JP5300508B2

JP5300508B2 - ポンプの羽根車およびポンプ

Info

Publication number: JP5300508B2
Application number: JP2009014839A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎荒木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP2010174630A

Description

本発明はポンプの羽根車およびポンプに関し、羽根車の流路における異物の詰まりを防止する技術に係るものである。

従来、この種のポンプには下水等の流体を扱うものがあり、図９に示すように、ポンプ１は羽根車２がポンプケーシング３の所定形状をなす渦室３ａに配置してある。ポンプケーシング３は、下部に設けたケーシング吸込口４が羽根車２の回転軸心方向に向けて開口しており、渦室３ａに連通して側部に設けたケーシング吐出口５が羽根車２の回転軸の接線方向と同方向に向けて開口している。

羽根車２は回転軸心側から径方向外側へ渦巻き状に延びる一枚羽根６を有し、回転軸心方向における一枚羽根６の両側にシュラウド７が形成してある。一枚羽根６は、回転軸心側に近接する端縁が羽根入口部８をなし、周縁側に位置する端縁が羽根出口部９をなし、羽根入口部８から羽根出口部９へ向けて螺旋状の内側流路１０を形成している。内側流路１０はケーシング吸込口４に連通し、かつ羽根出口部９において渦室３ａに連通している。

この種のポンプにおける羽根車には、特許文献１に記載するものがあり、図６〜図８に示す。ここでは、先に図９において説明した構成要件と同様のものには同符号を付して説明する。図６は羽根車の軸心と直交する断面図、図７(ａ)〜(ｄ)は羽根車の軸心を通り、軸心回りの各角度における断面図、図８は羽根車の開口部の展開図である。

図６に示すように、羽根車２は渦巻き状に延びる一枚羽根６を有しており、図７に示すように、羽根６の内側流路１０は断面径を一定にして汚物の引っかかりを防止している。そして、図８に示すように、羽根車２の外側面には内側流路１０に連通する外側流路をなす流出口１１を形成しており、流出口１１の流路幅は、流速に反比例して半径方向の分速度が遅い部分を大幅１１ａに形成し、半径方向の分速度の速い部分を小幅にしており、羽根車２に及ぼす排水の運動の反力を全周にわたって一定として羽根車２の振動を防止し、高揚程の排水を可能としている。

特公昭４９−１３５２２号公報

ところで、固形物を含む液体の搬送に使用するポンプでは、ポンプ内部に固形物が詰まることを避けるために、羽根車としてその流路断面に大きな通過粒径を設定したものを使用する場合がある。しかし、羽根車の外側面に形成する外側流路の最大流路幅、つまりシュラウド間の幅を広げると排出容量が大きくなり、ポンプを使用する設備にとっては必要以上の容量の液体を吐き出す事態が生じることがある。

このため、羽根車のシュラウド間の外側面に形成する外側流路が内側流路の羽根出口部に続く最大流路幅の部位において最大通過粒径を保ち、徐々に流路幅もしくは流路深さを減少させて最大通過粒径より小さくすることで、最大通過粒径の固形物を通過させつつ、最大通過粒径に影響されることなく排出容量を最適に設計することができる。

しかし、この構成では、固形物が最大通過粒径またはそれに近い大きさを有する場合には内側流路の羽根出口部から外側流路へ続く最大流路幅の部位においてシュラウド間に固形物が詰まり易くなる。

本発明は、上記した課題を解決するものであり、最大通過粒径に影響されることなく排出容量を最適に設計することができ、かつ固形物が通過し易いポンプの羽根車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のポンプの羽根車は、ケーシングの渦室内で回転軸心廻りに回転し、回転軸心方向の両側にシュラウドを有する一枚羽根からなる羽根車において、羽根車のシュラウド間の外側面に形成する外側流路が羽根車内部の内側流路の羽根出口部に続く最大流路幅の部位において内側流路と同等の最大通過粒径を保ち、流路幅と流路深さを徐々に減少させて最大通過粒径より小さくし、シュラウドは、少なくとも外側流路の最大流路幅に対応する部分において、相互の間隔が羽根車の径方向外側へ向けて広がり、かつ双方の対向面が平面の傾斜面をなすことを特徴とする。

本発明のポンプは、吸込口および吐出口を有し、かつ内部に羽根車を配置する渦室を有したケーシングを備え、前記羽根車が上記の何れかの羽根車からなることを特徴とする。

以上の構成において、羽根車の回転により内側流路から外側流路へ噴出する流体および固形物はケーシングの渦室を通ってケーシングの外部へ流れ出る。この際に、内側流路の羽根出口部から外側流路へ続く最大流路幅の部位では固形物の最大粒径部分をシュラウド間に含んでいるが、シュラウド間は少なくとも外側流路の最大流路幅に対応する部分において羽根車の径方向外側へ向けて広がっているので、最大通過粒径の固形物の通過を促進してシュラウド間の固形物の詰まりを防止する。また、当然に最大通過粒径より小さい固形物がシュラウド間に詰まるおそれも低減できる。よって、最大通過粒径に影響されることなく排出容量を最適にしたポンプの羽根車およびポンプを実現することができる。

本発明の実施の形態におけるポンプを示す模式図同実施の形態における羽根車の外観図同実施の形態における羽根車の外観図同実施の形態における羽根車の軸心廻りの各角度における断面図同実施の形態におけるポンプを示す模式図従来の羽根車の軸心と直交する断面図従来の羽根車における軸心廻りの各角度における断面図従来の羽根車の開口部の展開図従来のポンプを示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５において、ポンプ５１は下水等の流体を扱うものであり、羽根車５２がポンプケーシング５３の所定形状をなす渦室５３ａの内部に配置してある。

ポンプケーシング５３は、下部に設けたケーシング吸込口５４が羽根車５２の回転軸心方向に向けて開口しており、渦室５３ａに連通して側部に設けたケーシング吐出口５５が羽根車５２の回転軸の接線方向と同方向に向けて開口している。羽根車５２はモータ等の駆動機（図示省略）によって回転軸心Ｍを中心として回転駆動される。

羽根車５２は回転軸心側から径方向外側へ渦巻き状に延びる一枚羽根６０を有し、回転軸心方向における一枚羽根６０の両側にシュラウド６１が形成してある。上側のシュラウド６１の上部には駆動軸（図示省略）を連結する孔６２を有したボス部６３が形成してあり、ボス部６３の周囲にはポンプケーシング５３と摺動するリム部６４が形成してある。

一枚羽根６０は、回転軸心側に近接する端縁が羽根入口部６５をなし、周縁側に位置する端縁が羽根出口部６６をなし、羽根入口部６５から羽根出口部６６に向って螺旋状の内側流路６７を形成している。内側流路６７はケーシング吸込口５４に連通し、かつ羽根出口部６６において渦室５３ａに連通している。

羽根車５２のシュラウド６１の間において一枚羽根６０の外側面には外側流路６８が形
成してある。外側流路６８は羽根車５２の回転方向と反対方向に延びており、内側流路６７の羽根出口部６６に続く部位が最大流路幅を有して内側流路６７と同等の最大通過粒径を保っており、回転方向と反対方向に延びるにしたがって流路幅と流路深さを徐々に減少させて最大通過粒径より小さくなっている。

そして、図１に示すように、両側のシュラウド６１の間隔は羽根車５２の径方向外側へ向けて広がっており、両シュラウド６１の対向面が傾斜面６１ａをなす。このシュラウド６１の傾斜面６１ａは全周に設けてもよいが、少なくとも外側流路６８の最大流路幅に対応する範囲に設ければよく、また少なくとも一方のシュラウド６１の対向面に形成すればよい。さらに、傾斜面６１ａの形状は平面に限定されるものではなく、曲面であってもよい。

以下、上記した構成における作用を説明する。ポンプケーシング５３の室内で羽根車５２が回転軸心Ｍの廻りに回転する状態において、ケーシング吸込口５４から吸い込む流体および固形物は内側流路６７に流入し、羽根車５２の回転により与える遠心力を受けて流体および固形物は羽根６０の羽根出口部６６から渦室５３ａへ流出し、ケーシング５３の内側面に沿って渦室５３ａを旋回し、ケーシング吐出口５５から吐き出される。

この際に、外側流路６８の流路幅と流路深さが減少するほどに固形物の外側流路６８からみ出す部分が多くなり、内側流路６７の羽根出口部６６から外側流路６８へ続く最大流路幅の部位では固形物の最大粒径部分をシュラウド６１の間に含んでいるが、シュラウド６１の間隔は少なくとも外側流路６８の最大流路幅に対応する部分において羽根車５２の径方向外側へ向けて広がっているので、最大通過粒径またはそれに近い大きさの固形物の通過を促進してシュラウド６１の間に固形物が詰まることを防止する。よって、最大通過粒径に影響されることなく排出容量を最適に設計することができる。

５１ポンプ
５２羽根車
５３ポンプケーシング
５３ａ渦室内
５４ケーシング吸込口
５５ケーシング吐出口
６０一枚羽根
６１シュラウド
６１ａ傾斜面
６２孔
６３ボス部
６４リム部
６５羽根入口部
６６羽根出口部
６７内側流路
６８外側流路
Ｍ回転軸心

Claims

ケーシングの渦室内で回転軸心廻りに回転し、回転軸心方向の両側にシュラウドを有する一枚羽根からなる羽根車において、羽根車のシュラウド間の外側面に形成する外側流路が、羽根車内部の内側流路の羽根出口部に続く最大流路幅の部位において内側流路と同等の最大通過粒径を保ち、流路幅と流路深さを徐々に減少させて最大通過粒径より小さくし、シュラウドは、少なくとも外側流路の最大流路幅に対応する部分において、相互の間隔が羽根車の径方向外側へ向けて広がり、かつ双方の対向面が平面の傾斜面をなすことを特徴とするポンプの羽根車。
吸込口および吐出口を有し、かつ内部に羽車を配置する渦室を有したケーシングを備え、前記羽根車が請求項１に記載の羽根車からなることを特徴とするポンプ。