JP4819620B2

JP4819620B2 - 自吸式ポンプ

Info

Publication number: JP4819620B2
Application number: JP2006234314A
Authority: JP
Inventors: 隆図司; 敏弘横田; 育男高田; 博夫栩川
Original assignee: 西垣ポンプ製造株式会社
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-08-30
Also published as: JP2008057398A

Description

本発明は、揚液用の羽根車が呼び水作用も行うことができる自吸式ポンプにおいて、羽根車が内蔵される翼室から続く気液分離路で気液分離のために発生させた渦流の減衰手段の改良に関するものである。

従来、下記特許文献１〜４に記載された自吸式ポンプにおいては、いずれも、翼室内の羽根車により吸込路から翼室へ吸入された搬送液を翼室から気液分離路を経て吐出路へ吐出する揚液作動のほかに、羽根車により翼室内の自吸液を気液分離路へ孔から渦流として噴出することにより翼室内に戻して循環させながら気液分離する自吸作動を行うことができる。下記特許文献１の図２における板部材１６や下記特許文献２の第１図における凹所５や下記特許文献３の第１図における邪魔板５や下記特許文献４の第１図における空洞受け１３などのように、前記気液分離路内には渦流内の空気の逆流を抑えて気液分離を促進させるためにその渦流を減衰させる減衰手段が設けられている。
特公昭５０−２１６８２号公報実開昭５５−１１２０８８号公報実公昭５８−２３０３７号公報特開２００２−２１７６１号公報

前記各減衰手段はいずれも気液分離路内の形状に変化を持たせて渦流に対し衝突による抵抗を与えるものである。このような減衰手段は気液分離路内の形状を複雑にするとともに、このような減衰手段を気液分離路内に形成する作業を困難にする。

この発明は、自吸式ポンプにおいて従来にない簡単な減衰手段を採用することにより気液分離路内の形状を簡単にするとともに減衰手段の形成作業を容易にすることを目的としている。

後記実施形態の図面（図１〜４）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１または請求項２の発明にかかる自吸式ポンプは下記の共通構成を有している。
この自吸式ポンプにおいては、翼室２内の羽根車３により吸込路１５から翼室２へ吸入された搬送液を翼室２から気液分離路６を経て吐出路７へ吐出する揚液作動のほかに、羽根車３により翼室２内の自吸液（搬送液）を気液分離路６を通して翼室２内に戻して循環させながら気液分離する自吸作動を行うことができる。

さらに、請求項１の発明において、前記気液分離路６には、翼室２内の自吸液を気液分離路６へ渦流として噴出することができる主孔１１を設けるとともに、その主孔１１よりも上流側で翼室２内の自吸液を気液分離路６へ反発流（例えば副渦流）として噴出することができる副孔１２を設け、その反発流により渦流（例えば主渦流）を減衰させることができる。

請求項１の発明では、副孔１２からの反発流により渦流を減衰させる減衰手段を採用したので、減衰手段が簡単になって気液分離路６内の形状を簡単にするとともに減衰手段の形成作業を容易にする。

さらに、請求項２の発明において、前記気液分離路６には、翼室２内の自吸液を気液分離路６へ主渦流として噴出することができる主孔１１を設けるとともに、その主孔１１よりも上流側で翼室２内の自吸液を気液分離路６へ副渦流として噴出することができる副孔１２を設け、その副渦流の回転向きＸＲを主渦流の回転向きＸＦに対し逆向きに設定している。

請求項２の発明では、副孔１２からの副渦流により主渦流を減衰させる減衰手段を採用したので、減衰手段が簡単になって気液分離路６内の形状を簡単にするとともに減衰手段の形成作業を容易にする。また、副渦流の回転向きＸＲを主渦流の回転向きＸＦに対し逆向きに設定したので、副渦流による主渦流の減衰効果を高める。

請求項２の発明を前提とする請求項３の発明にかかる気液分離路６において、副渦流は主渦流の下方領域Ｓに対し交差する。請求項３の発明では、副渦流による主渦流の減衰効果をより一層高める。

請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、前記気液分離路６は、翼室２からの導入口８と、吐出路７への導出口９と、その導入口８と導出口９との間の導出路１０とを有し、前記主孔１１はこの導出口９に設けられ、前記副孔１２はこの導出路１０に設けられている。請求項４の発明では、反発流（例えば副渦流）による渦流（例えば主渦流）の減衰効果をより一層高める。

請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項５の発明において、前記吸込路１５は、翼室２に面する吸込室１６と、この吸込室１６に対し隔壁１９により区画されて第一の連通口２１を介して連通する貯液室２０と、この吸込室１６に対し吸込口１７を介して連通するとともにこの貯液室２０に対し第二の連通口２２を介して連通する供給室１８とを備えている。請求項５の発明では、吸込室１６に対し隔壁１９により区画した貯液室２０を設けたので、貯液室２０の搬送液が逆流しにくくなり、貯液室２０に搬送液が残り易い。従って、再自吸時の自吸機能を高めることができる。

本発明は自吸式ポンプにおいて気液分離路６内の形状を簡単にするとともに減衰手段の形成作業を容易にすることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる自吸式ポンプについて図面を参照して説明する。
図１に示す自吸式ポンプは非容積形ポンプ（ターボ形ポンプ）の一種である遠心ポンプ（うず巻ポンプ）であって、図２に示すケーシング１に設けられた翼室２内で羽根車３が主軸４を中心にして回転可能に支持されているとともに、その羽根車３の回転中心線４ａの方向の両側のうち一方の側で吸込カバー５がケーシング１に取り付けられている。このケーシング１においては、翼室２の外周の一側で気液分離路６が羽根車３の回転方向に沿って設けられて吐出路７に接続されている。この気液分離路６においては、翼室２内の底部２ａに導入口８が連通するととともに、翼室２内の天井部２ｂに隣接して配設された吐出路７に導出口９が連通し、その導入口８と導出口９との間で導出路１０が下方から上方へ延設されている。この導入口８と導出口９と導出路１０において内周面は円形状に形成されている。

図２及び図３（ａ）に示すように、前記気液分離路６の導出口９には翼室２に面する側の壁６ａに主孔１１が翼室２との間で貫設されている。図２及び図３（ｂ）に示すように、前記気液分離路６の導出路１０には翼室２に面する側の壁６ａに副孔１２が翼室２との間で貫設されている。この主孔１１の噴出中心線１１ａ及び副孔１２の噴出中心線１２ａはいずれも導出口９及び導出路１０の内周面の接線方向に沿っているが、前記羽根車３の回転中心線４ａの方向Ｙの両側のうち壁６ａの一側に主孔１１が形成されているとともに壁６ａの他側に副孔１２が形成されている。ちなみに、この気液分離路６において、副孔１２の噴出中心線１２ａを含む横断面で区画されてその副孔１２に連続する内孔１３は、主孔１１の噴出中心線１１ａを含む横断面で区画されてその主孔１１に連続する内孔１４の下方領域Ｓに対し交差し、この両内孔１３，１４は所定距離Ｌだけ互いに離間している。前記主孔１１及び副孔１２については、機械加工しているが、鋳抜きにより成形してもよい。なお、前記翼室２内の羽根車３については、ボリュート式及び単段式であるが、ディフューザ式や多段式であってもよい。

前記吸込カバー５内に設けられた吸込路１５においては、主軸４の外周で翼室２の端面部２ｃに吸込室１６（供給経路）が面してこの端面部２ｃから斜め上方に延び、この吸込室１６の天井部１６ｂに対し吸込口１７（供給経路）を介して供給室１８（供給経路）が連通し、この吸込室１６及び供給室１８に対し隔壁１９により区画された貯液室２０が端面部２ｃ及び吸込室１６に対し前記羽根車３の回転中心線４ａの方向Ｙで並設されている。この貯液室２０の底部２０ａは端面部２ｃに隣接する吸込室１６の底部１６ａ（供給経路の下流側）に対し第一の連通口２１を介して連通し、この貯液室２０の天井部２０ｂはこの供給室１８（供給経路の上流側）に対し吸込口１７に隣接する第二の連通口２２を介して連通している。図４（ａ）（ｂ）に示すように、この第二の連通口２２における開口面積は、この吸込口１７における開口面積よりも小さく設定されている。また、この第一の連通口２１における開口面積は、この第二の連通口２２における開口面積よりも大きく設定されている。なお、前記吸込路１５については、片吸込式及び混流式であるが、両吸込式や半径流式であってもよい。

さて、吸込路１５や翼室２に十分な呼び水が確保された状態で、羽根車３が回転すると、搬送液は、供給室１８から吸込口１７を通って吸込室１６に供給されるとともに、供給室１８から第二の連通口２２を通って貯液室２０に供給された後にその貯液室２０から第一の連通口２１を通って吸込室１６に供給され、その吸込室１６から端面部２ｃを通って翼室２に吸入される。翼室２内の搬送液は、翼室２から気液分離路６の導入口８と導出路１０と導出口９とを経て吐出路７へ吐出される。このような揚液作動のほかに、始動時には、羽根車３により翼室２内の自吸液（搬送液）を気液分離路６を通して翼室２内に戻して循環させながら気液分離する自吸作動を行う。すなわち、この自吸作動時には、翼室２内の自吸液が主孔１１から導出口９へ噴出されて内孔１４の内周面に沿った主渦流が発生するとともに、その主渦流よりも上流側で翼室２内の自吸液が副孔１２から導出路１０へ噴出されて内孔１３の内周面に沿った副渦流が発生し、その副渦流の回転向きＸＲは主渦流の回転向きＸＦに対し逆向きに設定されている。気液分離路６において副渦流は主渦流の下方領域Ｓに対し交差する。サイクロン効果によりこの主渦流から空気が吐出路７へ抜けるとともに、この主渦流は副孔１２の付近まで下がった後に副渦流に衝突して減衰される。一方、停止時に、吸込路１５においては、まず翼室２や吸込室１６内の搬送液が吸込口１７を通って供給室１８から逆流し、その逆流に伴い真空度が破壊されて生じた空気が第二の連通口２２から貯液室２０に流入するとともに、その空気の圧力により、呼び水として貯液室２０に残った貯液が第一の連通口２１から吸込室１６を通って翼室２に戻る。

従って、本実施形態では、副孔１２からの副渦流により主渦流を減衰させる減衰手段が簡単になって気液分離路６内の形状が簡単になるとともに、その減衰手段の形成作業が容易になり、副渦流による主渦流の減衰効果を高めることができる。また、本実施形態では、吸込路１５において搬送液が供給室１８から逆流した際に主に吸込室１６や翼室２の搬送液が吸込口１７から逆流し、吸込室１６に対し隔壁１９により区画した貯液室２０の搬送液が逆流しにくくなり、貯液室２０に搬送液が残り易くなるとともに、貯液室２０に残った貯液が第一の連通口２１から吸込室１６を通って翼室２に戻り易くなり、吸込室１６や翼室２に呼び水を確保し易くなる。

前記実施形態では、副渦流により主渦流を減衰させているが、主渦流を減衰させることができれば、必ずしも副渦流でなくてもよいため、副孔１２の噴出中心線１２ａの向きや副孔１２の数及び形成部位などを適宜変更して、主渦流を減衰させることができる反発流をその副孔１２から噴出させるようにしてもよい。

本実施形態にかかる自吸式ポンプを正面側から見た部分断面図である。同じく側面側から見た部分断面図である。（ａ）は図２のＡ−Ａ線部分断面図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線部分断面図である。（ａ）は図１のＣ−Ｃ線部分断面図であり、（ｂ）は図１のＤ−Ｄ線部分断面図である。

符号の説明

２…翼室、３…羽根車、６…気液分離路、７…吐出路、８…導入口、９…導出口、１０…導出路、１１…主孔、１２…副孔、１５…吸込路、１６…吸込室、１７…吸込口、１８…供給室、１９…隔壁、２０…貯液室、２１…第一の連通口、２２…第二の連通口、ＸＲ…副渦流の回転向き、ＸＦ…主渦流の回転向き、Ｓ…主渦流の下方領域。

Claims

翼室内の羽根車により吸込路から翼室へ吸入された搬送液を翼室から気液分離路を経て吐出路へ吐出する揚液作動のほかに、羽根車により翼室内の自吸液を気液分離路を通して翼室内に戻して循環させながら気液分離する自吸作動を行うことができる自吸式ポンプにおいて、
前記気液分離路には、翼室内の自吸液を気液分離路へ渦流として噴出することができる主孔を設けるとともに、その主孔よりも上流側で翼室内の自吸液を気液分離路へ反発流として噴出することができる副孔を設け、その反発流により渦流を減衰させる
ことを特徴とする自吸式ポンプ。
翼室内の羽根車により吸込路から翼室へ吸入された搬送液を翼室から気液分離路を経て吐出路へ吐出する揚液作動のほかに、羽根車により翼室内の自吸液を気液分離路を通して翼室内に戻して循環させながら気液分離する自吸作動を行うことができる自吸式ポンプにおいて、
前記気液分離路には、翼室内の自吸液を気液分離路へ主渦流として噴出することができる主孔を設けるとともに、その主孔よりも上流側で翼室内の自吸液を気液分離路へ副渦流として噴出することができる副孔を設け、その副渦流の回転向きを主渦流の回転向きに対し逆向きに設定した
ことを特徴とする自吸式ポンプ。
前記気液分離路において副渦流は主渦流の下方領域に対し交差することを特徴とする請求項２に記載の自吸式ポンプ。
前記気液分離路は、翼室からの導入口と、吐出路への導出口と、その導入口と導出口との間の導出路とを有し、前記主孔はこの導出口に設けられ、前記副孔はこの導出路に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の自吸式ポンプ。
前記吸込路は、翼室に面する吸込室と、この吸込室に対し隔壁により区画されて第一の連通口を介して連通する貯液室と、この吸込室に対し吸込口を介して連通するとともにこの貯液室に対し第二の連通口を介して連通する供給室とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項に記載の自吸式ポンプ。