(57)【要約】【課題】異物により流量や揚程が低下するのを抑制することができる渦流ポンプを提供する。【解決手段】インペラ１５は渦流を保護するための平面である第１肉厚部１５ａ１および第２肉厚部１５ａ２を含み、第１肉厚部１５ａ１はケーシングカバー１４と対向した面である第１面においてブレード１５ｅよりも内側に設けられ、第２肉厚部１５ａ２はケーシングライナー１７と対向した面である第２面において、ブレード１５ｅよりも内側に設けられ、ケーシングカバー１４は第１肉厚部１５ａ１と対向した第１対向部１４ａを有し、ケーシングライナー１７は第２肉厚部１５ａ２と対向した第２対向部１７ａを有し、第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２、第１対向部１４ａ、第２対向部１７ａの少なくとも１つに溝が形成されることを特徴とする渦流ポンプ１。【選択図】図４
2019148237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口、渦室、及び吐出口を有するポンプケーシングと、
モータと、
前記モータと接続され、前記渦室に設けられ、渦流を発生させるための羽根状のブレードを備えた円盤状のインペラと、
前記インペラの周囲において前記ポンプケーシングの内壁に設けられ、前記渦室を形成するケーシングライナーと、
前記インペラの一面を覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられ、前記ケーシングライナーと共に前記渦室を形成するケーシングカバーとを備え、
前記インペラの回転により前記吸込口から吸い込まれた液体が、前記渦室を通って、前記吐出口から吐出される渦流ポンプであって、
前記インペラは、渦流を保護するための平面である第１肉厚部および第２肉厚部を含み、
前記第１肉厚部は、前記ケーシングカバーと対向した面である第１面において、前記ブレードよりも内側に設けられ、
前記第２肉厚部は、前記ケーシングライナーと対向した面である第２面において、前記ブレードよりも内側に設けられ、
前記ケーシングカバーは、前記第１肉厚部と対向した、前記第１肉厚部と共に渦流を保護するための平面である第１対向部を有し、
前記ケーシングライナーは、前記第２肉厚部と対向した、前記第２肉厚部と共に渦流を保護するための平面である第２対向部を有し、
前記第１肉厚部、前記第２肉厚部、前記第１対向部、前記第２対向部の少なくとも１つに溝が形成されることを特徴とする渦流ポンプ。
【請求項２】
前記溝は、前記第１肉厚部と前記第２肉厚部とに設けられることを特徴とする請求項１記載の渦流ポンプ。
【請求項３】
前記溝は、前記インペラの前記第１面又は前記第２面と同心円状に形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の渦流ポンプ。
【請求項４】
前記ブレードと接する前記第１肉厚部の円周から所定距離以上離れた前記第１肉厚部の位置、
前記ブレードと接する前記第２肉厚部の円周から所定距離以上離れた前記第２肉厚部の位置、
前記ブレードと接する前記第１肉厚部の円周から所定距離以上離れた前記第１肉厚部の位置と対向する前記第１対向部の位置、
前記ブレードと接する前記第２肉厚部の円周から所定距離以上離れた前記第２肉厚部の位置と対向する前記第２対向部の位置の少なくとも１つに溝が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の渦流ポンプ。
【請求項５】
前記第１肉厚部と前記第２肉厚部とは円環形状であって、
前記第１肉厚部の外周までの距離が前記第１肉厚部の内周までの距離以下である前記第１肉厚部の位置、
前記第２肉厚部の外周までの距離が前記第２肉厚部の内周までの距離以下である前記第２肉厚部の位置、
前記第１肉厚部の外周と対向する前記第１対向部の位置までの距離が前記第１肉厚部の内周と対向する前記第１対向部の位置までの距離以下である前記第１対向部の位置、
前記第２肉厚部の外周と対向する前記第２対向部の位置までの距離が前記第２肉厚部の内周と対向する前記第２対向部の位置までの距離以下である前記第２対向部の位置の少なくとも１つに溝が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の渦流ポンプ。
【請求項６】
前記溝と連通し、該溝が設けられた前記第１肉厚部、前記第２肉厚部、前記第１対向部又は前記第２対向部と同じ面であって、前記インペラの回転軸側の位置に凹陥したスリットと、
前記スリットが設けられた前記第１肉厚部、前記第２肉厚部、前記第１対向部又は前記第２対向部と同じ面であって、前記インペラの回転軸側の位置に、前記スリットを介して該溝と連通する凹陥したポケット部とを備え、
前記スリットの該溝を備える面からの凹陥の深さは、該溝の深さ以上であり、
前記ポケット部の該溝を備える面からの凹陥の深さは、前記スリットの該溝を備える面からの凹陥の深さ以上であり、
前記スリットが該溝と接する距離は、該溝の幅よりも長いことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の渦流ポンプ。
【請求項７】
前記ポケット部と連通する前記溝を備える面からの前記ポケット部の凹陥の深さは、該ポケット部と連通する前記溝の深さより深く、
前記スリットは、該溝の底面から該ポケット部の底面に向かって傾斜して形成されることを特徴とする請求項６記載の渦流ポンプ。
【請求項８】
前記ポケット部の容積は、該ポケット部と連通する前記溝の容積より大きいことを特徴とする請求項６又は７記載の渦流ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーシングカバーとケーシングライナーとに挟まれた領域の中でモータの回転軸に接続された円盤形状のインペラを回転させて、吸込口から吸い込んだ水を吐出口から吐出させる渦流ポンプが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１記載の渦流ポンプは、インペラの外周に複数のブレードを備えている。インペラを高速で回転させると、ブレードとブレードとの間にある水に渦流が発生する。そして、この渦流によって生じる圧力と、インペラが回転して水を押し出す力とによって、ブレード間にある水が吐出口から吐出される。このとき、インペラとケーシングカバーとの間、並びに、インペラとケーシングライナーとの間にわずかな隙間を設けることで、渦流ポンプはブレード間の渦流の流れを崩さないようにしつつ、インペラを高速で回転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７３０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸込口から吸い込んだ水に細かな砂粒などの異物が含まれていると、インペラとケーシングカバーとの隙間やインペラとケーシングライナーとの隙間に異物が挟まり得た。これらの隙間に異物が挟まると、インペラの回転を拘束するおそれがあった。また、異物によりインペラやケーシングカバー、ケーシングライナーに傷が付くこともあり得た。その場合、ブレード間にある水が傷口からインペラとケーシングカバーとの隙間やインペラとケーシングライナーとの隙間へと流出し、渦流ポンプの流量や揚程が低下するおそれがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、異物により流量や揚程が低下するのを抑制することができる渦流ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明の渦流ポンプは、  吸込口、渦室、及び吐出口を有するポンプケーシングと、モータと、前記モータと接続され、前記渦室に設けられ、渦流を発生させるための羽根状のブレードを備えた円盤状のインペラと、前記インペラの周囲において前記ポンプケーシングの内壁に設けられ、前記渦室を形成するケーシングライナーと、前記インペラの一面を覆うように前記ポンプケーシングに取り付けられ、前記ケーシングライナーと共に前記渦室を形成するケーシングカバーとを備え、前記インペラの回転により前記吸込口から吸い込まれた液体が、前記渦室を通って、前記吐出口から吐出される渦流ポンプであって、前記インペラは、渦流を保護するための平面である第１肉厚部および第２肉厚部を含み、前記第１肉厚部は、前記ケーシングカバーと対向した面である第１面において、前記ブレードよりも内側に設けられ、前記第２肉厚部は、前記ケーシングライナーと対向した面である第２面において、前記ブレードよりも内側に設けられ、前記ケーシングカバーは、前記第１肉厚部と対向した、前記第１肉厚部と共に渦流を保護するための平面である第１対向部を有し、前記ケーシングライナーは、前記第２肉厚部と対向した、前記第２肉厚部と共に渦流を保護するための平面である第２対向部を有し、前記第１肉厚部、前記第２肉厚部、前記第１対向部、前記第２対向部の少なくとも１つに溝が形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の渦流ポンプによれば、異物により渦流ポンプの流量や揚程が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
特に、第１肉厚部又は第１対向部に溝を備える場合、ケーシングカバーとインペラとの間に挟まった異物がインペラの回転によって溝まで移動すると、異物は溝に入る。これにより、インペラとケーシングカバーとの隙間に異物が一旦挟まったとしても、インペラとケーシングカバーとによって挟まれた状態から挟まれていない状態へと異物を移すことができる。
【００１０】
同様に、第２肉厚部又は第２対向部に溝を備える場合、ケーシングライナーとインペラとの間に挟まった異物は第２肉厚部又は第２対向部に備えられた溝に入る。これにより、インペラとケーシングライナーとの隙間に異物が一旦挟まったとしても、インペラとケーシングライナーとによって挟まれた状態から挟まれていない状態へと異物を移すことができる。
【００１１】
よって、異物により渦流ポンプの流量や揚程が低下するのを抑制することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る渦流ポンプの外観を示す斜視図である。
【図２】ポンプ部を、回転軸を通して鉛直下向に切った分解斜視図である。
【図３】ポンプ部の回転軸と平行な断面の断面図である。
【図４】（ａ）は、インペラの第１面の斜視図であり、（ｂ）は、インペラの第２面の斜視図である。
【図５】（ａ）は、インペラの第２面を正面視したときの正面図とその断面図であり、（ｂ）はインペラのポケット部周辺の拡大断面図である。
【図６】ケーシングカバーの斜視図である。
【図７】ケーシングライナーの斜視図である。
【図８】ポンプ部における水の流路を示す回転軸と直交する断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係る渦流ポンプ１の概略について説明する。図１は、渦流ポンプ１の外観を示す斜視図である。図２は、ポンプ部２の分解斜視図である。図３は、ポンプ部２を、回転軸１８を通して鉛直下向に切った断面図である。なお、渦流ポンプ１は、ウエスコ型ポンプ又はカスケードポンプとも称されるものである。
【００１４】
渦流ポンプ１は主に井戸に設置され、吸込口１１から水などの液体を吸い込み、吸込口１１から吸い込んだ水などの液体を吐出口１２から吐出するポンプである。図１に示す通り、渦流ポンプ１は、モータ１０、吸込口１１、ストレーナ１１ａ、吐出口１２、ポンプケーシング１３、ケーシングカバー１４を備えている。
【００１５】
ポンプケーシング１３は、渦流ポンプ１の外枠である。ポンプケーシング１３の上部には、吸込口１１と吐出口１２とが設けられている。吸込口１１は、液体を渦流ポンプ１内吸い込む入口であり、吐出口１２は液体を渦流ポンプ１から吐き出す出口である。ポンプケーシング１３の内部にはモータ１０が設けられている。モータ１０は、後述のインペラ１５を回転させるための駆動源である。
【００１６】
吸込口１１には、網目構造のストレーナ１１ａが設置されていてもよい。ストレーナ１１ａは、井戸から水を吸い上げた液体に含まれる砂粒等の異物を除去するための網である。ストレーナ１１ａにより網目より大きな異物を液体から取り除くことができる。一方で、ストレーナ１１ａの網目よりも小さい異物はストレーナ１１ａを通過して、液体と一緒に渦流ポンプ１の内部に吸い込まれる。
【００１７】
ポンプケーシング１３の下部には、ケーシングカバー１４が取り付けられている。ケーシングカバー１４は、後述のケーシングライナー１７と共に渦室１９をポンプケーシング１３に形成するための蓋である。
【００１８】
図２に示す通り、ケーシングカバー１４の内部にはポンプ部２が形成されている。即ち、ポンプケーシング１３の下部に凹状となった部分が設けられており、その凹状となった部分にケーシングカバー１４、インペラ１５、メカニカルシール１６、ケーシングライナー１７を備えるポンプ部２がある。ポンプ部２は、渦流ポンプ１においてポンプ機能を発揮させる部分である。
【００１９】
ポンプ部２において、ポンプケーシング１３の下部の凹状となった部分には貫通孔１３ｈが設けられている。貫通孔１３ｈは、モータ１０の回転軸１８をポンプ部２側へ貫通させるための孔である。回転軸１８は、インペラ１５と固定されてモータ１０の動力によりインペラ１５を回転させるための軸である。
【００２０】
ポンプケーシング１３の凹部の内壁に沿って凹形のケーシングライナー１７が取り付けられている。ケーシングライナー１７は、ケーシングカバー１４と共に渦室１９を形成するための部材である。ケーシングライナー１７には突出孔１７ｈが設けられている。突出孔１７ｈは、回転軸１８を貫通させるための孔である。つまり、貫通孔１３ｈ及び突出孔１７ｈから回転軸１８がケーシングカバー１４側に突出している。突出孔１７ｈを塞ぐように回転軸１８には円筒状のメカニカルシール１６が設置されている。メカニカルシール１６は、ケーシングライナー１７に設けられた突出孔１７ｈから液体がモータ１０側へ流出するのを防ぐための部材である。
【００２１】
ケーシングライナー１７と対向するインペラ１５の面と反対の面には、円盤状のケーシングカバー１４が対向して取り付けられる。ケーシングカバー１４は、ポンプケーシング１３に固定される。このとき、ケーシングカバー１４は、ケーシングライナー１７のモータ１０と接するように取り付けられる。これにより、ポンプケーシング１３の中にケーシングカバー１４とケーシングライナー１７とで囲まれた領域である渦室１９が形成される。
【００２２】
回転軸１８は、メカニカルシール１６を貫通し、回転軸１８の先端には円盤状のインペラ１５が接続されている。インペラ１５は、ケーシングカバー１４とケーシングライナー１７とにより形成された渦室１９に内包されて、取り付けられている。インペラ１５の一方の面はケーシングカバー１４と対向し、他方の面はケーシングライナー１７と対向している。インペラ１５は、モータ１０によって回転して、インペラ１５に設けられた後述のブレード１５ｅによって液体に渦流を発生させ、吸込口１１から吸い込んだ液体を吐出口１２から吐出させるための部材である。
【００２３】
渦室１９は、液体で満たされ、インペラ１５の回転によって液体に渦流を発生させる領域である。
【００２４】
この渦室１９の状態は、図３に示す通りである。即ち、ケーシングカバー１４とインペラ１５、インペラ１５とケーシングライナー１７とはそれぞれ極めて近接した状態で対向して設置されている。ケーシングカバー１４からインペラ１５までの隙間と、インペラ１５からケーシングライナー１７までの隙間との合計は、例えば０．０９〜０．１７ｍｍである。このように隙間を極めて少なくすることで隙間からの液体の流入出を抑えて、後述のブレード１５ｅで発生する渦流を保護しつつ、インペラ１５を高速で回転（例えば、１２５Ｗのモータ１０を使用した場合、３０００ｒｐｍ）させることができる。
【００２５】
次に、図４、５を参照してインペラ１５の構造について説明する。図４（ａ）は、インペラ１５の第１面１５ｘの斜視図であり、（ｂ）は、インペラ１５の第２面１５ｙの斜視図である。図５（ａ）は、インペラ１５の第２面１５ｙを正面視したときの正面図とその断面図であり、（ｂ）はインペラ１５のポケット部１５ｄ２周辺の拡大断面図である。なお、インペラ１５の第１面１５ｘとは、ケーシングカバー１４と対向する面であり、インペラ１５の第２面１５ｙとは、ケーシングライナー１７と対向する面である。ここで、第１面１５ｘと第２面１５ｙとは後述する固定部１５ｇ１、１５ｇ２の突出度合が異なる以外は、同一の構造であるため、第２面１５ｙの構造について説明し、第１面１５ｘの構造についての説明は省略する。
【００２６】
図４（ｂ）に示す通り、インペラ１５の第２面１５ｙの中心には固定部１５ｇ２が設けられている。固定部１５ｇ２は、回転軸１８が挿入され、回転軸１８にインペラ１５を固定するための部位である。固定部１５ｇ２より外周側で固定部１５ｇ２と接しない位置にインペラ１５と同心円の円環状の平面である第２肉厚部１５ａ２がある。そして、第２肉厚部１５ａ２と接するようにインペラ１５の外周側に複数の羽根状のブレード１５ｅが設けられている。ブレード１５ｅは、インペラ１５が高速で回転したときにブレード１５ｅ間にある液体に渦流を発生させるための部材である。第２肉厚部１５ａ２は、後述のケーシングライナー１７の第２対向部１７ａと近接して対向することで、ブレード１５ｅで発生する渦流を保護するための部位である。ブレード１５ｅと第２肉厚部１５ａ２との間に凹陥があると、ブレード１５ｅ間で発生する渦流に乱れが生じるおそれがあるため、第２肉厚部１５ａ２はブレード１５ｅと接して設けられることが望ましい。また、第２肉厚部１５ａ２は、ブレード１５ｅ間の液体が流出するのを防ぎ、ブレード１５ｅ間に侵入した異物でインペラ１５とケーシングライナー１７との隙間より大きいものが隙間に侵入するのを防ぐための部位でもある。
【００２７】
ブレード１５ｅ間の領域を第１面１５ｘ側と第２面１５ｙ側とに分けるように、第１面１５ｘと第２面１５ｙとに向かって弓型となっている曲面を有する仕切部１５ｆが設けられている。仕切部１５ｆは、ブレード１５ｅ間の領域を第１面１５ｘ側と第２面１５ｙ側とに分けるための部材である。
【００２８】
円環状の第２肉厚部１５ａ２には、インペラ１５と同心円の１条の溝１５ｂ２が設けられている。溝１５ｂ２は、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に入った異物を入れるためのくぼみである。溝１５ｂ２により、第２肉厚部１５ａ２は、第２肉厚部１５ａ２の回転軸１８に近い側の領域と遠い側の領域との二つに分けられている。回転軸１８に遠い側の領域の円環面の幅は、回転軸１８に近い側の領域の円環面の幅以下となっている。即ち、溝１５ｂ２は、第２肉厚部１５ａ２の外周までの距離が内周までの距離以下となる位置に設けられている。また、溝１５ｂ２は、ブレード１５ｅが接している第２肉厚部１５ａ２の外周よりも内側に設けられている。即ち、ブレード１５ｅと溝１５ｂ２との間には第２肉厚部１５ａ２が存在し、ブレード１５ｅは第２肉厚部１５ａ２と接しており、溝１５ｂ２とは接していないため、ブレード１５ｅ間で発生する渦流に乱れが生じるおそれがない。
【００２９】
溝１５ｂ２から回転軸１８に近い側の第２肉厚部１５ａ２の領域を横断するように凹陥したスリット１５ｃ２が設けられている。スリット１５ｃ２は、溝１５ｂ２から後述のポケット部１５ｄ２に異物を送るための通路である。スリット１５ｃ２が溝１５ｂ２と接している距離は、溝１５ｂ２の幅の長さより長くなっている。そして、スリット１５ｃ２はスリット１５ｃ２の回転軸１８側の位置に設けられた凹陥部であるポケット部１５ｄ２と接続している。ポケット部１５ｄ２は、溝１５ｂ２に入った異物を回収し、溜めておく領域である。図５（ｂ）に示す通り、溝１５ｂ２は、第２肉厚部１５ａ２の面より深く形成されている。そして、ポケット部１５ｄ２は、溝１５ｂ２の底面よりも深い位置に設けられている。スリット１５ｃ２は、溝１５ｂ２からポケット部１５ｄ２に向かって傾斜して設けられている。また、ポケット部１５ｄ２の面積は溝１５ｂ２の面積よりも広い（図４（ｂ）参照）うえに、底面の深さも深くなっている。即ち、ポケット部１５ｄ２の容積は溝１５ｂ２の容積よりも大きくなっている。これにより、溝１５ｂ２の容積を超える量の異物をポケット部１５ｄ２に溜めておくことができる。
【００３０】
次いで、図６を参照してケーシングカバー１４について説明する。図６は、インペラ１５の第１面１５ｘと対向するケーシングカバー１４の面の斜視図である。図６に示す通り、インペラ１５の第１面１５ｘと対向するケーシングカバー１４の面には、第１対向部１４ａ、第１壁部１４ｂ、第１流路形成部１４ｃ、ポンプケーシング接触部１４ｄ、中心部１４ｅとを備える。
【００３１】
インペラ１５の第１面１５ｘと対向するケーシングカバー１４の面の中央には、凹状の中心部１４ｅが設けられている。中心部１４ｅは、インペラ１５の第１面１５ｘに設けられた固定部１５ｇ１を収容する部位である。
【００３２】
中心部１４ｅを囲むように略円環形状の平面領域である第１対向部１４ａが凸設されている。第１対向部１４ａには、第１対向部１４ａから伸展した接触部１４ｆが設けられている。接触部１４ｆは、ケーシングカバー１４の外縁と接触している。第１対向部１４ａは、接触部１４ｆを介してポンプケーシング接触部１４ｄの一部で固定されている。第１対向部１４ａは、インペラ１５の第１面１５ｘにある第１肉厚部１５ａ１と近接して対向することで、ブレード１５ｅで発生する渦流を保護し、ブレード１５ｅ間の液体が流出するのを防ぎ、ブレード１５ｅ間に侵入した異物でインペラ１５とケーシングカバー１４との隙間より大きいものが隙間に侵入するのを防ぐための部位である。接触部１４ｆは、第１対向部１４ａから伸展しケーシングカバー１４と接触する部位である。
【００３３】
第１対向部１４ａの外周には、第１対向部１４ａより凹陥した第１流路形成部１４ｃが設けられている。第１流路形成部１４ｃは、吸込口１１から吸い込まれた液体がインペラ１５の回転によって吐出口１２に吐出される場合の渦室１９内における液体の流路である。
【００３４】
第１流路形成部１４ｃの外周には、一部が欠成された円環形状の凸状の第１壁部１４ｂが設けられている。第１壁部１４ｂは、第１流路形成部１４ｃを形成するための部材である。また、第１壁部１４ｂが欠成された部分の一部には接触部１４ｆが固定され、欠成された部分は接触部１４ｆによって２つの領域に分けられている。この２つの領域のうち、図６において右側の欠成された部分は、吸込口１１から吸い込んだ液体が第１流路形成部１４ｃへと入ってくる入口となっている。一方、図６において左側の欠成された部分は、吐出口１２へと液体を送り出す出口となっている。第１壁部１４ｂの外周には、ポンプケーシング１３と接触し、渦室１９から液体が漏れないようにするためのポンプケーシング接触部１４ｄが設けられている。
【００３５】
次いで、図７を参照してケーシングライナー１７について説明する。図７はインペラ１５の第２面１５ｙと対向する側のケーシングライナー１７の斜視図である。図７に示す通り、インペラ１５の第２面１５ｙと対向する側のケーシングライナー１７には、第２対向部１７ａ、第２壁部１７ｂ、第２流路形成部１７ｃ、舌部１７ｄ、突出孔１７ｈとを備える。
【００３６】
ケーシングライナー１７のインペラ１５の第２面１５ｙと対向する側に中央には突出孔１７ｈが設けられている。
【００３７】
突出孔１７ｈを囲むように略円環形状の平面領域である第２対向部１７ａが凸設されている。第２対向部１７ａは、舌部１７ｄと接続されている。第２対向部１７ａは、インペラ１５の第２面１５ｙにある第２肉厚部１５ａ２と近接して対向することで、ブレード１５ｅで発生する渦流を保護し、ブレード１５ｅ間の液体が流出するのを防ぎ、ブレード１５ｅ間に侵入した異物でインペラ１５とケーシングライナー１７との隙間より大きいものが隙間に侵入するのを防ぐための部位である。
【００３８】
第２対向部１７ａの外周には、第２対向部１７ａより凹陥した第２流路形成部１７ｃが設けられている。第２流路形成部１７ｃは、吸込口１１から吸い込まれた液体がインペラ１５の回転によって吐出口１２に吐出される場合の渦室１９内における液体の流路である。
【００３９】
第２流路形成部１７ｃの外周には、一部が欠成された円環形状の凸状の第２壁部１７ｂが設けられている。第２壁部１７ｂは、第２流路形成部１７ｃを形成するための部材である。また、第２壁部１７ｂが欠成された部分の一部には舌部１７ｄが設けられており、欠成された部分は舌部１７ｄによって２つの領域に分けられている。この２つの領域のうち、図７において左側の欠成された部分は、吸込口１１から吸い込んだ液体が第２流路形成部１７ｃへと入ってくる入口となっている。一方、図７において右側の欠成された部分は、吐出口１２へと液体を送り出す出口となっている。舌部１７ｄは吐出口１２へと送り出される液体が、再び吸込口１１から吸い込んだ液体が第２流路形成部１７ｃへと入ってくる入口へと戻らないようにするための部材である。
【００４０】
次いで、図８を参照して、以上のように構成された渦流ポンプ１の作用を説明する。図８は、ポンプ部２における水の流路を示す回転軸１８と直交する断面の模式図である。図８に示す通り、モータ１０が回転すると、液体（水Ｗ）で満たされた渦室１９内においてインペラ１５が高速回転する。そして、インペラ１５が高速回転することで発生する遠心力がブレード１５ｅ間にある水Ｗに作用する。これにより、吸込口１１から吸い込まれた水Ｗは、吸込口側水路Ｗｉｎから吐出口側水路Ｗｏｕｔに行くまでの間に、モータ１０の回転駆動エネルギーで回転するインペラ１５の遠心力によって圧力エネルギー、速度エネルギーが付与され、吐出口１２から吐出される。
【００４１】
第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとの間にはわずかな隙間があるため、隙間の幅以下の大きさの異物が、第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとの隙間、即ち、インペラ１５とケーシングカバー１４との隙間に入り込む。隙間の幅より小さい異物は、第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとの隙間を通過して、下に落ちる。一方、隙間の幅と同等の大きさの異物は、隙間に入り込み、第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとに挟まれる。第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとに挟まれた異物は、インペラ１５が回転すると隙間の中で移動する。そして、異物が溝１５ｂ１の位置に来ると、異物は溝１５ｂ１に入る。溝１５ｂ１は、第１肉厚部１５ａ１の面より深く凹陥しているため、溝１５ｂ１に入った異物と第１対向部１４ａとの間には隙間が生じる。これにより、異物は、第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとに挟まれた状態から挟まれていない状態へと移る。
【００４２】
同様に、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとの間にはわずかな隙間があるため、隙間の幅以下の大きさの異物が、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとの隙間、即ち、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に入り込む。隙間の幅より小さい異物は、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとの隙間を通過して、下に落ちる。一方、隙間の幅と同等の大きさの異物は、隙間に入り込み、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとに挟まれる。第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとに挟まれた異物は、インペラ１５が回転すると隙間の中で移動する。そして、異物が溝１５ｂ２の位置に来ると、異物は溝１５ｂ２に入る。溝１５ｂ２は、第２肉厚部１５ａ２の面より深く凹陥しているため、溝１５ｂ２に入った異物と第２対向部１７ａとの間には隙間が生じる。これにより、異物は、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとに挟まれた状態から挟まれていない状態へと移る。
【００４３】
よって、異物が第１肉厚部１５ａ１と第１対向部１４ａとに挟まり、又は、第２肉厚部１５ａ２と第２対向部１７ａとに挟まり、渦流ポンプ１の流量や揚程が低下するのを防ぐことができるという効果がある。また、異物は溝１５ｂ１、溝１５ｂ２に集まるため、ポンプ部２を分解して掃除する場合、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２を掃除するだけで異物を除去できるという効果もある。
【００４４】
本実施形態において、インペラ１５の両面に溝が設けられている。これにより、インペラ１５とケーシングカバー１４との隙間に異物が挟まった場合、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に異物が挟まった場合のいずれの場合でも、異物を溝１５ｂ１、１５ｂ２のどちらかに入れることができる。よって、インペラ１５の両面に溝を設けるだけで、渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことの確実性を容易に高めることができるという効果がある。
【００４５】
また、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２は、インペラ１５と同心円状に形成されているため、第１肉厚部１５ａ１又は第２肉厚部１５ａ２の外周側から入り込んだ異物が回転軸１８に向かって移動すると、異物はインペラ１５と同心円の溝１５ｂ１又は溝１５ｂ２に入る。これにより、第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２の外周側のどの方向から侵入した異物であっても、異物が回転軸１８に向かって一定距離移動すると溝１５ｂ１、溝１５ｂ２に入るため、ほぼ一定の時間の範囲で異物を溝に入れることができる。従って、異物の侵入した方向によって異物が長時間挟まれることによる渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことができるという効果がある。
【００４６】
第１肉厚部１５ａ１又は第２肉厚部１５ａ２においてブレード１５ｅと接する円周と溝１５ｂ１又は溝１５ｂ２とが接する場合は、ブレード１５ｅによって発生した渦流が溝１５ｂ１、溝１５ｂ２の影響を受ける可能性がある。この場合、渦流ポンプ１の流量や揚程が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態ではブレード１５ｅは第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２と接しており、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２とは接していないため、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２によって渦流が影響を受ける可能性がない。よって、渦流ポンプ１の流量や揚程を維持することができるという効果がある。
【００４７】
インペラ１５とケーシングカバー１４との隙間に異物が入る場合、異物は第１肉厚部１５ａ１の外周から入る。第１肉厚部１５ａ１の溝１５ｂ１は、第１肉厚部１５ａ１の内周よりも外周に近い位置又は内周と外周との中点の位置に設けられているため、異物は早期に溝１５ｂ１に入る。同様に、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に異物が入る場合、異物は第２肉厚部１５ａ２の外周から入る。第２肉厚部１５ａ２の溝１５ｂ２は、第２肉厚部１５ａ２の内周よりも外周に近い位置又は内周と外周との中点の位置に設けられているため、異物は早期に溝１５ｂ２に入る。これにより、異物が挟まっている時間を短縮することができる。よって、渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことの確実性をより高めることができるという効果がある。
【００４８】
溝１５ｂ１に入った異物は、インペラ１５の回転によって溝１５ｂ１上の相対的な位置を変化させながら回転する。このとき、異物が溝１５ｂ１上でスリット１５ｃ１の位置に来ると、異物は溝１５ｂ１以上に深く凹陥したスリット１５ｃ１を通って、スリット１５ｃ１以上に深く凹陥したポケット部１５ｄ１へと移動する。同様に、溝１５ｂ２に入った異物は、インペラ１５の回転によって溝１５ｂ２上の相対的な位置を変化させながら回転する。このとき、異物が溝１５ｂ２上でスリット１５ｃ２の位置に来ると、異物は溝１５ｂ２以上に深く凹陥したスリット１５ｃ２を通って、スリット１５ｃ２以上に深く凹陥したポケット部１５ｄ２へと移動する。これにより、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２に溜まった異物をポケット部１５ｄ１、ポケット部１５ｄ２に移すことができる。よって、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２が異物で埋まることによる渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことができるという効果がある。
【００４９】
また、溝１５ｂ１の幅よりも大きい異物は、溝１５ｂ１に引っ掛かった状態でインペラ１５の回転によって溝１５ｂ１上の相対的な位置を変化させながら回転する。このとき、異物がスリット１５ｃ１の位置に来ると、異物は溝１５ｂ１の幅よりも長い距離で溝１５ｂ１と接するスリット１５ｃ１を介してポケット部１５ｄ１へと移動する。同様に、溝１５ｂ２の幅よりも大きい異物は、溝１５ｂ２に引っ掛かった状態でインペラ１５の回転によって溝１５ｂ２上の相対的な位置を変化させながら回転する。このとき、異物がスリット１５ｃ２の位置に来ると、異物は溝１５ｂ２の幅よりも長い距離で溝１５ｂ２と接するスリット１５ｃ２を介してポケット部１５ｄ２へと移動する。これにより、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２の幅より大きい異物をポケット部１５ｄ１、ポケット部１５ｄ２に移すことができる。よって、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２に溝の幅より大きい異物が溜まることによる渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことができるという効果がある。また、異物はポケット部１５ｄ１、ポケット部１５ｄ２に集まるため、ポンプ部２を分解して掃除する場合、ポケット部１５ｄ１、ポケット部１５ｄ２を掃除するだけで異物を除去できるという効果もある。
【００５０】
ポケット部１５ｄ１は、溝１５ｂ１が設けられた位置よりも深い位置に設けられている。スリット１５ｃ１は、溝１５ｂ１からポケット部１５ｄ１に向かって傾斜して設けられている。これにより、異物が溝１５ｂ１からスリット１５ｃ１を介してポケット部１５ｄ１へ移動する場合、異物はスリット１５ｃ２の傾斜を利用して滑ってポケット部１５ｄ１へ移動する。同様に、ポケット部１５ｄ２は、溝１５ｂ２が設けられた位置よりも深い位置に設けられている。スリット１５ｃ２は、溝１５ｂ２からポケット部１５ｄ２に向かって傾斜して設けられている。これにより、異物が溝１５ｂ２からスリット１５ｃ２を介してポケット部１５ｄ２へ移動する場合、異物はスリット１５ｃ２の傾斜を利用して滑ってポケット部１５ｄ２へ移動する。よって、スリット１５ｃ１、スリット１５ｃ２や、スリット１５ｃ１とポケット部１５ｄ１との接続部、スリット１５ｃ２とポケット部１５ｄ２との接続部に異物が溜まるのを防ぐことができる。従って、スリット１５ｃ１、スリット１５ｃ２や、スリット１５ｃ１とポケット部１５ｄ１との接続部、スリット１５ｃ２とポケット部１５ｄ２との接続部が異物で埋まることによる渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことができるという効果がある。
【００５１】
ポケット部１５ｄ１の容積は溝１５ｂ１の容積よりも大きいため、溝１５ｂ１に異物が多く入った場合であっても、異物をポケット部１５ｄ１に移すことができる。同様に、ポケット部１５ｄ２の容積は溝１５ｂ２の容積よりも大きいため、溝１５ｂ２に異物が多く入った場合であっても、異物をポケット部１５ｄ２に移すことができる。よって、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２に異物が多く入ったとしても、溝１５ｂ１、溝１５ｂ２が異物で埋まることによる渦流ポンプ１の流量や揚程の低下を防ぐことができるという効果がある。
【００５２】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良発明が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施形態では溝１５ｂ１、溝１５ｂ２の幅は、特に限定していないが、溝１５ｂ１の幅をインペラ１５とケーシングカバー１４との隙間の広さ以上としてもよい。また、溝１５ｂ２の幅をインペラ１５とケーシングライナー１７との隙間の広さ以上としてもよい。インペラ１５とケーシングカバー１４との隙間に入り込む異物の大きさは、その隙間以下の大きさである。溝１５ｂ１の幅が、インペラ１５とケーシングカバー１４との隙間の広さ以上であれば、その隙間に入り込んだ異物を確実に溝１５ｂ１の中に入れることができるからである。同様に、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に入り込む異物の大きさは、その隙間以下の大きさである。溝１５ｂ２の幅が、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間の広さ以上であれば、その隙間に入り込んだ異物を溝１５ｂ２の中に入れることができるからである。
【００５３】
一方、溝１５ｂ１の幅がインペラ１５とケーシングカバー１４との隙間の広さよりも狭い場合でも、隙間に入り込んだ異物は溝１５ｂ１に嵌るため、異物をインペラ１５とケーシングカバー１４との隙間に挟まった状態から挟まれていない状態へと移すことができる。同様に、溝１５ｂ２の幅がインペラ１５とケーシングライナー１７との隙間の広さよりも狭い場合でも、隙間に入り込んだ異物は溝１５ｂ２に嵌るため、異物をインペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に挟まった状態から挟まれていない状態へと移すことができる。
【００５４】
また、上記実施形態において、第１対向部１４ａ、第２対向部１７ａには溝を設けてはいないが、これに限定されるものではない。例えば、第１肉厚部１５ａ１の外周までの距離が内周までの距離以下となる第１肉厚部１５ａ１の位置であって、ブレード１５ｅが接している第１肉厚部１５ａ１の外周よりも内側の第１肉厚部１５ａ１の位置に対向する第１対向部１４ａの位置に回転軸１８を円心とする円形の溝を設けてもよい。これにより、第１肉厚部１５ａ１に、第１肉厚部１５ａ１の外周までの距離が内周までの距離以下となる位置であって、ブレード１５ｅが接している第１肉厚部１５ａ１の外周よりも内側の位置に回転軸１８を円心とする円形の溝を設けた場合と同様の効果が得られるからである。
【００５５】
また、第１対向部１４ａに溝を設けた場合、溝の回転軸側の位置にスリットと、そのスリットを介して溝と連通するポケット部とを設けてもよい。これにより、第１肉厚部１５ａ１にスリット１５ｃ１とポケット部１５ｄ１とを設けた場合と同様の効果が得られるからである。なお、第１対向部１４ａにスリットを設ける場合、回転軸１８より上側にスリットを設けるのが望ましい。スリットを通って異物がポケット部に入る場合、重力を利用して異物をポケット部に落とすことができるからである。
【００５６】
同様に、第２肉厚部１５ａ２の外周までの距離が内周までの距離以下となる第２肉厚部１５ａ２の位置であって、ブレード１５ｅが接している第２肉厚部１５ａ２の外周よりも内側の第２肉厚部１５ａ２の位置に対向する第２対向部１７ａの位置に回転軸１８を円心とする円形の溝を設けてもよい。これにより、第２肉厚部１５ａ２に、第２肉厚部１５ａ２の外周までの距離が内周までの距離以下となる位置であって、ブレード１５ｅが接している第２肉厚部１５ａ２の外周よりも内側の位置に回転軸１８を円心とする円形の溝を設けた場合と同様の効果が得られるからである。
【００５７】
また、第２対向部１７ａに溝を設けた場合、溝の回転軸側の位置にスリットと、そのスリットを介して溝と連通するポケット部とを設けてもよい。これにより、第２肉厚部１５ａ２にスリット１５ｃ２とポケット部１５ｄ２とを設けた場合と同様の効果が得られるからである。なお、第２対向部１７ａにスリットを設ける場合、回転軸１８より上側にスリットを設けるのが望ましい。スリットを通って異物がポケット部に入る場合、重力を利用して異物をポケット部に落とすことができるからである。
【００５８】
上記実施形態において、第１肉厚部１５ａ１と第２肉厚部１５ａ２とに溝１５ｂ１、溝１５ｂ２が設けられているが、第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２、第１対向部１４ａ、第２対向部１７ａの少なくとも１つに溝が設けられていればよい。第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２、第１対向部１４ａ、第２対向部１７ａの少なくとも１つに溝が設けられていれば、第１対向部１４ａ又は第１肉厚部１５ａ１に溝を備える場合、ケーシングカバー１４とインペラ１５との間に挟まった異物がインペラ１５の回転によって溝まで移動すると、異物は溝に入る。これにより、ケーシングカバー１４とインペラ１５との隙間に異物が一旦挟まったとしても、ケーシングカバー１４とインペラ１５とによって挟まれた状態から挟まれていない状態へと異物を移すことができる。同様に、第２肉厚部１５ａ２又は第２対向部１７ａに溝を備える場合、インペラ１５とケーシングライナー１７との間に挟まった異物は第２肉厚部１５ａ２又は第２対向部１７ａに備えられた溝に入る。これにより、インペラ１５とケーシングライナー１７との隙間に異物が一旦挟まったとしても、インペラ１５とケーシングライナー１７とによって挟まれた状態から挟まれていない状態へと異物を移すことができる。
【００５９】
上記実施形態において、インペラ１５の回転軸１８を円心とする１条の円形の溝１５ｂ１、溝１５ｂ２とが設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、溝の形状をインペラ１５の回転軸１８を円心とする破線からなる円形の溝１５ｂ１としてもよい。溝を破線とすることで、第１肉厚部１５ａ１、第２肉厚部１５ａ２、第１対向部１４ａ、第２対向部１７ａの表面積を広くすることができるため、渦流をより確実に保護することができる。また、溝の数は１条に限定されるものではない。例えば、複数の同心円状の溝を設けてもよい。これにより、外周に近い側の溝に入ることができなかった異物がある場合でも、内周側の溝に入れることができる。更に、溝は回転軸１８を円心とする円形のものに限定されるものではない。例えば、溝は三角形等の多角形であってもよい。また、回転軸１８からずれた位置に円心を有する円であってもよい。
【００６０】
上記実施形態では、回転軸１８が水平方向に設けられた渦流ポンプ１を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、回転軸が垂直方向に設けられた渦流ポンプを用いてもよい。この場合、インペラとケーシングカバー、インペラとケーシングライナーとは、上下方向で対向する。そのため、インペラとケーシングカバーとのうち下側に設けられるものに溝を設け、インペラとケーシングライナーとのうち下側に設けられるものに溝を設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る渦流ポンプは、異物により流量や揚程が低下するのを抑制することができるものであるため、井戸などの異物を吸い込みやすい状況下で用いられる渦流ポンプ等として利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１    渦流ポンプ
２    ポンプ部
１０    モータ
１１    吸込口
１１ａ    ストレーナ
１２    吐出口
１３    ポンプケーシング
１３ｈ    貫通孔
１４    ケーシングカバー
１４ａ    第１対向部
１４ｂ    第１壁部
１４ｃ    第１流路形成部
１４ｄ    ポンプケーシング接触部
１４ｅ    中心部
１４ｆ    接触部
１５    インペラ
１５ａ１    第１肉厚部
１５ａ２    第２肉厚部
１５ｂ１，１５ｂ２    溝
１５ｃ１，１５ｃ２    スリット
１５ｄ１，１５ｄ２    ポケット部
１５ｅ    ブレード
１５ｆ    仕切部
１５ｇ１，１５ｇ２    固定部
１５ｘ    第１面
１５ｙ    第２面
１６    メカニカルシール
１７    ケーシングライナー
１７ａ    第２対向部
１７ｂ    第２壁部
１７ｃ    第２流路形成部
１７ｄ    舌部
１７ｈ    突出孔
１８    回転軸
１９    渦室
Ｗ    水
Ｗｉｎ    吸込口側水路
Ｗｏｕｔ    吐出口側水路
【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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