WO1995012760A1 - Pompe centrifuge auto-aspirante - Google Patents

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WO1995012760A1
WO1995012760A1 PCT/JP1994/001824 JP9401824W WO9512760A1 WO 1995012760 A1 WO1995012760 A1 WO 1995012760A1 JP 9401824 W JP9401824 W JP 9401824W WO 9512760 A1 WO9512760 A1 WO 9512760A1
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self
priming
chamber
centrifugal pump
flow
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PCT/JP1994/001824
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Yokota
Shingo Yokota
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yokota Seisakusho
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/004—Priming of not self-priming pumps
    • F04D9/005—Priming of not self-priming pumps by adducting or recycling liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/02—Self-priming pumps

Definitions

  • the present invention is applied to automatic operation equipment that requires highly reliable automatic water pumping and automatic water supply in various industrial fields, and is a self-priming centrifugal pump device that has a simple structure, is economical, and exhibits high self-priming performance. It is trying to get.
  • water is a generic term for liquid
  • air is for gas. Background art
  • the present invention is based on Japanese Patent Publication No. 28-30 / 1991, entitled “Dual Vortex Chamber Centrifugal Pump” (hereinafter referred to as Original Invention No. 1), and improved by applying its self-priming principle.
  • Original Invention No. 1 5 5 2 9 “Self-priming centrifugal pump” (hereinafter referred to as Original Invention No. 2) and Japanese Patent Publication No. 50—2 1 682 “Self-priming twin spiral centrifugal pump”
  • Original invention No. 3 the invention will be referred to as original invention No. 3).
  • original invention No. 1, original invention No. 2, and original invention No. 3 will be collectively referred to as the original invention matters.
  • the centrifugal pump part of these original inventions has a common self-priming water circulation channel during self-priming operation and a common discharge channel during normal pumping. Despite its unique features, it can also be used as a pump In order to obtain even more satisfactory pumps, it is necessary to develop new technical ideas as follows.
  • original invention No.2 which is an improvement and development of original invention No.1 greatly overcomes the technical bottleneck up to that point, has a simple structure, is easy to manufacture, and has a great performance that meets the intended purpose. Although it can be used, depending on the specified liquid quality, an elastic material cannot be applied to the disk-shaped partition plate at the bottom of the water / water separation chamber.
  • the jet flow from the small spiral chamber is part of the diffuser of the large spiral chamber.
  • the turbulent flow tends to reach the inside of the discharge pipe flow path, which is not preferable as a pumping device or a water supply device.
  • the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, does not restrict the specification liquid quality and does not cause clogging, and is applied to an automatic driving device to exhibit high self-priming performance and It is intended to obtain an excellent self-priming centrifugal pump device that can send rectification that is advantageous for the next process during water supply and pumping operation. Disclosure of the invention
  • the present invention provides a self-priming centrifugal pump device that can exhibit excellent self-priming performance and water pumping performance without breaking the shape of a centrifugal centrifugal pump that is almost completed.
  • FIG. 1 1 is a pump casing
  • 4 is an impeller
  • 5 is a blade
  • 6 is a main shaft
  • 7 is a discharge pipe
  • a is The inlet channel, b, is an eddy chamber.
  • the small spiral chamber V1 is installed upward
  • the large spiral chamber V2 is installed downward
  • the small spiral chamber V1 starts at the impeller 4.
  • the portion where the large spiral chamber V 2 starts is located above the suction port of the impeller 4.
  • the gap s1 between the outer peripheral portion of the impeller 4 and the portion where the small spiral chamber V1 starts is formed to be larger than the gap s2 between the portion where the large spiral chamber V2 starts.
  • the discharge channel of the large spiral chamber V2 gradually extends along the small spiral chamber V1 while expanding the cross section of the channel, thereby forming an upright cylindrical self-priming water separation chamber e.
  • the jet flow path c from the small spiral chamber V1 is wound substantially in the direction of the cut line toward the cylindrical wall surface of the separation chamber e, and is formed so that the jetted self-priming water generates a swirling flow.
  • a spiral guide flow path F is provided from the upper part of the separation chamber e to an appropriate position on the wall surface of the flow path f of the discharge pipe 7 so as to lower the rising of the liquid surface due to the centrifugal force of the self-priming swirling flow.
  • a flow path-shaped unwinding is performed in such a manner that the outer peripheral water flow of the self-priming swirling flow is unwound in a direction of preferentially flowing into the large spiral chamber V2.
  • the flow path d is configured.
  • FIG. 1 is an overall cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows FIG. 2 shows a partial cross-sectional view taken along line XX in FIG.
  • FIG. 3 is a partial sectional view taken along the line YY in FIG.
  • FIG. 4 is an overall cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
  • the self-priming water (air-water mixture) that has jetted out becomes a swirling flow along the wall of the vertical cylindrical • chamber due to the momentum of its jetting, and the bubbles are instantly separated by the centrifugal effect.
  • An inverted conical tornado-shaped cavity is formed in the center of the chamber e, and the separated air floats and discharges to the discharge pipe side.
  • the spiral guide flow path F formed at the upper part of the separation chamber e accurately suppresses the rise of the liquid surface of the self-priming swirling flow, and the bottom part E of the separation chamber e.
  • the centrifugally separated outer peripheral water flow of the self-priming swirling flow is preferentially caused to flow into the large spiral chamber V2 by the formed unwinding flow path d, and the tail bottom of the tornado-shaped cavity is shifted toward the center thereof. It does not allow the separated air to flow into the large spiral chamber V2, and smoothly and effectively returns the circulation of self-priming water.
  • both the small spiral chamber V 1, the large spiral chamber V 2, and the separation chamber e have the regular centrifugal pump flow path (a ⁇ 4 ⁇ v 2 ⁇ d ⁇ e ⁇ f) , And a ⁇ 4 ⁇ vl ⁇ c ⁇ e ⁇ f) Fulfills its functions.
  • the flowing water introduced into the flow path d from the large spiral chamber V2 to the bottom E of the separation chamber e is guided from the jet channel c of the small spiral chamber V1. Converges in the rotation direction to reduce the swirling flow of the pump, and is almost rectified under the influence of the spiral guide flow path F and flows out to the discharge pipe flow path f.
  • FIG. 1 to FIG. 3 show an embodiment relating to Claims 1 and 2 in the present invention.
  • each spiral guide flow path may be an appropriate guide blade shape or a guide groove shape.
  • the mold can be removed without shadow before and after molding the mold core of the pump casing, which is extremely advantageous in terms of manufacturing.
  • a part of the suction pipe of the bomb device when used for the purpose of the suction operation, is formed as a curved pipe, and The lower part of the cross section of the pipe at the top is piped so as to be higher than the required water level during self-priming operation of the pump device, a check valve is provided on the suction pipe, and the pump suction port side of self-priming water when operation is stopped.
  • the conventional technology means can be used, for example, to prevent the escape from the water.
  • the present invention aims to obtain a self-priming centrifugal pump device that can exhibit excellent self-priming performance without breaking the shape of a centrifugal centrifugal pump that is already almost completed.
  • the self-priming theory of the original invention there are the following points that are believed to be the ideal “self-priming centrifugal pump device” that has solved the technical problems that have not yet arrived.
  • the shape is similar to the centrifugal centrifugal pump, which is almost completed.
  • the operating condition is quiet, and advantageous rectification is sent to the next process.

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Description

明 細 書
自吸式遠心ポンプ装置
技術分野
本発明は、 各種産業分野において、 信頼性の高い自動揚水、 自動送水を 必要とする自動運転設備に適用されて、 構造簡潔、 経済的でしかも高い自 吸性能を発揮する自吸式遠心ポンプ装置を得ようとするものである。 ここに、 本明細書、 請求の範囲、 並びに要約書中、 「水」 の言語は液体 を総称し、 「空気」 の言語は気体を総称するものとする。 背景技術
従来、 遠心ポンプ装置は、 これを吸い上げの目的に使用する場合には、 真空ポンプ等呼び水操作をするためにしか必要でない装置を設けたり、 ま た、 この種のポンプ装置の欠点を補うために発明されたはずの各種自吸式 ボンブ装置においても同様に、 自吸作用のためにしか必要でない自吸水貯 留槽ゃ気水分雜槽を具備することを余儀なくされている。
本発明は、 特公昭 2 8— 3 0 3 9号 「双渦形室遠心ポンプ」 （以下、 原 発明第 1号と呼ぶ） 、 並びに、 その自吸原理を適用し改良した、 特公昭 3 8— 1 5 5 2 9号 「自吸式遠心ポンプ」 （以下、 原発明第 2号と呼ぶ） 及 び特公昭 5 0— 2 1 6 8 2号 「自吸式双うず形室遠心ポンプ」 （以下、 原 発明第 3号と呼ぶ） 等の改良に係るものである。 （以下、 原発明第 1号、 原発明第 2号、 原発明第 3号を総括して原発明諸件と呼ぶ）
これら原発明諸件の遠心ポンプ部分は、 自吸作動中の自吸水循環流路と 正規揚水中の吐出流路とが共通であるという、 それ迄の各種自吸式遠心ポ ンブ装置にはなかった特徴を有してはいるが、 揚水ポンプとしても自吸式 ポンプとしても更に一層の満足のできるものを得よう とすれば、 次の通 り、 新たな技術的思想の展開を要する。
例えば、 原発明第 1号を改良発展させた原発明第 2号においては、 それ 迄の技術的隘路を良く克服し、 構造簡明、 製作容易であり、 性能も所期の 目的に叶うものとして大いに活用されるものではあるが、 仕様液質によつ ては、 気水分離室下部の円板状隔板に弾性材質が適用できない場合もあり 万全とは言いがたい。
又、 自吸性能のみを特に優先するのであれば、 原発明第 2号のように気 水分離室下部の円板状隔板を弾性物質にする必要はなく、 自吸旋回流に発 生する竜卷状空洞の尾底部を支えて大うず形室へ吸い込ませないよう、 そ の円環状流路の通路幅を充分に狭くすれば良い。 このような目的で 「空洞 受け」 を設けたのが原発明第 3号である。 しかし、 その反面、 遠心ポンプ 装置としての揚水性能の劣化や、 揚水中に土砂 ·塵埃等が詰まる等、 重大 な欠点が残ることとなる。
即ち、 原発明諸件は、 新しい技術的な改善点を見ることができたが、 そ の適用に際して、 仕様液質に適合する弾性物質の選択や構造の工夫に困難 な課題が残ることとなり、 抜本的な解決とは成り得なかった。
さらに又、 原発明第 2号並びに原発明第 3号を問わず、 ポンプ運転中 に、 小うず形室からの噴出流が、 大うず形室のディフューザ一部でもある 気水分離室の吐出流を容易に捻転させ、 その乱流傾向が吐出配管流路内に まで及び、 揚水装置、 送水装置として好ましくない。
本発明は、 上述の従来技術の課題を解決して、 仕様液質に制約を受けた り目詰まりを起こすこともなく、 また、 自動運転装置に適用されて、 高い 自吸性能を発揮すると共に、 送水 ·揚水運転時には次行程に有利な整流を 送ることのできる優れた自吸式遠心ポンプ装置を得るものである。 発明の開示
本発明は、 既に完成形に近いうず卷形遠心ポンプの形状を壊すことな く、 優れた自吸性能と揚水性能を発揮することのできる自吸式遠心ポンブ 装置を得たものである。
本発明の構成を、 図面に示す一実施例に基づいて説明すると、 第 1図に おいて、 1はポンプケーシング、 4は羽根車、 5は羽根、 6は主軸、 7は 吐出配管、 aは入口流路、 bはうず室である。 ポンプケ一シング 1の中の 対照的位置に、 小うず形室 V 1は上向きに、 大うず形室 V 2は下向きに設 けられており、 小うず形室 V 1の始まる部位は羽根車 4の吸込口より下部 に位置し、 大うず形室 V 2の始まる部位は羽根車 4の吸込口より上部に位 置している。 また、 羽根車 4の外周部と小うず形室 V 1の始まる部位との 間隙 s 1は、 大うず形室 V 2の始まる部位との間隙 s 2より大きく形成さ れている。 そして、 大うず形室 V 2の吐出流路は次第に流路断面を拡大し ながら小うず形室 V 1に沿い、 直立円筒状の自吸水分離室 eを構成するに 至る。
また、 小うず形室 V 1からの噴出流路 cは、 該分離室 eの円筒壁面に向 けてほぼ切線方向に巻き込まれ、 噴出した自吸水が旋回流を発生するよう に誘導形成されている。 そして、 該分離室 eの上部から吐出配管 7の流路 f の壁面適所にわたり、 その自吸旋回流の遠心力による液面の立ち上がり を巻き下げる向きに螺旋状案内流路 Fを設けている。 又、 該分離室 eの底 部 Eにおいて、 その自吸旋回流の外周部水流を大うず形室 V 2に向けて優 先的に流入させる方向に巻き出すような流路形状の卷き出し流路 dを構成 させてある。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の一実施例を示す全体的横断面図である。 第 2図は、 第 1図における X— X部分断面図を示す。 第 3図は、 第 1図における Y— Y部分断面図を示す。 第 4図は、 本発明の他の一実施例を示す全体的横断 面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の作用を第 1図において説明すると、 先ず、 所要の水をポンプ装 置に注入し、 羽根車 4を回転させると、 羽根車 4内の水は加速されて、 小 うず形室 V 1へ優先的に流出して噴出流路 cより自吸水分離室 eへ噴出さ れる。 そしてボンブ装置内の水は、 4→v l→c→e— d— v 2→4の順 に循環流となって流動し、 その間に、 羽根車 4の中で発生する渦流によつ て、 羽根車 4の中央部の空気を気泡状の気氷混合体にして、 該分離室 e内 に噴出して連れ出す。
噴出した自吸水 （気水混合体） は、 自らの噴出の勢いにより、 直立円筒 • 状の該分離室 eの壁面に沿って旋回流となり、 気泡分はその遠心分離効果 により、 瞬時に該分離室 eの中心部に逆円錐状の竜巻状空洞を形成し、 分 離された空気は吐出配管側へ浮上排出される。
本癸明においては、 該分雜室 eの上部に構成された螺旋状案内流路 Fに より、 自吸旋回流の液面の立ち上がりを的確に押さえ、 又、 該分離室 eの 底部 Eに構成された卷き出し流路 dによって、 自吸旋回流の遠心分離され た外周部水流を優先的に大うず形室 V 2に向けて流入させ、 竜巻状空洞の 尾底部をその中央寄りに支えて分雜空気の大うず形室 V 2への流入を許さ ず、 自吸水だけの循環を円滑効果的に橾り返す作動を行う。
遠心分離された空気は逐次に外部へ浮上排出され、 やがて、 自吸作用を 終了する。 そして、 正規の揚水状態に転じた時、 小うず形室 V 1 も大うず 形室 V 2も該分離室 eも共に正規の遠心ポンプ流路 （a→4→v 2→d→ e→f 、 及び、 a→4→v l→c→e→f の流れ） に帰り、 必要且つ充分 な働きを果たす。 また、 正規の揚水の際に、 大うず形室 V 2から該分離室 eの底部 Eにかけての流路 dに卷き込み誘導された流水は、 小うず形室 V 1の噴出流路 cからの旋回流を緩和する回転方向にて合流し、 更に螺旋状 案内流路 Fの影響を受けながらほぼ整流化されて吐出配管流路 f に流出 し、 ポンプ運転の次行程に対して旋回流の悪影響を残さない大きな利点が め 。
第 1図〜第 3図には、 本発明実施に当たって、 「請求の範囲」 第 1項及 び 「請求の範囲」 第 2項に関する一実施例を示した。
第 4図には、 「請求の範囲」 第 3項に関する一実施例を示した。 これ は、 自吸水分離室 eの下部の壁面適所において、 自吸旋回流の外周部水流 を大うず形室 V 2に向けて優先的に流入させる方向に螺旋状案内流路 Gが 構成されたものであり、 竜卷状空洞の尾底部が大うず形室 V 2に流入する のを防ぐ。 そして、 特にポンプケ一シングを、 1 aのケ一シング本体と、 1 bのケ—シング出口部に分割して、 铸物成形ゃ流路部の仕上げ手入れ等 の利便性にも配慮したものが図示されている。
いずれの実施例においても、 各蟝旋状案内流路の形状は、 適宜な案内翼 形でも、 あるいは案内溝形でもよい。 いずれも、 ポンプケーシングの铸型 中子成形に当たっては、 その前後に影なく型が外せて、 製作上にも極めて 好都合な利点を発揮することができる。
なお、 従来、 原発明諸件の実施に当たって、 自吸作動中に、 自吸旋回流 の吐出配管への吹き上がり溢流を防ぐために、 吐出配管を所要の高さまで 立ち上げたり、 自吸水分離室 eの内径を吐出配管内径より充分大きく形成 したり、 あるいは、 その冗長な姿を避けるために、 ポンプの出口に絞り部 を設けるなどの方法を適用してきた。 しかし、 該部を流水が通過する時の 絞り抵抗損失を無視できない仕様の場合もあり、 夫々に一長一短を免れ得 なかったが、 本発明の 「請求の範囲」 第 1項の実施により、 自吸旋回流の 吹き上がり防止、 抵抗損失の軽減、 更には吐出流の整流化を一挙に同時解 決し、 明快に技術的隘路が開けたものである。 勿論、 ポンプ性能向上のた めに、 適宜に上述の従来技術との併用を計ることは何ら差し支えない。 また、 自吸性能と揚水性能の更なる向上のために、 「請求の範囲」 第 1 項、 「請求の範囲」 第 2項、 及び 「請求の範囲」 第 3項を、 適宜に組み合 わせ、 併用できることは論をまたない
更に、 第 1図〜第 3図及び第 4図に示した実施例においても共に、 吸い 上げ運転の目的に使用する場合には、 そのボンブ装置の吸込配管の一部を 持上げた曲管とし、 その最頂部の管路断面下部を該ポンプ装置の自吸作動 時における所要水面より上位になるように配管し、 該吸込配管に逆流防止 弁を設け、 運転停止時の自吸水のポンプ吸込口側からの逸流を防止する 等、 従来技術手段を援用できることは勿論である。
その他、 本発明の趣旨の範囲内で種々設計変更が可能であり、 本発明 は、 上記の実施例に限定されるものではない。 産業上の利用可能性
本発明は、 前述の通り、 既に完成形に近いうず卷形遠心ポンプの形状を 壊すことなく、 優れた自吸性能を発揮することのできる自吸式遠心ポンブ 装置を得ようとするものであり、 原発明諸件の自吸理論の実施に当たり、 未到の技術的課題を解決した理想的な 「自吸式遠心ポンプ装置」 と確信さ れる次の諸点がある。
1 . 形状は完成形に近い 「うず卷形遠心ポンプ」 に近似している。
2 . 自吸性能は高度で、 吸上げ用自動運転に適用されても支障がない。
3 . 仕様液質に制限を感じない。 又、 目詰まりも起こらない。
4 . 運転状態は静粛であり、 有利な整流を次行程に送り込む。
5 . 構造が簡明なため、 製作容易で絰済的である。

Claims

請 求 の 範 囲
1. ポンプケーシング （1) の大小 2個のうず形室 （V 1， V 2) の始ま る部位と羽根車 （4) の外周部との間隙 （s 1， s 2) について、 小うず 形室 （V 1) との間隙 （s 1) を大うず形室 （v2) との間隙 （s 2) よ り大きくすることにより、 自吸作動時に、 小うず形室 （V 1) から大うず 形室 （v 2) に向けて自吸水循環流を発生する遠心ポンプ装置において、 大うず形室 （v 2) のディフューザ—部が上向きの円筒状になって形成さ れた自吸水分離室 （e) に対して、 小うず形室 （V 1) の噴出流路 （c) からの自吸水噴出流を切線方向に誘導流出させて、 自吸旋回流を発生させ ると共に、 自吸水分離室 （e) の上部から吐出配管 （7) の流路 （f) の 壁面適所にわたって、 自吸旋回流による液面の立ち上がりを巻き下げる方 向に螺旋状案内流路 （F) が構成されたことを特徵とする自吸式遠心ボン ブ装置。
2. ポンプケーシング （1) の大小 2個のうず形室 （v l， V 2) の始ま る部位と羽根車 （4) の外周部との間隙 （s i, s 2) について、 小うず 形室 （v l) との間隙 （s i) を大うず形室 （V 2) との間隙 （s 2) よ り大きくすることにより、 自吸作動時に、 小うず形室 （v l) から大うず 形室 （v2) に向けて自吸水循環流を発生する遠心ポンプ装置において、 大うず形室 （v2〉 のディフューザ一部が上向きの円筒状になって形成さ れた自吸水分離室 （e) に対して、 小うず形室 （V 1) の噴出流路 （c) からの自吸水噴出流を切線方向に誘導流出させて、 自吸旋回流を凳生させ ると共に、 自吸水分離室 （e) の底部 （E) において、 自吸旋回流の外周 部水流を大うず形室 （v 2) に向けて優先的に流入させる方向に巻き出し 流路 （d) が構成されたことを特徴とする自吸式遠心ポンプ装置。
3. ポンプケ一シング （1) の大小 2個のうず形室 （V 1， V 2) の始ま る部位と羽根車 （4) の外周部との間隙 （s 1， s 2) について、 小うず 形室 （V 1) との間隙 （s i) を大うず形室 （V 2) との間隙 （s 2) よ り大きくすることにより、 自吸作動時に、 小うず形室 （V 1) から大うず 形室 （v 2) に向けて自吸水循環流を発生する遠心ポンプ装置において、 大うず形室 （v 2) のディフューザ一部が上向きの円筒状になって形成さ れた自吸水分離室 （e) に対して、 小うず形室 （v l) の噴出流路 （c) からの自吸水噴出流を切線方向に誘導流出させて、 自吸旋回流を発生させ ると共に、 自吸水分離室 （e) の下部の壁面適所において、 自吸旋回流の 外周部水流を大うず形室 （v 2) に向けて優先的に流入させる方向に螺旋 状案内流路 （G) が構成されたことを特徵とする自吸式遠心ポンプ装置。
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