JPH0433434Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は吐出流路に隣接して貯液室を設けた自
吸式ウエスコポンプに関する。

（従来の技術） 従来の自吸式ウエスコポンプでは、鋳鉄製ケー
シングが発錆した場合に揚液性能の低下を防止す
るため、第１図および第２図に示すように、ケー
シング１の内面に銅合金製のライナ２を設けてあ
る。上記ケーシング１は吸込流路３、吐出流路４
および貯液室５等を備えており、これら吐出流路
４と貯液室５は仕切壁６により区画されている。
上記ライナ２は、吸込流路３に開口する吸込口
７、吐出流路４に開口する吐出口８、および貯液
室５に開口する回液口９をそれぞれ有している。
ケーシング１には上記ライナ２の内側に位置して
周方向に沿うポンプ室１０が形成されており、こ
のポンプ室１０には羽根車１１が設けられてい
る。羽根車１１は周縁部に複数の羽根１２を有し
ており、このような羽根１２を有する羽根車１１
が上記ポンプ室１０内で回転するようになつてい
る。

そして、電動機１３等により主軸１４を介して
羽根車１１を回転駆動すると、吸込流路３から水
などの液体を吸込み、この流体をポンプ室１０で
加速して吐出流路４から外部に吐出する。

また。ポンプの始動時に、吸込流路３などに存
在、残留している空気などの気体は液体とともに
吸引され、ポンプ室１０から吐出流路４に導か
れ、吐出流路４→貯液室５→回液口９→ポンプ室
１０→吐出口８→吐出流路４と回流し、この回流
の間に主として吐出流路４および貯液室５におい
て気体は液体から分離されるようになつている。
このような気体と液体の分離は、気泡状をなして
液中に浮遊する気体が比重差により自然に浮上す
ることにより行われる。

（考案が解決しようとする課題） 従来において、吐出流路４と貯液室５とを回流
する気液混合流体から空気を分離する手段とし
て、実公昭38−17569号公報に記載された技術が
知られている。

このものは吐出流路と貯液室とを区画する仕切
壁にこれら吐出流路と貯液室を導通させる水戻し
孔を開口し、気泡を含んだ貯液室の上部の水を上
記水戻し孔から吐出流路に吸引し、羽根車が回転
するポンプ室から吐出流路に吐出された水ととも
に吐出流路を流すことにより空気の分離を促すよ
うにしたものである。

しかしながら、上記公報に記載されたものは、
吐出流路と貯液室を導通させる水戻し孔が仕切壁
の上部位置に開口されているため、この上部位置
は吐出流路内における流体圧力の比較的に高い領
域であり、このため貯液室の水を吐出流体に吸引
する力が弱く、充分な吸出し作用を期待すること
ができない不具合がある。

すなわち、吐出流路４内においては、流れの上
流側と下流側で流速が異なるばかりでなく、同一
断面の面内であつても水切壁１５側と仕切壁６側
とで流れの状態が異なる。つまり、第２図に示す
ように、ポンプ室１０から吐出口８を経て吐出流
路４に流れ込む流体は、仕切壁６の下端部背面か
ら離れて水切壁１５にぶつかり、この水切壁１５
に沿つて流れるようになる。これが本流ａとなる
もので、ポンプの始動時のように気体を多く含ん
だ流体の場合、空気に比べて水の混合割合の多い
気液混合流体、つまり見掛けの比重の大きい流体
が比重差により慣性を受けて、上記本流となつて
水切壁１５に沿つて吐出流路４内を流れる。この
本流は大きなエネルギーを有し、流速が大きい。

これに対し、仕切壁６の下端部背面、つまり吐
出流路４の仕切壁６の下端部に近い部分では、ポ
ンプ室１０から吐出口８を経て吐出流路４に流れ
込む流体が仕切壁６の下端縁から離れるので、こ
の背面部分ではいわゆる不連続な流れが生じる。
このため吐出流路４の仕切壁６の下端部に近い部
分ｂには、流れが停滞して渦を発生する領域が生
じる。ここは不連続な流れであるため流速はきわ
めて低く、しかも圧力が低い。このような領域ｂ
では、上記本流の領域ａとは異なつて、気泡の混
合割合の多い流体、つまり見掛けの比重の軽い気
液混合液が停滞しようとする。

このため、多くの気泡が上記低速でしかも低圧
の領域ｂに滞り、液体との分離が進まず、気液分
離に時間がかかる。

上記公報に記載された水戻し孔は、仕切壁の上
部位置に開口されているため、この位置は上記低
速でしかも低圧の領域ｂから外れた領域となるの
で、低圧領域ｂよりも流体圧力が高い部分であ
り、このため貯液室の水を吐出流体に吸引する力
が弱い不具合がある。

このようなことから、従来の場合、良好な気液
分離作用をおこなわせるには液中に浮遊する気泡
状の気体を比重差により自然に浮上させなければ
ならず、このため仕切壁６を充分な高さに形成し
て吐出流路４および貯液室５の長さを大きくする
必要があり、必然的にポンプが大形になるという
難点がある。

本考案は上記の事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、気液の分離性能を
向上させることにより自吸効率を改善し、しかも
吐出流路、貯液室および仕切壁の高さを低くする
ことができて小形化が可能となる自吸式ウエスコ
ポンプを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は、ポンプ室と、このポンプ室に連なる
吸込流路および吐出流路を有するケーシングと、
上記吐出流路に隣接して上記ケーシングに形成さ
れた貯液室と、上記吐出流路と貯液室を区画する
仕切壁と、上記ポンプ室に内装されたライナと、
このライナに形成され上記吐出流路および貯液室
の下端とポンプ室をそれぞれ連通させる吐出口お
よび回液口、ならびにこれら吐出口と回液口を区
画する隔壁と、上記ポンプ室に回転可能に収容さ
れた羽根車とを有する自吸式ウエスコポンプにお
いて、上記仕切壁と上記ライナの隔壁との間に連
通孔を設けたことを特徴とする。

（作用） 本考案によると、仕切壁とライナの隔壁との間
に連通孔を設けたので、吐出流路における仕切壁
側の下部が貯液室と連通され、貯液室内の液体が
吐出流路に吸い出されるようになる。つまり、上
記仕切壁とライナの隔壁との間に形成した連通孔
は、吐出流路における低速でしかも低圧の領域ｂ
と貯液室を導通させるようになり、このため貯液
室内の液体がこれより圧力水頭の低い低圧の領域
ｂに積極的に吸引される。これにより低速でかつ
低圧の領域ｂに滞留またはここを流れている気液
混合流体に液体が補充されるので、この吸引され
た水が細かい気泡を破壊し、大きな気泡に成長さ
せることにより液体からの分離を促すことができ
る。つまり、水を吸引すると、この水が低速でか
つ低圧の領域ｂの気泡を浮上させるのを助け、ま
たこの吸引された水のエネルギーで細かい気泡を
破壊して大きな気泡に成長させ、大きな気泡は浮
上し易くなるので分離効率がよくなる。さらに貯
液室から吸い出された水は本流の気液混合流体に
ぶつかつてこの本流の速度エネルギーを減少さ
せ、これにより本流中に気泡を破壊させ、気泡の
分離を促がすようになる。このようなことから、
自吸性能が向上し、吐出流路、貯液室および仕切
壁を低くすることができ、ポンプの小形化が可能
になる。

（実施例） 以下、本考案について、第３図および第４図に
示す一実施例にもとづき説明する。

第３図および第４図において、２０は鋳鉄製ケ
ーシング、２１は吸込流路、２２は吐出流路、２
３は貯液室、２４は仕切壁、２５はライナ、２６
は吸込流路２１に開口する吸込口、２７は吐出流
路２２に開口する吐出口、２８は貯液室２３に開
口する回液口、２９はポンプ室、３０は羽根車、
３１は羽根、３２は電動機、３３は主軸であり、
これらの構成は第１図および第２図に示した従来
の自吸式ウエスコポンプと同様であつてよい。

また、ライナ２５には、上記吐出口２７と回液
口２８を区画する隔壁３５が形成されている。そ
して、本実施例の場合、上記仕切壁２４の下端
と、上記ライナ２５の隔壁３５との間に所定の開
口面積を有する連通孔３４が形成されている。こ
の連通孔３４は、幅が第３図に示すようにポンプ
室２９の幅とほぼ等しく、高さが上記ライナ２５
に設けられた隔壁３５の半径方向の厚さとほぼ等
しく形成されている。

このような構成による実施例の作用を説明す
る。

ポンプを始動する時等に吸込流路２１から空気
が吸込まれるので、この空気を混入した流体、つ
まり気液混合流体はポンプ室２９から吐出口２７
を経て吐出流路２２に流入する。この場合、気液
混合流体は、第４図の矢印Ａに示すように、隔壁
３５の下端部から離れて水切壁１５にぶつかり、
この水切壁に沿つて流れるようになる。これが本
流（第２図のａ）となる。この本流は羽根車３０
から大きな速度エネルギーを与えられているの
で、見掛けの比重の大きな気液混合流体、つまり
気体に比べて水の混合割合の多い気液混合流体に
より形成される。このような本流は水切壁１５に
沿つて吐出流路２２内を流れ、流速は大きい。

しかし、気液混合流体がポンプ室２９から吐出
口２７を経て吐出流路２２に流入するとき、隔壁
３５の下端から境界層が離れて、仕切壁２４の下
端部背面、つまり吐出流路２２における仕切壁２
４側の下端部に近い部分（第２図のｂ）で不連続
な流れを生じ、これは渦流れや滞留を生じる。こ
の背面部分ｂは不連続な流れであるから流速はき
わめて低く、圧力も低い。このような領域ｂで
は、上記本流の領域ａとは異なつて、気泡の混合
割合の多い、いわゆる見掛けの比重に軽い気液混
合液が停滞しようとする。このため、多くの気泡
が上記低速でしかも低圧の領域ｂに滞り、液体と
の分離が進まず、気液分離に時間がかかる。な
お、ポンプ始動時において、気体の混合割合が大
きな流体では、仕切壁２４側の下端部に近い部分
の横断面で、本流ａが占める面積に比べて低圧領
域ｂが占める面積が３〜４倍程度にもなり、この
部分に多くの気体を含む流体が滞るので、気液分
離は円滑に進まない。

これに対し、本実施例では、この低圧領域ｂに
対向して仕切壁２４の下端部に連通孔３４を形成
したので、水頭圧力の低い低圧領域ｂの作用によ
り貯液室２３内の液体を吐出流路２２側に吸い出
す。

このため、低速でかつ低圧の領域ｂに滞留、ま
たはここを流れている気液混合流体に比重量の大
きな液体が補充されるので、この吸引された水が
細かい気泡を破壊し、大きな気泡に成長させるこ
とになり、液体からの分離を促す。つまり、貯液
室２３から低圧領域ｂに水を吸引すると、この水
が低圧領域ｂの気泡を浮上させるのを助け、また
この吸引された比重量の大きな水のエネルギーで
細かい気泡を破壊して大きな気泡に成長させるの
で、大きな気泡は浮上し易くなり、分離効率がよ
くなる。

さらに貯液室２３から吸い出された比重量の大
きな水は本流ａの気液混合流体にぶつかつてこの
本流の速度エネルギーを減少させ、本流ａを減速
させるので気体を分離し易くし、また衝突のエネ
ルギーにより本流中の気泡を破壊させ、気泡の分
離を促がすようになる。

本流ａが占める面積は低圧領域ｂの占める面積
に比べて1/3〜1/4程度であるから、本流ａの速度
を減少させることができ、本流中の気液も分離さ
せることができる。

したがつて、吐出流路２２全体で気液分離性能
が向上し、自吸性が向上する。この結果、仕切壁
２４の高さを低くすることができ、吐出流路２２
および貯液室２３の高さも低くすることができる
ため、ポンプの小形化が可能になる。

さらに、ライナ２５に吐出口２７と回液口２８
を区画する隔壁３５を形成してあるから、貯液室
２３の水をポンプ室２９に戻す機能が強くなる。
すなわち、ポンプ室２９においては吸込口２６の
近くで真空に近い負圧となつており、吐出口２７
では大気圧に近づくように加圧されており、回液
口２８は吐出口２７よりもわずかに圧力の低い負
圧となつている。よつて、圧力の低い回液口２８
から貯液室２３の水がポンプ室２９に戻され、こ
れが本流に乗つて吐出口２７より吐出流路２２に
送り出される。この場合、吐出口２７と回液口２
８を区画する隔壁３５がないと、吐出口２７と回
液口２８が分離されないため回液口２８に良好な
負圧が発生し難くなり、貯液室２３の水がポンプ
室２９に戻り難くなる。

そして、このような隔壁３５が存在しているか
らこそ、ポンプ室２９より吐出流路２２に流れる
本流が仕切壁２４から遠ざかつて水切壁１５側に
寄せられる作用が大きく、このため仕切壁２４の
下端部背面の領域に、流れが停滞して泡を発生し
やすい不連続な流れの低圧の部分、つまりｂ領域
が発生し易い。そこで、本実施例のように仕切壁
２４と隔壁３５の間に形成した連通孔３４から貯
液室２３の水を、ポンプ室２９を迂回させずに直
接吐出流路２２のｂ領域の送り込んでやることに
より、前記したような作用により、細かい気泡を
破壊して気液の分離を促すことができる。

また、上記連通孔３４は仕切壁２４の下端縁と
ライナ２５の外面との境界に形成されるから、格
別な部品を追加する必要がないとともに、例えば
仕切壁２４の下端縁に切欠を形成することにより
連通孔３４を形成することができ、このような切
欠は鋳造成形時に成形型をわずかに改造すること
により簡単に形成することができ、また鋳造後に
機械加工することも可能であるから多大な手間を
要さず、安価に製造することができる。

さらに、連通孔３４を設けたことによりケーシ
ング２０を鋳造するための芯部材を太くすること
が可能となり、鋳造性を向上することができる。

なお、連通孔３４の開口面積が小さ過ぎる場合
は、貯液室２３から吐出流路２２へ送られる水量
が少なく、低圧領域ｂに滞留する気泡の破壊エネ
ルギーが小さく、かつ本流ａを減速させる作用が
少なくなる。また逆に連通孔３４の開口面積が大
きすぎる場合は、貯液室２３から吐出流路２２へ
送られる水量が過大となり、低圧領域ｂの圧力が
上がり、かつ連通孔３４を流れる流速の小さいか
ら本流ａを減速させる作用が少なくなる。

このようなことから、連通孔３４は、幅が第３
図に示すようにポンプ室２９の幅とほぼ等しく、
高さが上記ライナ２５に設けられた隔壁３５の半
径方向の厚さとほぼ等しく形成されることが望ま
しいが、±20％程度の誤差があつてもよい。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、仕切壁と
ライナの隔壁との間に形成した連通孔によつて吐
出流路における低圧部と貯液室とが連通されるよ
うになり、貯液室内の液体が吐出流路に吸い出さ
れるようになるから、吐出流路における低圧領域
ｂに滞留またはここを流れている気液混合流体の
気泡が破壊されて大きな気泡に成長し、このよう
な大きな気泡は浮上し易くなるので分離効率がよ
くなる。また貯液室から吸い出された水は流れの
早い本流の気液混合流体にぶつかつてこの本流の
速度エネルギーを減少させ、これにより本流中の
気泡を破壊させて、気泡の分離を促すようにな
る。このようなことから、自吸性能が向上し、吐
出流路、貯液室および仕切壁を低くすることがで
き、ポンプの小形化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自吸式ウエスコポンプの例を示
す断面図、第２図は第１図の−線に沿う断面
図、第３図は本考案の一実施例の自吸式ウエスコ
ポンプを示す断面図、第４図は第３図の−線
に沿う断面図である。 ２０……ケーシング、２１……吸込流路、２２
……吐出流路、２３……貯液室、２４……仕切
壁、２５……ライナ、２６……吸込口、２７……
吐出口、２８……回液口、２９……ポンプ室、３
０……羽根車、３４……連通孔、３５……隔壁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ポンプ室と、このポンプ室に連なる吸込流路お
   よび吐出流路を有するケーシングと、上記吐出流
   路に隣接して上記ケーシングに形成された貯液室
   と、上記吐出流路と貯液室を区画する仕切壁と、
   上記ポンプ室に内装されたライナと、このライナ
   に形成され上記吐出流路および貯液室の下端とポ
   ンプ室をそれぞれ連通させる吐出口および回液
   口、ならびにこれら吐出口と回液口を区画する隔
   壁と、上記ポンプ室に回転可能に収容された羽根
   車とを有する自吸式ウエスコポンプにおいて、 上記仕切壁と上記ライナの隔壁との間に連通孔
   を設けたことを特徴とする自吸式ウエスコポン
   プ。