(57)【要約】【課題】  汚水などの水と、この水に混入している空気とを分離して、それぞれを個別に排出することによって、ポンプ性能の低下および下流側配管内の損失増大を回避するとともに、送液効率の低下を抑制することができる二重羽根車ポンプを提供する。【解決手段】  空気を排出するための第１の羽根１１の外周に水を排出するための第２の羽根１２を配置して二重羽根車１０を構成し、この二重羽根車１０は羽根車ボス１０Ａを介してポンプ主軸１に同時回転可能に取付けて、うず巻ケーシング３に回転自在に収容する。そして、うず巻ケーシング３における二重羽根車１０の吐出側に第１の羽根１１と第２の羽根１２との吐出側を仕切る環状の仕切部材１４を設け、この仕切部材１４の内側に空気排出口１５を設け、二重羽根車１０の上流位置に水を予旋回させる吸込ケーシングが設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を排出するための第１の羽根と水を排出するための第２の羽根とを内外周に分けて配置した二重羽根車と、この二重羽根車を回転自在に収容するケーシングと、前記二重羽根車を回転させるポンプ主軸とを備え、前記二重羽根車の上流位置に水を予旋回させる吸込ケーシングが設けられていることを特徴とする二重羽根車ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の二重羽根車ポンプにおいて、
前記ケーシングにおける二重羽根車の吐出側に前記第１の羽根と第２の羽根との吐出側を仕切る環状の仕切部材が設けられ、この仕切部材の内側に空気排出口が設けられていることを特徴とする二重羽根車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば下水ポンプ場や排水ポンプ場で水に混入している空気を分離して、水と空気をそれぞれ個別に排出できるようにした二重羽根車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、汚水に含まれている固形物や夾雑物の通過性能を向上させた二重羽根車ポンプとして、図３に示すものがある。この二重羽根車ポンプＰは、垂直軸線を有するポンプ主軸１と、このポンプ主軸１に同時回転可能に取付けられた二重羽根車１０と、この二重羽根車１０を回転自在に収容したうず巻ケーシング３と、このうず巻ケーシング３の入口に接続されて、二重羽根車１０の直上流位置に配置された吸込ケーシング３０とを備えている（特許文献１）。
【０００３】
二重羽根車１０は、内周側、つまり羽根車ボス１０Ａ側に配置された第１の羽根１１と、第１の羽根１１の外周側に配置された第２の羽根１２とからなり、両者１１，１２は羽根車ボス１０Ａに一体成形または一体に結合されている。
【０００４】
第１の羽根１１は、排水能力などの仕様には対応不能で固形物通過性能に優れた特性を有する１〜２枚の汚水用羽根によって構成され、第２の羽根１２は、排水能力などの様々な任意の仕様に対応可能である反面、固形物通過性能に劣るたとえば３〜４枚の斜流羽根（ただし、図１には２枚の斜流羽根のみが示されている）によって構成されており、この第２の羽根１２の直上流位置（前側）には、たとえばパンチングメタルや金網などで構成された有底環状のスクリーン１３を吸込ケーシング３０に取付けて配置してある。
【０００５】
前記構成によれば、第２の羽根１２の前側に有底環状のスクリーン１３が設けられていることにより、汚水に含まれている固形物が第２の羽根１２に流入するのを防止できるので、該第２の羽根１２への固形物のひっかかりを避けて、第２の羽根１２によりポンプに課せられる揚程や排水量などの様々な仕様に対応したポンプ能力を発揮することができる。また、固形物は、固形物通過性能に優れている第１の羽根１１によって、ひっかかることなくスムーズにうず巻ケーシング３内に吐出して、図示されていない吐出口から揚液とともに排出することができる。
【０００６】
【特許文献１】特願2003-071877号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前記従来の二重羽根車ポンプでは、汚水に空気が混入していると、羽根車が空気混じりの汚水を吸い込んでしまい、ポンプ性能を低下させるおそれを有している。さらにポンプの吐出側が吐出槽ではなく圧送管などの場合は、大量の空気が汚水とともに下流側の配管に圧送され、この下流側の配管に上がり勾配部位と下がり勾配部位とを備えた山形の曲管部分が存在していると、山の頂上およびその付近に空気が滞留した空気層が形成されて、下流側配管内の損失を増大させ、送液効率を低下させるなどの問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであって、その目的とするところは、汚水などの水と、この水に混入している空気とを分離して、それぞれを個別に排出することによって、ポンプ性能の低下および下流側配管内の損失増大を抑えて、送水効率の低下を抑制することができる二重羽根車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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係る二重羽根車ポンプは、空気を排出するための第１の羽根と水を排出するための第２の羽根とを内外周に分けて配置した二重羽根車と、この二重羽根車を回転自在に収容するケーシングと、前記二重羽根車を回転させるポンプ主軸とを備え、前記二重羽根車の上流位置に水を予旋回させる吸込ケーシングが設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成であれば、二重羽根車が回転すると、水はケーシングの入口側で旋回しながら二重羽根車に吸い込まれて、その吐出側からケーシング内に吐出され、該ケーシングに設けた吐出口から排出される。ケーシングの入口側に生じる水の旋回流には遠心力が作用するため、外周域の水は空気（気泡）の含有率が低く、この水は二重羽根車の外周に配置されている第２の羽根に吸い込まれてケーシング内に吐出される。
一方、前記水の旋回流に混入している空気（気泡）は、水と空気との比重差によって、遠心力の作用で旋回流から分離して内周域に偏在することになる。このため、空気（気泡）を多く含んだ水は二重羽根車の内周に配置されている第１の羽根に吸い込まれてケーシング内に吐出されるので、ポンプ性能の低下を抑制できる。
また、二重羽根車の上流位置に水を予旋回させる吸込ケーシングを設けることで、吸込ケーシングに吸い込まれた水は、予旋回したのちにケーシングに吸い込まれることになる。このため、予旋回流に空気（気泡）が混入していても、予旋回している間に気泡を水から分離して内周域に偏在させた空気（気泡）を多く含んだコアを形成することができるので、空気（気泡）の分離能力を高めて、空気を第１の羽根により多く吸い込ませることが可能になる。
【００１１】
本発明においては、前記ケーシングにおける二重羽根車の吐出側に前記第１の羽根と第２の羽根との吐出側を仕切る環状の仕切部材を設け、この仕切部材の内側に空気排出口を設けることが好ましい。
【００１２】
このようにすることで、第２の羽根の吐出側からケーシング内に吐出された水は、環状の仕切部材によって第１の羽根の吐出側に流れ込むことが抑制され、該ケーシングに設けた吐出口から排出される。また、第１の羽根の吐出側からケーシング内に吐出された空気は、環状の仕切部材によって第１の羽根の吐出側に流れ込むことが抑制され、空気排出口からケーシングの外部に排出されるので、空気が水とともに下流側に圧送されることが抑制され、下流側配管内の損失増大を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、汚水などの水と、この水に混入している空気とを分離して、それぞれを個別に排出することができるので、ポンプ性能の低下および下流側配管内の損失増大を抑えて、送液効率の低下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】
【００１４】
図１は本発明の実施形態を示す縦断正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。なお、前記図３の従来例と同一もしくは相当部分には、同一符号を付して重複する構造説明は省略する。
【００１５】
図１および図２において、第１の羽根１１は、排水能力などの仕様には対応不能で空気排出性能に優れた特性を有する３〜４枚の排気羽根（ただし、図１には２枚の排気羽根のみが示されている）によって構成され、第２の羽根１２は、排水能力などの様々な任意の仕様に対応可能な３〜４枚の斜流羽根（ただし、図１には２枚の斜流羽根のみが示されている）によって構成されており、うず巻ケーシング３の二重羽根車１０の吐出側、つまり、うず巻ケーシング３の上部内面に第１の羽根１１と第２の羽根１２との吐出側を仕切る環状の仕切部材１４が下向きにのびて設けられている。
【００１６】
前記環状の仕切部材１４の内側には、うず巻ケーシング３の天井３Ｂを貫通して空気排出口１５が設けられ、この空気排出口１５には、排気管１６ａ，排気弁１６ｂおよび排気フアン１６ｃなどを備えた空気排出手段１６を接続してある。
【００１７】
また、うず巻ケーシング３の入口には、二重羽根車１０の直上流位置に対応して吸込ケーシング３０が配置されている。この吸込ケーシング３０には、接線方向または接線に近い方向の入口３０Ａ（図２の実線参照）を設けることにより、吸込ケーシング３０内で二重羽根車１０の回転方向Ｒと同じ方向の予旋回流Ｓを生じさせたり、あるいは、接線方向または接線に近い方向の入口３０Ｂ（図２の二点鎖線参照）を設けることにより、吸込ケーシング３０内で二重羽根車１０の回転方向Ｒと反対方向の予旋回流Ｓ１を生じさせることができる。
【００１８】
前記構成において、二重羽根車１０が回転すると、吸込ケーシング３０に吸い込まれた水は予旋回したのちにうず巻ケーシング３に流入し、該うず巻ケーシング３の入口側では、二重羽根車１０の回転によって旋回しながら二重羽根車１０に吸い込まれ、その吐出側からうず巻ケーシング３内の上部吐出され、吐出口（図示省略）から排出される。
【００１９】
うず巻ケーシング３の入口側に生じる水の旋回流には、遠心力が作用するため、外周域の水は空気（気泡）の含有率が低く、この水は二重羽根車１０の外周に配置されている第２の羽根１２に吸い込まれて、その吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出される。
【００２０】
一方、前記水の旋回流に混入している空気（気泡）は、水と空気との比重差によって、遠心力の作用で水の旋回流から分離して内周域に偏在することになる。このため、空気（気泡）を多く含んだ水は二重羽根車１０の内周に配置されている第１の羽根１１に吸い込まれて、その吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出される。
【００２１】
前記第２の羽根１２の吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出された水は、環状の仕切部材１４によって第１の羽根１１の吐出側に流れ込むことが抑制され、該うず巻ケーシング３に設けた吐出口（図示省略）から排出される。また、第１の羽根１１の吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出された空気は、環状の仕切部材１４によって第２の羽根１２の吐出側に流れ込むことが抑制され、空気排出口１５からうず巻ケーシング３の外部に排出される。本実施形態では、二重羽根車ポンプＰの運転開始時に、空気排出手段１６の排気弁１６ｂを開き、排気フアン１６ｃを運転しておくことで、第１の羽根１１の吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出された空気を空気排出手段１６によって積極的にうず巻ケーシング３の外部に排出することができる。
【００２２】
このように、本発明に係る二重羽根車ポンプＰでは、汚水などの水と、この水に混入している空気とを分離して、それぞれを個別に排出することができるので、第２の羽根１２が空気混じりの汚水を吸い込むことによって生じるポンプ性能の低下を抑制することができる。また、空気が下流側の配管に圧送されにくくなるので、下流側の配管に上がり勾配部位と下がり勾配部位とを備えた山形の曲管部分が存在していても、山の頂上およびその付近に空気が滞留した空気層が形成されにくくなり、下流側配管内の損失増大を抑えて、送水効率の低下を抑制することができる。
【００２３】
また、二重羽根車１０の上流位置に水を予旋回させる吸込ケーシング３０が設けられているので、吸込ケーシング３０に吸い込まれた水は、予旋回したのちにうず巻ケーシング３に吸い込まれることになる。このため、予旋回流に空気（気泡）が混入していても、予旋回している間に気泡を水から分離して内周域に偏在させた空気（気泡）を多く含んだコア１７を形成することができるので、空気の分離能力を高めて、空気（気泡）を第１の羽根１１により多く吸い込ませることが可能になる。
【００２４】
前記実施形態では、うず巻ケーシング３の天井３Ｂに設けた空気排出口１５に空気排出手段１６を接続した構造で説明しているが、空気排出手段１６を省略しても、第１の羽根１１の吐出側からうず巻ケーシング３内の上部に吐出された空気を空気排出口１５からうず巻ケーシング３の外部に排出することができる。
【００２５】
また、前記実施形態では、うず巻ケーシング３内の上部に環状の仕切部材１４と空気排出口１５と空気排出手段１６を設けているが、吐出側が圧送管ではなく吐出槽のような場合は、下流側の配管への空気の圧送の問題がないので、これら仕切部材１４、空気排出口１５、空気排出手段１６を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】従来例の縦断正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ポンプ主軸
３  うず巻ケーシング（ケーシング）
１０  二重羽根車
１１  第１の羽根
１２  第２の羽根
１４  環状の仕切部材
１５  空気排出口
３０  吸込ケーシング
Ｐ  二重羽根車ポンプ
【図１】
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【図２】
2005344583.tif 000004
【図３】
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