JPS5831478B2 - フンサイポンプソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体、液状スラリを汲揚げることと、この汲
揚げに先立って固形物および半固形物を予じめ粉砕して
ポンプおよび圧送管路がつする危険を少なくすることと
のふたつの機能を組合わせて得ることに関するものであ
る。

特に本発明は、遠心ポンプインペラと回転式粉砕機構と
が共通の回転軸により駆動され、かつ連続して扇動する
関係に配置されている回転式汲揚げむよび粉砕装置に関
する。

本発明は、下水汚物溜タンクに溜められた、固体むよび
半固体材料を含む下水汚物を下水圧送管路を介して汲揚
げる下水圧送系統に用いるものとして特に有利なもので
ある。

このような下水汚物は遠心ポンプ段へ送られる前に粉砕
機にかけてその固体材料分または半固体材料分を粉砕し
て、ポンプ釦よび圧送管路がつするのを回避するように
せねばならない。

このため従来の回転式粉砕兼ポンプ装置では、密封式ハ
ウジング内に収容された電動機の鉛直に延びる回転出力
軸を有する電動機の回転出力軸は粉砕部分むよび遠心イ
ンペラを有するポンプ部分の両方を貫いて延びてこれら
を同時に駆動している。

汚水スラリ材料は、例えばタンクの底から約５ｃｍ（２
インチ）離れて軸線方向下方に向いている入口を通って
粉砕部分に入って来る。

この粉砕部分ではカッターまたはシュレッダ−棒、また
はその他の回転式粉砕部材を、汲揚げられるべき材料の
通路中の回転軸の下端部に取付けである。

ポンプ部分の遠心インペラは粉砕部材の上方に取付けら
れていて、粉砕部分を通って製品スラリを弓出す吸引力
を生じさせ、それを出口管で終っている周辺のうす形室
の方へ半径方向外方へ送り出しているのである。

粉砕部分は、骨枠、ガラス、びんの王冠、かん、ナイロ
ン布、ぼろきれ、木材およびその他の異物を粉砕する。

しかしこのように粉砕してもな釦つ１りの問題が生じて
いた。

すなわちこのつ１りの問題は、例えば汚水粉砕スラリか
粉砕部分から遠心ポンプ部分へと軸線方向の流れから半
径方向の流れへ９０”進路を変える場所にむいて生じる
ものである。

このような急激な方向転換は乱流を生ぜしめて、このた
め出口圧力ヘッドを減らすのである。

このような従来の回転式粉砕兼ポンプ装置に固有な他の
不利益は、ポンプ内「酊が摩耗作用に対して弱いことで
ある。

すなわち汲揚げられるべきスラリ中には著しく研摩性の
ある材料が存在するため、これでポンプ表面が削られる
ことである。

同様な研摩作用はインペラの表面と固定子の表面とをも
摩耗させ勝ちであり、このためこれら２つの励動する表
面の間に不適当なすき寸が生じて出口圧力を減少させる
こととなる。

本発明装置は上述の困難をなくし、かつこれオでに得ら
れなかった他の特徴と利益とを得ようとするものである
。

すなわち本発明は、うす形室を形成するハウジングと、
駆動電動機と、前記電動機から鉛直下方へ延びる回転駆
動軸と、前記軸と同軸で前記ハウジングに対して軸方向
調節可能な固定子とを有し、前記固定子は上方を向いた
面と前記軸に同軸な内部円筒面とを持ちかつ内側に形成
された軸方向に延びる複数のスロットを持っており、ま
た前記固定子の内側の前記軸の下端に取付けられ前記固
定子との間を上方に通過する固体むよび半固体材料を粉
砕するように固定子と商量動作するようにされた研摩性
外部円筒面を持った粉砕部材と、前記粉砕部材の上の前
記軸に取付けられた遠心インペラとを有し、前記インペ
ラは下方に向いて前記上方に向いた固定子と商量動作し
て材料を半径方向に外方へかつ軸方向に上方へ前記うず
形室に汲揚げる外部インペラ面を持っている。

液体釦よび液状スラリを汲揚げかつその中に合剤れた固
体むよび半固体材料を粉砕する粉砕ポンプ装置にある。

本発明によれば、刃物棒による半径方向面内での粉砕に
引続いて、固定子のスロット付内部円筒面と粉砕部材の
研摩性外部円筒面との商量動作によりスラリか軸方向に
流れる間に更に粉砕作用が効率よく行なわれる。

粉砕部材は研摩性材料でできているのでこの部位に釦け
る部品の摩損による性能劣化は著しいものではない。

この粉砕部材の円筒面を離れたスラリーは円錐台形をな
す遠心インペラとこれに補形をなす固定子面との間に導
入させたポンプ作用が行なわれる。

この時スラリーは従来のように９０度進路を変えるもの
ではなく、円錐台のゆるやかな角度をもって遠心インペ
ラに導入されるので、乱流は生ぜず、しかも研摩作用も
著しいものではなくなる。

また固定子は軸方向調節可能であるので、たとえ研摩作
用により摩損が生じたとしても、この固定子の軸線方向
調節により再びポンプ作用に適正なすき１に再調節がで
きる。

以下本発明を、添付図面に例示したその好適な実椎例に
ついて詳述する。

ひとつの例示として本発明を下水汚物圧送系統と関連し
て記述する。

この圧送系統では固体材料ち−よび半固体材料を含む液
状の汚物は粉砕され、スラリの形で下水汚物圧送管路を
介して汲揚げられる。

この下水汚物圧送系統は廃棄物発生装置の役割を果し、
下水汚物溜タンクへ重力で送られた下水汚物を処理して
圧送管路を経て既設の下水系へと汲揚げるのに適してい
る。

通常、下水汚物は１０センチ（４インチ）下水管を流れ
て廃棄物発生装置から下水汚物溜タンクへ供給され、そ
れから２．５センチないし３．８センチ（１インチない
し■−インチ）の放出管を経て汲揚げられる。

図面にむいて、入口管（図示してない）を経て下水汚物
を受取る下水汚物溜タンク１０が示されている。

このタンク１０の中には本発明を実施する粉砕ポンプ１
１か取付けられている。

タンク１０は蓋１２を持ち、この蓋１２を貫いて下水汚
物圧送管路の一部分である２、５センチないし３．８セ
ンチ（１ないし１→インチ）直径の出口管１３と、粉砕
ポンプ１１に電力を供給する電力線の保護導管１４とが
延びている。

粉砕ポンプ１１は円筒形ケーシング１５と、ポンプ本体
１６と、支承兼密封板１７とを持つ。

これらはすべて−緒にボルト止めされて密封関係でクラ
ンプされていることは第１図むよび第２図に示される通
りである。

支承兼密封板１７は、第２図において最もよく示されて
いるように、その最内方部分に軸受ハウジングスリーブ
１８を持っている。

円筒形ケーシング−５内の支承兼密封板１γには、可逆
駆動電動機（図示されてない）のための円筒形電動機ハ
ウジング１９が取付けられている。

電動機を囲む円筒形ケーシング１５内の空間は絶縁油で
満たされており、電動機をタンク１０内の下水汚物から
保護している。

管状の導管１４からの電力線１８′は電動機ハウジング
１７′を通って電動機に延びている。

これは円筒形ケーシング１５によりタンク１０内の下水
汚物と接触しないようにすることが望ましい。

電力線は方向逆転制御装置２０に接続される。

この制御装置２０は望筐しい実施例においては粉砕ポン
プをその１回の作動ごとに前とは逆の方向に回転せしめ
るようにする。

電動機は、支承兼密封板１７の軸受ハウジング１８内に
装架された密封ころ軸受装置２２に支持された出力軸２
１を持っている。

出力軸２１はポンプ本体１６内を鉛直に下方に延び、以
下に詳述するように粉砕ポンプ１１の回転動作部分を駆
動する。

粉砕部分と遠心ポンプ部分との両方に共通な固定子２５
がポンプ本体１６の内部に配置しである。

この固定子２５は出力軸２１と同軸のねじ付入口通路２
６にねじ込捷れている。

この入口通路はポンプ本体１６の下部にむいて下方に延
びるボス２７に形成されたものである。

固定子２５はその上方部分に円錐角約１２０°をなす円
錐台形フランジ２８を有する。

このフランジ２８は半径方向に外方かつ上方にポンプ本
体１６内で延びている。

固定子の軸方向の位置は、これを回転させて軸方向にね
じによって上下させることにより以下に述べるように適
当に調節することができる。

電動機の出力軸２１には、管状本体３１と、半径方向に
外方かつ軸線方向に上方に管状本体３１から延びて固定
子２５のフランジ２８の円錐角に対応して円錐角１２０
°を定める環状円錐台形インペラ板３２とを有する遠心
インペラ３０が取付けられている。

この遠心インペラ３０の外側の円錐台形面は、二方向性
を与えるように形成された半径方向の対称形配置の隆部
３４により定められた４つの対称なポンピングキャビテ
ィ３３を持っている。

前述のように、電動機は好適にはインペラ３０を方向逆
転制御装置２０に応動して１回の作動ごとに反対方向に
駆動して摩耗が一様となるようにし、従って例えばつ１
りによる妨害を生じないようにする。

逆転制御回路は当業者には普通のものであり公知のもの
でアル。

インペラ３０の管状本体３１の下端に同軸に、炭化けい
素のような研摩性材料で形成された粉砕部材すなわち円
筒粉砕ドラム３５が取付けられている。

粉砕ドラム３５は、刃物棒３６により管状本体３１の下
端部で固く締付けられている。

刃物棒は軸端にむける軸線方向の穴の中へねじ込１れて
いるねじ３７により電動機出力軸２１の端部に取付けら
れている。

固体材料と半固体材料とを包含する下水汚物は入口通路
２７から入って来て刃物棒３６に１ず出遭う。

この刃物棒は下水汚物がポンプ部分により上方に吸上げ
られる際にこれを寸断する。

固定子の内面には、円筒方向に間隔を隔てた軸線方向の
スロット３８が形成しである。

これらのスロット３８は粉砕ドラム３５と固定子２５の
内部円筒面との間で下水汚物を通過せしめる。

刃物棒３６を通過して下水汚物はこの軸線方向のスロッ
トを通って進み、これと共に運ばれる固体材料オたは半
固体材料は粉砕ドラム３５によりこすられて粉砕される
。

結果としてできたスラリは遠心ポンプの中に引き込１れ
る。

そこでは遠心インペラ３０の回転しているインペラ板３
２が固定子２５の上部のフランジ２８の密に隣接した円
錐台形面と扇回動作し、固定子２５の上端でスロット３
８を離れる材料をさらにと１かく切断する。

インペラ板３２の隆部３４は両方向にむいて有効なポン
プ作用を与え、かつスラリか固定子２５のスロット３８
を離れるときにこのスラリ中に残っている固体材料また
は半固体材料に最後の切断作用を与える。

なるべくは、隆部３４の端縁３９は図面に示すように作
られているのがよいが、各隆部の端縁は互いに対称形と
しである。

隆部３４は符号４０で示すところでは狭くされていて、
切断作用を有するスロット３８をかすめる狭い部分を形
成している。

この領域にむいて隆部３４を狭くすることは、スロット
を通って汲揚げられた液体を充分に流れるようにする。

何故ならばスロットの領域のキャビティ３３は符号４１
に示されるように比較的広く、従ってインペラ３２の各
ポンピングキャビティ３３は常に固定子２５の少なくと
も１つのスロット３８に連通しているからである。

隆部３４の狭くされた部分４０から半径方向に外方へ進
んで、陵部は幅を増加し、ポンプキャビティ３３は幅を
減少し、符号４２で示された領域にち−いて最小となる
。

これらの帯域にち−けるキャビティ３３の減少された横
断面積は、インペラ３２によって液体が汲揚げられる割
合を制御し、インペラが過大な容積の液体を汲出すよう
な場合に起り得る１駆動電動機の過負荷を防止する。

領域４２から半径方向に外方に、キャビティ３３の幅は
再び増加し、陵部３４の縁面ば符号４３で示されるよう
に湾曲させられて、液体が回転子を出てポンプの回転の
何れの方向でもうす形室４４の中に放出されるのに必要
な出口角度をほぼ与える。

このようにして、スロット３８の上に横たわって狭くさ
れた部分と結合されているインペラ３２の大きい陵部面
積を有する陵部３４の形状は、汲揚げられる材料がスロ
ット３８を離れるとさらにこの材料を破砕するようにな
り、領域４２におけるポンピングキャビティ３３の幅を
減少させることにより流量を正しく制御し、回転子の周
辺の近くの湾曲させられた部分４３により強化されてい
る有効なポンプ作用を与える。

これらの特徴のすべてはインペラの回転の何れの方向で
も得られる。

ポンピングキャビティ３３は、粉砕部分から汲揚げ部分
への液状生成物の流路にむいて６０°の角度の方向変換
を必要とする半径方向に外方へ、軸方向に上方へのスラ
リの汲揚げに有効である。

インペラ板３２からは、スラリはポンプ本体１６と支承
兼密封板１７の下面とにより定められた周辺うず形室４
４へ駆りたてられる。

うす形室４４はポンプ本体１６に接続された出口管１３
の出口取付は部４５で終っている。

遠心インペラ３０からうす形室への流れの方向の変化は
鉛直部分に示されているようには’ｆ３０’であり、装
置１１の２つの部分の間を通過するスラリの流路の方向
が突然９０’変化するようにはされない。

遠心インペラ３０の独特な二方向構造は、特に陵部３４
の鋭い縁部のため、スラリの中に残っている固体材料捷
たは半固体材料がスロット３８を出るときに最後の切断
効果を与える。

各陵部３４の２つの端縁３９は反対方向を向いているの
で、各陵部３４の一方の端縁３９は常に切断作用を与え
ている。

固定子のフランジ２８と陵部３４との円錐台形上部面の
間の間隙は切断作用を有利にするように約０．１２７ｍ
ｍ（０，００５インチ）の間隙に調節される。

上に示されているように、この間隙は固定子２５をポン
プ本体１６に対して回転することにより調節される。

このように記載された粉砕ポンプは、例えば水頭３０ｍ
（１００フイート）の高い圧力にも適用され、容積容量
は小さく、すなわち毎分１８ないし３７１（５ないし１
０ガロン）である。

上に示されるように、駆動電動機は可逆的であり、交互
に反対方向に回転し、方向を変える毎に電動機は停＋ｈ
した後に付勢される。

このことは粉砕機とポンプとに対して自浄化特性を与え
、切断ち−よひ粉砕効果を達成するために使用される縁
部を実質的に倍にして、ユニットの有効寿命を著しく増
加する。

このように記載された構造の主要な利点は、固定子２５
がポンプ本体１６にねじで取付けられていて、必要に応
じてインペラ板３２に対して軸線方向に調節されかつ再
調節されることである。

このことはインペラ板３２とこれと共に動作する円錐台
形固定子面との間の間隔を調節１−るようにして、汲出
さ、ｒ″また液状生成物の中の摩耗性物質により起こり
得る損耗を補償し、有利な小ンプ効率を得るように間隔
を精密に調節する。

本発明はその特殊な実施形態に関して示されかつ記載さ
れているが、これは限定を行うととｒはなく説明するた
めに行なわれたのであって、こ＼に示されかつ記載され
た特殊な形状の他の変形は本発明の範囲ち−よび精神に
おいて当業者には明らかなものである。

従って本発明はここに示されかつ記載された特殊な実施
形態に限定されることなく、捷た技術の進歩が本発明に
より行われた範囲で一致しない他の方法にも限定されな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した粉砕ポンプ装置を設けられた
下水汚物側タンクの直立断面図、第２図は第１図の粉砕
釦よびポンプ部分の拡大断面図、第３図は番１図の線３
−３を通る拡大断面図、第４図は第１図の線４−４を通
る拡大断面図、第５図は第１図ないし第４図の粉砕ポン
プの下方から見た部分斜視図で説明のために一部分を取
外したもの、むよび第６図は第１図ないし第５図の取外
された部分を有するユニットの下方から見た部分断面図
である。 １０・・・下水汚水溜タンク、１１・・・粉砕ポンプ、
１２・・・蓋、１３・・・出口管、１４・・・保護導管
、１５・・・円筒形ケーシング、１６・・・ポンプ本体
、１７・・・支承兼密封板、１８・・・軸受ハウジング
スリーブ、１９・・・円筒形電動機ハウジング、２０・
・・方向逆転制御装置、２１・・・出力軸、２５・・・
固定子、２６・・・入口通路、２７・・・ボス、２８・
・・フランジ、３０・・・遠心インペラ、３１・・・管
状本体、３２・・・環状円錐台形インペラ板、３３・・
・ポンピングキャビティ、３４・・・陵部、３５・・・
粉砕ドラム、３６・−・刃物棒、３８・・・スロット、
３９・・・端縁、４０，４１・・・部分、４２・・・領
域、４３・・・縁面、４４・・・うず形室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ うず形室４４を形成するハウジングと、駆動電動機
   と、前記電動機から鉛直下へ延びる回転駆動軸２１と、
   前記軸と同軸で前記ハウジングに対して軸方向調節可能
   な固定子２５とを有し、前記固定子は上方を向いた面と
   前記軸に同軸な内部円筒面とを持ちかつ内側に形成され
   た軸方向に延びる複数のスロット３８を持ってち一す、
   また前記固定子の内側の前記軸の下端に取付けられ前記
   固定子との間を上方に通過する固体ち−よび半固体材料
   を粉砕するように固定子と協同動作するようにされた研
   摩外部円筒面を持った粉砕部材３５と、前記粉砕部材の
   前記軸２１に取付けられた遠心インペラ３０とを有し、
   前記インペラは下方に向いて前記上方に向たた固定子面
   と商量動作して材料を半径方向に外方へかつ軸方向に上
   方へ前記うず形室４４に汲揚げる外部インペラ面を持っ
   ている、液体および液状スラリを汲揚げかつその中に含
   まれた固体及び半固体材料を粉砕する粉砕ポンプ装置。