JPH11247788A - 軸流ポンプ及びそれを備えた曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体搬送能力及び信頼性を維持しつつ、大き
な固形物を含む汚水を搬送及び処理する。 【解決手段】 モータのシャフトの先端部に羽根車８を
取り付ける。羽根車８は、略円筒形状のハブ３６と、ハ
ブ３６の外周面６３から突出した３枚の羽根３７とによ
って構成されている。羽根３７は、羽根車８の回転方向
に向かって傾斜した前進翼で形成されると共に、先端側
６１が上方に傾斜している。羽根３７の根元部６２は、
ハブ３６側に向かって厚みを増す肉厚形状に形成されて
いる。羽根３７の翼形状は、前縁が曲面状に形成され、
前縁から後縁に向かって肉厚が次第に小さくなってい
る。また、反り線が直線で成ると共に、当該反り線に関
して対称な翼形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸流ポンプ及び軸
流ポンプを備えた曝気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特公昭６１−３８０００号公
報や特公昭６３−５１７６０号公報に開示されているよ
うに、水中ギヤードモータに接続された軸流羽根車が装
置ケーシング内に収納されて成る軸流ポンプを備え、軸
流羽根車の回転によって汚水等の被処理液を流路中に吸
引し、当該被処理液に空気を供給して曝気を行う曝気装
置が知られている。

【０００３】図９に示すように、この種の曝気装置は、
水中ギヤードモータａの軸端に羽根車ｂを取り付けて形
成された本体部Ａと、被処理液の流路ｃを区画形成する
装置ケーシングＢと、流路ｃに空気を供給する給気管ｄ
とを備えている。本体部Ａ及び装置ケーシングＢは、取
付金具ｅを介して固定され、軸流ポンプｐを構成してい
る。

【０００４】羽根車ｂは、略円筒形状のハブｂ１の外周
面に、複数枚の羽根ｂ２，ｂ２，…が外方に延びるよう
に設けられて形成されている。羽根ｂ２は、羽根車ｂの
回転方向とは逆方向に向かって傾斜する、いわゆる後退
翼によって形成されている。

【０００５】運転時には、水中ギヤードモータａを駆動
し、羽根車ｂを回転させる。その結果、被処理液が上方
から流路ｃ中に吸引され、給気管ｄから供給された空気
と攪拌混合した後、水平方向に開口した吐出口ｆから吐
出される。

【０００６】一般に、曝気装置では、軸流ポンプｐによ
って搬送する対象となる流体は、繊維物や木片などの固
形物を含む汚水等である。そのため、固形物が羽根車に
からみつき、ポンプの効率が低下することがあった。ま
た、固形物が羽根車と装置ケーシングとの間にはさまる
と、羽根車及び装置ケーシングの摩耗や破損を招くこと
があった。従って、軸流ポンプには、流体搬送能力のみ
ならず、固形物に対する信頼性及び耐久性も必要とされ
ている。

【０００７】そこで、従来の曝気装置では、羽根車の羽
根の先端部と装置ケーシングの内面との間に所定間隔の
隙間を設け、遠心力を利用することによって固形物を羽
根の先端部に導き、当該隙間から導出するようにしてい
た。しかし、このような隙間を設ける構成では、被処理
液が当該隙間から漏れるため、流体搬送能力が低下し、
軸流ポンプの本来の性能を発揮できないという課題があ
った。

【０００８】これに対し、上記特公昭６１−３８０００
号公報に開示されている曝気装置では、図１０に示すよ
うに、装置ケーシングｈの一部に半径方向外向きに凸状
のくぼみｇを設け、汚水中の固形物を装置ケーシングｈ
側に移動させた後、専ら当該くぼみｇから導出するよう
にしている。このようにすることにより、羽根車の羽根
ｉと装置ケーシングｈとの間の隙間をなくし、羽根ｉの
先端部からの流体漏れを抑制して、装置の効率向上を図
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、くぼみｇを設
ける上記曝気装置では、導出可能な固形物の大きさは、
くぼみｇの大きさによって規制されてしまう。そのた
め、くぼみｇよりも大きな固形物を導出できないという
課題があった。

【００１０】大きな固形物を導出可能とするためにくぼ
みｇを大きく形成すると、くぼみｇにおける流体漏れが
多くなり、装置の流体搬送能力が低下する。従って、実
用上、流体搬送能力に基づく制約から、くぼみｇの大き
さには限界があった。そのため、大きな固形物を含む汚
水等を処理することは困難であった。

【００１１】また、固形物をくぼみｇに移動させるまで
に、羽根ｉと装置ケーシングｈとの間で固形物が摩擦運
動を行うため、羽根ｉ及び装置ケーシングｈの摩耗を防
止するという課題は克服できなかった。

【００１２】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、流体搬送能力及び信
頼性を維持しつつ、大きな固形物を含む汚水等をも搬送
または処理することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、羽根車の羽根を前進翼で形成することに
より、固形物を羽根車の中心部に導き、当該中心部から
導出することとした。また、固形物が円滑に導出される
ように、羽根または装置ケーシングの形状を工夫するこ
ととした。

【００１４】具体的には、第１の発明が講じた手段は、
モータに接続された羽根車がケーシング内に収納されて
成る軸流ポンプにおいて、上記羽根車の羽根は、該羽根
車の回転方向側に傾斜した前進翼によって形成されてい
ることとしたものである。

【００１５】上記発明特定事項により、搬送流体中に含
まれる固形物は、羽根車の羽根によって掻き込まれ、羽
根車の中心部に向かう力、つまり求心力を受ける。その
結果、固形物は羽根に沿って羽根車の中心部に移動し、
当該中心部から導出される。従って、固形物は羽根車の
羽根の間の大きな空間を通じて導出されるので、固形物
の導出通路を大きく確保することができる。その結果、
大きな固形物であっても、詰まることなく円滑に導出さ
れ、羽根車へのからみつきが防止される。また、羽根の
先端部とケーシングとの間で固形物が摩擦運動を行うこ
とがないので、羽根及びケーシングの摩耗が防止され
る。さらに、羽根車の先端部とケーシングの内面との間
に大きな隙間を設ける必要がなくなり、羽根車の先端部
からの流体漏れが抑制される。その結果、流体搬送能力
が向上する。

【００１６】第２の発明が講じた手段は、上記第１の発
明において、羽根車の羽根は、先端側が搬送流体の流入
側に向かって傾斜していることとしたものである。

【００１７】上記発明特定事項により、羽根に衝突した
固形物は、下流に向かって移動する際に、羽根に沿って
羽根車の中心部に移動しやすくなる。そのため、固形物
はより円滑に導出されることになる。

【００１８】第３の発明が講じた手段は、上記第１の発
明において、羽根車は、モータのシャフトに接続されて
該シャフトの軸方向に延びる略円筒形状のハブを備える
一方、該羽根車の羽根は、該ハブの外周面から突出する
複数の羽根によって構成され、該各羽根の根元部は、該
ハブ側に向かって厚みを増す肉厚形状に形成されている
こととしたものである。

【００１９】上記発明特定事項により、求心力を受けつ
つ羽根に沿って羽根車の中心部にまで導かれた固形物
は、根元部からハブの外周面上に円滑に移動する。そし
て、搬送流体の流れに乗って、ハブの外周面を伝わって
円滑に導出される。

【００２０】第４の発明が講じた手段は、上記第１の発
明において、羽根車の羽根は、前縁が所定の前縁半径を
有する丸み形状に形成されていることとしたものであ
る。

【００２１】上記発明特定事項により、流体中に含まれ
る固形物は、羽根の前縁に衝突した後、当該前縁の丸み
形状に沿って、背面または腹面に円滑に導かれる。その
ため、羽根の前縁におけるからみつきが防止され、固形
物は円滑に導出されることになる。

【００２２】第５の発明が講じた手段は、上記第４の発
明において、羽根車の羽根は、前縁から後縁に向かって
翼厚が減少する一方、反り線が直線に形成されると共
に、該反り線に関して背面及び腹面が対称な翼形状に形
成されていることとしたものである。

【００２３】上記発明特定事項により、翼形状が反りの
ない対称形であるため、羽根車は簡易かつ安価に製造さ
れる。また、前縁から後縁に向かって翼厚が次第に小さ
くなるので、前縁に衝突した固形物は、後縁に向かって
円滑に導かれる。

【００２４】第６の発明が講じた手段は、上記第４の発
明において、羽根車の羽根は、前縁から後縁に向かって
翼厚がいったん増加してから減少する一方、所定の反り
を有するように反り線が曲線で形成されると共に、翼弦
線が背面と腹面との間に位置するような翼形状に形成さ
れていることとしたものである。

【００２５】上記発明特定事項により、背面側と腹面側
との圧力差により、固形物の導出が促進される。また、
羽根車の流体搬送能力が向上し、装置の効率が向上す
る。

【００２６】第７の発明が講じた手段は、上記第１の発
明において、ケーシングには、羽根車の羽根の上流側近
傍に設けられ、該羽根の先端部の流入側を覆うように該
ケーシングの中心側に突出した段差部が形成されている
こととしたものである。

【００２７】上記発明特定事項により、羽根車の先端部
における搬送流体の流入側は、段差部によって覆われる
ことになる。そのため、当該段差部によって、搬送流体
中に含まれる固形物が羽根の先端部に衝突することが阻
止される。従って、羽根車とケーシングとの間の隙間に
固形物が詰まることがない。その結果、羽根車とケーシ
ングとの間での固形物のかみこみが防止され、羽根車及
びケーシングの摩擦損傷が回避される。

【００２８】第８の発明が講じた手段は、上記第１の発
明において、ケーシングと羽根車とは、該羽根車の羽根
の先端部と該ケーシングの内面との間に微小な隙間を保
持するように構成されていることとしたものである。

【００２９】上記発明特定事項により、羽根車の羽根と
ケーシングとの間の隙間がほとんどなくなるので、羽根
の先端部からの搬送流体の漏れが低減する。そのため、
装置の効率が向上する。

【００３０】第９の発明が講じた手段は、上記第１〜８
のいずれか一つの発明に係る軸流ポンプを備えた曝気装
置であって、ケーシングは、羽根車の回転によって被処
理液を吸引して吐出する流路を区画形成する一方、上記
流路内の被処理液に所定の気体を供給する給気管が設け
られていることとしたものである。

【００３１】上記発明特定事項により、羽根車の回転に
よって吸引力が発生し、被処理液がケーシング内に形成
された流路に吸引される。この際、被処理液中の固形物
は、羽根車の羽根に衝突し、求心力を受けつつ当該羽根
に沿って羽根車の中心部に移動する。そして、固形物
は、被処理液の流れに乗って、羽根車の中心部から円滑
に導出される。その後、被処理液は、給気管から供給さ
れた所定の気体と攪拌混合され、曝気されて流路から吐
出される。また、固形物も被処理液の流れに乗って、流
路から放出される。その結果、大きな固形物を含む被処
理液であっても、良好に曝気されることになる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３３】＜実施形態１＞ −曝気装置２０の構成− 図１に示すように、実施形態１に係る曝気装置２０は、
軸流ポンプ５０を備え、モータ２のシャフト１３に直結
された羽根車８の回転によって、上方から被処理液を吸
い込み、給気管１１を通じて供給した空気を当該被処理
液に攪拌混合して、下方の吐出口１５から略水平方向に
吐出するものである。

【００３４】まず、曝気装置２０の構成を説明する。曝
気装置２０の装置ケーシングＢは、吐出ケーシング１０
の上に吸込ケーシング９が取付固定されることによって
形成されている。吸込ケーシング９は略円筒形状に形成
され、被処理液の吸い込みを円滑に行うため、上側開口
に向かって末広がり状になっている。吸込ケーシング９
の下側開口の外周囲には、吐出ケーシング１０との接続
部となるフランジ３１が設けられている。吐出ケーシン
グ１０の上端は、吸込ケーシング９の下側開口と滑らか
に連続するように当該下側開口と同心円状に開口し、そ
の外周囲には、フランジ３１と当接するフランジ３２が
形成されている。このフランジ３１とフランジ３２とが
ボルト（図示せず）で締結されることにより、吸込ケー
シング９と吐出ケーシング１０とが固定されている。

【００３５】吐出ケーシング１０の底部には、中心部に
給気管１１用の挿通孔３４が設けられた平坦部３３が形
成され、その平坦部３３の周囲には、外側に向かって下
向きに傾斜した内側斜面３５が形成されている。そし
て、この内側斜面３５と、内側斜面３５と同様に傾斜し
た外枠部分との間に、全周囲に開口する吐出口１５が形
成されている。このように、装置ケーシングＢ内には、
吸入口１４を通じて上方から吸い込んだ被処理液を流れ
方向を変化させて吐出口１５から略水平方向に向かって
吐出させるような流路１６が形成されている。

【００３６】吐出ケーシング１０の平坦部３３には、空
気の供給源としてのブロア（図示せず）に接続された給
気管１１が接続されている。給気管１１は挿通孔３４を
貫通し、その開口部は吐出ケーシング１０の下端面から
上方に突出している。この給気管１１の開口は、空気室
１７と流路１６とを区画する空気室ケーシング１２の上
面と所定間隔を存して対向している。空気室ケーシング
１２は、給気管１１から供給された空気をいったん貯留
した後、流路１６に対して均等に供給するための空気室
１７を区画形成している。空気室ケーシング１２の側面
は吐出ケーシング１０の内側斜面３５に沿って傾斜して
おり、その下端部には、空気室１７内の空気を流路１６
内の被処理液に供給して攪拌混合するための供給路１８
が形成されている。

【００３７】装置ケーシングＢの上部には、被処理液を
吸引して攪拌する駆動力を付与する本体部Ａが設けられ
ている。本体部Ａは、モータケーシング１、モータケー
シング１に収納されたモータ２、モータ２のシャフト１
３、オイルケーシング３、及び羽根車８等が組み立てら
れて構成されている。

【００３８】モータケーシング１は上側が閉鎖された略
円筒形状に形成され、その内部には、モータ室４０が区
画形成されている。

【００３９】モータ２は、モータ本体として、モータケ
ーシング１の内壁に固定された円筒状のステータ２ａ
と、ステータ２ａの内部にステータ２ａと同心円状に配
置されたロータ２ｂとを備えている。ロータ２ｂの内周
面には、下方に向かって延びるシャフト１３が固定され
ている。シャフト１３は、図示しない上部軸受けと、オ
イルケーシング３の上部に保持された下部軸受４とによ
って、回転自在に支持されている。

【００４０】オイル室２５を区画形成するオイルケーシ
ング３は、中央部が下方に向かって階段状に陥没するよ
うに形成され、中心部にはシャフト１３が貫通してい
る。シャフト１３を軸支する下部軸受４は、オイルケー
シング３における底部に向かって一段目の部分に保持さ
れている。オイルケーシング３の外周部２１の下端部
は、メカニカルシールブラケット７の外周部２２に固定
されている。一方、オイルケーシング３の内周部２３の
下端部は、メカニカルシール６を介して、メカニカルシ
ールブラケット７の内周部２４と接続されている。その
結果、オイルケーシング３及びメカニカルシールブラケ
ット７によって、シャフト１３の軸封部であるメカニカ
ルシール６に潤滑剤としてのオイルを供給するオイル室
２５が区画形成されている。また、モータ室４０がオイ
ルケーシング３によって封止され、モータ室４０に被処
理液が侵入しないように構成されている。

【００４１】モータケーシング１とオイルケーシング３
とは、ボルト４１によって締結されている。従って、オ
イルケーシング３はモータケーシング１を固定支持する
とともに、下部軸受４を介してシャフト１３を回転自在
に支持している。

【００４２】本実施形態の特徴である羽根車８は、シャ
フト１３の先端部に締結されている。なお、羽根車８の
具体的構成は、後述する。

【００４３】この曝気装置２０では、オイルケーシング
３の一部が中心部から外側に向かって延び、本体部Ａと
装置ケーシングＢとを固定する固定部材としての取付用
アーム部５が構成されている。つまり、取付用アーム部
５はオイルケーシング３に一体ものとして形成されてい
る。具体的には、図２に示すように、オイルケーシング
３の中心部から、３本の取付用アーム部５が互いに均等
の角度（１２０゜）を保つように、放射状に延びてい
る。取付用アーム部５の先端部には、取付孔２６が形成
されている。そして、吸込ケーシング９に形成された取
付孔２７と当該取付孔２６とを重ね合わせることによっ
て本体部Ａを位置決めし、ボルト２８をこれら取付孔２
６，２７に挿通させて締結することにより、本体部Ａと
装置ケーシングＢとが固定されている。

【００４４】図３に示すように、取付用アーム部５は、
断面形状が下向きに凹状の略コ字形に形成されている。
そして、取付用アーム部５の上面における羽根車８の反
回転方向側は水平面Ｐ１に形成され、回転方向側は、回
転方向に向かって下方に傾斜した傾斜面Ｐ２に形成され
ている。つまり、取付用アーム部５の断面形状は左右に
非対称な略コ字形になっており、回転方向側（図３にお
ける左側）の傾斜面Ｐ２は、被処理液の流入方向に沿う
ように傾斜している。詳しくは、傾斜面Ｐ２は、取付用
アーム部５の強度を維持し且つ被処理液中の繊維物のか
らみつきを防止するのに好適なように、水平面Ｐ１に対
して１０゜〜４０゜の所定角度をなすように傾斜してい
る。なお、本実施形態では特に、傾斜面Ｐ２は水平面Ｐ
１に対して２０゜の角度をなすように形成されている。
このように、取付用アーム部５は、被処理液中の繊維物
の堆積を抑制して繊維物がからみつかないように、繊維
物がその表面上を滑って下流側に流れやすい形状に形成
されている。

【００４５】以上のように、本体部Ａ及び装置ケーシン
グＢによって軸流ポンプ５０が構成されている。

【００４６】−羽根車８の構成− 次に、本実施形態の特徴である羽根車８の具体的構成を
説明する。

【００４７】図４に示すように、羽根車８は、モータ２
のシャフト１３の軸方向に延びる略円筒形状のハブ３６
と、ハブ３６の外周面に突設された３枚の羽根３７とに
よって構成されている。ハブ３６の上面の中心部には、
モータ２のシャフト１３を挿通するための取付孔３９が
設けられている。

【００４８】各々の羽根３７は、羽根車８の回転方向側
（上方から見た時計回りの方向）に傾斜したいわゆる前
進翼によって形成されている。つまり、各羽根３７は、
根元側から先端側に向かうスパン方向の中心線Ｌが、ハ
ブ３６の中心を通る径方向線Ｋよりも、ハブ３６の回転
方向側に所定角度αだけ傾斜している。所定角度αは、
想定される固形物の比重や体積、羽根車８の回転数、被
処理液の流速、固形物に加わる遠心力などを考慮して設
定されている。

【００４９】また、図１に示すように、各羽根３７は、
根元側から先端側にいくに従って上方に傾斜している。
つまり、羽根３７は、先端側が被処理液の流入側に向か
って傾斜している。本実施形態では、羽根３７の前縁部
６１は、水平線と約１０度の角度をなしている。

【００５０】図４に示すように、羽根３７の根元部６２
は、ハブ３６の外周面６３と羽根３７の背面６４、及び
ハブ３６の外周面６３と羽根３７の腹面６５がそれぞれ
滑らかに連続するように、根元側に向かって徐々に厚み
を増すような肉厚形状に形成されている。このように、
羽根３７の根元部６２には、丸みが設けられている。

【００５１】図５に示すように、羽根３７の翼形状（ス
パン方向に垂直な断面の形状）は、反り線Ｎが直線で成
ると共に、反り線Ｎに関して背面６４及び腹面６５が対
称な形状である。つまり、羽根３７の翼形状は、反りの
ない形状に形成されている。前縁６６は、曲率の小さな
曲面状になっており、所定の前縁半径を有する丸み形状
に形成されている。翼厚は、前縁６６から後縁６７に向
かって次第に減少している。

【００５２】図１に示すように、吸込ケーシング９の内
径は、羽根車８の回転直径、すなわち回転時において羽
根３７の先端部が描く仮想的な円の直径にほぼ等しくな
っている。言い換えると、羽根３７の先端部と吸込ケー
シング９の内面との間の隙間を小さくして被処理液の漏
れを抑えるために、吸込ケーシング９の内径は羽根車８
の回転直径よりもわずかに小さくなっている。このよう
に、装置ケーシングＢと羽根車８とは、羽根３７の先端
部と装置ケーシングＢの内面との間に微小な間隙Ｋ１を
保持するように構成されている。

【００５３】−曝気装置２０の動作− 次に、曝気装置２０の動作を説明する。

【００５４】モータ２を駆動すると、シャフト１３の回
転に従って羽根車８が所定の回転数で回転する。この羽
根車８の回転によって、被処理液が吸込口１４を通じて
流路１６に対して斜め下向きに吸い込まれる。一方、ブ
ロア（図示せず）から給気管１１を通じて送風された空
気は、空気室１７に放出された後、供給路１８を通じて
流路１６中の被処理液に混合攪拌される。そして、気泡
を含んだ混合液は、流れ方向を下向き方向から水平方向
に変化させつつ流路１６を流通し、吐出口１５から略水
平方向に向かって吐出される。

【００５５】ここで、図６に模式的に示すように、被処
理液に含まれる固形物（例えば木片等）４５は、被処理
液と共に吸入口１４から流入し、羽根３７に衝突する。
羽根３７の前縁部６１はなだらかな曲面状に形成されて
いるので、前縁部６１に衝突した固形物は、前縁部６１
にからみつくことなく、背面６４または腹面６５上を円
滑に移動していく（図５参照）。この際、固形物４５
は、羽根３７が前進翼であるため、羽根車８の回転の中
心部に向かって掻き込まれる。その結果、固形物４５は
遠心力Ｆ２よりも大きな求心力Ｆ１を受け、羽根３７に
沿ってハブ３６側に移動する。ハブ３６側に移動した固
形物４５は、根元部６２を通じてハブ３６の外周面６３
に移動し、鉛直下向きに流れる被処理液の流れに乗っ
て、下流側に導出される（図４参照）。その結果、固形
物４５は、流路１６内に滞留することなく円滑に排出さ
れる。

【００５６】−実施形態１の効果− 従って、実施形態１によれば、以下のような効果が得ら
れる。

【００５７】羽根車８の羽根３７が前進翼で形成されて
いるので、固形物４５は羽根３７に衝突した後、求心力
を受けてハブ３６側に移動し、被処理液の流れに乗って
導出される。図６に示すように、ハブ３６側には大きな
導出空間Ｓが形成されているので、体積の大きな固形物
４５であっても、円滑に導出することができる。そのた
め、大きな固形物４５を含む被処理液をも処理すること
が可能となる。また、からみつきが防止されるので、装
置の信頼性を向上させることができる。

【００５８】このように固形物４５は羽根車８の中心部
に移動するので、羽根車８と装置ケーシングＢとの間
に、固形物４５を通過させるための隙間を設ける必要が
ない。そこで、本実施形態では、羽根車８と装置ケーシ
ングＢとの間の間隔を狭くしている。そのため、羽根車
８の羽根３７の先端部における流体漏れを最小限に抑え
ることが可能となり、装置の流体搬送能力が増加してい
る。

【００５９】羽根３７が被処理液の流入側に向かって傾
斜しているので、固形物４５は、被処理液の流れに乗っ
て、羽根３７の表面上をハブ３６側に向かって移動しや
すい。そのため、固形物４５を円滑に羽根車８の中心部
に移動させることができる。

【００６０】羽根３７の根元部６２は、ハブ３６側に向
かって厚みを増すような肉厚形状に形成され、根元部分
には全体的に丸みが設けられているので、羽根３７を伝
わって移動した固形物４５は、根元部６２を通じて、ハ
ブ３６の外周面６３に円滑に移動する。そのため、羽根
３７の根元部６２における固形物４５のからみつきを確
実に防止することができる。

【００６１】羽根３７の翼形状は、反りがなく且つ対称
な形状であるため、容易かつ安価に製造することができ
る。

【００６２】羽根３７の前縁６６が曲面状になっている
ので、固形物４５が前縁６６にからまることを確実に防
止することができる。また、羽根３７の翼形状は、前縁
６６から後縁６７に向かって翼厚が次第に小さくなって
いるので、固形物４５を羽根３７の表面上で円滑に移動
させることができる。

【００６３】＜実施形態２＞図７に示すように、実施形
態２に係る曝気装置７０は、実施形態１の曝気装置２０
の吸込ケーシング９を、段差部７２が形成された吸込ケ
ーシング７１に置き換えたものである。

【００６４】本吸込ケーシング７１では、下側の筒部７
３に比べて上側の筒部７４が肉厚に形成されている。上
側の筒部７４の下端面は、羽根車８の羽根３７のうち最
も上側に位置する部分、すなわち前縁部６１の先端６１
ａよりも所定の微小距離だけ上方に位置する。下側の筒
部７３は、上側の筒部７４よりも下方に位置する筒部で
ある。上側の筒部７４と下側の筒部７３とは、上側の筒
部７４の下端面で構成される段差部７２によって、ステ
ップ状に連続している。

【００６５】上側の筒部７４の内径は、羽根車８の回転
直径よりも小さい。一方、下側の筒部７３の内径は、羽
根車８の回転直径よりも所定の微小長さだけ大きい。そ
の結果、本吸込ケーシング７１には、羽根車８の羽根３
７の上流側近傍に設けられ、羽根３７の先端部６１ａの
流入側を覆うように内側に突出した段差部７２が形成さ
れている。従って、吸入口１４から見ると、羽根車８の
羽根３７の先端部６１ａは、段差部７２によって隠され
た状態になっている。

【００６６】曝気装置７０の作動時には、吸入口１４か
ら吸引された被処理液は、上側の筒部７４で区画された
流路から下側の筒部７３で区画された流路に流れ込む。
この際、羽根３７の先端部６１ａは段差部７２によって
覆われているので、被処理液中に混入した固形物４５は
段差部７２によって移動方向が変化させられ、当該先端
部６１ａに衝突することがない（実線矢印参照）。その
ため、羽根３７の先端部６１ａには常に被処理液のみが
流入する（破線矢印参照）。

【００６７】このように、固形物４５がからまりやすい
羽根３７の先端部６１ａに対して固形物４５の接触を回
避することができるので、固形物４５の滞留を確実に防
止することができる。また、羽根３７と装置ケーシング
Ｂとの間に固形物４５が挟まることがないので、羽根３
７の先端部６１ａ及び装置ケーシングＢの内面の摩耗を
確実に防止することができる。

【００６８】＜実施形態３＞実施形態３は、上記実施形
態１または２において、羽根車８の羽根３７の翼形状
を、図８に示すような翼形状に変更した形態である。

【００６９】本実施形態の翼形状では、反り線Ｍは上向
きに凸状になっている。また、背面６４及び腹面６５は
共に外方に突出しており、翼弦線Ｍ１が背面と腹面との
間に位置するような形状になっている。さらに、前縁６
６から後縁６７に向かって翼厚がいったん増加してから
減少するような形状になっている。なお、前縁６６がな
だらかな曲面になっている点は、実施形態１の羽根３７
と同様である。

【００７０】このような翼形状を採用することにより、
背面６４上と腹面６５上との圧力差を利用して固形物４
５の流下を促進することができる。また、単位入力あた
りの被処理液の吐出量が増大する。従って、軸流ポンプ
の流体搬送性能及び信頼性、ひいては曝気装置における
被処理液の処理能力を更に向上させることができる。

【００７１】＜その他の実施形態＞上記実施形態は、モ
ータ２に羽根車８が直結された形態であったが、本発明
の適用対象はこれに限定されるものではなく、モータ２
と羽根車８との間に減速機を介した形態であってもよ
い。

【００７２】被処理液に供給する気体は空気に限らず、
他の気体、例えば他の酸素含有気体であってもよい。

【００７３】本発明による軸流ポンプの適用対象は、曝
気装置に限られるものではない。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、搬
送流体中に含まれる固形物は、羽根によって羽根車の中
心部に向かう求心力を与えられ、羽根車の中心部に移動
して、当該中心部から導出される。そのため、導出通路
を大きく確保することができるので、体積の大きな固形
物であっても、流路内に滞留することなく、円滑に導出
することが可能となる。また、羽根車とケーシングとの
間に固形物を逃がすための隙間を設ける必要がないの
で、羽根車の先端部からの流体漏れを防止することがで
きる。そのため、流体搬送能力を向上させることが可能
となる。また、羽根車及びケーシングの摩耗を防止する
ことができる。

【００７５】第２の発明によれば、固形物を羽根に沿っ
て移動させることが容易になり、固形物を更に円滑に導
出することが可能となる。

【００７６】第３の発明によれば、羽根の根元部にまで
導いた固形物をハブの外周面に円滑に導くことができ
る。そのため、搬送流体の流れに乗せて固形物を円滑に
導出することが可能となる。

【００７７】第４の発明によれば、羽根の前縁に衝突し
た固形物を背面または腹面に円滑に導くことができる。
そのため、羽根への固形物のからみつきを効果的に防止
することができ、固形物を円滑に導出することができ
る。

【００７８】第５の発明によれば、羽根を簡易かつ安価
に製造することができる。また、前縁に衝突した固形物
を後縁に向かって円滑に導くことができ、固形物のから
みつきを効果的に防止することができる。

【００７９】第６の発明によれば、羽根の背面側と腹面
側との圧力差を利用して、固形物の導出を促進すること
ができる。また、流体搬送能力を向上させることができ
る。

【００８０】第７の発明によれば、羽根の先端部への固
形物の衝突を防止することができるため、固形物の羽根
へのからみつきを確実に防止することが可能となる。ま
た、羽根の先端部とケーシングとの間における固形物の
ひっかかりが起こらないので、羽根及びケーシングの摩
耗を確実に防止することができる。従って、信頼性及び
耐久性を一層向上させることが可能となる。

【００８１】第８の発明によれば、羽根の先端部からの
搬送流体の漏れを著しく低減することができる。そのた
め、装置の効率を一層向上させることができる。

【００８２】第９の発明によれば、固形物を含んだ被処
理液の曝気に際して、上記第１の発明と同様の効果が得
られ、装置の性能、信頼性及び耐久性を向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る曝気装置の縦断面図である。

【図２】実施形態１に係る曝気装置の上面図である。

【図３】取付用アーム部の断面図である。

【図４】羽根車の斜視図である。

【図５】実施形態１に係る羽根の翼形状を示す断面図で
ある。

【図６】固形物の導出方法を示す模式的な流路の上面図
である。

【図７】実施形態２に係る曝気装置の縦断面図である。

【図８】実施形態３に係る羽根の翼形状を示す断面図で
ある。

【図９】従来の曝気装置の一部切欠斜視図である。

【図１０】他の従来の曝気装置におけるケーシング部の
横断面図である。

【符号の説明】 １ モータケーシング ２ モータ ８ 羽根車 ９ 吸込ケーシング １３ シャフト ３６ ハブ ３７ 羽根 ５０ 軸流ポンプ ６１ 前縁部 ６２ 根元部 ７２ 段差部 Ａ 本体部 Ｂ 装置ケーシング Ｎ 反り線

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０４Ｄ 3/02 Ｆ０４Ｄ 3/02 Ａ (72)発明者 森田 剛 兵庫県宝塚市新明和町１番１号 新明和工 業株式会社産機システム事業部内 (72)発明者 小形 研哉 兵庫県宝塚市新明和町１番１号 新明和工 業株式会社産機システム事業部内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータに接続された羽根車がケーシング
   内に収納されて成る軸流ポンプにおいて、 上記羽根車の羽根は、該羽根車の回転方向側に傾斜した
   前進翼によって形成されていることを特徴とする軸流ポ
   ンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の軸流ポンプにおいて、 羽根車の羽根は、先端側が搬送流体の流入側に向かって
   傾斜していることを特徴とする軸流ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の軸流ポンプにおいて、 羽根車は、モータのシャフトに接続されて該シャフトの
   軸方向に延びる略円筒形状のハブを備える一方、 該羽根車の羽根は、該ハブの外周面から突出する複数の
   羽根によって構成され、 該各羽根の根元部は、該ハブ側に向かって厚みを増す肉
   厚形状に形成されていることを特徴とする軸流ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の軸流ポンプにおいて、 羽根車の羽根は、前縁が所定の前縁半径を有する丸み形
   状に形成されていることを特徴とする軸流ポンプ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の軸流ポンプにおいて、 羽根車の羽根は、前縁から後縁に向かって翼厚が減少す
   る一方、反り線が直線に形成されると共に、該反り線に
   関して背面及び腹面が対称な翼形状に形成されているこ
   とを特徴とする軸流ポンプ。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の軸流ポンプにおいて、 羽根車の羽根は、前縁から後縁に向かって翼厚がいった
   ん増加してから減少する一方、所定の反りを有するよう
   に反り線が曲線で形成されると共に、翼弦線が背面と腹
   面との間に位置するような翼形状に形成されていること
   を特徴とする軸流ポンプ。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の軸流ポンプにおいて、 ケーシングには、羽根車の羽根の上流側近傍に設けら
   れ、該羽根の先端部の流入側を覆うように該ケーシング
   の中心側に突出した段差部が形成されていることを特徴
   とする軸流ポンプ。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の軸流ポンプにおいて、 ケーシングと羽根車とは、該羽根車の羽根の先端部と該
   ケーシングの内面との間に微小な隙間を保持するように
   構成されていることを特徴とする軸流ポンプ。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一つに記載の軸
   流ポンプを備えた曝気装置であって、 ケーシングは、羽根車の回転によって被処理液を吸引し
   て吐出する流路を区画形成する一方、 上記流路内の被処理液に所定の気体を供給する給気管が
   設けられていることを特徴とする曝気装置。