JP5041632B2 - 水中ポンプおよび該水中ポンプを用いたゲートポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異物により閉塞されにくく、しかも小型軽量化され易い水中ポンプに関するものである。また、該水中ポンプを用いたゲートポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水中ポンプの一例を、図６を参照して簡単に説明する。図６は、従来の水中ポンプとしての渦巻斜流ポンプの構造を示す縦断面図である。図６において、渦巻斜流ポンプ１０は、渦巻ケーシング１２の外側上部に水中モータ１４が固定される。そして、水中モータ１４から突出するポンプ軸１６が、渦巻ケーシング１２の渦巻の中心位置で上側壁を貫通して渦巻ケーシング１２内に挿入される。この挿入されたポンプ軸１６の下端部にはハブ１８が固定され、そのハブ１８に羽根車羽根２０，２０…が配設され、ハブ１８と羽根車羽根２０，２０…で羽根車２２が形成される。さらに、この羽根車２２に臨んで、渦巻ケーシング１２の下側壁が開口されて吸込口２４が形成される。
【０００３】
かかる構成の渦巻斜流ポンプ１０は、羽根車２２の駆動回転にともない吸込口２４から水を吸い込み、流入した水に羽根車羽根２０，２０…が速度エネルギーを与えて渦巻ケーシング１２内に流出させる。すると、渦巻ケーシング１２に流入した水は、速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されるとともに渦巻ケーシング１２の吐出口に流出される。
【０００４】
また、従来の水中ポンプの他の例を、図７を参照して簡単に説明する。図７は、従来の水中ポンプとしての斜流ポンプの構造を示す縦断面図である。図７において、斜流ポンプ３０は、吐出エルボ３２内に上流側に向けて下向きにポンプ軸３４を突出させて水中モータ３６が固定される。そして、ポンプ軸３４の下端部には、ハブ３８が固定され、このハブ３８に羽根車羽根４０，４０…が配設されて羽根車４２が形成される。しかも、羽根車４２を囲んでポンプケーシング４４が配設される。このポンプケーシング４４の下流側は吐出エルボ３２の上流側に連通され、また上流側には吸込口４６が開口される。さらに、ポンプケーシング４４の流路で羽根車羽根４０，４０…の下流直近にガイドベーン４８，４８…が設けられる。
【０００５】
かかる構成の斜流ポンプ３０は、羽根車４２の駆動回転にともない吸込口４６から水を吸い込むとともに、流入した水に速度エネルギーを与える。そして、下流直近に配設されたガイドベーン４８，４８…により、羽根車羽根４０，４０…により与えられた旋回方向の流れがポンプ軸３４方向の流れに変換される。ここで、速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されて吐出エルボ３２に流出され、この吐出エルボ３２でさらにポンプ軸３４と直交する方向に流れが変換される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す従来の渦巻斜流ポンプ１０にあっては、渦巻ポンプが一般的に比速度が小さく、それだけ羽根車２２の外形が大きくさらにその外側に渦巻ケーシング１２が設けられるために、外形寸法が大きいとともに、重量が大となり、小型が要求される用途には適用できない、という不具合があった。
【０００７】
また、図７に示す従来の斜流ポンプ３０にあっては、羽根車羽根４０，４０…の下流直近に設けられるガイドベーン４８，４８…に異物が引っ掛かり易く、水中ポンプが閉塞され易い、という不具合があった。そこで、ガイドベーン４８，４８…を省くならば、羽根車羽根４０，４０…で予旋回を与えられた水が整流されることなく吐出エルボ３２に流入し、吐出エルボ３２内での流れが乱れ、流路内を効率良く流れることができず、それだけポンプ効率が低下するという新たな不具合を生ずる。
【０００８】
本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、異物で閉塞されにくく、またポンプ効率の良いとともに小型化が容易な水中ポンプを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、小型化が容易な水中ポンプを用いたゲートポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の水中ポンプは、水中モータから突出するポンプ軸に羽根車を固定し、この羽根車を囲んでポンプケーシングを設けて前記羽根車の下流側の流路がテーパー状に拡大されるように形成し、前記ポンプケーシングの下流側に渦巻ケーシングの開口を積み重ねるように連通接続し、前記渦巻きケーシングは、前記ポンプ軸と交叉方向に吐出口を有するとともに前記羽根車の回転方向と同方向に渦巻が形成され、しかも渦巻きの中心位置に前記ポンプ軸の軸心が位置するように前記水中ポンプを固定して、前記水中モータの外周壁で前記渦巻ケーシングの内側壁とし、前記羽根車の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンなしで構成されている。
【００１１】
そして、前記渦巻ケーシングの吐出口を、前記ポンプ軸と直交する平面上に設けて構成しても良い。
【００１２】
また、本発明のゲートポンプは、請求項１または請求項２に記載される水中ポンプをゲートに付設し、前記吐出口を前記ゲートに穿設した開口部に連通させて構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水中ポンプの一実施例を図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明の水中ポンプの一実施例の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面矢視図である。図３は、図１のＢ矢視図である。図４は、図２のＣ−Ｃ断面矢視図である。
【００１４】
図１ないし図４において、本発明の水中ポンプ５０は、水中モータ５２から突出したポンプ軸５４の下端部にハブ５６が固定され、このハブ５６に羽根車羽根５８，５８…が配設され、このハブ５６と羽根車羽根５８，５８…で羽根車６０が形成される。そして、羽根車６０を囲んでポンプケーシング６２が配設される。このポンプケーシング６２は、羽根車６０より下流側の流路がテーパー状に拡大され、羽根車６０より上流側の流路が少し狭められ、その先端部が拡大されて吸込口６４が開口される。ここで、羽根車６０とポンプケーシング６２で、ガイドベーンが省かれた斜流ポンプが構成される。なお、羽根車６０の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンが設けられていない。さらに、渦巻ケーシング６６内で渦巻の中心位置に水中モータ５２が上側壁から垂設され、ポンプ軸５４の軸心を渦巻きの中心位置にして固定され、渦巻ケーシング６６の下側壁の開口６８に、ポンプケーシング６２の下流側が連通接続される。ここで、水中モータ５２から突出したポンプ軸５４に設けられた羽根車６０がポンプケーシング６６に対応した位置となることは勿論である。この渦巻ケーシング６６は、その渦巻流路がポンプ軸５４に直交する平面上にあり、羽根車６０の回転方向に渦巻が巻回されるとともにその吐出口７０がポンプ軸５４と直交する方向に配設される。さらに、水中モータ５２の外周壁が渦巻ケーシング６６の渦巻流路の内側壁を形成している。
【００１５】
かかる構成において、水中モータ５２を駆動回転させると羽根車６０が回転され、これによってポンプケーシング６２内に流入した水には速度エネルギーが与えられ、羽根車６０の下流側のテーパー状に拡大される流路を経て、ポンプケーシング６２から渦巻ケーシング６６内に、大きな周方向の予旋回流をもって流入する。すると、渦巻ケーシング６６は、この予旋回流と同方向に巻回されており、流れが乱されることなく流入される。さらに、この渦巻ケーシング６６で速度エネルギーが圧力エネルギーに変換されて、吐出口７０から流出される。
【００１６】
本発明の水中ポンプ５０は、羽根車６０とポンプケーシング６２は、羽根車６０の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンのない斜流ポンプであり、斜流ポンプと同様に比速度を大きくできる。そこで、ポンプ軸５４の回転数を大きくするなどにより、小型化し易い。また、ポンプケーシング６２の上側（下流側）に、ポンプ軸５４の軸心を渦巻きの中心位置として、渦巻ケーシング６６の開口を積み重ねるようにして配設されており、従来の渦巻斜流ポンプに比較して、その外形寸法を小さくできる。しかも、渦巻ケーシング６６内に水中モータ５２を固定し、水中モータ５２の外周壁が渦巻ケーシング６６の内側壁として作用するので、全体の外形寸法を小さなものとできる。そして、羽根車６０の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンが配設されていないので、異物が引っ掛かってポンプを閉塞させるようなこともない。
【００１７】
次に、上記水中ポンプ５０を用いたゲートポンプの一実施例を説明する。図５は、本発明のゲートポンプの一実施例の一部を切り欠いた構造図である。図５において、図１ないし図４と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１８】
図５に示すゲートポンプ８０において、水路８２にゲート８４が上下に開閉制御自在に設けられ、内水位Ｌ１より外水位Ｌ２が高いときに、ゲート８４が閉成制御される。このゲート８４の内水側に、図１ないし図４で示す水中ポンプ５０が配設され、その吐出口７０がゲート８４に設けられた開口部８６に連通される。なお、このゲート８４の開口部８６には、開閉弁８８が設けられる。さらに、水中ポンプ５０のポンプケーシング６２は、上部６２ａと下部６２ｂの２つに分割できるように形成されている。
【００１９】
かかる構成からなるゲートポンプ８０にあっては、水中ポンプ５０が小型軽量化でき、それだけゲート８４の開閉制御が容易であるとともにその構造も簡単なものとすることができる。しかも、水中ポンプ５０のポンプ効率が良いので、内水側から外水側に迅速に排水が可能である。また、ポンプケーシング６２を上下２分割できるようにすることで、万が一にも羽根車羽根５８，５８…に異物が引っ掛かったりすれば、ポンプケーシング６２を分解して異物を簡単に取り除くことができる。
【００２０】
なお、上記実施例では、渦巻ケーシング６６は、ポンプ軸５４に直交する平面上にその渦巻流路があるように形成されているが、ポンプ軸５４に対して渦巻流路の径が順次拡大するとともにポンプ軸方向に変位する螺旋状であっても良い。また、渦巻ケーシング６６の吐出方向は、その流路がポンプ軸に直交する平面上にあるものに限られず、羽根車６０で与えられた予旋回流をともなう流れが、乱されずに渦巻ケーシング６６および吐出口７０に流れるように構成されていれば良く、ポンプ軸５４に対して斜めに交叉する平面上にあっても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の水中ポンプおよびゲートポンプは構成されているので、以下のごとき格別な効果が得られる。
【００２２】
請求項１記載の水中ポンプにあっては、羽根車の回転でポンプケーシングに流入した水が、速度エネルギーを与えられるとともに予旋回をもって渦巻ケーシングに流れ、この渦巻ケーシング内で流れが乱されずに、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して吐出口から流出する。もって、ポンプ効率が優れている。そして、羽根車とポンプケーシングは、比速度を大きくできる構造であって、小型軽量化し易い。さらに、羽根車の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンがないので、異物がポンプ内に引っ掛かって閉塞されることもない。しかも、渦巻ケーシング内に水中モータを、ポンプ軸の軸心を渦巻きの中心位置にして固定することで、水中モータの外周壁が渦巻ケーシングの内側壁として作用するので、全体の外形寸法を小さなものとできる。
【００２３】
請求項２記載の水中ポンプにあっては、水をポンプ軸方向から吸い込んでポンプ軸に直交する方向へ吐出させるので、従来の水中ポンプと同じ様な配設をすることができる。
【００２４】
請求項３記載のゲートポンプにあっては、ゲートに付設する水中ポンプが小型軽量であり、ゲートの開閉制御が容易であるとともにその構造を簡単なものとすることができる。しかも、水中ポンプに異物が引っ掛かって閉塞されることがなく、保守管理が容易であるとともに確実な運転が確保し得る。そして、水中ポンプのポンプ効率が良いので内水側から外水側へ迅速な排水ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の水中ポンプの一実施例の平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】 図１のＢ矢視図である。
【図４】 図２のＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図５】 本発明のゲートポンプの一実施例の一部を切り欠いた構造図である。
【図６】 従来の水中ポンプとしての渦巻斜流ポンプの構造を示す縦断面図である。
【図７】 従来の水中ポンプとしての斜流ポンプの構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１２，６６ 渦巻ケーシング
１４，３６，５２ 水中モータ
１６，３４，５４ ポンプ軸
１８、３８，５６ ハブ
２０，４０，５８ 羽根車羽根
２２，４２，６０ 羽根車
２４，４６，６４ 吸込口
４４，６２ ポンプケーシング
５０ 水中ポンプ
６８ 開口
７０ 吐出口
８０ ゲートポンプ
８２ 水路
８４ ゲート
８６ 開口部
８８ 開閉弁

Claims (3)

1. 水中モータから突出するポンプ軸に羽根車を固定し、この羽根車を囲んでポンプケーシングを設けて前記羽根車の下流側の流路がテーパー状に拡大されるように形成し、前記ポンプケーシングの下流側に渦巻ケーシングの開口を積み重ねるように連通接続し、前記渦巻きケーシングは、前記ポンプ軸と交叉方向に吐出口を有するとともに前記羽根車の回転方向と同方向に渦巻が形成され、しかも渦巻きの中心位置に前記ポンプ軸の軸心が位置するように前記水中ポンプを固定して、前記水中モータの外周壁で前記渦巻ケーシングの内側壁とし、前記羽根車の上流側と下流側のいずれにもガイドベーンなしで構成したことを特徴とする水中ポンプ。
2. 請求項１記載の水中ポンプにおいて、前記渦巻ケーシングの吐出口を、前記ポンプ軸と直交する平面上に設けて構成したことを特徴とする水中ポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載される水中ポンプをゲートに付設し、前記吐出口を前記ゲートに穿設した開口部に連通させて構成したことを特徴とするゲートポンプ。

Images