(57)【要約】      （修正有）【課題】異物がケーシング内部を閉塞する可能性を低減する。【解決手段】電動機１０と、液体を吸い込む吸込口１５１が設けられ、且つ液体が吐き出される吐出口１７が設けられたケーシング１５と、ケーシング内に設けられ、電動機の回転トルクが伝達される羽根車１４と、ケーシングの外壁に吸込口を一部遮るように設けられた複数のリブ１６−１，１６−２とを備え、羽根車が回転することにより、吸込口１５１から液体が吸い込まれ、当該吸い込まれた液が吐出口１７から、吐き出される流路が形成され、羽根車の吸込口羽根先端径は、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離以上であるポンプ装置１である。【選択図】図１
2017089422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
液体を吸い込む吸込口が設けられ且つ前記液体が吐き出される吐出口が設けられたケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、前記電動機の回転トルクが伝達される羽根車と、
前記ケーシングの外壁に前記吸込口を一部遮るように設けられた複数のリブと、
を備え、
前記羽根車が回転することにより、前記吸込口から液体が吸い込まれ当該吸い込まれた液が前記吐出口から吐き出される流路が形成され、
前記羽根車の吸込口羽根先端径は、隣り合う前記リブ間の距離のうち最大の距離以上である
ポンプ装置。
【請求項２】
前記吸込口の開口径は、前記羽根車の吸込口羽根先端径以上である
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記複数のリブがケーシングに連結された面とは反対の面において前記複数のリブと連結している封止部材を更に備える
請求項１または２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
略円形の穴が設けられており、且つ前記複数のリブがケーシングに連結された面とは反対の面において前記複数のリブと連結しているリング部材を更に備え、
前記穴の径は、前記隣り合う前記リブ間の距離のうち最大の距離以下である
請求項１または２に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
異物を含んだ液体を吸い込むポンプ（例えば、汚水汚物用水中ポンプ）は、種々製品化されている（例えば、特許文献１及び２参照）。これらのポンプは吸込口の面積を広くすることにより、ポンプの吸い込み性能が向上することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２５２８９３号公報
【特許文献２】実開昭５９―１３１５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、ポンプのケーシング内部の羽根車とケーシングによって形成される流路形状から、ポンプ内部を通過可能な異物の最大粒径は限定される。それゆえ、ポンプの吸い込み性能改善を目的に吸込口の面積を拡大すると、ポンプ内部を通過可能な最大粒径を超える異物がケーシング内部に流入し、当該異物がケーシング内部を閉塞するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、異物がケーシング内部を閉塞する可能性を低減することを可能とするポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るポンプ装置は、電動機と、液体を吸い込む吸込口が設けられ且つ前記液体が吐き出される吐出口が設けられたケーシングと、前記ケーシング内に設けられ、前記電動機の回転トルクが伝達される羽根車と、前記ケーシングの外壁に前記吸込口を一部遮るように設けられた複数のリブと、を備え、前記羽根車が回転することにより、前記吸込口から液体が吸い込まれ当該吸い込まれた液体が前記吐出口から吐き出される流路が形成され、前記羽根車の吸込口羽根先端径は、隣り合う前記リブ間の距離のうち最大の距離以上である。
【０００７】
これにより、ポンプ装置を縦置きした場合にリブ間の水平方向の間隙からケーシング内部に流入する異物の粒径を隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離以下に抑えられる。羽根車の吸込口羽根先端径がポンプ内部を通過可能な最大粒径となるから、ケーシング内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、異物がケーシング内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【０００８】
本発明の一態様に係るポンプ装置は、上記のポンプ装置であって、前記吸込口の開口径は、前記羽根車の吸込口羽根先端径以上である。
【０００９】
これにより、吸込口の面積を拡大することができるので、ポンプの吸い込み性能を向上させることができる。
【００１０】
本発明の一態様に係るポンプ装置は、上記いずれかのポンプ装置であって、前記複数のリブがケーシングに連結された面とは反対の面において前記複数のリブと連結している封止部材を更に備える。
【００１１】
これにより、リブがケーシングに連結する面とは反対の面側に空間がある場合であっても、リブの下方からケーシング内部への異物の流入を物理的に遮断することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るポンプ装置は、上記いずれかのポンプ装置であって、略円形の穴が設けられており、且つ前記複数のリブがケーシングに連結された面とは反対の面において前記複数のリブと連結しているリング部材を更に備え、前記穴の径は、前記隣接する前記リブ間の距離のうち最大の距離以下である。
【００１３】
これにより、リブがケーシングに連結する面とは反対の面側に空間がある場合であっても、リング部材に設けられた穴を通って流入する異物の粒径を隣接するリブ間の距離のうち最大の距離以下にすることができる。羽根車の吸込口羽根先端径がポンプ内部を通過可能な最大粒径となり、この吸込口羽根先端径が隣接するリブ間の距離のうち最大の距離以上であるから、この穴を通ってケーシング内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、この穴を通って流入した異物がケーシング内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
これにより、ポンプ装置を縦置きした場合にリブ間の水平方向の間隙からケーシング内部に流入する異物の粒径を隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離以下に抑えられる。羽根車の吸込口羽根先端径がポンプ内部を通過可能な最大粒径となるから、ケーシング内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、異物がケーシング内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るポンプ装置１の概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るポンプ装置１の断面図の一部である。
【図３】第１の実施形態に係るポンプ装置１の吸込口付近の底面図である。
【図４】第２の実施形態に係るポンプ装置２の概略断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るポンプ装置２の吸込口付近の底面図である。
【図６】第３の実施形態に係るポンプ装置３の概略断面図である。
【図７】第３の実施形態に係るポンプ装置３の吸込口付近の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の概略断面図である。本実施形態に係るポンプ装置１は、一例として汚物を含んだ汚水を汲み上げる水中ポンプである。また、本実施形態に係るポンプ装置１は、主に設置面に縦置きして使用することを想定する。
【００１７】
図１に示すように、ポンプ装置１は、電動機１０を備え、電動機１０の下部にケーシング１５が設けられている。電動機１０は、水中ケーブル１１と、水中ケーブル１１と接続された電機子１２、及び電機子１２の出力軸１２１に連結された回転軸１３を備える。ここで、電機子１２は、出力軸１２１と、出力軸１２１に連結されたロータ１２２と、ステータ１２３とを備える。
【００１８】
更に、ポンプ装置１は、回転軸１３の端部に連結されケーシング１５内に設けられ、電機子１２の回転トルクが伝達される羽根車１４、液体を吸い込む吸込口１５１が設けられ且つ液体が吐き出される吐出口１７が設けられたケーシング１５、及びケーシング１５の外壁に吸込口１５１を一部遮るように設けられた四つのリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４を備える。
【００１９】
以上の構成を有するポンプ装置１の動作について説明する。不図示の電源から供給された電力によってロータ１２２が回転することにより電機子１２の出力軸１２１が回転する。これにより、出力軸１２１に連結された回転軸１３が回転し、回転軸１３に連結された羽根車１４が回転する。羽根車１４が回転することにより、吸込口１５１に吸込作用がおこり、吸込口１５１から液体（ここでは一例として異物を含む汚水）が吸い込まれ当該吸い込まれた液体が吐出口１７から吐き出される流路が形成される。
【００２０】
続いて、本実施形態に係るポンプ装置１の構造の特徴について説明する。図２は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の断面図の一部である。図３は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の吸込口付近の底面図である。図３に示すように、隣り合うリブ１６−２、１６−３間の距離は、隣り合うリブ１６−２、１６−３に接する内接円のうち最小の内接円の直径ｄ１である。図２に示す羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａは、羽根車の前縁１４１の吸込口側端部の内接円の直径である。
【００２１】
ポンプ装置１を設置面Ｇに縦置きした場合、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシング１５に連結された面とは反対の面が設置面Ｇと接する。これにより、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４より下方からの異物の流入がないので、異物の流入は隣り合うリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４間の水平方向の空隙からに限定される。本実施形態に係るポンプ装置１は、隣り合うリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４間の水平方向の空隙からの異物の流入を防ぐために以下の構造を有する。図３に示すように、隣り合うリブ１６−１、１６−３間の距離は、隣り合うリブ１６−１、１６−３に接する内接円のうち最小の内接円の直径ｄ２である。また、図３に示すように、隣り合うリブ１６−１、１６−４間の距離は、隣り合うリブ１６−１、１６−４に接する内接円のうち最小の内接円の直径ｄ３である。また、図３に示すように、隣り合うリブ１６−２、１６−４間の距離は、隣り合うリブ１６−２、１６−４に接する内接円のうち最小の内接円の直径ｄ４である。ここでは一例として直径ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４は、ｄ３＜ｄ１＝ｄ２＜ｄ４の関係にあり、直径ｄ１〜ｄ４のうち直径ｄ４が最大になるので、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離はｄ４である。
【００２２】
羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離（直径ｄ４）以上になっている。これにより、ポンプ装置１を縦置きした場合に水平方向からケーシング１５内部に流入する異物の粒径を隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離（直径ｄ４）以下に抑えられる。羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａがポンプ内部を通過可能な最大粒径となるから、ケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、異物がケーシング１５内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【００２３】
また、リブ１６は、電機子１２の出力軸１２１方向にも所定の高さを有するため、ケーシング１５内部からの逆流を抑制することができるので、この逆流に起因して発生する吸込口１５１近傍における水の旋回流れを抑制することができる。この水の旋回流れは、電機子１２の出力軸１２１方向と直交する平面で回転する水の流れである。これにより、羽根車１４の回転とケーシング１５内部へ流入する水の回転の回転数差が大きくなり、羽根車１４は水に対してより大きなエネルギーを与えることができ吐き出される水量が多くなるので、吸い込み性能を改善することができる。
【００２４】
また、図３に示すように、吸込口１５１の開口径はＤ０である。本実施形態に係る吸込口１５１の開口径Ｄ０は、羽根車の吸込口羽根先端径Ａ以上である（Ｄ０≧ｈ）。このように吸込口１５１の開口径Ｄ０を羽根車の吸込口羽根先端径Ａ以上にできるのは、上述したように、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４を設けたことにより、ケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができ、従来のように、ポンプ内部を通過可能な最大粒径を超える異物がケーシング１５内部に流入して当該異物がケーシング１５内部を閉塞するということがないからである。これにより、吸込口１５１の面積を拡大することができるので、ポンプの吸い込み性能を向上させることができる。
【００２５】
以上、本実施形態に係るポンプ装置１は、吸込口の開口径Ｄ０は、羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａ以上であり、且つ羽根車の吸込口羽根先端径Ａは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以上である（Ｄ０≧Ａ≧ｄ４）。
【００２６】
これにより、ポンプの吸い込み性能を向上させつつ、ポンプ装置１を縦置きした場合にリブ間の水平方向の間隙からケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、異物がケーシング１５内部を閉塞する可能性を低減することができる。また、ケーシング１５内部からの逆流に起因して発生する吸込口１５１近傍の水の旋回流れを抑制することができるので、吸い込み性能を改善することができる。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態ではポンプ装置１を設置面Ｇに縦置きした場合に、水平方向からケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えるために、羽根車の吸込口羽根先端径Ａは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以上にした。それに対し、第２の実施形態では、設置面Ｇから浮いた状態でポンプ装置２が固定されてリブの下面と設置面Ｇとの間に空間がある場合に、リブの下方からケーシング１５内部に異物が流入しないように封止部材１８を設ける。
【００２８】
図４は、第２の実施形態に係るポンプ装置２の概略断面図である。図４に示すように、第２の実施形態に係るポンプ装置２は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の構成に加えて、封止部材１８を更に備える。封止部材１８は、複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結する面とは反対の面において複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４と連結している。これにより、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４の下方からケーシング１５内部への異物の流入を物理的に遮断することができる。
【００２９】
図５は、第２の実施形態に係るポンプ装置２の吸込口付近の底面図である。図５に示すように、封止部材１８は円盤状であり、封止部材１８の外周側がリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４に連結されている。これにより、封止部材１８によって、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４の下方からケーシング１５内部への異物の流入が物理的に遮断される。
【００３０】
以上、第２の実施形態に係るポンプ装置２は、複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結する面とは反対の面において複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４と連結している封止部材１８を更に備える。これにより、第１の実施形態の効果に加えて、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結する面とは反対の面側に空間がある場合であっても、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４の下方からケーシング１５内部への異物の流入を物理的に遮断することができる。
【００３１】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態ではポンプ装置１を設置面Ｇに縦置きした場合に、水平方向からケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えるために、羽根車の吸込口羽根先端径Ａは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以上にした。それに対し、第３の実施形態では、ポンプ装置３を設置面Ｇから浮いた状態で固定されてリブの下面と設置面Ｇとの間に空間がある場合に、リブの下方からケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えるためにリング部材１９を設ける。
【００３２】
図６は、第３の実施形態に係るポンプ装置３の概略断面図である。図６に示すように、第３の実施形態に係るポンプ装置３は、第１の実施形態に係るポンプ装置１の構成に加えてリング部材１９を更に備える。リング部材１９は、穴１９１が設けられており、且つ複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシング１５に連結された面とは反対の面において複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４と連結している。
【００３３】
図７は、第３の実施形態に係るポンプ装置３の吸込口付近の底面図である。図７に示すように、リング部材１９には、円形の穴１９１が設けられている。この穴１９１の径Ｄｒは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以下である（Ｄｒ≦ｄ４）。好ましくは、この穴１９１の径Ｄｒは、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４である。これにより、この穴１９１を通って流入する異物の粒径を距離ｄ４以下にすることができる。羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａがポンプ内部を通過可能な最大粒径となり、この吸込口羽根先端径Ａが距離ｄ４以上であるから、この穴１９１を通ってケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、この穴１９１を通って流入した異物がケーシング１５内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【００３４】
以上、第３の実施形態に係るポンプ装置３は、円形の穴１９１が設けられており、且つ複数のリブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結された面とは反対の面において複数のリブと連結しているリング部材１９を更に備える。この穴１９１の径は、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以下である。これにより、第１の実施形態の効果に加えて、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結する面とは反対の面側に空間がある場合であっても、リング部材１９に設けられた穴１９１を通って流入する異物の粒径を距離ｄ４以下にすることができる。羽根車１４の吸込口羽根先端径Ａがポンプ内部を通過可能な最大粒径となり、この吸込口羽根先端径Ａが距離ｄ４以上であるから、この穴１９１を通ってケーシング１５内部に流入する異物の粒径を、ポンプ内部を通過可能な最大粒径以下に抑えることができる。その結果、この穴１９１を通って流入した異物がケーシング１５内部を閉塞する可能性を低減することができる。
【００３５】
なお、本実施形態に係るリング部材１９の穴１９１を円形としたが楕円であってもよい。この場合、楕円の長径は、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離ｄ４以下とするのが良い。これにより、リブ１６−１、１６−２、１６−３、１６−４がケーシングに連結する面とは反対の面側に空間がある場合であっても、リング部材１９に設けられた穴１９１を通って流入する異物の粒径を距離ｄ４以下にすることができる。また、本実施形態に係るリング部材１９の穴１９１は、穴の外周が滑らかな円であるが、穴の外周に凹凸があってもよい。このように、本実施形態に係るリング部材１９の穴１９１は、略円形（円形、楕円を含む）であればよい。
【００３６】
なお、各実施形態では、一例としてリブの数を四つとするが、二つまたは三つでもよいし、五つ以上であってもよく、リブの数は複数であればよい。ここで、リブの数が二つの場合、隣り合うリブ間の距離のうち最大の距離は、当該二つのリブ間の距離である。また、各実施形態では、隣り合うリブ間の距離の関係を一部異なるようにしたが（ｄ３＜ｄ１＝ｄ２＜ｄ４）、隣り合うリブ間の距離を全て同じにしてもよい（ｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４）し、全て異なるようにしてもよい（ｄ１≠ｄ２≠ｄ３≠ｄ４）。
【００３７】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１、２、３：ポンプ装置、１０：電動機、１１：水中ケーブル、１２：電機子、１：出力軸、１２２：ロータ、１２３：ステータ、１３：回転軸、１４：羽根車、１５：ケーシング、１５１：吸込口、１６：リブ、１７：吐出口、１８：封止部材、１９：リング部材、１９１：穴。
【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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