(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面に開口する入口と周面とを繋ぐように、その内部において回転軸回りに周回しながら当該回転軸方向に延びると共に、前記周面に開口する螺旋状の内部流路が形成された羽根車本体、
前記羽根車本体の周面を削るようにすることで径方向の内方に窪みかつ、前記内部流路から前記羽根車本体の周方向に延びる溝状に形成された外部流路、及び、
前記外部流路の外向きの壁面を構成するように前記羽根車本体に設けられた一枚の遠心羽根、を備え、
前記入口及び前記羽根車本体の周面における前記開口を含む内部流路は、所定の通過粒径を有しており、
前記外部流路の、流れ方向に対する少なくとも一部の区間は、その回転軸方向の幅が、前記内部流路の前記羽根車本体の周面における前記開口よりも小に設定されている遠心ポンプ用羽根車。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
前記外部流路の幅は、その下流端を含む一部の区間において、前記開口よりも小の一定幅に設定されている遠心ポンプ用羽根車。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
前記外部流路の幅は、その上流端から下流端までの全区間に亘って、前記開口よりも小の一定幅に設定されている遠心ポンプ用羽根車。
【請求項４】
一端面に開口する入口と周面とを繋ぐように、その内部において回転軸回りに周回しながら当該回転軸方向に延びると共に、前記周面に開口する螺旋状の内部流路が形成された羽根車本体、
前記羽根車本体の周面を削るようにすることで径方向の内方に窪みかつ、前記内部流路から前記羽根車本体の周方向に延びる溝状に形成された外部流路、及び、
前記外部流路の外向きの壁面を構成するように前記羽根車本体に設けられた一枚の遠心羽根、を備え、
前記入口及び前記羽根車本体の周面における前記開口を含む内部流路は、所定の通過粒径を有しており、
前記外部流路は、その回転軸方向の幅が流れ方向の下流に向かって次第に縮小する縮小部分を有している遠心ポンプ用羽根車。
【請求項５】
請求項４に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
前記外部流路の幅は、その上流端から下流端までの全区間に亘って、次第に縮小している遠心ポンプ用羽根車。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
前記外部流路の、前記羽根車本体の周面に対する開口縁は、径方向の内方から外方に向かって前記流路幅が回転軸方向に緩やかに拡大するように、削られている遠心ポンプ用羽根車。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠心ポンプ用羽根車において、
前記羽根車本体における前記外部流路を挟んだ回転軸方向の両側部分はそれぞれ、遠心ポンプにおいて前記羽根車本体を収容するケーシングの内周壁に対して微小隙間を空けて配置されるフランジ部とされ、
前記両フランジ部の少なくとも一方には、その周面から凹陥すると共に、当該周面を周回する凹溝が形成されている遠心ポンプ用羽根車。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の遠心ポンプ用羽根車と、
吸込口、渦形室及び吐出口を有しかつ、その内部に前記遠心ポンプ用羽根車を収容するケーシングと、
前記遠心ポンプ用羽根車を回転駆動するモータ部と、を備え、
前記吐出口の通過粒径は、前記遠心ポンプ用羽根車の内部流路の通過粒径以上に設定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、例えば汚水等の搬送に好適な遠心ポンプ用の羽根車及びそれを備えた遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、汚水等の搬送に好適なポンプとして遠心ポンプが用いられている。遠心ポンプは、主要な構成要素として、羽根車とケーシングとを備えている。羽根車のうち、夾雑物等の固形物を含んだ汚水等に対しても詰まりが生じにくい羽根車として、内部に螺旋状の流路が形成されたノンクロッグ型の羽根車が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された遠心ポンプの羽根車は、下面に形成された入口から上方に向かって延びる内部流路と、遠心羽根によって区画されることにより外周面に沿って周回すると共に、内部流路に連続する外部流路とを有している。この羽根車では、通過粒径（流路を通過することができる球の最大直径）が流路の途中で変化しないようになっており、内部流路の直径と外部流路の流路幅（羽根車の回転軸方向に対する幅）とは、ほぼ等しい。
【特許文献１】特開２００５−３６７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした汚水用のポンプには、小流量域で高揚程のポンプ特性が要求されることが多い。しかしながら、前記従来の遠心ポンプの羽根車は、通過粒径を大きく設定していることに伴い外部流路の流路幅が比較的広く、そのため、外部流路の流路面積は大きくなっている。この大きな流路面積によって遠心ポンプの吐出流量が多くなるため、高い揚程を得ることができず、従来の遠心ポンプでは、小流量域で高揚程のポンプ特性を得ることが困難であった。すなわち、従来の遠心ポンプは、外部流路の流路面積が大きいことに起因して、その揚程曲線（吐出量と全揚程との関係を示す曲線）の傾きが緩やかになってしまうのである。このため、従来において所望の揚程を得ようとしたときには、ポンプ動力を高めるべくポンプ容量を必要以上に大きくしなければならない。
【０００５】
また、例えば羽根車の径を大きくすることによって揚程を高めることも考えられるが、この場合は吐出流量の増大に伴い所要動力が急激に増大して、運転状態によっては定格電力を超えてしまうという問題がある。従って、単に羽根車の径を大きくすることは好ましくない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、螺旋状の内部流路と揚程に寄与する外部流路とを有する羽根車を備えた遠心ポンプにおいて、通過粒径を大きく設定しつつも、小流量域で高揚程化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、羽根車における内部流路さえ、所定の通過粒径となるように、その径を比較的大きく設定しておけば、外部流路の流路幅をその通過粒径と同程度にまで広げなくても、固形物の排出が可能である点に着目した発明である。つまり、本発明は、外部流路の流路幅を、通過粒径の大きさ（幅）よりも狭くしてその外部流路の流路面積を縮小させることにより遠心ポンプの吐出流量を減少させ、それによって、高揚程化を実現可能にした。
【０００８】
具体的に、本発明の一側面による遠心ポンプ用羽根車は、一端面に開口する入口と周面とを繋ぐように、その内部において回転軸回りに周回しながら当該回転軸方向に延びると共に、前記周面に開口する螺旋状の内部流路が形成された羽根車本体、前記羽根車本体の周面を削るようにすることで径方向の内方に窪みかつ、前記内部流路から前記羽根車本体の周方向に延びる溝状に形成された外部流路、及び、前記外部流路の外向きの壁面を構成するように前記羽根車本体に設けられた一枚の遠心羽根、を備え、前記入口及び前記羽根車本体の周面における前記開口を含む内部流路は、所定の通過粒径を有しており、前記外部流路の、流れ方向に対する少なくとも一部の区間は、その回転軸方向の幅が、前記内部流路の前記羽根車本体の周面における前記開口よりも小に設定されている。
【０００９】
この構成によると、羽根車の内部流路は、その入口及び羽根車本体の周面における開口と共に、所定の通過粒径を有しているため、汚水に含まれる固形物は、この内部流路を通って遠心ポンプの吐出口から外部に排出される。
【００１０】
これに対し水は、内部流路を通過した後に外部流路を通る。このときに遠心羽根によって昇圧される。そうして、遠心ポンプの吐出口を通じて外部に吐出される。
【００１１】
ここで外部流路は、その少なくとも一部の区間において、回転軸方向の幅が、羽根車本体の周面における内部流路の開口幅、つまり通過粒径の幅よりも小に設定されている。これによって、外部流路の断面積は縮小され、その縮小に伴い吐出流量は減少する。このため、当該羽根車を備えた遠心ポンプは、その揚程曲線の傾きが急になる。このことにより、従来と同等の所要動力であっても、羽根車本体の外径を大きくすることが可能になり、その結果、揚程が高まることになる。つまり、小流量域での高揚程化が実現する。
【００１２】
前記外部流路の幅は、その下流端を含む一部の区間において、前記開口よりも小の一定幅に設定されている、としてもよい。また、前記外部流路の幅は、その上流端から下流端までの全区間に亘って、前記開口の幅よりも小の一定幅に設定されている、としてもよい。
【００１３】
こうすることで、遠心ポンプの吐出流量がさらに絞られることになり、揚程曲線の傾きはさらに急になる。従って、さらなる高揚程化が可能になる。
【００１４】
本発明の他の側面によると、遠心ポンプ用羽根車は、前記外部流路が、その回転軸方向の幅が流れ方向の下流に向かって次第に縮小する縮小部分を有している。
【００１５】
この構成によると、外部流路は、下流に向かって幅が次第に縮小する縮小部分を有しているため、吐出流量が減少する。従って、当該羽根車を備えた遠心ポンプは、その揚程曲線の傾きが急になるため、前述したように、小流量域での高揚程化が実現する。
【００１６】
また、この構成においては、外部流路をその流れ方向に観たときに、幅が急変しないため、渦損失の発生が抑制される。それによって、ポンプ効率の低下が抑制されるという利点がある。
【００１７】
前記外部流路の幅は、その上流端から下流端までの全区間に亘って、次第に縮小している、としてもよい。
【００１８】
こうすることで、遠心ポンプの吐出流量がさらに絞られるため、小流量域において、さらなる高揚程化が図られると共に、ポンプ効率の低下も抑制される。つまり、この構成においては、遠心ポンプの効率低下を伴わずに、ポンプを高揚程化することができる。
【００１９】
前記外部流路の、前記羽根車本体の周面に対する開口縁は、径方向の内方から外方に向かって前記流路幅が回転軸方向に緩やかに拡大するように、削られている、としてもよい。
【００２０】
このことにより、遠心ポンプの損失低減が図られる。つまり、羽根車本体の外部流路の幅を、羽根車本体の周面における内部流路の開口幅よりも狭く設定する一方で、羽根車本体を収容するケーシングの渦形室の幅を、羽根車本体の周面における内部流路の開口幅と略同じに設定すると仮定する。この場合、外部流路を横断面で観たときに（流れ方向に直交する断面で観たときに）、羽根車本体の外部流路とケーシングの渦形室との間で流路の幅が急激に拡大することになるため、渦損失が発生する。
【００２１】
これに対し前記の構成では、外部流路の、前記羽根車本体の周面に対する開口縁は、前記流路幅が回転軸方向に緩やかに拡大するように削られているため、流路の急拡大が無くなり、遠心ポンプにおいて、この部分における渦損失が低減する。
【００２２】
前記羽根車本体における前記外部流路を挟んだ回転軸方向の両側部分はそれぞれ、遠心ポンプにおいて前記羽根車本体を収容するケーシングの内周壁に対して微小隙間を空けて配置されるフランジ部とされ、前記両フランジ部の少なくとも一方には、その周面から凹陥すると共に、当該周面を周回する凹溝が形成されている、としてもよい。
【００２３】
外部流路の幅を縮小することに伴い、フランジ部の厚みがその分、分厚くなり、遠心ポンプにおいては、フランジ部の周面とケーシング内周壁との接触面積（フランジ部の周面とケーシング内周壁とは接触していないが、ここでは便宜上、フランジ部の周面とケーシング内周壁とが微小隙間を空けて相対している部分の面積を接触面積と呼ぶ）が拡大して、フランジ部とケーシングの内周壁との摩擦抵抗が増大する虞がある。
【００２４】
これに対し、前記の構成では、フランジ部に凹溝を形成することによって、フランジ部の周面とケーシングの内周壁面との接触面積が減少し、摩擦抵抗の増大が抑制される。これはポンプ効率を高める上で有利である。
【００２５】
また、前記凹溝を形成することによって、フランジ部とケーシングの内周壁との微小隙間においてラビリンス効果が得られ、それによってその隙間を通じた漏れ流れが防止される。この漏れ流れを抑制する観点からは、フランジ部を挟んだ両側の圧力差が大きい、羽根車における内部流路の入口側（遠心ポンプの吸込側）に対応するフランジ部に凹溝を形成することが好ましい。
【００２６】
本発明のさらに別の側面によると、遠心ポンプは、前記の遠心ポンプ用羽根車と、吸込口、渦形室及び吐出口を有しかつ、その内部に前記遠心ポンプ用羽根車を収容するケーシングと、前記遠心ポンプ用羽根車を回転駆動するモータ部と、を備え、前記吐出口の通過粒径は、前記遠心ポンプ用羽根車の内部流路の通過粒径以上に設定されている。
【００２７】
この構成によると、遠心ポンプ用羽根車の外部流路の幅が、周面における内部流路の開口幅よりも狭くなっている一方で、ケーシングの吐出口の通過粒径が内部流路の通過粒径以上に設定されていることで、羽根車の内部流路内を通過して開口に到達した固形物は、羽根車の回転に伴い、その開口と吐出口とが一致したとき（開口と吐出口が相対したとき）に、羽根車から吐出口に吐き出され、その吐出口を通じてポンプの外部に排出される。
【００２８】
また水は、羽根車の遠心羽根によって外周方向に吐き出されると共に、ケーシングの渦形室内を通って、その吐出口からポンプの外部に排出される。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明によると、羽根車の内部流路は、所定の通過粒径を有するように設定する一方で、外部流路の流路面積を縮小させて遠心ポンプの吐出流量を絞ることにより、通過粒径を大きく設定しつつも、小流量域で高揚程化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００３１】
（実施形態１）
図１に示すように、実施形態に係るポンプは、汚水処理用の水中ポンプ１０である。この水中ポンプ１０は遠心ポンプからなり、羽根車１１と、羽根車１１を覆うケーシング１２と、羽根車１１を回転させる密閉型の水中モータ１３とを備えている。
【００３２】
水中モータ１３は、ステータ１４及びロータ１５からなるモータ１６と、モータ１６を覆うモータケーシング１７とを備えている。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、上部軸受１９及び下部軸受２０によって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、これによって、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。
【００３３】
ケーシング１２は、その内部に、羽根車１１を覆う渦形室２６を有している。渦形室２６は、横断面視で半円状に湾曲した側壁１２ａによって区画されている。この渦形室２６の軸方向に対する幅（図１における上下方向の幅）は、後述する羽根車１１の内部流路３５の周面における開口の幅と略同じに設定されている。
【００３４】
ケーシング１２の下端には、下方に突出する吸込部２１が一体に形成されている。この吸込部２１には、下方に向かって開口する吸込口２２が形成されている。吸込口２２は、後述する羽根車１１の入口３３に連通している。
【００３５】
一方、ケーシング１２の側部には、側方に突出する吐出部２３が一体に形成されている。この吐出部２３は、渦形室２６に連通していると共に、側方に向かって開口する吐出口２４が形成されている。吐出部２３は、この実施形態ではその下流側に向かって流路径が拡大しているが、これに限らず、流路径を一定に設定してもよい。吐出部２３における入口（渦形室２６との接続口）の径は、後述する羽根車１１の内部流路３５の周面における開口径と略同じに設定されている。つまり、吐出部２３は、後述する羽根車１１の内部流路３５と同じ通過粒径に設定されている。尚、吐出部２３の通過粒径は、内部流路３５の通過粒径以上であればよい。
【００３６】
図２〜６に示すように、羽根車（羽根車本体）１１は、上端面及び下端面とその両面の間の周面を含む略円筒形状であり、その下端面には、下向きに開口する入口３３が形成されている一方、その周面には側方に向かって開口する出口３４が形成されている。また、羽根車１１の内部には、回転軸回りに周回しながらその軸方向に延びる内部流路３５が形成されており、この内部流路３５によって入口３３と出口３４とが互いに繋がっている。図２に示すように、出口３４は、内部流路３５の延長方向に向かって開口している。入口３３及び周面の開口を含む内部流路３５は、水中ポンプ１０よりも上流側の配管径に応じて設定される通過粒径となるように構成されている。ここでは、所定の通過粒径となるように、内部流路３５の径が比較的大きく設定されている。
【００３７】
羽根車１１の周面には、径方向の内方に窪んだ外部流路３６が形成されている。この外部流路３６は、回転軸方向に延びる流路ではなく、その流路中心は羽根車１１の回転軸と直交する直交面上に位置している。外部流路３６は、図２に示すように、出口３４において内部流路３５の下流側と連続している。外部流路３６は、羽根車１１の半周以上の長さにわたって周回している。具体的に、外部流路３６の下流端は、出口３４の近傍にまで延びている。尚、外部流路３６の長さは、半周以上かつ１周未満が好ましいが、特に限定されるものではない。
【００３８】
この外部流路３６は、羽根３７によって区画されている。この羽根３７は、いわゆる半径流形の羽根（遠心羽根）である。この遠心羽根３７によって、外部流路３６内の水が昇圧されて外周側（径方向外側）に吐出される。
【００３９】
外部流路３６の回転軸方向に対する幅Ｗ’は、図３等に示すように、内部流路３５の周面の開口における幅Ｗよりも狭く設定されている（Ｗ’＜Ｗ）。このため、図３の（ａ）に示すように、出口３４と外部流路３６との間で流路は急縮小している。外部流路３６の流路幅は、その上流端に対応する遠心羽根３７の前縁から、下流端に対応する遠心羽根３７の後縁まで、縮小された幅のままで一定に設定されている。
【００４０】
羽根車１１において外部流路３６よりも上側には、全周にわたって側方に突出した第１フランジ部３８が形成されている。また、外部流路３６よりも下側には、同じく全周にわたって側方に突出した第２フランジ部３９が形成されている。第２フランジ部３９は、羽根車１１における、入口３３が形成された下側部分と、出口３４が形成された上側部分とを上下に仕切っている。すなわち、この羽根車１１は、入口３３と出口３４との間が第２フランジ部３９で仕切られたクローズドタイプの羽根車である。
【００４１】
なお、羽根車１１の上端面には、その中心にボス部３１が設けられている。ボス部３１には、駆動軸１８の先端を挿入するための取付穴３２が形成されている。
【００４２】
前記水中ポンプ１０では、汚水は以下のようにして吐出される。すなわち、水中モータ１３によって羽根車１１が回転し、この回転によって、羽根車１１の下側の入口３３から汚水が上方へ向かって吸い込まれる。吸い込まれた汚水は、羽根車１１内の内部流路３５を通過し、出口３４を通じて外部流路３６に至り、そこから、遠心羽根３７によって外周側に吐出される。吐出された汚水は、羽根車１１を覆うケーシング１２によって受け止められ、渦形室２６内を流通した後、吐出口２４を通じてポンプ外へと排出される。
【００４３】
ここで、羽根車１１の入口３３から固形物が吸い込まれたときには、内部流路３５の通過粒径は、前述したように比較的大に設定されているため、その固形物は、内部流路３５を通って、その出口３４に到達することになる。内部流路３５に対して外部流路３６は、その流路幅が縮小されているため、固形物はこの外部流路３６を通過することはできないものの、ケーシング１２の吐出部２３の径は、通過粒径以上に設定されているため、羽根車１１の回転に伴い、羽根車１１の内部流路３５の周面における開口とケーシング１２の吐出部２３とが一致したとき（対向したとき）に、固形物は羽根車１１から吐出部２３へと吐き出され、その吐出部２３を介して水中ポンプ１０の外部に、汚水と共に排出されることになる。
【００４４】
また、外部流路３６は、その流路幅が比較的小さくされているため、外部流路３６の断面積がその分小さくなり、それによって、水中ポンプ１０の吐出流量は減少する。このことにより水中ポンプ１０は、小流量域での高揚程化が実現する。すなわち、同じ揚程を得るために、従来の遠心ポンプよりもポンプ動力を低減することが可能になり、要求仕様を満たす水中ポンプ１０の運用の効率化が図られる。
【００４５】
また逆に、ポンプ動力を一定にしたままで、羽根車１１の外径をより大きくすることが実現し得る。これによって、小流量域において高揚程化が図られる。
【００４６】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。先ず、実施例として図２〜６に示すように、外部流路３６の、回転軸方向に対する幅を縮小させた羽根車１１を用意した。この流路幅は、内部流路３５の周面における開口の幅の７５％となるように縮小させたものである（Ｗ’／Ｗ＝０．７５）。これに対し、比較例として、図示は省略するが、外部流路の流路幅を、前記の開口幅と同じにした羽根車を用意した（Ｗ’／Ｗ＝１）。そうしてそれぞれの羽根車について、図７に示すように、遠心ポンプの特性、つまり吐出量に対する所要動力、全揚程及びポンプ効率をそれぞれ比較した。図７（ｂ）に示すように、実施例の羽根車を備えた遠心ポンプは、比較例の遠心ポンプと比較して、揚程曲線の傾きが急になっている。また、実施例の遠心ポンプは、その最高効率点が、比較例に比べて小流量側に移動しているものの、最高効率は比較例と同程度である。さらに、図７（ａ）に示すように、実施例の遠心ポンプは、所要動力が比較例の遠心ポンプと比べて低下している。従って、実施例のポンプは、小流量域での高揚程化が実現し得ることがわかる。
【００４７】
尚、ここでは実施例として、外部流路３６の流路幅を、通過粒径の幅の７５％となるように縮小させた例を示したが、外部流路３６の流路幅と通過粒径の幅との間の比率は、これに限定されるものではない。外部流路３６の流路幅をさらに縮小させれば、揚程曲線の傾きはさらに急になると共に、ポンプ効率及び所要動力の特性も変化することから、外部流路３６の流路幅は、所望のポンプ特性に応じて適宜設定すればよい。
【００４８】
また、ここでは外部流路３６の流路幅を、遠心羽根３７の前縁から後縁までの全区間（外部流路３６の上流端から下流端までの全区間）に亘って一定幅に縮小させているが、遠心羽根３７の前縁から後縁までの間の一部の区間のみを一定幅に縮小させてもよい。例えば、遠心羽根３７の前縁と後縁との中間位置から後縁までの間を一定幅に縮小させることによって、羽根車１１の出口３４と外部流路３６との接続部分が急縮小しないようにしてもよい。
【００４９】
（実施形態２）
図８，９は、実施形態２に係る羽根車４１を示している。図８は図３に対応し、図９は図５に対応する。この羽根車４１は、外部流路３６の流路幅が、その上流側から下流側に向かって次第に縮小している。
【００５０】
具体的には、羽根車４１の外部流路３６は、遠心羽根３７の前縁に対応する外部流路３６の上流端（出口３４との接続位置）から、遠心羽根の後縁に対応する外部流路３６の下流端に至るまでの間、一定の割合で縮小している（図８（ａ）及び図９（ａ）のＷ１〜Ｗ４参照。但し、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ４）。尚、この羽根車４１において、図３等に示す羽根車１１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明は適宜省略する。
【００５１】
実施形態２に係る羽根車４１においても、外部流路３６が縮小されているため、その分、水中ポンプ１０の吐出流量が絞られることになり、前記と同様に、小流量領域での高揚程化を図ることができる。
【００５２】
また、この羽根車４１では、外部流路３６の流路幅を次第に縮小させているため、外部流路３６の上流側から下流側にその流れ方向に沿って観たときに、流路幅が急縮小することがない。このため、そうした急縮小に伴う渦損失が発生せず、ポンプ効率をより向上させることができるという利点がある。
【００５３】
尚、この羽根車４１において、外部流路３６の流路幅の縮小割合は、ポンプ性能を考慮して適宜設定すればよい。また、流路幅を縮小させる区間を、遠心羽根３７の前縁から後縁までの全区間の内の一部の区間に設定してもよい。例えば、外部流路３６において、遠心羽根３７の前縁からその途中位置までは、出口３４の幅と同じになるように一定の流路幅にすると共に、その途中位置から後縁に至るまでの区間において、流路幅を次第に縮小させてもよい。
【００５４】
（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る遠心ポンプにおける、羽根車４２を収容したケーシング１２部分を示している。尚、水中モータ１３の構成については、図１と同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００５５】
実施形態３に係る遠心ポンプでは、羽根車４２におけるフランジ部３８，３９の形状を工夫することによって、ポンプ効率の向上を図らんとしている。
【００５６】
つまり、図１０に示すように、この羽根車４２は、その外部流路３６の流路幅が、内部流路３５の周面における開口の幅よりも縮小されており、これによって外部流路３６の流路幅は、ケーシング１２の渦形室２６の幅よりも狭くなっている。この点は、実施形態１に係る羽根車１１と同様である。
【００５７】
そうして、この羽根車４２においては、第１フランジ部３８と外部流路３６との間の角部にアール４２ａが形成されている。同様に、第２フランジ部３９と外部流路３６との間の角部にもアール４２ａが形成されている。これによって、外部流路３６の流れ方向に直交する断面で観たときに、その流路幅が、径方向の内方から外方に向かって回転軸方向に緩やかに拡大するようにされている。
【００５８】
前述したように、外部流路３６の流路幅を、ケーシング１２の渦形室２６の幅よりも狭くしたときには、外部流路３６の流れ方向に直交する断面で観たときに、通常は、外部流路３６と渦形室２６との間で、流路の幅が回転軸方向に急拡大することになる（例えば図１参照）。
【００５９】
これに対して、実施形態３の羽根車４２においては、外部流路３６の、羽根車４２の周面に対する開口縁を削ることによって、外部流路３６の流路幅は、その径方向の内方から外方に向かって、回転軸方向に緩やかに拡大している。このため、流路の幅の急拡大に伴う渦損失が発生せず、ポンプ効率の向上を図ることができる。
【００６０】
ここで、第１及び第２フランジ部３８，３９と外部流路３６との各角部は、図１０に示すように円弧状に削る以外にも、直線状に斜めに削ってもよい。
【００６１】
また、外部流路３６は、その上流側から下流側に向かって一定の流路幅にするのではなく、実施形態２のようにその上流側から下流側に向かって次第に縮小させてもよい。
【００６２】
（実施形態４）
図１１は、実施形態４に係る遠心ポンプの一部を示している。水中モータ１３の構成については、図１と同じであるため、その説明は省略する。
【００６３】
実施形態４に係る遠心ポンプでは、羽根車４３におけるフランジ部３８，３９の形状を工夫することによって、ポンプの損失低減を図っている。
【００６４】
つまり、図１１に示すように、この羽根車４３は、その外部流路３６の流路幅が、内部流路３５の周面における開口の幅よりも縮小されている。この点は、実施形態１に係る羽根車１１と同様である。この流路幅の縮小に伴い、第１及び第２フランジ部３８，３９の幅（厚み）は相対的に分厚くなる。このため、第１及び第２フランジ部３８，３９と、ケーシング１２の内壁面とが微小隙間を空けて相対する箇所の面積（以下、便宜上、接触面積と呼ぶ）が、流路幅を縮小しない場合に比べて拡大することになる。このことは、羽根車４３とケーシング１２との間の摩擦抵抗の増大を招く。
【００６５】
そこで、実施形態４に係る羽根車４３は、その第１及び第２フランジ部３８，３９に、その周面から凹陥すると共に、当該周面を周回する凹溝３８ａ，３９ａを形成している。この凹溝３８ａ，３９ａによって、フランジ部３８，３９の周面とケーシング１２の内周壁との接触面積が減少し、前記の摩擦の増大が回避される。
【００６６】
また、この凹溝３８ａ，３９ａにより、フランジ部３８，３９の周面とケーシング１２の内周壁との微小隙間においてラビリンス効果が得られる。その結果、この微小隙間を通じた高圧側から低圧側への漏れ、例えば第２フランジ部３９とケーシング１２との間を通って、羽根車の入口３３側へと至る漏れ流れが低減される。
【００６７】
これらの結果、実施形態４では、遠心ポンプの効率が向上する。
【００６８】
尚、凹溝の断面形状は、特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。また、ラビリンス効果を得る観点からは、第２フランジ部３９にのみ凹溝を形成してもよい。また、第１フランジ部３８にのみ凹溝を形成してもよい。この場合、少なくとも摩擦低減効果を得ることができる。
【００６９】
尚、前記実施形態１〜４は、適宜組み合わせることが可能である。
【００７０】
（他の実施形態）
尚、前記各実施形態では、羽根車１１は入口３３が鉛直下向きに開口するような姿勢で設置されていたが、羽根車１１の設置姿勢は何ら限定されない。例えば、入口３３が横方向を向くように、羽根車１１を横置き設置することも可能である。前述の説明における上下方向は説明の便宜上の方向であり、実際の設置方向を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明は、流体を搬送する遠心ポンプについて有用であり、例えば、夾雑物等を含んだ汚水を搬送する汚水処理用ポンプ等について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】水中ポンプの縦断面図である。
【図２】羽根車の横断面図（図３のII−II線断面図）である。
【図３】（ａ）は図２のＤ３方向矢視図であり、（ｂ）は図２のIII−III線断面図である。
【図４】（ａ）は図２のＤ４方向矢視図であり、（ｂ）は図２のIV−IV線断面図である。
【図５】（ａ）は図２のＤ５方向矢視図であり、（ｂ）は図２のV−V線断面図である。
【図６】（ａ）は図２のＤ６方向矢視図であり、（ｂ）は図２のVI−VI線断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、水中ポンプの性能曲線図である。
【図８】実施形態２に係る羽根車の図３対応図である。
【図９】実施形態２に係る羽根車の図５対応図である。
【図１０】実施形態３に係る遠心ポンプにおけるケーシング部分の断面図である。
【図１１】実施形態４に係る遠心ポンプにおけるケーシング部分の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  水中ポンプ（遠心ポンプ）
１１  羽根車（羽根車本体）
１２  ケーシング
１３  水中モータ（モータ部）
２２  吸込口
２４  吐出口
２６  渦形室
３３  入口
３４  出口
３５  内部流路
３６  外部流路
３７  遠心羽根
３８  第１フランジ部
３８ａ  凹溝
３９  第２フランジ部
３９ａ  凹溝
４１  羽根車（羽根車本体）
４２  羽根車（羽根車本体）
４２ａ  アール
４３  羽根車（羽根車本体）                                                                                     
【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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