(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に回転軸を有し、モータによって回転駆動されるインペラ及びそのケーシングを備えたポンプ部と、前記回転軸の延長部の上側に取付けられ、前記ケーシングを介して前記延長部を回転自由に支持する軸受と、前記延長部の下側に設けられた複数の破砕刃を備えた土塊破砕部とを有する水中ポンプであって、
前記各破砕刃は前記回転軸の延長部の周囲に平面視して等ピッチで設けられ、前記各破砕刃は平面視して弓状に形成され、しかも該各破砕刃の回転方向凹部に刃部が形成されているとともに、前記複数の破砕刃は前記回転軸の延長部の周囲に１２０度ピッチで上下２段に設けられていることを特徴とする水中ポンプ。
【請求項２】
請求項１記載の水中ポンプにおいて、前記ポンプ部と前記軸受との間の前記延長部には、螺旋羽根が設けられていることを特徴とする水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水底の土砂又はヘドロ等を効率的に吸引し、かつ吐出できる構造を備えた水中ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水底の土砂又はヘドロ等を処理するために使用する水中ポンプとして、特公昭５５−２３３５８号公報に記載されたものが知られている。この水中ポンプにおいては、回転軸の延長部の下半分に攪拌機能付カッターファンを備え、延長部の上半分に土砂送上げ用送り羽根を備えた構造となっている。カッターファンにより、水底の土砂を攪拌しかつ、攪拌され、また誘導された土砂を送り羽根によりインペラ室へ効率良く送り込むことができるようになっている。また、２組の回転羽根、即ち、カッターファン及び送り羽根によって、水上で回転軸を起動させておいて水中ポンプを水中に降下すると、ポンプ内に停滞しているエアーは、エアー抜きの時間を必要とせず、水中における回転開始と同時に直ちに土砂と共に吐出されるので、作業性が高い。カッターファンの構造は、水底の土砂を攪拌できるように、回転軸の軸方向に沿って螺旋状に設けられた３枚の回転羽根片からなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特公昭５５−２３３５８号公報に記載された水中ポンプにおいては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
カッターファンは、攪拌作用が狭い範囲に限られ、しかも水底の土砂が強固に固まっている場合には、カッターファンの直近の土砂しか崩すことができなかった。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、より広範囲の土砂、ヘドロ等をほぐして、水を含ませることにより流動性を持たせることができ、強固に固まっている土塊をも効率的に吸引し、吐出することができる水中ポンプを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る水中ポンプは、中央に回転軸を有し、モータによって回転駆動されるインペラ及びそのケーシングを備えたポンプ部と、前記回転軸の延長部の上側に取付けられ、前記ケーシングを介して前記延長部を回転自由に支持する軸受と、前記延長部の下側に設けられた複数の破砕刃を備えた土塊破砕部とを有する水中ポンプであって、
前記各破砕刃は前記回転軸の延長部の周囲に平面視して等ピッチで設けられ、前記各破砕刃は平面視して弓状に形成され、しかも該各破砕刃の回転方向凹部に刃部が形成されているとともに、前記複数の破砕刃は前記回転軸の延長部の周囲に１２０度ピッチで上下２段に設けられている。これによって、土塊破砕部により十分にほぐされた土砂等がポンプ部を介して吐出される。
第１の発明に係る水中ポンプにおいて、ポンプ部と軸受との間の延長部には、螺旋羽根を設けることもできる。これによって、土塊破砕部により十分にほぐされた土砂等が螺旋羽根によってポンプ部に誘導され、吸引がより効率的になされる。
【０００６】
第１の発明に係る水中ポンプにおいて、ポンプ部と軸受との間の延長部には、土砂送上げ用の螺旋羽根を設けることもできる。これによって、土砂等を効率よくポンプ部に誘導しながら吸引できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る水中ポンプの正断面図、図２は同水中ポンプの第１変形例の正断面図、図３は同水中ポンプの第２変形例の正断面図、図４は図１の矢視Ａ−Ａ断面図、図５は図１の矢視Ｂ−Ｂ断面図、図６は図３の矢視Ｃ−Ｃ断面図、図７は本発明の第２の実施の形態に係る水中ポンプの正断面図、図８は同水中ポンプの変形例の正断面図、図９は図７の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【０００８】
図１、図４及び図５に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る水中ポンプ１０は、モータ（図示せず）を密封した水密モータ部１１と、水密モータ部１１の下端に連結され、しかも中央に回転軸１２を有し、前記モータによって回転駆動されるインペラ１３及びそのケーシング１４を備えたポンプ部１５と、軸受２２によって回転自由に支持された回転軸１２の延長部の一例である延長軸１６に取付けられ、しかも実質的に放射状に配置された複数（本実施の形態においては、３（枚／段）×２段＝６枚）の先端に曲がりを有する破砕刃１７を備えた土塊破砕部１８とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
ポンプ部１５のインペラ室１９内には、インペラ１３が取付けられた回転軸１２が設けられており、回転軸１２の上端はモータの出力軸に連結されている。回転軸１２の下端には延長軸１６が一体的に延長して設けられている。
延長軸１６の中間部、すなわち土塊破砕部１８に対して上側には、軸受２２が取付けられており、軸受２２はケーシング１４の底部２１に接続された支持機枠２４に形成された軸受保持部２５に保持されている。図５に示すように、軸受保持部２５は周方向に略等ピッチで配置された３個のＳ字状のアーム２４ａの下側先端部に固定されている。
【００１０】
図１及び図４に示すように、延長軸１６の外周には、延長軸１６の軸方向に沿って所定の間隔Ｇを開けて、しかも平面視して周方向に１２０°の等ピッチで、しかも実質的に放射状に、合計６枚のなた状の破砕刃１７が取付けられている。
図４に示すように、破砕刃１７が取付けられた延長軸１６は矢印で示す時計方向に回転し、各破砕刃１７は平面視して弓状に形成され、かつ、軸方向へもポンプ部１５側へ曲げて形成されている。破砕刃１７の回転方向側の凹部分には、刃部（エッジ部）２０が形成されている。
【００１１】
従って、水中ポンプ１０においては、土塊破砕部１８を構成する６枚の破砕刃１７によって、従来例のカッターファンに比べて、より広範囲の土砂、ヘドロ等をほぐして、水を含ませることにより流動性を持たせることができ、また、強固に固まっている土砂をも破砕し、水中にまきあげることができるので、効率的に吸引し、吐出することができる。
【００１２】
図２に水中ポンプ１０の第１変形例である水中ポンプ１０ａを示す。なお、水中ポンプ１０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
水中ポンプ１０ａにおいては、ポンプ部１５と軸受２２との間には、螺旋羽根２６が設けられており、回転軸１２の下端には延長軸１６ａが一体的に延長し設けられ、延長軸１６ａの中間部が軸受２２により回転自由に支持されている。軸受２２は、ケーシング１４の底部２１に接続された支持機枠２４ｂに形成された軸受保持部２５に保持されている。螺旋羽根２６は、延長軸１６ａのポンプ部１５側に約１．５周（ピッチ）ほど設けられている。
【００１３】
回転軸１２の回転に伴う螺旋羽根２６の回転により、土塊破砕部１８によってほぐされ、水と混合されて流動性が向上した土砂等が、ポンプ部１５に誘導され、効率的に吸引される。その際、螺旋羽根２６が比較的長いことによって、螺旋羽根２６上方の濃度の薄い水がまきこまれるため、比重の比較的重い土砂等は水でより希釈され、ポンプを詰まらせることなく、連続的に輸送することができる。
【００１４】
図３に水中ポンプ１０の第２変形例である水中ポンプ１０ｂを示す。なお、水中ポンプ１０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
水中ポンプ１０ｂおいては、ポンプ部１５と軸受２２との間には、土砂送上げ用の多条螺旋羽根２８が設けられており、回転軸１２の下端には延長軸１６ｂが一体的に延長して設けられ、延長軸１６ｂの中間部が軸受２２により回転自由に支持されている。軸受２２は、ケーシング１４の底部２１に接続された支持機枠２４ｃに形成された軸受保持部２５に保持されている。
【００１５】
図３及び図６に示すように、延長軸１６ｂのポンプ部１５側には、一対の短い螺旋羽根片２９、３０が対向して設けられており、螺旋羽根片２９、３０によって多条螺旋羽根２８が形成されている。
従って、水中ポンプ１０ｂにおいては、回転軸１２の回転に伴う多条螺旋羽根２８の回転によって、土塊破砕部１８によりほぐされ、水と混合されて流動性が向上した土砂等が、効率良くポンプ部１５に送り込まれ吸引される。
水中ポンプ１０ｂは、土砂等の比重が比較的軽く、多量の水で希釈する必要性が少ない場合に、より効果的に機能し、また、水中ポンプ１０ａに比較して外形寸法をコンパクトにできる。
【００１６】
図７に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る水中ポンプ４０は、モータ（図示せず）を密封した水密モータ部１１と、水密モータ部１１の下端に連結され、しかも中央に回転軸１２を有し、前記モータによって回転駆動されるインペラ１３及びそのケーシング１４を備えたポンプ部１５と、軸受２２によって回転自由に支持された回転軸１２の延長部の一例である延長軸１６ｃに取付けられた螺旋羽根２７と、螺旋羽根２７の外周囲に実質的に放射状に配置された複数の先端に曲がりを備えた破砕刃１７ａとを有する。即ち、水中ポンプ４０は、水中ポンプ１０と比較して、延長軸１６ｃには土塊破砕部１８の代わりに、螺旋羽根付破砕部４１が取付けられている。以下、これらについて詳しく説明する。なお、水中ポンプ１０、１０ａ、１０ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００１７】
図７及び図９に示すように、水中ポンプ４０においては、延長軸１６ｃの外周に、軸方向に沿って約１．５周（ピッチ）ほどの螺旋羽根２７が取付けられており、螺旋羽根２７の外側部には、実質的に放射状に、なた状の破砕刃１７ａが、平面視して周方向に１２０°のピッチで合計５枚取付けられている。
図９に示すように、螺旋羽根２７を介して破砕刃１７ａが取付けられた延長軸１６ｃは矢印で示す時計方向に回転し、破砕刃１７ａは平面視して弓状に形成され、かつ軸方向へもポンプ部１５側へ曲げて形成されている。また、破砕刃１７ａの凹部分には、刃部（エッジ部）２０ａが形成されている。なお、５枚の破砕刃１７ａ及び螺旋羽根２７により螺旋羽根付破砕部４１が構成される。
【００１８】
従って、水中ポンプ４０においては、螺旋羽根２７の周囲の土砂等が破砕刃１７ａによってほぐされ、水と混合されて流動性が向上しながら、螺旋羽根２７によって効率良くポンプ部１５に送り込まれ吸引される。
【００１９】
図８に水中ポンプ４０の変形例である水中ポンプ４０ａを示す。なお、水中ポンプ４０と同一の構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図８及び図６に示すように、水中ポンプ４０ａにおいては、回転軸１２の下端には延長軸１６ｄが一体的に延長して設けられ、延長軸１６ｄの中間部が軸受２２により回転自由に支持されており、ポンプ部１５と軸受２２との間には、多条螺旋羽根２８が設けられている。軸受２２より先端側の延長軸１６ｄ部分には、螺旋羽根付破砕部４１が設けられている。
【００２０】
軸受２２は、ケーシング１４の底部２１に接続された支持機枠２４ｃに形成された軸受保持部２５に保持されている。延長軸１６ｄのポンプ部１５側には、一対の短い螺旋羽根片２９、３０が対向して設けられており、螺旋羽根片２９、３０によって多条螺旋羽根２８が構成されている。
従って、水中ポンプ４０ａにおいては、螺旋羽根２７の周囲の土砂等が破砕刃１７ａによってほぐされ、水と混合されて流動性が向上しながら、螺旋羽根２７によってポンプ部１５側へ誘導され、さらに、ポンプ吸込口直近に設けられた多条螺旋羽根２８によって、効率良くポンプ部１５に送り込まれ吸引される。
【００２１】
前記実施の形態の水中ポンプ１０、１０ａ、１０ｂ、４０、４０ａにおいては、軸受を延長軸の軸方向中間位置に設けたが、これに限定されず、状況に応じて、延長軸の先端部に設けることもできる。
土塊破砕部１８は、平面視して円周方向に等ピッチで３枚、かつ軸方向に２段、計６枚の破砕刃１７を設けた。
多条螺旋羽根２８は、２個の螺旋羽根片２９、３０を備えて構成したが、これに限定されず、３個以上の螺旋羽根片を備えて構成することもできる。
【００２２】
破砕刃１７、１７ａは、凹側を回転方向側とした。また、破砕刃１７、１７ａは、軸方向ポンプ部１５側へも曲げて形成しているが、これに限定されず、軸方向反ポンプ側へ曲げて形成することもできる。
螺旋羽根２６、２７は、その羽根の長さを延長軸方向に１．５周（ピッチ）としたが、これに限定されず、１．５周（ピッチ）未満又は１．５周（ピッチ）を超えるようにすることもできる。
螺旋羽根付破砕部４１は、平面視して円周方向に１２０°のピッチで破砕刃１７ａを取付けているが、これに限定されず、円周方向に１２０°未満又は１２０°を超えるピッチで取付けることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１、２記載の水中ポンプにおいては、土塊破砕部により、より広範囲の土砂、ヘドロ等をほぐして、水を含ませることにより流動性を持たせることができ、また、強固に固まっている土砂をも破砕し水中にまきあげることができるので、効率的に吸引し吐出することができる。
特に、請求項２記載の水中ポンプにおいては、土塊破砕部によりほぐされ、水と混合されて流動性が向上した土砂等が、螺旋羽根によってポンプ部に誘導されるので、より効率的に吸引吐出される。また、螺旋羽根が比較的長いことによって、螺旋羽根上方の濃度の薄い水がまき込まれるため、比重の比較的重い土砂等であっても、水でより希釈され、ポンプを詰まらせることなく、連続的に輸送することができる。
【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る水中ポンプの正断面図である。
【図２】同水中ポンプの第１変形例の正断面図である。
【図３】同水中ポンプの第２変形例の正断面図である。
【図４】図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図５】図１の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】図３の矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る水中ポンプの正断面図である。
【図８】同水中ポンプの変形例の正断面図である。
【図９】図７の矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ：水中ポンプ、１１：水密モータ部、１２：回転軸、１３：インペラ、１４：ケーシング、１５：ポンプ部、１６、１６ａ〜１６ｄ：延長軸、１７、１７ａ：破砕刃、１８：土塊破砕部、１９：インペラ室、２０、２０ａ：刃部、２１：底部、２２：軸受、２４：支持機枠、２４ａ：アーム、２４ｂ、２４ｃ：支持機枠、２５：軸受保持部、２６：螺旋羽根、２７：螺旋羽根、２８：多条螺旋羽根、２９、３０：螺旋羽根片、４０、４０ａ：水中ポンプ、４１：螺旋羽根付破砕部
【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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