(57)【要約】【課題】羽根車に取り付けられた蓋とケーシングとの間の空間における空気の滞留を抑制する。【解決手段】遠心ポンプ１０は、ポンプ室２６を有するケーシング１２と、ポンプ室２６内に配置され、吸入孔２９、吐出孔３４、内部流路３５および上端部に軸方向に窪んだ凹部３３とが形成されており、軸線Ｌとして回転可能な略円筒状の羽根車本体１１ａと、羽根車本体１１ａの上端面１１ａ１よりも下方に位置し、凹部３３を覆うように羽根車本体１１ａの上端部に取り付けられた蓋１１ｂと、を有する羽根車１１と、羽根車１１を回転させる水中モータ１３と、を備えている。ケーシング１２の上端壁１２ｃには、ポンプ室２６内のケーシング１２の上端壁１２ｃと蓋１１ｂとの間の空間３３ｂに開口する連通孔１２ｃ１が形成されている。【選択図】図２
2008202587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に略円柱状のポンプ室が区画形成されると共に、下端壁に前記ポンプ室に開口する吸入孔が形成される一方、側壁に前記ポンプ室に開口する吐出孔が形成されたケーシングと、
前記ポンプ室内に配置され、下端面に開口し、前記ケーシングの吸入孔に連通する吸入孔と、外周面に開口する吐出孔と、前記吸入孔と前記吐出孔とを連通させる平面視渦巻き状の内部流路と、上端面から軸方向に窪んだ凹部とが形成されており、軸方向に延びる中心軸を軸線として回転可能な略円筒状の羽根車本体と、前記羽根車本体の上端面よりも下方に位置し、前記凹部を覆うように前記羽根車本体の上端部に取り付けられた蓋と、を有する羽根車と、
前記羽根車を回転させるモータと、
を備え、
前記ポンプ室は、その上端部における直径が前記羽根車の上端部の直径と略同一であると共に、その下端部における直径が前記羽根車の下端部の直径と略同一である一方、前記上端部と前記下端部との間の中央部における直径が前記羽根車の中央部の直径よりも大きく、かつ高さが前記羽根車の高さと略同一に形成されており、
前記ケーシングの上端壁には、前記ポンプ室内の前記ケーシングの上端壁と前記蓋との間の空間に開口する連通孔が形成されている遠心ポンプ。
【請求項２】
内部に略円柱状のポンプ室が区画形成されると共に、下端壁に前記ポンプ室に開口する吸入孔が形成される一方、側壁に前記ポンプ室に開口する吐出孔が形成されたケーシングと、
前記ポンプ室内に配置され、下端面に開口し、前記ケーシングの吸入孔に連通する吸入孔と、外周面に開口する吐出孔と、前記吸入孔と前記吐出孔とを連通させる平面視渦巻き状の内部流路と、上端面から軸方向に窪んだ凹部とが形成されており、軸方向に延びる中心軸を軸線として回転可能な略円筒状の羽根車本体と、前記羽根車本体の上端面よりも下方に位置し、前記凹部を覆うように前記羽根車本体の上端部に取り付けられた蓋と、を有する羽根車と、
前記羽根車を回転させるモータと、
を備え、
前記ポンプ室は、その上端部における直径が前記羽根車の上端部の直径と略同一であると共に、その下端部における直径が前記羽根車の下端部の直径と略同一である一方、前記上端部と前記下端部との間の中央部における直径が前記羽根車の中央部の直径よりも大きく、かつ高さが前記羽根車の高さと略同一に形成されており、
前記ケーシングの上端壁には、最も前記軸線寄りの端部が、前記凹部の前記軸線から最も離れた端部よりも前記軸線寄りに位置し、前記ポンプ室に開口する連通孔が形成されている遠心ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された遠心ポンプにおいて、
前記蓋には、前記蓋と前記羽根車本体との間に区画形成された区画室の内外を連通させる１または複数の連通孔が形成されている遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の形態の遠心ポンプの羽根車が知られている。例えば、その一例として、特許文献１等には、図２０に示す遠心ポンプ１００に使用されるノンクロッグタイプの羽根車１１１が開示されている。羽根車１１１のようなノンクロッグタイプの羽根車は、汚水槽等の汚水排出用の遠心ポンプに適している。ノンクロッグタイプの羽根車を用いることによって、遠心ポンプ１００に固形物が詰まることなく排出されるためである。
【０００３】
図２０に示すように、羽根車１１１は、略円筒形状の羽根車本体１１１ａを備えている。羽根車本体１１１ａの一端には、吸込口１２９が形成されている。羽根車本体１１１ａの側面には、吐出孔(図示せず)が形成されている。羽根車本体１１１ａの内部には、軸方向から視て渦巻き状の内部流路１３５が形成されている。この内部流路１３５によって、吸込口１２９と吐出孔とがつながれている。
【０００４】
この羽根車１１１は、回転軸に対して非軸対称である。このため、羽根車１１１は、静止時における静的バランスや、気中回転時における動的バランス（以下、「機械的バランス」という。）が十分にはとれない。したがって、組立作業性の低下や、回転時の振動が引き起こされる虞がある。そこで、一般的に、羽根車１１１のようなノンクロッグタイプの羽根車では、重量の大きい箇所を削ること等により、機械的バランスが保たれている。つまり、羽根車１１１の軸線周りにおいて、比較的重量が大きい箇所の一方の端面に重量バランス調整用の凹部１３３を形成することで、羽根車１１１の軸線周りの重量バランスを保っている。
【０００５】
通常、重量バランス調整用凹部１３３は、蓋１１１ｂにより覆われている。重量バランス調整用凹部１３３と蓋１１１ｂとの間には、区画室１５１が形成されている。重量バランス調整用凹部１３３により流体の流れが乱れることに起因する動力損失を抑制するためである。しかし、蓋１１１ｂによって重量バランス調整用凹部１３３を気密に覆って、区画室１５１に外部から水が侵入しないようにした場合、蓋１１１ｂに大きな圧力がかかる。このため、蓋１１１ｂの強度を高く設定しなければならない。このことに鑑み、通常、蓋１１１ｂには、区画室１５１に連通する連通孔(図示せず)が形成されている。そうすると、連通孔を介して区画室１５１に水が流入するため、蓋１１１ｂにかかる圧力を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００６−２９１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のように、汚水槽等の汚水排出用の遠心ポンプ１００では、ポンプ室１２６に固形物が吸入されることがある。この固形物がポンプ室１２６に留まることなく、ポンプ室１２６に吸入された後、ポンプ室１２６から直ちに吐出されるように、ポンプケーシング１１２と羽根車１１１との間のクリアランスＣは、図２０に示すように、羽根車１１１が回転するのに必要な最小限にとどめられている。例えば、蓋１１１ｂが取り付けられた羽根車本体１１１ａの端面とケーシングとの間の間隔Ｃ１も、羽根車１１１が回転するために必要最小限の大きさにとどめられている。
【０００７】
このため、例えば、蓋１１１ｂが羽根車本体１１１ａの端面と同じか、または羽根車本体１１１ａの端面よりも出っ張っていると、蓋１１１ｂがポンプケーシング１１２の内壁に摺動し、羽根車１１１の回転抵抗が生じるばかりか、ポンプケーシング１１２の内壁および蓋１１１ｂが摩耗してしまう。したがって、蓋１１１ｂは、羽根車本体１１１ａの端面よりも内側に取り付けられていることが好ましい。言い換えれば、蓋１１１ｂがポンプケーシング１１２の内壁から隔離するように羽根車１１１に取り付けることが好ましい。
【０００８】
ところが、蓋１１１ｂを羽根車本体１１１ａの端面よりも内側に取り付けて、蓋１１１ｂとポンプケーシング１１２の内壁とを離間させた場合、蓋１１１ｂとポンプケーシング１１２の内壁との間に、空間Ｓが形成される。そして、区画室１５１から放出された空気がその空間Ｓに溜まってしまう。この空間Ｓは、蓋１１１ｂ、ポンプケーシング１１２の内壁および羽根車本体１１１ａによって外部と実質的に隔離されている。このため、この空間Ｓに溜まった空気は、空間Ｓ外に排出されにくく、この空間Ｓにとどまり続ける虞がある。この蓋１１１ｂとポンプケーシング１１２の内壁との間の空間Ｓに空気が溜まると、遠心ポンプ１００の振動が大きくなるという問題が生じる。また、遠心ポンプ１００のエネルギー効率が低下するなど、遠心ポンプ１００の性能が劣化するという問題も生じる。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、羽根車に取り付けられた蓋とケーシングとの間の空間における空気の滞留を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る第１の遠心ポンプは、ケーシングと、羽根車と、羽根車を回転させるモータと、を備えている。ケーシングの内部には、略円柱状のポンプ室が区画形成されている。ケーシングの下端壁には、吸入孔が形成されている。ケーシングの側壁には、吐出孔が形成されている。ケーシングの吸入孔およびケーシングの吐出孔は、ポンプ室に開口している。
【００１１】
羽根車は、略円筒状の羽根車本体と、蓋とを有する。羽根車本体は、ポンプ室内に配置されている。羽根車本体には、羽根車本体の下端面に開口する吸入孔が形成されている。羽根車本体には、羽根車本体の外周面に開口する吐出孔が形成されている。羽根車本体には、吸入孔と吐出孔とを連通させる平面視渦巻き状の内部流路が形成されている。羽根車本体には、上端面から軸方向に窪んだ凹部が形成されている。羽根車本体は、軸方向に延びる中心軸を軸線として回転可能である。蓋は、羽根車本体の上端面よりも下方に位置する。蓋は、凹部を覆うように羽根車本体の上端部に取り付けられている。
【００１２】
ポンプ室は、ポンプ室の上端部における直径が羽根車の上端部の直径と略同一である。ポンプ室は、ポンプ室の下端部における直径が羽根車の下端部の直径と略同一である。ポンプ室は、ポンプ室の上端部と下端部との間の中央部における直径が羽根車の中央部の直径よりも大きい。ポンプ室の高さは羽根車の高さと略同一である。
【００１３】
本発明に係る第１の遠心ポンプでは、ケーシングの上端壁には、連通孔が形成されている。連通孔は、ポンプ室内のケーシングの上端壁と蓋との間の空間に開口している。
【００１４】
上記構成によれば、蓋とケーシングの上端壁との間の空間の空気は、その連通孔から排出される。したがって、蓋とケーシングの上端壁との間の空間に空気が滞留することが効果的に抑制される。その結果、遠心ポンプの振動を抑制することができる。遠心ポンプのエネルギー効率などに代表される遠心ポンプの性能を向上することができる。
【００１５】
本発明に係る第２の遠心ポンプは、ケーシングと、羽根車と、羽根車を回転させるモータと、を備えている。ケーシングの内部には、略円柱状のポンプ室が区画形成されている。ケーシングの下端壁には、吸入孔が形成されている。ケーシングの側壁には、吐出孔が形成されている。ケーシングの吸入孔およびケーシングの吐出孔は、ポンプ室に開口している。
【００１６】
羽根車は、略円筒状の羽根車本体と、蓋とを有する。羽根車本体は、ポンプ室内に配置されている。羽根車本体には、羽根車本体の下端面に開口する吸入孔が形成されている。羽根車本体には、羽根車本体の外周面に開口する吐出孔が形成されている。羽根車本体には、吸入孔と吐出孔とを連通させる平面視渦巻き状の内部流路が形成されている。羽根車本体には、上端面から軸方向に窪んだ凹部が形成されている。羽根車本体は、軸方向に延びる中心軸を軸線として回転可能である。蓋は、羽根車本体の上端面よりも下方に位置する。蓋は、凹部を覆うように羽根車本体の上端部に取り付けられている。
【００１７】
ポンプ室は、ポンプ室の上端部における直径が羽根車の上端部の直径と略同一である。ポンプ室は、ポンプ室の下端部における直径が羽根車の下端部の直径と略同一である。ポンプ室は、ポンプ室の上端部と下端部との間の中央部における直径が羽根車の中央部の直径よりも大きい。ポンプ室の高さは羽根車の高さと略同一である。
【００１８】
本発明に係る第２の遠心ポンプでは、ケーシングの上端壁には、ポンプ室に開口する連通孔が形成されている。連通孔の最も軸線寄りの端部が、凹部の軸線から最も離れた端部よりも軸線寄りに位置している。
【００１９】
上記構成の遠心ポンプでは、蓋とケーシングの上端壁との間の空間に、連通孔の少なくとも一部が開口している。よって、蓋とケーシングの上端壁との間の空間の空気は、その連通孔から排出される。したがって、蓋とケーシングの上端壁との間の空間に空気が滞留することが効果的に抑制される。その結果、遠心ポンプの振動を抑制することができる。遠心ポンプのエネルギー効率などに代表される遠心ポンプの性能を向上することができる。
【００２０】
特に、蓋と羽根車本体との間に区画形成された区画室の内外を連通させる１または複数の連通孔が蓋に形成されている場合は、蓋とケーシングの上端壁との間の空間に空気が溜まりやすい。しかし、その場合においても、蓋とケーシングの上端壁との間の空間の空気は、その連通孔から排出されるため、蓋とケーシングの上端壁との間の空間に空気が滞留することが効果的に抑制される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、羽根車に取り付けられた蓋とケーシングとの間の空間における空気の滞留を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明者らは、上端部における直径が羽根車の上端部の直径と略同一であり、かつ高さが羽根車の高さと略同一である略円柱状のポンプ室が区画形成されたケーシングに、蓋により覆われた凹部が端面に形成された羽根車が収納された遠心ポンプには、蓋とケーシングの内壁との間の空間に空気が滞留するという特有の問題が生じることを初めて見出し、本実施形態をなすに至った。
【００２３】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図１に示す汚水処理用のターボ式遠心ポンプ１０を例に挙げて詳細に説明する。なお、ここで説明する実施形態は、本発明に係る遠心ポンプの一例であって、本発明は、本実施形態の遠心ポンプに限定されない。
【００２４】
図１に示すように、遠心ポンプ１０は、羽根車１１と、ポンプケーシング１２と、密閉型の水中モータ１３とを備えている。羽根車１１は、ポンプケーシング１２に収納されている。羽根車１１は、水中モータ１３によって回転される。
【００２５】
《遠心ポンプ１０の構成》
（水中モータ１３の構成）
水中モータ１３は、モータ１６と、モータケーシング１７とを備えている。モータ１６は、ステータ１４と、ロータ１５とを備えている。モータ１６は、モータケーシング１７により覆われている。ロータ１５の中心部分には、上下方向に延びる駆動軸１８が設けられている。この駆動軸１８は、軸受１９，２０によってモータケーシング１７に回転自在に支持されている。駆動軸１８の下端部は羽根車１１に連結されており、水中モータ１３の回転駆動力が羽根車１１に伝達されるようになっている。
【００２６】
（羽根車１１の概略構成）
羽根車１１は、略円筒状の羽根車本体１１ａと、平面視輪帯状の蓋１１ｂとを備えている。羽根車本体１１ａは、軸方向に延びる中心軸を軸線Ｌとして回転可能である。羽根車本体１１ａには、吸入孔２９と、吐出孔３４（図８を参照）とが形成されている。吸入孔２９は、羽根車本体１１ａの下端面に開口している。一方、吐出孔３４は、羽根車本体１１ａの外周面に開口している。
【００２７】
羽根車本体１１ａには、内部流路としての一次流路３５が形成されている。一次流路３５は、回転軸方向からの平面視において渦巻き状である。具体的に、一次流路３５は、螺旋状である。なお、本実施形態では、一次流路３５が螺旋状である例について説明する。ただし、一次流路３５は、平面視渦巻き状である限りにおいて、特に限定されない。
【００２８】
吸入孔２９と吐出孔３４とは、それぞれ一次流路３５に連通している。すなわち、吸入孔２９と吐出孔３４とは、一次流路３５を介して連通している。
【００２９】
羽根車本体１１ａの上端部には、羽根車本体１１ａの軸線方向に窪んだ凹部３３が形成されている。本実施形態では、凹部３３は、羽根車本体１１ａの上端面１１ａ１の中心部を中心として平面視輪帯状に形成されている。蓋１１ｂは、羽根車本体１１ａの上端面１１ａ１よりも下方に位置している。言い換えれば、蓋１１ｂは、凹部３３内に位置している。蓋１１ｂは、凹部３３を覆うように羽根車本体１１ａの上端部に取り付けられている。この蓋１１ｂにより、凹部３３に、輪帯状の区画室５１が区画形成されている。
【００３０】
（ポンプケーシング１２の構成）
ポンプケーシング１２には、ポンプ室２６の上下方向に延びる中心線と軸線を共通するポンプ室２６が形成されている。羽根車１１は、このポンプ室２６に収納されている。
【００３１】
ポンプ室２６は、略円柱状に形成されている。詳細には、ポンプ室２６は、中央部が径方向に出っ張った略樽状に形成されている。言い換えれば、ポンプケーシング１２の内周面１２ａ１は、縦断面視半円状に形成されている。
【００３２】
具体的に、ポンプ室２６の上下方向の高さは、羽根車１１の上下方向の高さと略同一である。詳細には、羽根車１１がポンプ室２６内において回転可能なように、ポンプ室２６の上下方向の高さは、羽根車１１の上下方向の高さよりも若干だけ大きく設定されている。ポンプ室２６の上端部２６ａにおける直径は、羽根車１１の上端部における直径と略同一である。詳細には、羽根車１１がポンプ室２６内において回転可能なように、ポンプ室２６の上端部２６ａにおける直径は羽根車１１の上端部における直径よりも若干だけ大きく設定されている。ポンプ室２６の下端部２６ｂにおける直径は、羽根車１１の下端部における直径と略同一である。詳細には、羽根車１１がポンプ室２６内において回転可能なように、ポンプ室２６の下端部２６ｂにおける直径は羽根車１１の下端部における直径よりも若干だけ大きく設定されている。一方、ポンプ室２６の中央部２６ｃにおける直径は、羽根車１１の中央部の直径よりも大きく設定されている。これにより、ポンプ室２６の側壁１２ａと羽根車１１の外周面との間に吐出流路としての二次流路３７が形成されている。
【００３３】
ポンプケーシング１２の下端壁１２ｂには、ポンプ室２６に開口する吸入孔２２が形成されている。このポンプケーシング１２の吸入孔２２と、羽根車１１の吸入孔２９とは、連通している。一方、ポンプケーシング１２の側壁１２ａには、ポンプ室２６に開口する吐出孔２４が形成されている。この吐出孔２４と、羽根車１１の吐出孔３４とは、上記二次流路３７によってつなげられている。これにより、羽根車１１の吐出孔３４から吐出された排水は、二次流路３７およびポンプケーシング１２の吐出孔２４を経由して、遠心ポンプ１０の外部へと排出される。
【００３４】
（エア抜き孔１２ｃ１）
図２に示すように、ポンプケーシング１２の上端壁１２ｃには、ポンプ室２６に開口するエア抜き孔１２ｃ１が形成されている。エア抜き孔１２ｃ１は、上部に位置する比較的直径が大きな大径部１２ｃ２と、大径部１２ｃ２の下方に位置する小径部１２ｃ３とにより構成されている。小径部１２ｃ３の直径は、大径部１２ｃ２の直径よりも小さい。
【００３５】
エア抜き孔１２ｃ１の大径部１２ｃ２には、エアバルブ２５が取り付けられている。エアバルブ２５は、エアバルブ本体２５ａと、ボール２５ｂとを備えている。エアバルブ本体２５ａは、エア抜き孔１２ｃ１にはめ込まれている。エアバルブ本体２５ａは、大径部１２ｃ２の深さよりも短い。エアバルブ本体２５ａには、遠心ポンプ１０の外部とエア抜き孔１２ｃ１とを連通させる孔２５ｃが形成されている。ボール２５ｂは、大径部１２ｃ２のエアバルブ本体２５ａよりも下方の部分に、上下に移動可能に配置されている。ボール２５ｂの直径は、エアバルブ本体２５ａの孔２５ｃよりも大きく設定されている。
【００３６】
エア抜き孔１２ｃ１の最も軸線Ｌ寄りの端部１２ｃ４は、凹部３３の軸線Ｌから最も離れた端部３３ａよりも軸線Ｌ寄りに位置している。これにより、エア抜き孔１２ｃ１は、ポンプ室２６内の上端壁１２ｃと羽根車１１の蓋１１ｂとの間の空間（すなわち、凹部３３の蓋１１ｂよりも上に位置する空間）３３ｂに連通している。
【００３７】
（羽根車１１の詳細構造）
以下、図３等を参照しながら、羽根車１１の詳細構造について説明する。図３に示すように、羽根車本体１１ａには、全周にわたってフランジ部４０が形成されている。このフランジ部４０よりも下側部分が吸込部２７を構成している。一方、フランジ４０よりも上側部分が吐出（はきだし）部２８を構成している。このように、この羽根車１１は、吸込部２７と吐出部２８とがフランジ部４０で仕切られたクローズドタイプの羽根車である。
【００３８】
上端面１１ａ１には、下方に窪んだ凹部３３が形成されている。凹部３３は、図１に示すように、輪帯状に形成された第１の凹部３３ｃ（第１の凹部３３ｃは空間３３ｂと等しい）と、第１の凹部３３ｃの一部の下方に形成された第２の凹部３３ｄとを含む。具体的に、第２の凹部３３ｄは、図５に示すように、羽根車１１の重量が大きい側の、軸方向から視て上端面１１ａ１の４分の３の部分に形成されている。この第２の凹部３３ｄにより、羽根車１１は軽量化されている。また、第２の凹部３３ｄにより、羽根車１１の機械的バランスがとられ、羽根車１１の回転の安定性が向上されている。ただし、第２の凹部３３ｄの大きさや形状は、何ら限定されない。
【００３９】
図５に示すように、凹部３３の表面には、相互に等間隔に位置する突起部６１が形成されている。各突起部６１には、ボルト孔が形成されている。図４に示すように、羽根車本体１１ａの上端面１１ａ１上には、中心部分が切欠かれた輪帯状の蓋１１ｂが取り付けられている。この蓋１１ｂは、突起部６１に形成されたボルト孔に螺合するボルト６０によって固定されている。羽根車本体１１ａの中心部には、駆動軸１８を取り付けるための取付部３１が形成されている。蓋１１ｂ中心部の切り欠き部分には、取付部３１が挿入されている。取付部３１の中央には、駆動軸１８の先端を挿入するための挿入穴３２が形成されている。
【００４０】
図１３および図１７等に示すように、蓋１１ｂには、区画室５１内に位置するバランスウェイト８０がボルト８３によって取り付けられている。このバランスウェイト８０により、羽根車１１が回転した際に生じる流体力の不釣合が打ち消されている。その結果、遠心ポンプ１０の振動が抑制される。なお、バランスウェイト８０が配置される場所は、何ら限定されない。また、バランスウェイト８０の数、大きさ、形状も何ら限定されない。
【００４１】
図４等に示すように、蓋１１ｂの中心寄りの部分には、複数の孔８１が形成されている。図１１に示すように、これらの孔８１を通じて、区画室５１の内部と外部とが連通されている。これらの孔８１を介して、区画室５１内に水や空気等が出入り可能となっている。
【００４２】
複数の孔８１は、蓋１１ｂの回転中心（駆動軸１８の軸中心でもある）側に設けられている。具体的には、蓋１１ｂの回転の中心から半径の１／２以下の位置に設けられている。孔８１は、蓋１１ｂの回転の中心近傍に形成されていることが特に好ましい。例えば、孔８１は、蓋１１ｂの回転の中心から半径の２／５以下の領域に形成されていることが好ましい。さらには、孔８１は、蓋１１ｂの回転の中心から半径の１／３以下の領域に形成されていることがより好ましい。また、孔８１は、バランスウェイト８０よりも半径方向の内側に形成されている。
【００４３】
なお、本実施形態では、すべての孔８１は同一円周上に位置するように形成されている。しかし、複数の孔８１の配置は特に限定されない。例えば、少なくとも２つの孔８１が半径方向に並んでいてもよい。また、孔８１の形状は何ら限定されない。複数の孔８１は、互いに形状または寸法の異なる孔であってもよい。
【００４４】
図８、図１０、図１１および図１３に示すように、羽根車１１の吐出部２８には、羽根車本体１１ａの外周面に開口する吐出孔３４が形成されている。図７、図８および図１０〜図１９に示すように、羽根車本体１１ａの内部には、吐出孔３４と吸入孔２９とを連通させる螺旋状の一次流路３５が区画形成されている。なお、本明細書では、この一次流路３５を区画している区画壁を一次羽根３６という。
【００４５】
図３および図６〜図１９に示すように、吐出部２８の外周面の一部と、ポンプケーシング１２の側壁１２ａとの間には、非螺旋状の二次流路３７が形成されている。二次流路３７の流路中心は羽根車１１の軸線と直交する直交面上に位置している。二次流路３７を区画している区画壁としての二次羽根３８は、所謂半径流形の羽根である。この二次羽根３８によって汚水は外周側（径方向外側）に吐出される。
【００４６】
図１８に示すように、この二次流路３７は、吐出部２８において、羽根車本体１１ａ内に形成された一次流路３５の下流側と連続している。二次流路３７は、羽根車本体１１ａの半周以上の長さにわたって吐出部２８を周回している。なお、二次流路３７の長さは、半周以上かつ１周未満が好ましいが、特に限定されない。
【００４７】
（遠心ポンプ１０の動作）
次に、遠心ポンプ１０の動作について説明する。
【００４８】
遠心ポンプ１０では、水中モータ１３によって羽根車１１が回転する。羽根車１１が回転することで、羽根車１１の一次羽根３６が下側の吸込口２９から汚水を上方へ向かって吸い込む。吸い込まれた汚水は、羽根車本体１１ａ内の螺旋状の一次流路３５を通過し、羽根車本体１１ａの吐出孔３４、二次流路３７およびポンプケーシング１２の吐出孔２４を経由してポンプ外へ排出される。
【００４９】
（区画室５１からの空気の排出）
次に、遠心ポンプ１０を水中に浸漬させたときの区画室５１からの空気の排出について説明する。
【００５０】
遠心ポンプ１０を水中に浸漬すると、羽根車１１の区画室５１に水が流れ込む。それにより、区画室５１内の空気がポンプ室２６に押し出される。ポンプ室２６に押し出された空気は、エア抜き孔１２ｃ１を介して遠心ポンプ１０の外部に排出される。なお、エア抜き孔１２ｃ１に配置されたボール２５ｂは、水の比重よりも大きい。このため、空気が排出されないときは、ボール２５ｂは小径部１２ｃ３の上に位置し、小径部１２ｃ３の上部開口を塞いでいる。空気の排出の際は、空気の浮力によりボール２５ｂが若干浮かされ、エア抜き孔１２ｃ１が連通することとなる。遠心ポンプ１０が作動中は、ポンプ室２６内の圧力が高くなるため、ボール２５ｂは、エアバルブ本体２５ａの下端面に押しつけられており、エア抜き孔１２ｃ１は遮断された状態となる。その結果、遠心ポンプ１０の作動中において、エア抜き孔１２ｃ１を経由して、ポンプ室２６内の水が外部に排出されないようになっている。
【００５１】
《作用および効果》
本実施形態の遠心ポンプ１０では、図１および図２に示すように、吸入された固形物がポンプ室２６内に滞留することのないように、ポンプ室２６の上端部２６ａにおける直径は、羽根車１１の上端部における直径と略同一に設定されている。このため、ポンプケーシング１２の上端壁１２ｃと蓋１１ｂとの間の空間３３ｂは、実質的に外部と隔離されている。よって、区画室５１から蓋１１ｂに形成された孔８１を介して空間３３ｂに押し出された空気は、ポンプケーシング１２の吐出孔２４から排出されることは実質的にない。したがって、例えば、空間３３ｂに開口するエア抜き孔１２ｃ１が形成されていなければ、空間３３ｂの空気は、排出されず、滞留することとなる。その結果、遠心ポンプ１０の振動が大きくなるという問題が生じる。また、遠心ポンプ１０のエネルギー効率が低下するなど、遠心ポンプ１０の性能が劣化するという問題も生じる。
【００５２】
それに対して、本実施形態では、空間３３ｂに開口するエア抜き孔１２ｃ１が形成されている。このため、区画室５１から空間３３ｂに導かれた空気は、エア抜き孔１２ｃ１を経由して遠心ポンプ１０の外部に排出される。したがって、空間３３ｂに空気が滞留することが抑制される。その結果、遠心ポンプ１０の振動を抑制することができる。また、遠心ポンプ１０のエネルギー効率等の遠心ポンプ１０の性能を向上することができる。
【００５３】
なお、ポンプ室２６に開口するエア抜き孔１２ｃ１を形成した場合、遠心ポンプ１０の作動中に、エア抜き孔１２ｃ１を経由してポンプ室２６内の水が排出される虞がある。しかし、本実施形態では、ボール２５ｂを有するエアバルブ２５がエア抜き孔１２ｃ１に取り付けられている。したがって、遠心ポンプ１０の作動中において、ポンプ室２６内の水がエア抜き孔１２ｃ１を経由して排出されることが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、遠心ポンプについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を実施した遠心ポンプの断面図である。
【図２】遠心ポンプの一部を拡大した断面図である。
【図３】羽根車を下方から見た斜視図である。
【図４】羽根車を上方から見た斜視図である。
【図５】蓋を取り除いた状態の羽根車の平面図である。
【図６】図５のＡ方向矢視図である。
【図７】図５のＢ方向矢視図である。
【図８】図５のＣ方向矢視図である。
【図９】図５のＤ方向矢視図である。
【図１０】図５のＮＮ線断面図である。
【図１１】図７のＭＭ線断面図である。
【図１２】図５のＬＬ線断面図である。
【図１３】図８のＫＫ線断面図である。
【図１４】図５のＪＪ線断面図である。
【図１５】図９のＩＩ線断面図である。
【図１６】図５のＨＨ線断面図である。
【図１７】図６のＧＧ線断面図である。
【図１８】図６のＥＥ線断面図である。
【図１９】図６のＦＦ線断面図である。
【図２０】特許文献１に開示された遠心ポンプの断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      遠心ポンプ
１１      羽根車
１１ａ    羽根車本体
１１ｂ    蓋
１２      ポンプケーシング
１２ａ    側壁
１２ａ１  内周面
１２ｂ    下端壁
１２ｃ    上端壁
１２ｃ１  エア抜き孔
１３      水中モータ
２２      吸入孔
２４      吐出孔
２５      エアバルブ
２５ａ    エアバルブ本体
２５ｂ    ボール
２５ｃ    孔
２６      ポンプ室
２９      吸入孔
３３      凹部
３３ｂ    空間
３４      吐出孔
３５      一次流路(内部流路)
３７      二次流路(吐出流路)
５１      区画室
８１      孔
【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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【図１９】
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【図２０】
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