JPH02501761A

JPH02501761A - 改良ポンプ構造

Info

Publication number: JPH02501761A
Application number: JP63500973A
Authority: JP
Inventors: ウェインリブ，ハリー・ピーター
Original assignee: エディー・ポンプ・コーポレーション
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1990-06-14
Also published as: US4792275A; ATE122435T1; WO1988005132A1; EP0340236B1; AU1105788A; AU621284B2; DE3751292T2; DE3751292D1; EP0340236A1; EP0340236A4; CA1277868C

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】改良ポンプ構造本発明は流体を吸上げるための改良された方法および装置に関する。

ｉ吸塁１１本発明はバリー・ビー・ワインリブ（Ｈａｒｒｙ　Ｐ、　Ｗｅｉｎｒｉｂ）により発明された渦流ポンプ（エディポンプ）を開示する米国特許第４，５９６．５１１号に開示されたポンプ装置および方法の改良に関する。前記ポンプは通常の普通形羽根車の代りに渦流（ポルテックス）発生部材により流体の旋回渦流柱を発生するという独特の原理に基いて作動する。その特許に図示されている渦流発生羽根車は狭いダクトまたは通路を通過して中心軸へ流れる複数の流入ストリームを有してストリームは中心軸において大きい角速度と大きい外向き速度成分とを有する流れのＡ流柱に組合わされ、外向き速度成分はポンプ入口を通過して周囲流体へ向けられ、そのエネルギーはその周囲流体において消散されかつそのエネルギーはその周囲流体において周囲の液体および／または固体を渦巻状にしてポンプ入口を通して内方へ反対方向にかつ対向して流動する渦流柱の周りを流れる流体の対向流を形成する。

上記説明とおよび米国特許第４，５９６，５１１号に開示されている原理とに従って運転するポンプは、水の吸上げ、砂利の吸上げ、港底からの浚渫前粘土の吸上げおよび１０ないし１５重量パーセントの固体成分を有する重質粘性下水スラッジの吸上げを含む多数の異なる環境下で順調に運転されてきた。とくにスラッジのようなきわめて粘性の高い材料を吸上げるときに特許第４．５９６，５１１号に示す渦流発生手段またはランナ内の狭い制限通路がスラッジで閉塞されることがわかった。

浚渫時に、岩石、砂利、人工屑およびその他物質を含む種々の物質が渦流発生ランナを通過するときにそれらのうちのあるものが渦流発生ランナ内の狭くなる通路内にくさび状に詰め込まれることがある。この場合に通路のこのような詰りのために運転休止コストや効率損失がかなり大きくなることがある。また砂、砂利、屑および他の摩耗性物質の回転渦流発生ランナへの直接衝突がランナの京耗を加速することがあり、したがってこれを防止することが望ましい。

さらに米国特許第４．５９６．５１１号に開示のポンプはポンプ入口から直接回転ランナの方向へ流れる流体のらせん状主ストリーム柱を図示し、次にこの物質は直角転向部を通過して図示のポンプから吐出される。ケーシング全体は渦巻流体で充満されかつこの非主ストリーム流体はポンプ入口とポンプ出口との間の短い通路を通過して流れる主ストリームで置換えられる。

この主ストリーム流体はらせん状渦巻流体であってその流体は直角に転向されなければならない；および主ストリーム渦巻らせん状流体がポンプ吐出管から流出するときに渦巻をなしているその主ストリーム渦巻らせん状流体のこの直角流れと排除することにより流れ内に好結果が得られることがわかった。

したがって本発明の目的は上記の問題点を克服する新規でかつ改良されたポンプ装置およびその方法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は改良型構造の渦流ポンプを提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的および利点は添付図面による以下の説明から明らかになろう。

［αＩ吸第１図は本発明の新規な特徴を態様化したポンプの立面図；第２図は実質的に第１図の線２−２による拡大断面図；第３図は実質的に第２図の線３−３による拡大断面図；第４図は実質的に第２図の線４−４による断面図；第５図は分割板を有した本発明の他の実施態様により構成されたポンプの部分断面破断立面図；第６図は第５図のポンプに使用された分割板の平面図；第７図は本発明の他の実施態様を示す図；第８図は本発明のさら１こ他の実施態様による渦流発生ランナを示す図；第９図は実質的に第８図の線９−９による断面図；第１０図は実質的に第８図の矢印１０−１０の方向から見た図；第１１図は渦流発生手段内に圧力ブースタを有した本発明の他の実施態様を示す図；第１２図は実質的に第１１図の線１２−１２による拡大断面図；第１３図は実質的に第１２図のＩ！１３−１３による拡大断面図；第１４図はポンプ内の流体線図である。

図に示すように、本発明はポンプ室またはケーシング１４へ伸長する駆動軸１２を備えた駆動モータ１１を有するポンプ１０で具現されている。ポンプは入口導管１５の形状のポンプ入口を有し、入口導管１５はその中に固体粒子１８を有する液体のような液体本体１６内へ伸長して液体と同伴固体とをポンプケーシング内に持ち上げ、ここから液体がポンプ出口１８を通って吐出される。

以下に本発明をポンプの垂直方向配置図で説明するが、ポンプは種々の方向に配置可能であること、およびここに与えられた垂直配置は単なる説明用であって、ポンプを特定の方向に限定するものではないことを理解すべきである。この場合のポンプは通常水中式であって、したがって液体で呼び水がなされるが、ポンプは水中式でなくまたは呼び水を行うことなく運転されるものでもよい。

米国特許第４，５９６，５１１号に開示されているように渦流発生手段またはランナ３５はポンプゲージング１４内に配置されかつポンプ軸１２を貫通する縦垂直軸線３２のまわりに回転されるようにモータ軸１２に結合されたハブ２５を有し、ポンプ軸１２はポンプケーシング１４を貫通する同じ垂直軸線３２上に配置される。前記特許に詳細に説明されているように回転渦流発生機３５は、ランナから下方にポンプ入口１５を通過してポンプ入口オリフィス１７で吐出するように向けられ、これにより広がり渦流円錐形状領域３７を形成する流体の渦流柱３０を発生する。前記特許において渦流発生機は複数の内方伸長狭小通路を含み、通路はランナの周縁に配置された入口部においてより広くかつより大きい断面を有し、その入口部を通過して流体は内方ヘランナの回転軸線に向って流れる。個々の流れス、ドリームは共通の核または領域において組合され、次にランナ軸線３２上に配置された組合せ回転渦流柱３０として下方に吐出される。

前記のように特許第４，５９６．５１１号に示されたポンプにおけるこれらの幅が狭くなる通路は、浚渫運転に用いられたときに岩石またはその他の屑で閉塞されたり通路が制限されたりあるいは１０重量％を超える固体含有量を有する重質で粘性のある下水スラッジで閉塞されることがある。前記特許においてはまた、図示のポンプは回転渦流発生ランナにおいて直接流れる流入流体および屑を有するので慶耗性屑がランナに衝突して大きな摩耗を発生させる可能性がきわめて大きい；および流体をポンプ入口からポンプ出口へ直角的り部を通過して転向させることにより効率損失が存在する。

したがって本発明は、これら前記の詰り、摩耗および流れ転向などの開題点を克服しさらに新規でかつ特許第４．５９６゜５１１号に開示されているものより改良されたポンプを提供することを目的とする。

本発明により、渦流発生機の狭小通路内の物質の詰りは発生部材または羽根５２の隣接対間にきわめて大きい開放通路４８を有する渦流発生機３５を形成することにより排除された。この場合図示の渦流発生ｖ１３５は相互に直角に配置された４枚の羽根５２を有する十字形ランナの形状をなし、隣接羽根５２間の通路４８用空間は頂部および底部で開放している。モータ１１および駆動軸１２による羽根５２の回転は渦流発生機を軸１２を貫通する垂直軸線３２のまわりに回転させる。４枚の羽根５２は回転して羽根間の通路４８内に流体のだ円形様５１を形成する。第１４図からよくわかるようにだ円形様は上部円錐部分５１＆と下部円錐部分５１ｂとを含む、だ円形様のより膨らみのある中央部分５１ｅは回転羽根の先端６０をやや超えて伸長する。したがって回転流体の核は、羽根５２間の流体と、羽根間の通路４８内の流体とほぼ同じ全体回転速度で渦巻を形成する羽根の上方および下方の追加の渦巻流体とを含む、流体は全体として各通路４８から下方に核の下部端部５１ｄの方向に流れ、そこからはじめに同期化渦流柱３０が形成され、渦流柱３０はポンプ人口１５を通過して周囲流体内へ下方に移動する。

核５１は、核の上部端部５１ｇの方向へ上方に流れ次に羽根５２間を通過して核の下部端部へ下方に流れる流体により補給可能である。下部端部における核は、羽根５２闇から下方へ移動して入口１５の入口へと下方に移動して吐出される同期化された流れの束または渦流柱を形成する流体と同軸の回転流体の束のようになっている。渦流柱は入口付近の周囲流体を渦巻にし、入口が砂利または粘土床２３にきわめて隣接している場合はそれの粒子１８を持上げて周囲流体と共に上方へ渦巻にして渦流柱３０の半径方向外側を上方へ流動させるであろう、この上向渦巻柱は周囲流体をゲージング内に渦巻にして、核のまわりでかつ核とケーシング壁６４との閏で渦巻となる流体ベルト６３を形成する。核からこのベルトを横断して圧力勾配が形成される。核内の正圧が高ければ高いほど流体の回転ベルト６３ゲージング壁６４に隣接した付近の正圧は低くなる。ハブ２５の上部端部およびハブの周囲のわずかな距離の部分を除いてポンプゲージング内に正圧が存在し、ハブの付近を過ぎると正圧は再び存在する。

渦流柱３０が液体の上向渦巻柱３８を十分に形成し終ると、この渦巻柱は主ストリーム流れ内で横にポンプ出口１８に流れてポンプケーシングから吐出される。

上向流れおよび渦巻ベルト６３が完全に形成された後は渦流柱３０はもはや入口１５を完全に通過して移動する必要はない、しかしながら渦流柱または同期化された流れの束は常に上向流れストリームの中心にあって入口管を通過して流れる回転流れの中心に常にエネルギーを与える。最初の渦流柱は入口オリフィスの付近の流体の慣性に打勝って流体を渦巻とし、そして周囲流体を回転させて持上げ、この状態になった福は同期化された流れの束がポンプ入口オリフィス１７を越えて周囲流体内に伸長しなくてもよい。

入口１５内を上方に流れる液体はベルト６３からおよび一部核５１から離れる液体を補給することは明らかである。

ポンプがその起動期間の後で運転されている時、核が主ストリーム流れに運動エネルギーを提供すると考えることができ、また上向流れにおける回転力を維持するものとも考えられ、そして核は上向流れが最短距離通路を横切ってポンプ出口に流れるときに回転ベルト液体と結合される。４枚の羽根５２の各々からの運動エネルギーは累積された形で伝達され、相互に加え合わされて合成運動エネルギーを提供し、また液体は再循環が制限されかつ同期化されるのでそのエネルギーはきわめて大きい。一方いわゆるポルテックス（渦流）型といわれる従来方式のポンプは第１４図に示す点線５６に配置されたディスクまたはシュラウドを有し、これらは核の上部部分５１ａを切離す０次にこのディスクまたはシュラウドはシュラウドの上下の位置に圧力差を形成させて流れを再循環させ、流れは相互にまたは液体を半径方向外方に放出することになる流れと交差しかつ相互作用をなす、したがってこれらの非同期化流れに加えられた運動エネルギーは、本発明に記載のようなこの同期化された流れの束および核５１を形成するようには相互に加えられることがない、液体または流体を捕獲してそれを隣接する羽根５２間に滞留させるために、第３図および第４図からよくわかるように羽根５２にはその両側に曲面５８および５９が設けられる。また狭くなる通路３８を通過して流体を内方へ転向するのを助けるために、羽根５２の外側自由端すなわち先端６０はハブ２５に接続される羽根の内側端部より断面をより広くすることが好ましい、したがってたとえば、先端６０に近接した外側でとった第４図の羽根断面は羽根５２の中心部分の近くでとった第３゜区に示す断面より肉厚であることがわかる。

したがって、ランナ羽根５２の頂部に平坦なディスクまたはプレートが固定された場合に起るような向流または大きな圧力勾配領域が存在しないので、ランナ３５の羽根は４つの流体ストリームを組合せて渦流柱３０を形成する。このようなプレートが存在した場合、頂部プレート１４ｂとディスクとの間およびディスクの下側に圧力勾配が存在し、この圧力勾配が液体を羽根車のまわりに再循環させてこの再循環が同期化された渦流柱３０の形成を妨害するであろう０本発明は、ケーシングの環状璧または表面６４のまわりをそれと摩擦しながら渦巻となるところの高圧の他の外側バンド６３が形成されるという点が独特である。流体のこの環状回転ベルト６３に高い正圧が存在することがわかった。ハブ２５のまわりの回転ランナの頂部に、第１図の方向矢印６６で示すように流体を中に引込もうとするわずかな負圧が存在する。

前記特許における場合と同様に、吐出される渦流柱３０は実際に港底２３から青粘土を破壊することがわかり、したがって物質を切断するための通常のカッタを必要としない、またスラッジを吸上げるときに渦流領域３７における吐出柱は領域３７における粘性質スラッジにかなり大きな渦巻エネルギーおよび渦巻運動を与え、これにより吐出柱はスラッジが実質的にチキソトロープ物質であるのでその粘度を低減させる。したがって渦巻をなすスラッジは一層容易にポンプ入口１５を通過して上方に流れる。流体の上方に流れる外側環状柱３８もまた第１図の矢印３９で示すように同一角度方向でかつ柱のまわりを流れる。このらせん状渦巻作用は吐出管１８内まで継続し、実際にはポンプ吐出導管７６の吐出フランジ７０に接続されたフランジ６９を有する吐出導管６８内まで継続し、この渦巻作用はたいていの場合吐出管６８の下流へ１００フィート以上までもはっきりわかるほどである。

本発明の重要な態様によれば、満巻柱３８の主ストリーム部分はそれがポンプ喉部すなわちポンプ入口からポンプ出口１８に移動するときに、ポンプ人口１５の下部垂直管状部分７３からそれのポンプゲージング壁６４との結合継目７４まで傾斜された傾斜壁７２を有する円錐台部分または手段７１を有するポンプ入口を形成することにより補助される。円形吐出管７６がそれに溶接または一体装着されただ円形状開ロア５がポンプゲージング壁６４内に形成される。したがって第１図かられかるように柱３８内のらせん状渦巻流体の主ストリーム部分はポンプ入口管状部分７３を通過して円錐台部分へ上方に流れ、次に出口管７６にごく接近して配置された傾斜壁７２上を主として移動しかつ第２図に図示したような短いポンプゲージング部分７７上を移動する。円錐台壁部分７２の傾斜を設けると特許第４．５９６，５１１号に図示されたポンプの場合のように主ストリーム流入液体に対して必要な９０゛ベンドまたは転向部はもはや必要ないので、この傾斜はらせん状に流れる渦巻流体に対する抵抗を減少する。円錐台壁の上部端部７４は液体の外側環状ベルト６３を形成するようにランナ羽根５２の先端エツジ６０のところでほぼそれを含む垂直面内に配置されることが好ましい。

このように図示の渦流発生手段３５は中心軸８０に装着された４枚の金属羽根５２を含み、中心軸８０はハブ２５の中空孔８２内に受入れられるスタブ（突起部）端部８１を有し、軸１２の下部端部はハブ２５の孔８２の上部端部内に受入れられる。

図示の渦流発生手段の特定の精造は３枚ないし６枚以上の羽根を有する各種ランナに変更しても本質的には全く構わないことは明らかである。同様に羽根５２の特定形状はここに図示したものから変更してもよく、これほおな本発明の範囲内である。

好ましい羽根５２の枚数は９０°間曜に設けられた４枚である。

３枚の羽根５２と試用したとき核は形成可能であったが１２０゜間隔は液体を核５１から容易に流出させるようにみえた。うないし６枚の羽根が形成されたときは核内の金属または羽根金属が４枚羽根のときより多すぎて同期化された渦流流れの形成を邪魔するようにみえる。

第５図に本発明の他の実１ＭＢｔ！ｌが示されているが、ここでは第１図ないし第４図に示した本発明を説明するのに前に使用された参照番号に１の参照番号が前添字として加えられている。

周囲液体１６が第５図に示すように多゛ｉの固体および岩石１８を含むとき岩石または屑が渦流発生部材１３５を直接叩くようになっていれば岩石または屑は渦流発生部材を京耗するかまたは破損させることがある。

第５図に示す発明によれば、ポンプゲージングを上部保護渦流発生室１２１と下部ポンプ吐出室１２２とに分割する分割板１２０を使用することにより固体１８すなわち岩石または他の物質が渦流発生部材１３５に直接衝突する可能性は実質的に減少される０図示の分割板は中心円形開孔１２３を有し、それを通過して渦流発生手段から渦流柱１３０が流出し、下方へかつポンプ入口１１５からボン７人口オリフィス１１７の外方へ流出する。このとき固体１８を保持する上向対向流動柱１３７がポンプ入口１１５の円錐台部分１７１の上を通って出口１１８の方向に流れ、屑１８は分割板を叩きかつ吐出ポンプ出口１１８の方へはね返ってくる。−例として、ポンプゲージングの直径が約２２インチでありかつ羽根が１４インチの外径を有するとき図示の開孔１２３の直径は約４インチあればよい、ある例では周囲流体１６は開孔１２３を通過して上方へ渦流発生室１２１内へ十分な量が流れることが可能であり、これにより下方に流れる渦流柱１３０内の液体を置換える。渦流発生室内に水のような液体の清浄ストリームを供給することが望ましい他の例では、清浄水を供給するために液体管１２６を介して渦流室内へ水の清浄ストリームが内方へ流され、ランナ先端１６０の外側の外側圧力液体１６３の回転ベルトは開孔１２３を通過する液体の内方流れを制限するように高圧流れを発生する。したがって周囲液体が室１２１内に流入するのはたとえあってもきわめて少なく、室１２１は入口管１２１からの実質的に清浄な液体で充満される。

液体の回転ベルト１６３における核５１は全体として第１図に示す形状をなしているゲージング１１４の頂部に装着された上部ポンプケーシング部分１１４ａ内にかなり高い圧力３発生することがわかった。この圧力を逃がすために、室１２１に接続された内側端部と出口１１８の吐出管１７６に接続された上部外側端部１２９ａとを有する導管または通路１２９を設けることが好ましい、したがって清浄水は上部ケーシング１１４ａの内壁１３３のまわりを移動するベルト１６３から導管１２９を通過して流れるであろう、渦流発生室１２１内の圧力を減少するために他の手段が使用可能であることは明らかである。

本発明のさらに他の実施態様により、第２図に示す渦流発生機の代りに第８図に示す渦流発生１３５ａに置換えることにより、第１図に示すポンプの出口１８と通過して流れる吐出液体に追加のブーストが与えられてもよい、第８図に示す渦流発生機３５ａは、羽根３５の外側先端６０に曲りフィンまたはフィンガ９０の形状のブースタ手段が追加されていることを除いては第２図に示すものに類似する０曲りフィンまたはフィンガ９０は流体を外側ゲージング壁に向う方向９１へ外方および液体の回転ベルト６３内へ投入するように作用する。したがって羽根５２ａがゲージング内のだ円吐出オリフィス７５を通過するとき、液体に吐出管７６の方向へ刺戟すなわち力が与えられる。第８図および第９図かられかるように、曲りフィンガ９０は羽根５２ｇと同じ幅にしてもよいが第１０図に示すようにそれらの頂部端縁５２ａおよび５２ｂ間で比較的短かくしてもよい。

第９図かられかるように、それぞれの内部羽根部分５２は第１図について前述したように曲面５８および５９を有する。ここでブースタフィンガは、回転の前方側上に凹曲面９１を有する曲面９］を有しおよび回転方向の後方側上に凸面９２と有する。

第１１図ないし第１３図は、羽根５２の各々内に装着されたノズル９５の形状をなすブースタ手段９０ａが羽根５２に設けられた本発明の他の実施態様を示す。

ノズルはより広い流体入口端部９６を有する円錐台形状を有し、流体は圧縮されて収斂テーパ付内孔９７を通過して流れて吐出端部９８から出るときに羽根５２に追加の反力が与えられ、また羽根が吐出だ日間ロア５登通過して移動するときに方向矢印９つによって示される流体からの吐出反力ブーストは中空吐出管７６に向けて追加のダウンストリーム推力を与え、これにより渦巻液体ダウンストリーム３管７６内に押込む。

さらに他の実施態様に示すように羽根５２は種々の形状をとってもよい、たとえば第７図に示すような羽根の他の形状例があり、この場合羽根は傾斜下部部分１００を有する先端６０ａを有するように形成され、傾斜下部部分１００は円錐白人ロア１の傾斜壁部分７７に実質的に平行である。したがって入口１５から中を横断して吐出管７６に流入する主ストリーム流体は、羽根上に下部傾斜端縁１００がない第１図に示す羽根の場合よりも羽根５２の下部端縁との干渉が少なくなるであろう。

またより大きい間隙が設けられているので、岩石または他の屑がポンプ出口１８に流入する前に羽根の下部端縁に衝突することなく羽根の下側を通過することが可能である。

約６００ないし８００　ｒ、ｐ、ｍという速度でキャビテーションを発生する通常の遠心ポンプとは逆に、渦流発生機３５はきわめて高速でもキャビテーションを発生することなく駆動可能である。渦流発生機３５が浚渫に使用されたとき、モータ速度および渦流発生機速度が１８００ないし２０００ｒ、９１ｍの範囲であったがキャビテーションは発生しなかった。キャビテーションの発生なくこのような高速でロータを運転可能であるので、その結果、浚渫船内で駆動内燃機関との間に高価でかつ重量のある減速機を使用することなくポンプを駆動可能であるというような多くの有利性が得られる。浚渫船における動力源の代表例は１８００ないし２０００ｒ、ｐ、ｍまたはそれ以上で運転されるディーゼル機関である０通常の遠心ポンプは約１４フイート／秒の流速を有するが、渦流発生機は高速で回転できるのでポンプ内に高速流を発生し、たとえば本発明を用いた場合前述の浚渫作業では２１フィート／秒の速度が得られた。ポンプ入口における高流速とおよび渦巻混合作用に基づく乱流とにより、本発明を用いた場きは遠心ポンプを用いた場合よりも固体含有量の多いものがボンピング可能である。固体の渦への巻き込みおよび入口管および出口管を通過する主ストリーム流れが固体を包含しかつ保持するのでこれらの固体が管壁と衝突することが少なく、したがって京擦損失を減少する。この浚渫作業において、本発明の８インチの入口を有するポンプは１４インチの入口を有する遠心ポンプに匹敵する流量で物質を浚渫することが可能であった。

以上のことから、本発明は、詰まりやすい渦流発生手段を有するポンプであって、その構造上の理由によるかまたは屑の流れの回転渦流発生機との係合を減少するために渦流発生室を吐出室から分離する分割板を使用する理由によるかのいずれかによる新規でかつ改良されたポンプを提供することがわかるであろう、また渦巻流が流体を外に流出させるために急な直角転向を排除するように入口から吐出口まで傾斜壁部分を横切って案内されることは好ましい。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．流体の回転吐出を発生するためのポンプ装置において：その中に流体を受入れるための内部室を有するポンプケーシングと；流体を室内で渦巻にして、該流体が内部ポンプ室から第１の方向に流れるように、所定の軸線のまわりを流れる同期化された渦流柱を形成するための渦流発生手段と；ポンプケーシングに結合されたポンプ入口であって、該入口は渦流発生手段により回転が与えられた流体の渦流柱をポンプケーシングの中心に受入れるようにされ渦流柱はポンプ入口の喉部へ進行しかつ周囲流体に回転を与えて渦流柱の外向流れとは反対の方向で該流体を入口を通して内方へ流動させ、前記内向流れ流体は渦巻運動を有するように構成されたポンプ入口と；流体を吐出するための前記ケーシング上のポンプ出口と；およびポンプケーシング側で比較的大きな断面積を有しポンプ入口に臨んで位置する部分が比較的小さい断面積を有する前記ポンプ入口上のテーパ付吸入部分であって、前記テーパ付部分がポンプ入口とポンプ出口との間に傾斜部分を有してこれにより内部のらせん状渦巻流体がポンプ入口から傾斜部分を横切って渦巻状に流れ、そしてポンプ出口かららせん状に渦を巻いて吐出させるところのテーパ付吸入部分と；を含む流体の回転吐出を発生させるためのポンプ装置。
２．ポンプ出口がポンプ入口を貫通する軸線に対し実質的に垂直な平面内に軸線を有した請求項１記載のポンプ装置。
３．前記ポンプケーシングが下部入口開口を有する総体的に環状の曲面ケーシング壁を含み、前記テーパ付吸入部分は円錐台形状であり、前記曲面ケーシング壁がだ円形状開口を有し、それを通過してらせん状渦巻流体がポンプから吐出される請求項２記載のポンプ装置。
４．前記ポンプケーシングが総体的に鉢形状をなし、かつテーパ付入口部分の上端部が装着される大きな下部開口を有し、前記渦流発生手段が前記ポンプケーシングの上部内に配置された請求項１記載の装置。
５．流体の回転吐出を発生するためのポンプ装置において：その中に流体を受入れるための内部室を有するポンプケーシングと；流体を室内で渦巻にして、該流体が内部ポンプ室から第１の方向に流れるように、所定の軸線のまわりを流れる同期化された渦流柱を形成するための渦流発生手段と；ポンプケーシングに結合されたポンプ入口であって、該入口は渦流発生手段により回転が与えられた流体の渦流柱をポンプケーシングの中心に受入れるようにされ渦流柱はポンプ入口の喉部へ進行しかつ周囲流体に回転を与えて内方へ渦流柱の外向流れとは反対の方向で該流体を入口を通して内方へ流動させ、前記内向流れ流体は渦巻運動を有するように構成されたポンプ入口と；ポンプケーシングから流出するらせん状渦巻流体が通過する前記ポンプケーシング内のポンプ出口と；およびポンプ室を渦流発生室と吐出室とに分割する前記ポンプケーシング内の分割板手段であって、前記分割板手段がそこを通過して渦流柱流体が流れる開孔をその中に有し、前記渦流発生手段は渦流発生室内に配置され、かつ前記ポンプ出口は前記吐出室内に配置されている分割板手段と；を含む流体の回転吐出を発生するためのポンプ装置。
６．ポンプケーシングが、渦流発生室に呼び水するため、または該室に清浄水を与えるために、渦流発生室に結合された流体入口導管を含み、一方ポンプ入口内に取入れられた周囲流体が、前記開孔を通過して前記渦流発生室内へ実質的に流入することなく吐出室を通過して流出する請求項５記載の装置。
７．渦流発生室内に形成されたより高い圧力を逃がすために渦流発生室とポンプ出口との間に圧力逃がし通路が伸長する請求項６記載の装置。
８．ケーシングが下部鉢状部分を有し、渦流発生室が鉢状室の頂部上に配置されたより小さい室である請求項７記載の装置。
９．前記入口が円錐台状をなし、かつ渦巻流体が入口からポンプ出口へと流れる際に横切る傾斜壁を有した請求項８記載のポンプ装置。
１０．流体の回転吐出を発生するためのポンプ装置において：その中に流体を受入れるための内部室を有するポンプケーシングと；流体を室内で渦巻にして、該流体が内部ポンプ室から第１の方向に流れるように、所定の軸線のまわりを流れる同期化された渦流柱を形成するための渦流発生手段と；ポンプケーシングに結合されたポンプ入口であって、該入口は渦流発生手段により回転が与えられた流体の渦流柱をポンプケーシングの中心に受入れるようにされ渦流柱はポンプ入口の喉部へ進行しかつ周囲流体に回転を与えて内方へ渦流柱の外向流れとけ反対の方向で該流体を入口を通して内方へ流動させるポンプ入口と；ポンプケーシングから流出するらせん状渦巻流体流れが通過する前記ポンプケーシング内のポンプ出口と；および前記所定の軸線のまわりに回転する中心回転ハブを含みかつ回転ハブから外方に伸長する複数の羽根を有する前記渦流発生手段であって、前記ランナ羽根が、羽根の間に伸長すると共に上部および下部の円錐核部分を有する流体の渦巻状を形成するように、等間隔かつ対称的に配置されしかも形状が同一とされ、前記流体が羽根から共通軸の方向に流れて渦流柱を形成する前記渦流発生手段と；を含む流体の回転吐出を発生するためのポンプ装置。
１１．前記羽根がハブから半径方向外方に伸長し、かつ流体を方向付けするために曲面にされた流体押圧壁が焦点位置に向いている請求項１０記載のポンプ装置。
１２．前記ポンプ羽根が羽根の中心部分において平坦すなわち外側先端部分よりも狭くかつ肉薄の断面を有し、前記羽根の各々がその両側に前記曲面を有した請求項１１記載のポンプ装置。
１３．前記曲面がそれらの間に流体を受け止めて保持するために凹面である請求項１２記載の装置。
１４．ランナ羽根の半径方向外側自由端部が、ハブに隣接して装着された羽根の内側部分よりも円周方向で幅広になっている請求項１３に記載の装置。
１５．吐出される流体に圧力ブーストを加えるために羽根上に圧力ブースタ手段が設けられた請求項１０記載の装置。
１６．前記圧力ブースタ手段が、流体を半径方向外方へ押出して羽根の外側に配置された高圧の環状ベルト内へ導入し、これによりポンプ出口手段から流出する吐出流体に圧力を加えるためにランナ羽根の端部上に曲った先端を有する請求項１５記載の装置。
１７．前記ブースタ手段が羽根内に形成されたノズルを含むところの請求項１５記載の装置。
１８．ランナ羽根の下部端縁が傾斜壁を有し、ポンプケーシング用の円錐ポンプ入口が傾斜壁を有し、前記ランナ羽根上の前記傾斜壁が前記ポンプ入口上の前記傾斜壁に実質的に平行であるところの請求項１０記載の装置。
１９．ポンプケーシング内で渦流発生手段を回転する工程と；流体をポンプケーシングとポンプ出口との間の正正のベルト内で環状に流動させる工程と；流体の核を、渦流発生手段の上側の上部円錐部分と、渦流発生手段の下側の下部円錐部分とを有するほぼだ内体の形状に形成する工程と；流体の回転渦流柱を最初に下部円錐部分からポンプ入口の喉部へ下方に進行させて周囲流体内へ延出するように形成する工程と；周囲流体を渦巻にして渦流柱のまわりを回転させ、かつポンプ入口を通過させて上方向に進行させる工程と；および渦巻周囲流体をポンプ吐出口から吐出させつつ流体をらせん状旋回をさせながらそこへ流入させる工程と；からなる流体吸上げ方法。
２０．渦流発生手段としての複数の等間隔配置羽根を回転する工程を含み、羽根が開放した上部および下部端部を有してこれにより流体が羽根の間の核内に保持されかつ上部円錐部分内の流体と下部円錐部分内の流体との交換を可能にするところの請求項１９記載の方法。
２１．羽根上に曲面を形成しかつ前記曲面により流体を核内に保持する工程を含む請求項２０記載の方法。
２２．液体の核を形成するための渦流発生機において、前記渦流発生機が：その中を貫通する回転軸線を有する中心ハブと；ハブから半径方向外方に突出する複数の羽根であって、前記羽根は形状が同一であり、前記羽根がそれらの間に上部開放端部と下部開放端部とを有する通路を形成し、これにより流体を羽根の間および前記通路内で垂直方向に流動させる複数の羽根と；からなる渦流発生機。
２３．前記羽根が半径方向伸長面を有し、前記面が上部および下部端縁の間で形状が凹であり、これにより流体を核内に保持するようにした請求項２２記載の渦流発生機。
２４．前記羽根の半径方向外側自由端部がそれらの上に曲面を有し、これにより流体を核内内方に保持するようにした請求項２２記載の渦流発生機。
２５．前記羽根上にブースタ手段を有し、これによりポンプから吐出される流体に圧力のブーストを加えるようにした請求項２２記載の渦流発生機。