KR20230024876A

KR20230024876A - 무폐색 펌프

Info

Publication number: KR20230024876A
Application number: KR1020227036520A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 오쿠노
Original assignee: 가부시기가이샤 쓰루미세이사쿠쇼
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-02-21
Also published as: US20230258188A1; EP4170176A1; JP7024822B2; WO2021260974A1; EP4170176A4; TW202200904A; TWI774187B; CN219176577U; JP2022001755A

Abstract

이 무폐색 펌프(100, 200, 300)는, 펌프 케이싱(3)과, 주판부(41)와 블레이드부(43)와 중앙 돌출부(42)를 포함하는, 임펠러(4, 204)와, 회전축(1)을 구비하고, 중앙 돌출부(42)의 외주에는, 흡입구(33a)측에서 보아, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)가 접속되고, 임펠러(4, 204)에는, 흡입구(33a)측에서 보아, 중앙 돌출부(42)와 블레이드부(43) 사이에, 임펠러(4, 204)의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부(45)가 마련되어 있다.

Description

무폐색 펌프

본 발명은, 무폐색 펌프에 관한 것이다.

종래, 임펠러를 구비하는 무폐색 펌프가 알려져 있다. 이러한 무폐색 펌프는, 일본 특허 제6038501호 공보에 개시되어 있다.

상기 일본 특허 제6038501호 공보에는, 흡입구를 갖는 펌프 케이싱의 내측에 배치된 임펠러를 구비하는 수중 펌프가 개시되어 있다. 임펠러는, 원판 형상의 슈라우드와, 슈라우드의 흡입구측에 마련되어, 임펠러의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 복수의 블레이드를 갖고 있다. 복수의 블레이드는, 서로 이격되어 있다. 복수의 블레이드의 내주측에는, 흡입구로부터 처음에 이물이 들어가는 원 형상의 공간이 있다. 또한, 흡입구로부터 들어간 이물은, 인접하는 블레이드 사이에 마련되는 복수의 경로 중 어느 것을 통해, 임펠러의 내주측으로부터 외주측으로 흐르고 토출구로부터 토출된다.

일본 특허 제6038501호 공보

그러나, 상기 일본 특허 제6038501호 공보의 수중 펌프에서는, 비교적 긴 이물이 흡입구로부터 흡입된 때 등에, 복수의 블레이드 사이에 마련되는 복수의 경로 중 어느 하나의 경로에 이물이 바로 흐르지는 않고, 복수의 블레이드의 내주측의 원 형상의 공간에 이물이 머물러 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다. 이밖에, 복수의 블레이드의 내주측의 원 형상의 공간에 이물이 머무르는 것에 기인하여, 블레이드의 내주측의 단부를 따라, 블레이드의 내주측의 단부를 둘러싸도록 이물이 U자 형상으로 꺾여 구부러지는 형태로 걸리고, 최악의 경우 임펠러의 폐색을 발생시키는 경우가 있다는 문제점이 있다. 즉, 상기 일본 특허 제6038501호 공보의 수중 펌프는, 이물의 통과 성능이 낮다고 생각된다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 본 발명의 하나의 목적은, 이물의 통과 성능을 향상시키는 것이 가능한 무폐색 펌프를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 국면에 있어서의 무폐색 펌프는, 흡입구가 마련된 펌프 케이싱과, 주판부와, 주판부의 흡입구측에 마련된 블레이드부와, 주판부의 중앙으로부터 흡입구측으로 돌출되는 중앙 돌출부를 포함하는 임펠러와, 임펠러가 일단에 고정되는 회전축을 구비하고, 중앙 돌출부의 외주에는, 흡입구측에서 보아, 블레이드부의 내주측의 단부가 접속되어 있고, 임펠러에는, 흡입구측에서 보아, 중앙 돌출부와 블레이드부 사이에, 임펠러의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부가 마련되어 있다.

본 발명의 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에서는, 상기한 바와 같이 주판부의 중앙으로부터 흡입구측으로 돌출되는 중앙 돌출부의 외주에, 흡입구측에서 보아, 블레이드부의 내주측의 단부를 접속하고, 임펠러에 대하여, 흡입구측에서 보아, 중앙 돌출부와 블레이드부 사이에, 임펠러의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부를 마련한다. 이로써, 종래와 같은, 블레이드부의 내주측에 원 형상의 공간이 비어 있는 구성과는 달리, 블레이드부의 내주측에 중앙 돌출부가 마련됨과 함께, 블레이드부의 내주측의 단부가 중앙 돌출부에 접속되기 때문에, 중앙 돌출부와 블레이드부와 흡입구에 의해 유로(이물을 통과시키는 경로)로서의 홈부가 명확해져, 이물이 블레이드부의 내주측에 머무르는 것을 방지할 수 있음과 함께, 블레이드부의 내주측의 단부에 이물이 U자 형상으로 꺾여 구부러지는 형태로 걸리는 것을 방지할 수 있어, 토출구를 향해 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 이상의 결과, 이물의 통과 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에 있어서, 바람직하게는 홈부의 깊이는, 홈부의 내주측의 단부로부터 외주측을 향해 점차 커진다. 이렇게 구성하면, 이물을 받아들이는 홈부의 내주측에서는, 홈부의 깊이를 작게 하여, 물의 유속을 크게 할 수 있으므로, 효과적으로 이물을 홈부에 받아들일 수 있다. 또한, 홈부의 외주측에서는, 홈부의 깊이를 크게 하여, 이물의 통과 단면적을 크게 확보할 수 있으므로, 홈부 내에 있어서, 더 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 이상에 의해, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 중앙 돌출부는 주판부의 일부분이고, 회전축의 축방향에 있어서의 주판부의 두께가, 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 작아짐으로써, 홈부의 깊이가 점차 커진다. 이렇게 구성하면, 주판부의 두께를 바꾸는 것만으로, 용이하게, 홈부의 깊이가 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 커지도록, 홈부를 형성할 수 있다.

상기 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에 있어서, 바람직하게는, 중앙 돌출부는, 흡입구측과는 반대측으로 오목하게 들어간 원 형상의 오목부를 갖고, 회전축에 임펠러를 고정하는 고정 부재가 오목부의 내측에 배치되도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 오목부의 내측에 고정 부재를 배치하여, 이물이 고정 부재에 얽히는 것을 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 고정 부재는 너트 부재이고, 원 형상의 오목부의 내주면은, 흡입구측에서 보아, 내측에 배치된 너트 부재의 외주면으로부터 소정 거리 이격하여 배치되어 있다. 이렇게 구성하면, 흡입구측에서 보아, 너트 부재와 원 형상의 오목부의 내주면 사이에, 소정의 간극을 확보할 수 있으므로, 이 소정의 간극을, 너트 부재를 체결하기 위한 공구를 삽입하는 간극으로서 이용할 수 있다.

상기 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에 있어서, 바람직하게는, 홈부는, 흡입구측에서 보아, 내주측으로부터 외주측을 향해, 점차 폭이 커지도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 홈부의 외주측에서는, 이물의 통과 단면적을 크게 확보할 수 있으므로, 홈부 내에 있어서, 더 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 그 결과, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

상기 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에 있어서, 바람직하게는, 펌프 케이싱은, 흡입구의 내연부에 마련되어, 흡입구로부터 흡입되는 물에 포함되는 이물을 걸리게 하는 걸림부를 포함하고, 임펠러는, 걸림부에 걸린 이물을 절단하는 절단부를 포함하고, 걸림부는, 임펠러의 회전 시에 있어서, 흡입구측에서 보아, 절단부 및 홈부의 양쪽과 겹치도록 구성되어 있다. 이렇게 구성하면, 한번에 홈부에 받아들일 수 없는 긴 이물 등이라도, 절단부 및 홈부의 비교적 근처에 배치된 걸림부에 걸린 상태에서, 절단부에 의해 짧게 절단하여, 홈부에 받아들일 수 있다. 이 때문에, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

상기 하나의 국면에 의한 무폐색 펌프에 있어서, 바람직하게는, 블레이드부는, 흡입구측에서 보아, 중앙 돌출부를 끼워 넣도록, 중앙 돌출부의 양측에 1개씩 마련되어 있다. 이렇게 구성하면, 블레이드부의 수가 비교적 적은 2매 날개차의 임펠러에 있어서도, 이물이 블레이드부의 내주측에 머무르는 것 및 블레이드부의 내주측의 단부에 이물이 U자 형상으로 꺾여 구부러지는 형태로 걸리는 것을 방지할 수 있음과 함께, 중앙 돌출부를 끼워 넣도록 중앙 돌출부에 접속된 블레이드부에 의해, 유로(이물을 통과시키는 경로)가 명확해져, 토출구를 향해 원활하게 이물을 통과시킬 수 있게 되어, 이물의 통과 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 2매 날개차의 임펠러로 함으로써, 1매 날개차의 임펠러와 비교하여, 임펠러의 중량 밸런스를 향상시킬 수 있으므로, 임펠러의 회전 시에 있어서의 진동을 저감시켜, 효율적으로 임펠러를 회전시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 이물의 통과 성능을 향상시키는 것이 가능한 무폐색 펌프를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 무폐색 펌프의 전체 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 의한 무폐색 펌프의 임펠러 및 흡입구를 도시한 저면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 의한 무폐색 펌프의 임펠러를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 90-90선을 따른 임펠러의 단면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 의한 무폐색 펌프의 석션 커버를 도시한 평면도이다.
도 6은 제2 실시 형태에 의한 무폐색 펌프의 임펠러 및 흡입구를 도시한 저면도이다.
도 7은 변형예에 의한 무폐색 펌프의 전체 구성을 도시한 개략도이다.

이하, 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[제1 실시 형태]

(무폐색 펌프의 구성)

도 1 내지 도 5를 참조하여, 제1 실시 형태의 무폐색 펌프(100)에 대하여 설명한다. 무폐색 펌프(100)는, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α가 상하 방향(Z방향)으로 연장되는 종형의 전동 펌프이다.

여기서, 제1 실시 형태의 무폐색 펌프(100)는, 수건이나, 스타킹, 고무 장갑, 붕대, 기저귀 등의 비교적 길고 또한 폭이 넓은 부드러운 이물(협잡물)(연약 이물) 등이라도, 폐색하는 일 없이 통과(펌프 케이싱(3)의 흡입구(33a)로부터 흡입하고, 펌프 케이싱(3)의 토출구(33b)로부터 토출)시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.

또한, 각 도면에서는, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α의 연장되는 방향을 Z방향으로 나타내고, Z방향 중 임펠러(4)측으로부터 모터(2)측을 향하는 방향을 Z1 방향(상방)으로 나타내고, Z1 방향의 반대 방향(하방)을 Z2 방향으로 나타낸다.

또한, 각 도면에서는, Z방향에 직교하는 소정의 방향을 X방향으로 나타낸다.

도 1에 도시한 바와 같이, 무폐색 펌프(100)는, 회전축(1)과, 모터(2)와, 펌프실(30)이 내측에 마련되는 펌프 케이싱(3)과, 임펠러(4)와, 회전축(1)을 임펠러(4)에 고정하는 너트 부재(5)를 구비하고 있다. 또한, 너트 부재(5)는, 청구의 범위의 「고정 부재」의 일례이다.

(회전축의 구성)

회전축(1)은, 대체로, 상하 방향(Z방향)으로 연장되는 원기둥 형상을 갖고 있다. 회전축(1)은, Z2 방향의 일단(10)(하단)에 임펠러(4)가 고정되어 있고, Z1 방향의 타단(11)(상단)측에 모터(2)(회전자(21))가 고정되어 있다. 회전축(1)은, 모터(2)의 구동력을 임펠러(4)로 전달하는 기능을 갖고 있다. 일례이기는 하지만, 회전축(1)은, 스테인리스 등의 금속 재료로 형성되어 있다.

회전축(1)에는, 일단(10)에 고정 부재 설치부(10a)가 마련되어 있다. 고정 부재 설치부(10a)는, 임펠러(4)를 회전축(1)에 고정하기 위한 너트 부재(5)를 설치하는 부분이다. 고정 부재 설치부(10a)는, 너트 부재(5)가 나사 결합되는 수나사에 의해 구성되어 있다. 고정 부재 설치부(10a)는, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α 상에 마련되어 있다. 고정 부재 설치부(10a)는, 회전 중심 축선 α를 따라, 일단(10)으로부터 Z2 방향으로 돌출되도록 연장되어 있다.

회전축(1)은, 임펠러(4)의 Z1 방향의 단부면을 맞닿게 하는 맞닿음면(10b)을 갖고 있다. 맞닿음면(10b)은, Z방향에 있어서, 회전축(1)에 대하여 임펠러(4)를 위치 결정하는 기능을 갖고 있다. 또한, 회전축(1)은, 하방측으로부터 임펠러(4)가 끼워 맞추어짐과 함께, 도시하지 않은 키 부재가 회전축(1)과 임펠러(4)의 간극에 설치되도록 구성되어 있다. 이로써, 회전축(1)은, Z방향에 직교하는 방향에 있어서, 회전축(1)에 대하여 임펠러(4)가 위치 결정되도록 구성되어 있다. 즉, 회전축(1)과 임펠러(4)의 회전이 동기된다.

(모터의 구성)

모터(2)는, 회전축(1)을 회전 구동시키도록 구성되어 있다. 그리고, 모터(2)는, 회전축(1)을 통해 임펠러(4)를 회전 구동시키도록 구성되어 있다. 상세하게는, 모터(2)는, 코일을 갖는 고정자(20)와, 고정자(20)의 내주측에 배치된 회전자(21)와, 프레임(22)과, 상부 베어링(23a)과, 하부 베어링(23b)과, 브래킷(24)을 포함하고 있다. 또한, 회전축(1)도 모터(2)에 포함되는 구성이다.

회전자(21)에는, 회전축(1)이 고정되어 있다. 모터(2)는, 고정자(20)에 의해 자계를 발생시킴으로써, 회전자(21)와 함께 회전축(1)을 회전 구동시키도록 구성되어 있다. 프레임(22)은, 고정자(20) 및 회전자(21)를 덮고 있다. 상부 베어링(23a) 및 하부 베어링(23b)은, 각각, 회전축(1)의 상방측 및 하방측을 회전 가능하게 지지하고 있다. 브래킷(24)에는, 상부 베어링(23a)이 설치되어 있다. 브래킷(24)은, 상방으로부터 프레임(22)에 고정되어 있다.

(펌프 케이싱의 구성)

펌프 케이싱(3)은, 모터(2)의 하방측에 위치하고 있고, 내측에 마련되는 펌프실(30)에 임펠러(4)가 배치되어 있다. 펌프 케이싱(3)은, 펌프 케이싱 본체(31)와, 펌프 케이싱 본체(31)에 대하여 하방으로부터 착탈 가능하게 구성되는 석션 커버(32)를 포함하고 있다. 임펠러(4)는, 펌프 케이싱 본체(31)에 석션 커버(32)가 설치되어 있지 않은 상태에서, 펌프 케이싱 본체(31)의 내부에 도입되어 회전축(1)에 체결된다.

석션 커버(32)에는, 펌프실(30)에 배치된 임펠러(4)의 바로 아래(Z2 방향측)에, 흡입구(33a)(도 2에서는 2점 쇄선으로 나타냄)가 마련되어 있다. 펌프실(30)에 배치된 임펠러(4)의 측방(Z방향에 직교하는 방향측)에는, 토출구(33b)가 마련되어 있다. 펌프 케이싱(3)은, 펌프실(30)로부터의 물을 측방의 토출구(33b)를 향해 흐르게 하는 유로(34)를 갖고 있다.

석션 커버(32)의 임펠러(4)에 대향하는 대향면(32b)에는, 펌프 케이싱(3)의 내주측으로부터 외주측을 향해 직선 형상으로 연장됨과 함께, 임펠러(4)의 회전 방향을 따른 복수의 홈(32c)이 마련되어 있다(도 5 참조). 복수의 홈(32c)은, 이물이 홈(32c)에 들어간 때, 임펠러(4)의 회전에 수반하여 펌프 케이싱(3)의 외주측으로 압출하도록 구성되어 있다.

펌프 케이싱(3)(석션 커버(32))의 흡입구(33a)의 내연부에는, 흡입구(33a)로부터 흡입되는 이물을 걸리게 하는 걸림부(32a)가 마련되어 있다. 걸림부(32a)는, 흡입구(33a)측(하방측(Z2 방향측))에서 보아, 흡입구(33a)의 내측을 향해 돌출되는 클로 형상의 부분이다(도 2 참조). 걸림부(32a)는, 흡입구(33a)의 내연부의 전체에 걸쳐서 복수 마련되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 흡입구(33a)는, 하방측(Z2 방향측)에서 보아, 임펠러(4)보다도 작게 형성되어 있고, 흡입구(33a)의 전체가 임펠러(4)의 원 형상의 외연부의 내측에 배치되어 있다. 흡입구(33a)의 중심 위치는, 하방측에서 보아, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α와 대략 일치하고 있다.

걸림부(32a)는, 임펠러(4)의 회전 시에 있어서, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 임펠러(4)의 후술하는 절단부(44) 및 임펠러(4)의 후술하는 홈부(45)의 양쪽과 겹치도록 구성되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 모터(2)와 펌프실(30) 사이에는 오일실(35)이 마련되어 있다. 오일실(35)에는, 메커니컬 시일(35a) 및 오일 리프터(35b)가 설치되어 있다.

(임펠러의 구성)

임펠러(4)는, 세미 오픈형의 임펠러이다. 일례이기는 하지만, 임펠러(4)는, 다크타일 주철 등의 금속 재료로 형성되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 임펠러(4)는, 주판부(슈라우드)(41)와, 주판부(41)의 중앙으로부터 흡입구(33a)측(하방측)으로 돌출되는 중앙 돌출부(42)와, 주판부(41)의 흡입구(33a)측(하방측)에 마련된 블레이드부(베인)(43)와, 절단부(44)를 포함하고 있다. 또한, 도 2(무폐색 펌프(100)를 저면측에서 본 경우)에 있어서, 임펠러(4)는 반시계 방향으로 회전한다.

<주판부의 구성>

주판부(41)는, 원 형상의 외연부를 갖고 있고, Z방향에 직교하는 방향(X방향)으로 연장되어 있다. 블레이드부(43)는, Z방향에 있어서, 주판부(41)의 하방측(Z2 방향측)에 접속(일체 형성)되어 있다.

<중앙 돌출부의 구성>

도 2에 도시한 바와 같이, 중앙 돌출부(42)는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 임펠러(4)의 중앙 부근에 위치하고 있다. 중앙 돌출부(42)는, 주판부(41)의 일부분이다.

중앙 돌출부(42)는, 주판부(41)의 원 형상의 외연부로부터 내주측을 향함에 따라, 점차 하방(Z2 방향)으로 산형으로 돌출되는 부분이다(도 1 참조). 즉, 임펠러(4)는, 회전축(1)의 축방향(Z방향)에 있어서의 두께가, 내주측(중앙 돌출부(42)측)으로부터 외주측을 향해 점차 작아지도록 구성되어 있다.

중앙 돌출부(42)의 하단에는, Z방향에 대략 직교하는 방향으로 연장되는 평탄한 하단부면(42a)이 형성되어 있다.

하단부면(42a)은, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 내측에 형성된 후술하는 오목부(42b)에 의해, 원환 형상으로 형성되어 있다. 하단부면(42a)은, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 흡입구(33a)의 걸림부(32a)가 형성된 흡입구(33a)의 내연부의 내측에 전체가 배치되어 있다. 원환 형상의 하단부면(42a)의 중심 위치는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α와 대략 일치하고 있다.

중앙 돌출부(42)는, 흡입구(33a)측과는 반대측(상방측)으로 오목하게 들어간 원 형상의 오목부(42b)를 갖고 있다. 따라서, 중앙 돌출부(42)는, 오목부(42b)에 의해, 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 중앙 돌출부(42)는, 회전축(1)에 임펠러(4)를 고정하는 너트 부재(캡너트)(5)가 오목부(42b)의 내측에 배치되도록 구성되어 있다.

원 형상의 오목부(42b)의 내주면(42c)은, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 내측에 배치된 너트 부재(5)의 외주면으로부터 소정 거리 d1 이격하여 배치되어 있다. 즉, 너트 부재(5)의 주위에는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 소정의 크기의 공간이 확보되어 있다. 이 오목부(42b) 내의 공간을 이용하여 오목부(42b) 내에 삽입된 소정의 공구(도시하지 않음)에 의해, 너트 부재(5)는, 수나사에 의해 형성된 고정 부재 설치부(10a)에 나사 결합된다. 또한, 소정의 공구란, 너트 부재(5)의 체결 풀림 작업을 행하기 위한 공구(예를 들어, 소켓 렌치 등)이다.

통 형상의 중앙 돌출부(42)의 외주에는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)가 접속되어 있다. 중앙 돌출부(42)의 하단(원환 형상의 하단부면(42a))과, 블레이드부(43)의 하단(후술하는 하단부면(43a))은, 서로 연속되어 있음과 함께, Z방향에 있어서 대략 동일한 높이 위치에 배치되어 있다. 즉, 중앙 돌출부(42)의 하단과, 블레이드부(43)의 하단은, 단차 없이 원활하게 접속되어 있다.

<블레이드부의 구성>

블레이드부(43)는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 중앙 돌출부(42)를 끼워 넣도록, 중앙 돌출부(42)의 양측에 1개씩 마련되어 있다. 즉, 블레이드부(43)는 2개 마련되어 있다. 블레이드부(43)의 하단부면(43a)은, 석션 커버(32)의 상면과 근접하여 배치되어 있다.

블레이드부(43)는, Z방향에 직교하는 방향으로 연장되는 평탄한 하단부면(43a)과, 하방측에서 보아 하단부면(43a)을 끼워 넣는 한쪽 표면(43b) 및 다른 쪽 표면(43c)을 갖고 있다.

블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)은, 후술하는 임펠러(4)가 정회전할 때 절단부(44)가 되는 측의 면이다. 한쪽 표면(43b)은, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 통 형상의 중앙 돌출부(42)의 외주에 원활하게 접속되어 있다. 상세하게는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)은, 통 형상의 중앙 돌출부(42)(원환 형상의 하단부면(42a))와 접선 방향이 일치하도록, 중앙 돌출부(42)의 외주에 원활하게 접속되어 있다.

즉, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)과, 통 형상의 중앙 돌출부(42)(원환 형상의 하단부면(42a))는, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α를 대략 중심으로 하는 공통의 원호에 의해 원활하게 접속되도록 구성되어 있다.

임펠러(4)에는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 중앙 돌출부(42)와 블레이드부(43) 사이에, 임펠러(4)의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부(45)가 복수(2개) 마련되어 있다. 무폐색 펌프(100)는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 홈부(45)의 내주측의 단부와, 흡입구(33a)가 겹치는 2개의 개구 P(도 2에서는 해칭으로 나타냄)로부터 이물을 흡입하도록 구성되어 있다. 이렇게 블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)과, 통 형상의 중앙 돌출부(42)(원환 형상의 하단부면(42a))가 원활하게 접속되어, 홈부(45)가 형성되므로, 흡입구(33a)가 분단되어, 유로(이물을 통과시키는 경로)가 명확해져, 토출구(33b)를 향해 원활하게 이물을 통과시킬 수 있도록 구성된다.

<홈부의 구성>

홈부(45)는, 흡입구(33a)의 외부로부터 흡입구(33a)의 내부로 유입된 이물을 흐르게 하는 경로를 형성하고 있다. 이물은, 홈부(45)의 내주측의 단부로부터 외주측을 향해, 홈부(45) 내(홈부(45)의 내측 공간)를 흐르도록 구성되어 있다.

홈부(45)는, 블레이드부(43)와 마찬가지로, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 중앙 돌출부(42)를 끼워 넣도록, 중앙 돌출부(42)의 양측에 1개씩 마련되어 있다. 즉, 홈부(45)는 2개 마련되어 있다.

따라서, 무폐색 펌프(100)에는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 흡입구(33a)와 2개의 홈부(45)가 겹치는 위치에, 이물을 유입시키는 2개의 개구 P가 마련되어 있다. 또한, 무폐색 펌프(100)는, 흡입구(33a)의 전체로부터 이물을 유입시키는 것이 아니라, 흡입구(33a)보다도 개구 면적을 교축한 2개의 개구 P로부터 이물을 유입시키도록 구성되어 있는 점에서, 개구 P를 통과하는 물의 유속을 증대시키는 것이 가능하게 구성되어 있다.

홈부(45)는, 임펠러(4)의 내주측으로부터 외주측을 향해, 블레이드부(43)를 따라 만곡하면서 연장되어 있다. 홈부(45)는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 임펠러(4)의 내주측에서는, 블레이드부(43)의 다른 쪽 표면(43c)과 중앙 돌출부(42)에 끼워지는 위치에 마련되어 있고, 임펠러(4)의 외주측에서는, 블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)과 블레이드부(43)의 다른 쪽 표면(43c)에 끼워지는 위치에 마련되어 있다.

홈부(45)의 깊이(Z방향의 크기) d2는, 홈부(45)의 내주측의 단부로부터 외주측을 향해 점차 커진다(도 4 참조). 즉, 회전축(1)의 축방향에 있어서의 주판부(41)의 두께가, 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 작아짐으로써, 홈부(45)의 깊이 d2는 점차 커진다.

또한, 홈부(45)는, 흡입구측(하방측)에서 보아, 내주측으로부터 외주측을 향해, 점차 폭 d3이 커지도록 구성되어 있다.

따라서, 홈부(45)의 내측의 공간은, 내주측으로부터 외주측을 향해, 점차 커지도록 구성되어 있다.

블레이드부(43)의 하단부면(43a)에는, 초경 팁 T가 설치되어 있다. 초경 팁 T는, 회전축(1)의 축방향(Z방향)에 있어서, 하단부면(43a)으로부터 하방으로 돌출되어 있다. 일례이기는 하지만, 초경 팁 T의 하단부면(43a)으로부터의 돌출량은 0.2㎜이다.

초경 팁 T는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 회전축(1)의 회전 중심 축선 α를 끼워 넣도록, 회전 중심 축선 α의 일방측 및 타방측에 1개씩 마련되어 있다. 또한, 초경 팁 T는, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 홈부(45)에 끼워져 있다.

또한, 초경 팁 T는, 블레이드부(43)가 연장되는 방향에 있어서, 블레이드부(43)의 외주측의 단부와, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)의 중간 위치보다도, 단부(431)에 가까운 위치에 배치되어 있다. 또한, 초경 팁 T는, 블레이드부(43)가 연장되는 방향에 있어서, 절단부(44)보다도 외주측에 배치되어 있다. 또한, 초경 팁 T는, 임펠러(4)의 회전 시에 있어서, 흡입구(33a)측(하방측)에서 보아, 걸림부(32a)와 겹치는 위치에 배치되어 있다. 또한, 초경 팁 T는, 블레이드부(43)의 두께 방향의 한쪽 면으로부터 다른 쪽 면에 걸쳐 있도록 마련되어 있다.

무폐색 펌프(100)는, 흡입구(33a)로부터 침입한 이물을, 블레이드부(43)로부터 돌출되는 초경 팁 T와, 절단부(44)의 2개소에서 파쇄하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 무폐색 펌프(100)는, 이물을 파쇄한 파쇄물을 더 미세하게 하는 것이 가능하다.

<절단부의 구성>

절단부(44)(도 2 및 3에서는 1점 쇄선으로 둘러쌈으로써 나타냄)는, 블레이드부(43)의 한쪽 표면(43b)측이고, 또한 하방측의 각 부분에 의해 구성되어 있다. 절단부(44)는, 임펠러(4)의 내주측에 위치하고 있다. 절단부(44)는, 흡입구(33a)의 걸림부(32a)에 걸린 이물을 절단하도록 구성되어 있다.

상세하게는, 절단부(44)는, 임펠러(4)가 정회전하는 중, 걸림부(32a)에 걸린 이물을, 펌프 케이싱(3)과의 사이에 끼워 넣고 절단하도록 구성되어 있다. 이로써, 걸림부(32a)에 걸려 있던 이물이 작아져, 홈부(45) 내에 유입된다.

(제1 실시 형태의 효과)

제1 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 주판부(41)의 중앙으로부터 흡입구(33a)측으로 돌출되는 중앙 돌출부(42)의 외주에, 흡입구(33a)측에서 보아, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)를 접속하고, 임펠러(4)에 대하여, 흡입구(33a)측에서 보아, 중앙 돌출부(42)와 블레이드부(43) 사이에, 임펠러(4)의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부(45)를 마련한다. 이로써, 종래와 같은, 블레이드부(43)의 내주측에 원 형상의 공간이 비어 있는 구성과는 달리, 블레이드부(43)의 내주측에 중앙 돌출부(42)가 마련됨과 함께, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)가 중앙 돌출부(42)에 접속되기 때문에, 중앙 돌출부(42)와 블레이드부(43)와 흡입구(33a)에 의해 유로(이물을 통과시키는 경로)로서의 홈부(45)가 명확해져, 이물이 블레이드부(43)의 내주측에 머무르는 것을 방지할 수 있음과 함께, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)에 이물이 U자 형상으로 꺾여 구부러지는 형태로 걸리는 것을 방지할 수 있어, 토출구(33b)를 향해 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 이상의 결과, 이물의 통과 성능을 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 홈부(45)의 깊이 d2는, 홈부(45)의 내주측의 단부로부터 외주측을 향해 점차 커진다. 이로써, 이물을 받아들이는 홈부(45)의 내주측에서는, 홈부(45)의 깊이 d2를 작게 하여, 물의 유속을 크게 할 수 있으므로, 효과적으로 이물을 홈부(45)에 받아들일 수 있다. 또한, 홈부(45)의 외주측에서는, 홈부(45)의 깊이 d2를 크게 하여, 이물의 통과 단면적을 크게 확보할 수 있으므로, 홈부(45) 내에 있어서, 더 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 이상에 의해, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 중앙 돌출부(42)는, 주판부(41)의 일부분이고, 회전축(1)의 축방향에 있어서의 주판부(41)의 두께가, 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 작아짐으로써, 홈부(45)의 깊이 d2가 점차 커진다. 이로써, 주판부(41)의 두께를 바꾸는 것만으로, 용이하게, 홈부(45)의 깊이 d2가 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 커지도록, 홈부(45)를 형성할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 중앙 돌출부(42)는, 흡입구(33a)측과는 반대측으로 오목하게 들어간 원 형상의 오목부(42b)를 갖고, 회전축(1)에 임펠러(4)를 고정하는 고정 부재(너트 부재(5))가 오목부(42b)의 내측에 배치되도록 구성되어 있다. 이로써, 오목부(42b)의 내측에 고정 부재를 배치하여, 이물이 고정 부재에 얽히는 것을 억제할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 고정 부재는 너트 부재(5)이고, 원 형상의 오목부(42b)의 내주면(42c)은, 흡입구(33a)측에서 보아, 내측에 배치된 너트 부재(5)의 외주면으로부터 소정 거리 d1 이격하여 배치되어 있다. 이로써, 흡입구(33a)측에서 보아, 너트 부재(5)와 원 형상의 오목부(42b)의 내주면(42c) 사이에, 소정의 간극을 확보할 수 있으므로, 이 소정의 간극을, 너트 부재(5)를 체결하기 위한 공구를 삽입하는 간극으로서 이용할 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 홈부(45)는, 흡입구(33a)측에서 보아, 내주측으로부터 외주측을 향해, 점차 폭 d3이 커지도록 구성되어 있다. 이로써, 홈부(45)의 외주측에서는, 이물의 통과 단면적을 크게 확보할 수 있으므로, 홈부(45) 내에 있어서, 더 원활하게 이물을 통과시킬 수 있다. 그 결과, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 펌프 케이싱(3)은, 흡입구(33a)의 내연부에 마련되어, 흡입구(33a)로부터 흡입되는 물에 포함되는 이물을 걸리게 하는 걸림부(32a)를 포함하고, 임펠러(4)는, 걸림부(32a)에 걸린 이물을 절단하는 절단부(44)를 포함하고, 걸림부(32a)는, 임펠러(4)의 회전 시에 있어서, 흡입구(33a)측에서 보아, 절단부(44) 및 홈부(45)의 양쪽과 겹치도록 구성되어 있다. 이로써, 한번에 홈부(45)에 받아들일 수 없는 긴 이물 등이라도, 절단부(44) 및 홈부(45)의 비교적 근처에 배치된 걸림부(32a)에 걸린 상태에서, 절단부(44)에 의해 짧게 절단하여, 홈부(45)에 받아들일 수 있다. 이 때문에, 이물의 통과 성능을 더 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 블레이드부(43)는, 흡입구(33a)측에서 보아, 중앙 돌출부(42)를 끼워 넣도록, 중앙 돌출부(42)의 양측에 1개씩 마련되어 있다. 이로써, 블레이드부(43)의 수가 비교적 적은 2매 날개차의 임펠러(4)에 있어서도, 이물이 블레이드부(43)의 내주측에 머무르는 것 및 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)에 이물이 U자 형상으로 꺾여 구부러지는 형태로 걸리는 것을 방지할 수 있음과 함께, 중앙 돌출부(42)를 끼워 넣도록 중앙 돌출부(42)에 접속된 블레이드부(43)에 의해, 유로(이물을 통과시키는 경로)가 명확해져, 토출구(33b)를 향해 원활하게 이물을 통과시킬 수 있게 되어, 이물의 통과 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 2매 날개차의 임펠러(4)로 함으로써, 1매 날개차의 임펠러와 비교하여, 임펠러(4)의 중량 밸런스를 향상시킬 수 있으므로, 임펠러(4)의 회전 시에 있어서의 진동을 저감시켜, 효율적으로 임펠러(4)를 회전시킬 수 있다.

[제2 실시 형태]

도 1 및 도 6을 참조하여, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제2 실시 형태에서는, 임펠러(4)에 초경 팁 T를 마련한 상기 제1 실시 형태와는 달리, 임펠러(204)에 초경 팁을 마련하지 않는 예에 대하여 설명한다. 또한, 도면 중에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성의 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이, 무폐색 펌프(200)는, 임펠러(204)를 구비하고 있다.

임펠러(204)는, 초경 팁 T가 마련되어 있지 않은 점을 제외하고, 상기 제1 실시 형태의 임펠러(4)와 동일한 구성을 갖고 있다. 즉, 무폐색 펌프(200)는, 흡입구(33a)로부터 침입한 이물을, 절단부(44)에 의해 파쇄하도록 구성되어 있다.

(제2 실시 형태의 효과)

제2 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 주판부(41)의 중앙으로부터 흡입구(33a)측으로 돌출되는 중앙 돌출부(42)의 외주에, 흡입구(33a)측에서 보아, 블레이드부(43)의 내주측의 단부(431)를 접속하고, 임펠러(204)에 대하여, 흡입구(33a)측에서 보아, 중앙 돌출부(42)와 블레이드부(43) 사이에, 임펠러(204)의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부(45)를 마련한다. 이로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이물의 통과 성능을 향상시킬 수 있다.

(변형예)

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 또한 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다.

예를 들어, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 오목부의 원 형상의 내주면과, 너트 부재(캡 너트)의 외주면 사이에 소정 거리 d1(도 2 참조)의 간극을 마련한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 도 7에 도시하는 변형예의 무폐색 펌프(300)와 같이, 오목부(42b)의 원 형상의 내주면(42c)과, 원형 너트 부재(305)의 외주면 사이에 대략 간극을 마련하지 않아도 된다. 원형 너트 부재(305)의 하단에는, 막대 렌치의 삽입구(305a)가 마련되어 있다. 또한, 원형 너트 부재(305)는, 청구의 범위의 「고정 부재」의 일례이다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 무폐색 펌프를 종형의 펌프(회전축이 상하 방향으로 연장되는 펌프)로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 무폐색 펌프를 횡형의 펌프(회전축이 가로 방향으로 연장되는 펌프)로 해도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 펌프 케이싱이 석션 커버를 포함하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 펌프 케이싱이 석션 커버를 포함하고 있지 않아도 되고, 펌프 케이싱(펌프 케이싱 본체)이 흡입구 및 걸림부를 갖고 있어도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 본 발명의 고정 부재를, 암나사를 갖는 구성(너트 부재)으로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 본 발명의 고정 부재를, 수나사를 갖는 구성(예를 들어, 볼트)으로 해도 된다. 이 경우, 회전축에는 암나사가 형성된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 임펠러가 2개의 블레이드부를 구비하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 임펠러가 1개 또는 3개 이상인 블레이드부를 구비하고 있어도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 홈부의 깊이가 변화되도록 임펠러를 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 홈부의 깊이가 변화되지 않고, 일정해지도록 임펠러를 구성해도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 중앙 돌출부를 대략 원통 형상이 되도록 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 중앙 돌출부를 다각형의 통 형상 등으로 형성해도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 임펠러의 중앙 돌출부가, 오목부를 갖는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 임펠러의 중앙 돌출부가, 오목부를 갖고 있지 않아도 된다. 이 경우, 임펠러의 중앙 돌출부의 하단부면에 고정 부재를 배치한다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 회전축의 회전 중심 축선과 흡입구의 중심이 대략 일치하도록, 석션 커버의 중앙에 흡입구를 마련한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 회전축의 회전 중심 축선과 흡입구의 중심이 대략 일치하는 일 없이, 수평 방향으로 어긋나도록, 석션 커버의 중앙으로부터 어긋난 위치에 흡입구를 마련해도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 임펠러를 다크타일 주철로 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는, 하이크로 주철이나 스테인리스나 티타늄 등, 다크타일 주철 이외의 금속 재료로 임펠러를 형성해도 된다.

1: 회전축
3: 펌프 케이싱
4, 204: 임펠러
5: 너트 부재(고정 부재)
11: (회전축의) 일단
32a: 걸림부
33a: 흡입구
41: 주판부
42: 중앙 돌출부
42b: 오목부
43: 블레이드부
44: 절단부
45: 홈부
100, 200, 300: 무폐색 펌프
305: 원형 너트 부재(고정 부재)
431: (블레이드부의 내주측의) 단부
d1: (오목부의 내주면과 너트 부재의 외주면 사이의) 소정 거리
d2: (홈부의) 깊이
d3: (홈부의) 폭

Claims

흡입구(33a)가 마련된 펌프 케이싱(3)과,
주판부(41)와, 상기 주판부의 상기 흡입구측에 마련된 블레이드부(43)와, 상기 주판부의 중앙으로부터 상기 흡입구측으로 돌출되는 중앙 돌출부(42)를 포함하는 임펠러(4, 204)와,
상기 임펠러가 일단(11)에 고정되는 회전축(1)을 구비하고,
상기 중앙 돌출부의 외주에는, 상기 흡입구측에서 보아, 상기 블레이드부의 내주측의 단부(431)가 접속되어 있고,
상기 임펠러에는, 상기 흡입구측에서 보아, 상기 중앙 돌출부와 상기 블레이드부 사이에, 상기 임펠러의 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 홈부(45)가 마련되어 있는, 무폐색 펌프(100, 200, 300).
제1항에 있어서, 상기 홈부의 깊이(d2)는, 상기 홈부의 내주측의 단부로부터 외주측을 향해 점차 커지는, 무폐색 펌프.
제2항에 있어서, 상기 중앙 돌출부는 상기 주판부의 일부분이고,
상기 회전축의 축방향에 있어서의 상기 주판부의 두께가, 내주측으로부터 외주측을 향해 점차 작아짐으로써, 상기 홈부의 깊이가 점차 커지는, 무폐색 펌프.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중앙 돌출부는, 상기 흡입구측과는 반대측으로 오목하게 들어간 원 형상의 오목부(42b)를 갖고, 상기 회전축에 상기 임펠러를 고정하는 고정 부재(5, 305)가 상기 오목부의 내측에 배치되도록 구성되어 있는, 무폐색 펌프.
제4항에 있어서, 상기 고정 부재는 너트 부재(5)이고,
상기 원 형상의 상기 오목부의 내주면은, 상기 흡입구측에서 보아, 내측에 배치된 상기 너트 부재의 외주면으로부터 소정 거리(d1) 이격하여 배치되어 있는, 무폐색 펌프.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈부는, 상기 흡입구측에서 보아, 내주측으로부터 외주측을 향해, 점차 폭(d3)이 커지도록 구성되어 있는, 무폐색 펌프.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프 케이싱은, 상기 흡입구의 내연부에 마련되어, 상기 흡입구로부터 흡입되는 물에 포함되는 이물을 걸리게 하는 걸림부(32a)를 포함하고,
상기 임펠러는, 상기 걸림부에 걸린 이물을 절단하는 절단부(44)를 포함하고,
상기 걸림부는, 상기 임펠러의 회전 시에 있어서, 상기 흡입구측에서 보아, 상기 절단부 및 상기 홈부의 양쪽과 겹치도록 구성되어 있는, 무폐색 펌프.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드부는, 상기 흡입구측에서 보아, 상기 중앙 돌출부를 끼워 넣도록, 상기 중앙 돌출부의 양측에 1개씩 마련되어 있는, 무폐색 펌프.