(57)【要約】      （修正有）【課題】ポンプケーシングの吸込み側の最適位置に空気吸引口を設けることによりキャビテーションの発生を抑制することができる６葉式２軸容積回転ポンプを提供する。【解決手段】吸込口部８と吐出口部９が設けられたロータケーシング７をポンプケーシング４内に配置し、ロータケーシング７内に収められた一対のロータ２５のロータ軸２６を、ポンプケーシング４の両側に夫々固定されたハウジングによって回転自由に支持して２軸容積回転ポンプｐを構成する。さらに、ロータ２５は、ロータ軸２６を中心として等角度間隔で放射方向に延びる６つの羽根２７が形成されていて、各羽根２７の回転方向における厚さを一定に形成すると共に当該羽根の頂部と谷部との間隔寸法を該厚さの３〜５倍に設け、ケーシング４の吸込み側に空気吸引口１６を設けた。【選択図】図２
0003170128.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
吸込口部と吐出口部が設けられたロータケーシングをポンプケーシング内に配置し、そのロータケーシング内に収められた一対のロータのロータ軸を、該ポンプケーシングの両側に夫々固定されたハウジングによって回転自由に支持した２軸容積回転ポンプであって、
前記ロータは、前記ロータ軸を中心として等角度間隔で放射方向に延びる６つの羽根が形成されていて、各羽根の回転方向における厚さを一定に形成すると共に当該羽根の頂部と谷部との間隔寸法を該厚さの３〜５倍に設け、前記ケーシングの吸込み側に空気吸引口を設けたことを特徴とする６葉式２軸容積回転ポンプ。
【請求項２】
前記空気吸引口が、前記吸込口部の正面に位置するように前記ポンプケーシングに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の６葉式２軸容積回転ポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、河川や湖沼等の閉鎖水域における汚染水の水質改善を行なう浄化装置に利用可能な６葉式２軸容積回転ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自吸式ポンプは、吸込口及び吐出口を有するケーシング内に羽根車を備え、ケーシング内に所定量の液体と気体を吸入した状態で羽根車を回転させることにより、ケーシング内で液体と気体とを撹拌しつつ揚液動作を行なう構造とされている。この自吸式ポンプにおいて、キャビテーションによる不快音が発生することがあるため、不快音の発生を抑制することが課題とされている。
【０００３】
特許文献１には、３葉ルーツロータを用いた汚水用ルーツポンプにおいて、ルーツロータの１２０°間隔に配置された凸円弧部間の凹円弧部に小径の連通口を軸心に向かって穿設して各連通口間を接続するように形成することにより、キャビテーション、ロータの凹円弧部と凸円弧部の間に水が閉じ込められる閉じ込み現象を防止する乃至緩和するための構造が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、自吸式ポンプにおいて、ケーシングの中心に対して羽根車の軸心を偏心させて配置し、羽根車の翼の側面に対向するケーシング内面のうち、翼の先端部とケーシング内面が最近接する部位の付近かつ翼の根元側に溝を設け或いは翼の側面に周方向に溝を設け、ケーシング内が液体で満たされた状態にてポンプの運転を続ける場合に、羽根車の根元部で生じる局所的な圧力低下を抑え、キャビテーションの発生を抑制するための構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８６４３５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６３８１９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
この考案の目的は、ポンプケーシングの吸込み側の最適位置に空気吸引口を設けることによりキャビテーションの発生を抑制することができる６葉式２軸容積回転ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために請求項１に記載の考案は、吸込口部と吐出口部が設けられたロータケーシングをポンプケーシング内に配置し、そのロータケーシング内に収められた一対のロータのロータ軸を、該ポンプケーシングの両側に夫々固定されたハウジングによって回転自由に支持した２軸容積回転ポンプであって、
前記ロータは、前記ロータ軸を中心として等角度間隔で放射方向に延びる６つの羽根が形成されていて、各羽根の回転方向における厚さを一定に形成すると共に当該羽根の頂部と谷部との間隔寸法を該厚さの３〜５倍に設け、前記ケーシングの吸込み側に空気吸引口を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記目的を達成するために請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の６葉式２軸容積回転ポンプにおいて、前記空気吸引口が、前記吸込口部の正面に位置するように前記ポンプケーシングに設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
ロータケーシングの吸込口部の正面に位置するポンプケーシングに空気吸引口を設けているので、液体と空気の同時吸引が可能となり、キャビテーションの発生を抑制することができる。
【考案の効果】
【００１０】
この６葉式２軸容積回転ポンプは、ロータの１回転当たりの容量が多いので大流量が得られ、低速回転ができることから騒音や振動が小さい。加えて、ポンプケーシングの吸込側に空気吸引口を設けているので、液体と空気の同時吸引が可能となり、キャビテーションの発生を抑制することができる。さらに、吸込み水量に対して５０％以上の吸込空気量を得ることができて、自吸性能が低下しないという優れた性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案に係る６葉式２軸容積回転ポンプの正面図
【図２】同、側面図
【図３】ポンプの要部の模式図
【図４】軸封部の説明図
【図５】ロータの回転角度を変化させて連続的に表した説明図
【図６】本考案に係るポンプを河川等の汚水浄化装置に利用した場合の説明図
【図７】実験１に供した本考案に係るポンプの説明図
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本考案の最良の形態例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
本考案に係る６葉式２軸容積回転ポンプ（以下、本考案に係るポンプともいう）ｐは、図２に示すように、吸込口部８を右方に吐出口部９を左方に対向状に設けたロータケーシング７を、ポンプケーシング４の内部に縦向きに配置している。ロータケーシング７の吸込口部８から上方の周壁部７ａとポンプケーシング４の吸込口５側の天部４ａとは、壁１０により連接されている。また、ロータケーシング７の中央下部７ｂとポンプケーシング４の底部４ｂとは、縦壁１１により連接されている。１２は縦壁１１に設けられたバイパス穴である。
【００１４】
１４，１４はポンプケーシング４の周壁に設けられたドレン用穴、１５はポンプケーシング４の天部４ａに設けられた給水穴である。１８はドレン用穴１４に夫々螺着されたキャップ、１９は給水穴１５に螺着されたキャップである。
【００１５】
１６はロータケーシング７の吸込口部８の正面に位置するように、ポンプケーシング４に設けられた空気吸引口である。
【００１６】
吸込口５には、逆止弁２０を介装して配管のためのフランジ金具２１が取り付けられている。また、吐出口６にも同様に、フランジ金具２２が取り付けられている。
【００１７】
図２に示すように、ロータケーシング７には、一対の６葉式ロータ２５，２５が収められている。ロータ２５のロータ軸２６は、ポンプケーシング４の両側に夫々固定されたハウジング３０，３１に装着したベアリング３２，３２により回転自由に支持するように設けられている。下方のロータ軸２６のハウジング３０から突出する一端にはプーリ（図示せず）を取付け、駆動モータ５５により伝動ベルト５７を介して該プーリを回転駆動するように設けられる。ロータ軸２６の他端にはタイミングギア３３を夫々固定し、それらのタイミングギア３３，３３を噛合するように設けている。３４はハウジング３１の開口部に取り付けたギアカバーである。
【００１８】
図３示すように、ロータ２５は、ロータ軸２６を中心として（６０度の）等角度間隔で放射方向に延びる６つの羽根（葉片）２７が一体状に形成され、各羽根２７の回転方向における厚さ（ｔ）を一定に形成して側面から見て直線形とすると共に当該羽根２７の頂部２７ａと谷部２７ｂとの間隔寸法（ｈ）を厚さ（ｔ）の３〜５倍に設けられる。そして、ロータ２５は、羽根２７の頂部２７ａとロータケーシング７の内面７ｃとの隙間を０．３ｍｍ程度に保って互いに反対方向に回転するように設けられている。
【００１９】
一方のロータ２５の羽根２７の頂部２７ａと他方のロータ２５の谷部２７ｂとの隙間は、最大で１ｍｍ程度となる。図５において、（２）・（３）及び（５）・（６）に示すロータ２５，２５の位置では、その隙間を設けることにより閉じ込み現象が発生しにくくなる。また、２つの羽根２７の頂部２７ａによりロータケーシング７の内面７ｃを閉じたときに生ずる室の容積が大きいことから、ロータ２５の１回転当たりの容量が多くなり、小型で大流量を得ることができる。
【００２０】
（軸封部）
図４に示すように、ロータ軸２６には、ウレタン製ショックゴム３７とシールリング３８とが６葉式ロータ２５の側端面に密着するように順に装着されている。３８ａはシールリング３８の外端面に設けられた金属製シールリングである。ベアリング３２の外輪３２ａの内側にはオイルシール４０が内装されたカラー３９を嵌着し、そのカラー３９の奥にフローティングシート４１を嵌着している。４１ａはフローティングシート４１の端面に設けられた金属製シールリングである。４２はフローティングシート４１の縮径部４１ｂに装着されると共にカラー３９の内端面に密着するように設けられたＯリングである。４３はショックゴム３７の内方に形成された段部３７ａと、シールリング３８の内端面の間に介装されたコイルスプリングである。４４はベアリング３２の外方でハウジング３０の内溝３０ｂに装着された止めリング、４５は止めリング４４の外方でハウジング穴３０ａに装着されたダストシールである。
【００２１】
しかして、シールリング３８の金属製シールリング３８ａと、フローティングシート４１の金属製シールリング４１ａとをコイルスプリング４３の弾力で接触させることにより軸封を施すメカニカルシールが構成される。なお、他方のハウジング３１側についても、同様のメカニカルシールによる軸封が施されている。
【００２２】
図５には、本考案に係るポンプ（ｐ）のロータ２５の回転角度を１０度毎に変化させて連続的に表した状態を示す。
吸込側と吐出側の間におけるロータケーシング７の内面７ｃに対して最大で４つの羽根２７が同時に閉じて３つの室が生ずることから、室間における流体の内部漏れが少ない。
【００２３】
以上により、ロータ２５，２５の回転作用により吸込口５から吸い込まれる流体とポンプケーシング４の吸込側に設けた空気吸引口１６から吸引される空気を圧縮して、吐出口６から気液混合気体を吐出する本考案に係る６葉式２軸容積回転ポンプ（ｐ）が構成される。
【００２４】
（本考案に係るポンプの利用例）
本考案に係る６葉式２軸容積回転ポンプ（ｐ）の利用例を図面に基づいて説明する。
図６に示す汚水浄化装置Ａは、河川や湖沼等の特に閉鎖水域の汚染された場所において、本考案のポンプ（ｐ）により吸い込まれる水に空気を混合させて水中に微細気泡を吹き込むことにより、水質を改善するために使用される。
【００２５】
詳しくは、閉鎖水域に浮かべた小型船（ｂ）に設けられた機台５１上に、汚水浄化装置Ａを構成する本考案の６葉式２軸容積回転ポンプ（ｐ）と、これを駆動する駆動モータ５５が設置されている。ポンプ（ｐ）の吸込み側のフランジ金具２１には、先端にストレーナ６１を取り付けた吸入管６０が接続され、吐出側のフランジ金具２２には排出管６５が接続されている。６２は吸入管６０に介装された開閉弁、６６は排出管６５に介装された開閉弁である。また、ポンプ（ｐ）のポンプケーシング４に設けた空気吸引口１６には、外気を導入するための空気導入管６３が接続されている。６４は空気導入管６３に介装された開閉弁である。
【００２６】
本考案に係るポンプ（ｐ）は、水と空気を同時に吸引することによって各羽根２７の回転方向の背面側に吸込負圧による局部真空が発生しても、キャビテーション音の発生は抑制され、吐出側の圧力により瞬間的に室内に閉じ込められた気泡が微細化される。しかして、汚水浄化装置Ａにおいて、ポンプ（ｐ）から放出されて水中に溶解する空気は微細気泡となって長期間にわたり拡散しないことを本件出願人は実験により確認している。
【００２７】
（実験１）
本考案の６葉式２軸容積回転ポンプ（ｐ）について、図７に示すように、空気吸引口をケーシングの各所に設けてキャビテーションの抑制効果を調べた。
（条件）
本考案に係るポンプ
口径：１５０ｍｍ
回転数：７２５〜５６０ｒｐｍ
モータ出力：５．５ｋＷ
吐出水量：１２００〜４５０ｌ／ｍｉｎ
吸込空気量：１００〜２００ｌ／ｍｉｎ
【００２８】
【表１】
0003170128.tif 000003
【００２９】
実験の結果、空気吸引口を図７に示す（ａ）の箇所、即ちロータケーシング７の吸込口部８の正面に対向するポンプケーシング４の位置、から空気を導入する場合がキャビテーション音の発生が最も少ないことが確認された。
【符号の説明】
【００３０】
ｐ・・・本考案の６葉式２軸容積回転ポンプ
４・・・ポンプケーシング
７・・・ロータケーシング
８・・・吸込口部
９・・・吐出口部
１６・・・空気吸引口
２５・・・ロータ
２６・・・ロータ軸
２７・・・羽根
２７ａ・・・頂部
２７ｂ・・・谷部
３０，３１・・・ハウジング
【図１】
0003170128.tif 000004
【図２】
0003170128.tif 000005
【図３】
0003170128.tif 000006
【図４】
0003170128.tif 000007
【図５】
0003170128.tif 000008
【図６】
0003170128.tif 000009
【図７】
0003170128.tif 000010