(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ軸を羽根車の上方と下方にそれぞれ配設した水中軸受で軸承する立軸ポンプにおいて、前記羽根車より下方で外側ポンプケーシングまたは吸込ベルマウスに配設固定される軸受胴に前記ポンプ軸を挿入し、この軸受胴で覆われるようにその内部に前記羽根車の下方の水中軸受を配設固定し、前記軸受胴に内部と外部を連通する透孔部を設け、この透孔部の軸方向の上下両端側を前記ポンプ軸が嵌挿し得る径の小径部とするとともに中央部を前記ポンプ軸より径の大きな内径を有する大径部とし、前記透孔部に前記ポンプ軸の先端部を挿入し、前記大径部とこれに挿入されたポンプ軸の間にグランドパッキンを配設して濾過部を構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の立軸ポンプにおいて、前記透孔部を、軸方向の上下両端側を前記ポンプ軸が嵌挿し得る径の小径部とし、中央部に前記ポンプ軸より径の大きな内径を有する大径部を複数形成し、上方の大径部に前記グランドパッキンを配設し、下方の大径部は前記グランドパッキンを配設せずに中空状態に構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２記載の立軸ポンプにおいて、前記ポンプ軸の下方の先端が、前記軸受胴の下端面と略同一面にあり、または前記軸受胴の下端面から略半球状に下方に突出するように構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
【請求項４】
請求項１ないし３記載のいずれかの立軸ポンプにおいて、前記軸受胴より前記ポンプ軸が遊嵌する筒状部材を前記羽根車近くの上方位置まで配設し、前記筒状部材の上端部の内周が前記ポンプ軸と摺接するように構成したことを特徴とする立軸ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体中に異物が含まれる汚水等の揚水に使用するのに好適な立軸ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の立軸ポンプの一例を図４を参照して説明する。図４は、従来の立軸ポンプの一例の要部の縦断面図である。
【０００３】
揚程の高い立軸ポンプ１０にあっては、ポンプ軸１２を軸承する水中軸受１４の負荷を軽減するために、図４に示す従来例のごとく、羽根車１６の上方と下方に水中軸受１４，１４がそれぞれに配設される。上方の水中軸受１４は、内側ポンプケーシング１８に適宜に配設固定される。また、羽根車１６の下方の吸込ベルマウス２０に支持部材２２，２２によって軸受胴２４が配設固定され、この軸受胴２４内にポンプ軸１２の先端部が挿入され、下方の水中軸受１４は、軸受胴２４に適宜に配設固定される。しかも、軸受胴２４は、下方の水中軸受１４を覆うごとき容器状であり、その下端部に内部と外部を連通する透孔部２６が穿設される。ここで、ポンプ軸１２の先端は、軸受胴２４の下端部までは伸びておらず、軸受胴２４の内部にある。また、軸受胴２４には、水中軸受１４より上方の位置で、ポンプ軸２４に対してラビリンス構造２８が適宜に形成されている。なお、軸受胴２４は、吸込ベルマウス２０に配設固定されるものに限られずに、羽根車１６より下方であれば、外側ポンプケーシング３０に適宜な支持部材によって配設固定されても良い。
【０００４】
かかる構成において、立軸ポンプ１０の運転により流体が吸込ベルマウス２０を経て、内、外側ポンプケーシング１８，３０の間の流路３２を流れるが、この流れによって、軸受胴２４内に透孔部２６から流体が流入し、下方の水中軸受１４が潤滑され、さらにラビリンス構造２８を経て内、外側ポンプケーシング１８，３０の間の流路３２に流出する。ラビリンス構造２８は、流体の流れを極めて僅かなものとして、水中軸受１４が緩慢に流れる流体に浸された状態とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示す従来例の構造にあっては、流体に異物が含まれていると、透孔部２６が異物で閉塞されて、軸受胴２４内に流体が流入できずに水中軸受１４の潤滑水の不足を生じ、水中軸受１４が焼き付いて損傷する虞がある。また、軸受胴２４内に流入した異物は、ラビリンス構造２８を通過し得ないために、水中軸受１４付近で蓄積されて高濃度となり、水中軸受１４に著しい摩耗を生じさせる虞がある。
【０００６】
さらに、羽根車１６より下方で流路３２に直接に晒される部分のポンプ軸１２に、流体に含まれる紐や毛髪やビニール等がからみついて、流路３２の大きな抵抗となり、また立軸ポンプ１０を運転する動力が増大するという問題もある。
【０００７】
本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、水中軸受が異物の含まれない流体に浸されるようにした立軸ポンプを提供することを目的とする。さらに、ポンプ軸に、流体に含まれる紐や毛髪やビニール等がからみつくことのない立軸ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の立軸ポンプは、ポンプ軸を羽根車の上方と下方にそれぞれ配設した水中軸受で軸承する立軸ポンプにおいて、前記羽根車より下方で外側ポンプケーシングまたは吸込ベルマウスに配設固定される軸受胴に前記ポンプ軸を挿入し、この軸受胴で覆われるようにその内部に前記羽根車の下方の水中軸受を配設固定し、前記軸受胴に内部と外部を連通する透孔部を設け、この透孔部を軸方向の上下両端側を前記ポンプ軸が嵌挿し得る径の小径部とするとともに中央部を前記ポンプ軸より径の大きな内径を有する大径部とし、前記透孔部に前記ポンプ軸の先端部を挿入し、前記大径部とこれに挿入されたポンプ軸の間にグランドパッキンを配設して濾過部を構成している。
【０００９】
そして、前記透孔部を、軸方向の上下両端側を前記ポンプ軸が嵌挿し得る径の小径部とし、中央部に前記ポンプ軸より径の大きな内径を有する大径部を複数形成し、上方の大径部に前記グランドパッキンを配設し、下方の大径部は前記グランドパッキンを配設せずに中空状態に構成しても良い。
【００１０】
さらに、前記ポンプ軸の下方の先端が、前記軸受胴の下端面と略同一面にあり、または前記軸受胴の下端面から略半球状に下方に突出するように構成しても良い。
【００１１】
また、前記軸受胴より前記ポンプ軸が遊嵌する筒状部材を前記羽根車近くの上方位置まで配設し、前記筒状部材の上端部の内周が前記ポンプ軸と摺接するように構成しても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の立軸ポンプの第１実施例の要部の縦断面図である。図２は、図１の透孔部の部分拡大図である。図１および図２において、図４と同一または均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１３】
本発明の第１実施例において、図４に示す従来例と相違するところは、以下の点にある。まず、軸受胴２４の下端部分に濾過材容器３４が配設固定される。この濾過材容器３４には、ポンプ軸１２の軸方向で上下両端側に小径の孔の小径部３４ａ，３４ａが穿設され、軸方向の中央部にさらに大きな内径を有する大径部３４ｂが形成される。また、ポンプ軸１２の先端部は、径の細い細径部１２ａとされて濾過材容器３４の小径部３４ａ、３４ａを貫通し、しかもその下方の先端が濾過材容器３４の下端面と略同一面状とされる。そして、濾過材容器３４の大径部３４ｂに、ポンプ軸１２の細径部１２ａの外周面に摺接するグランドパッキン３６が配設される。なお、従来例では設けられていたラビリンス構造は、本発明では設けられていない。
【００１４】
さらに、軸受胴２４に、ポンプ軸１２に遊嵌する筒状部材３８がその上端部を羽根車１６の近くの上方位置まで伸ばして配設固定される。しかも、筒状部材３８の上端部に臨んで、ポンプ軸１２に摺接部材４０が設けられ、これと筒状部材３８の上端部の内周が摺接される。
【００１５】
かかる構成において、流体は、ポンプ軸１２の細径部１２ａと濾過材容器３４の下方の小径部３４ａの隙間を介して濾過材容器３４の大径部３４ｂに流入し、グランドパッキン３６とポンプ軸１２の細径部１２ａが摺接する面の僅かな隙間を経て軸受胴２４内に流入する。このグランドパッキン３６と細径部１２ａの隙間により流体に含まれる異物の通過が阻止され、軸受胴２４内には異物の含まれない流体が流入する。そこで、水中軸受１４は、異物の含まれない流体に浸されて潤滑されるので、摩耗などが生じにくい。しかも、グランドパッキン３６とこれに摺接する細径部１２ａの周面は、ポンプ軸１２の回転にともない常に相対的なずれを生じていて、目詰まりを生ずることがない。そして、細径部１２ａとすることで、グランドパッキン３６に対するポンプ軸１２の周速度を低下させて、グランドパッキン３６の摩耗を低減させている。ここで、濾過材容器３４の小径部３４ａ，３４ａおよび大径部３４ｂが、従来技術における透孔部に相当し、この透孔部とこれに挿入されるポンプ軸１２の細径部１２ａの間に介装されるグランドパッキン３６は、この透孔部に流入する流体から異物を排除する濾過部として作用している。
【００１６】
また、ポンプ軸１２の細径部１２ａの下端を、濾過材容器３４の下端面と略同一面とすることで、細径部１２ａに流体に含まれる紐や毛髪等がからみつくようなことがなく、また透孔部が異物で閉塞されるようなことがない。細径部１２ａが濾過材容器３４の下端面から下方に突出するならば、この突出部に紐等が容易にからみつくことは容易に理解されるであろう。また、細径部１２ａの先端が、濾過材容器３４の下端面より上方に凹んだ状態にあるならば、この凹みに異物が集まり、やがて透孔部を閉塞するであろうことも容易に理解されるであろう。
【００１７】
さらに、筒状部材３８を設けることで、羽根車１６より下方の部分のポンプ軸１２が、流路３２に直接に晒されることがなく、流体に含まれる紐や毛髪等がからみつくようなことがない。
【００１８】
次に、本発明の第２実施例を図３を参照して説明する。図３は、本発明の立軸ポンプの第２実施例の透孔部の部分拡大図である。図３において、図１および図２と同一または均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【００１９】
図３に示す第２実施例において、図１および図２に示す第１実施例と相違するところは、以下のところにある。濾過材容器３４に、ポンプ軸１２の軸方向で上下両端側の小径部３４ａ，３４ａに加えて中間部でも１つ以上の小径部３４ａを設け、しかも小径部３４ａと小径部３４ａの間に大径部３４ｂをそれぞれに設け、軸方向に２つ以上の大径部３４ｂ，３４ｂ…が設けられる。図３に図示した第２実施例では、大径部３４ｂが３つ設けられている。そして、軸方向で上方にある大径部３４ａにグランドパッキン３６が第１実施例と同様に介装される。また、軸方向で下方にある大径部３４ａは内部にグランドパッキン３６が介装されずに中空状態とされる。
【００２０】
また、濾過材容器３４の下端面は、下方に凸なる曲面とされる。そして、ポンプ軸１２の細径部１２ａの下端は、濾過材容器３４の下端面の曲面から下方に凸なる略半球状に突出するように形成されている。なお、細径部１２ａの下端面は、濾過材容器３４の下端面の曲面と同一曲面上にあるようにしても良い。
【００２１】
この第２実施例において、濾過材容器３４の複数の小径部３４ａ，３４ａ…および複数の大径部３４ｂ，３４ｂ…が、従来技術における透孔部に相当する。そして、グランドパッキン３６が濾過部として作用することは、第１実施例と同様である。
【００２２】
かかる構成の第２実施例にあっては、濾過材容器３４の下方の小径部３４ａとポンプ軸１２の細径部１２ａの隙間から流入した流体は、下方にある中空状態の大径部３４ｂでその流れが急激に減速され、この大径部３４ｂ内に異物が沈殿される。そして、小径部３４ａと大径部３４ｂの流体の速度の違いにより異物が中空状態の大径部３４ｂで沈殿除去され、さらにグランドパッキン３６が介装される大径部３４ｂにて、より確実に異物が除去された流体が軸受胴２４内に流入する。そこで、より確実に異物の除去ができ、水中軸受１４が異物により摩耗するのを確実に防止することができる。なお、複数の小径部３４ａ，３４ａ…の径は、全て同じである必要はなく、適宜に設定されれば良い。また、複数の大径部３４ｂ，３４ｂ…の径も、全て同じである必要は全くなく、適宜に設定されれば良い。
【００２３】
そして、濾過材容器３４の下端面およびポンプ軸１２の細径部１２ａの下端面が下方に凸なる曲面であり、より流体抵抗を小さなものとできる。しかも、濾過材容器３４の下端面や、ポンプ軸１２の細径部１２ａの下端部に、異物が滞留したりからみつくようなことがない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の立軸ポンプは構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００２５】
請求項１記載の立軸ポンプにあっては、濾過部で異物が除去された流体が軸受胴内に流入し、この異物の含まれない流体に水中軸受が浸されて潤滑されるので、水中軸受が異物等によって摩耗されることがない。そして、ポンプ軸の先端部にグランドパッキンを摺接するように配設して濾過部としているので、グランドパッキンとポンプ軸の摺接面の僅かな隙間を流体は通過し得るが異物の通過は阻止され、確実に異物を除去し得る。しかも、グランドパッキンとこれに摺接するポンプ軸の周面とは、ポンプ軸の回転により相対的にずれ、目詰まりを生ずることがない。また、濾過部としてのグランドパッキンを、軸受胴の透孔部に容易に配設固定することができる。
【００２６】
請求項２記載の立軸ポンプにあっては、下方にある小径部と中空状態の大径部との流体の速度の違いから、異物を大径部内で沈殿除去でき、グランドパッキンにより更に細かな異物が除去できる。そこで、グランドパッキンの濾過部としての濾過作用の負担が軽減できる。
【００２７】
請求項３記載の立軸ポンプにあっては、異物で透孔部が閉塞したり、ポンプ軸に異物がからみつくようなことがない。
【００２８】
請求項４記載の立軸ポンプにあっては、筒状部材によって、羽根車より下方の部分のポンプ軸が、流路を流れる流体に直接的に晒されることがなく、紐や毛髪やビニール等の異物がポンプ軸にからみつくようなことがない。そこで、これらの異物がポンプ軸にからみつくことによる流路抵抗の増大や運転動力の増大を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の立軸ポンプの第１実施例の要部の縦断面図である。
【図２】  図１の透孔部の部分拡大図である。
【図３】  本発明の立軸ポンプの第２実施例の透孔部の部分拡大図である
【図４】  従来の立軸ポンプの一例の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  立軸ポンプ
１２  ポンプ軸
１２ａ  細径部
１４  水中軸受
１６  羽根車
２０  吸込ベルマウス
２２  支持部材
２４  軸受胴
３０  外側ポンプケーシング
３２  流路
３４  濾過材容器
３４ａ  小径部
３４ｂ  大径部
３６  グランドパッキン
３８  筒状部材
４０  摺接部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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