JPS6232299A - 自浄フイルタ付水中ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は濾材表面に沈積しようとする流体中の混在異物
を、濾過操作中に自動的に除去させることのできる自浄
フィルタ付水中ポンプに関する。

［従来の技術］ ポンプを使用して圧送される流体の流路に除塵用フィル
タを介在させることによって流体の移送と流体中に混在
する異物の除去とを同時に行うことは、あらゆる産業分
野にわたって広く行われている。この種のフィルタとし
ては回転ドラムの外周面に濾布を巻きつけたものとか、
フレーム体に濾材を張設したもの、あるいは一端が封止
された短筒状の金網製フィルタエレメントの開口端にカ
ートリッジ式の取付用基部を接合させたものなど−が使
われて来た。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如き従来の除塵用フィルタは、濾過すべき流体中
に混在する異物の粒径が小さければ小さい程網目の細か
い濾材を必要とし、殊に異物混入量が多い場合には短期
間で濾材の表面に異物が堆積して濾過能力が著しく低下
するので、はなはだしい時間と労力の浪費を伴うフィル
タの洗浄作業を頻繁に繰り返さなければならず、生産性
低下の一要因をなしていた。

本発明は、濾過作業中に濾材表面に沈積しようとする被
濾過液中の異物を自動的に排除させるための機構を備え
た、いわば自浄式フィルタを組付けた水中ポンプを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段１ 上記の目的を達成するために本発明の自浄フィルタ付水
中ポンプは、水中ポンプと、中空筒体の周壁面に濾材を
取付けると共に、筒軸部に前記水中ポンプの吸入口への
連通手段を取付けてなる筒状フィルタと、前記筒状フィ
ルタの内周面に接して回転し、該回転方向に向って前記
内周面に対して末広がりの取付は角度を有する複数個の
ブレードを植設した回転体と該回転体の回転手段とを備
える構成を採用した。

［作用および発明の効果１ 上記の如き構成を備えた本発明による水中ポンプは、被
濾過液中に沈積させてポンプを起動させると共に回転体
を駆動させると、ポンプの吸引力によって濾材の網目を
通過した濾過液が筒状のフィルタ内に流入する。−力筒
状フィルタの内周面に接して回転するブレードはその取
付角度に由来して、筒状フィルタの内周面とブレードと
の間のクサビ形状の間隙部に存在する濾過液に対して圧
迫力ないしは遠心作用力を及ぼすので、このような間隙
部に位置する濾過液の一部はｉｌ！材の網目をくぐり抜
けて再び被濾過液中に押しもどされ、その際にポンプの
吸引力によって網目に引掛っていた異物も押しもどされ
る液の圧力によって脱落し、濾材表面の自己浄化が行わ
れる。

従って従来のフィルタ装置を使用した液体の濾過作業に
は必然的に伴わざるを得なった、労力と時間の浪費を多
く伴うフィルタ洗浄作業あるいはフィルタ交換作業の必
要回数を著しく少なくすることができる。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明の構成を具体
的に説明する。

第１図は本発明の一実施例としての水中ポンプの側断面
図、第２図は第１図の（イ）−（イ）断面図であって、
Ａは水中ポンプ、Ｂは筒状フィルタである。１はターボ
型ポンプのインペラ、１ａはインペラの回転軸であって
中空筒状をなしており、ポンプＡの吸入口を兼ねている
。２はポンプＡの駆動用モータ、３はモータ２の出力軸
であり中空筒状をなして、ポンプＡの吸入口とフィルタ
Ｂの吐出口との連通手段の一部を構成しており、インペ
ラ回転軸１ａはモータ２の出力軸３に嵌着されている。

４はポンプケーシング、４ａはポンプＡの吐出口、５は
吐出口４ａと濾過済み流体の貯槽を結ぶ配管である。

１０は筒状フィルタのケーシングであって閉鎖された内
空部を有する偏平な円筒体をなしている。

１０ａはケーシング１０の周壁面に一定間隔を隔てて穿
たれた縦長のスリット状通液孔、１１は通液孔１０ａに
張設されたｉＳｌ材であって、適宜のメツシュ数の金網
や濾布などの帯状材からなりケーシング１０を包囲して
いる。１２はケーシング１０内の頂壁面に接して回転す
る回転体、１２ａは回転体１２の回転軸嵌着用孔、１４
は回転体１２の周縁部に一定間隔を隔てて下向きに取付
けられたブレード群であって、巾方向に円弧形状を有す
る縦長の帯状板からなり、回転体１２と同様に金属や硬
質合成樹脂などで作られている。１５はブレード１４の
植設用ボルトである。

この実施例ではブレード１４の下端部は自由端をなして
いるが、ケーシング１０内の底面側に別の回転体を設け
てこの回転体に固定させるようにしてもよい。

１７は回転体１２の回動用モータ、１８はモータ１７の
出力軸であって中空筒状をなしており、筒状フィルタＢ
の液出口と水中ポンプＡの吸入口との連通手段の一部を
なしている。そしてポンプ用のモータ２とフィルタ用の
モータ１７の出力軸３と１８は同軸上に連接されて両者
の内空部は筒状フィルタＢの液出口とポンプＡの吸入口
の連通路をなしている。１６は回転体１２をモータ１７
の出力軸１８に嵌合固定させるためのナツト、１９と２
０はモータ２と１７のそれぞれの取付は用ボルト、１０
ｂはポンプケーシング４と筒状フィルタＢとを連結させ
るためのケーシング１０の周壁を上方に延長させた部分
、２２は連結用ボルト、２３はケーシング１０の延長部
分１０ｂの内部空隙を埋める充填材、２４と２５はそれ
ぞれモータ２と１７への給電線である。

第３図は本発明による水中ポンプの使用状況を例示した
見取図であって、３０は被濾過液体３１が満たされた濾
過槽、３２は濾過済み流体の貯槽、３３と３４はそれぞ
れポンプ用モータ２とフィルタ用モータ１７の作動制御
箱である。

次に上記実施例装置の作動について説明する。

水中ポンプを第３図に例示されたように設置し、ポンプ
Ａの吐出口部に取付けたこの図では省かれている吐出バ
ルブを絞り込んだ状態のもとにポンプＡの駆動用モータ
２を起動させると同時に、筒状フィルタＢの回転体１２
の駆動用無段変速モータ・１７を低速でスタートさせる
。ケーシング１０内が濾過液で満たされておらず、また
濾材１１の網目が極めて細かい場合にはあらかじめケー
シング１０内に濾過液を満たしておく、 濾材１１による被濾過液中の混入異物の除去能力は、濾
材１１の網目に混入異物がある程度沈着して網目が狭め
られることによって向上されるので、幾分かの異物沈着
はむしろ好ましい。装置の起動後モータ１７の制御装置
を操作して回転体１２を第２図に矢印（ロ）で示された
方向に向けて次第に回転数を高めて行（と、回転体１２
の周縁部には筒状フィルタのケーシング１０の内周面に
近接させるようにして、且つこの内周面に漸近するよう
な取付角度をもってブレード１４が植設されているので
、ポンプＡの吸引力によってケーシング１０内に吸入さ
れた濾過液のうち、このブレード１４とケーシング１０
の内壁面との間に形成されたクサビ状空隙内に存在する
濾過液は、矢印（ハ）で示された如くこのクサビ状空隙
に押し込まれるような作用力を受けることによって液圧
が上昇し、遂には矢印すで描かれているように濾材１１
の網目からケーシング１０の外側に向けて押し出される
に至る。そしてこの時網目に詰っていた異物もまた網目
から押し出されて脱落し、いわばフィルタの自浄作用が
営まれることになる。回転体１２の回転数が更に上昇す
れば、ブレード１４０表面に生ずる遠心作用力が上記の
流体の抑圧作用力に付加されることとなって自浄作用力
は一段と増強される。

ところで前述の如く濾材１１の表面への異物の幾分かの
沈積を許容して異物の除去能力を高めることは望ましい
が、一方では濾過作業の効率化という要求もあるので、
濾過済み液体中の異物残存量をチェックしながら、回転
体１２の回転数を調節し、同時に吐出バルブの開度も変
化させて筒状フィルタＢのケーシング１０内に吸入され
る濾過液量とポンプＡからの吐出量とのバランスを計る
。濾過システムの最適制御条件が決定された後は、同一
の濾過操業を反復する限り以後はこの設定条件下に操業
すればよい。

濾過槽３０内の被濾過液３１には濾材１１の表面に一旦
吸着されようとして前述の如く脱落させられた異物が次
第に蓄積されて来るので、一定期間毎に別の一時貯溜タ
ンクに移し会えたうえで沈降法や濾過法等によって異物
を分別させるか、または濾過槽３０の休止時を利用して
この機内で蓄積異物の除去作業を行うようにしてもよい
。もつとも濾過槽３０の容積が極めて大きい、例えば池
とか河川などであれば、そのような配慮は全く不要であ
る。

次に上記実施例に示された構成を備えたテスト装置を使
って、回転体１２を回転さぜた場合と回転させなかった
場合の装置の濾過能力（吐出量）の経時変化を比較した
いくつかの実験の結果を各実験条件の一覧表としての表
１と、これらの各々の実験について求めたポンプ吐出艶
対運転時間の相関グラフとしての第４図ないし第７図を
参照しながら説明する。各グラフには同一条件のもとて
５回繰返して行われた実験の測定値をプロットし、この
プロットの分布域を帯状斜線領域として（イ〜（ト）の
如く表示した。

表１のＮ０１１の実験結果を図示した第４図において、
回転体１２を回転させなかった場合には、帯状グラフ（
Ｄ）にみられるように、装置の作動直後から吐出量は減
少の一途をたどり、約４分後に半減し、８分後には１７
１０程度に低落しているのに対して回転体１２を２０Ｏ
ｒｐｍで回転させた場合にはグラフ（イ）に描かれてい
るように１０分経過後においても目立った吐出量の低下
はみられず本発明装置の濾過性能の卓抜さが明確に組み
取れる。

第２および第３の実験は第１の実験に混入異物として使
われた鉄粉に比べてはるかに濾＠１１に目詰りを生じさ
せやすい紙バルブを用いたので、回転体１２の自浄作用
の効果は第５図と第６図にそれぞれ明らかなように回転
体１２を回転させた場合と回転させない場合のグラフ（
ハ）と（ニ）および（ホ）と（へ）とでは極端なまでに
下降曲線の傾度が相異している。

）　　　第４の実験は回転体１２の回転数と吐出量以外
は第３の実験と同一のテスト条件に保たせて回転数と濾
過性能の相関性を求めるべく行ったものであ−る。その
テスト結果をまとめた第７図にみられるように回転体１
２の回転数が８００ｒｐｃ＋時には１０分経過後にもグ
ラフＡに見られるように目立った濾過能力の低下は認め
られず、ａｏｏｒｐｍ時のグラフＢもグラフ八に較べ２
でさして相異がなく、１１００ｒｐ時のグラフＤに至っ
て始めて５分経過後に濾過性能は運転開始時の８０％内
外にまで低下するものの以後はほぼこの能力水準に維持
されており、回転体止時のグラフ（ト）とは比ぶべくも
ないことが示されている。勿論回転体１２の最適回転数
は濾過条件の相異するごとに変動するが、いくつかの実
験結果を総合的に勘案すれば、２００〜４００ｒｐｎ＋
の範囲においてすこぶる優秀な濾材の自浄効果を生ずる
ものと解される。勿論それ以上に回転数を上げれば更に
幾分かの性能向上が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての水中ポンプの側断面
図、第２図は第１図の（イ）−（イ）断面図、第３図は
第１図に示さた水中ポンプの使用状況の一例を説明した
見取図であり、第４図ないし第７図は本発明による水中
ポンプと従来のそれとの濾過能力の優劣の比較データグ
ラフである。 図中　Ａ・・・水中ポンプ　Ｂ・・・筒状フィルタ　１
・・・ポンプインペラ　２・・・ポンプ用モータ　３．
１８・・・ポンプとフィルタの連通手段部分　１０・・
・筒状フィルタのケーシング　１０ａ・・・通液孔　１
１・・・濾材１２・・・回転体　１４・・・ブレード　
１７・・・回転体駆動モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）水中ポンプと、 中空筒体の周壁面に濾材を取付けると共に、筒軸部に前
   記水中ポンプの吸入口への連通手段を取付けてなる筒状
   フィルタと、 前記筒状フィルタの内周面に接して回転し、該回転方向
   に向つて前記内周面に対して末広がりの取付け角度を有
   する複数個のブレードを植設した回転体と 該回転体の回転手段とを備えてなる自浄フィルタ付水中
   ポンプ。