JPS641679B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は、ポンプ内部の羽根の前後面間に生起
する圧差を抑止することにより、回転羽根を高速
で回転できるようにし、その結果全体形状を小型
となし得て使用時の汎用性を向上させると共に駆
動動力も軽少とすることができる高速ポンプに係
るものである。

従来技術： ポンプには大別して往復式ポンプ、遠心式ポン
プ、回転式ポンプ又は特殊ポンプがあつて、種種
の用途により適合した特性のものを充当しそれぞ
れに実効を奏していることは周知のとおりであ
る。特に遠心式ポンプは最も汎用性の高いもの
で、渦巻ポンプ、タービンポンプ等の遠心ポンプ
は水の遠心力を利用して、又軸流ポンプはプロペ
ラの翼揚力を利用して液体に圧力を付勢し或いは
所要の位置に送るようにされている。ポンプの回
転速度は、揚程と流量とのいずれを支配的要件に
選ぶかにより最適の比速度として策定されてい
る。しかし、遠心式又は回転式のポンプでは、羽
根車の回転速度が過大となれば羽根車の前面及び
背面で圧差を生じ、圧力の低い部分では液が一部
分蒸発して気泡を発生し、このときの液中の含有
空気量により気泡の発生圧力は異るが、それらの
気泡は圧力低下部分をすぎると気泡中の液の蒸気
が凝縮して液に復し気泡は消滅するに至り、この
消滅時の急激な体積変化による衝撃で羽根面は強
大な打撃を受けてその面を壊食させる。いわゆる
キヤビテーシヨンを惹起するに至る。

従つて、ポンプの回転速度は、存来の羽根車と
同じ構造を採用する限りは効率又は耐用性の面よ
り一定の限度が避けられず、高揚程又は大流量を
得ようとすれば羽根車を多段とする等、複雑なも
のとならざるを得なかつたのである。

解決しようとする問題点： 従来技術では、上記した理由により羽根車の回
転速度を高速化できないという問題点がある。こ
の羽根車の回転速度の決定が制約される問題点を
解決すれば羽根車の高速回転が可能となり、ポン
プを小型化するにも拘らず高揚程又は大流量が容
易に得られることになる。

問題点を解決するための手段： 本発明は、羽根車を形成する羽根車盤とこれに
固着される回転羽根とを特定の構成とすることに
より上記問題点を解決した。すなわち、羽根車盤
に固着される複数の回転羽根の断面形を凹形（凹
形トラフの側板端に両側に伸びる縁板を沿設した
もの、以下単に凹形と称する。）又はＶ字形（Ｖ
字形の上部が朝顔状に彎曲したもの、以下単にＶ
字形と称する。）とし、流体に対する作用面と側
面とを形成する。作用面には表面から裏面に貫通
する流通孔を、側面には羽根車盤の回転軸に沿つ
た方向の流通孔をそれぞれ適当数穿設し、圧液の
導通を可能とする。さらに、羽根車盤を貫通して
両側を直結する流通孔を、必要に応じて設ける。
これらにより羽根車の高速回転に際しても上記流
通孔から回転羽根向背部に液体を導通させて該部
において負圧を生ぜしめず、気泡発生とそれによ
る渦流成分をなくしてキヤビテーシヨンの生起を
皆無とした。羽根車を高速回転させることにより
発生する大きな遠心力を活用して、高揚程又は大
流量を得ることができる高速ポンプとなし得たの
である。

従つて、本発明の高速ポンプは、 羽根車盤の面上に、凹形及びＶ字形のうちのい
ずれか一つの断面形をもち液体に対する作用面及
び側面を形成した複数の回転羽根を固着し； これらの回転羽根の作用面には表面から裏面に
貫通する流通孔を、側面には羽根車盤の回転軸に
沿つた方向に貫通する流通孔をそれぞれ穿設して
なる； 羽根車を有する構成となつている。この高速回
転に適する羽根車は、羽根車盤を貫通する軸方向
流通孔を設けることもできるし、多数の細孔を穿
設したパンチプレート状の流通孔を有する回転羽
根とすることもできる。

作用： 回転羽根を上記のような構成とした本発明の高
速ポンプにあつては、図面に示す吸込口８より吸
込まれてケーシング１を満たした液体は次のよう
に圧力が平衡した挙動を示す。すなわち、回転羽
根３の高速回転により液体は随伴して遠心力を生
じ、同時に多数の回転羽根に穿設した回転方向流
通孔６又は羽根車盤に穿設した軸方向流通孔６′
を通過して回転羽根３又は３′の向背部に達し、
回転羽根３，３′の各間隔部に均斉圧をもつて充
満しつつ各回転羽根の先端へと移動する。

従つて本発明の高速ポンプでは回転羽根の向背
部に負圧を生ずることは絶無で、回転羽根の表面
部及び向背面部共に圧力は平均化されて渦流成分
はなくなり、キヤビテーシヨンは発生しないの
で、ポンプの高速回転が可能となりポンプの小型
化も容易となつたのである。

実施例： 以下、本発明の１実施例を図面に基づき説明す
る。

たとえば第１図にみるごとく、中心部に回転主
軸に固着するためのボス５を設けた羽根車盤２の
面上に、凹形又はＶ字形断面をもつ回転羽根３を
取付ける。この回転羽根３は羽根車盤１の回転方
向に関して前面部が膨出彎曲した形状で、その膨
出彎曲面の中央線沿いには第２図又は第３図に示
すように樋状の溝部７をつくりだし、回転羽根３
の膨出彎曲面及び溝部７側壁若しくは底板には、
多数の流通孔６を適所に穿設するのである。

すなわち、台座を有するケーシング１の腹板部
又はダクト端寄りを吸込口８とする、ケーシング
１で形成される圧液室中において、プーリ等の伝
導部を介して外部動力により又は直接駆動により
高速回転を可能とした羽根車盤２又はボス５に直
接固着した回転羽根３には上記のごとく回転羽根
３の回転方向に沿つた向きの回転方向流通孔６と
羽根車盤の回転軸方向に沿つた向きの軸方向流通
孔６′を穿設し、回転方向の前面の液を側面又は
後面の低圧部へ流通させ、回転羽根３の前後面の
圧差をなくし、その結果キヤビテーシヨンの発生
を防止するのである。

回転羽根３の形状としては、第１図に示すよう
な羽根車盤２の片側面にのみ回転羽根３を固着し
たものの他に、次に挙げる多様な各種実施例のも
のとすることができる。

第５図に示すものは羽根車盤２の両面に、多数
の流通孔６を穿設した回転羽根３及び３′を固着
したもので、この実施例ではさらに、羽根車盤２
にも軸方向流通孔６′を穿設する。これらの軸方
向流通孔６′は回転羽根３の回転方向Ｒの直ぐ後
位に配することが好ましく、第６図に示すよう
に、ケーシング内圧液室中において羽根車盤２の
両側の圧液が導通自在となるので、回転羽根３及
び３′の流通孔６を通過する圧液の他、羽根車盤
２の他面側よりも圧液がもたらされることにな
る。すなわち、回転羽根３′の前面部の高圧の圧
液が、回転羽根３′の向背部の低圧域に流入する
ので回転羽根３′は前後面の圧差を減少せしめる
ことになる。そして、回転羽根３にもこれと同様
な理由による前後面の圧差が生じないので、回転
羽根３及び３′の向背部分での液圧低下をより効
果的に防止でき、回転羽根の高速回転による大き
な遠心力の発現中にも回転羽根の表面及び向背面
での圧差の解消に貢献し、ポンプの高速回転を可
能にする。また、回転羽根の回転数が比較的低速
な場合は、羽根車盤２に穿設した軸方向流通孔
６′のみで圧差の解消が充分可能である。

また、第７図に示すように、細孔を多数穿孔し
た、たとえばパンチプレート状の回転羽根となす
こともでき、回転羽根の表裏の圧差を生ぜしめず
に、大きな遠心力に基づく圧液を生起させるのに
効果的なものである。

故に、回転羽根の回転数が高くなればなる程、
ケーシング内の圧水室での圧液は増圧されたもの
となり、吸込口より吸引される液量も増加し、し
かもこれらの現象が脈動することなく連続状態で
継続されるのである。

また、第１図、第３図又は第４図に示すごとき
回転羽根の表面がチヤンネル又はＶ形溝となる溝
部を有するものとすれば、圧液は溝部を形成する
両縁板に抱持されて溝部から剥離することなく回
転羽根によく随伴し、特に溝底部又は溝側壁部に
穿設した流通孔より回転羽根の向背部へ圧液は導
通し易く、回転羽根の表裏における圧差を効果的
に解消せしめることができるのである。

発明の効果： 本発明は、回転羽根の回転方向前面と向背面と
の圧差をなくして、キヤビテーシヨンを発生する
ことなく羽根車を高速回転となすことができ、小
型でありながら高揚程、大流量を得ることができ
るものであり、本発明の趣旨に従うものであれば
その技術的思想は上記した種種の実施例に限定さ
れることはなく、それらから導かれる変形又は応
用はすべて本発明の技術的範囲に包含されるもの
であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の縦断説面図、第２
図は第１図の回転羽根部の−視断面図、第３
図は第１図の回転羽根の斜視図、第４図はその変
形例を示す図、第５図は他の実施例の説明図、第
６図は第５図の−視断面図、第７図は今１つ
の実施例の説明図である。 １……ケーシング、２……羽根車盤、３，３′
……回転羽根、４……案内羽根、５……ボス、６
……回転方向流通孔、６′……軸方向流通孔、７
……溝部、８……吸込口、９……吐出口、１０…
…圧液環室、１１……圧液孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 羽根車盤の面上に、凹形及びＶ字形のうちの
   いずれか一つの断面形をもち液体に対する作用面
   及び側面を形成した複数の回転羽根を固着し、こ
   れらの回転羽根の作用面には表面から裏面に貫通
   する流通孔を、側面には羽根車盤の回転軸に沿つ
   た方向に貫通する流通孔を穿設してなる羽根車を
   有する構成を特徴とする高速ポンプ。 ２ 羽根車盤の両側面を貫通する軸方向流通孔を
   穿設した羽根車を有する特許請求の範囲第１項に
   記載の高速ポンプ。 ３ 多数の細孔を穿設したパンチプレート状の流
   通孔を有する回転羽根を、軸方向流通孔を穿設し
   た羽根車盤の面上に固着した羽根車を有する特許
   請求の範囲第２項に記載の高速ポンプ。