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公開番号2024082994
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022197264
出願日2022-12-09
発明の名称ポンプ
出願人株式会社酉島製作所
代理人個人,個人
主分類F04D 13/00 20060101AFI20240613BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】ミニマムフロー実行時のポンプ性能を向上できるポンプを提供する。
【解決手段】ポンプ10は、筒状の揚水管21と、揚水管21の軸線Aまわりに回転可能なインペラ33と、揚水管21のインペラ33よりも下側に配置されて軸線Aまわりに回転可能な回転体40とを備える。回転体40は、放射状に突出した複数の羽根板41を有し、複数の羽根板41のうち少なくとも1つの上端が揚水管21内に突出し、インペラ33の回転によるインペラ33の下側の揚水の予旋回流RFに従動して回転する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
鉛直方向に延びる筒状の揚水管と、
前記揚水管内の下部に配置され、前記揚水管の軸線まわりに回転可能なインペラと、
放射状に突出した複数の羽根板を有し、前記揚水管の前記インペラよりも下側に配置され、前記軸線まわりに回転可能な回転体と
を備え、
前記回転体は、前記複数の羽根板のうち少なくとも１つの上端が前記揚水管内に突出し、前記インペラの回転による前記インペラの下側の揚水の予旋回流に従動して回転する、ポンプ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記揚水管は、下端に接合された円錐筒状のベルマウスを有し、
前記複数の羽根板のうち少なくとも１つの上端は、前記ベルマウス内に突出している、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記インペラから下向きに突出した軸部を備え、
前記回転体は、前記軸部に回転可能に取り付けられた筒状の内筒部材を有し、
前記複数の羽根板は、前記内筒部材から外側に突出している、
請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記ベルマウスの径方向に延びる複数の枠材を有し、前記ベルマウスの下端に接合された枠状の保持部材と、
前記軸線に沿って上向きに延びるように前記保持部材に設けられた軸部と
を備え、
前記回転体は、前記軸部に回転可能に取り付けられた筒状の内筒部材を有し、
前記複数の羽根板は、前記内筒部材から外側に突出している、
請求項２に記載のポンプ。
【請求項５】
前記ベルマウス及び前記回転体のうちの一方に設けられた支持部材と、
前記ベルマウス及び前記回転体のうちの他方に設けられ、前記支持部材に回転可能に支持される支持部と
を備える、請求項２に記載のポンプ。
【請求項６】
前記回転体は、前記軸線に沿って延びる円錐筒状の内側ベルマウスを有し、
前記複数の羽根板は、前記内側ベルマウスから外側に突出している、
請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
前記インペラから下向きに突出した軸部を備え、
前記揚水管は、下端に配置された円錐筒状のベルマウスを有し、
前記回転体は、前記ベルマウス内に少なくとも上部が位置するように、前記軸部に回転可能に取り付けられた筒状の内筒部材を有し、
前記複数の羽根板は、上端が前記ベルマウス内に突出するように、前記内筒部材と前記ベルマウスの間に設けられ、
前記回転体は、前記ベルマウスと一体に回転可能である、
請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
前記内筒部材は、円錐筒状の内側ベルマウスである、請求項３、４、及び７のうちいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項９】
前記内筒部材は、直管状のスリーブである、請求項３、４、及び７のうちいずれか１項に記載のポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、空気吸込渦及び水中渦の発生を抑制するために、ケーシングの下端に渦流抑制部材を配置したポンプが開示されている。渦流抑制部材は、放射状に延びる複数の回転板を備え、インペラの回転によって吸込口から吸い込まれる水流に従動して回転可能である。この渦流抑制部材の回転によって、水面から吸込口に延びる水流に水面上の空気が吸引される空気吸込渦、及び吸水槽の底から吸込口に延びる水流にキャビテーションによる気体（泡）が混入する水中渦を破壊し、ケーシング内への気体の侵入を抑制している。渦流抑制部材が回転する向きは、ポンプの吐出し量（つまりケーシングへの吸込量）や吸水槽内（ケーシング外）の水流に依存しており、この水流は、インペラが回転する向きや回転数には関係なく、吸水槽の形状や吸込量に依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１９３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のポンプでは、ポンプ性能について何ら考慮されていない。そのため、最適流量に対する流量割合が最高効率点よりも低いミニマムフロー（管理運転）の実行時、軸動力が高くなり、ポンプ性能が低下し得る。よって、特許文献１のポンプには、ミニマムフロー実行時のポンプ性能について改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、ミニマムフロー実行時のポンプ性能を向上できるポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
インペラの回転によってポンプケーシング内に吸い込んだ揚水は、揚水管の軸線まわりを周方向に旋回しながら排出される。このような揚水の旋回流のうち、インペラの下側（上流側）の予旋回流は、大略、最適流量に対する流量割合が最高効率点よりも高いときにはインペラが回転する向きとは逆向きに旋回し、流量割合が最高効率点よりも低いときにはインペラが回転する向きと同じ向きに旋回し、流量割合が最高効率点付近のときには生じない（旋回なし）。一方で、ポンプの理論揚程はオイラーの式によって算出でき、インペラが回転する向きと同じ向きの予旋回流の流速が早くなるほど、ポンプ揚程と軸動力を低く抑えることができる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明の一態様は、鉛直方向に延びる筒状の揚水管と、前記揚水管内の下部に配置され、前記揚水管の軸線まわりに回転可能なインペラと、放射状に突出した複数の羽根板を有し、前記揚水管の前記インペラよりも下側に配置され、前記軸線まわりに回転可能な回転体とを備え、前記回転体は、前記複数の羽根板のうち少なくとも１つの上端が前記揚水管内に突出し、前記インペラの回転による前記インペラの下側の揚水の予旋回流に従動して回転する、ポンプを提供する。
【０００８】
ポンプは、インペラよりも下側（上流側）に、少なくとも１つの上端が揚水管内に突出する複数の羽根板を有し、インペラの回転による揚水の予旋回流に従動して回転する回転体を備える。つまり、回転体は、吸水槽内の水流ではなく、揚水管内の予旋回流によって回転する。これにより、回転体は、最適流量に対する流量割合が最高効率点よりも高いときには予旋回流によってインペラが回転する向きとは逆向きに回転し、流量割合が最高効率点よりも低いときには予旋回流によってインペラが回転する向きと同じ向きに回転し、流量割合が最高効率点付近のときには予旋回流による回転はない。
【０００９】
このようにしたポンプでは、流量割合が最高効率点よりも低いミニマムフローの実行時、回転不可能な羽根板を配置した場合と比較して、予旋回流の速度低下を抑制できる。その結果、予旋回流とインペラの上側（下流側）の旋回流との速度差を低減できるため、ミニマムフロー時の軸動力を低くでき、ポンプ性能を向上できる。また、複数の羽根板の回転によって、水面から吸込口に延びる水流に水面上の空気が吸引される空気吸込渦、及び吸水槽の底から吸込口に延びる水流にキャビテーションによる気体（泡）が混入する水中渦を破壊でき、揚水管内への気体の侵入を抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポンプでは、ミニマムフロー実行時のポンプ性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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