JPH1137084A - 水中ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、漏水量を小さくすることがで
き、空気が残留することがなく、且つメカニカルシール
部の損傷を防止することができる空気抜き構造を備えた
水中ポンプを提供する。 【解決手段】 羽根車５を内部に配置し、吸込口７ｃと
吐出口７ｂとを有するポンプケーシング７と、羽根車５
の回転軸を水密に保持するメカニカルシール部２を有す
る中間ケーシング４とを備えた水中ポンプにおいて、空
気抜き穴４ａの一方の端部を中間ケーシング４のメカニ
カルシール部２近傍の羽根車５のハブ部５ａに相対する
位置に設け、他方の端部をポンプの外部に開放するよう
に、空気抜き穴４ａを中間ケーシング４に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水の送水等に用い
られるボルテックス形汚水・汚物用水中ポンプ等に係
り、特にポンプ内部の空気を抜いて、ポンプ起動時にエ
アーロックを引き起こさないようにするための空気抜き
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記水中に設置されるボルテックス形水
中ポンプにあっては、ポンプ下端部に羽根車を配置した
ポンプケーシング部を備え、このポンプケーシング部に
は汚水・汚物水を送水するための吸込口及び吐出口を有
している。ポンプケーシング内の羽根車の前面は比較的
広い空間となっており、汚水・汚物水中の汚物が噛み込
みにくく、閉塞し難い構造となっている。ポンプケーシ
ングの上部には、中間ケーシングが設けられ、羽根車の
ハブ部に固定された回転軸を水密的に支持するメカニカ
ルシールを含めた回転軸の駆動部となっており、更に中
間ケーシング内には回転軸を回転駆動するモータが配置
されている。

【０００３】係る水中ポンプにおいては、ポンプ起動時
に羽根車周辺に貯った空気によるエアロックを引き起こ
さないようにするため、ポンプ内部の羽根車を内部に配
置したポンプケーシングと中間ケーシングとで区画され
る、ポンプ室内の特に羽根車周辺の空間の空気を抜く必
要がある。

【０００４】このため、従来の一般的な空気を抜く構造
を、例えば図２及び図３に示す。回転軸１を水密的に軸
封するメカニカルシール２を収容するメカニカルシール
室３を構成する中間ケーシング４と、前記回転軸１と一
体に回転する羽根車５をポンプ室６内に収容するポンプ
ケーシング７との当接面の該ポンプケーシング７側の一
カ所に、ポンプケーシング７の内外を連通する空気抜き
穴７ａを設け、この空気抜き穴７ａからポンプ室６の内
部の空気を外部に排出するようにしたものである。

【０００５】この空気抜き穴の位置は、羽根車位置より
僅かに高い位置に設けられており、ポンプ室内部の空気
を抜き、ポンプ起動時にエアロックを引き起こさないよ
うになっている。しかしながら、この空気抜き穴７ａ
は、羽根車５の外径よりも外方に位置するようになって
いるため、空気抜き位置における水圧が高く、大きな空
気抜き穴を設けると、空気抜き穴からの漏水が多くな
り、ポンプ性能が低下するという欠点があった。また、
空気抜き位置が羽根車外形よりも径の大きな位置で羽根
車が圧送する汚水に直接的に曝される位置にあるため、
汚水中の汚物がこの空気抜き穴を閉塞して、空気抜き機
能が失われるという問題も生じていた。

【０００６】一方で、メカニカルシール部２と空気抜き
穴７ａとの相対位置を見ると、ポンプ室６の上部の空間
には空気の抜けない場所が存在する。即ち、羽根車５と
中間ケーシング４の下端部で囲まれた空間は、空気が残
留する場所となり、ポンプ起動からしばらくの間は、メ
カニカルシール部２が空気に曝されて取扱液によって冷
却、潤滑されず、これによってメカニカルシール部２の
摺動面の温度が著しく上昇し、摺動面の潤滑不良によっ
て摺動面が荒れ、メカニカルシールの漏洩量を増大さ
せ、ポンプ寿命を著しく低減させる原因にもなってい
た。

【０００７】前記メカニカルシール２は、図４に示すよ
うに、モータ側の上部メカニカルシール１０ａとポンプ
側の下部メカニカルシール１０ｂとから構成され、これ
らの各メカニカルシール１０ａ，１０ｂは、固定環１１
と回転環１２で形成される各一対の摺動面を持ってい
る。そして、上下の各回転環１２をベローズ１３を介し
てコイルスプリング１４で固定環１１側に押圧すること
によって、一定の面圧で摺動するようになっている。更
に、摺動面で発生する摺動トルクに打ち勝ち、且つベロ
ーズ１３と回転軸１との間で漏れが発生しないように、
ベローズ１３は回転軸１に一定のパッキング力で組付け
られている。

【０００８】ここに、メカニカルシール２は、油が封入
された前記メカニカルシール室３内に組み込まれ、この
油で固定環１１と回転環１２との摺動面の潤滑と冷却を
行っているが、下部メカニカルシール１０ｂの摺動面
は、耐摩耗性の高いシリコンカーバイド等の硬質材料で
製作するのが一般的であり、前記ポンプ室６内に空気が
残留した場合に摺動不良を起こし易く、このためポンプ
室６内の空気を完全に抜くことが望まれている。

【０００９】また、図５は他の従来のボルテックス形汚
水・汚物用水中ポンプにおける空気抜き方式を示したも
のである。この方式は空気抜き弁を取り付けてポンプの
始動時にポンプ室内部の空気を抜き、ポンプが揚水を行
い、ポンプ室内部の水圧が高くなるとその水圧を利用し
て弁を閉じて空気抜き穴を閉塞するようにしたものであ
る。即ち、ポンプケーシング７に、外部連通孔２４を設
け、その内部にボール弁状体を配置した空気流出弁２２
を設ける。ポンプの始動時には、この空気流出弁２２が
開いており、ポンプ室６内の空気を抜く。ポンプが揚水
を行ってポンプ室６の内部の水圧が上昇すると、その水
圧作用でボール状弁体により空気流出弁２２を閉じるよ
うにしたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
２及び図３に示す一般的な従来例にあっては、空気抜き
穴が羽根車の外径より外方に位置しているために、空気
抜き穴内の水圧が高くなり、大きな空気抜き穴を設ける
と、空気抜き穴からの漏水が多くなって、ポンプ性能が
低下してしまうばかりでなく、羽根車から圧送される汚
水に直接的に曝される位置にあるため、汚水中の異物が
この空気抜き穴に詰まって、空気抜き機能が失われてし
まうことがあることは上述したとおりである。

【００１１】更に、メカニカルシールと空気抜き穴との
相対位置から、メカニカルシールと羽根車主板との間に
空気の抜けない場所が存在して、このため、ポンプ起動
からしばらくの間、メカニカルシールが空気に曝されて
この摺動面の温度が著しく上昇し、摺動面の潤滑不良に
よって摺動面が荒れて、メカニカルシール漏洩量を増大
させ、ポンプ寿命を著しく低減させる原因にもなってい
た。

【００１２】また、図５に示す空気抜き弁を用いた従来
例にあっては、揚水中の漏れ損失を実質上ゼロにできる
ものの、空気抜き弁を設けているためコストアップに繋
がってしまうばかりでなく、この弁内部の狭い空気抜き
経路に異物が吸着して、弁を閉塞させてしまうことがあ
る。また、この構造では、メカニカルシールと羽根車主
板との間に空気を抜くことができない場所が存在してし
まうと考えられる。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、簡単な構造で、空気抜きに伴う漏水量を小さくする
ことができ、且つ空気が残留することがなくメカニカル
シール部の損傷を防止することができる空気抜き構造を
備えた水中ポンプを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の水中ポンプは、
羽根車を内部に配置し、吸込口と吐出口とを有するポン
プケーシングと、該羽根車の回転軸を水密に保持するメ
カニカルシール部を有する中間ケーシングとを備えた水
中ポンプにおいて、空気抜き穴の一方の端部を前記中間
ケーシングのメカニカルシール部近傍の前記羽根車のハ
ブ部に相対する位置に設け、他方の端部を前記ポンプの
外部に開放するように、前記空気抜き穴を前記中間ケー
シングに設けたことを特徴とする。

【００１５】これにより、構造的に簡単で安価な空気抜
き穴によってポンプ室内の空気を抜くことができ、しか
もこの空気抜き穴をメカニカルシール近傍に位置する羽
根車ハブと相対する中間ケーシングに設けることで、空
気流出位置での揚水時の水圧を極めて低くすることがで
きるので漏れ量を低減することができる。同時に空気抜
き穴を比較的大きくできることから、送水している汚水
中に含まれる異物による閉塞の影響を受け難くすること
ができる。

【００１６】ここに、前記空気抜き穴が前記羽根車ハブ
部の上端部で開口するようにすることが好ましく、これ
により、中間ケーシングと羽根車主板との間の空間に存
在する空気をほぼ完全に外部に排出することができ、メ
カニカルシールの摺動面の温度上昇及び荒れを防止でき
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
を参照して説明する。ここに、前記図２及び図３に示す
従来例と同一部分には同一符号を付して説明する。

【００１８】この実施の形態における水中ポンプは、ポ
ンプ部３０とモータ部３１とが一体に構成され、その間
にメカニカルシール部３２が位置するようになってお
り、モータ部３１から延び上部軸受３３及び下部軸受３
４を介して回転自在に支承された回転軸１の先端に羽根
車５が取付けられている。

【００１９】前記羽根車５は、吐出口７ｂと吸込口７ｃ
を有するポンプケーシング７によって囲まれて、下部の
吸込口７ｃから汚水を吸い込んで側面の吐出口７ｂに吐
出するように構成されている。この羽根車５の翼（主
板）５ｂとポンプケーシング７の底面の間には、ボルテ
ックスポンプの特徴である広い空隙が設けられて、比較
的大きな異物でも容易に圧送することができるようにな
っており、ポンプケーシング７には、ポンプを自立させ
るための複数の脚７ｄが設けられている。

【００２０】そして、ポンプ部３０の圧力水がモータ部
３１側へ漏洩しないように、ポンプ部３０とモータ部３
１との間のメカニカルシール部３２のメカニカルシール
室３でメカニカルシール２による軸封がなされている。
このメカニカルシール室３内には油が封入されており、
これによって、メカニカルシール２の摺動面の潤滑と冷
却を行うように構成されている。

【００２１】前記中間ケーシング４の下部には、ポンプ
室６内の空気抜きを行うための空気抜き穴４ａが設けら
れている。この空気抜き穴４ａは、メカニカルシール２
の近傍の羽根車ハブ部５ａに相対する位置で開口して、
中間ケーシング４の外周のポンプ外部で開放するように
なっている。しかも、この空気抜き穴４ａは、中間ケー
シング４と羽根車主板５ｂとの間の空気を略完全に外部
に抜き出せるように、その開口が羽根車ハブ部５ａの上
部のポンプ室６の上端で相対するような位置に設定され
ている。

【００２２】このように、空気抜き弁等を設けることな
く、中間ケーシング４の下端部に設けた空気抜き穴４ａ
でポンプ室６内の空気を抜くことにより、構造的に簡単
で安価な空気抜き構造を構成することができる。

【００２３】しかも、空気の流出位置を羽根車ハブ部５
ａの近傍とすることにより、空気流出位置での揚水時の
水圧を極めて低くするとともに、圧送している汚水中に
含まれる異物の閉塞を受け難くすることができる。従っ
て、空気抜き穴４ａを通じて漏れる圧力水の量を低減さ
せ、同時に、同じポンプ性能ならばより断面積の大きな
空気抜き穴４ａを穿設できるようにして、空気抜き穴４
ａの閉塞に対する安全性を高めることができる。

【００２４】更に、中間ケーシング４と羽根車主板５ｂ
との間の空気をほぼ完全に抜くことができ、これによっ
て、メカニカルシール２の摺動面を運転初期からポンプ
内部の水で潤滑及び冷却して、メカニカルシール２を長
期に亘って安全に使用することができる。

【００２５】なお、前記モータ部３１は、中間ケーシン
グ４に連結されたモータフレーム３５の内周面に固着さ
れた固定子３６と、前記回転軸１と一体に回転する回転
子３７とから主に構成されている。上部は、キャブタイ
ヤケーブル３８及びハンドル３９を備えたモータカバー
４０で覆われ、このモータカバー４０の内部にプロテク
タ４１が配置されている。前記モータ部３１は、Ｏリン
グやシートパッキンによって水密に構成され、水中ケー
ブルを介して電力が供給されるようなっている。前記ハ
ンドル３９は、水中ポンプの汚水槽内への吊下げや移動
を行うためのものであり、また、前記プロテクタ４１
は、過電流や欠相運転等によるモータ部３１の焼損を防
止するためのものである。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、構成が簡単で安価な空気抜き穴でポンプ内部の空気
を抜くことができ、しかもこの空気抜き穴の異物による
閉塞に対する安全性を大きく改善するとともに、ポンプ
の漏洩損失を低減させてポンプ性能を高めることができ
る。しかも、中間ケーシングと羽根車主板との間の空気
溜まりを効果的に無くして、メカニカルシールの摺動面
の空気による潤滑不良の発生を防止して、メカニカルシ
ールの信頼性を長期に亘って保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す水中ポンプの縦断正
面図。

【図２】従来例の要部を示す縦断正面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】メカニカルシールを示す断面図。

【図５】他の従来例を示す一部切断の正面図。

【符号の説明】

２ メカニカルシール ３ メカニカルシール室 ４ 中間ケーシング ４ａ 空気抜き穴 ５ 羽根車 ５ａ 羽根車ハブ部 ５ｂ 羽根車主板 ６ ポンプ室 ７ ポンプケーシング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車を内部に配置し、吸込口と吐出口
   とを有するポンプケーシングと、該羽根車の回転軸を水
   密に保持するメカニカルシール部を有する中間ケーシン
   グとを備えた水中ポンプにおいて、 空気抜き穴の一方の端部を前記中間ケーシングのメカニ
   カルシール部近傍の前記羽根車のハブ部に相対する位置
   に設け、他方の端部を前記ポンプの外部に開放するよう
   に、前記空気抜き穴を前記中間ケーシングに設けたこと
   を特徴とする水中ポンプ。
2. 【請求項２】 前記空気抜き穴が前記中間ケーシングの
   前記羽根車ハブ部を配置した空間の上端部で開口するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１記載の水中ポンプ。