JPS5810193A - 渦流れ形ポンプ - Google Patents

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】 本発明は、渦流れ形ポンプに係り、特に、その吸水性能
の向上を志向した渦流れ形ポンプに関するものである。

従来、この種の渦流れ形ポンプにおいては、たとえば自
吸運転中に渦流水路内に生ずる気泡や、高吸い上げ時に
おいて発生したキャビテーションによる気泡が、吐出側
から吸込側に戻って膨張し、当該ポンプの性能を著しく
低下させるという不具合点があり、後述する、さきに本
発明者らが開発したものも、この点につき千金なものと
いうことができなかった。

本発明は、このような従来技術あるいは、既開発に係る
ものの不具合点を防止して解消せしめ、安定した吸水性
能を有する渦流れ形ポンプの提供を、その目的とするも
のである。

本発明の特徴は、側面に複数個の羽根部を有する円板状
羽根車と、前記羽根部に対向して設けられた渦流水路と
を備えてなる渦流れ形ポンプにおいて、当該渦流水路の
水路中心にたいし、外方側の水路断面積を内方側の水路
断面積よりも小さく形成し、渦流水路の内方側に滞留す
る空気を水へ強制的に混合して排出せしめることにより
吸込側への循環を防ぐように構成した渦流れ形ポンプに
ある。　　□ なお詳しくは、側面に複数個の羽根および渦室により形
成した羽根部を有する円板状羽根車へ近接し、上記の羽
根に対向する渦流水路を備える渦流れ形ポンプにおいて
、当該渦流水路の水路中心にたいし）外方側の水路断面
積を内方側の水路断面積よりも小さくした渦流れ形ポン
プにある。

次に１本発明に係る実施例を説明する前Ｋ、その理解に
便なるように、さきに開発した渦流れ形ボンダについて
、各図を参照し、まず説明する。

ここで、第１図は、さきに開発したものに係る渦流れ形
ポンプの縦断面図、第２図は、第１図の１−１線に沿う
断面図、第３図は、同１１１−１線に沿う断面図、第４
図は、そのケーシングカバーの斜視図、第５図は、同じ
く羽根車の斜視図、第６図は、同じくライナの一部開披
断面斜視図、第７図は、同じく羽根車の一部欠截拡大正
面図、第８図は、第７図の■ト■線に沿う断面図である
。

図で、１は回転軸、２は円板状の羽根車、３は羽根車ボ
ス、４は孔であり、５は框体、６はライナー、６Ａは凹
部（第６図）、７は弁、８は弾性体、９はキャップ、１
０はバッキング、１１は吸込口、１２は吐出水路、１３
はベーダ、１４は吐出口、１５は吸込水路である。

そして、１６は、第５．７．８図に示すごとく、渦室２
６と羽根２７とよりなる羽根部であり、３１は気水分離
室である。

また、第２．３．４図に示すように、１７は軸封装置、
１８はケーシングカバー、１８Ａはその端面、１９．２
０はバッキング、２１．２２は渦流水路で、２３．２４
は、第４図に示すごとく、上記ケーシングカバー１８に
おける吐出終端部。

吸込始端部Ａであり、２５は、第６図に示すように、さ
きのライナー６における吸込始端部Ｂである。

そして、第８図に示すごとく、２８は環状突起２９は孔
底部で、３０．３０Ａは環状溝（第２図）、３２は渦室
吐出口、３３は回転軸装着孔（第５図）である。

すなわち、電動機などの回転軸１は、第２．３図に示す
ごとく、バッキング１９を介して框体５に嵌着されたラ
イナー６を貫通し、軸封装置１７が固着されており、こ
の回転軸１の一端には羽根車２が、その軸方向に摺動自
在に嵌着されている。

また、ケーシングカバー１８は、バッキング２０により
、図示省略のボルトなどで框体５に水密に固着されてお
り、この框体５は、吸込管に連結される吸込口１１を有
し、逆止弁を弁７１弾性体８により構成して、その弁７
の案内を兼ね、かつバッキング１０によシ水密に螺着し
たキャップ９を取り外すことによって、気水分離室３１
および吸込水路１５に、その開口が連通ずるごとく形成
されている。

上記の気水分離室３１の上部には、吐出水路１２が開口
し、吐出管に連なる吐出口１４に連通するごとくなって
おり、前記の吐出水路１２の気水分離室３１内での開口
は、キャップ９の取シ外しのとき開口する吸込水路１５
の上端口部より上方に形成されているものである。

しかして、上記したようなポンプ装置は、ベース１３上
に載置されているものである。

さきに述べた羽根車２は、円板状に合成樹脂で形成し、
第８図に示すごとく、その前後面に同一形状の羽根部１
６を有し、そのそれぞれの内周側には、環状突起２８．
２８を形成し、また、この羽根車２には、羽根車ボス３
を形成して、その羽根車ボス３の両端と羽根車２前後面
との距離を同一にするとともに、羽根車ボス３の部分に
、一部が軸方向に開放する、第８図に示すごとき孔４を
構成するものである。

この孔４は、羽根車ボス３へ孔底部２９を構成するとと
もに、回転軸１の芯へ対称になるごとき一対の孔４とし
、羽根車２０前後面より１．少なくとも各一対の孔４を
双方から設けるものであり、第１．７図に示すものでは
、この孔４を前後面より各二対としたものである。

また、羽根部１６は、羽根車に係る渦室２６と羽根２７
とにより構成され、渦室２６の断面形状は、第８図に明
示するように、略半円形としている。

なお、上記のように半円形として図示しているが、これ
は、羽根部１６に相対するケーシングカバー１８および
ライナー６とに設けた渦流水路２１．２２との形状によ
り、スムーズな揚液の流れを形成する流線形状などを採
用しても差し支えはないものである。

そして、羽根車２０回転軸１への嵌着は、非円形状の一
転軸装着孔３３をもって行なうものである。

前記のライナー６は、框体５に嵌着されているが、圧入
でも、軸方向に摺動可能でもよいものである。

そして、このライナー６は、羽根車２の羽根部１６に相
対する位置忙、渦流水路２２を形成し、その内周に環状
溝３０Ａを構成して、渦流水路２２は框体５の吸込水路
１５に、隙間が零が微少隙間で連結される渦室吸込始端
へ２５および気水分離室３１内に連結する渦室吐出口３
２が形成される。

また、ライナー６は、第６図に示すごとく、その外周に
、端面がケーシングカバー１８に当接し、しかも、その
内周に羽根車２の厚みより少し深い凹部６Ａを形成する
。

この凹部６Ａの深さは、羽根車２の厚みに加えて微少隙
間分を深くしているものである。

ケーシングカバー１８は、第４図に示す、その端面１８
Ａでライナー６を押したのち固定される。

また、このケーシングカバー１８には、同第４図に示す
ごとく、羽根車２の羽根部１６に相対する位置−に、渦
流水路２１を形成し、その内周に環状溝３０を構成して
、この渦流水路２１は、吸込′始端部Ａ２４から吐出終
端部２３にかけて、羽根車２の両側でライナー６の渦流
水路２２と対称になるように形成されるものである。

次に、上記構成のものの動作を、その渦流水路の吐出終
端部の略示断面図である第９図をあわせ、説明する。第
９図で、３４は気−泡である。

すなわち、さきに述べた構成において、キャップ９を取
り外し、ポンプ内に呼び水をし、回転軸１を回転するこ
とにより、羽根車２で吸込管内の空気を吸い込むように
する。

この羽根車２により吐出された気水温合液は、気水分離
室３１内で分離して、気体のみ吐出水路１２、吐出口１
４から排出される。

そして、この繰返しにより揚液を開始する。

その揚液動作としては、羽根部１６内の液は回転により
エネルギーが与えられ、半円形断面の渦室２６の内周側
から、渦流水路２１．２２内の液を迎え入れる。この円
形流線運動に、羽根車２の回転運動が相俟って、効率よ
く揚水（液）することができるものである。

ここで、自吸運転中には、前記の渦流水路２１゜２２内
には、吸込管内の空気と呼び水とが混合された気水混合
液が生じる。

しかし、渦流水路２１．２２を半円形断面にすると、水
と空気が羽根車２の回転により受ける遠心力の差により
、第９図に示すように、渦流水路２１内において、気泡
３４は内側に集まり、外方側には１気泡３４を余シ含ま
ない水が流れ、前記の吐出終端部２３において、外方側
を流れてきた水が、優先的に気水分離室３１内に吐出さ
れ、前記の気泡３４の大部分は、羽根車２の渦室２６内
に滞留したままで、再び渦流水路２１，２２の吸込始端
部Ａ２４に戻ることが実験により確認されたものである
。

しかして、渦室２６の高圧側となる吐出終端部２３で小
さく圧縮されていた気泡３４は、低圧側の吸込始端部Ａ
２４において、ボイルの法則によって著しく膨張して渦
流水路２１内に充満する。

自吸運転中には、この現象が繰返されるため、高い吸込
力が、なかなか得られず、揚水するまでに長時間を要す
ることになるものである。

また、特に高吸い上げ状態においては、吸込始端部Ａ２
４の低圧部においてキャビテーションが生じ易いが、こ
のときに生じた気泡が前述のごとく渦流水路２１内に滞
留し、吸水性能の著しい低下を来すという不具合を生じ
、未だ千金のものとは称しえなかったものである。

本発明は、上艷の点に鑑へ、さきに述べたとおりの特徴
を有する渦流れ形ポンプの構成としたものである。

次に、本発明に係る実施例を、第１０図ないし第１４図
を参照して説明する。

ここで１第１０図、第１１図は、本発明の一実施例に係
るものにおける渦流水路の断面積説明図、第１２図は、
同じく渦流水路の吐出終端部の略示断面図、第１３．１
４図は、本発明に係るものと既開発品との性能比較曲線
図である。

図で、さきの第１図ないし第８図と同一符号の部分は同
等部分のものを示し、３４は気泡、３５は水路中心、３
６は外方側水路断面積、３７は内方側水路断面積、３８
は外方側隅部、３９は内方側隅部であり、第１３．１４
図で、実線のイは、本発明の実施例に係るものの性能曲
線、同破線の口は、既開発品に係るものの性能曲線であ
って、同量の水と空気が導入された際の比較を示すもの
である。

すなわち、本発明に係るものにおいては、第１０゜１１
図に示すように、さきの構成における渦流水路２１に係
るものの水路中Ｎ゛３５にだいし、外方側の水路断面積
３６を、内方側の水路断面積３７よりも小さく形成した
ものであり、ライナー６側の渦流水路２２についても同
様である。

本実施例では、第１０図に示すように、渦流水路２１の
外方側隅部３８の曲率ａ　（Ｏ＋中心）を、・内方側隅
部３９の曲率【（０２中心）よりも大きく形成すること
により、前述のごとくに、外方側。

内方側の水路断面積３６．３７を異ならしめるようにし
たものである。

このように構成したため、羽根車２の渦室２６から渦流
水路２１．２２の外方側隅部３８に吐出された水は、内
方側隅部３９側に向って強制的に回動させられΣことに
なる。

したがって、内方側隅部３９に滞留していた気泡３４は
、第１２図に示すように、気水混合が、さらに促進され
、吐出水とともに気泡も気水分離室３１に向って、円滑
に排出されるものである。

すなわち、さきに述べた既開発のものにおける案内導流
態様は、遠心力により水が短絡循環して排出され気泡は
内側に滞留するものであるのにたいし、本実施例に係る
ものは、遠心力は同様であるが、導流される水は、外側
の大きな曲率側面に導かれて内側底部方向へ回動される
ものであり、その結果、水の回動流は、底部にいたる大
きな回動となり、これによシ滞留した気泡の排出を促進
するものということができる。

これに従い、吸込側に戻る気泡の量は激減し、第１３図
に自吸運転時の到達真空度の経時変化を示すように、破
線口で示す、第９図で述べた低開発構成のものに比べ、
実線イで示す本実施例に係るものでは、短時間で高い真
空度が得られ、その結果、吸水所要時間が顕著に短縮さ
れるものである。

また、高吸い上げ状態における揚水性能も、第１４図の
破線口で示す、第９図構成のものに比べ、実線イで示す
本実施例に係るものでは、そのキャビテーション現象が
抑制されるため、図示のように揚水性能が向上したもの
である。

なお、上記実施例では、渦流水路２１．２２の両方につ
いて上記のような断面形状とするものについて述べたが
、これはいずれか一方に係るものだけを上記断面形状と
してもよく、また羽根部１６の渦室２６の形状は、第１
２図に示すごとき半円形状のほか、流線形状あるいは、
相手方の渦流水路の上記断面形状にだいし点対称の同様
形状とすることができるものである。

また、上記実施例における断面形状は、渦流水路２１な
どの全体にわたって形成してもよく、あるいはまた、揚
水性能や自吸性能の要求仕様に応じて部分的にのみ設け
てもよく、この部分的に設ける場所は、吐出側でも吸込
側でもよいが、吐出側の方が効果上の点で好適である。

上述したところをも含み、本発明によるときは、安定し
た吸水性能が得られる渦流れ形ポンプの提供を可能とす
るもので、実用的に顕著な効果を所期することができる
、すぐれた発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、さきに開発したものに係る渦流れ形ポンプの
縦断面図、第２図は、第１図のＩ−１線に沿う断面図、
第３図は、同■−ｍ線に沿う断面図、第４図は、そのケ
ーシングカバーの斜視図、第５図は、同じく羽根車の斜
視図、第６図は、同じくライナーの一部開披断面斜視図
、第７図は、同じく羽根車の一部欠截拡大正面図、第８
図は、第７図のｖｉ−ｖｉ　線に沿う断面図、第９図は
、その渦流水路の吐出終端部の略示断面図、第１０図。 第１１図は、本発明の一実施例に係るものにおける渦流
水路の断面積説明図、第１２図は、同じく渦流水路の吐
出終端部の略示断面図、第１３．“１４図は、本発明に
係るものと既開発品との性能比較曲線図である。 ２・・・羽根車、６・・・ライナー、１６・・・羽根部
、１８・・・ケーシングカバー、２１．２２・・・渦流
水路、２６・・・渦室、２７・・・羽根、３５・・・水
路中心、３６・・・外方側の水路断面積、３７・・・内
方側の水路断面第′１０ 箭２０ 鵠３記 第４０ 笥６［］ 篤７［２１第８Ｅｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、側面に複数個の羽根部を有する円板状羽根車と、前
   記羽根部に対向して設けられた渦流水路とを備えてなる
   渦流れ形ポンプにおいて、当該渦流水路の水路中心にだ
   いし、外方側の水路断面積を内方側の水路断面積よりも
   小さく形成し、渦流水路の内方側に滞留する空気を水へ
   強制的に混合して排出せしめることにより吸込側への循
   環を防ぐように構成したことを特徴とする渦流れ形ポン
   プ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、渦流水
   路の隅部曲率を、内方の曲率よりも外方の曲率を大きく
   したものである渦流れ形ポンプ。