(57)【要約】【課題】ポンプケーシングと羽根車との隙間に泥やゴミ等の異物が浸入して溜ることによる不都合、即ち、摺動部への異物の噛み込みによる摺動部の損傷やポンプ故障等が、高価な別手段を要することなく、簡単で廉価な手段として有する遠心ポンプを提供する。【解決手段】羽根車２と、これを回転自在に収容するポンプケーシング３と、羽根車２の中心部に対向して開口するポンプケーシング３に形成される流体の吸入口４と、羽根車２の回転軸心Ｘに対する横方向に開口するポンプケーシング３に形成される流体の吐出口５と、を有して構成される遠心ポンプにおいて、羽根車２は、軸心Ｘ回りに配置形成される複数の羽根７と、これら羽根７を吸入口側端において連結一体化する略円盤状の先端シュラウド８とを有して構成されるとともに、先端シュラウド８の外周部先端８Ａとポンプケーシング３とに亘って形成される摺動部Ｓを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と、この羽根車を回転自在に収容するポンプケーシングと、流体の吸入口と、前記ポンプケーシングに形成される流体の吐出口と、を有して構成される遠心ポンプであって、
前記羽根車は、吸入口側端に形成された先端シュラウドと、前記先端シュラウドの外周端と前記ポンプケーシングとに亘って形成される摺動部が装備されている遠心ポンプ。
【請求項２】
前記羽根車は、その軸心回りに配置される単数又は複数の羽根と、前記羽根を吸入口側端の逆側において連結一体化する基端シュラウドが形成されている請求項１に記載の遠心ポンプ。
【請求項３】
前記羽根車は、前記軸心方向に開口し、流体を吸い込む吸込み口と、前記軸心に対して横方向に吐出する吐出し口とを備えた管状流路から成る請求項１に記載の遠心ポンプ。
【請求項４】
前記軸心が上下向きであって、前記吸入口が前記ポンプケーシングの下端において下向きに形成され、かつ、前記吐出口が前記ポンプケーシングの横外側に位置するように、前記軸心が上下向きの立軸型に構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水ポンプ設備や水中ポンプ等に適用される遠心ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の遠心ポンプの構造としては、特許文献１において開示される立軸型のものが知られており、羽根車と、この羽根車を回転自在に収容するポンプケーシングと、流体の吸入口と、ポンプケーシングに形成される流体の吐出口と、を有して構成されている。羽根車は、複数の羽根と、それら羽根を流体の案内面ともなるようにそれらの上下端において連結一体化する上下のシュラウドと、を有するとともに、下シュラウドの下端外周部とポンプケーシングとに亘って形成される摺動部が設けられている。
【０００３】
前記摺動部は、ポンプ効率を維持するために設けられているが、雨水等のポンピング対象流体に混じるゴミや泥等の異物が、羽根車とポンプケーシングとの隙間からポンプケーシング内に浸入し、摺動部近傍のポンプケーシング内にそれらが堆積することがある。
【０００４】
つまり、ポンプケーシング内においてゴミ等の異物が羽根車の外周端とポンプケーシングとの間の隙間から吸入口側に浸入すると、一旦浸入したゴミや泥は、摺動部の存在によってケーシング外に排出され難くなっており、ポンプケーシング内に留まって堆積してしまうのである。
【０００５】
そこで、特許文献１において開示されるように、ポンプケーシングの吸入口部分に高さレベルが最も低くなるポケット部を形成するとともに、そのポケット部から下方の外部に連通する土砂流出孔を複数箇所に形成し、それら土砂流出孔に開閉弁を設ける対策手段が開発されている。この対策手段によれば、ポンプの運転中の一定時間ごとに複数の開閉弁を開くことにより、ポンプケーシング内、即ちポンプケーシングと下側シュラウドとの間に形成される周状隙間空間に溜っている泥やゴミを定期的に排出させることができる。これにより、摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障を回避させることが可能になる、と記載されている。
【特許文献１】特開２００２−０８９４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、開閉弁を開けば浸入及び堆積している土砂等を排出できるであろうが、そのためには複数の開閉弁及びその駆動操作機構、並びに経時手段等を含む制御装置が必要であり、コスト的な問題がある。そればかりか、弁の開閉頻度によっては、開閉弁が開くまでの間は、ゴミや異物が次第にポンプケーシング内に堆積してゆくことになって溜ったままの状態になるので、結局は前記の不都合（摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障）が解消されないおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、ポンプケーシング内にこれと羽根車との隙間から泥やゴミ等の異物が堆積したりして停滞することによる不都合、即ち、摺動部への異物の噛み込みによる損傷やポンプ故障の発生を、開閉弁や制御装置を伴う高価な別手段を設けることなく、簡単で廉価な手段で低減することができる遠心ポンプを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、羽根車２と、この羽根車２を回転自在に収容するポンプケーシング３と、流体の吸入口４と、前記ポンプケーシング３に形成される流体の吐出口５と、を有して構成される遠心ポンプにおいて、
前記羽根車２は、吸入口側端に形成された先端シュラウド８と、前記先端シュラウド８の外周端８Ａと前記ポンプケーシング３とに亘って形成される摺動部Ｓが装備されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の遠心ポンプにおいて、前記羽根車２は、その軸心Ｘ回りに配置される単数又は複数の羽根７と、前記羽根７を吸入口側端の逆側において連結一体化する基端シュラウド６が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の遠心ポンプにおいて、前記羽根車２は、前記軸心Ｘ方向に開口し、流体を吸い込む吸込み口２ａと、前記軸心Ｘに対して横方向に吐出する吐出し口２ｂとを備えた管状流路２０から成ることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の遠心ポンプにおいて、前記軸心Ｘが上下向きであって、前記吸入口４が前記ポンプケーシング３の下端において下向きに形成され、かつ、前記吐出口５が前記ポンプケーシング３の横外側に位置するように、前記軸心Ｘが上下向きの立軸型に構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、通常は、先端シュラウドの吸入口側端部（内周側先端部又は内周側先端側部）とポンプケーシングとに亘って形成される摺動部を、先端シュラウドの外周側端とポンプケーシングとに亘って形成してあるから、先端シュラウドの吸入口と逆側端に摺動部が位置することになり、上流側の先端シュラウドの吸入口側端部は開放される状態になる。従って、先端シュラウドとポンプケーシングとの間に形成される周状隙間部分にうず巻き室側からゴミや泥等の異物が浸入すること自体が生じ難くなるとともに、異物が入るようなことがあっても、それらの異物は周状隙間部分の上流側端から容易に排出されるようになって留まり続けることや堆積することが無いので、摺動部の損傷やポンプ故障等の不都合が回避されるようになる。
【００１３】
つまり、遠心ポンプが、周状隙間部分の上流側は開放端となって異物の排出が自由に行いうる構成となるから、従来のように高圧のうず巻き室から周状隙間部分に侵入した異物が、摺動部が邪魔して排出不能となることはない。そして、うず巻き室と周状隙間部分との圧力差により、その開放端から容易に排出可能になる。
【００１４】
その結果、ポンプケーシング内にこれと羽根車との隙間から泥やゴミ等の異物が堆積したりして停滞することによる不都合、即ち、摺動部への異物の噛み込みによる摺動部の損傷やポンプ故障が、開閉弁や制御装置を伴う高価な別手段を設けることなく、簡単で廉価な手段として実現できる改善された遠心ポンプを提供することができる。
【００１５】
請求項２の発明は、先端シュラウドに加えて基端シュラウドが装備されるクローズド型の羽根車を有する遠心ポンプであるから、効率良くポンプ作動するものでありながら、泥やゴミ等の異物が周状隙間部分等のポンプケーシング内に留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
【００１６】
請求項３の発明は、軸心方向に開口して流体を吸い込む吸込み口と、軸心に対して横方向に吐出する吐出し口とを備えた管状流路から成る羽根車を有する遠心ポンプであるから、大きな異物の通過性を確保しながら、泥やゴミ等の異物が周状隙間部分等のポンプケーシング内に留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
【００１７】
請求項４の発明のように、遠心ポンプが、その回転軸心が上下に向く立軸型である場合には、周状隙間部分の最上端に摺動部が位置しているから、ポンプケーシング内部における羽根車からの吐出流体を受止める箇所である周状隙間部分よりも高圧のうず巻き室（図１参照）側から周状隙間部分に浸入することが生じ難くなる。そして、仮に周状隙間部分に異物が浸入しても、周状隙間部分の最下端が開放されていて重力によって自然に排出されるようになるから、一時的に浸入することがあっても留まり続けたり堆積するおそれが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明による遠心ポンプの実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は立軸型うず巻きポンプの要部の構造を示す断面図、図２はシール部を示す断面図、図３，４はポンプケーシングの違いによる実施例２，３のうず巻きポンプを示す要部の断面図、図５〜７は摺動部の別構造を示す要部の断面図、図８は羽根車の別構造図である。
【００１９】
〔実施例１〕
実施例１による遠心ポンプＰは、図１に示すように、立軸型のうず巻きポンプＰであって、本体ケース０に収容される上下向きの主軸１の下端に装着される羽根車２と、この羽根車２を回転自在に収容するポンプケーシング３と、羽根車２の中心部に対向して下方に開口する状態でポンプケーシング３の下端部に形成される流体の吸入口４と、羽根車２の回転軸心Ｘに対する横方向に開口する状態となるようにポンプケーシング３の横外側に形成される流体の吐出口５と、を有して構成されている。主軸１は、電動モータやエンジン等の原動機９によって駆動回転されるように構成されている。
【００２０】
羽根車２は、主軸１に相対回転不能にボルト止めされるボス部６ａを有する略円盤状の基端側シュラウド６と、軸心Ｘの周囲に均等角度ごとに配される複数のポンプ羽根７と、これらポンプ羽根７を吸入口側端において連結一体化する略円盤状の先端シュラウド８とを一体形成によって有するクローズド型のものに構成されている。先端シュラウド８は、厚肉で９０度に湾曲する断面形状を呈しており、ポンプケーシング３の吸入口４に内嵌するような流体吸込み用の吸込み口２ａが形成されている。基端側及び先端側の各シュラウド６，８と、周方向で隣合うポンプ羽根７，７の外径側端とで囲まれる吐出し口２ｂが、軸心Ｘの周囲に複数形成される状態になっている。
【００２１】
ポンプとしての下端に位置するポンプケーシング３は、上下方向視で円形を呈する前述の吸入口４、この下向きの吸入口４の周囲に形成されるフランジ状の取付座１１、取付座１１から立ち上がって先端シュラウド８に添うように湾曲する断面形状を呈する絞りケース部１２、ほぼポンプケーシング３の内側空間部における羽根車２を除いた部分、即ち、複数の吐出し口２ｂから吐出される流体を受止めて横向きの吐出口５に案内するうず巻室１０、を有する渦巻状のものに構成されている。うず巻きポンプでは、クローズド型の羽根車２の各吐出し口２ｂ即ち全周から吐出された水等の流体をうず巻室１０で受取るとともに周方向に導いて速やかに吐出口５へ流す。
【００２２】
上述の構成によれば、原動機９で主軸１を駆動回転してうず巻きポンプＰを駆動させると、雨水等の流体は羽根車２の回転によって吸込口４から羽根車２の中心部に吸込まれ、羽根車２とともに回転して遠心力により羽根車２の全周（即ち吐出し口２ｂ）から吐出され、その吐出された流体はうず巻室１０で受取られるとともに案内されて吐出口５へと導かれ、吐出されるのである。
【００２３】
図１，図２に示すように、先端シュラウド８の外周部先端８Ａとポンプケーシング３における絞りケース部１２の上端部とに亘って形成される摺動部Ｓが装備されている。摺動部Ｓは、絞りケース部１２に内嵌装備される外側ライナーリング１３と、外周部先端８Ａに外嵌装備される内側ライナーリング１４とを、外側ライナーリング１３の内周面１３ａと内側ライナーリング１４の外周面１４ａとが極めて近接された状態で対向されるように配置することで構成されている。内外のライナーリング１４，１３は共に軸心Ｘを中心とする同心状の筒状面を備えている。
【００２４】
絞りケース部１２の上端部（ポンプケーシング３の下端部）には、外側ライナーリング１３の下方への抜け止めを行う受止め壁部１２ａが形成されている。また、先端シュラウド８の外周部先端８Ａには、断面が略Ｌ字形状を呈する内側ライナーリング１４の上方への抜け止めを行う周状切欠き部８ｂが形成されている。
【００２５】
従って、排水動作に伴って泥やゴミ等を一緒に吸込むことにより、先端シュラウド８と絞りケース部１２との間の周状隙間部分（ポンプケーシング３の内側空間部分でもある）１５に泥やゴミ等の異物が入ったとしても、その周状隙間部分１５は下端開放空間であって重力によって自然に抜け落ちるようになるから、一時的に浸入することはあっても、留まることや堆積することは生じないようになる。実施例１の立軸型のポンプでは、周状隙間部分１５の上端に摺動部Ｓが装備されているので、うず巻き室側から異物が入り込むことは生じ難く、入るとすれば重力に逆らって下側から上向きに移動して入るしかないから、構造的にも泥やゴミ等の異物が入り難い利点を有している。
【００２６】
〔実施例２〕
実施例２による遠心ポンプは、図３に示すように、基本的には図１に示す実施例１の立軸型うず巻きポンプと同じであり、ポンプケーシング３の下部の形状が異なるのみである。即ち、ポンプケーシング３は、うず巻き室１０を有する本体ケーシング部３Ａと、その円環状の底面３ａに取り付けられる下部ケーシング３Ｂとから構成されている。下部ケーシング３Ｂは、本体ケース部３Ａにボルト止めされる円環形状のフランジ部１６と、直線筒状の吸入ケース部１７とで成り、吸入ケース部１７の下端が大口径の吸入口４を形成している。尚、摺動部Ｓは図２に示す構造と同等に構成されている。また、下部ケーシング３Ｂは、フランジ部１６と吸入ケース部１７とが一体形成される構成でも、ボルト等の一体化手段によってフランジ部１６と吸入ケース部１７とが一体化される構成でも良い。
【００２７】
実施例２の構造では、周状隙間部分１５は、その下端が大きく開放される大空間になる。従って、周状隙間部分１５に泥や異物が一時的にも浸入し難いとともに、実施例１の構造に比べて遥かに下方に排出され易く、事実上、周状隙間部分１５に異物が入るとか堆積するに関する問題が一掃されるものとなっている。また、実施例２の遠心ポンプＰでは、軸心Ｘが水平に向く横軸型のポンプとして使用しても、吸入ケース部１７上に異物が残ることはあっても、横に移動して排出され易いものであるから、摺動部Ｓ等の摺動部に異物が噛み込むようなことは生じ難い。
【００２８】
〔実施例３〕
実施例３よる遠心ポンプは、図４示すように、基本的には図１に示す実施例１の立軸型うず巻きポンプと同じ構造であり、ポンプケーシング３の下部の形状が異なるのみである。即ち、ポンプケーシング３は、図３に示す実施例２のものの下部ケーシング３Ｂを省略した構成であって、摺動部Ｓを支持する部分である本体ケース部３Ａと同等のものだけで構成されている。従って、その底面３ａ（図３の底面３ａと同じ）がケーシングとしての最下端となる。この場合、吸入口４は羽根車２に、具体的には先端シュラウド８の吸込み口２ａで構成されている。シール部Ｓは、実施例１や２のものと同じであり、先端シュラウド８の外周部先端８Ａとポンプケーシング３の下端部とに亘って形成されている。
【００２９】
この場合は、ポンプケーシング３における先端シュラウド８を覆うような部分が存在しないので、図１，２に示されるような周状隙間部分１５に泥やゴミ等の異物が浸入するとか溜るといった不都合が根本的に生じない遠心ポンプとなる。
【００３０】
次に、摺動部の幾つかの別構造を、例として図４に示す構造の遠心ポンプに適用した場合について簡単に説明する。別構造その１の摺動部Ｓは、図５に示すように、ポンプケーシング３の下端内周部に、断面がＬ字形状の外側ライナーリング１３を設け、先端シュラウド８の外周面８ａと外側ライナーリング１３の内周面１３ａとが極めて近接して対向配置されるように構成されている。
【００３１】
別構造その２のシール部Ｓは、図６に示すように、ポンプケーシング３の下端内周部に、断面が矩形の外側ライナーリング１３を設け、先端シュラウド８の外周面８ａと外側ライナーリング１３の内周面１３ａとが極めて近接して対向配置されるように構成されている。但し、ポンプケーシング３の下端には、外側ライナーリング１３を下方から支える周状の抜け止め部１８が形成されている。別構造その３は、図７に示すように、図６に示す別構造２のものにおいて、外側ライナーリング１３の内周面１３ａに上下複数段の周溝１９を形成したものである。この周溝１９により、ラビリンス部を有する摺動部Ｓに形成されている。
【００３２】
〔別実施例〕
図３，４に示す遠心ポンプを、その主軸１の回転軸心Ｘが横向きとなり、うず巻き室軸心Ｙが上下向きとなるように配置される横軸型のものとしても良い。図３の遠心ポンプを横軸型にした場合は、周状隙間部分１５に吸入口４側から異物が入る可能性はあるが、うず巻き室と周状隙間部分との圧力差により、その大きく開いた開放端からする容易に外部排出され易い状態にあり、留まり続けたり堆積したりは生ぜず、従って浸入異物の摺動部への噛み込みによる損傷のおそれは少なくなる。また、図４に示すように、ポンプケーシングにおける先端シュラウドを覆う部分が省略された構造の遠心ポンプでは、立軸型の場合と同様に異物の滞留がまず生じないので、従ってそれに起因した問題も発生しないものとなっている。さらに、先端シュラウドの外側端の周面ではなく、外側端の下面を摺動部としても良い。
【００３３】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、軸心Ｘ方向に開口して流体を吸い込む吸込み口２ａと、軸心Ｘに対して横方向に吐出する吐出し口２ｂとを備えた管状流路２０から成る羽根車（請求項３に相当）、いわゆるノンクロッグ型羽根車２を有する遠心ポンプも可能である。この場合でも先端シュラウド８の外周端に摺動部Ｓが形成される。尚、吐出し口２ｂは一つでも複数であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】立軸型うず巻きポンプの要部の構造を示す断面図（実施例１）
【図２】図１における摺動部を示す拡大断面図
【図３】うず巻きポンプの要部の構造を示す断面図（実施例２）
【図４】うず巻きポンプの要部の構造を示す断面図（実施例３）
【図５】図４における摺動部の第１別構造を示す拡大断面図
【図６】図４における摺動部の第２別構造を示す拡大断面図
【図７】図４における摺動部の第３別構造を示す拡大断面図
【図８】ノンクロッグ型の羽根車を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ線断面図
【符号の説明】
【００３５】
２          羽根車
２ａ        吸込み口
２ｂ        吐出し口  
３          ポンプケーシング
４          吸入口
５          吐出口
６          基端シュラウド
７          羽根
８          先端シュラウド
８Ａ        外周部先端
２０        管状流路
Ａ          遠心ポンプ
Ｘ          羽根車の回転軸心
Ｓ          摺動部
【図１】
2008232121.tif 000003
【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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