JP2006291937A

JP2006291937A - Impeller for centrifugal pump and centrifugal pump having the same

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Publication number: JP2006291937A
Application number: JP2005117517A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Nishi; 泰行西; Tsutomu Takebe; 力竹部; Yoichi Tamaoki; 陽一玉置; Akihiro Ando; 昭宏安藤; Arata Funasaka; 新舩坂
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-14
Also published as: JP4609939B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent vibration from occurring by discharging all air inside the partitioned chamber of an impeller to avoid the loss of mechanical balance produced by the buoyancy of air. <P>SOLUTION: A circular cover 70 cut out at its center portion is fitted to the ceiling surface of the impeller 11 with bolts 60. The partitioned chamber is formed of the cover 70 and the ceiling surface 30 with a recess. A balance weight is fitted to the rear surface (partitioned chamber side) of the cover 70 with bolts 83. A plurality of holes 81 passed between the inside and the outside of the partitioned chamber are formed at the inner end part of the cover 70 around the rotating axis thereof. As the impeller 11 is rotated, air is discharged through one hole 81 and water is taken in through the other holes 81 to discharge all air inside the partitioned chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心ポンプ用羽根車及びそれを備えた遠心ポンプに関するものである。 The present invention relates to a centrifugal pump impeller and a centrifugal pump including the impeller.

従来より、遠心ポンプは、排水設備等の各種設備においてよく用いられている。遠心ポンプは、モータシャフトに連結された羽根車が渦巻形ケーシングの内部に収容されて構成されている。 Conventionally, centrifugal pumps are often used in various facilities such as drainage facilities. The centrifugal pump is configured such that an impeller coupled to a motor shaft is accommodated in a spiral casing.

遠心ポンプの羽根車には、用途に応じて様々な形態のものが使用されている。例えば汚水槽の汚水を排出する用途等においては、汚水に固形物が含まれている場合があるため、詰まりが少なく固形物をそのまま排出できるような羽根車が好ましい。そのような羽根車として、いわゆるノンクロッグタイプの羽根車が知られている。 Various types of centrifugal pump impellers are used depending on the application. For example, in applications such as discharge of sewage in a sewage tank, since solids may be contained in the sewage, an impeller that can discharge solids with less clogging is preferable. A so-called non-clog type impeller is known as such an impeller.

ノンクロッグタイプの羽根車は、一端に吸込口が形成され、側面に吐出口が設けられた略円筒体からなる。円筒体の内部には、軸方向から見て渦巻き状に形成され、吸込口と吐出口とをつなぐ流路が形成されている。この流路は、１枚の羽根によって区画されている。そのため、ノンクロッグタイプの羽根車の羽根は、回転軸に対して非軸対称な形状となる。したがって、この羽根車は、そのままでは静止時における静的バランスや気中回転時における動的バランス（以下、機械的バランスという）がとれず、組立作業性の低下や、回転時の振動を引き起こすこととなる。そこで、一般的に、この種の羽根車では、重量の大きい箇所を削ること等により、機械的バランスが保たれている。 The non-clog type impeller is composed of a substantially cylindrical body having a suction port formed at one end and a discharge port provided on a side surface. Inside the cylindrical body, a flow path that is formed in a spiral shape when viewed from the axial direction and connects the suction port and the discharge port is formed. This flow path is partitioned by one blade. Therefore, the blades of the non-clog type impeller have a non-axisymmetric shape with respect to the rotation axis. Therefore, if this impeller is left as it is, a static balance at rest and a dynamic balance at the time of air rotation (hereinafter referred to as mechanical balance) cannot be achieved, which causes deterioration in assembly workability and vibration during rotation. It becomes. Therefore, in general, in this type of impeller, mechanical balance is maintained by cutting a portion having a large weight.

このようにして削り取られた溝部分には、通常、流体の乱れによる動力損失を削減するために、蓋が設けられている。そのため、この蓋により、溝部分には中空の区画室が形成される。しかし、この区画室を蓋により気密に覆い、外部の水を遮断することとすると、蓋に大きな圧力がかかるため、蓋の強度を高く設定しなければならない。そのため、蓋に大きな圧力がかからないように孔を設け、区画室に水を導入することにより、内外の圧力を均一化する羽根車が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開昭４９−１０５０４６号公報 The groove portion thus scraped is usually provided with a lid in order to reduce power loss due to fluid disturbance. Therefore, the lid forms a hollow compartment in the groove portion. However, if this compartment is covered with a lid in an airtight manner and external water is blocked, a large pressure is applied to the lid, so the strength of the lid must be set high. For this reason, an impeller has been proposed in which a hole is provided so that a large pressure is not applied to the lid and water is introduced into the compartment to make the internal and external pressure uniform (see, for example, Patent Document 1).
JP-A 49-105046

しかし、蓋に水の導入孔を設け、この導入孔を通じて区画室の内部に水を導入したとしても、区画室の内部に気泡が残ってしまうことが多い。すなわち、区画室の内部の空気は、全ては排出されず、一部は区画室にとり残されることとなっていた。 However, even if a water introduction hole is provided in the lid and water is introduced into the compartment through the introduction hole, bubbles often remain in the compartment. That is, all the air inside the compartment is not discharged, and a part is left in the compartment.

ところが、区画室の内部に空気が取り残されると、該空気は羽根車に浮力を及ぼす。そのため、この浮力により羽根車は機械的バランスを崩し、回転時に振動を引き起こす原因となっていた。さらに、羽根車の回転に伴って、取り残された空気が区画室内を頻繁に移動し、振動をさらに増幅させるという問題も生じていた。 However, if air is left inside the compartment, the air exerts buoyancy on the impeller. For this reason, this buoyancy causes the impeller to lose mechanical balance and cause vibration during rotation. In addition, with the rotation of the impeller, the remaining air frequently moves in the compartment, causing a problem of further amplifying the vibration.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、区画室内の空気の残留を防止し、残留空気に起因する振動の発生を防止した羽根車及びそれを備えた遠心ポンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an impeller that prevents the residual air from remaining in the compartment and prevents the vibration caused by the residual air, and the impeller. It is to provide a centrifugal pump.

本発明に係る遠心ポンプ用羽根車は、一端に吸込口が形成され且つ他端に軸方向に窪んだ凹部が形成されるとともに、側方に吐出口が形成され、内部に前記吸込口と前記吐出口とをつなぐ内部流路が区画形成された略円筒形状の羽根車本体と、前記凹部を覆うように前記羽根車本体の他端に取り付けられることによって前記凹部との間に区画室を形成し、前記羽根車本体と共に回転する蓋とを備え、前記蓋の回転の中心から半径の１／２以下の位置に、前記区画室の内外を連通する２つ以上の孔が形成されているものである。 The centrifugal pump impeller according to the present invention has a suction port formed at one end and a recess recessed in the axial direction at the other end, a discharge port formed laterally, and the suction port and the above A partition chamber is formed between the substantially cylindrical impeller body in which an internal flow path connecting the discharge port is partitioned and the other end of the impeller body so as to cover the recess. And a lid that rotates together with the impeller body, and two or more holes that communicate the inside and outside of the compartment are formed at a position that is 1/2 or less of the radius from the center of rotation of the lid. It is.

上記羽根車によれば、蓋の回転中心側に２つ以上の孔が形成されている。該羽根車が回転すると、蓋と凹部とにより形成される区画室の内部において、水は遠心力を受けて回転中心から外側へ移動し、逆に、水より密度の小さい空気は内側へ移動する。そのため、区画室内の空気は、上記孔の近傍に移動することになる。ここで、上記孔は２つ以上設けられているので、少なくとも１つの孔から区画室内に水が導入されるとともに、他の孔から空気が押し出され、区画室内の空気は円滑に排出されることになる。したがって、浮力を受けて羽根車の機械的バランスが崩れること等がなく、振動の発生を抑制することができる。 According to the impeller, two or more holes are formed on the rotation center side of the lid. When the impeller rotates, water receives centrifugal force and moves outward from the center of rotation inside the compartment formed by the lid and the recess, and conversely, air having a lower density than water moves inward. . Therefore, the air in the compartment moves to the vicinity of the hole. Here, since two or more holes are provided, water is introduced into the compartment from at least one hole, air is pushed out from the other holes, and the air in the compartment is smoothly discharged. become. Therefore, the mechanical balance of the impeller is not lost due to buoyancy, and the occurrence of vibration can be suppressed.

前記孔の少なくとも２つは、互いに周方向にずれた位置に形成されていることが好ましい。 It is preferable that at least two of the holes are formed at positions shifted from each other in the circumferential direction.

このことにより、区画室内の空気は円滑に排出されることになる。 As a result, the air in the compartment is discharged smoothly.

前記孔の少なくとも２つは、回転の中心周りに互いに９０°以上離れた位置に形成されていることが好ましい。 It is preferable that at least two of the holes are formed at positions apart from each other by 90 ° or more around the center of rotation.

前記孔は、前記凹部の周方向の一端側と他端側とにそれぞれ設けられていることが好ましい。 The holes are preferably provided on one end side and the other end side in the circumferential direction of the recess.

このことにより、区画室内の全体にわたって空気が円滑に排出される。 As a result, air is smoothly discharged throughout the compartment.

前記蓋は、前記羽根車本体の他端の略全体を覆っていてもよい。 The lid may cover substantially the entire other end of the impeller body.

このことにより、羽根車の構成が簡単になる。羽根車本体の他端の略全体を蓋で覆うと、区画室内に空気が残留しやすいが、本羽根車によれば、上述の通り空気の残留を防止することができる。 This simplifies the configuration of the impeller. If substantially the entire other end of the impeller body is covered with a lid, air tends to remain in the compartment, but according to the present impeller, air can be prevented from remaining as described above.

前記羽根車は、前記蓋の前記凹部側に配置されたバランスウェイトを備え、前記孔の少なくとも一つは、半径方向に関して前記バランスウェイトよりも回転の中心側に形成されていてもよい。 The impeller may include a balance weight disposed on the concave side of the lid, and at least one of the holes may be formed closer to the center of rotation than the balance weight in the radial direction.

上記羽根車によれば、バランスウェイトを備えているので、機械的バランス及び羽根車の水中回転時におけるバランス（以下、水力的バランスという）を容易に保つことができる。バランスウェイトは、区画室の内部に配置されているので、外側に出っ張ることがない。そのため、流体の乱れによる動力損失を防止することができる。区画室の内部にバランスウェイトを設けると、バランスウェイトの近傍に気泡が滞留するおそれがある。しかし、本羽根車によれば、前記孔の少なくとも一つがバランスウェイトの内側に形成されているので、気泡は当該孔を通じて円滑に排出されることになる。したがって、バランスウェイトを区画室内に配置したにも拘わらず、区画室内の空気の滞留を防止することができる。 According to the impeller, since the balance weight is provided, the mechanical balance and the balance during the underwater rotation of the impeller (hereinafter referred to as hydraulic balance) can be easily maintained. Since the balance weight is disposed inside the compartment, it does not protrude outward. Therefore, power loss due to fluid disturbance can be prevented. If a balance weight is provided inside the compartment, bubbles may stay in the vicinity of the balance weight. However, according to the impeller, since at least one of the holes is formed inside the balance weight, the bubbles are smoothly discharged through the hole. Therefore, it is possible to prevent the air from staying in the compartment even though the balance weight is arranged in the compartment.

前記羽根車本体は、外周面における前記吐出口よりも前記吸込口側部分から前記外周面に沿って外方に突出し、前記吸込口側と前記吐出口側とを仕切るフランジ部と、前記フランジ部よりも前記吐出口側の外周部分の一部を内側に削ったような形状に形成され、前記内部流路と連続し且つ外周面に沿って周回する外部流路を区画する外部羽根と、を備え、前記内部流路は、螺旋状に形成されていてもよい。 The impeller body protrudes outward along the outer peripheral surface from the suction port side portion with respect to the discharge port on the outer peripheral surface, and separates the suction port side from the discharge port side, and the flange portion An outer blade that is formed in a shape such that a part of the outer peripheral portion on the discharge port side is shaved inward, and that defines an external flow path that is continuous with the internal flow path and circulates along the outer peripheral surface. The internal flow path may be formed in a spiral shape.

上記羽根車では、吸込口から吸い込まれた流体は、螺旋状の内部流路を流れた後、羽根車本体の外周面に沿った外部流路を流れる。そのため、ポンプの性能が向上する。 In the impeller, the fluid sucked from the suction port flows through the spiral internal flow path, and then flows through the external flow path along the outer peripheral surface of the impeller body. Therefore, the performance of the pump is improved.

本発明に係る遠心ポンプは、前記遠心ポンプ用羽根車を備えたものである。 The centrifugal pump according to the present invention includes the centrifugal pump impeller.

このことにより、羽根車内の空気に起因する振動等の発生を防止することができ、高性能の遠心ポンプを得ることができる。 As a result, it is possible to prevent the occurrence of vibration and the like due to the air in the impeller, and to obtain a high-performance centrifugal pump.

以上のように、本発明によれば、羽根車の区画室内の空気を円滑に排出することができる。そのため、羽根車の残留空気の浮力による機械的バランスの崩れを回避することができ、また、残留空気が区画室内を頻繁に移動することを未然に防止することができる。したがって、残留空気に起因する羽根車の振動を防止することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the air in the compartment of the impeller can be discharged smoothly. Therefore, it is possible to avoid the mechanical balance from being lost due to the buoyancy of the residual air of the impeller, and it is possible to prevent the residual air from frequently moving in the compartment. Therefore, it is possible to prevent the vibration of the impeller due to the residual air.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１に示すように、実施形態に係る遠心ポンプは、汚水処理用のターボ式遠心ポンプ１０である。このポンプ１０は、羽根車１１と、羽根車１１を覆うポンプケーシング１２と、羽根車１１を回転させる密閉型の水中モータ１３とを備えている。 As shown in FIG. 1, the centrifugal pump according to the embodiment is a turbo centrifugal pump 10 for sewage treatment. The pump 10 includes an impeller 11, a pump casing 12 that covers the impeller 11, and a sealed submersible motor 13 that rotates the impeller 11.

水中モータ１３は、ステータ１４及びロータ１５からなるモータ１６と、モータ１６を覆うモータケーシング１７とを備えている。ロータ１５の中心部分には、上下方向に延びる駆動軸１８が設けられている。この駆動軸１８は、軸受１９，２０によって回転自在に支持されている。駆動軸１８の下端部は羽根車１１に連結されており、水中モータ１３の回転駆動力が羽根車１１に伝達されるようになっている。 The underwater motor 13 includes a motor 16 including a stator 14 and a rotor 15, and a motor casing 17 that covers the motor 16. A drive shaft 18 extending in the vertical direction is provided at the central portion of the rotor 15. The drive shaft 18 is rotatably supported by bearings 19 and 20. The lower end portion of the drive shaft 18 is connected to the impeller 11, and the rotational driving force of the submersible motor 13 is transmitted to the impeller 11.

ポンプケーシング１２は、羽根車１１を覆うとともに、羽根車１１から吐出される汚水をポンプ外へ排出する流路５０を形成している。ポンプケーシング１２の内部には、断面視で半円状に湾曲した側壁１２ａにより外周側を囲まれたポンプ室２６が形成されている。このポンプ室２６内には、羽根車１１の吐出部２８（図３参照）が収容されている。そして、図１に示すように、羽根車１１がポンプケーシング１２内に配置された状態で、ポンプ室２６の一部が前記流路５０を構成している。 The pump casing 12 covers the impeller 11 and forms a flow path 50 for discharging sewage discharged from the impeller 11 to the outside of the pump. Inside the pump casing 12, a pump chamber 26 is formed that is surrounded on the outer peripheral side by a side wall 12 a that is curved in a semicircular shape in a sectional view. In the pump chamber 26, a discharge portion 28 (see FIG. 3) of the impeller 11 is accommodated. As shown in FIG. 1, a part of the pump chamber 26 constitutes the flow path 50 in a state where the impeller 11 is disposed in the pump casing 12.

また、図１に示すように、ポンプケーシング１２の下部には、下方に突出した吸込部２１が形成されている。この吸込部２１には、下方に向かって開口した吸込口２２が形成されている。吸込口２２は、羽根車１１の吸込口２９に連通している。一方、ポンプケーシング１２の側部には、側方に突出した吐出部２３が形成されている。この吐出部２３には、側方に向かって開口した吐出口２４が形成されている。この吐出口２４は流路５０の出口になっており、羽根車１１から吐出された汚水は吐出口２４からポンプ外へ排出されることになる。 As shown in FIG. 1, a suction portion 21 that protrudes downward is formed in the lower portion of the pump casing 12. The suction portion 21 is formed with a suction port 22 that opens downward. The suction port 22 communicates with the suction port 29 of the impeller 11. On the other hand, a discharge portion 23 protruding to the side is formed on the side of the pump casing 12. The discharge portion 23 is formed with a discharge port 24 that opens to the side. The discharge port 24 is an outlet of the flow path 50, and the sewage discharged from the impeller 11 is discharged from the discharge port 24 to the outside of the pump.

図２に示すように、羽根車１１の羽根車本体１１ａには、軸方向の下側から上側に向かって順に、吸込部２７と吐出部２８とが設けられている。これらの吸込部２７及び吐出部２８は、いずれも略円筒形状に形成されており、吐出部２８は吸込部２７よりも大径に構成されている。そして、吐出部２８吸込部２７との間には、全周にわたってフランジ部４０が形成されている。図１に示すように、フランジ部４０は、羽根車１１の吐出部２８と吸込部２７とを上下に仕切っている。すなわち、この羽根車１１は、吸込部２７と吐出部２８とがフランジ部４０で仕切られたクローズドタイプの羽根車である。 As shown in FIG. 2, the impeller body 11a of the impeller 11 is provided with a suction portion 27 and a discharge portion 28 in order from the lower side in the axial direction toward the upper side. The suction part 27 and the discharge part 28 are both formed in a substantially cylindrical shape, and the discharge part 28 is configured to have a larger diameter than the suction part 27. And between the discharge part 28 suction part 27, the flange part 40 is formed over the perimeter. As shown in FIG. 1, the flange portion 40 partitions the discharge portion 28 and the suction portion 27 of the impeller 11 vertically. That is, the impeller 11 is a closed type impeller in which the suction portion 27 and the discharge portion 28 are partitioned by the flange portion 40.

図２に示すように、吸込部２７の下端には、下方に向かって開口した吸込口２９が設けられている。一方、吐出部２８の上端には、天井面３０（図４参照）が形成されている。 As shown in FIG. 2, a suction port 29 that opens downward is provided at the lower end of the suction portion 27. On the other hand, a ceiling surface 30 (see FIG. 4) is formed at the upper end of the discharge portion 28.

図４に示すように、天井面３０には、ボルト孔が形成された突起部６１が等間隔に３つ形成されている。天井面３０の一部（ここでは、軸方向から見て天井面３０の４分の３の部分であり、羽根車１１の重量が大きい側）には、下方に窪んだ窪み３３が形成されている。この窪み３３により、羽根車１は軽量化され、また、機械的バランスがとられ、回転の安定性が向上している。ただし、天井面３０の窪み３３の大きさや形状は、何ら限定されるものではない。また、窪み３３は、必ずしも必要ではなく、天井面３０の形状は特に限定されるものではない。 As shown in FIG. 4, the ceiling surface 30 has three protrusions 61 formed with bolt holes at regular intervals. On a part of the ceiling surface 30 (here, the three-quarters of the ceiling surface 30 when viewed from the axial direction and on the side where the weight of the impeller 11 is large), a depression 33 that is recessed downward is formed. Yes. By this recess 33, the impeller 1 is reduced in weight, mechanically balanced, and rotational stability is improved. However, the size and shape of the recess 33 in the ceiling surface 30 are not limited at all. Further, the recess 33 is not necessarily required, and the shape of the ceiling surface 30 is not particularly limited.

図３に示すように、羽根車本体１１ａの天井面３０上には、中心部分を切り欠いた円形の蓋７０がボルト６０によって取り付けられている。羽根車本体１１ａの中心部には、駆動軸１８を取り付けるための取付部３１が形成されており、蓋７０中心部の切り欠き部分には、取付部３１が挿入されている。この取付部３１の中央には、駆動軸１８の先端を挿入するための挿入穴３２が形成されている。この蓋７０は羽根車本体１１ａの窪み３３を覆っており、蓋７０と天井面３０とにより区画室５１が形成されている（図９〜図１６参照）。 As shown in FIG. 3, on the ceiling surface 30 of the impeller body 11 a, a circular lid 70 with a center portion cut out is attached by a bolt 60. An attachment portion 31 for attaching the drive shaft 18 is formed at the center of the impeller body 11a, and the attachment portion 31 is inserted into a notch portion at the center of the lid 70. An insertion hole 32 for inserting the tip of the drive shaft 18 is formed in the center of the mounting portion 31. The lid 70 covers the recess 33 of the impeller body 11a, and a compartment 51 is formed by the lid 70 and the ceiling surface 30 (see FIGS. 9 to 16).

図１２及び図１６に示すように、蓋７０の裏面（内部側）には、バランスウェイト８０がボルト８３によって取り付けられている。このバランスウェイト８０により、羽根車１１が回転した際に生じる流体力の不釣合が打ち消され、振動の発生が抑制される。本実施形態では、バランスウェイト８０は窪み３３が最も窪んでいる箇所に位置しているが、バランスウェイト８０の位置は何ら限定されるものではない。また、バランスウェイト８０の数、大きさ、形状も何ら限定されるものではない。 As shown in FIGS. 12 and 16, a balance weight 80 is attached to the back surface (inner side) of the lid 70 with bolts 83. The balance weight 80 cancels out the unbalance of the fluid force generated when the impeller 11 rotates, and suppresses the occurrence of vibration. In the present embodiment, the balance weight 80 is located at a place where the depression 33 is most depressed, but the position of the balance weight 80 is not limited at all. Further, the number, size, and shape of the balance weight 80 are not limited at all.

図３に示すように、蓋７０の内側端部には、複数の孔８１が形成されている。これら孔８１は、蓋７０の回転の中心（駆動軸１８の軸中心でもある）側に設けられており、具体的には、蓋７０の回転の中心から半径の１／２以下の位置に設けられている。孔８１は、蓋７０の回転の中心近傍に形成されていることが特に好ましく、例えば、回転の中心から半径の２／５以下、あるいは１／３以下の位置に形成されていてもよい。 As shown in FIG. 3, a plurality of holes 81 are formed in the inner end portion of the lid 70. These holes 81 are provided on the center of rotation of the lid 70 (which is also the axis center of the drive shaft 18). It has been. The hole 81 is particularly preferably formed in the vicinity of the center of rotation of the lid 70, and may be formed, for example, at a position 2/5 or less of the radius or 1/3 or less of the radius from the center of rotation.

また、これら孔８１は、バランスウェイト８０よりも半径方向の内側に形成されている。これら孔８１は、周方向に関して互いにずれた位置に形成されており、周方向に関してバランスウェイト８０の両側に位置している。これら孔８１の少なくとも２つは、回転の中心周りに互いに９０°以上離れた位置に形成されている。なお、孔８１は、回転の中心を挟んで両側（略点対称の位置）に設けられていてもよい。 Further, these holes 81 are formed on the inner side in the radial direction than the balance weight 80. These holes 81 are formed at positions shifted from each other in the circumferential direction, and are located on both sides of the balance weight 80 in the circumferential direction. At least two of these holes 81 are formed at positions apart from each other by 90 ° or more around the center of rotation. The holes 81 may be provided on both sides (substantially point symmetrical positions) across the center of rotation.

また、本実施形態では、すべての孔８１は円周状に配設されているが、少なくとも２つの孔８１が半径方向に並んでいてもよい。本実施形態では、羽根車本体１１ａの窪み３３の周方向の一端から中央部にかけて、５つの孔８１が形成されている。しかし、図１９に示すように、孔８１は、窪み３３の周方向の一端側及び他端側にそれぞれ形成されていてもよい。もちろん、孔８１は窪み３３の周方向の一端から他端にわたって設けられていてもよい。孔８１は、窪み３３の周方向の一端から他端にかけて満遍なく形成されていてもよい。 In the present embodiment, all the holes 81 are arranged in a circumferential shape, but at least two holes 81 may be arranged in the radial direction. In the present embodiment, five holes 81 are formed from one end in the circumferential direction of the recess 33 of the impeller body 11a to the center. However, as shown in FIG. 19, the holes 81 may be formed on one end side and the other end side in the circumferential direction of the recess 33. Of course, the hole 81 may be provided from one end to the other end of the recess 33 in the circumferential direction. The holes 81 may be formed uniformly from one end of the recess 33 in the circumferential direction to the other end.

これらの孔８１を通じて、区画室５１の内部と外部とが連通され（図１０等参照）、孔８１から水及び空気が出入りすることとなる。なお、これら孔８１から排出された空気は、羽根車１１とポンプケーシング１２との隙間を通って吐出口２４または空気抜きバルブ８５（図１参照）を経てポンプ１０外へ排出される。 Through these holes 81, the inside and the outside of the compartment 51 communicate with each other (see FIG. 10 and the like), and water and air enter and exit from the holes 81. The air discharged from these holes 81 passes through the gap between the impeller 11 and the pump casing 12 and is discharged out of the pump 10 through the discharge port 24 or the air vent valve 85 (see FIG. 1).

孔８１の形状は何ら限定されないが、本実施形態では、孔８１は円形状に形成されている。複数の孔８１は、互いに形状又は寸法の異なる孔であってもよく、形状又は寸法の等しい孔であってもよい。 Although the shape of the hole 81 is not limited at all, in the present embodiment, the hole 81 is formed in a circular shape. The plurality of holes 81 may be holes having different shapes or dimensions, or may be holes having the same shape or dimensions.

図７、図９、図１０及び図１２に示すように、羽根車１１の吐出部２８には、側方に向かって開口する吐出口３４が形成されている。図６、図７及び図９〜図１８に示すように、羽根車１１の内部には、吸込部２７の吸込口２９から吐出口３４に至る螺旋状の１次流路３５が区画形成されている。すなわち、図１７に示すように、吐出口３４は、螺旋状の１次流路３５の延長方向に向かって開口している。なお、本明細書では、この１次流路３５を区画している区画壁を１次羽根３６と称する。 As shown in FIGS. 7, 9, 10, and 12, the discharge port 28 of the impeller 11 is formed with a discharge port 34 that opens to the side. As shown in FIGS. 6, 7, and 9 to 18, a spiral primary flow path 35 extending from the suction port 29 of the suction portion 27 to the discharge port 34 is partitioned and formed inside the impeller 11. Yes. That is, as shown in FIG. 17, the discharge port 34 opens toward the extending direction of the spiral primary flow path 35. In the present specification, a partition wall that partitions the primary flow path 35 is referred to as a primary blade 36.

図２及び図５〜図１８に示すように、吐出部２８の外周面上の一部には、当該外周面に沿って延びるように内側に窪んだ２次流路３７が形成されている。図１７に示すように、この２次流路３７は、吐出口３４において、羽根車１１内に形成された１次流路３５の下流側と連続している。そして、２次流路３７は、羽根車１１の半周以上の長さにわたって吐出部２８を周回している。２次流路３７の下流端は、吐出口３４の近傍にまで延びている。なお、２次流路３７の長さは、半周以上且つ１周未満が好ましいが、特に限定されるものではない。 As shown in FIGS. 2 and 5 to 18, a secondary flow path 37 that is recessed inward so as to extend along the outer peripheral surface is formed in a part on the outer peripheral surface of the discharge unit 28. As shown in FIG. 17, the secondary flow path 37 is continuous with the downstream side of the primary flow path 35 formed in the impeller 11 at the discharge port 34. And the secondary flow path 37 circulates the discharge part 28 over the length more than the semicircle of the impeller 11. The downstream end of the secondary flow path 37 extends to the vicinity of the discharge port 34. The length of the secondary flow path 37 is preferably not less than one half and less than one turn, but is not particularly limited.

すなわち、２次流路３７は、非螺旋状の流路であり、その流路中心は羽根車１１の軸線と直交する直交面上に位置している。この２次流路３７を区画している区画壁を２次羽根３８と称すると、２次羽根３８はいわゆる半径流形の羽根であり、この２次羽根３８によって汚水は外周側（径方向外側）に吐出される。 That is, the secondary flow path 37 is a non-spiral flow path, and the flow path center is located on an orthogonal plane orthogonal to the axis of the impeller 11. When the partition wall that partitions the secondary flow path 37 is referred to as a secondary blade 38, the secondary blade 38 is a so-called radial flow blade, and sewage is discharged to the outer peripheral side (radially outer side) by the secondary blade 38. ).

このポンプ１０では、汚水は、以下のようにして搬送される。すなわち、水中モータ１３によって羽根車１１が回転し、この回転によって、羽根車１１の１次羽根３６が下側の吸込口２９から汚水を上方へ向かって吸い込む。そして、吸い込まれた汚水は、羽根車１１内の螺旋状の１次流路３５を通過し、吐出口３４及び２次羽根３８によって外周側に吐出される。吐出された汚水は、羽根車１１を覆うポンプケーシング１２によって受け止められ、流路５０を流通した後、吐出口２４からポンプ外へ排出される。 In this pump 10, sewage is conveyed as follows. That is, the impeller 11 is rotated by the submersible motor 13, and the primary blade 36 of the impeller 11 sucks sewage upward from the lower suction port 29 by this rotation. The sucked sewage passes through the spiral primary flow path 35 in the impeller 11 and is discharged to the outer peripheral side by the discharge port 34 and the secondary blade 38. The discharged sewage is received by the pump casing 12 that covers the impeller 11, flows through the flow path 50, and then is discharged from the discharge port 24 to the outside of the pump.

ポンプ１０を水中に浸漬させると、羽根車１１の区画室５１に水が流れ込み、区画室５１内の空気の大部分は、流れ込んだ水によって押し出される。しかしながら、ポンプ１０を水中に浸漬させた後であっても、区画室５１の内部にある程度の気泡が残留することがある。 When the pump 10 is immersed in water, water flows into the compartment 51 of the impeller 11, and most of the air in the compartment 51 is pushed out by the water that has flowed in. However, some bubbles may remain inside the compartment 51 even after the pump 10 is immersed in water.

すなわち、ポンプ１０を水中に浸漬すると、区画室５１内部の空気は比重が小さいため、蓋７０の孔８１を通じて、あるいは羽根車本体１１ａと蓋７０との隙間から、空気が少しずつ抜けていく。一方、区画室５１内の空気の減少に伴い、外部の水が上記孔８１又は上記隙間から区画室５１内へ流入する。このような水と空気の移動により、区画室５１内の空気は水に置換されていく。しかし、区画室５１内の空気は、全ては排出されず一部は区画室５１内に取り残される。 That is, when the pump 10 is immersed in water, the specific gravity of the air inside the compartment 51 is small, so that air gradually escapes through the hole 81 of the lid 70 or from the gap between the impeller body 11a and the lid 70. On the other hand, as the air in the compartment 51 decreases, external water flows into the compartment 51 from the hole 81 or the gap. By such movement of water and air, the air in the compartment 51 is replaced with water. However, all of the air in the compartment 51 is not discharged and a part of the air is left in the compartment 51.

ところが、本実施形態では、以下に説明するように、羽根車１１の回転（言い換えると、水中ポンプ１０の運転）に伴って、残留空気は孔８１を通じて排出される。すなわち、羽根車１１の回転を開始すると、区画室５１内部の水は遠心力をうけて回転中心から外側へ移動し、水より比重の小さな空気は回転中心の内側へ移動していく。そして、区画室５１内に取り残された空気は、蓋７０の回転中心側に設けられた孔８１に到達したところで、孔８１から外部へ排出される。一方、区画室５１内の空気の排出に伴い、他の孔８１から水が区画室５１内に流入し、空気と水の円滑な置換が行われることとなる。なお、羽根車１１の区画室５１から排出された空気は、羽根車１１とポンプケーシング１２との隙間を通って吐出口２４または空気抜きバルブ８５（図１参照）を経てポンプ１１外へ排出されることとなる。 However, in the present embodiment, as will be described below, the residual air is discharged through the hole 81 as the impeller 11 rotates (in other words, the operation of the submersible pump 10). That is, when the rotation of the impeller 11 is started, water inside the compartment 51 receives centrifugal force and moves outward from the center of rotation, and air having a specific gravity smaller than that of water moves toward the inside of the center of rotation. The air left in the compartment 51 is discharged to the outside through the hole 81 when it reaches the hole 81 provided on the rotation center side of the lid 70. On the other hand, with the discharge of air in the compartment 51, water flows into the compartment 51 from the other hole 81, and smooth replacement of air and water is performed. The air discharged from the compartment 51 of the impeller 11 passes through the gap between the impeller 11 and the pump casing 12 and is discharged out of the pump 11 through the discharge port 24 or the air vent valve 85 (see FIG. 1). It will be.

以上のように、本実施形態によれば、区画室５１内部の空気は全て排出され、区画室５１内は水で充満される。したがって、本実施形態に係る羽根車１１によれば、空気の浮力により羽根車１１の機械的バランスが崩されることがなく、振動の発生を防止することができる。また、羽根車１１の回転に伴って空気が区画室５１内で頻繁に移動することがなく、この点においても振動の発生を防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, all the air inside the compartment 51 is discharged and the compartment 51 is filled with water. Therefore, according to the impeller 11 which concerns on this embodiment, the mechanical balance of the impeller 11 is not destroyed by the buoyancy of air, and generation | occurrence | production of a vibration can be prevented. Further, air does not frequently move in the compartment 51 with the rotation of the impeller 11, and the occurrence of vibration can be prevented in this respect.

また、本実施形態に係る羽根車１１の蓋７０は、孔８１を二つ以上有している。これにより、空気の排出と水の導入とを別々の孔８１を通じて行うことができる。したがって、孔８１が一つしかない場合と異なり、空気の排出が水の流入により阻害されることがなく、空気と水とを円滑に置換することができる。 Moreover, the lid 70 of the impeller 11 according to the present embodiment has two or more holes 81. Thereby, the discharge of air and the introduction of water can be performed through separate holes 81. Therefore, unlike the case where there is only one hole 81, the discharge of air is not hindered by the inflow of water, and air and water can be smoothly replaced.

さらに、本実施形態では、蓋７０の孔８１はいずれも内側端部に設けられており、蓋７０の回転の中心から半径の１／２よりも外側には、孔８１は設けられていない。そのため、遠心力を受けて回転の外側へ移動した水が区画室５１から排出されることはない。したがって、区画室５１内の水は外側に集まりやすく、逆に、区画室５１内の空気は内側に集まりやすくなる。そのため、空気を区画室５１の内側に集中させることができ、内側に設けた孔８１を通じて、区画室５１内の空気を効率的に排出することができる。 Furthermore, in this embodiment, all the holes 81 of the lid 70 are provided at the inner end, and no holes 81 are provided outside the half of the radius from the center of rotation of the lid 70. Therefore, the water that has been subjected to the centrifugal force and moved to the outside of the rotation is not discharged from the compartment 51. Therefore, the water in the compartment 51 tends to gather outside, and conversely, the air in the compartment 51 tends to gather inside. Therefore, air can be concentrated inside the compartment 51, and the air in the compartment 51 can be efficiently discharged through the holes 81 provided inside.

また、本実施形態に係る羽根車１１の蓋７０には、バランスウェイト８０が取り付けられている。そのため、羽根車１１が回転するとバランスウェイト８０に遠心力が働き、この遠心力は、羽根車１１が受ける流体力の不釣合を打ち消すように作用する。したがって、羽根車１１の水力的バランスを保つことができ、羽根車１１の振動の発生を防止することができる。 A balance weight 80 is attached to the lid 70 of the impeller 11 according to the present embodiment. Therefore, when the impeller 11 rotates, a centrifugal force acts on the balance weight 80, and this centrifugal force acts so as to cancel the unbalance of the fluid force that the impeller 11 receives. Therefore, the hydraulic balance of the impeller 11 can be maintained, and the occurrence of vibration of the impeller 11 can be prevented.

また、本実施形態に係る羽根車１１によれば、バランスウェイト８０は、蓋７０の裏側、すなわち羽根車本体１１ａの窪み３３の側に配置されている。そのため、蓋７０の表側にバランスウェイト８０による出っ張りがなくなり、流体の乱れによる動力損失を抑制することができる。また、本実施形態では、孔８１はバランスウェイト８０の内側に設けられている。また、孔８１は、バランスウェイト８０の近傍に設けられている。そのため、バランスウェイト８０付近に空気が留まることがなく、空気は効率よく排出される。 Moreover, according to the impeller 11 which concerns on this embodiment, the balance weight 80 is arrange | positioned at the back side of the lid | cover 70, ie, the hollow 33 side of the impeller main body 11a. Therefore, there is no protrusion due to the balance weight 80 on the front side of the lid 70, and power loss due to fluid disturbance can be suppressed. In the present embodiment, the hole 81 is provided inside the balance weight 80. The hole 81 is provided in the vicinity of the balance weight 80. Therefore, air does not stay near the balance weight 80 and the air is efficiently discharged.

本実施形態によれば、羽根車本体１１ａの軸方向の一端には、単一の窪み３３が設けられ、蓋７０は羽根車本体１１ａの一端の略全体を覆っている。また、蓋７０は、単一の部材からなっている。したがって、羽根車１１の構成が簡単になる。羽根車本体１１ａの一端の略全体を蓋７０で覆うと、区画室５１の内部に空気が残留しやすくなるおそれがある。しかし、本実施形態によれば、上述の通り、区画室５１の空気は円滑に排出される。したがって、羽根車１１の残留空気に起因する振動等を防止することができるので、羽根車１１の構成を簡単化することができる。 According to this embodiment, the single hollow 33 is provided in the end of the axial direction of the impeller main body 11a, and the lid | cover 70 has covered the substantially whole end of the impeller main body 11a. The lid 70 is made of a single member. Therefore, the configuration of the impeller 11 is simplified. If substantially the entire end of the impeller body 11 a is covered with the lid 70, air may easily remain in the compartment 51. However, according to the present embodiment, as described above, the air in the compartment 51 is smoothly discharged. Accordingly, vibrations caused by residual air in the impeller 11 can be prevented, and the configuration of the impeller 11 can be simplified.

なお、本実施形態に係る羽根車１１の１次流路３５は螺旋状であったが、回転軸方向から視て渦巻き状であればよく、螺旋状に限定されるものではない。 In addition, although the primary flow path 35 of the impeller 11 which concerns on this embodiment was helical, it should just be a spiral shape seeing from a rotating shaft direction, and is not limited to a spiral shape.

以上説明したように、本発明は、遠心ポンプ用羽根車及びそれを備えた遠心ポンプについて有用である。 As described above, the present invention is useful for an impeller for a centrifugal pump and a centrifugal pump including the impeller.

遠心ポンプの断面図である。It is sectional drawing of a centrifugal pump. 羽根車を下方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the impeller from the downward direction. 羽根車を上方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the impeller from the upper part. 蓋を取り除いた状態の羽根車の平面図である。It is a top view of the impeller of the state which removed the cover. 図４のＡ方向矢視図である。It is an A direction arrow directional view of FIG. 図４のＢ方向矢視図である。It is a B direction arrow directional view of FIG. 図４のＣ方向矢視図である。It is a C direction arrow directional view of FIG. 図４のＤ方向矢視図である。It is a D direction arrow directional view of FIG. 図４のＮＮ線断面図である。It is the NN sectional view taken on the line of FIG. 図６のＭＭ線断面図である。It is MM sectional view taken on the line of FIG. 図４のＬＬ線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line LL in FIG. 4. 図７のＫＫ線断面図である。It is the KK sectional view taken on the line of FIG. 図４のＪＪ線断面図である。It is JJ sectional view taken on the line of FIG. 図８のＩＩ線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG. 図４のＨＨ線断面図である。It is the HH sectional view taken on the line of FIG. 図５のＧＧ線断面図である。It is the GG sectional view taken on the line of FIG. 図５のＥＥ線断面図である。It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 図５のＦＦ線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line FF in FIG. 5. 孔の配置を変更した変形例に係る図４相当図である。FIG. 6 is a view corresponding to FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０遠心ポンプ
１１羽根車
１１ａ羽根車本体
２７吸込部
２８吐出部
２９吸込口
３３窪み
３４吐出口
３５１次流路
３６１次羽根
３７２次流路
３８２次羽根
４０フランジ
５１区画室
７０蓋
８０バランスウェイト
８１孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Centrifugal pump 11 Impeller 11a Impeller main body 27 Suction part 28 Discharge part 29 Suction port 33 Depression 34 Discharge port 35 Primary flow path 36 Primary blade 37 Secondary flow path 38 Secondary blade 40 Flange 51 Compartment room 70 Lid 80 Balance weight 81 holes

Claims

一端に吸込口が形成され且つ他端に軸方向に窪んだ凹部が形成されるとともに、側方に吐出口が形成され、内部に前記吸込口と前記吐出口とをつなぐ内部流路が区画形成された略円筒形状の羽根車本体と、
前記凹部を覆うように前記羽根車本体の他端に取り付けられることによって前記凹部との間に区画室を形成し、前記羽根車本体と共に回転する蓋とを備え、
前記蓋の回転の中心から半径の１／２以下の位置に、前記区画室の内外を連通する二つ以上の孔が形成されている遠心ポンプ用羽根車。 A suction port is formed at one end and a recess recessed in the axial direction is formed at the other end, a discharge port is formed at the side, and an internal flow path that connects the suction port and the discharge port is formed inside A substantially cylindrical impeller body,
A partition chamber is formed between the impeller body and the recess by being attached to the other end of the impeller body so as to cover the recess, and includes a lid that rotates together with the impeller body,
An impeller for a centrifugal pump, in which two or more holes communicating with the inside and the outside of the compartment are formed at a position of ½ or less of the radius from the center of rotation of the lid.

前記孔の少なくとも二つは、互いに周方向にずれた位置に形成されている請求項１に記載の遠心ポンプ用羽根車。 The impeller for a centrifugal pump according to claim 1, wherein at least two of the holes are formed at positions shifted from each other in the circumferential direction.

前記孔の少なくとも二つは、回転の中心周りに互いに９０°以上離れた位置に形成されている請求項２に記載の遠心ポンプ用羽根車。 The impeller for a centrifugal pump according to claim 2, wherein at least two of the holes are formed at positions apart from each other by 90 ° or more around the center of rotation.

前記孔は、前記凹部の周方向の一端側と他端側とにそれぞれ設けられている請求項１〜３のいずれか一つに記載の遠心ポンプ用羽根車。 The impeller for a centrifugal pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the hole is provided on one end side and the other end side in the circumferential direction of the recess.

前記蓋は、前記羽根車本体の他端の略全体を覆っている請求項１〜４のいずれか一つに記載の遠心ポンプ用羽根車。 The centrifugal pump impeller according to any one of claims 1 to 4, wherein the lid covers substantially the entire other end of the impeller body.

前記蓋の前記凹部側に配置されたバランスウェイトを備え、
前記孔の少なくとも一つは、半径方向に関して前記バランスウェイトよりも回転の中心側に形成されている請求項１〜５のいずれか一つに記載の遠心ポンプ用羽根車。 A balance weight disposed on the concave side of the lid;
The impeller for a centrifugal pump according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the holes is formed closer to a center of rotation than the balance weight in the radial direction.

前記羽根車本体は、
外周面における前記吐出口よりも前記吸込口側部分から前記外周面に沿って外方に突出し、前記吸込口側と前記吐出口側とを仕切るフランジ部と、
前記フランジ部よりも前記吐出口側の外周部分の一部を内側に削ったような形状に形成され、前記内部流路と連続し且つ外周面に沿って周回する外部流路を区画する外部羽根と、を備え、
前記内部流路は、螺旋状に形成されている請求項１〜６のいずれか一つに記載の遠心ポンプ用羽根車。 The impeller body is
A flange portion that protrudes outward along the outer peripheral surface from the suction port side portion than the discharge port on the outer peripheral surface, and partitions the suction port side and the discharge port side;
An outer blade that is formed in a shape in which a part of the outer peripheral portion on the discharge port side than the flange portion is cut inward, and that defines an external flow path that is continuous with the internal flow path and circulates along the outer peripheral surface And comprising
The centrifugal pump impeller according to any one of claims 1 to 6, wherein the internal flow path is formed in a spiral shape.

請求項１〜７のいずれか一つに記載の遠心ポンプ用羽根車を備えた遠心ポンプ。
The centrifugal pump provided with the impeller for centrifugal pumps as described in any one of Claims 1-7.