(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、液を吸い込む吸込口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１５１を一部遮るように設けられたリブ１６と、を備え、リブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径は、羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシングの内壁との距離ｈ以下であるポンプ装置。【選択図】図１
2017089387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、
液を吸い込む吸込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リブと、
を備え、
前記リブと前記吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径は、前記羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離以下である
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側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離より長い
請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記リブは、複数設けられており、
複数の前記リブのうちいずれか一つのリブと前記吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円、及び前記複数のリブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円のうち最大の円の径が、前記羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離以下である
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】
異物を含んだ液を吸い込むポンプ（例えば、セミボルテックス型の水中ポンプ）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侵入し、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、液を吸い込む吸込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リブと、を備え、前記リブと前記吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径は、前記羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離以下である。
【０００７】
これにより、ケーシング内部に流入する異物の粒径は、リブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径以下に抑えられ、羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシングの内壁との距離がポンプ内部を通過可能な最大粒径であるから、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。また、リブは、電動機の出力軸方向にも所定の高さを有するため、ケーシング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、電動機の出力軸方向と直交する平面で回転する水の流れである。これより、羽根車の回転と流入する水の回転の回転数差が大きくなり、羽根車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るので、吸い込み性能を改善することができる。
【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側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離より長い。
【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、前記リブは、複数設けられており、複数の前記リブのうちいずれか一つのリブと前記吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円、及び前記複数のリブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円のうち最大の円の径が、前記羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向する前記ケーシングの内壁との距離以下である。
【００１１】
これにより、ケーシング内部に流入する異物の粒径は、複数のリブのうちいずれか一つのリブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円、及び複数のリブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円のうち最大の円の径以下に抑えられる。羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシングの内壁との距離がポンプ内部を通過可能な最大粒径であるから、複数のリブがあるときにも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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケーシング内部に流入する異物の粒径は、リブと吸込口の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径以下に抑えられ、羽根車の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシングの内壁との距離がポンプ内部を通過可能な最大粒径であるから、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。また、リブは、電動機の出力軸方向にも所定の高さを有するため、ケーシング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、電動機の出力軸方向と直交する平面で回転する水の流れである。これより、羽根車の回転と流入する水の回転の回転数差が大きくなり、羽根車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るので、吸い込み性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るポンプ装置１の概略断面図である。
【図２】本実施形態に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。
【図３】第１の変形例に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。
【図４】第２の変形例に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本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セミボルテックスポンプである。ここで、ポンプ吐出し口径と同等の大きさの固形物を排出できる構造のものをボルテックスポンプと呼ぶ。これに対して、セミボルテックスポンプは、羽根車の一部がケーシングの水路内部に出ているポンプである。セミボルテックスポンプは、ボルテックスポンプより通路がせまいため、通過できる固形物がやや小さくなる。
【００１５】
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。
【００１６】
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内に設けられた羽根車１４、液（ここでは汚水）を吸い込む吸込口１５１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リブ１６を備える。羽根車１４は回転軸１３の端部に連結されているので、電機子１２は、羽根車１４を回転させることができる。
【００１７】
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。ケーシング１５の下端と羽根車１４との間に隙間が設けられているので、羽根車１４が発生する渦により吸込口１５１から、異物を含む汚水が汲み上げられ、羽根車１４によって汲み上げられた異物を含む汚水は、当該隙間を通過し吐出口１７に吐き出される。
【００１８】
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、本実施形態に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。図２に示すように、リブ１６と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径がＤ１である。これにより、吸込口１５１から流入する異物の粒径は、Ｄ１以下に抑えられる。本実施形態では、リブ１６の端部と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径Ｄ１（図２参照）は、羽根車１４の吸込口１５１側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈ（図１参照）以下（Ｄ１≦ｈ）である。
【００１９】
これにより、ケーシング１５内部に流入する異物の粒径は、リブ１６の端部と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径Ｄ１以下に抑えられ、羽根車１４の吸込口１５１側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈがポンプ内部を通過可能な最大粒径であるから、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内部で閉塞する可能性を低減することができる。
【００２０】
また、リブ１６は、回転軸１３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。
【００２１】
本実施形態に係る吸込口１５１の開口径Ｄ０は、羽根車１４の吸込口１５１側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈより長い（Ｄ０＞ｈ）。このように吸込口１５１の開口径Ｄ０を当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈより長くできるのは、上述したように、リブ１６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。
【００２２】
以上、本実施形態に係るポンプ装置１は、吸込口１５１の開口径Ｄ０は、羽根車１４の吸込口１５１側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈより長くし、且つリブ１６の端部と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径Ｄ１（図２参照）は、羽根車１４の吸込口１５１側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈ（図１参照）以下である。
【００２３】
これにより、ポンプの吸い込み性能を向上させつつ、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。
【００２４】
なお、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ポンプとして説明したが、これに限ったものではない。また、セミボルテックス型のポンプに限らず、ボルテックス型のポンプであってもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、リブ１６と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円は、図２に示すように底面図におけるリブ１６の短辺に接する円であったが、これに限ったものではなない。図３は、第１の変形例に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。図３に示すように、リブ１６を配置した位置によっては、リブ１６と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円は、図３に示す直径Ｄ２の円のように、底面図におけるリブ１６の長辺に接する場合もある。つまり、リブ１６と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円の径は、必ずしも、吸込口１５１の開口径Ｄ０から、リブ１６が吸込口１５１に侵入した分の長さを差分したものではない。この場合、図３に示す径Ｄ２が羽根車１４の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈ以下であればよい。
【００２６】
また、本実施形態では、リブを一つとして説明したが、リブは複数あってもよい。その場合、複数のリブのうちいずれか一つのリブと吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円、及び複数のリブと吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円のうち最大の円の径が羽根車１４の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈ以下であればよい。図４は、第２の変形例に係るポンプ装置１の吸込口１５１付近の底面図である。例えば、図４に示すようにリブが第１のリブ１６−１と第２のリブ１６−２の二つある場合、第１のリブ１６−１と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円Ｃ１、第２のリブ１６−２と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円Ｃ２、及び第１のリブ１６−１と第２のリブ１６−２と吸込口１５１の開口縁に接する中空の円のうち最大の円Ｃ３のうち、最大の円である内接円Ｃ１の径がＤ３である。この場合、図４に示す径Ｄ３が羽根車１４の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈ以下であればよい。
【００２７】
これにより、ケーシング内部に流入する異物の粒径は、径Ｄ３以下に抑えられる。羽根車１４の吸込口側の端面と当該端面に対向するケーシング１５の内壁との距離ｈがポンプ内部を通過可能な最大粒径であるから、複数のリブがあるときにもケーシング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。
【００２８】
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。
【符号の説明】
【００２９】
１：ポンプ装置、１０：電動機、１１：水中ケーブル、１２：電機子、１２１：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、１６−１、１６−２：リブ、１７：吐出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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