JPH02163493A - 吸込側自吸式形の立軸ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、吸込側自吸式形の立軸ポンプに関し、詳し
くは動力が０．１〜ｌｋｗ程度の小形ポンプであって、
しかも高揚程で比速度ｎ、。の小さいポンプの内部流体
損失を減少させる技術に関する。

〔従来の技術〕

吸込側自吸式形の立軸ポンプの構成は、遠心形羽根車を
収納する羽根車室の入口を上向きに配置し、この羽根車
室の上部に前記入口を介して連通する吸込側自吸室を設
け、この吸込側自吸室の上部にポンプの吸込口を形成し
、前記羽根車室の出口に連通ずる吐出流路を上向きに設
けてその上端にポンプの吐出口を形成するものである。

吸込側自吸式形の立軸ポンプの動作原理は、特願昭６’
３−１６３００７号に詳しく説明されているのでここで
は説明を省く。この文献には吸込側自吸式形の立軸ポン
プの従来の技術として特開昭５６−１１０５９３号及び
実開昭５６−１６５９９６号が紹介されている。

しかしこの両文献に示された構造のポンプは吸込側自吸
室と羽根車室とを区画する仕切がケーシングと一体構造
となって造形に無理が伴い、羽根車室とその周辺の形状
がポンプ特性を向上させるのには不向きであって、特に
比速度の小さいポンプの内部流体損失が大きくならざる
を得ない、そこで仕切板等を採用して羽根車室とその周
辺の形状を合理的にした次に示す第１従来例及び第２従
来例がある。

第４図は第１従来例の断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ
断面図であり、第６図は第２従来例の断面図、第７図は
第６図の■−■断面図である。

第４図及び第５図に示す吸込側自吸式形の交軸ポンプは
、吸込側自吸室１と吐出流路２とを一体形成したケーシ
ング３の下端部分に段付部４を設け、この段付部４に遠
心形羽根車５のための入口６を備えた仕切板７を嵌合し
、その下側にこの仕切板７の下端部分で囲まれろうず右
室８を形成し、このうず右室８の出口９と前記吐出流路
２とを前記仕切板７に設けた角穴状の連通路１０で連通
させている。前記出口９、連通路１０及び吐出流路２は
当然に、流れの急激な断面変化のないように連続してス
ムーズに連通している。

前記うず右室８に収納される前記羽根車５は軸受１１で
支承され軸封装置１２を貫通する図示しない駆動機の軸
１３にねじ１４で固定される。前記仕切板７は図示しな
い皿ねじで吸込側自吸室１の内側への部分突起１ａに締
付けられて、前記段付部４に嵌合して当接する。ケーシ
ング３の下端面にパツキン１６を介して底板１７をケー
シングのねし孔１８ａにねじ込まれるねじ１８で固定す
ることによってうず右室８が閉じられる。底板１７に設
けた孔１７ａはポンプ据付用である。

そして前記吸込側自吸室１の上部にポンプの吸込口１９
を、前記吐出流路２の上端にポンプの吐出口２０をそれ
ぞれ設けることによって、冒頭に記したような吸込側自
吸式形の交軸ポンプが構成される。

この第１従来例では、仕切板７はケーシング３から分離
され、軸１３と正確に同心とされる段付部４に相互に機
械加工された嵌合部として嵌合されるから、仕切板７の
下端部分で囲まれて形成されるうず右室８は軸１３に対
し、したがって羽根車５に対し正確な同一中心を持つう
ず右室８を形成し、特性の維持が容易である。

ところで、この発明の利用分野である高揚程で比速度の
小さいポンプの羽根車５の羽根の幅（軸方向に測る）は
当然に小さいので、うず右室８の幅も小さく、うず右室
８の断面積（流れの方向、すなわち円周方向に測る）が
大きくとれなくなり、流速が大きくなってその２乗に比
例する流体損失が大きくなる。そこで、よく行なわれる
ように、うず右室のＴ１両面を斜面にして、すなわち同
−半径上において、うず右室の断面を径の大きくなるほ
ど幅を大きくして末広がりな形とするほが、この末広が
りな形の角度にも限界があるので、うず右室の平面投影
図形自体を大きくしてうず右室の断面積を大きくとるよ
うにする。

しかしうず右室の平面投影図形を大きくすることは、第
５図に示すうず右室の終点の寸法Ｂが小さくなって限界
がある。鋳造の最小肉厚等で定まる限界寸法Ｂを克服す
るには、うず右室８が形成されている仕切板７の外径す
なわち段付部４の内径とを大きくし、パツキン１６の有
効な幅を確保したうえでケーシング３の下端部分の外径
を大きくしなければならない。

ケーシング３の外径を大きくすることは、ポンプの据付
寸法を大きくすることになり好ましくない。また様々な
要求ポンプ特性に対しうず右室８、すなわち仕切板７の
みを変更して対応できる範囲が少くなくなり、ケーシン
グ３の鋳型の変更にまで及び、標準化と生産性の面でも
好ましくない。

そこで限定された仕切板７の外径寸法の範囲内でうず右
室断面を大きくして比速度の大きいポンプに対応するよ
うな第２従来例がある。

第６図及び第７図に示す第２従来例において、第４図及
び第５図と同一符号を付けるものはおよそ同一機能を持
つ。図面にはそのようなもののうち要部のみに符号を付
けて説明を省き、異る部分についてのみ説明する。

吐出流路２と急激な流れの断面変化のないように角穴状
の連通路ｌＯを持つ仕切板６１の下端部分にはうず奉呈
６２０巻き始め部分のうず巻箱内壁６３が設けられる。

この巻き始め部分のうず巻箱内壁６３をケーシング３の
下端部分で囲まれ仕切板６１の外径と同一内径を持つ羽
根車室６４の羽根車室内壁６５にスムーズに連続させる
。

このようにして前記うず右室６２はうず巻状のうず巻箱
内壁６３と円形の羽根車室６４の部分とで構成され、完
全なうず巻状ではないが、羽根車室６４は段付部４を設
は仕切板６１を嵌合させるため例えば機械加工によって
成形されるので内表面（羽根車室内壁６５）は滑かであ
って、全体として良好な特性を発揮する。したがってう
ず巻箱内壁６３を無くして全周にわたり羽根車室６４の
みによる、いわゆる小形のポンプに採用される円形ケー
シングとしてもよい。

前記第２従来例は、羽根車室６４を利用して、うす巻室
６２の周方向の断面積を拡大し、比速度の小さいポンプ
に対応できる範囲が広がるが、うず右室６２の終点であ
る羽根車室６４の出口６６から前記連通路ｌＯにかけて
は図示のように急激な断面縮小が残る。

〔発明が解決゛しようとする課題〕

前記の従来の技術における第１従来例及び第２従来例は
、うず右室８又は６２が形状の大きいケーシング３から
分離されるので、うず右室の形状と羽根車に対する同心
性が正確に維持され、羽根車外径から流出する流体の速
度エネルギを有効に圧力エネルギに変換してポンプ特性
が良好である。

特に小形でかつ比速度の小さい高揚程のものに対し効果
が大きい。

しかし第１従来例ではうず右室８の終点の寸法Ｂに限界
があり、そのため要求ポンプ特性に対応してうす右室を
大きくするにはケーシング３の外径寸法を大きくするこ
とになり、ポンプ据付面積に影響するだけでなく、鋳型
を新たに必要とし標準化の点で生産性が低下する。

また第２従来例では前記寸法Ｂを克服して、うず右室６
２を羽根車室６４まで最大限に活用できるが、羽根車室
の出口６６と連通路ｌＯとの間で急激な断面縮小があっ
て流体損失の増大によるポンプ効率の低下が生じる。

この発明の目的は、ケーシングの外径寸法を大きくする
ことな（、うず右室断面積を大きくし、羽根車室出口近
傍の流体損失の増大をおさえてポンプの効率を改善した
吸込側自吸式形の立軸ポンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この第１発明の吸込側自吸式形の立軸ポンプは、吸込側
自吸室と吐出流路とを一体形成したケーシングの下端部
分に段付部を設け、この段付部に遠心形羽根車のための
入口を備えた仕切板を嵌合してその下側に前記ケーシン
グの下端部分で囲まれる羽根車室を形成し、この羽根車
室の出口と前記吐出流路とを前記仕切板に設けた連通路
で連通させる吸込側自吸式形の立軸ポンプにおいて、前
記連通路を前記仕切板の外周に向けて開口し、前記吐出
流路の外側内壁と前記羽根車室の出口内壁とを前記仕切
板の外径と同一又はそれ以上の位置にある線で連続させ
るものである。

この第２発明の吸込側自吸式形の立軸ポンプは、前記第
１の発明において、 仕切板の下側に突出するうすを室内壁と羽根車室内壁と
でうず巻状のうず右室を形成し、このうず右室の終点に
前記羽根車室の出口を形成するものである。

〔作用〕

第１発明においては、高揚程で比速度の小さいために羽
根車の幅、したがってうず右室の幅（いずれも軸方向に
測る）が小さく、うず右室断面積（周方向に測る）が大
きくとれにくい場合にも、ケーシングの下端部分の羽根
車室をうず右室に活用してケーシングの外形、すなわち
ポンプの据付面積を大きくすることなく、充分なうず右
室断面積を確保してポンプ効率の維持ができる。特に羽
根車室の出口、連通路及び吐出流路が急激な断面変化の
ないスムーズな線で連絡され流体損失の減少が著しく、
ポンプ効率が更に向上する。

第２発明においては、上記作用に加えて、仕切板の下端
部分に設けた巻き始めのうず右室内壁を前記羽根車室内
壁に連続させてうず巻状のうず奉呈を形成するので、更
にポンプ効率が向上する。

（実施例） 第１図は実施例の断面図、第２図は第１図の■−ｎ部分
断面図であり、第３図は異る実施例の第２図に対応する
部分断面図である。

第１図及び第２図において、第４図及び第５図と同一符
号を付けたものはおよそ同一機能を持つ。

すなわち吸込側自吸室１と吐出流路２とを一体形成した
ケーシング３１の下端部分に段付部４を設け、この段付
部４に遠心形羽根車５のための入口６を備えた仕切板３
２を嵌合する（ケーシング３１と仕切板３２は特徴的な
構造を持ち更に後述する）。

前記羽根車５は軸受１１と軸封装置１２を持つ軸１３に
ねじ１４で固定され、仕切板３２は皿ねじで吸込側自吸
室１の内側への部分゛突起１ａに締付けられ、ケーシン
グ３１の下端面にパツキン１６を介して据付用の孔１７
ａを持つ底板１７がねじ１８とねじ孔１８ａとで固定さ
れる。そして吸込側自吸室１の上部に吸込口１９が、吐
出流路２の上端に吐出口２０が設けられる。

次にこの実施例の特徴的な構造とその周辺について説明
する。仕切板３２の下端部分にはうず奉呈３３の巻き始
め部分のうず巻箱内壁３４が設けられる。このうず巻箱
内壁３４をケーシング３１の下端部分で囲まれ仕切板３
２の外径と同一内径を持つ羽根車室３５の機械加工等の
施された羽根車室内壁３６にスムーズに連続させる。結
局、前記うず奉呈３３はうず巻箱内壁３４と羽根車室内
壁３６とで構成される。

前記うず奉呈３３の終点である羽根車室３５の出口３７
の出口内壁３８とケーシング３１に設けた吐出流路２の
外側内壁２ａとは、ケーシング３１の成形によってスム
ーズな線で図示のように連続する。そしてこの線の位置
は仕切板３２の外径と同一又はそれ以上の位置する。−
力任切板３２には連通路３９を外周に向けて開口させる
。なお理論的には外側内壁２ａと出口内壁を結ぶ線が仕
切板３２の外径と同一であればよいが、鋳造又はグイカ
ス等の誤差によりわずかに内側に寄れば、段付部の加工
によりその分わずかな線の断続が生じるが、第６図の断
面変化より微小であり、特性の大きな低下がないが、余
裕を持って外側に位置させるのがよい。その時、大き過
ぎてパツキン１６の液密を阻害しない範囲とする。

このような構造によれば、従来例の第５図に示す限界寸
法Ｂが存在せず、うず奉呈３３を太き（するために羽根
車室内壁３６が活用されるとともに、うず奉呈３３の終
点である羽根車室３５の出口３７、連通路３９及び吐出
流路２とは急激な断面変化のないスムーズな線で連絡さ
れ、流体損失が減少する。実験によればこの流体損失の
低下は著しい。

第３図に示す異る実施例では仕切板に設ける連１１１１
路３９は丸形となってその円周の一部が外周に向は開口
するとともに、羽根車室３５は出口３７近くで、機械加
工等によって形成される羽根車室内壁３６より更に外へ
転位された、鋳造等により形成される部分うず巻箱内壁
３６ａを持つ。底板を取付けるためのねじ孔１８ａはこ
の部分うず巻箱内壁３６ａ及び出口内壁３８をさけるよ
うに配置され、パツキンの液密を確保する。

いずれの実施例もうず巻箱内壁３４の無いいわゆる円形
ケーシング又はこれに近い部分うず巻箱内壁３６ａを持
つものとすることができる。

〔発明の効果〕

この第１発明の吸込側自吸式形の立軸ポンプは、吸込側
自吸室と吐出流路とを一体形成したケーシングの下端部
分に段付部を設け、この段付部に遠心形羽根車のための
入口を備えた仕切板を嵌合してその下側に前記ケーシン
グの下端部分で囲まれる羽根車室を形成し、この羽根車
室の出口と前記吐出流路とを前記仕切板に設けた連通路
で連通させる吸込側自吸式形の立軸ポンプにおいて、前
記連通路を前記仕切板の外周に向けて開口し、前記吐出
流路の外側内壁と前記羽根車室の出口内壁とを前記仕切
板の外径と同一又はそれ以上の位置にある線で連続させ
るようにしたので、うず奉呈断面積を羽根車室まで広げ
て比速度のの小さい高揚程ポンプの効率が向上するとと
もに、羽根車室出口、仕切板の連通路及び吐出流路に急
激な断面変化がなく、流体損失が著しく減少するという
効果があり、据付面積の拡大をおさえるという効果があ
る。

第２発明のものは、更に仕切板の下側に突出するうず右
室内壁と羽根車室内壁とでうず巻状のうず奉呈を形成し
、このうず奉呈の終点に前記羽根車室の出口を形成する
ようにしたので、上記効果を保持したまま、羽根車の発
生する速度ヘッドを有効に圧力ヘッドに変換して更にポ
ンプ効率を向上させるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の断面図、第２図は第１図の■■部分断
面図であり、第３図は異る実施例の第２図に対応する部
分断面図であり、第４図は第１従来例の断面図、第５図
は第４図のＶ−Ｖ断面図であり、第６図は第２従来例の
断面図、第７図は第６図の■−■断面図である。 ２・・・吐出流路、３．３１・・・ケーシング、４・・
・段付部、５・・・羽根車、？、３２．６１・・・仕切
板、８゜３３．６２・・・うず奉呈、９，３７．６６・
・・出口、１０．３９・・・連通路、１７・・・底板、
３４．６３・・・うず巻箱内壁、３５．６４・・・羽根
車室、３６．６５・・・羽根車室内壁、３８・・・出口
内壁。 第１図 第４図 １１５図 ｔＩＡ２　図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸込側自吸室と吐出流路とを一体形成したケーシン
   グの下端部分に段付部を設け、この段付部に遠心形羽根
   車のための入口を備えた仕切板を嵌合してその下側に前
   記ケーシングの下端部分で囲まれる羽根車室を形成し、
   この羽根車室の出口と前記吐出流路とを前記仕切板に設
   けた連通路で連通させる吸込側自吸式形の立軸ポンプに
   おいて、前記連通路を前記仕切板の外周に向けて開口し
   、前記吐出流路の外側内壁と前記羽根車室の出口内壁と
   を前記仕切板の外径と同一又はそれ以上の位置にある線
   で連続させることを特徴とする吸込側自吸式形の立軸ポ
   ンプ。 ２）請求項１記載の吸込側自吸式形の立軸ポンプにおい
   て、 仕切板の下側に突出するうず巻室内壁と羽根車室内壁と
   でうず巻状のうず巻室を形成し、このうず巻室の終点に
   前記羽根車室の出口を形成することを特徴とする吸込側
   自吸式形の立軸ポンプ。