(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽の底近傍から上向きに延び、上端側に横向きに延びる吐出管が連結されるケーシングと、
前記ケーシング内に配設された羽根車と、
前記ケーシングを貫通して前記羽根車に連結した回転軸と、
前記羽根車の排水方向上流側から前記回転軸に沿って空気を供給する給気手段と、
を備え、前記給気手段によって通常排水運転時に前記回転軸に沿って空気を供給し、その空気を前記羽根車によって多数の気泡に粉砕して揚水と一緒に排出可能としたポンプであって、
前記給気手段は、給気口が前記ケーシング内における下端吸込口より上方に位置し、吸気口が前記水槽内で開放された給気管を有し、通常排水運転時の前記ケーシングの吸引力により空気を供給するもので、
前記ケーシングは、下端に向けて拡径する略円錐筒状をなす外側ラッパ部と、前記外側ラッパ管内の軸線に沿って延び下端に向けて徐々に拡径する前記外側ラッパ部より小径の略円錐筒状をなす軸心ラッパ部とを有し、
前記軸心ラッパ部の軸線に沿って上側に前記羽根車を連結した前記回転軸を配設するとともに、前記軸心ラッパ部に前記給気管を接続していることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
前記給気管は、前記ケーシングに沿って延び上側の端部が前記吸気口として開放された縦配管と、前記外側ラッパ部の外側に間隔をあけて取り囲むように前記縦配管の下端側に接続された環状配管と、一端が前記環状配管の内周部に接続されるとともに他端が前記軸心ラッパ部に接続される連通管と、を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
水槽の底近傍から上向きに延び、上端側に横向きに延びる吐出管が連結されるケーシングと、
前記ケーシング内に配設された羽根車と、
前記ケーシングを貫通して前記羽根車に連結した回転軸と、
前記羽根車の排水方向上流側から前記回転軸に沿って空気を供給する給気手段と、
を備え、前記給気手段によって通常排水運転時に前記回転軸に沿って空気を供給し、その空気を前記羽根車によって多数の気泡に粉砕して揚水と一緒に排出可能としたポンプであって、
前記給気手段は、給気口が前記ケーシング内における下端吸込口より上方に位置し、吸気口が前記水槽内で開放された給気管を有し、通常排水運転時の前記ケーシングの吸引力により空気を供給するもので、
前記ケーシングは、横向きに延びる前記吐出管に接続され前記羽根車が配設される吐出ケーシングを有するとともに、前記回転軸が前記吐出管と逆側から前記吐出ケーシングに向けて横向きに延びるように配設され、
前記給気管は、複数の給気口を設けた環状配管を有し、前記環状配管内に前記回転軸が挿通されていることを特徴とするポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水槽に溜められた水を下流側へ排水するポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水設備は、ポンプ機場の水槽に一時的に集めた雨水などの水をポンプによって吸い上げ、下流側の処理場などに排水して処理を行う。ポンプ機場のポンプは、水槽の底近傍から上向きに延び、上端側に横向きに延びる吐出管が連結されるケーシングを備えている。このケーシングには、駆動手段に連結した回転軸が垂直方向または水平方向に貫通して配設され、その先端に羽根車が配設される。
【０００３】
このような排水設備では、水槽の底に蓄積された汚泥（ヘドロ）が水質悪化の原因の１つになっている。即ち、水槽内では、有機物の分解等によって酸素消費が進むと貧酸素化が進行する。そうすると、還元状態におかれた底泥から栄養塩類が溶出し、それを栄養源にプランクトンが大量発生する。そして、このプランクトンの死骸が新たな栄養源となり、水質悪化の悪循環が生まれる。これに対して、生物化学分野では曝気による汚泥浄化が可能であるとされ、湖沼などにおいては専用の曝気装置が設置されている。
【０００４】
特許文献１，２には、曝気による浄化に関する作用および効果については何ら言及されていないが、揚水の浄化作用を得ることが可能と想定される立軸ポンプが記載されている。これらの立軸ポンプは、上端側を開放した給気管の下端を、羽根車よりも下側に位置するようにケーシングに接続している。そのため、通常排水運転時の吸引力（負圧）を利用して給気管からケーシング内に空気を供給することにより、供給された空気が羽根車で直径水ミリ以下の気泡（マイクロバブル）に粉砕され、揚水と一緒に排出される。その結果、この排水過程において曝気による揚水の浄化作用を得ることが可能である。
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２のポンプは、給気管をケーシングの外周部に接続しているため、負圧を利用した給気量が少なく、十分な浄化作用を得ることはできない。しかも、空気が羽根車の偏った部位に集中して供給されるため、ケーシングの振動の原因となり、運転の安定性や設備の耐久性に影響を及ぼすという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５１６４２６号公報
【特許文献２】特許第３１９１１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ケーシングの振動を抑制し、曝気による揚水の浄化作用を十分に得ることが可能なポンプを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の第１のポンプは、水槽の底近傍から上向きに延び、上端側に横向きに延びる吐出管が連結されるケーシングと、前記ケーシング内に配設された羽根車と、前記ケーシングを貫通して前記羽根車に連結した回転軸と、前記羽根車の排水方向上流側から前記回転軸に沿って空気を供給する給気手段と、を備え、前記給気手段によって通常排水運転時に前記回転軸に沿って空気を供給し、その空気を前記羽根車によって多数の気泡に粉砕して揚水と一緒に排出可能としたポンプであって、前記給気手段は、給気口が前記ケーシング内における下端吸込口より上方に位置し、吸気口が前記水槽内で開放された給気管を有し、通常排水運転時の前記ケーシングの吸引力により空気を供給するもので、前記ケーシングは、下端に向けて拡径する略円錐筒状をなす外側ラッパ部と、前記外側ラッパ管内の軸線に沿って延び下端に向けて徐々に拡径する前記外側ラッパ部より小径の略円錐筒状をなす軸心ラッパ部とを有し、前記軸心ラッパ部の軸線に沿って上側に前記羽根車を連結した前記回転軸を配設するとともに、前記軸心ラッパ部に前記給気管を接続している。
【０００９】
このポンプによれば、通常排水運転時に回転軸に連結した羽根車を回転駆動することにより、ケーシングの下端から水槽内の水を吸い込んで吐出管を通して下流側へ排水することができる。この際、給気手段によって空気を供給することにより、羽根車によって直径数ミリ以下の多数の気泡（マイクロバブル）に粉砕して揚水と一緒に下流側へ排出する。その結果、曝気による揚水の浄化作用を得ることができる。また、空気は羽根車の排水方向上流側から回転軸に沿って供給されるため、空気が羽根車に対して偏った部位に集中して供給されることはない。その結果、衝撃によるケーシングの振動を抑制できる。しかも、マイクロバブルがクッションの役割をなし、キャビテーションの発生を防止できるうえ、ケーシング内の摩擦抵抗を低減して省エネルギー化を図ることができる。
【００１０】
また、このポンプは、通常排水運転時には、ケーシング内である吸込口の上側の流速が、ケーシング外である吸込口の下側の流速より速くなる。また、ケーシング内では、摩擦抵抗の作用により内壁の近傍は流速が遅くなり、軸線に近づけば流速が速くなる。そのため、給気管の給気口を、流速が速く吸引力（負圧）が大きい吸込口より上方に位置させ、空気を回転軸に沿って供給するように配管することにより、外部動力を付設することなく確実に空気を自動供給することができる。また、軸心ラッパ部の内部の流速は、ベンチュリー効果によって外側ラッパ部との間の流速より速くなる。そのため、給気管を軸心ラッパ部に接続することにより、浄化作用を得るのに十分な空気量を確実に供給することができる。
【００１１】
この第１のポンプは、前記給気管は、前記ケーシングに沿って延び上側の端部が前記吸気口として開放された縦配管と、前記外側ラッパ部の外側に間隔をあけて取り囲むように前記縦配管の下端側に接続された環状配管と、一端が前記環状配管の内周部に接続されるとともに他端が前記軸心ラッパ部に接続される連通管と、を有する構成とすることが好ましい。このポンプを設置した水槽内では、水が羽根車付近まで排水されると、水流により空気が一緒に吸い込まれて空気吸込渦が発生する。しかし、このポンプには給気管を構成する縦配管を配管しているため、水面での空気吸込渦の発生を抑制できる。しかも、給気管の環状配管を外側ラッパ部の外周部に配設しているため、吸込口に向かう水流を、環状配管の外側を流れる主流と、環状配管と外側ラッパ部の間の副流路を流れる副流に分流し、これらを外側ラッパ部の下端で衝突させることにより消滅させることができる。よって、空気吸込渦の発生を確実に防止できる。このように、揚水の浄化を行うための給気管は、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要がない。
【００１２】
また、本発明の第２のポンプは、水槽の底近傍から上向きに延び、上端側に横向きに延びる吐出管が連結されるケーシングと、前記ケーシング内に配設された羽根車と、前記ケーシングを貫通して前記羽根車に連結した回転軸と、前記羽根車の排水方向上流側から前記回転軸に沿って空気を供給する給気手段と、を備え、前記給気手段によって通常排水運転時に前記回転軸に沿って空気を供給し、その空気を前記羽根車によって多数の気泡に粉砕して揚水と一緒に排出可能としたポンプであって、前記給気手段は、給気口が前記ケーシング内における下端吸込口より上方に位置し、吸気口が前記水槽内で開放された給気管を有し、通常排水運転時の前記ケーシングの吸引力により空気を供給するもので、前記ケーシングは、横向きに延びる前記吐出管に接続され前記羽根車が配設される吐出ケーシングを有するとともに、前記回転軸が前記吐出管と逆側から前記吐出ケーシングに向けて横向きに延びるように配設され、前記給気管は、複数の給気口を設けた環状配管を有し、前記環状配管内に前記回転軸が挿通されている。そして、この第２のポンプは、第１のポンプと同様の作用および効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のポンプでは、給気手段によって通常排水運転時に供給した空気を羽根車によって多数の気泡（マイクロバブル）に粉砕し、揚水と一緒に下流側へ排出するため、曝気による揚水の浄化作用を得ることができる。この際、空気は回転軸に沿って供給されるため、空気が羽根車の偏った部位に供給されることに伴うケーシングの振動を抑制できる。しかも、マイクロバブルがクッションの役割をなすため、キャビテーションの発生を防止できるうえ、ケーシング内の摩擦抵抗を低減して省エネルギー化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第１実施形態のポンプである立軸ポンプを示す断面図である。
【図２】図１の要部水平断面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】第１実施形態の立軸ポンプの変形例を示す要部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は通常のラッパ管での流速、（Ｂ）は二重ラッパ管での流速を示すグラフである。
【図６】第２実施形態のポンプである横軸ポンプを示す断面図である。
【図７】給気管の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る第１実施形態のポンプである立軸ポンプ１０を示す。この立軸ポンプ１０は、ポンプ機場の床１に対して開口部２に差し込まれた状態で固定されるケーシング１１を備えている。そして、本発明の立軸ポンプ１０は、ケーシング１１に渦発生防止装置を兼ねる外気取入用の給気管３１を一体的に付設したものである。
【００１７】
ケーシング１１は、鉛直方向に延びる直管状の揚水管１２を備えている。この揚水管１２の上端には、水流を鉛直方向から水平方向へ変える吐出ベンド１３が連結されている。この吐出ベンド１３の下端には、揚水管１２を床１の開口部２の上縁に固定するためのベースプレート１４が設けられている。また、吐出ベンド１３には、水平方向（横向き）に延びる吐出管１５が連結され、この吐出管１５に手動開閉可能な仕切弁１６が介設されている。また、揚水管１２の下端には、径方向外向きに膨出した羽根車ケース１７が連結され、この羽根車ケース１７の下端に吸込ベル２２が連結されている。なお、この吸込ベル２２については、後で詳細に説明する。
【００１８】
ケーシング１１内には、揚水管１２の軸線に沿って鉛直方向に延びるように回転軸１８が配置されている。この回転軸１８は、軸受１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃによって揚水管１２内に回転可能に支持されている。また、回転軸１８の上端は、吐出ベンド１３を貫通してケーシング１１の外部に突出され、モータ、減速機等からなる駆動機構２０に連結されている。回転軸１８の下端側は、吸込ベル２２上の羽根車ケース１７内にかけて延び、軸受１９Ｃによって回転可能に支持されている。そして、この回転軸１８の下端に、水槽３内の水をケーシング１１内に吸い込んで排出するための羽根車２１が連結されている。
【００１９】
吸込ベル２２は、下端に向けて拡径する略円錐筒状の外側ラッパ部２３と、外側ラッパ管内で軸線に沿って延びる軸心ラッパ部２４とを有する。軸心ラッパ部２４は、下端に向けて徐々に拡径する外側ラッパ部２３より小径の略円錐筒状をなす。この軸心ラッパ部２４の軸線に沿った上側には、羽根車２１を連結した回転軸１８が位置する。
【００２０】
軸心ラッパ部２４には、水中渦を消滅可能な整流板の役割をなす水中渦防止リブ２５が一体的に設けられ、この水中渦防止リブ２５により外側ラッパ部２３内に連結されている。この水中渦防止リブ２５は、周方向に等間隔で４箇所、軸線から径方向外方へ放射状に突出するように設けられている。水中渦防止リブ２５および軸心ラッパ部２４の下部は、外側ラッパ部２３より下方に突出するように配設される。具体的には、水中渦防止リブ２５の上端面は、外側ラッパ部２３の内面に沿う円弧状に形成され、図示しないボルト等によって連結されている。そして、本実施形態の軸心ラッパ部２４には、水中渦防止リブ２５より上側に後述する給気管３１の連通管３７を接続するための接続部２６が設けられている。
【００２１】
このように構成した吸込ベル２２は、外側ラッパ部２３と軸心ラッパ部２４との間に水中渦防止リブ２５によって区画された第１吸水路２７が形成される。そして、外側ラッパ部２３の下端縁から軸心ラッパ部２４の下端縁にかけた環状の開口が第１吸込口２８を構成する。また、軸心ラッパ部２４の内部空間により第２吸水路２９が形成される。そして、その円形状の下端開口が第２吸込口３０を構成する。この第２吸込口３０は、床１の下側に形成された水槽３の底に対して所定の距離を隔てて設置される。
【００２２】
給気管３１は、羽根車２１の排水方向上流側から回転軸１８に沿って空気を供給するための給気手段であり、通常排水運転時の吸引力（負圧）により外気を自動吸引可能なものである。本実施形態の給気管３１は、揚水管１２の外周部に配設される４本の縦配管３２Ａ〜３２Ｄと、これらの下端に接続された環状配管３５と、この環状配管３５内と軸心ラッパ部２４内とを連通する連通管３７とを備えている。そして、軸心ラッパ部２４を介して回転軸１８の下端に空気を供給することにより、羽根車２１で直径数ミリ以下の多数の気泡（マイクロバブル）に粉砕して、揚水を曝気により浄化しながら下流側へ排水する曝気装置を構成する。
【００２３】
縦配管３２Ａ〜３２Ｄは、ケーシング１１の径方向外側に間隔を開けて配置され、回転軸１８と平行に延びている。図１に示すように、縦配管３２Ａ〜３２Ｄは、上端側が床１より上方に位置するように配管され、その端部である吸気口３３が水槽３内で開放されている。また、縦配管３２Ａ〜３２Ｄの下端側は、床１の上側から開口部２を通過して羽根車２１よりもやや下方に位置するように、羽根車ケース１７と吸込ベル２２の接続部分である縮径部分まで延びている。そして、縦配管３２Ａ〜３２Ｄの上端側には、吸い込まれる空気量を調整するための開閉弁３４が、床１上に位置するように介設されている。この開閉弁３４は、制御装置４０により吸い込む空気量を調整する電動式、ポンプ機場の実際の状況に基づいて操作員が空気量を調整する手動式のいずれでもよい。
【００２４】
図２に示すように、ケーシング１１を軸方向上側から見て、縦配管３２Ａ，３２Ｃは、回転軸１８より水槽３内への水の流入方向上流側に位置するように配管され、縦配管３２Ｂ，３２Ｄは、回転軸１８より水槽３内への流入方向下流側に位置するように配管されている。しかも、縦配管３２Ｂ，３２Ｄは、ケーシング１１の軸線と水槽３の流入方向下流側の角部とを結ぶ基準線Ｌを基準として配管されている。本実施形態では、縦配管３２Ｂ，３２Ｄを基準線Ｌ上に位置するように配管しているが、これらは基準線Ｌを基準とした所定範囲（例えば±２０度）内に配管することが好ましい。
【００２５】
図３に示すように、環状配管３５は、回転軸１８の軸線を中心とする円環状であり、吸込ベル２２の外側に間隔を隔てて取り囲むように、縦配管３２Ａ〜３２Ｄの下端に接続されている。この環状配管３５は、上側外向きに傾斜した水中渦防止リブ２５の外側縁の延長線上に位置する直径で形成され、連結リブ３６によって吸込ベル２２と連結されている。連結リブ３６は、吸込ベル２２の外周部で生じる旋回流を防ぐ整流板の役割を兼ねるもので、本実施形態では、各縦配管３２Ａ〜３２Ｄに対して径方向内側に位置する部分とその間に位置する部分とで、８箇所に等間隔で設けられている。
【００２６】
連通管３７は、一端が環状配管３５の内周部に接続され、給気口３８を構成する他端が吸込口２８，３０より上（下流）側である軸心ラッパ部２４の接続部２６に接続される直管状のものである。即ち、本実施形態の連通管３７は、外側ラッパ部２３の外側に位置する環状配管３５から、外側ラッパ部２３の内側に位置する軸心ラッパ部２４の接続部２６にかけて、外側ラッパ部２３を貫通して延びるように構成されている。この構成は、例えば予め形成した連通管３７を金型内に位置決めして、外側ラッパ部２３をFRP（Fiber Reinforced Plastics）等によって形成することにより可能である。また、各連通管３７は、縦配管３２Ａ〜３２Ｄの径方向内側に位置するように設けられている。これにより、水中渦防止リブ２５および４箇所の連結リブ３６が鉛直方向下側に位置する構成とし、排水時の流体抵抗の低減を図っている。
【００２７】
但し、連通管３７は、外側ラッパ部２３を貫通させる構成に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、連通管３７は、水中渦防止リブ２５の外縁に沿って延び、軸心ラッパ部２４の第２吸込口３０から上向きに湾曲させて、第２吸水路２９内で給気口３８が開口するように接合し、軸心ラッパ部２４の下部から給気するように構成してもよい。勿論、外側ラッパ部２３の第１吸込口２８から迂回させて軸心ラッパ部２４に接続してもよい。
【００２８】
このように給気管３１を構成したポンプは、環状配管３５と吸込ベル２２との間に、吸込ベル２２の外周面に沿って下側外向きに流れる副流を形成する副流路３９が形成される。この副流路３９は、円弧状をなす吸込ベル２２の形状と、断面円形状をなす環状配管３５とで、径方向外向きに拡開する角部がない流曲線状に形成される。
【００２９】
この立軸ポンプ１０は、水槽３内やケーシング１１に配設した所定のセンサの検出値に基づいて、制御装置４０によって予め設定されたプログラムに従って通常の排水運転や管理運転が実行される。例えば、水槽３内に所定量の水が溜まると、制御装置４０により立軸ポンプ１０が運転され、羽根車２１が回転する。これにより、水槽３内の水は、第１および第２吸込口２８，２９から吸引され、揚水管１２から吐出ベンド１３および吐出管１５を介して下流側へ排出される。
【００３０】
ここで、外側ラッパ部２３内に軸心ラッパ部２４を配設した二重ラッパ管からなる本実施形態の吸込ベル２２での流速と、外側ラッパ部２３だけで構成される通常ラッパ管からなる吸込ベル２２での流速を、図５（Ａ），（Ｂ）に示す。この図は、吸込ベル２２を径方向に切断し、外側ラッパ部２３の下端位置での径方向の各部位での流速を表したものである。各図に示すように、ケーシング１１内では、外側ラッパ部２３の内壁近傍が摩擦抵抗の作用により流速が遅なり、軸心に近づくほど流速が速くなる。そして、図５（Ａ）に示す本実施形態の吸込ベル２２では、軸心ラッパ部２４での摩擦抵抗を含んでも、軸心ラッパ部２４内（第２吸水路２９）の流速がベンチュリー効果により速くなる。勿論、ケーシング１１の内外では、外部より内部の方がベンチュリー効果により速くなる。
【００３１】
そして、本実施形態では、外気を取り入れ可能な給気管３１を配設し、その給気口３８を流速が速く負圧が大きい軸心ラッパ部２４に接続している。そのため、この通常排水運転時には、図３に示すように、水槽３内の空気が排水による負圧で縦配管３２Ａ〜３２Ｄ、環状配管３５および連通管３７を通して軸心ラッパ部２４に供給される。即ち、羽根車２１より高い水位であっても、外部動力を付設することなく、十分な空気量を確実に自動供給することができる。逆に、大きな負圧により過剰な空気量が供給される場合には、開閉弁３４により調整することができる。
【００３２】
ケーシング１１内に供給された空気は、軸心ラッパ部２４から回転軸１８に沿って排水方向下流側へ流動し、羽根車２１によってマイクロバブル状に粉砕され、揚水と一緒に下流側へ排出される。その結果、この排水過程において曝気による揚水の浄化作用を得ることができる。また、空気は羽根車２１の排水方向上流側から回転軸１８に沿って供給されるため、空気が羽根車２１に対して偏った部位に集中して供給されることはない。その結果、衝撃によるケーシング１１の振動を抑制できる。
【００３３】
しかも、マイクロバブルがクッションの役割をなし、キャビテーションの発生を防止できる。具体的には、キャビテーションとは、羽根車２１の回転により、摩擦で水が過熱されて生じた気泡となり、その気泡が他の水で冷却されることにより水に還元することにより生じる振動の事である。過熱による生じた気泡は水に戻るが、給気管３１を介して供給した空気は水にはならない。逆に、粉砕されたマイクロバブルが羽根車２１の表面やケーシング１１の内表面でクッションの役割をなすため、キャビテーションの発生を防止できる。さらに、マイクロバブルは、ケーシング１１内の摩擦抵抗を低減するように作用するため、動力損失を低減し、省エネルギー化を図ることができる。
【００３４】
このようにして排水を続け、水槽３内の水が羽根車２１の付近まで排水されると、水槽３内への流入方向におけるケーシング１１より下流側の領域で空気吸込渦が発生しようとする。しかし、本実施形態の立軸ポンプ１０には、空気吸込渦が発生する水槽３内の流入方向下流側の領域に、給気管３１の縦配管３２Ｂ，３２Ｄを配管している。そして、これら縦配管３２Ｂ，３２Ｄは、旋回流を防止する作用もなすため、水面での空気吸込渦の発生を効果的に抑制できる。
【００３５】
しかも、給気管３１の環状配管３５は、吸込ベル２２の外周部に連結リブ３６によって連結した構成である。そのため、水面から第１吸込口２８に向かう水流は、環状配管３５の外側を流れる主流Ｘと、環状配管３５と吸込ベル２２の間の副流路３９を流れる副流Ｙに分流される。そして、主流Ｘは、水面から吸込ベル２２の第１吸込口２８に向かって径方向内向きに流れ、副流Ｙは、吸込ベル２２の外周面に沿って径方向外向きに流れる。そのため、これら主流Ｘと副流Ｙは、吸込ベル２２の下端で衝突することにより消滅する。よって、空気吸込渦の発生を確実に防止できる。
【００３６】
このように、本発明の立軸ポンプ１０では、給気管３１の縦配管３２Ｂ，３２Ｄおよび環状配管３５が、空気吸込渦の発生を防止する渦発生防止装置も兼ねるため、渦発生防止装置を別に設ける必要がない。しかも、本実施形態では、吸込ベル２２内に水中渦防止リブ２５を設け、その外側縁の延長線上に環状配管３５を配管しているため、流曲線状をなす効果的な副流路３９を形成でき、空気吸込渦の発生を確実に抑制できる。また、水中渦防止リブ２５によって、水面ではなく水中で発生する水中渦も確実に抑制できる。
【００３７】
図６は、本発明の第２実施形態のポンプである横軸ポンプ５０を示す。この横軸ポンプ５０のケーシング５１は、水槽３の底近傍から上向きに延びる吸込ベル５２と、この吸込ベル５２による上向きの水流を横向きに変える吐出ベンド５４と、この吐出ベンド５４からの水流を水平方向に排出する吐出ケーシング５６とを備えている。吸込ベル５２の下端の吸込口５３は、水槽３の底に対して所定の距離を隔てて設置される。吐出ベンド５４は、円弧状に湾曲した形状をなし、外部から給気管６３を導入する取入口５５が設けられている。吐出ケーシング５６は、径方向外向きに膨出した楕円球状をなし、横向きに延びる吐出管５７が連結され、この吐出管５７に仕切弁５８が介設されている。
【００３８】
このケーシング５１には、吐出ケーシング５６の軸線に沿って水平方向に延びるように回転軸５９が配置され、この回転軸５９を回転可能に支持する水中軸受け６０が吐出ケーシング５６の内部に設けられている。また、吐出ベンド５４から外部に突出する回転軸５９の端部には駆動機構６１が連結され、吐出ケーシング５６内に位置する回転軸５９の先端側には羽根車６２が連結されている。
【００３９】
この横軸ポンプ５０において、羽根車６２の排水方向上流側に位置するように給気管６３が配設されている。この給気管６３は、取入口５５を通して吐出ベンド５４の内外にかけて延びる縦配管６４と、この縦配管６４の下端に接続した環状配管６５とを備える。環状配管６５は、図７に示すように、内径が回転軸５９を挿通可能な寸法であり、羽根車６２の側に等間隔で複数の給気口６６が設けられている。
【００４０】
このように構成した横軸ポンプ５０は、第１実施形態と同様に、通常排水運転時に、外部動力を付設することなく、十分な空気量を回転軸５９に沿って自動供給することができる。そして、羽根車６２によって供給した空気をマイクロバブル状に粉砕することにより、排水過程で曝気による浄化作用を得ることができる。
【００４１】
即ち、回転軸５９に沿って空気を供給することによる揚水の浄化作用を得る本発明の構成は、立軸ポンプや横軸ポンプ等の形式に拘わらず適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。
【００４２】
なお、本発明のポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００４３】
特に第１実施形態では、吸込ベル２２を外側ラッパ部２３と軸心ラッパ部２４とからなる二重ラッパ管により構成したが、三重ラッパ管により構成してもよいうえ、外側ラッパ部２３だけの通常ラッパ管により構成してもよい。ここで、通常ラッパ管により構成する場合には、回転軸１８の軸線付近に位置するように、給気管３１の給気口３８を配管することにより、前記と同様の作用および効果を得ることができる。また、給気管３１は、必ずしも環状配管３５を設ける必要はない。
【符号の説明】
【００４４】
３…水槽
１０…立軸ポンプ
１１…ケーシング
１５…吐出管
１８…回転軸
２１…羽根車
２２…吸込ベル
２３…外側ラッパ部
２４…軸心ラッパ部
２８…第１吸込口
３０…第２吸込口
３１…給気管（給気手段）
３２Ａ〜３２Ｄ…縦配管
３３…吸気口
３５…環状配管
３７…連通管
３８…給気口
５０…横軸ポンプ
５１…ケーシング
５２…吸込ベル
５３…吸込口
５６…吐出ケーシング
５７…吐出管
５９…回転軸
６２…羽根車
６３…給気管
６４…縦配管
６５…環状配管
６６…給気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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