(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸を回転自在に支持した筒状の軸受部と、この主軸と同時に回転する斜流羽根車または軸流羽根車と、これら羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングとを備えてなる斜流または軸流のポンプにおいて、前記吸込ケーシングの下流に前記筒状の軸受部と主軸を外部に導出したエルボ状の吐出ケーシングの入口が接続され、該吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているとともに、該吐出ケーシングには、前記入口側の起点から前記出口側の終点にかけて、前記筒状の軸受部の表面を液密に取り巻き、前記羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面が形成されていることを特徴とする斜流または軸流のポンプ。
【請求項２】
前記吐出ケーシングにおける前記主軸の軸断面方向の最大内径が前記羽根車外径の１．３倍以下に設定されている請求項１に記載の斜流または軸流のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜流または軸流のポンプに係り、詳しくは主軸の軸断面方向寸法の拡大を避け、主軸の軸方向寸法を大幅に短縮した斜流または軸流のポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図４に示す立軸斜流ポンプが知られている。この立軸斜流ポンプは、複数の軸受１，１…に回転自在に支持された鉛直方向の主軸２と、この主軸２の下端部に固着した斜流羽根車３と、この羽根車３を回転自在に収容した吐出しボウル４と、この吐出しボウル４の上側に連設されるとともに、主軸２を貫通させた鉛直方向の揚水管５と、この揚水管５の上側に連設され、かつ主軸２を液密かつ回転自在に貫通させて上側に導出した吐出曲管６とを備え、吐出しボウル４の内部に連通して下向きに吸込ベル７を設け、吐出曲管６の下流側に吐出弁８と吐出管９を連設している。吐出管９の出口は吐出水槽１０の内部に臨み、この出口に逆流防止用のフラップ弁１１を取付けている。
【０００３】
吐出曲管６の上側に導出した主軸２は、カップリング１２，１２と連結軸１３を介して減速機１４の鉛直方向の出力回転軸１５に連結され、減速機１４の水平方向の入力回転軸１６は、カップリング１７，１７と連結軸１８などを介して原動機（ディーゼルエンジンなど）１９の水平方向の出力回転軸２０に連結されている。
【０００４】
また、立軸斜流ポンプを設置した排水機場の建屋２１は、ポンプを設置する下側床部２２と減速機１４および原動機１９を設置する上側床部２３とを備えた二床式構造になっている。
【０００５】
一方、図５に示すように、口径が２０００ｍｍ以上の立軸軸流ポンプが知られている。この種の大口径立軸軸流ポンプは、図示のように、鋼板で吐出しボウル４、吸込ベル７および揚水管５を作り、この一部をコンクリートに埋設して構築される。なお、図５の立軸軸流ポンプにおいて、図４の立軸斜流ポンプと同一または相当部分には、同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の立軸斜流ポンプおよび立軸軸流ポンプでは、羽根車３から吐出曲管６の吐出中心Ｃ１までの長さＬが長く、吐出曲管６の出口側に接続される吐出管６の設置レベルが高い位置に設定されるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費が増大する難点を有している。
【０００７】
他方、羽根車３の外周に渦巻ケーシングを設けて、羽根車３から出た旋回速度エネルギーを圧力のエネルギーに変換するように構成したボリュート形の立軸斜流ポンプがある。この種のポンプでは、羽根車３から吐出中心までの主軸２の軸線方向の長さＬを短縮することができる。しかし、渦巻ケーシングは主軸２の径方向への張出し量が大きくなるので、横方向の設置スペースが大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、案内羽根を有する吐出しボウルの使用を省略することによって、羽根車から吐出中心までの長さを短縮して、吐出管の設置レベルを低い位置に設定することで、機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができるとともに、主軸の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる斜流または軸流のポンプを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、主軸を回転自在に支持した筒状の軸受部と、この主軸と同時に回転する斜流羽根車または軸流羽根車と、これら羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングとを備えてなる斜流または軸流のポンプにおいて、前記吸込ケーシングの下流に前記筒状の軸受部と主軸を外部に導出したエルボ状の吐出ケーシングの入口が接続され、該吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているとともに、該吐出ケーシングには、前記入口側の起点から前記出口側の終点にかけて、前記筒状の軸受部の表面を液密に取り巻き、前記羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、前記吐出ケーシングにおける前記主軸の軸断面方向の最大内径は前記羽根車外径の１．３倍以下に設定することができる。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、斜流羽根車または軸流羽根車のいずれかを回転自在に収容した吸込ケーシングの下流に吐出ケーシングの入口が接続され、この吐出ケーシングの出口が前記入口の軸線に交差する方向に開口しているので、羽根車から吐出ケーシングの吐出中心までの長さを大幅に短縮することができ、吐出ケーシングの出口に接続される吐出管の設置レベルを低い位置に設定することができ、吐出ケーシングの径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【００１２】
さらに、羽根車から出た液体は、羽根車の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面に案内されて、エルボ状の吐出ケーシングの入口から出口に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車から出た液体の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明のように、吐出ケーシングにおける主軸の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の１．３倍以下に設定することで、主軸の径方向への張出し量を小さく抑えて、横方向の設置スペースを確実に縮小することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る斜流ポンプの一実施の形態を示す縦断正面図、図２は図１の平面図である。なお、図４で説明した従来の斜流立軸ポンプと同一または相当部分には、同一符号を付して説明する。
【００１５】
図１および図２において、鉛直方向の主軸２は、複数の軸受１，１…と、これら軸受１，１…を収容した軸受筒１Ａとからなる円筒状の軸受部１Ｂによって回転自在に支持され、主軸２の下端部に同時回転可能に取付けられている斜流羽根車３は、吸込ケーシング４に回転自在に収容され、吸込ケーシング４の内部に連通して下向きに吸込ベル７を設けてある。
【００１６】
吸込ケーシング４の下流には、エルボ状の吐出ケーシング２５の入口２６が接続され、その出口２７は入口２６の軸線Ｃ，つまり主軸２の軸線Ｃに直交する軸線Ｃ２方向に開口しており、入口２６は吸込ケーシング４の出口に対応する円形に形成され、出口２７は角形または円形に形成されている。また、吐出ケーシング２５における主軸２の軸断面方向の最大内径Ｄを羽根車外径Ｄ１の１．３倍以下に設定してある。さらに、エルボ状の吐出ケーシング２５の内部から筒状の軸受部１Ｂと主軸２が上側に導出されている。
【００１７】
一方、吐出ケーシング２５には、入口２６における出口２７に最も近い起点Ｐ１と出口２７における起点Ｐ１から最も遠い終点Ｐ２を結ぶ直線をリードとして、円筒状の軸受部１Ｂの表面を液密に取り巻き、羽根車３の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面２８が形成されている。
【００１８】
このような構成であれば、案内羽根を有する吐出しボウルが省略されていることにより、斜流羽根車３からエルボ状の吐出ケーシング２５の吐出中心Ｃ２までの長さＬ１を図４で説明した従来の長さＬと比較して大幅に短縮することができる。このため、吐出ケーシング２５の出口２７に異径管２９を介して接続される吐出管９の設置レベルを低い位置（図４の二点鎖線のレベル）に設定できるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシング４の下流にエルボ状の吐出ケーシング２５を接続し、該吐出ケーシング２５における主軸２の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の１．３倍以下に設定することにより、主軸２の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【００１９】
さらに、斜流羽根車３から出た水は、円筒状の軸受部１Ｂの表面を液密に取り巻き、羽根車３の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面２８に案内されて、エルボ状の吐出ケーシング２５の入口２６から出口２７に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車３から出た水の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換して吐出管９に吐出することができる。
【００２０】
つぎに、本発明に係る軸流のポンプについて説明する。
図３は、本発明に係る軸流のポンプの一実施の形態を示す縦断面図である。なお、図１および図２で説明した斜流ポンプと異なる構成は、羽根車３として軸流羽根車が使用され、薄い鋼板で吸込ケーシング４、吸込ベル７および吐出ケーシング２５を作り、これをコンクリートに埋設して構築した点にあり、その他の構成は図１および図２で説明した斜流ポンプとほぼ同様であるので、同一または相当部分には前記斜流ポンプと同一の符号を付して、重複した構造説明は省略する。
【００２１】
前記構成の軸流のポンプでも、案内羽根を有する吐出しボウルが省略されていることにより、軸流羽根車３からエルボ状の吐出ケーシング２５の吐出中心Ｃ２までの長さＬ１を図５で説明した従来の長さＬと比較して大幅に短縮することができる。このため、吐出ケーシング２５の出口２７異径管２９を介して接続される吐出管９の設置レベルを低い位置（図５の二点鎖のレベル）に設定できるので、排水機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシング４の下流にエルボ状の吐出ケーシング２５を接続し、該吐出ケーシング２５における主軸２の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の１．３倍以下に設定することにより、主軸２の径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【００２２】
さらに、軸流羽根車３から出た水は、円筒状の軸受部１Ｂの表面を液密に取り巻き、羽根車３の回転方向に向かって螺旋状にせり上がる傾斜案内面２８に案内されて、エルボ状の吐出ケーシング２５の入口２６から出口２７に向かって螺旋状に流れ、この過程で羽根車３から出た水の旋回速度エネルギーを有効に圧力のエネルギーに変換して吐出管９に吐出することができる。
【００２３】
前記実施の形態では、鉛直方向の主軸２を有する立軸斜流ポンプと立軸軸流ポンプについて説明しているが、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、水平方向の主軸２を有する横軸斜流のポンプや横軸軸流のポンプとして実施することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る斜流または軸流のポンプは構成されているので、以下のような格別の効果を奏することができる。
【００２５】
すなわち、請求項１に係る発明は、羽根車から吐出ケーシングの吐出中心までの長さを大幅に短縮して、吐出ケーシングの出口に接続される吐出管の設置レベルを低い位置に設定することができるので、機場を構築するための土木・建築工事費を削減することができる。しかも、吸込ケーシングの下流にエルボ状の吐出ケーシングを接続することにより、該吐出ケーシングの主軸径方向への張出し量を小さくして、横方向の設置スペースの拡大を抑制することができる。
【００２６】
また、請求項２に係る発明は、吐出ケーシングにおける主軸の軸断面方向の最大内径を羽根車外径の１．３倍以下に設定することによって、吐出ケーシングの主軸径方向への張出し量を小さく抑えて、横方向の設置スペースを確実に縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る斜流ポンプの一実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】  図１の平面図である。
【図３】  本発明に係る軸流のポンプの一実施の形態を示す縦断正面図である。
【図４】  従来の立軸斜流ポンプを示す概略構成図である。
【図５】  従来の立軸軸流ポンプを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１Ｂ  筒状の軸受部
２  主軸
３  斜流羽根車または軸流羽根車（羽根車）
４  吸込ケーシング
２５  エルボ状の吐出ケーシング
２６  吐出ケーシングの入口
２７  吐出ケーシングの出口
２８  傾斜案内面
Ｃ  吐出ケーシングの入口の軸線
Ｃ２  吐出ケーシングの出口の軸線
Ｐ１  吐出ケーシングの入口側の起点
Ｐ２  吐出ケーシングの出口側の終点
【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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