JPH07286592A - 自吸式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、自吸式ポンプに関する。 【構成】 羽根車(4) を収容する羽根車室(21)を形成し
たポンプケーシング(2) と、呼び水を保有するためのタ
ンク室(34)を形成したケーシングカバー(3)と、同ポン
プケーシング(2) とケーシングカバー(3) との間に介設
した仕切壁(6) とを具備し、同仕切壁(6) に、ケーシン
グカバー(3) 側から前記羽根車室(21)へ水を流入させる
自吸作用のための連通孔(61)を設けた自吸式ポンプにお
いて、上記連通孔(61)に一定の長さを有する流路(R) を
形成すると共に、同流路(R) の中途部の内径を流入口(8
1)側と流出口(82)側の内径よりも大きく形成して、減圧
空間(Q) を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、騒音低減を図った自吸
式ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に知られる自吸式ポンプは、
電動機の一端にポンプケーシングを取付けており、同ポ
ンプケーシングには、仕切壁を介して呼び水を保有する
ケーシングカバーを連結している。そして、前記ポンプ
ケーシング内に羽根車を配設し、同羽根車を前記電動機
の駆動軸である羽根車取付軸に連動連結している。

【０００３】上記仕切壁には、ケーシングカバー側とポ
ンプケーシング側とを連通する自吸用の連通孔を設けて
いる。

【０００４】以下、従来の自吸式ポンプＸの構成につい
て、図５〜図７を参照しながら説明する。

【０００５】即ち、図５に示すように、自吸式ポンプＸ
は、電動機１と、羽根車４を収容するポンプケーシング
２と、ケーシングカバー３とを具備しており、電動機１
とポンプケーシング２とを、ポンプブラケット５を介し
て、取付ビス50により連結している。なお、図５中、52
はコンデンサ、53はコンデンサ取付ビス、54はポンプ組
付けビスである。

【０００６】また、ポンプケーシング２及びケーシング
カバー３は、それぞれ一側を開放して形成しており、か
かる開放側同士を互いに対向させ、両者2,3 を、仕切壁
６を介して連結している。

【０００７】ポンプケーシング２には図６に示すよう
に、下半分に略円形形状の羽根車室21を形成すると共
に、同羽根車室21の上方には送水室22を設けて、両室2
1,22 を送水通路23により連通させている。図６中、10
は羽根車取付軸1aを支持する筒状軸受部、13は軸挿通
孔、51は取付ビス挿通孔である。

【０００８】そして、羽根車４は上記羽根車室21内に配
設されて、図５に示すように、電動機１の羽根車取付軸
1aに、ゴムリング1b、及び、メカニカルシール９を介し
て連結している。

【０００９】一方、図７に示すように、ケーシングカバ
ー３は、吸水口31と同吸水口31に連通する吸水路32と、
さらに、送水口33と同送水口33に連通するタンク室34及
び循環室35とを形成している。なお、タンク室34の上方
には気水分離部34a を形成している。

【００１０】そして、図５に示すように、仕切壁６の所
定の位置には、水を流通させるための自吸用の連通孔6
1,62 、中央連通孔63、上部連通孔64、及び、排水用水
抜孔65を形成している。

【００１１】上記したタンク室34は、連通孔61により羽
根車室21と連通すると共に、上部連通孔64によりポンプ
ケーシング２の送水室22と連通している。

【００１２】また、循環室35は、連通孔62により羽根車
室21と連通し、さらに、吸水路32と羽根車室21とは中央
連通孔63により連通している。

【００１３】仕切壁６は、仕切板７とパッキン８とを密
着するように重合して構成しており、上記連通孔61,62,
63,64,65は、同仕切板７とパッキン８に、同軸的に形成
している。パッキン８は、かかる連通孔61,62,63,64,65
に対応する孔を有し、かつ、かかる連通孔61,62,63,64,
65からの水漏れを防止している。

【００１４】しかも、この種の自吸式ポンプＸにおいて
は、自吸用の連通孔61,62 は、通常、羽根車４のブレー
ド4aに対応するようにして、羽根車４の外形よりも内側
に設けている。

【００１５】上記のように構成された自吸式ポンプＸの
作用について説明すると、以下の通りである。

【００１６】すなわち、ケーシングカバー３内に呼び水
を注入して、羽根車室21まで浸入させた後、電動機１を
駆動すると、羽根車４が回転する。

【００１７】羽根車４の回転により、吸水路32内の空気
が羽根車室21へ吸い込まれると共に、同羽根車室21内の
水に空気が混入し、かかる空気を混合した水は、羽根車
室21→送水室22→上部連通孔64→気水分離部34a と流
れ、同気水分離部34a において空気と水が分離されて、
空気は送水口33から吐出される。

【００１８】そして、残りの水はタンク室34→連通孔61
→羽根車室21及び、タンク室34→循環室35→連通孔62→
羽根車室21と流れ、再び羽根車室21内に戻る。

【００１９】すなわち、水は羽根車室21からタンク室34
及び循環室35との間を循環することになり、その間に空
気のみが外方へ吐出されて、やがて、羽根車室21内及び
吸水路32では空気圧が減少し、外部と圧力差を生じる。

【００２０】かかる圧力差により、水が吸水口31から羽
根車室21へ流入して給水を行うことができるものであ
る。

【００２１】吸い込まれた水は、タンク室34より連通孔
61、また、循環室35より連通孔62を介して羽根車室21内
に還流すると共に、送水室22から上部連通孔64を通って
タンク室34内に流れ、送水口33から給水され、ポンプと
しての機能を果たすことになる。このときに、一部の水
は、タンク室34から連通孔61,62 から羽根車室21内へ還
流する。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した自
吸式ポンプでは、未だ、以下のような課題を残してい
た。

【００２３】すなわち、上述した作用をなす自吸式ポン
プは、通常、容量が小さいものであり、したがって、羽
根車４の直径も小さく、遠心力も小さいので、自吸性能
を保つために、自吸用の連通孔61,62 は、羽根車４の外
形よりも内側、即ち、ブレード4a先端よりも内側に設け
ている。

【００２４】したがって、循環する水をブレード4aが略
直角に剪断することになり、大きな騒音を発生するとい
う欠点があった。

【００２５】また、連通孔61,62 の孔径が同連通孔61,6
2 の軸線方向長さよりも大きければ、連通孔61,62 の出
口における境界流が縮流となり、キャビテーションを引
起し、かかるキャビテーションによる騒音も大きなもの
となっていた。

【００２６】そこで、騒音の発生を抑えるための一形態
として、自吸用の連通孔61,62 を、図８及び図９に示す
ような構造としたものがあった。なお、図８及び図９に
おいて、同一構成要素には同一の符号を用いている。

【００２７】これは、騒音発生が水の流入圧の大きさが
大きい程騒音も大きくなることが実験的に分かっている
ことから、羽根車室21内に流入する水の速度を低下させ
て圧力を降下させるようにしたものである。

【００２８】すなわち、図８に示す構造では、連通孔6
1,62 を管状に形成して、孔径Ｄよりも孔長さＬを十分
に大きくとり、矢印f1で示すような縮流が羽根車室21側
の流出口82に到達しないようにして、流出口82付近での
縮流となった境界流によるキャビテーションの発生を防
止し、キャビテーションによる騒音の発生を抑止してい
る。さらに、流出口82を滑らかなコーナーとなるように
形成して、より縮流の発生を防止している。

【００２９】図９に示す構造では、管状に形成した連通
孔61,62 の流出側に拡径部D1を形成しており、流入側は
拡径部D3よりも内径を小さくした縮径部D2としている。
水圧は、縮径部D2での圧力損失により拡径部D1では減圧
されて、一次圧力P1＞二次圧力P2となる。

【００３０】したがって、拡径部D1では流速が下がって
流出口82付近ではますます縮流が発生しにくくなり、キ
ャビテーションを抑え、さらに、流入圧が小さいので、
ブレード4aによる水の剪断で発生する騒音も小さくする
ことができるものである。

【００３１】しかし、上記した構造では、いくらかは騒
音の減少は見られたものの、家庭用等に使用するには未
だに騒音が大きいという声が大きく、さらなる騒音低減
が望まれていた。

【００３２】本発明では、上記課題を解決することので
きる自吸式ポンプを提供することを目的としている。

【００３３】

【課題を解決するための手段】本発明は、羽根車を収容
する羽根車室を形成したポンプケーシングと、呼び水を
保有するためのタンク室を形成したケーシングカバー
と、同ポンプケーシングとケーシングカバーとの間に介
設した仕切壁とを具備し、同仕切壁に、ケーシングカバ
ー側から前記羽根車室へ水を流入させる自吸作用のため
の連通孔を設けた自吸式ポンプにおいて、上記連通孔に
一定の長さを有する流路を形成すると共に、同流路の中
途部の内径を流入口側と流出口側の内径よりも大きく形
成して、減圧空間を形成したことを特徴とする自吸式ポ
ンプに係るものである。

【００３４】また、本発明は以下の構成にも特徴を有す
る。

【００３５】（イ）上記仕切壁を、ポンプケーシング側
の仕切板とケーシングカバー側のパッキンとを密着する
ように重合して構成すると共に、上記連通孔は、前記仕
切板に形成した後側連通孔と、パッキンに形成した前側
連通孔とを羽根車のブレードに対応する位置に同軸的に
重合して構成し、しかも、前側連通孔は、ケーシングカ
バー側に向かって膨出し、前記パッキンの厚みよりも長
い流路を形成すると共に、同流路の流出側に減圧空間
を、流入側には同減圧空間に連通する縮径部を形成し、
同減圧空間の内径は、後側連通孔の内径及び縮径部の内
径よりも大きくした。

【００３６】（ロ）上記自吸用連通孔を複数個設けた。

【００３７】（ハ）上記後側連通孔は、ポンプケーシン
グ側に向かってバーリング状に形成し、出口側に滑らか
なコーナー部を形成した。

【００３８】

【実施例】以下、本発明に係る自吸式ポンプの連通孔構
造の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００３９】図１は本発明に係る連通孔構造を具備する
自吸式ポンプの説明図、図２は同要部の説明図である。

【００４０】本実施例における自吸式ポンプＡは、図５
で示した従来の自吸式ポンプＸと同じ構成、機能を有す
るものであり、したがって、ここでは詳しい説明は省略
する。

【００４１】図１において、１は自給式ポンプＡの羽根
車４を駆動するための電動機、1aは同電動機１の主軸、
２は羽根車室21を形成するポンプケーシング、３は呼び
水を保有するケーシングカバー、５はポンプケーシング
２を電動機１に取付けるためのポンプブラケット、９は
メカニカルシールである。

【００４２】また、６は仕切壁であり、仕切板７とパッ
キン８とから構成しており、ポンプケーシング２とケー
シングカバー３とを仕切っている。

【００４３】また、仕切壁６には、自吸用の連通孔61を
穿設しており、ケーシングカバー３側とポンプケーシン
グ２側とを連通するようにしている。なお、27はポンプ
ケーシング２の背壁25に設けた複数個の補強用リブであ
り、背壁25の電動機１側の面に放射状に形成している。

【００４４】上記した自吸式ポンプＡにおいて、本発明
の要旨となるのは、上記自吸用の連通孔61に一定の長さ
を有する流路Ｒを形成すると共に、同流路Ｒの中途部の
内径を流入口81側と流出口82側の内径よりも大きく形成
して、減圧空間Ｑを形成したことにある。

【００４５】また、上記連通孔61は複数個設けており、
本実施例では、図５に示すように、ポンプケーシング２
の羽根車室21とケーシングカバー３の水タンク部34とを
連通する第１連通孔61と、羽根車室21と循環室35とを連
通する第２連通孔62との２個の連通孔61,62 を設けてい
る。

【００４６】なお、第１・第２連通孔61,62 は、例え
ば、それぞれ２個づつとする等、複数個づつ設けること
もできる。

【００４７】なお、両連通孔61,62 は同一構造となって
いるので、説明を容易にするために第１連通孔61につい
てのみ説明する。

【００４８】図２に示すように、上記第１連通孔61は、
仕切板７に後側連通孔61b を、パッキン８には前側連通
孔61a を、それぞれ、同軸的に形成すると共に、かかる
後側連通孔61b と前側連通孔61a とを羽根車４のブレー
ド4aに対応する位置に重合状態にしてケーシングカバー
３側とポンプケーシング２側とを連通している。

【００４９】しかも、前側連通孔61a は、ケーシングカ
バー３側に向かって膨出し、前記パッキンの厚みよりも
長い流路Ｒを形成している。

【００５０】本実施例では、パッキン８に、ケーシング
カバー３側に向かって膨出する連通孔形成筒部80を形成
し、同連通孔形成筒部80内に管状の前側連通孔61a を設
けており、さらに、同前側連通孔61a 内に流路Ｒを形成
している。

【００５１】そして、同流路Ｒには流入口81側と流出口
82側（後側連通孔61a ）の内径d3,d2よりも大きな内径d
1とした減圧空間Ｑを設けている。

【００５２】また、流入口81側には、同流入口81と減圧
空間Ｑとを連通する縮径部Q1を形成している。したがっ
て、同減圧空間Ｑの断面積は、後側連通孔61b 及び縮径
部Q1の断面積よりも大きくなっている。

【００５３】したがって、第１連通孔61を通って、ケー
シングカバー３側からポンプケーシング２側に流入する
水は、タンク室34→前側連通孔61a （流入口81→縮径部
Q1→減圧空間Ｑ）→後側連通孔61（流出口82) →羽根車
室21の順に流れることになる。

【００５４】このときに、上記縮径部Q1での圧力損失に
より減圧空間Ｑでは減圧されて、流入口81における一次
圧力と、減圧空間Ｑにおける二次圧力との関係は、一次
圧力P1＞二次圧力P2となる。

【００５５】また、上記した後側連通孔61b （流出口8
2）の断面積は、減圧空間Ｑの断面積よりも小さいの
で、圧力的なクッション作用がはたらいてさらに減圧さ
れ、流出口82における圧力である三次圧力P3は上記二次
圧力P2よりも小さくなり、一次圧力P1＞二次圧力P2＞三
次圧力P3の関係となる。

【００５６】したがって、流入口81に比べて流水は大き
く減圧されることになって、ブレード4aによる水の剪断
で発生する騒音も小さくすることができ、騒音を抑制す
ることができる。

【００５７】さらに、本実施例では、上記後側連通孔61
b は、ポンプケーシング３側に向かってバーリング状に
形成しており、流出口82側に滑らかなコーナー部82a を
形成しているので、流出口82では流速が下がり、流出口
82付近では縮流が発生しにくくなって、キャビテーショ
ンを抑えることができる。

【００５８】このように、羽根車４のブレード4aによる
水の剪断で発生する騒音を抑制すると共に、キャビテー
ションによる騒音も抑制できるので、全体的に騒音を大
きく減少させることができる。

【００５９】ところで、上記した後側連通孔61b は、図
３に示すように、バーリング状に形成することなく、通
常の孔であっても構わない。この場合でも略同様な騒音
低減効果を得ることができる。

【００６０】図４に、実験で得た騒音レベルを示すグラ
フを示しており、本発明に係る連通孔61は、従来の構造
のものよりも0.4 〜1.2dB の大幅な騒音低減を図ること
ができた。

【００６１】なお、グラフにおけるタイプ、タイプ
は、それぞれ、図８、図９で示した従来の構造によるも
のである。

【００６２】また、循環室35と羽根車室21とを連通する
第２連通孔62においても、上述した第１連通孔61と同様
の騒音抑制機能を有することは勿論である。

【００６３】以上説明してきたように、本発明に係る連
通孔構造を具備する自吸用ポンプＡでは、ケーシングカ
バー３側からポンプケーシング２の羽根車室21へ水が流
入するときに、連通孔61,62 に設けた減圧空間Ｑにより
大きく減速されて、流水の圧力も大きく減圧され、か
つ、流出口82付近におけるキャビテーションの発生を防
止できるので、大幅な騒音低減を図ることができる。

【００６４】したがって、静粛な自吸用ポンプＡを提供
することが可能となり、例えば、家庭用等に用いるのに
適する。

【００６５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明では以
下の効果を奏する。

【００６６】連通孔に一定の長さを有する流路を形成
すると共に、同流路の中途部の内径を流入口側と流出口
側の内径よりも大きく形成して、減圧空間を形成したこ
とにより、水がケーシングカバー側からポンプケーシン
グの羽根車室に流入する際に、減圧空間で流速が減速さ
れ、流水の圧力も低下し、羽根車のブレードによる水の
剪断で発生する騒音を可及的に抑制することができる。

【００６７】したがって、家庭用等に適した静粛な自吸
式ポンプの提供が可能となる。

【００６８】仕切壁を、ポンプケーシング側の仕切板
とケーシングカバー側のパッキンとを密着するように重
合して構成すると共に、上記連通孔は、前記仕切板に形
成した後側連通孔と、パッキンに形成した前側連通孔と
を羽根車のブレードに対応する位置に同軸的に重合して
構成し、しかも、前側連通孔は、ケーシングカバー側に
向かって膨出し、前記パッキンの厚みよりも長い流路を
形成すると共に、同流路の流出側に減圧空間を、流入側
に同減圧空間に連通する縮径部を形成し、同減圧空間の
内径は、後側連通孔の内径及び縮径部の内径よりも大き
くしたことにより、流入側での圧力損失により減圧空間
では減圧され、また、上記後側連通孔の断面積は、減圧
空間の断面積よりも小さいので、圧力的なクッション作
用がはたらいて、流出口ではさらに減圧される。

【００６９】したがって、流入側に比べて流水は大きく
減圧されることになって、羽根車のブレードによる水の
剪断で発生する騒音を大幅に低減させることができる。

【００７０】後側連通孔は、ポンプケーシング側に向
かってバーリング状に形成し、出口側に滑らかなコーナ
ー部を形成したことにより、流出口付近でのキャビテー
ションの発生を防止でき、大幅な騒音低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自吸式ポンプの説明図である。

【図２】同要部の説明図である。

【図３】同変容例を示す説明図である。

【図４】騒音レベルを示すグラフである。

【図５】自吸式ポンプの分解斜視図である。

【図６】ポンプケーシングの説明図である。

【図７】ケーシングカバーの説明図である。

【図８】従来の連通孔構造の一形態を示す説明図であ
る。

【図９】従来の連通孔構造の一形態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 自吸式ポンプ Ｑ 減圧空間 Q1 縮径部 Ｒ 流路 ２ ポンプケーシング ３ ケーシングカバー ４ 羽根車 4a ブレード ６ 仕切壁 ７ 仕切板 ８ パッキン 34 タンク室 61 連通孔 61a 前側連通孔 61b 後側連通孔 81 流入口 82 流出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車(4) を収容する羽根車室(21)を形
   成したポンプケーシング(2) と、呼び水を保有するため
   のタンク室(34)を形成したケーシングカバー(3) と、同
   ポンプケーシング(2) とケーシングカバー(3) との間に
   介設した仕切壁(6) とを具備し、同仕切壁(6) に、ケー
   シングカバー(3) 側から前記羽根車室(21)へ水を流入さ
   せる自吸作用のための連通孔(61)を設けた自吸式ポンプ
   において、 上記連通孔(61)に一定の長さを有する流路(R) を形成す
   ると共に、同流路(R)の中途部の内径を流入口(81)側と
   流出口(82)側の内径よりも大きく形成して、減圧空間
   (Q) を形成したことを特徴とする自吸式ポンプ。
2. 【請求項２】 上記仕切壁(6) を、ポンプケーシング
   (2) 側の仕切板(7) とケーシングカバー(3) 側のパッキ
   ン(8) とを密着するように重合して構成すると共に、 上記連通孔(61)は、前記仕切板(7) に形成した後側連通
   孔(61b) と、パッキン(8) に形成した前側連通孔(61a)
   とを羽根車(4) のブレード(4a)に対応する位置に同軸的
   に重合して構成し、 しかも、前側連通孔(61a) は、ケーシングカバー(3) 側
   に向かって膨出し、前記パッキン(8) の厚みよりも長い
   流路(R) を形成すると共に、同流路(R) の流出側に減圧
   空間(Q) を、流入側には同減圧空間(Q) に連通する縮径
   部(Q1)を形成し、 同減圧空間(Q) の内径(d1)は、後側連通孔(61b) の内径
   (d2)及び縮径部(Q1)の内径(d3)よりも大きくしたことを
   特徴とする請求項１記載の自吸式ポンプ。
3. 【請求項３】 上記連通孔(61)を複数個設けたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の自吸式ポンプ。
4. 【請求項４】 上記後側連通孔(61b) は、ポンプケーシ
   ング(2) 側に向かってバーリング状に形成し、出口側に
   滑らかなコーナー部(82a) を形成したことを特徴とする
   請求項２または３に記載の自吸式ポンプ。