(57)【要約】      （修正有）【課題】メンテナンスまでの期間を延長可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上可能なボルテックスポンプを提供すること。【解決手段】ボルテックスポンプ１は、水平方向に延設される回転軸と、回転軸に固定される羽根車３２と、羽根車３２を収容し、ボリュート形状に形成されるとともに、巻き終わりが下端に配置される渦巻室４２ａ、及び、渦巻室４２ａの下端から水平方向に延出される吐出管部５２を有するケーシング３１と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に延設される回転軸と、
回転軸に固定される羽根車と、
前記羽根車を収容し、ボリュート形状に形成されるとともに、巻き終わりが下端に配置される渦巻室、及び、前記渦巻室の下端から水平方向に延出される吐出管部を有するケーシングと、
を備えることを特徴とするボルテックスポンプ。
【請求項２】
前記ケーシングは、
前記渦巻室の下端に形成された、下方に窪む凹部と、
前記凹部に設けられた開口部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のボルテックスポンプ。
【請求項３】
前記吐出管部は、水平方向に延出する円筒状に形成され、
前記吐出管部の端部に固定され、上方に向かって開口する９０°に折れ曲がるベント部、前記ベント部の下端に設けられ、水平方向に延びる円筒状の凹部、及び、前記凹部の端部に設けられた開口部を有する連結配管をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のボルテックスポンプ。
【請求項４】
前記吐出管部の吐出口側の内周面の下端及び前記凹部の内周面の下端は、前記渦巻室の下端よりも低位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載のボルテックスポンプ。
【請求項５】
前記吐出管部は、上方に向かって開口する９０°に折れ曲がるベント部、前記ベント部の下端に設けられ、水平方向に延びる円筒状の凹部、及び、前記凹部の端部に設けられた開口部を有する連結配管を有することを特徴とする請求項１に記載のボルテックスポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルテックスポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば、汚水汚物を二次側に圧送するポンプとして、ボルテックスポンプを排水水中ポンプとして用いる技術が知られている。ボルテックスポンプは、排水中に含まれる異物を二次側に圧送可能に構成されている。このようなボルテックスポンプは、羽根車にセミオープンインペラ等が用いられるとともに、ケーシングと羽根車との間隙を広く設定することにより、所定の粒径の異物を通過可能にし、異物の通過性能を向上させている。例えば、ボルテックスポンプは、回転軸が重力方向に延設された縦軸の構成が知られている。
【０００３】
また、ボルテックスポンプは、その無閉塞性を生かして、メンテナンス性向上のため、陸上型ポンプとして、大きな固形物を含むスラリーなどを移送する水処理分野でも利用されている。このようなボルテックスポンプは、回転軸を重力方向に対して直交する方向に延設された横軸で、ケーシングの最上部でボリュート形状が巻き終わり、吐出口がケーシングの中央上方に配置される構成も知られている。
【０００４】
また、異物として、小さな夾雑物や繊維状の夾雑物を吐出口へ誘導する閉塞防止を目的として、ケーシングの渦巻室を勾配状に構成する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８８８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した陸上に設置されるボルテックスポンプでは、以下の問題があった。即ち、異物として固形物を含んだスラリーが排水中に含まれる場合があるが、比較的比重が重い固形物は、ケーシングの下部に残留する。このため、ボルテックスポンプを停止している間に、ケーシングの下部にスラリーが沈殿して堆積し、流路に付着して流路が閉塞する虞がある。
【０００７】
特に、吐出口がケーシングの中央上方に配置された場合、ボルテックスポンプの停止時に水及びスラリーがケーシング内に逆流する虞もある。
【０００８】
このように、ケーシングの下部にスラリーが体積すると、吐出効率が低下するだけでなく、排水の二次側への圧送ができなくなる虞がある。このため、ボルテックスポンプは、定期的にメンテナンスを行う必要があり、保全費用が高い、という問題がある。また、メンテナンス時は、ケーシングを開いて内部に堆積したスラリーを除去する必要があり、作業性が悪い、という問題もある。
【０００９】
そこで本発明は、メンテナンスまでの期間を延長可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上可能なボルテックスポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のボルテックスポンプは次のように構成されている。
【００１１】
本発明の一態様として、水平方向に延設される回転軸と、回転軸に固定される羽根車と、前記羽根車を収容し、ボリュート形状に形成されるとともに、巻き終わりが下端に配置される渦巻室、及び、前記渦巻室の下端から水平方向に延出される吐出管部を有するケーシングと、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、メンテナンスまでの期間を延長可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上可能なボルテックスポンプを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るボルテックスポンプの構成を示す断面図。
【図２】同ボルテックスポンプの構成を正面から模式的に示す断面図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るボルテックスポンプの構成を正面から模式的に示す断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るボルテックスポンプの構成を正面から模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るボルテックスポンプを、図１及び図２を用いて説明する。  
図１は、本発明の第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１の構成を、一部側面視で示す断面図、図２は、ボルテックスポンプ１の構成を正面から模式的に示す断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、ボルテックスポンプ１は、モータ１０と、モータ１０に固定されたポンプ１１と、を備えている。
【００１６】
モータ１０は、モータケーシング２１と、モータケーシング２１内に固定された固定子２２と、固定子２２に対して回転可能に構成された回転子２３と、回転子２３に固定された回転軸２４と、を備えている。また、モータ１０は、モータケーシング２１に設けられ、回転軸２４を軸支する軸受部材２５と、固定子２２と電気的に接続される電装箱２６を備えている。
【００１７】
回転軸２４は、モータケーシング２１から突出することで、ポンプ１１の回転軸を構成する。
【００１８】
ポンプ１１は、ケーシング３１と、ケーシング３１内に配置され、回転軸２４に固定される羽根車３２と、を備えている。
【００１９】
ケーシング３１は、モータケーシング２１に固定されるケーシングカバー４１と、ケーシングカバー４１に固定され、羽根車３２を収納する渦巻室４２ａを構成するポンプケーシング４２と、を備えている。ケーシング３１は、垂直方向に対して直交する方向に回転軸２４を延設可能に、その軸方向が水平方向となるように設置面に固定される。
【００２０】
ケーシングカバー４１は、回転軸２４を挿通させるとともに、ポンプケーシング４２の渦巻室４２ａを閉塞することで、渦巻室４２ａの一部を構成する。
【００２１】
ポンプケーシング４２は、内部に巻き終わりが垂直方向の下端に配置されたボリュート形状（渦巻形状）の渦巻室４２ａが形成される。具体的には、渦巻室４２ａが形成されたポンプケーシング４２は、軸方向の一方の端部が閉塞するとともに、他方の端部がケーシングカバー４１と接続可能に開口する。
【００２２】
ポンプケーシング４２は、一方の端部に形成された吸込口５１と、下端から側方に延設され、端部に吐出口５２ａが形成された吐出管部５２と、その外周面の下端に形成され、設置面に固定される脚部５３と、を備えている。また、ポンプケーシング４２は、内周面の下端に形成された略半円状の凹部５４と、一方の端部であって、且つ、凹部５４に位置する部位に形成された開口部５５と、を備えている。
【００２３】
渦巻室４２ａは、一方の端部側の内面が、羽根車３２の対向する端部と所定の間隙を有する形状に形成される。ここで、所定の間隙は、図１中に二点鎖線で示すように、所定の粒径の異物１００が通過可能な間隙であり、適宜設定される。
【００２４】
吸込口５１は、ポンプケーシング４２の一方の端部の外面から突出して形成される。吸込口５１は、その先端に配管等が接続可能なフランジ５７が固定される。
【００２５】
吐出管部５２は、ポンプ１１の設置状態において水平方向にポンプケーシング４２に一体に延設された円筒状の管である。吐出管部５２は、その端部に、ボルテックスポンプ１から二次側に汚水を供給する配管９９が接続されるフランジ５８が固定される。吐出管部５２は、その内径が渦巻室４２ａからその先端に向かって一定の内径で形成されるとともに、フランジ５８が固定される端部側、換言すると吐出口５２ａで拡径する。
【００２６】
脚部５３は、設置面に固定されたときにポンプ１１及びポンプ１１に接続されたモータ１０を支持可能な形状に構成されている。
【００２７】
凹部５４は、ポンプケーシング４２の渦巻室４２ａの最下端に設けられる。凹部５４は、渦巻室４２ａの内周面よりも外側に突出する。換言すると、凹部５４は、渦巻室４２ａの下端に位置する内周面の一部が下方に窪むことで構成される。
【００２８】
開口部５５は、円形状に形成され、例えば内周面に雌螺子部５５ａが形成されている。開口部５５は、プラグ等により閉塞される。
【００２９】
羽根車３２は、回転軸２４に固定されるボス部６１ａを有するシュラウド６１と、シュラウド６１のポンプケーシング４２の一方の端部に対向する面に設けられた複数の羽根６２と、を備えている。羽根車３２は、所謂セミオープンインペラである。
【００３０】
このように構成されたボルテックスポンプ１は、設置時に回転軸２４が水平方向に延設される横軸のポンプケーシング４２とするとともに、渦巻室４２ａの巻き終わりを渦巻室４２ａの下端に設定し、且つ、水平方向に延びる吐出管部５２を設ける。また、ボルテックスポンプ１は、ポンプケーシング４２は、渦巻室４２ａの重力方向で下端に凹部５４及びプラグ等により開閉可能な開口部５５を有する。
【００３１】
このため、ボルテックスポンプ１は、ボルテックスポンプ１の駆動中においては、渦巻室４２ａのボリュート形状の巻き終わり及び吐出管部５２が下端側に配置されることから、巻き終わり位置から水平方向に移動する水の流れを構成する。結果、水より比重が大きいスラリーも、容易に渦巻室４２ａの二次側に排出される。
【００３２】
また、ボルテックスポンプ１の運転が停止したときに、ポンプケーシング４２の渦巻室４２ａの下端に堆積したスラリーも排出されることから、スラリーの残渣が蓄積しにくい。また、スラリーが堆積する場合には、渦巻室４２ａの最下端に配置された凹部５４に堆積することから、渦巻室４２ａ内の流路上にスラリーが堆積することを極力防止できる。
【００３３】
このように、渦巻室４２ａの巻き終わり及び吐出管部５２の延設方向、並びに、凹部５４によってスラリーの堆積により渦巻室４２ａの流路上を閉塞する期間を延ばすことが可能となり、メンテナンスが必要となる期間を延ばすことが可能となる。
【００３４】
また、メンテナンス時は、開口部５５に設けられたプラグ等を取り外し、開口部５５を開放することで、当該開口部５５からスラリーを除去することが可能となる。このため、ポンプケーシング４２をケーシングカバー４１から取り外す必要がなく、作業性がよく、高いメンテナンス性を有する。
【００３５】
上述したように本発明の第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１によれば、メンテナンスまでの期間を延長することが可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上することが可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａについて、図３を用いて説明する。なお、第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａのうち、上述した第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａの構成を正面から模式的に示す断面図である。
【００３８】
ボルテックスポンプ１Ａは、モータ１０と、モータ１０に固定されたポンプ１１Ａと、を備えている。なお、図３においては、モータ１０は省略して示す。
【００３９】
ポンプ１１Ａは、ケーシング３１Ａと、ケーシング３１Ａ内に配置され、回転軸２４に固定される羽根車３２と、を備えている。
【００４０】
ケーシング３１Ａは、ケーシングカバー４１と、ケーシングカバー４１に固定され、羽根車３２を収納する渦巻室４２ａを構成するポンプケーシング４２Ａと、ポンプケーシング４２Ａに接続される連結配管４３と、を備えている。
【００４１】
ケーシング３１Ａは、水平方向に回転軸２４を延設可能に、その軸方向が水平方向となるように、設置面内に固定される。
【００４２】
ポンプケーシング４２Ａは、内部に渦巻室４２ａを構成するとともに、巻き終わりが垂直方向の下端に配置された渦巻形状に形成される。具体的には、ポンプケーシング４２Ａは、軸方向の一方の端部が閉塞するとともに、他方の端部がケーシングカバー４１と接続可能に開口する。
【００４３】
ポンプケーシング４２Ａは、一方の端部に形成された吸込口５１と、下端から側方に延設され、端部に吐出口５２ａが形成された吐出管部５２と、その外周面の下端に形成され、設置面に固定される脚部５３と、を備えている。即ち、ポンプケーシング４２Ａは、上述した第１の実施形態のポンプケーシング４２の凹部５４及び開口部５５を有さない構成である。
【００４４】
吐出管部５２は、水平方向に延設され、その先端に連結配管４３が締結部材等により固定される。吐出管部５２は、その内径が渦巻室４２ａからその先端に向かって一定の内径で形成されるとともに、連結配管４３が固定される端部側、換言すると吐出口５２ａで拡径する。吐出口５２ａは、その内周面の下端が渦巻室４２ａの内周面の下端よりも下方に位置する。
【００４５】
連結配管４３は、９０°折れ曲がるエルボ部４３ａを有するベント管である。連結配管４３は、エルボ部４３ａに設けられた凹部５４Ａと、凹部５４Ａの端部に形成された開口部５５と、開口部５５を閉塞するプラグ５６と、を備えている。連結配管４３は、上方に開口する配置で吐出管部５２に固定される。また、連結配管４３は、その端部にボルテックスポンプ１Ａから二次側に汚水を供給する配管９９を接続するフランジ５８が固定される。
【００４６】
連結配管４３の内周面及び凹部５４Ａの内面の下端は、渦巻室４２ａの内周面の下端よりも下方に位置する。
【００４７】
凹部５４Ａは、略円筒状に形成され、水平方向に延びる開口である。凹部５４Ａは、その内径が、連結配管４３の内径よりも小径に形成される。凹部５４Ａは、連結配管４３の内周面の下端から水平方向に延設される。換言すると、連結配管４３の下端部が水平方向に円柱状の中空を有して突出することで凹部５４Ａが構成される。
【００４８】
開口部５５は、雌螺子部５５ａが形成されている。
【００４９】
プラグ５６は、開口部５５の雌螺子部５５ａと螺合可能に形成されている。プラグ５６は、開口部５５に固定される。
【００５０】
このように構成されたボルテックスポンプ１Ａによれば、横軸のポンプケーシング４２Ａとするとともに、渦巻室４２ａの巻き終わりを渦巻室４２ａの下端に設定し、且つ、水平方向に延びる吐出管部５２を設ける。さらに、ポンプケーシング４２Ａは、連結配管４３に、プラグ５６で閉塞される開口部５５を端部に有する凹部５４Ａを備える。
【００５１】
このため、上述したボルテックスポンプ１と同様に、ボルテックスポンプ１Ａは、ボルテックスポンプ１Ａの駆動中においては、渦巻室４２ａのボリュート形状の巻き終わり及び吐出管部５２が下端側に配置されることで、水より比重が大きいスラリーも、容易に二次側に排出される。また、ボルテックスポンプ１Ａの運転が停止したときに、ポンプケーシング４２Ａの渦巻室４２ａの下端に堆積したスラリーも排出されることから、スラリーの残渣が蓄積しにくい。
【００５２】
また、ポンプケーシング４２Ａの渦巻室４２ａの下端に位置する内面よりも、吐出管部５２の吐出口５２ａの内周面及び連結配管４３の内周面の下端が下方に位置する、換言すると低位置となる構成である。このため、ボルテックスポンプ１Ａの停止時に逆流したスラリーは、吐出管部５２の吐出口５２ａから連結配管４３のエルボ部４３ａまでの間でスラリーが堆積することから、渦巻室４２ａにスラリーが堆積することを極力防止できる。また、スラリーが堆積しても、吐出管部５２、連結配管４３及び凹部５４Ａにスラリーが堆積することから、堆積したスラリーにより流路が閉塞されることを防止できる。
【００５３】
また、吐出管部５２の吐出口５３ａ、連結配管４３及び凹部５４Ａに堆積したスラリーは、開口部５５から除去できるため、ポンプケーシング４２Ａをケーシングカバー４１から取り外す必要がなく、高いメンテナンス性を有する。
【００５４】
上述したように本発明の第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａによれば、上述した第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１と同様に、メンテナンスまでの期間を延長することが可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上することが可能となる。
【００５５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ｂについて、図４を用いて説明する。なお、第３の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ｂのうち、上述した第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１及び第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａと同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
図４は、本発明の第３の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ｂの構成を正面から模式的に示す断面図である。
【００５７】
図４に示すように、ボルテックスポンプ１Ｂは、モータ１０と、モータ１０に固定されたポンプ１１Ｂと、を備えている。なお、図４においては、モータ１０は省略して示す。例えば、ボルテックスポンプ１Ｂは、ポンプ１１Ｂが設置面内に固定されることで設置される。
【００５８】
ポンプ１１Ｂは、ケーシング３１Ｂと、ケーシング３１Ｂ内に配置され、回転軸２４に固定される羽根車３２と、を備えている。
【００５９】
ケーシング３１Ｂは、ケーシングカバー４１と、ケーシングカバー４１に固定され、羽根車３２を収納する渦巻室４２ａを構成するポンプケーシング４２Ｂと、を備えている。
【００６０】
ケーシング３１Ｂは、回転軸２４が垂直方向に対して直交する方向に回転軸２４を延設可能に、その軸方向が水平方向となるように、設置面内に固定される。
【００６１】
ポンプケーシング４２Ｂは、内部に渦巻室４２ａを構成するとともに、ボリュート形状の巻き終わりが下端に配置される。
【００６２】
ポンプケーシング４２Ｂは、吸込口５１と、下端から側方に延設され、端部に吐出口５２ａが形成され、上方に向かって９０°折れ曲がる吐出管部５２Ｂと、脚部５３と、を備えている。即ち、ポンプケーシング４２Ｂは、吐出管部５２Ｂが上述した第２の実施形態のポンプケーシング４２Ａの吐出管部５２及び連結配管４３が一体に組み合わされ、第１の実施形態のポンプケーシング４２の凹部５４及び開口部５５を有さない構成である。
【００６３】
吐出管部５２Ｂは、渦巻室４２ａから水平方向に延設され、その後、拡径し、上方に向かって９０°折れ曲がるエルボ部４３ａを有する。吐出管部５２Ｂは、エルボ部４３ａに設けられた凹部５４Ａと、凹部５４Ａの端部に形成された開口部５５と、開口部５５を閉塞するプラグ５６と、を備えている。吐出管部５２Ｂは、その端部にボルテックスポンプ１Ｂから二次側に汚水を供給する配管９９を接続するフランジ５８が固定される。
【００６４】
吐出管部５２Ｂの内周面及び凹部５４Ａの内面の下端は、渦巻室４２ａの内周面の下端と同一の高さに位置するが、例えば、渦巻室４２ａの内周面の下端よりも下方に位置する構成であってもよい。
【００６５】
このように構成されたボルテックスポンプ１Ｂによれば、上述した第２の実施形態のボルテックスポンプ１Ａと同様に、ボルテックスポンプ１Ｂの駆動中においては、渦巻室４２ａの巻き終わり及び吐出管部５２Ｂが下端側に配置されることで、水より比重が大きいスラリーも、容易に二次側に排出される。また、ボルテックスポンプ１の運転が停止したときに、渦巻室４２ａの下端に堆積したスラリーも排出されることから、スラリーの残渣が蓄積しにくい。
【００６６】
また、ボルテックスポンプ１Ｂの停止時に逆流したスラリーは、吐出管部５２Ｂの端部側からエルボ部４３ａ及び凹部５４Ａまでの間でスラリーが堆積することから、渦巻室４２ａにスラリーが堆積することを極力防止できる。
【００６７】
また、吐出管部５２Ｂに堆積したスラリーは、開口部５５から凹部５４Ａを介して除去できるため、ポンプケーシング４２Ｂをケーシングカバー４１から取り外す必要がなく、ボルテックスポンプ１Ｂは、高いメンテナンス性を有する。
【００６８】
上述したように本発明の第３の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ｂによれば、上述した第１の実施形態に係るボルテックスポンプ１及び上述した第２の実施形態に係るボルテックスポンプ１Ａと同様に、メンテナンスまでの期間を延長することが可能、且つ、メンテナンスの作業性を向上することが可能となる。
【００６９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、ボルテックスポンプ１Ａ、１Ｂは、渦巻室４２ａに凹部５４及び開口部５５を有さず、連結配管４３又は吐出管部５２Ｂに凹部５４Ａ及び開口部５５を有する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、ボルテックスポンプ１Ａ、１Ｂは、連結配管４３又は吐出管部５２Ｂだけでなく、渦巻室４２ａにも凹部５４及び開口部５５を有する構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１、１Ａ、１Ｂ…ボルテックスポンプ、１０…モータ、１１、１１Ａ、１１Ｂ…ポンプ、２１…モータケーシング、２２…固定子、２３…回転子、２４…回転軸、２５…軸受部材、２６…電装箱、３１、３１Ａ、３１Ｂ…ケーシング、３２…羽根車、４１…ケーシングカバー、４２、４２Ａ、４２Ｂ…ポンプケーシング、４２ａ…渦巻室、４３…連結配管、４３ａ…エルボ部、５１…吸込口、５２…吐出管部、５２ａ…吐出口、５２Ｂ…吐出管部、５３…脚部、５３ａ…吐出口、５４、５４Ａ…凹部、５５…開口部、５５ａ…雌螺子部、５６…プラグ、５７…フランジ、５８…フランジ、６１…シュラウド、６１ａ…ボス部、６２…羽根、９９…配管、１００…異物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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