明 細 書 螺旋状翼を有するポ ンプ 技術分野 Description Pumps with spiral wings Technical field
本発明は、 螺旋状翼を有する立軸型ポ ンプに関し、 特に、 下水処 理等に適したポンプに関する。 背景技術 The present invention relates to a vertical pump having spiral blades, and more particularly to a pump suitable for sewage treatment and the like. Background art
従来、 立軸型のポンプでは、 ポ ンプの主軸に対して垂直な面内で 放射状に延びた多数の羽根を有するロータをポ ンプケ一 シ ング内の 下部位置に設けて回転させケーシ ング下端よ り水の吸い上げを行つ ている。 Conventionally, in a vertical shaft type pump, a rotor having a large number of blades radially extending in a plane perpendicular to the pump main axis is provided at a lower position in the pump casing, and is rotated from the lower end of the casing. Water is being sucked up.
しかしながら、 この立軸型ポ ンプでは、 ポ ンプ主軸に垂直な面内 でケ一 シ ングに向かって放射状に延びて広がる複数の羽根を有する ために、 水流の通過面積が狭く な り、 特に下水を吸い上げる場合に は、 下水中に含まれる こ と のある布や固形物が詰ま る という欠点が ある o However, this vertical shaft pump has a plurality of blades extending radially toward the casing in a plane perpendicular to the pump main axis, so that the passage area of the water flow is narrowed, and especially the sewage is drained. The drawback is that clogging up with cloths and solids that can be contained in the sewage when sucking up o
また、 一枚の螺旋状翼を有するポンプと して、 特許公開公報昭 5 7 - 1 8 1 9 9 7 に開示されている遠心ポ ンプが知られている。 As a pump having one spiral blade, a centrifugal pump disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 57-18997 is known.
しかしこ ういった遠心ポ ンプにおいては、 ポ ンプの主軸方向に吸 引された水は該主軸と直交する方向に流れるため固形物等がポ ンプ 内で詰まる という欠点がある。 However, such a centrifugal pump has a drawback that water sucked in the direction of the main axis of the pump flows in a direction orthogonal to the main axis, so that solids and the like are clogged in the pump.
また、 水の汲み上げ環境によっては、 立軸型の無閉塞性のポ ンプ が要求されるこ とがある。 Also, depending on the water pumping environment, a vertical shaft type non-blocking pump may be required.
本発明の目的は、 無閉塞性の、 かつ揚程及び吐き出 し量の大きい 立軸型のポ ンプを提供する こ とにある c
発明の開示 An object of the present invention is a this to provide a pump of the non-occlusive, and a large vertical shaft type lift and vomiting out Shi amount c Disclosure of the invention
上記目的を達成するために、 本発明の立軸型のポ ンプにあっては、 ポンプの回転駆動軸の先端に 1枚の螺旋状翼が固定され、 その 1枚 の螺旋状翼の外周縁部がポンプのケ一シ ング内面に接近しており、 前記ケーシングは前記回転駆動軸の方向に延伸し、 前記螺旋状翼は 前記回転駆動軸に関してバラ ンス良く 配置され、 かつ、 前記翼の上 下の翼部分の間隔は広く なつており、 前記翼の上部の流路に複数の ね じれた長い案内羽根が配設されている。 In order to achieve the above object, in the vertical shaft pump of the present invention, one spiral blade is fixed to the tip of the rotary drive shaft of the pump, and the outer peripheral edge of the one spiral blade is fixed. The casing extends in the direction of the rotary drive shaft, the spiral wings are arranged with good balance with respect to the rotary drive shaft, and The interval between the wing portions is wide, and a plurality of long screwed guide vanes are arranged in the flow path above the wing.
この構成により、 下水等の布や固形物を含む水であってもケー シ ング下部より広い流路を有す'る螺旋状翼内部に吸引されポンプは閉 塞するこ とがなく 、 また、 翼が螺旋状につながって上部に延びる一 枚羽根となっているため揚程を高く するこ とができ、 かつ、 前記翼 は駆動軸に関してバラ ンス良く 配置されているため有害な振動をポ ンプに生じるこ とが少なく 、 また複数のね じれた長い案内羽根によ り螺旋状に吸い上げられた水流は適度かつ徐々に整流されて有害な 振動をポンプに生じさせるこ とが少ない。 With this configuration, even if the water contains cloth or solid matter such as sewage, it is sucked into the inside of the spiral wing having a flow path wider than the lower part of the casing, and the pump does not close. Since the wings are spirally connected to form a single blade extending upward, the lift can be increased, and the wings are arranged in a well-balanced manner with respect to the drive shaft, so that harmful vibration is applied to the pump. The water flow sucked up spirally by the plurality of twisted long guide blades is moderately and gradually rectified, and rarely causes harmful vibration to the pump.
螺旋状翼及び案内羽根の存する部分のケーシングの形状が鉢形を なした立軸型斜流ポンプとされている。 The vertical shaft mixed-flow pump has a bowl-shaped casing at the portion where the spiral blades and guide blades are located.
別の態様ににあっては、 ポンプ能力を更に改善するために、 前記 態様の螺旋状翼が複数設けられ、 これら複数の螺旋状翼は互いにポ ンプの回転駆動軸回り に等間隔に位相がずれて配設されている。 In another aspect, in order to further improve the pumping ability, a plurality of spiral blades according to the above aspect are provided, and the plurality of spiral blades are mutually phase-equal to each other around a rotary drive shaft of the pump. It is arranged shifted.
この構成により、 体積効率が上がり、 揚程を大き く するこ とがで き、 また、 ポンプの口径も大き く するこ とができ吐き出 し量を増大 するこ とが可能である。 一般的にポンプの口径が大き く なると翼も 大き く なり その重量が相当増加するので、 一枚の螺旋状翼では翼の 駆動軸に関するバラ ンスが悪く な りやすく 有害な振動をポ ンプに発
生させポンプの効率が下がるが、 本発明のポ ンプにあっては螺旋状 翼を複数設けたため、 このバラ ンスが非常に良好となり ポ ンプに与 える振動が極めて小さ く なる。 螺旋状翼が 2枚の場合には、 ケ一 シ ング内の吸込口及び吐出口がポンプ主軸に関して軸対称に位置する ためにバラ ンスが良好となるからである。 また、 螺旋状翼を 3枚設 けた場合にも同様に吸込口及び吐出口が対称的に分布するため同様 な効果を得る。 図面の簡単な説明 With this configuration, the volumetric efficiency can be increased, the head can be increased, and the diameter of the pump can be increased, so that the discharge amount can be increased. In general, the larger the diameter of the pump, the larger the blade and the weight of the blade.Therefore, a single spiral blade tends to cause poor balance with respect to the blade drive shaft, causing harmful vibration to the pump. Although the efficiency of the pump is reduced, the pump of the present invention is provided with a plurality of spiral blades, so that the balance is very good and the vibration applied to the pump is extremely small. This is because when the number of spiral blades is two, the suction port and the discharge port in the casing are positioned axially symmetric with respect to the pump main axis, so that a good balance is obtained. Similarly, when three spiral blades are provided, the same effect can be obtained since the suction port and the discharge port are symmetrically distributed. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
第 1 図は、 本発明の、 1 または 2以上の螺旋状翼を有する立軸型 のポ ンプの概略断面図。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vertical pump having one or more spiral blades according to the present invention.
第 2図は、 第 1 図のポンプの先端部を示す一部断面図であって、 1枚の螺旋状翼を有する場合を示 したものである。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the tip of the pump shown in FIG. 1, and shows a case having one spiral blade.
第 3図は、 第 1 図のポンプの先端部を示す一部断面図であって、 2枚の螺旋状翼を有する場合を示 したものである。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the tip of the pump shown in FIG. 1, and shows a case having two spiral blades.
第 4図は、 第 3図の底面図。 FIG. 4 is a bottom view of FIG.
第 5 図は、 3枚の螺旋状翼を有する本発明のポ ンプの底面図。 発明を実施するための最良の形態 FIG. 5 is a bottom view of the pump of the present invention having three spiral blades. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に図面を参照して、 本発明の、 螺旋状翼を有するポ ンプにつ いて更に詳し く 説明する。 Hereinafter, the pump having a spiral wing of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
第 1 図は、 本発明のポ ンプ 1 の概略図であって、 駆動手段、 例 えばモータ (図示されていない) により回転される回転駆動軸 2 の 先端にハブ 8が固定され、 ハブ 8 に少な く と も 1 枚の螺旋状翼 1 0 が取り付けられている。 FIG. 1 is a schematic view of a pump 1 according to the present invention, in which a hub 8 is fixed to a distal end of a rotary drive shaft 2 rotated by a driving means, for example, a motor (not shown). At least one spiral wing 10 is attached.
駆動軸 2が回転されると、 ポ ンプ 1 のケー シ ング 2 0 の下部に設 けられたベルマウ ス 2 4 の吸込口 4から水が吸引される c 吸引 され
た水は、 ケ一シ ング 2 0の内部で螺旋状翼 1 0の上部に設けられた 複数のね じれた案内羽根 (ガイ ドベー ン) 1 4を経由 して整流され てケーシング 2 0の上部の管 1 8へと汲み上げられる。 それぞれの 案内羽根 1 4は、 螺旋状翼に添って螺旋状に汲み上げられた水流を 管 1 8内ではまつすぐに流れるよ う に してポンプへの振動その他の 弊害をなく すために徐々に整流する必要があり、 このため 2 7 0 ° 位ねじられている。 また、 このね じれ案内羽根 1 4は、 適度な整流 効果を得るために長く してある。 When the drive shaft 2 is rotated, water is sucked from the suction port 4 of the bell mouse 24 provided at the lower part of the casing 20 of the pump 1 c is sucked The water is rectified through a plurality of torsion guide vanes (guide vanes) 14 provided above the spiral wings 10 inside the casing 20, and is rectified to form an upper portion of the casing 20. Pumped into tube 18. Each guide vane 14 gradually increases the flow of water drawn spirally along the spiral wings into the pipe 18 so as to flow immediately, eliminating vibrations and other adverse effects on the pump. It needs to be rectified, so it is twisted about 270 °. The torsion guide blades 14 are elongated to obtain an appropriate rectifying effect.
案内羽根 1 4を長く した結果、 ケーシ ング 2 0は長く なるため、 ポンプの組立ゃメ ンテナンスのために、 螺旋状翼 1 0 と案内羽根 1 4 との間で、 かつ、 案内羽根 1 4の中間部で多段部分 2 1、 2 2、 2 3 に分割されている。 As a result of increasing the length of the guide blades 14, the casing 20 is lengthened. Therefore, for maintenance of the pump, between the spiral blades 10 and the guide blades 14 and between the guide blades 14. The middle part is divided into multi-stage parts 21, 22, and 23.
第 2図は、 第 1 図のポンプの下端部の主要部分を示す一部断面側 面図であって、 1枚の螺旋状翼 1 0を有するポンプ 1 が示されてい o FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing a main part of a lower end portion of the pump in FIG. 1, showing a pump 1 having one spiral blade 10.
この螺旋状翼 1 0 について説明すれば、 翼 1 0は回転駆動軸 2の 回りを適度な角度螺旋状に巻かれた形状をしている。 翼 1 0はその 基端部 3 0においてハブ 8 に取り付けられており、 該基端部 3 0の 反対側の外周縁部 3 2はケ一シング 2 0の内面に接近している。 ハ ブ 8 と螺旋状翼 1 0を铸物と して一体に成形しても良い。 螺旋状翼 1 0の先端部 3 3 はハブ 8 の先端部 9 より下方に延びており、 二れ により広い吸込口 4が形成されるこ とになる。 流路となる上下の翼 部分の間隔は、 汲み上げられる下水等に含まれる布や固形物を通す ように適度に広く されている。 Describing the spiral wing 10, the wing 10 has a shape wound around the rotary drive shaft 2 in an appropriate angle spiral. The wing 10 is attached to the hub 8 at its proximal end 30, with the outer peripheral edge 32 opposite the proximal end 30 approaching the inner surface of the casing 20. The hub 8 and the spiral wing 10 may be integrally formed as an object. The tip 33 of the spiral wing 10 extends below the tip 9 of the hub 8, so that a wide suction port 4 is formed by the two. The space between the upper and lower wings, which are the flow paths, is appropriately widened so that cloth and solid matter contained in sewage and the like to be pumped can pass.
駆動軸 2が回転されると、 汲み上げ水は吸込口 4から吸引され前 記翼部分の間を通って吐出口 5へと流れ、 前述したよ うに、 長さの 長い複数のね じれ案内羽根 1 4 によ り整流される c
螺旋状翼 1 0は、 駆動軸 2 に関して重量バラ ンスが良く なるよ う に形成されている。 しかも、 駆動軸 2 に垂直な 1 つの面内のみに複 数の羽根を有する従来のポ ンプとは異な り、 駆動軸方向に所定の長 さに渡って連続して翼が存在するので揚程を大き く する こ とができ る When the drive shaft 2 is rotated, the pumping water is sucked from the suction port 4 and flows between the wing portions to the discharge port 5, and as described above, the plural screw guide blades 1 having a long length are provided. 4 rectified by c The spiral blade 10 is formed such that the weight balance with respect to the drive shaft 2 is improved. Moreover, unlike a conventional pump having a plurality of blades only in one plane perpendicular to the drive shaft 2, the head is continuously extended over a predetermined length in the drive shaft direction. Can be bigger
図では、 ケーシ ング 2 0の螺旋状翼 1 0及び案内羽根 1 4を含む 部分が鉢形に膨らんだ形状を した立軸型斜流ポンプ 1 が示されてい るが、 鉢形部分が存在せずケ一シ ング 2 0の全体がま っすぐな形状 の立軸型軸流ポンプとするこ と もでき る。 The figure shows a vertical mixed flow pump 1 in which the portion including the spiral blades 10 and the guide blades 14 of the casing 20 has a pot-shaped bulging shape, but there is no pot-shaped portion. The entirety of the ring 20 may be a straight shaft type axial flow pump having a straight shape.
第 3図は第 1 図のポ ンプ 1 の下端部の主要部分を示す一部断面側 面図であり、 第 4図は第 3図の底面図であり 、 2枚の螺旋状翼 1 0、 1 1 を有するポ ンプ 1 が示されている。 FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing a main part of a lower end portion of the pump 1 in FIG. 1, and FIG. 4 is a bottom view in FIG. 3, in which two spiral blades 10 are provided. Pump 1 with 1 1 is shown.
それぞれの螺旋状翼 1 0、 1 1 は板材を螺旋状に加工 して製作さ れたものである。 翼 1 0、 1 1 は、 第 4図からわかるよ う に、 ボ ン プ 1 の回転駆動軸 2 の回りを互いに 1 8 0 ° 位相がずれて軸対称と なるよ うに螺旋状に 3 6 0 ° 巻かれている。 翼 1 0、 1 1 はそれぞ れその基端部 3 0、 3 0 においてハブ 8 に取り付け られており 、 該 基端部 3 0、 3 0の反対側の外周緣部 3 2、 3 2 はケー シ ング 2 0 の内面に接近している。 それぞれの螺旋状翼 1 0、 1 1 の先端部 3 3、 3 3はハブ 8の先端部 9 より下方に延びており 、 これによ り広 い吸込口 4、 4が形成される。 流路となる 2枚の翼 1 0、 1 1 の交 互の翼部分の間隔は、 汲み上げられる下水等に含まれる布や固形物 を通すよう に適度に広く されている。 Each of the spiral blades 10 and 11 is manufactured by processing a plate material into a spiral shape. As can be seen from FIG. 4, the blades 10 and 11 are spiraled around the rotary drive shaft 2 of the pump 1 so as to be 180 ° out of phase with each other and to be axially symmetric. ° It is wound. The wings 10, 11 are attached to the hub 8 at their base ends 30, 30, respectively, and the outer peripheral parts 32, 32 opposite to the base ends 30, 30 are formed. Approaching the inner surface of Case 20. The tips 33, 33 of the spiral wings 10, 11 extend below the tip 9 of the hub 8, thereby forming wide suction ports 4, 4. The interval between the alternating wing portions of the two wings 10 and 11 serving as a flow path is appropriately widened so that cloth and solid matter contained in sewage and the like to be pumped can pass through.
駆動軸 2が回転されると、 汲み上げ水は軸対称に位置する 2 つの 吸込口 4、 4から同時に吸引 され前記翼部分の間を通って 1 つの螺 旋方向に流れを生じ軸対称に位置する 2 つの吐出口 5、 5へと流れ、 前述し たよ う に、 長さの長い複数のね じれ案内羽根 1 4 によ り整流
1 When the drive shaft 2 is rotated, the pump water is simultaneously sucked from the two axisymmetrically located suction ports 4, 4 and flows in one spiral direction between the wing portions to be located axisymmetrically. It flows to the two discharge ports 5 and 5 and, as described above, is rectified by a plurality of long screw guide vanes 14. 1
6 される。 6
上記に説明したように、 このよ う に 2つの螺旋翼 1 0、 1 1 を設 けた場合、 翼が軸対称となり、 かつ、 吸込口及び吐出口 もそれぞれ 対称になり非常にバラ ンスの良いポンプとなる。 また、 1枚の螺旋 状翼の場合には、 駆動軸 2に垂直な 1つの面について考えてみると、 偏心した 1 力所において水にエネルギーを与えており均等にェネル ギ一を付加できないので体積効率が悪い。 一般的にはポ ンプの吐き 出し量はポ ンプの口径に比例するが、 1枚の螺旋状翼の場合には、 二の理由から水の全体積をカバ一できないので、 ポンプの口径が大 き く なつてもそれに比例して吐き出し量は増えない。 一方、 2枚の 螺旋状翼を有するポ ンプの場合にあっては、 駆動軸 2 に垂直なすべ ての面において同時に軸対称の 2 力所において水にエネルギーを与 えており体積効率が良く なる結果、 ポンプの口径を大き く して吐き 出し量を増やすこ とができ揚程も高く するこ とができる。 第 3図に 示す立軸型斜流ポンプのテス トを行なった結果、 従来の斜流ポンプ と比較して効率が 4 一 5 %良いこ とが判明した。 As described above, when the two spiral blades 10 and 11 are provided in this manner, the blades are axially symmetric, and the suction port and the discharge port are also symmetrical, so that a very well-balanced pump is provided. Becomes Also, in the case of a single spiral wing, considering one surface perpendicular to the drive shaft 2, energy is given to water at one eccentric power point, and energy cannot be added evenly. Poor volumetric efficiency. In general, the discharge amount of the pump is proportional to the diameter of the pump.However, in the case of a single spiral wing, the whole volume of water cannot be covered for two reasons. The amount of exhalation does not increase in proportion to the amount. On the other hand, in the case of a pump having two spiral blades, energy is applied to water at two axially symmetrical points on all surfaces perpendicular to the drive shaft 2 at the same time, improving volumetric efficiency. As a result, the pump diameter can be increased to increase the amount of discharge, and the head can be increased. As a result of testing the vertical mixed-flow pump shown in Fig. 3, it was found that the efficiency was improved by 45% compared to the conventional mixed-flow pump.
第 5図に、 第 3図のポンプの 2枚の螺旋状翼に代えて同一の 3枚 の螺旋状翼 1 0、 1 1、 1 2をそれぞれ位相を 1 2 0 ° づっずら し てハブ 8 に取り付けた場合を示している。 この場合にも、 第 3図に 示すポンプと同様に翼並びに吸込口及び吐出口が均等に分散されバ ラ ンスの良い、 かつ、 体積効率の良いポンプとなる。 In FIG. 5, the same three spiral blades 10, 11, 12 are replaced with the same two spiral blades of the pump of FIG. It shows the case where it is attached to. Also in this case, similarly to the pump shown in FIG. 3, the blades, the suction port and the discharge port are evenly distributed, so that the pump has good balance and high volumetric efficiency.
設ける螺旋状翼の枚数は、 ポンプ 1 のケ一シ ング 2 0の大き さや ポンプ内の流体の流れが均一となる条件、 その他の設計条件に応じ て決定するこ とが好ま しい。 なお、 第 3図ではケ一シ ング 2 0の螺 旋状翼 1 0、 1 1及び案内羽根 1 4を含む部分が鉢形に膨らんだ形 状をした立軸型斜流ポンプ 1 が示されているが、 鉢形部分が存在せ オケ一 シ ング 2 0の全体がま つすぐな形状の立軸型軸流ポ ンプとす
るこ と もできる。 産業状の利用可能性 The number of spiral blades to be provided is preferably determined according to the size of the casing 20 of the pump 1, conditions under which the fluid flow in the pump is uniform, and other design conditions. Note that FIG. 3 shows a vertical shaft mixed flow pump 1 in which the portion including the spiral blades 10 and 11 of the casing 20 and the guide blades 14 are swelled in a bowl shape. However, there is a pot-shaped part, and the whole of the orchestration 20 is a straight shaft type axial flow pump. You can also. Industrial availability
以上説明 したように、 本発明の、 螺旋状翼を有するポ ンプは、 揚 程が大き く 、 吐き出し量も大き く するこ とができるので、 従来揚程 が小さい場合に設けられていた汲み上げのための中継ステ一シ ョ ン を省略でき る等の利点があり、 色々な産業上広く 利用するこ とがで き る。 As described above, the pump having the spiral wings of the present invention has a large lift and a large discharge amount. Therefore, the pump for pumping which is conventionally provided when the lift is small is provided. It can be used in various industries because it has the advantage of eliminating the need for a relay station.
また、 ポ ンプ内の流路が比較的広く かつ駆動軸方向の一方向であ るため、 物が詰る こ とがな く 、 挟雑物となるよ うな ものを含むこ と のある下水等の汲み上げにも利用できる。
In addition, since the flow path in the pump is relatively wide and in one direction in the direction of the drive shaft, there is no clogging and sewage, etc., which may contain contaminants. Can also be used for pumping.