に係わるポンプ１について説明する。尚、上記実施形態のものと同様な構成については説明及び図示を省略する。
このポンプ１は、小さな砂等の異物を含む泥水等を吸い込み送出するに好適なサンドポンプとして構成する一実施形態を示しており、このため羽根車３の外周と羽根車ケース２ｂ及び加圧ケース２ａの内周との間は、平均的な砂粒径の通過を可能とする３〜１０ミリ程度の間隙を形成して、羽根車３をケース２内に回転可能に組付けている。
【００４３】
また羽根車ケース２ｂの周壁２３は送出口２１下手側の先端部２３ａに、既述の耐磨耗性部材８と同様な材質或いはセラミック等の超硬材質からなる耐磨耗性部材８ａを、先端部内面で所定の範囲に着脱交換可能に設けており、これにより砂等の異物が激しく接触する先端部２３ａにおいて、耐磨耗性部材８ａがこの部の摩損を長期にわたって防止すると共に、必要により耐磨耗性部材８ａの交換も簡単に行うことができるようにしている。
【００４４】
また図１０に示すように、羽根車３のボス部３２は回転軸３０を中心とする凹入穴を所定の深さに穿設して外周に鍔部３２ａを形成すると共に、仕切り壁６０から上記鍔部３２ａ内に気密状態で回転可能に嵌合する加圧仕切り部６３ｅを突出形成し、両者を印籠状の嵌合をさせることにより、羽根車３と仕切り壁６０間で、流体の漏出移動を簡潔な構成を以て確実に防止することができるようにしている。
【００４５】
そして図９に示すように、羽根車３はその各羽根３１の形状を、ボス部３２から立設する平坦面状の基部面３６から、上手側に後退傾斜する平坦面状の案内面３８を、屈曲面３７を介して略く字状に形成し、これにより非圧縮流体としの水の吸い込み及び送出を効率よく円滑に行うことができるようにしている。
即ち、各羽根３１は屈曲面３７を羽根長さの略４分の１程度の基部側寄りに位置させた状態において、羽根車３の中心線に対し、基部面３６は略１５度程度の後退角で緩傾斜させていると共に、基部面３６より長い案内面３８は略４５度程度の後退角で急傾斜させた形状にしている。
【００４６】
上記のように形成した羽根３１を有する羽根車３は、従来のように放物線状の後退面で滑らかに湾曲形成した各羽根を有する羽根車の場合に、相隣なる羽根間で形成される基部側の羽根室容量が小さくなるものであるのに対し、これを小さくすることなく、基部面３６を緩傾斜の後退角にしていることにより、上記基部側の羽根室容量を可及的に拡大させることができると共に、吸込口２０及び吸込室６１側における水の掻込み初期において、略起立状態の基部面３６で水の掻込みを外周への逃げを抑制し確実に行うと共に羽根室３５内に収容した状態で持ち回り、従来のもののように掻込んだ水を羽根室３５から一挙に放出させることによる気泡の発生等の不具合いを生じさせることなく、回転に伴い屈曲面３７を介して案内面３８側に移行させることができる。
【００４７】
また羽根室３５内の水は送出口２１に至ると羽根３１によって送出されるが、このとき略４５度程度又はそれ以上に急傾斜の後退角で前記基部面３６よりも長く形成している案内面３８が、略直線状の平坦面と先端で水を押し上げるように順次強制的に送出するので、羽根室３５内の水の送出を確実にすると共に、送出口２１内の送出圧力を高めて大量の水を高圧で送出することができる。
従って、サンドポンプのように砂土等を含み送出管路内の抵抗が大きいような場合でも、砂土等の異物を含有する泥水類の送出を円滑に行うことができる等の特徴がある。
尚、以上のように構成した本発明は、気体や水等のポンプに限ることなく、羽根車回転方式の油圧ポンプとしても効果的に用いることができるものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したことにより、次のような効果を奏する。
ケース内で羽根車の中心部の側方に仕切り壁を設置し、該仕切り壁の周囲に、吸込口側から流体の吸い込みを促進させる吸込室と、吸い込まれた流体を底壁側の圧縮開始点から羽根車側に向けて斜設した加圧面で加圧する圧縮室とからなる加圧室を形成し、上記加圧面の圧縮終了点と吸込口との間に、羽根車の側面に近接し羽根室内の流体の漏出を防止する加圧仕切り壁を設けると共に、送出口を上記圧縮開始点と圧縮終了点の共に羽根車回転方向下手側の近傍位置とにわたる長さで略羽根巾に開設することにより、吸い込んだ流体を仕切り壁周りの各羽根室に収容しながら吸込室内の流体も、回転方向に加速させると共に圧縮室内で徐々に収束させるので、流圧を無理なく高めることができると共に、送出口の略全長を加圧面に臨ませた状態で下手側を加圧仕切り壁に一部対向させるので、送出口において加圧面による押し出し力と羽根による遠心力を付加させながら円滑に送出することができる。
従って、流量及び流圧とも高く所望に設定することができる加圧遠心ポンプを、簡潔で廉価な構成を以て製作することができると共に、小型化を図ることを可能にする。
【００４９】
また送出口の長さ方向の中途部に、流体の送出案内を行うガイド部材を設けることにより、ガイド部材で区画された上手側の送出口から羽根室の外周側の流体を掻き取るように送出案内しながら、下手側の送出口から羽根室の内周側の流体を送出距離を有して的確に送出するので、送出初期における流体の乱流を防止した整流状態で送出を良好に行う。
【００５０】
また圧縮開始点を、羽根車回転方向上手側に向けて加圧面の内周側から外周側に向け形成することにより、相隣なる羽根で拡開状に形成される羽根室の流体を外周側から内周側に向けて徐々に加圧するので、加圧面による急激な加圧を緩和しながら、羽根室内の流体全体の加圧の促進及びその保持を適切に行い、流体を送出口に至るとき最高圧力に高め、羽根車の遠心押出作用と相挨って勢いよく多量に送出することができる。
【００５１】
また加圧面の表面を耐磨耗性部材で形成することにより、加圧面の損耗を防止しポンプ性能を長期間にわたり維持することができる。
【００５２】
そして、羽根を、羽根車回転方向下手側に向けて緩傾斜の後退角で形成した基部面から、屈曲面を介して急傾斜の後退角で形成した案内面で形成することにより、基部側の羽根室容量を拡大させることができると共に、流体の掻込み及び持ち回りを良好に行い、また送出口への流体の送出を確実にすることができる。
従って、水等液体の吸い込み送出を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる加圧遠心ポンプの正面図。
【図２】図１の左側面図。
【図３】図１の加圧ケースの内側の構成を示す側面図。
【図４】図１の断面構造及び流体送出調節構造を付加した構造を示す断面図。
【図５】図３の加圧ケースの各断面を示し、（Ａ）はＡーＡ線の断面図。（Ｂ）はＢーＢ線の断面図。（Ｃ）はＣーＣ線の断面図。
【図６】加圧室の構成を展開して示す展開断面図。
【図７】加圧ケース及び羽根車を一部破断をして示す斜視図。
【図８】図１のポンプの送出管に供給室を付加する態様を示す側面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係わる加圧遠心ポンプの正面図。
【図１０】本発明の第３実施形態に係わる加圧遠心ポンプの正面図。
【符号の説明】
１ ポンプ
１ａ 多連型のポンプ
２ ケース
２ａ 加圧ケース
２ｂ 羽根車ケース
３ 羽根車
６ 加圧室
８ 耐磨耗性部材
９ ガイド部材
２０ 吸込口
２１ 送出口
３０ 回転軸
３１ 羽根
３２ ボス部
３３ 羽根側壁
３５ 羽根室
３６ 基部面
３７ 屈曲面
３８ 案内面
６０ 仕切り壁
６１ 吸込室
６２ 圧縮室
６３ 加圧仕切り壁

Claims (5)

1. ドラム状のケース（２）内に複数の羽根（３１）を放射状に形成した羽根車（３）を回転可能に軸支し、上記ケース（２）の羽根車（３）の回転軸方向側方に吸込口（２０）を、羽根車（３）の外周の周壁（２３）に送出口（２１）をそれぞれ設け、上記羽根車（３）を回転させることにより、流体を吸込口（２０）から吸い込み送出口（２１）から外部へ送出するポンプにおいて、前記ケース（２）内で羽根車（３）の中心部の回転軸方向側方に仕切り壁（６０）を設置し、該仕切り壁（６０）の周囲に、吸込口（２０）側から流体の吸い込みを促進させる吸込室（６１）と、吸い込まれた流体を該吸込室（６１）の底壁（２５ａ）側の圧縮開始点（６５ａ）から羽根車（３）側に向けて斜設した加圧面（６５）で加圧する圧縮室（６２）とからなる加圧室（６）を形成し、上記加圧面（６５）の圧縮終了点（６５ｂ）と吸込口（２０）との間に、羽根車（３）の側面に近接し羽根室（３５）内の流体の漏出を防止する加圧仕切り壁（６３）を設けると共に、前記送出口（２１）を上記圧縮開始点（６５ａ）の下流側と圧縮終了点（６５ｂ）の下流側の位置とにわたる長さで且つ羽根（３１）巾と略同巾の長孔状に開設することを特徴とする加圧遠心ポンプ。
2. 送出口（２１）の長さ方向の中途部に、流体の送出案内を行うガイド部材（９）を設ける請求項１の加圧遠心ポンプ。
3. 圧縮開始点（６５ａ）を、羽根車回転方向上手側に向けて加圧面（６５）の内周側から外周側に向けて形成する請求項１又は２の加圧遠心ポンプ。
4. 加圧面（６５）の表面を耐磨耗性部材（８）によって形成する請求項１又は２又は３の加圧遠心ポンプ。
5. 羽根（３１）を、羽根車回転方向下手側に向けて緩傾斜の後退角で形成した基部面（３６）から、屈曲面（３７）を介して急傾斜の後退角で形成した案内面（３８）で形成する請求項１又は２又は３又は４の加圧遠心ポンプ。

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