(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプのケーシング内に大小２個のうず形室を形成させ、該うず形室の始まる部位と羽根車の外周部との間隙について、小うず形室との間隙を大うず形室との間隙より大きくすることにより、自吸作動時に、小うず形室から大うず形室へ向かって自吸水循環流を発生させ、大うず形室のディフューザー部が上向きの筒状になって形成された自吸水分離室に対して、小うず形室からの自吸水循環流を誘導流出させて、該自吸水分離室内で気水分離を行わせる自吸式遠心ポンプ装置において、
前記小うず形室からの自吸水循環流を、前記自吸水分離室に対して接線方向から巻き込まれる形状に形成された旋回流開口部から自吸水分離室内に流出させて、気水遠心分離のための旋回流を発生させると共に、
前記小うず形室からの自吸水循環流を、前記旋回流開口部に向かう途中で分流し、その分流を、該旋回流開口部付近の高さ又はそれよりも高い位置に別途に設けられた分流開口部から自吸水分離室内に、該旋回流の旋回に寄与しない流出方向をもって流出させつつ、該旋回流に合流させることを特徴とする、自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項２】
前記小うず形室からの自吸水の分流が、流量調節可能にされたことを特徴とする、請求項１に記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項３】
前記分流開口部から自吸水分離室内に流出する自吸水分流の流出方向が、前記旋回流開口部から自吸水分離室内に流出する自吸水旋回流の旋回を抑制する方向に設定されたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項４】
前記大うず形室からの流路の前記自吸水分離室内への開口部が、該自吸水分離室に対して接線方向から巻き込まれる形状に形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項５】
前記自吸水分離室が有底筒状に形成され、その筒底中心部近傍が、前記大うず形室からの流路の該自吸水分離室内への開口部の断面下部よりも低い位置となるよう形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項６】
前記自吸水分離室が、流過流体の運動に干渉する狭隘部、ガイド、邪魔板、突起を含む凹凸状の内壁を有しない室を構成するよう形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項７】
前記自吸水分離室が、筒径が一定でない形状に形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項８】
前記自吸水分離室からの吐出流路中に、縮径部が設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項９】
前記ケーシングの内周部は、前記羽根車の外周部と所定の間隔を持つ同心円状に形成され、該ケーシング内周部と羽根車外周部との間の円環状空間に、該ケーシング内周部から羽根車外周部近傍に向けて張り出す画成部材が配設されることによって、前記小うず形室と大うず形室とが形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１０】
前記小うず形室と大うず形室の各々から前記自吸水分離室に至る各々の流路は、その途中が継合可能に分割されることによって、該自吸水分離室が前記ケーシングに対して着脱可能に構成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１１】
前記自吸水分離室の上部に、洗浄液注入口が設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１２】
前記羽根車の回転軸が貫通する前記ケーシングの軸封部近傍に、洗浄液注入口が設けられたことを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１３】
前記軸封部近傍に設けられた洗浄液注入口が、前記ケーシングの前記羽根車外周部近傍に臨む部位又は前記自吸水分離室に連通可能にされたことを特徴とする、請求項１２に記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１４】
前記ポンプ装置の揚液吸込流路が、前記羽根車の駆動機側に配置されるポンプ構造に構成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【請求項１５】
前記ポンプ装置の揚液吸込配管の最頂部における管路断面下部が、前記羽根車の上端付近又はそれよりも高い位置となるよう配管され、該吸込配管の途中又は管端に逆流防止弁が配設されたことを特徴とする、請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の自吸式遠心ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業分野において、信頼性の高い自動揚水、自動送水を必要とする自動運転設備に適用されて、構造簡潔、経済的でしかも高い自吸性能と揚水性能を発揮し、かつ清掃や洗浄が簡単で取扱い容易な自吸式遠心ポンプ装置に関するものである。
ここに、本明細書、請求の範囲、並びに要約書中、「水」の語は液体を総称し、「空気」の語は気体を総称するものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、遠心ポンプ装置は、これを吸い上げの目的に使用する場合には、真空ポンプ等、呼び水操作をするためにしか必要でない装置を設けたり、又、この種のポンプ装置の欠点を補うために発明されたはずの各種自吸式遠心ポンプ装置においても同様に、自吸作用のためにしか必要でない自吸水貯留槽や気水分離槽を具備することを余儀なくされていた。
【０００３】
本発明は、特許文献１〜３（以下、原発明１〜３と呼ぶ）等の原発明諸件の改良に係るものである。
これら原発明諸件の遠心ポンプ部分は、自吸作動中の自吸水循環流路と正規揚水中の吐出流路とが共通であるという、それ迄の各種自吸式遠心ポンプ装置にはなかった基本的特徴を有しており、多様な仕様条件に応じるべく各種改良がなされて、優れた自吸性能と揚水性能を発揮してきた。
【０００４】
例えば、大小２個のうず形室により自吸水の循環流を発生させ、羽根車の羽根間の空気をその自吸水循環流に混ぜ込み、連れ出すことによって排気するという自吸の仕組みを確立したのが原発明１であるが、それを改良発展させて、自吸水を旋回させて気液を強制的に遠心分離すると共に、その旋回によって発生する竜巻状空洞の尾底部を支えてうず形室への侵入を阻止する「空洞受け」を設けることによって、自吸性能の高度化を達成したのが原発明２であり、更には、その空洞受けが流路の抵抗を増やすという欠点をも解消すべく、気液遠心分離を終えた自吸水の旋回を抑制する螺旋状案内を流路中に設けることによって、空洞受けを無くし、自吸性能の高度化と流路抵抗の低減との両立を図ったのが原発明３である。
【０００５】
この原発明３の装置の構造は、図１８に例示したように、ケーシング１の対称的位置に小うず形室ｖ１と大うず形室ｖ２とが形成され、大うず形室ｖ２の噴出流路ｃ２は、次第に流路断面を拡大しながら吐出流路ｈに至る直立円筒状の自吸水分離室ｅを構成している。又、小うず形室ｖ１の噴出流路ｃ１は、該分離室ｅに向けてほぼ接線方向に巻き込まれるように形成されている。そして、該分離室ｅの下部から大うず形室ｖ２の噴出流路ｃ２にわたる流路壁面に、小うず形室ｖ１からの噴出旋回流の勢いに略見合う逆向き螺旋状案内４１が設けられている。なお、羽根車４の外周部と小うず形室ｖ１の始まる部位との間隙ｓ１は、大うず形室ｖ２の始まる部位の間隙ｓ２より大きくしてある。
【０００６】
このポンプ装置に、先ず所要の水を注入し、羽根車４を回転させると、羽根車４内の水は加速されて、小うず形室ｖ１へ優先的に流出して噴出流路ｃ１より自吸水分離室ｅへ噴出する。そしてポンプ装置内の水は、４→ｖ１→ｃ１→ｅ→ｃ２→ｖ２→４の順に循環流となって流動し、その間に羽根車４の中央部の気体を気泡状にして、該分離室ｅ内に噴出して連れ出す。噴出した気水混合体は、該分離室ｅの壁面に沿って旋回流となり、気泡分はその遠心分離効果により、瞬時に該分離室ｅの中心部に逆円錐状の竜巻状空洞ｔを形成する。そして、遠心分離作用を終えた時点でなお旋回しながら流過しようとする局所に、その旋回流の旋回を抑制するための逆向き螺旋状案内４１が設けられているので、その局所で空洞は崩壊し、その空洞の大うず形室ｖ２への連れ込み現象は発生しない。遠心分離された気体が逐次に外部へ排気され、やがて自吸作用を終了して、正規揚水に転じた時、小うず形室ｖ１も大うず形室ｖ２も自吸水分離室ｅも共に通常の遠心ポンプ流路に帰り、必要かつ充分な働きを果たす、というものである。
【０００７】
このようにして、原発明３の装置は、優れた自吸性能と揚水性能を発揮する自吸式ポンプとして、実用上極めて有用であるが、しかし、用途によっては依然未解決の課題が残っている。即ち、食品や純水、化学品、医薬品等の高純度液を取り扱うプロセスに適用する場合に、定置洗浄（分解しないまま内部洗浄）や分解洗浄が十分には行えないという問題がある。又、スラリー等の固形物混入液、その他各種粒子の混入した液、粘度の高い液、等の多様な液質を取り扱うプロセスに適用する場合には、固形物や粒子の塊が目詰まりを起こす場合がある他、やはり掃除が行き届きにくく、定置洗浄により接液部を影なく洗浄することは困難であり、分解洗浄も容易でないという問題がある。
【０００８】
原発明１の装置の自吸性能を大いに向上させた原発明２の装置においては、自吸性能の向上のために空洞受けを付設したことによって、空洞受けの裏側などの洗浄しにくい影や隘路を新たに発生させる結果となり、その自吸性能の向上と引き換えに、洗浄が容易でないという新たな問題を抱えることとなっていた。
これらを解決すべく発明された原発明３の装置においては、空洞受けを取り去ってはいるが、その代わりに設けた螺旋状案内に多数の凹凸部があるため、洗浄が容易でないという問題に関しては、依然として抜本的解決とはなっていない。
【０００９】
そもそも、このような複雑な構造のものを効率よく製作するためには、鋳造により成型するのが必然とされており、従来一般的に、ポンプのケーシング部材はうず形室と吐出デフューザーを一体で形成する鋳造材で製作し、食品等の清浄な液質を要求されるシステムには、鋳肌面を研磨仕上げ及び精密洗浄して最小限に汚染を防御しているが、構造的に凹凸があると、そのような表面処理や洗浄が行いにくいため、完璧な防御には至っておらず、更には引っ掛りや目詰まりの可能性もあるという点が、避けることのできない未解決のままの課題として残っていた。
【００１０】
更に原発明３の装置におけるもう一つの問題として、自吸作動中の運転条件によっては、気泡分の大うず形室ｖ２への連れ込み現象を起こすことがあり、自吸性能が不安定になる場合がある。
原発明３の装置は、自吸水旋回流の旋回を抑制するための逆向き螺旋状案内４１が設けられ、その箇所で竜巻状空洞ｔの尾底部ｕを崩壊させることによって、その空洞の大うず形室ｖ２への連れ込み現象を防ぐ構造となっているが、このように竜巻状空洞ｔの旋回運動そのものに干渉して尾底部ｕを崩壊・消滅させる方法の場合は、ともすれば尾底部ｕの崩壊によっても気泡の消滅には至らず、むしろ折角に遠心分離によって集合していた気泡が再度分散し、自吸水循環流に乗って大うず形室ｖ２に侵入するだけの結果に終わる場合があり、旋回流が強い場合ほどその恐れがある、という問題があった。
【００１１】
これらの問題は原発明３の構成から必然的に生じるものであって、原発明３の技術的思想においては解決困難なものである。そもそも、ポンプとしての諸性能の向上を主眼とすればいきおい複雑な流路形状となりがちで、清掃・洗浄の容易性とは二律背反となり、従って、前述の二つの課題、即ち「自吸性能・揚水性能」と「清掃・洗浄の容易性」を同時に解決することは容易ではないと見られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公昭２８−３０３９号公報（原発明１）
【特許文献２】特公昭５０−２１６８２号公報（原発明２）
【特許文献３】特許第２６３０７２５号公報（原発明３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の従来技術の課題を解決して、簡潔な構成で安定的かつ確実に作動し、仕様液質に制約を受けたり目詰まりを起こすこともなく、特に食品や純水、化学品、医薬品等の高純度液、スラリー等の固形物混入液、その他各種粒子の混入した液、粘度の高い液、等の多様な液質を取り扱うプロセスの自動運転装置に適用されて、高い自吸性能と揚水性能を発揮すると共に、定置洗浄や分解洗浄が容易に行える構造も備え、そして多様な液質にも対応できる、高性能で取扱い容易な自吸式遠心ポンプ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、この発明に係る装置は、
ポンプのケーシング内に大小２個のうず形室を形成させ、該うず形室の始まる部位と羽根車の外周部との間隙について、小うず形室との間隙を大うず形室との間隙より大きくすることにより、自吸作動時に、小うず形室から大うず形室へ向かって自吸水循環流を発生させ、大うず形室のディフューザー部が上向きの筒状になって形成された自吸水分離室に対して、小うず形室からの自吸水循環流を誘導流出させて、該自吸水分離室内で気水分離を行わせる自吸式遠心ポンプ装置において、
前記小うず形室からの自吸水循環流を、前記自吸水分離室に対して接線方向から巻き込まれる形状に形成された旋回流開口部から自吸水分離室内に流出させて、気水遠心分離のための旋回流を発生させると共に、
前記小うず形室からの自吸水循環流を、前記旋回流開口部に向かう途中で分流し、その分流を、該旋回流開口部付近の高さ又はそれよりも高い位置に別途に設けられた分流開口部から自吸水分離室内に、該旋回流の旋回に寄与しない流出方向をもって流出させつつ、該旋回流に合流させることを主な特徴としている。
【００１５】
本発明においては、前記小うず形室からの自吸水の分流が、流量調節可能にされてもよい。
又、前記分流開口部から自吸水分離室内に流出する自吸水分流の流出方向が、前記旋回流開口部から自吸水分離室内に流出する自吸水旋回流の旋回を抑制する方向に設定されてもよい。
【００１６】
又、前記大うず形室からの流路の前記自吸水分離室内への開口部が、該自吸水分離室に対して接線方向から巻き込まれる形状に形成されてもよい。
又、前記自吸水分離室が有底筒状に形成され、その筒底中心部近傍が、前記大うず形室からの流路の該自吸水分離室内への開口部の断面下部よりも低い位置となるよう形成されてもよい。
【００１７】
又、前記自吸水分離室が、流過流体の運動に干渉する狭隘部、ガイド、邪魔板、突起を含む凹凸状の内壁を有しない室を構成するよう形成されてもよい。
又、前記自吸水分離室が、筒径が一定でない形状に形成されてもよい。
又、前記自吸水分離室からの吐出流路中に、縮径部が設けられてもよい。
【００１８】
又、前記ケーシングの内周部は、前記羽根車の外周部と所定の間隔を持つ同心円状に形成され、該ケーシング内周部と羽根車外周部との間の円環状空間に、該ケーシング内周部から羽根車外周部近傍に向けて張り出す画成部材が配設されることによって、前記小うず形室と大うず形室とが形成されてもよい。
又、前記小うず形室と大うず形室の各々から前記自吸水分離室に至る各々の流路は、その途中が継合可能に分割されることによって、該自吸水分離室が前記ケーシングに対して着脱可能に構成されてもよい。
【００１９】
又、前記自吸水分離室の上部に、洗浄液注入口が設けられてもよい。
又、前記羽根車の回転軸が貫通する前記ケーシングの軸封部近傍に、洗浄液注入口が設けられてもよい。
【００２０】
又、前記軸封部近傍に設けられた洗浄液注入口が、前記ケーシングの前記羽根車外周部近傍に臨む部位又は前記自吸水分離室に連通可能にされてもよい。
又、前記ポンプ装置の揚液吸込流路が、前記羽根車の駆動機側に配置されるポンプ構造に構成されてもよい。
【００２１】
又、前記ポンプ装置の揚液吸込配管の最頂部における管路断面下部が、前記羽根車の上端付近又はそれよりも高い位置となるよう配管され、該吸込配管の途中又は管端に逆流防止弁が配設されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のポンプ装置は、高い自吸性能と揚水性能を発揮すると共に、定置洗浄の際には接液部を影なく洗浄することができ、更に、分解洗浄及び再組立も容易であり、高純度液、固形物混入液、粒子混入液、高粘度液等の多様な液質にも対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１を示す横断面図である。
【図２】（Ａ）は実施例１の正面図、（Ｂ）は（Ａ）及び図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】実施例１の縦断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施例２を示す横断面図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施例３を示す要部断面図、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施例４を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の実施例５を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】本発明の実施例６を示す横断面図である。
【図９】（Ａ）は実施例６の要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１０】実施例６の縦断面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の実施例７を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１２】（Ａ）は本発明の実施例８を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図１３】（Ａ）は本発明の実施例９を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図１４】（Ａ）は本発明の実施例１０を示す要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【図１５】本発明の実施例１１を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の実施例１２を示す縦断面図である。
【図１７】本発明の実施例１３を示す要部断面図である。
【図１８】（Ａ）は従来技術例を示す横断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、各図にわたって共通の部分には同じ符号を付すものとし、本発明の各実施例について詳細を説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の実施例１を示す横断面図であり、図２の（Ａ）は実施例１の正面図、（Ｂ）は（Ａ）及び図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。そして、図３はこの実施例１の縦断面図である。
図１〜図３において、１はケーシング、３は吸込カバー、４は羽根車、５は羽根、６は回転軸、７は軸封部、８は軸受部、ａは入口流路、ｈは吐出流路である。ケーシング１の中の対称的位置に、小うず形室ｖ１は上向きに、大うず形室ｖ２は下向きに設けられており、小うず形室ｖ１の始まる部位は羽根車４の吸込口より下部に位置し、大うず形室ｖ２の始まる部位は羽根車４の吸込口より上部に位置している。又、羽根車４の外周部と小うず形室ｖ１の始まる部位との間隙ｓ１は、大うず形室ｖ２の始まる部位との間隙ｓ２より大きく形成されており、これによって自吸作動時に、ポンプ内に貯留されていた自吸水が、小うず形室ｖ１から大うず形室ｖ２へ向かって循環する流れ、即ち自吸水循環流を発生させるようになっている。
【００２６】
そして、大うず形室ｖ２の噴出流路ｃ２から吐出流路ｈにかけてのディフューザー部に相当する部位が、上向きの筒状になって自吸水分離室ｅを構成している。又、小うず形室ｖ１の噴出流路ｃ１が、該分離室ｅ内に向けて開口し、自吸水循環流を該分離室ｅに向けて噴出させて、該分離室ｅ内で気水分離を行わせるようになっている。
【００２７】
高度な気水分離を達成するために、この小うず形室ｖ１からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ１は、該分離室ｅの内壁面に対してほぼ接線方向から巻き込まれる形状に形成され、ここから噴出した自吸水が旋回流を発生するようになっている。
この自吸水分離室ｅ内への旋回流開口部ｍ１の巻き込みの方向については、図示例のような上から見た時計方向でもよいし、反時計方向を選択してもよい。
【００２８】
本発明においては更に、小うず形室ｖ１からの自吸水循環流を、旋回流開口部ｍ１に向かう噴出流路ｃ１の途中の流路分岐部ｐで分流し、その分流を、旋回流開口部ｍ１付近の高さ又はそれよりも高い位置に旋回流開口部ｍ１とは別途に設けられた分流開口部ｒから、自吸水分離室ｅ内に流出させるようになっている。本実施例においては、分流開口部ｒから自吸水分離室ｅ内への流出角度は、旋回力を発生しない方向、例えば自吸水分離室ｅの筒の中心に向かう方向に、単純に放流する形態としている。
【００２９】
その自吸水の分流の流路ｑには流量調節手段１１が介設されており、自吸水の分流の流量が調節可能にされている。この流量調節手段１１としては、図示したような一般的な弁を適用してもよい。
【００３０】
以上の構成によって、本発明においては、小うず形室ｖ１からの自吸水循環流が自吸水分離室ｅ内に流出する際に、その一部は旋回流開口部ｍ１から旋回流となって流出する一方、一部は分流となって分流開口部ｒから単純に放流されて旋回流の旋回には寄与しないので、自吸水循環流の噴出のエネルギーはその全てが旋回力に転化されることはなく、旋回流を適度に緩和することとなり、又、分流の流量の調節によって、その旋回流の緩和の度合いを調節できることとなる。
【００３１】
以上の自吸式ポンプとしての構成を備えつつ、本発明においては、自吸水分離室ｅが流過流体の運動に干渉する狭隘部、ガイド、邪魔板、突起等の凹凸状の内壁を有しない室を構成するよう形成されている。このため、ポンプ内部の定置洗浄や分解洗浄も容易に行え、高純度液、固形物混入液、粒子混入液、高粘度液等の多様な液質に対応できる便利なポンプ装置となっている。
【００３２】
本発明の作用を、図１〜図３を参照しつつ説明すると、先ず、所要の水をポンプ装置に注入し、羽根車４を回転させると、羽根車４内の水は加速されて、小うず形室ｖ１に優先的に流出し、小うず形室ｖ１の噴出流路ｃ１より自吸水分離室ｅ内に噴出する。そしてポンプ装置内の水は、４→ｖ１→ｃ１→ｅ→ｃ２→ｖ２→４の順に循環流となって流動し、その間に、羽根車４の中に発生する渦流によって、羽根車４の中央部の空気を気泡状の気水混合体にして、該分離室ｅ内に噴出して連れ出す。噴出した自吸水（気水混合体）は、該分離室ｅの中で気泡分と自吸水とに分離され、分離された空気は吐出流路ｈ側へ浮上排出される。
【００３３】
本発明においては、自吸水分離室ｅから大うず形室ｖ２に帰ってきた自吸水循環流は、それと反対方向に回転している羽根車４により、鋭い折返し循環流を生ずるため、液が羽根５に進入するや極めて強力な衝撃作用を受けつつ加速され、ここに強い渦流を生じ、有効に羽根５の間の空気を誘引するので、自吸水循環流の量は比較的少ない割には排気量が大きいことに加え、自吸水を強制的に旋回させることによる気水遠心分離の作用を付加してあるので、自吸性能は高度である。
即ち、小うず形室ｖ１からの流路の自吸水分離室ｅ内への旋回流開口部ｍ１が、該分離室ｅの内壁面に対してほぼ接線方向から巻き込まれる形状に形成されているので、噴出した自吸水（気水混合体）は、自らの噴出の勢いにより、直立した筒状の自吸水分離室ｅの壁面に沿って旋回流となり、気泡分はその遠心分離効果により、瞬時に該分離室ｅの中心に逆円錐状の竜巻状空洞ｔを形成し、遠心分離された空気は吐出流路ｈ側へ浮上排出される。
【００３４】
この小うず形室ｖ１からの自吸水循環流が自吸水分離室ｅ内に流出する際に、その一部は旋回流開口部ｍ１から旋回流となって流出する一方、一部は分流となって分流開口部ｒから単純に放流されて旋回流の旋回には寄与しないので、自吸水循環流の噴出のエネルギーはその全てが旋回力に転化されることはなく、旋回流を適度に緩和することとなる。又、その分流の流量を流量調節手段１１にて調節することによって、その旋回流の緩和の度合いを任意に調節できる。即ち、これによって旋回流の強さを制御することができる。
【００３５】
そもそも、自吸水分離室ｅ内での旋回流は、それが強すぎても弱すぎても自吸作動にとって悪影響があるので、適度な範囲の強さに設定することが好ましい。
旋回流が弱すぎる場合には、気水遠心分離そのものが不十分となる恐れがあるが、さりとて旋回流が強すぎると、遠心分離そのものは良好ながら、液分が自吸水分離室ｅの内壁に押し付けられて竜巻状空洞ｔが垂直方向に伸びて立ち上がる傾向が出てくるため、自吸作動にとっては新たな不都合が生じて来るのである。
【００３６】
即ち、竜巻状空洞ｔが立ち上がりすぎると、吐出流路ｈ側に自吸水が溢流する恐れがあるのみならず、その空洞の尾底部ｕが下方に伸びて大うず形室ｖ２に侵入し自吸作動を阻害する可能性が高くなるので、その防止策として、竜巻状空洞ｔの旋回運動は生かしたままその尾底部ｕを定位置で受け止めて大うず形室ｖ２への侵入を阻止する方法（空洞受けを設ける、等の方法）を講じるか、あるいは竜巻状空洞ｔの旋回運動そのものに干渉して尾底部ｕを崩壊・消滅させる方法（邪魔板、案内翼、案内溝等の凹凸状の構造を設けたり、尾底部ｕ付近で旋回方向と逆向きに揚液を噴射する、等の方法）を講じる必要がある。
そのいずれの方法にも、正規の揚水の際の抵抗損失の増加や清掃・洗浄性の低下等の問題があるが、特に後者の、竜巻状空洞ｔの旋回運動そのものに干渉して尾底部ｕを崩壊・消滅させる方法の場合は、ともすれば尾底部ｕの崩壊によっても気泡の消滅には至らず、むしろ折角に遠心分離によって集合していた気泡が再度分散し、自吸水循環流に乗って大うず形室ｖ２に侵入するだけの結果に終わる場合があり、旋回流が強い場合ほどその恐れがある。
【００３７】
一方、この旋回流の強さを適度な範囲内にして、竜巻状空洞ｔの尾底部ｕの位置を自吸水分離室ｅのほぼ中間付近に自然状態で維持させることができれば、その尾底部ｕを敢えて受け止めたり崩壊させる必要は無く、気泡が大うず形室ｖ２に侵入する恐れも無くなることとなる。
【００３８】
従って、この旋回流の強さは適度な範囲内に設定することが好ましく、それができれば最適点での自吸作動が可能となるのであるが、その設定のために、個々のポンプ装置の仕様を使用現場の多様な運転条件にも対応しつつ都度調整・設計変更するのでは、極めて不便であり、コストも嵩む。
【００３９】
そこで本発明においては、旋回流の発生以前の段階での流動を制御することによって、その旋回流の強さを可変制御できるようにしたもので、具体的には、小うず形室ｖ１からの自吸水循環流の一部を旋回に寄与しないように分流させることによって、小うず形室ｖ１からの噴出の勢力を適宜に緩和し、又、分流の流量の調節によって、その旋回流の緩和の度合いを調節できるようにして、旋回流の強さを適度な範囲内に制御することを可能としたものである
【００４０】
分流は、旋回流開口部ｍ１と同じ高さ又はそれよりも高い位置に設けられた分流開口部ｒから自吸水分離室ｅ内に向かって、旋回に寄与しない方向に流出するので、その流出の瞬間には気水の「遠心分離」は行われないが、気水の「自然分離」は行われており、次いで落下するに従い旋回流開口部ｍ１から噴出している旋回流に合流し、一緒に遠心分離が行われることとなる。従って、分流によって気水分離の性能が落ちる恐れは無い。
【００４１】
分離された空気は逐次に外部へ浮上排出され、やがて、自吸作用を終了する。そして、正規の揚水状態に転じた時、小うず形室ｖ１も大うず形室ｖ２も自吸水分離室ｅも共に正規の遠心ポンプ流路（ａ→４→ｖ２→ｃ２→ｅ→ｈ、及び、ａ→４→ｖ１→ｃ１→ｅ→ｈの流れ）に帰り、必要かつ充分な働きを果たす。
【００４２】
この正規の揚水の際には、主たる揚水流路となる自吸水分離室ｅの中に、空洞受けや邪魔板等の流路狭隘物がなく、その内壁上に流過流体の運動に干渉するようなガイド、案内翼、案内溝、突起などの凹凸状の構造も有しない室に形成されているので、抵抗損失は少なく、目詰まりも起こらず、揚水性能は高度である。
【００４３】
本装置を定置洗浄する場合には、ケーシング１及び自吸水分離室ｅを巡る流路が、仕切り壁や狭隘部のないシンプルな流路空間を形成しているため、簡単にしかも隅々までくまなく洗浄することができる。具体的には、ケーシング１の羽根車４のある室内の洗浄は、本装置を運転しながら入口流路ａから洗浄液を注入して吐出流路ｈから排出させるという定置洗浄を行えばよい。そのようにして接液部を影なく洗浄することができる。
【００４４】
又、本装置を分解洗浄する場合には、吸込カバー３を開いて羽根車４を回転軸６から引き抜くことによって、ケーシング１内の軸封部７の側の接液部を洗浄することも容易であり、再組立も容易である。
【００４５】
このようにして本装置は、高度な自吸性能と揚水性能との両立を達成し、その上、分解、洗浄、点検、調整等、維持管理面でも極めて優れており、食品やスラリー等の多様な液質に対応できる高い利便性も備えている。
【実施例２】
【００４６】
図４の（Ａ）は本発明の実施例２を示す横断面図であり、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
この実施例２は、実施例１のものにおける大うず形室ｖ２からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ２についての各種形態例を示したものである。具体的には、該分離室ｅの内壁面に対してほぼ接線方向から巻き込まれる形状に形成して、その巻き込み方向を、小うず形室ｖ１からの流路の開口部ｍ１の巻き込み方向と合致させてもよいし、あるいは反対方向を選択しても、巻き込み無しで該分離室ｅの中心方向に開口することを選択してもよく、その夫々に特徴がある。
【００４７】
例えば、図４（Ｂ）のように大小うず形室ｖ１，ｖ２からの流路の開口部ｍ１，ｍ２の巻き込み方向を合わせた場合は、正規揚水時に、大うず形室ｖ２から該分離室ｅに巻き込み誘導された流れと、小うず形室ｖ１から該分離室ｅに巻き込み誘導された流れとの旋回方向が合致して、より強い旋回流となるため、ポンプ運転の次行程に対する旋回流の影響を忌避したい場合には弱点となるものの、該分離室ｅの定置洗浄を念入りに行いたい場合には、その強い旋回流がむしろ利点となり定置洗浄効果を高めることができる。
【００４８】
逆に、図４（Ｃ）のように大小うず形室ｖ１，ｖ２からの流路の開口部ｍ１，ｍ２の巻き込み方向を互いに反対方向とした場合は、正規揚水時に、大うず形室ｖ２から該分離室ｅに巻き込み誘導された流れと、小うず形室ｖ１から該分離室ｅに巻き込み誘導された流れとが、互いに打ち消し合うか緩和する回転方向にて合流し、ほぼ整流化されて吐出流路ｈに流出するので、ポンプ運転の次行程に対して吐出流の捻転による悪影響を残さないという利点がある。
【００４９】
又、上記２つの方法の中間的なものとして、図４（Ｄ）のように、大うず形室ｖ２からの流路の開口部ｍ２については、巻き込み無しで該分離室ｅの中心方向に開口することも考えられる。
【００５０】
なお、この実施例２においては、自吸水の分流流路ｑにおける流量調節手段１１として、オリフィスを適用してもよいことも例示した。当初は流量調節手段１１に弁を適用して最適な流量を確定した上でこのオリフィスに代替させてよいし、当初から何種類かのオリフィスを備えて適宜に取捨選択するという方法もある。
その他の構成及び作用は実施例１と同様である。
【実施例３】
【００５１】
図５の（Ａ）は本発明の実施例３を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図である。（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図であり、大うず形室ｖ２からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ２の各種形態例である。
この実施例３は、実施例２のものの自吸水分離室ｅが、筒径が一定でない形状に形成されたものである。
本図においては、該分離室ｅ下部の筒形状が上向きに開いた直線的なコーン状のものを例示しているが、これに限らず、曲線的なラッパ状や逆釣鐘状など各種形状を選択してもよい。いずれの形状でも、下に向かって縮径する場合、自吸旋回流は下に行くほど回転数が上昇することとなるので、それだけ遠心分離が強力に行われ、明確な竜巻状空洞ｔが生成されるという特徴がある。
【００５２】
なお、自吸水分離室ｅの吐出流路ｈには、自吸水循環流の流入による液面の乱れを抑制するよう縮径部を設けてもよいことが図示されており、これによって、該分離室ｅ内での自吸旋回流の液面の立ち上がりを的確に押さえ、自吸水が吐出側に溢流するのを防ぐことができる。
【００５３】
又、この実施例３においては、自吸水の分流流路ｑにおける最適流量が確定している場合、もしくは前記実施例１及び実施例２の流量調節手段１１の使用結果確定した場合には、特に流量調節手段１１を設けずに分流流路ｑそのものに所定の断面積のものを選択しても事足りることを例示した。この場合の分流流路ｑは、配管による他にも、鋳物成型の際の鋳抜き穴によって形成してももよい。
その他の構成及び作用は実施例２と同様である。
【実施例４】
【００５４】
図６の（Ａ）は本発明の実施例４を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。（Ｃ）（Ｄ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図であり、大うず形室ｖ２からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ２の各種形態例である。
この実施例４は、分流開口部ｒから自吸水分離室ｅ内に流出する自吸水分流の流出方向を、旋回流開口部ｍ１から自吸水分離室ｅ内に流出する自吸水旋回流の旋回を抑制する方向に設定したものである。
【００５５】
本発明においては、前述のように、自吸水分流を分流開口部ｒから単純に放流して旋回流の旋回には寄与させないことによって、旋回流を適度に緩和することができるが、更に緩和の度合いを深めたい場合には、この実施例４のように自吸水分流を旋回流に対する逆流方向から放流する方法もある。
本発明においては、分流開口部ｒが旋回流開口部ｍ１付近の高さ又はそれよりも高い位置に設けられており、旋回流による竜巻状空洞ｔの生成前の段階で旋回力を緩和制御するという方式であるため、旋回中の竜巻状空洞ｔの旋回運動に干渉してその尾底部ｕを崩壊・消滅させる等の方式とは異なり、竜巻状空洞ｔへの干渉による離散気泡が大うず形室ｖ２に侵入したりする恐れが無いという格段の利点を有する。
【００５６】
又、この実施例４は、自吸水分離室ｅが有底筒状に形成され、その底部ｆの中心部近傍が、大うず形室ｖ２からの流路の該分離室ｅ内への開口部ｍ２の断面下部ｇよりも低い位置となるよう形成したものについても例示した。
【００５７】
本発明においては、前述のように、自吸水の分流を、旋回流開口部ｍ１とは別途に設けられた分流開口部ｒから、旋回流の旋回に寄与しないかあるいは抑制するように放出して、旋回流を適宜に緩和・制御し、竜巻状空洞ｔの尾底部ｕの過度な伸張を防止しているものであるが、それでも運転条件の急激な変動がある場合には、尾底部ｕが伸張して大うず形室ｖ２に侵入しようとする場合があり得るので、それも防止する追加手段の一つをこの実施例４に例示したものである。
【００５８】
具体的な構成として、竜巻状空洞ｔの尾底部ｕが伸びた場合に着床する自吸水分離室底部ｆから、大うず形室向け流路開口部ｍ２にかけて、尾底部ｕが乗り越えにくい段差、即ち流路開口部断面下部ｇと自吸水分離室底部ｆ間の高低差（ｇ−ｆ）を設けることによって、竜巻状空洞ｔを自吸水分離室底部ｆに閉じ込めるものである。この、竜巻の回転は邪魔しないがその尾底部の移動は邪魔するという構成により、竜巻状空洞ｔの大うず形室ｖ２への侵入を阻止するものである。
これにより、たとえ自吸作動中に竜巻状空洞ｔが伸びた場合でも、その尾底部ｕは、段差（ｇ−ｆ）を乗り越えて大うず形室ｖ２へ侵入して行くことは起こりにくいので、高度な自吸作用を安定的に継続する。
【００５９】
この自吸水分離室ｅから大うず形室ｖ２への流路にかけて設けられている段差（ｇ−ｆ）については、本装置の仕様条件の範囲内であれば、この段差を更に縮小してもよく、最終的に段差をゼロとする場合は、実施例２のものと同じ装置となる。
【００６０】
なお、本図中には、自吸水分離室ｅの底部ｆの部分を該分離室ｅとは分割して下蓋部材１ｆとし、該分離室ｅに対して着脱可能に構成したものを例示した。これによって、従来は特に影となりやすかった噴出流路ｃ２、流路開口部ｍ２、自吸水分離室底部ｆ等の周辺の加工や研磨を、下蓋部材１ｆを開いた状態で完全施工でき、又、分解洗浄も容易となる。
又、自吸水分離室底部ｆが、大うず形室ｖ２からの流路の開口部ｍ２の断面下部ｇよりも低い位置となるので、該底部ｆに揚液が溜まることのないよう、ドレン１２を設けることが望ましいことを図示した。
【００６１】
又、図６（Ｃ）（Ｄ）には、小うず形室ｖ１からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ１について時計方向、反時計方向いずれかの巻き込み方式を採る一方、大うず形室ｖ２からの流路の開口部ｍ２についても、時計方向、反時計方向いずれかの巻き込み方式を採ったり、巻き込み無しで該分離室ｅの中心方向に開口させたり、適宜に選択してよいことを例示した。
その他の構成及び作用は実施例１，２と同様である。
【実施例５】
【００６２】
図７の（Ａ）は本発明の実施例５を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
この実施例５は、実施例４のものの自吸水分離室ｅが、筒径が一定でない形状に形成されたものである。本図においては、該分離室ｅ下部の筒形状が上向きに開いた直線的なコーン状のものを例示しているが、これに限らず、曲線的なラッパ状や逆釣鐘状など各種形状を選択してもよい。いずれの形状でも、下に向かって縮径する場合、自吸旋回流は下に行くほど回転数が上昇することとなるので、それだけ遠心分離が強力に行われ、明確な竜巻状空洞ｔが生成されるという特徴がある。
【００６３】
又、この実施例５においては、分流開口部ｒについて、自吸水分離室ｅ内部を洗浄するための洗浄液の注入口を兼ねさせてもよいことも例示した。
本実施例のように、自吸水分流の分流開口部ｒからの流出方向を自吸水旋回流の旋回を抑制する方向に設定したものにおいては、分流開口部ｒが自吸水分離室ｅの上部にあってしかも自吸水分離室ｅに接線方向から巻き込まれる流路形状に形成してあるため、ここから洗浄液を注入すると、該分離室ｅ内を旋回しながら隅々まで良く行き渡るので好都合である。
【００６４】
分流開口部ｒを洗浄液注入口として用いる場合は、分流流路ｑの流量調節手段１１は閉じる一方、弁３０を開いて、洗浄液供給元からの洗浄液を弁３０経由で注入すると、洗浄液は自吸水分離室ｅ内を舐めるようにくまなく洗浄しつつ旋回降下し、小うず形室ｖ１からの噴出流路ｃ１の開口部ｍ１に至ると、そのまま該流路ｃ１に侵入し、自吸作動時及び正規揚水時とは逆方向の流路を辿って該流路ｃ１→小うず形室ｖ１へと洗浄して行くので、洗浄効果を更に高めることができる。
通常のポンプ運転においては、この弁３０は閉じておけばよい。
その他の構成及び作用は実施例４と同様である。
【実施例６】
【００６５】
図８は本発明の実施例６を示す横断面図である。図９の（Ａ）は実施例６の自吸水分離室ｅの部分の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。そして、図１０はこの実施例６の縦断面図である。
この実施例６は、ポンプ内部の接液する全構成部材を、鋳造材でないステンレス鋼等の圧延材を材料として、全面旋削、研磨仕上げを可能とし、更に高度な定置洗浄や分解洗浄を行える構成を備えさせることによって、高純度液質が維持でき、サニタリー仕様をも満足できるようにしたものである。
【００６６】
具体的には、ケーシング１の内周部１ａは、接液部を含む全周面が精密旋削加工・研磨できるよう、羽根車４の外周部と所定の間隔を持つ同心円状に形成され、ケーシング内周部１ａと羽根車４外周部との間の円環状空間に、ケーシング内周部１ａから羽根車４外周部近傍に向けて張り出す画成部材２ａ，２ｂが配設されることによって、小うず形室ｖ１と大うず形室ｖ２とが形成されている。即ち、小うず形室の画成部材２ａによって小うず形室ｖ１が形成され、大うず形室の画成部材２ｂによって大うず形室ｖ２が形成されているが、これら画成部材２ａ，２ｂはいずれも、ケーシング１の部材とは別部材としてあるので、精密加工・研磨の作業は容易かつ確実であり、それらの処理がなされた上で、ケーシング１内に装着されている。その装着方法は、溶接や接着でもねじ類による締結でもよいが、分解洗浄の便を考慮すれば、ねじ類による締結が好ましい。又、画成部材２ａと２ｂの両部材を一体化して１個の画成部材としてもよい。
【００６７】
一方、大小うず形室ｖ１，ｖ２の各々の噴出流路ｃ１，ｃ２から開口部ｍ１，ｍ２を経て自吸水分離室ｅに至る各々の流路は、その途中が分割継合部ｄ１，ｄ２において継合可能に分割されることによって、自吸水分離室ｅがケーシング１に対して着脱可能に構成されている。これによって、従来は影となりやすかった噴出流路ｃ１，ｃ２や自吸水分離室ｅ内への流路開口部ｍ１，ｍ２及び自吸水分離室底部ｆ等の周辺の加工や研磨を、自吸水分離室ｅをケーシング１とは分離した状態で完全施工でき、研磨仕上げ後シールして継合締結すればよいので、精密加工・研磨の作業は容易かつ確実であり、又、分解洗浄も容易となる。
【００６８】
更に、羽根車４の回転軸６が貫通する軸封部７の近傍には、本装置を分解しないままで内部洗浄できるよう、空洞部が形成され、洗浄液注入口９が設けられたものが例示されている。洗浄液注入口９に繋がる軸封部７近傍の空洞部の形状については、要するに洗浄液が滞留しにくい形状であればよいのであるが、本実施例においてはその一例として、コーン状にしたものが例示されている。なお、更に好ましい態様として、このコーン状空洞の縮径部近辺に洗浄液注入口９を設ければ、注入洗浄液は縮径部から拡径部を経てケーシング１下部のドレン１２に液切れよく排出される。又、この洗浄液注入口９を該空洞に接線方向から巻き込まれる流路形状に形成しておけば、注入洗浄液が該空洞内を舐めるようにくまなく洗浄した上で排出されるので、洗浄効果を更に向上させることができる。
【００６９】
その他、羽根車４は例示したようにセミオープン型として全面精密加工を可能とする等、各接液部の部材は全て精密加工、鏡面研磨（バフ研磨、電解研磨など）及び精密洗浄が全面に行き届くよう配慮した形状が採用され、加えて容易に洗浄可能な様に、液の滞留部を極端に少なくする構造に構成されている。
【００７０】
なお、自吸水分離室ｅの吐出流路ｈには、該分離室ｅ内での自吸旋回流の液面の立ち上がりを抑制し自吸水が吐出側に溢流するのを防ぐよう、縮径部を設けてもよいことが図示されている。
【００７１】
ケーシング１の内周部１ａが羽根車４の外周部と所定の間隔を持つ同心円状に形成されていることについては、接液部を含む全周面が精密旋削加工・研磨でき製作が容易となるという利点があることは、既述の通りであるが、それに加えて、大うず形室ｖ２の形状が従来技術のうず形室の形状とは異なり、ケーシング内周部１ａと羽根車４外周部との距離が一定でしかも離れているため、運転音が静かであり、かつ軸受部８にかかるラジアル荷重が大幅に低減し、軸受寿命が延びるという効果もある。
【００７２】
本装置を定置洗浄する場合には、ケーシング１及び自吸水分離室ｅを巡る流路が、どの箇所においても仕切り壁や狭隘部や凹凸部のない流路空間を形成しているため、簡単にしかも隅々までくまなく洗浄することができる。具体的には、ケーシング１の羽根車４のある室内の洗浄は、本装置を運転しながら入口流路ａから洗浄液を注入して吐出流路ｈやドレン１２から排出させればよく、ケーシング１の軸封部７のある室内の洗浄は、洗浄液注入口９から洗浄液を注入して吐出流路ｈやドレン１２から排出させればよい。このようにして接液部を影なく洗浄することができる。なお、洗浄液注入口９及びドレン１２には適宜に開閉弁を付設して、洗浄時以外は閉めておくようにすれば操作上便利である。
【００７３】
又、本装置を分解洗浄する場合には、ケーシング１と自吸水分離室ｅとが流路の分割継合部ｄ１，ｄ２にて簡単に分割でき、又、該分離室ｅの吐出流路ｈに図示例のような縮径部がある場合でも、それは着脱可能としてあり、更には、ケーシング１の内部においても、大小うず形室の画成部材２ａ，２ｂを着脱可能とすることができるから、これらの接液部を全て影なく洗浄することができる。そして、羽根車４は簡単に回転軸６から引き抜くことができるので、ケーシング１内の軸封部７の側の接液部を洗浄することも容易であり、再組立も容易である。
【００７４】
このように本装置は、分解、洗浄、点検、調整等、維持管理面でも極めて優れており、揚液の高純度が維持でき、サニタリー仕様を全面的に満たすことができる。又、自吸水分離室ｅ部分をユニット化してあることにより、仕様液質に応じたタイプの自吸水分離室ｅに取り替えてみることもできるなど、高い利便性も備えている。
【００７５】
小うず形室ｖ１からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ１の巻き込みの方向については、図示例のような上から見た時計方向でもよいし、反時計方向を選択してもよい。
又、大うず形室ｖ２からの流路の開口部ｍ２についても、図９（Ｃ）に例示したように、この流路開口部ｍ２の巻き込み方向を、小うず形室ｖ１からの流路の開口部ｍ１の巻き込み方向と合致させてもよいし、あるいは反対方向を選択しても、巻き込み無しで該分離室ｅの中心方向に開口することを選択してもよいことは、実施例２の場合と同様である。
その他の構成及び作用は実施例１，２と同様である。
【実施例７】
【００７６】
図１１の（Ａ）は本発明の実施例７を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
この実施例７は、小うず形室ｖ１からの流路の自吸水分離室ｅ内への開口部ｍ１については時計方向、反時計方向いずれかの巻き込み方式を採る一方、大うず形室ｖ２からの流路の開口部ｍ２については、巻き込み無しで該分離室ｅの中心方向に開口するものである。
その他の構成及び作用は実施例６と同様である。
【実施例８】
【００７７】
図１２の（Ａ）は本発明の実施例８を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
この実施例８は、自吸水分離室ｅが、筒径が一定でない形状に形成されたものである。本図においては、該分離室ｅ下部の筒形状が上向きに開いた直線的なコーン状のものを例示しているが、これに限らず、曲線的なラッパ状や逆釣鐘状など各種形状を選択してもよい。いずれの形状でも、下に向かって縮径する場合、自吸旋回流は下に行くほど回転数が上昇することとなるので、それだけ遠心分離が強力に行われ、明確な竜巻状空洞ｔが生成されるという特徴がある。
なお、吐出流路ｈの縮径部をコーン状とした例も図示した。
その他の構成及び作用は実施例７と同様である。
【実施例９】
【００７８】
図１３の（Ａ）は本発明の実施例９を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。
この実施例９は、自吸水分離室ｅが有底筒状に形成され、その底部ｆの中心部近傍が、大うず形室ｖ２からの流路の該分離室ｅ内への開口部ｍ２の断面下部ｇよりも低い位置となるよう形成したものである。
【００７９】
これは、運転条件の急激な変動がある場合に、竜巻状空洞ｔの尾底部ｕが伸張して大うず形室ｖ２に侵入するのを防止する追加手段である。
具体的な構成として、竜巻状空洞ｔの尾底部ｕが伸びた場合に着床する自吸水分離室底部ｆから、大うず形室向け流路開口部ｍ２にかけて、尾底部ｕが乗り越えにくい段差、即ち流路開口部断面下部ｇと自吸水分離室底部ｆ間の高低差（ｇ−ｆ）を設けることによって、竜巻状空洞ｔを自吸水分離室底部ｆに閉じ込めるものである。
これにより、たとえ自吸作動中に竜巻状空洞ｔが伸びた場合でも、その尾底部ｕは、段差（ｇ−ｆ）を乗り越えて大うず形室ｖ２へ侵入して行くことは起こりにくいので、高度な自吸作用を安定的に継続する。
【００８０】
なお、この自吸水分離室ｅから大うず形室ｖ２への流路にかけて設けられている段差（ｇ−ｆ）については、本装置の仕様条件の範囲内であれば、この段差を更に縮小してもよく、最終的に段差をゼロとする場合は、実施例６のものと同じ装置となる。
【００８１】
又、この実施例９においては、自吸水分離室ｅの上部に洗浄液注入口１０を設けてもよいことも例示した。洗浄液注入口１０の自吸水分離室ｅ内への流入角度・流路形状は適宜選択してよいのであるが、該分離室ｅに接線方向から巻き込まれる流路形状に形成しておけば、洗浄液が該分離室ｅ内を旋回しながら隅々まで良く行き渡るので、洗浄効果を向上させることができる。
【００８２】
更に、本実施例においては、洗浄液注入口１０のより好ましい実施例として、小うず形室ｖ１からの流路の開口部ｍ１よりも高い位置で、かつ自吸水分離室ｅ内で発生する自吸旋回流の旋回方向に対向する方向から洗浄液を注入する位置に設けられたものを例示した。この場合、洗浄液注入口１０から洗浄液を注入すると、洗浄液は該分離室ｅ内を舐めるようにくまなく洗浄しつつ旋回降下し、小うず形室ｖ１からの噴出流路ｃ１の開口部ｍ１に至ると、そのまま該流路ｃ１に侵入し、自吸作動時及び正規揚水時とは逆方向の流路を辿って該流路ｃ１→小うず形室ｖ１へと洗浄して行くので、洗浄効果を更に高めることができる。
その他の構成及び作用は実施例４，６と同様である。
【実施例１０】
【００８３】
図１４の（Ａ）は本発明の実施例１０を示す自吸水分離室ｅの部分の断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図である。
この実施例１０は、自吸水分離室ｅが、筒径が一定でない形状に形成されたものである。本図においては、該分離室ｅ下部の筒形状が上向きに開いた直線的なコーン状のものを例示しているが、これに限らず、曲線的なラッパ状や逆釣鐘状など各種形状を選択してもよい。いずれの形状でも、下に向かって縮径する場合、自吸旋回流は下に行くほど回転数が上昇することとなるので、それだけ遠心分離が強力に行われ、明確な竜巻状空洞ｔが生成されるという特徴がある。
【００８４】
一方、この実施例１０においては、自吸水分離室ｅ内部を洗浄するための洗浄液注入口（実施例９における洗浄液注入口１０）について、分流開口部ｒを兼ねさせるよう形成してもよいことについても例示した。
本実施例のように、自吸水分流の分流開口部ｒからの流出方向を自吸水旋回流の旋回を抑制する方向に設定すれば、実施例９の洗浄液注入口１０と兼用にできることとなり、好都合である。
【００８５】
分流開口部ｒを洗浄液注入口として用いる場合は、分流流路ｑの流量調節手段１１は閉じる一方、弁３０を開いて、洗浄液供給元からの洗浄液を弁３０経由で注入すると、洗浄液は自吸水分離室ｅ内を舐めるようにくまなく洗浄しつつ旋回降下し、小うず形室ｖ１からの噴出流路ｃ１の開口部ｍ１に至ると、そのまま該流路ｃ１に侵入し、自吸作動時及び正規揚水時とは逆方向の流路を辿って該流路ｃ１→小うず形室ｖ１へと洗浄して行くので、洗浄効果を更に高めることができる。
通常のポンプ運転においては、この弁３０は閉じておけばよい。
その他の構成及び作用は実施例９と同様である。
【実施例１１】
【００８６】
図１５は本発明の実施例１１を示す縦断面図である。
この実施例１１は、軸封部７近傍に設けられた洗浄液注入口９が、ケーシング１の羽根車４外周部近傍に臨む部位又は自吸水分離室ｅに連通可能にされたものである。
洗浄液注入口９のケーシング１内への流入角度・流路形状は適宜選択してよいのであるが、本実施例においては、洗浄液がケーシング１の軸封部７のある室内を旋回しながら隅々まで良く行き渡るように、該室内に接線方向から巻き込まれる流路形状に形成されたものが例示されている。
【００８７】
この洗浄液注入口９は、洗浄液の供給元と接続すればよい訳であるが、より自動化・省力化を進める方法として、洗浄液注入口９がケーシング１の軸封部７近傍という低圧部に臨んで設けられていることを利用して、この洗浄液注入口９を、ケーシング１における羽根車４外周部の近傍に臨む部位あるいは自吸水分離室ｅの吐出流路ｈにかけての部位のような高圧部に連通させることにより、洗浄液を自動的に循環させるという方法がある。この場合、定置洗浄運転をすれば、ポンプ内の加圧された洗浄液の一部が、圧力差により洗浄液注入口９経由で軸封部７近傍に注入され、その洗浄液は羽根車４により再び加圧されて該羽根車４外周部付近及び自吸水分離室ｅ付近に達し、この繰返しにより自動的にケーシング１内部洗浄用の循環流が発生することとなるので、定置洗浄の効果をより高めることができる。
【００８８】
従って、洗浄液注入口９の接続先としては、羽根車４外周部付近、自吸水分離室ｅ付近、あるいは別個の洗浄液供給元のいずれかを選択してよいが、説明の便宜上、それら配管例を一纏めに図示したものが図１５である。図中、ケーシング１の頂部近辺に、エア抜き兼用ともなる呼び水注水用開口１４を設けて、それに配管２１を接続し、又、洗浄液注入口９には洗浄液供給用の配管２２を接続し、吐出流路ｈには吐出配管１３を接続し、それら配管１３，２１，２２には弁２４，２５，２６，２７，２８を配設しておく。そして、使用時に適宜に連通させたい箇所の弁のみを開弁し、それ以外は閉鎖しておく。例えば、開口１４（即ち羽根車４外周部付近）と連通させる場合は弁２５，２７のみを開弁し、自吸水分離室ｅ（吐出流路ｈ）付近と連通させる場合は弁２４，２７のみを開弁し、別個の洗浄液供給元と連通させる場合は弁２８，２７のみを開弁すればよい。これら洗浄用配管系の全てを備えてもよいし、実際に使用する洗浄用配管系のみを備えてもよいことは勿論である。
【００８９】
なお、開口１４は、点検時のエア抜きとしても利用できる他、ポンプ据え付け時のみ必要となる呼び水の注水口としても利用できるので、その先端に呼水漏斗１５を設けたものを図示した。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【実施例１２】
【００９０】
図１６は本発明の実施例１２を示す縦断面図である。
この実施例１２は、揚液の吸込流路が、羽根車４から見て駆動機（図示は省略）の側に配置されるポンプ構造に構成されたものである。
この場合は、吐出配管のみならず吸込配管もケーシング１に装着されており、前述の各実施例におけるようなポンプ分解時の吸込側の配管の取り外しは不要であり、ポンプ分解時には、吸込カバー３を外すのみで内部が露出するので、分解点検作業が極めて楽になる。
【００９１】
又、構造上、入口流路ａが広く、特に入口流路ａが上向きの場合には、自吸水の貯留スペースが潤沢となるので、吸込側での自吸水貯留槽を別途用意する必要がないのみならず、後述のような逆Ｕ字状の配管、即ち揚液吸込配管の最頂部における管路断面下部が、羽根車４の上端付近又はそれよりも高い位置となるような貯留用配管さえも不要となるので、据付け、維持管理が楽になるという利点がある。
【００９２】
なお、本実施例においては、軸封部７は入口流路ａに臨んでいるので、前述の実施例におけるような洗浄液注入口９を別途に設ける必要はないが、その代わりに吸込カバー３の中央部付近で揚液や洗浄液の滞留があり得るので、定置洗浄運転のときに、ポンプ内の加圧された洗浄液の一部が吸込カバー３の中央部付近に注入されて、内部洗浄用の循環流が自動的に発生するようにして、定置洗浄の効果をより高めるべく、羽根車４の外周部近辺の部位から吸込カバー３の中央部付近の部位との間に弁２９付きの配管２３を設けた例も図示した。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【実施例１３】
【００９３】
図１７は本発明の実施例１３を示す要部断面図である。
この実施例１３は、自吸作動に必要となる自吸水を自動的に貯留する手段の一例を示したもので、本ポンプ装置の揚液吸込配管３１の一部を持上げた曲管とし、その最頂部における管路断面下部ｉが、羽根車４の上端付近又はそれよりも高い位置となるよう配管し、吸込配管３１の途中又は管端に逆流防止弁３２を配設するというものである。更に吸込配管３１の管端には、揚液の洗浄性の向上及び目詰まり防止のためのストレーナー３３等を設けてもよい。
【００９４】
これにより、本ポンプ装置の自吸作動時における貯留水（自吸水）の所要水位を確保し、運転停止時の自吸水のポンプ吸込口側からの逸流を防止することができる。
なお、羽根車４について、軸スラストの低減と洗浄性の向上のために、オープン羽根形式としたものを例示した。
その他の構成及び作用は前述の各実施例と同様である。
【００９５】
次に、各実施例に共通の技術事項について説明する。
【００９６】
ケーシング１と自吸水分離室ｅの分割継合部ｄ１，ｄ２については、各図に図示した箇所に限らず、適宜の箇所を選択してよい。分割数についても、分解及び洗浄の上で問題がなければより多くの箇所での分割をしてもよい。
羽根車４の形状については、ノンクロッグ型、オープン型、セミオープン型、クローズド型など、種々公知の形状が適用でき、又、側板（シュラウド）付きの場合でも、適宜に前後面を連通させる連通路や切り欠きを設けるなどしてよく、更に羽根５のタイプについても、種々公知のものが適用でき、又、側板（シュラウド）の裏側に裏羽根を形成してもよい。
【００９７】
自吸水分離室ｅの構成と作用効果は、各実施例にあるポンプ形式以外の形式、例えば斜流ポンプ、軸流ポンプ、渦流ポンプ等の形式においても適用できるものである。
回転軸６を回転させる原動機については、使用条件に応じて適宜選択してよい。例えば、本装置を水中モーターと一体構造にしてそのモーターの回転軸を本装置の回転軸６としてそのまま用いる方法をとれば、本装置の軸受部８は不要となってコンパクトになる上、洗浄時のモーター防水対策も不要となり、更には、本装置をモーターと共に液中に沈めて設置することも可能となる。
【００９８】
本装置のポンプとしての性能（揚程、吐出量など）を更に向上させる方法として、ケーシング及び羽根車を多段構造としてもよいし、本装置を複数台連結配管して直列運転あるいは並列運転してもよい。
その他、本発明の趣旨の範囲内で、その構成要素の個数、配置、組合わせを変更したり、従来技術手段を追加するなど、種々設計変更可能であり、更に素材材質も適宜選択可能であり、本発明を前記の各実施例に限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の装置は、従来技術の課題を解決して、簡潔な構成で安定的かつ確実に作動し、仕様液質に制約を受けたり目詰まりを起こすこともなく、特に食品や純水、化学品、医薬品等の高純度液、スラリー等の固形物混入液、その他各種粒子の混入した液、粘度の高い液、等の多様な液質を取り扱うプロセスの自動運転装置に適用されて、高い自吸性能と揚水性能を発揮すると共に、定置洗浄や分解洗浄が容易に行える構造も備え、そして多様な液質にも対応できる、高性能で取扱い容易な自吸式遠心ポンプ装置を得たものであり、その実施効果は極めて大きい。
【符号の説明】
【０１００】
１    ケーシング
１ａ  ケーシング内周部
１ｆ  下蓋部材
２ａ  小うず形室の画成部材
２ｂ  大うず形室の画成部材
３    吸込カバー
４    羽根車
５    羽根
６    回転軸
７    軸封部
８    軸受部
９    洗浄液注入口
１０  洗浄液注入口
１１  流量調節手段
１２  ドレン
１３  吐出配管
１４  開口
１５  呼水漏斗
２１，２２，２３    配管
２４，２５，２６，２７，２８，２９    弁
３０  弁
３１  吸込配管
３２  逆流防止弁
３３  ストレーナー
４１  逆向き螺旋状案内
ａ    入口流路
ｖ１  小うず形室
ｖ２  大うず形室
ｓ１  小うず形室の始まる部位の間隙
ｓ２  大うず形室の始まる部位の間隙
ｃ１  小うず形室の噴出流路
ｃ２  大うず形室の噴出流路
ｄ１  小うず形室からの流路の分割継合部
ｄ２  大うず形室からの流路の分割継合部
ｍ１  小うず形室からの流路の自吸水分離室内への旋回流開口部
ｍ２  大うず形室からの流路の自吸水分離室内への開口部
ｅ    自吸水分離室
ｆ    自吸水分離室底部
ｇ    大うず形室からの流路の開口部の断面下部
ｈ    吐出流路
ｉ    吸込配管最頂部の管路断面下部
ｐ    自吸水の流路分岐部
ｑ    自吸水の分流流路
ｒ    自吸水分離室内への分流開口部
ｔ    竜巻状空洞
ｕ    竜巻状空洞の尾底部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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