特許 6861623 羽根車及びこれを備えたポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6861623

(24)【登録日】2021年4月1日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】羽根車及びこれを備えたポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 7/04 20060101AFI20210412BHJP

   F04D 29/24 20060101ALI20210412BHJP

   F04D 29/70 20060101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   F04D7/04 J

   F04D29/24 B

   F04D29/24 C

   F04D29/24 F

   F04D29/70 G

   F04D7/04 S

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-244704(P2017-244704)

(22)【出願日】2017年12月21日

(65)【公開番号】特開2019-112960(P2019-112960A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2020年4月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】永井 昌幸

(72)【発明者】

【氏名】磯野 美帆

【審査官】 大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０７５０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−１３３８０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５３−０２３９０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０３−０９６６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ７／０４

Ｆ０４Ｄ ２９／２４

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面及び裏面を有する主板と、前記主板の表面に固定される複数の翼と、を備え、前記複数の翼の前記主板と逆側が開放された羽根車であって、
前記複数の翼は、前記主板に固定される第１縁部と、前記第１縁部と対向する第２縁部と、前記第１縁部の径方向内側と、前記第２縁部の径方向内側との間に延びる第３縁部と、を有し、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第１凹部を、前記第３縁部の端面に有し、
前記第１凹部は、前記第３縁部の全長に沿って延びる、羽根車。

【請求項2】

請求項１に記載された羽根車において、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第１壁部を、前記第３縁部の端面に有し、
前記第１凹部の少なくとも一部は、前記第１壁部によって画定される、羽根車。

【請求項3】

請求項２に記載された羽根車において、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第２縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２凹部を、前記第２縁部の端面に有し、
前記第１壁部は、前記第３縁部から前記第２縁部の少なくとも一部まで延在し、
前記第２凹部の少なくとも一部は、前記第１壁部によって画定される、羽根車。

【請求項4】

請求項２に記載された羽根車において、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２壁部を、前記第３縁部の端面に有し、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第１壁部と前記第２壁部とによって画定される第１流路を有し、
前記第１凹部は、前記第１流路よりも前記羽根車の径方向内側に位置し、
前記第１凹部と前記第１流路は、互いに連通するように配置される、羽根車。

【請求項5】

請求項４に記載された羽根車において、
前記第１流路は、前記羽根車の外周側に向かって徐々に幅が小さくなる領域を有する、羽根車。

【請求項6】

請求項４又は５に記載された羽根車において、
前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第２縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２流路を、前記第２縁部の端面に有し、
前記第２壁部は、前記第３縁部から前記第２縁部の少なくとも一部まで延在し、
前記第２流路の少なくとも一部は、前記第１壁部と前記第２壁部によって画定される、羽根車。

【請求項7】

請求項２から６のいずれか一項に記載された羽根車において、
前記複数の翼は、前記羽根車の回転方向前側の前面と、前記羽根車の回転方向後側の後面と、を有し、
前記第１壁部は、前記複数の翼の少なくとも一つの前記前面と前記後面の厚さ方向中央部よりも前記後面側に設けられる、羽根車。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載された羽根車において、
前記第３縁部は、前記羽根車の軸方向断面において、前記軸方向に対して傾斜する、羽根車。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載された羽根車と、
前記羽根車と連結した主軸と、
前記羽根車を収容するケーシングと、を備えたポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、羽根車及びこれを備えたポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

水等の液体を汲み上げるポンプは、一般的に羽根車を有している。ポンプは、この羽根車を回転させることにより、液体を昇圧して輸送することができる。ポンプが汲み上げる液体には異物が混入していることがあり、その場合、異物によりポンプ内が閉塞される虞がある。

【0003】

このような異物によるポンプ内での閉塞事故の発生を防止することができるポンプとして、例えば、ボルテックス形ポンプが知られている。ボルテックス形ポンプは、羽根車の翼の後縁部と羽根車を収容するポンプケーシングの底面との間に大きな空間を有している。ボルテックス形ポンプは、例えば汚水・汚物用ポンプとして広く使用されている。

【0004】

ボルテックス形ポンプは、羽根車とポンプケーシングの底面との間のポンプケーシング内の上記空間において液体の渦を形成することにより、液体を昇圧して吐出口まで輸送することができる。この空間は比較的広く形成されているので、塊状の異物はこの空間を通過しやすい。しかしながら、液体に混入している紐状、繊維状、布状の異物は、羽根車の翼の縁部に絡みつく虞がある。このような異物が羽根車の翼の縁部に絡みつくと、ポンプ機能が低下することになる。このような問題は、ボルテックス形ポンプに限らず、いわゆるオープン形の羽根車を備えたポンプにも同様に生じ得る。

【0005】

このような異物が羽根車に絡みつくことを防止するために、ボルテックス形遠心ポンプの羽根車の入口部を遮蔽するようにバッフルプレートを取り付けることが知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００−２０５１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載されたボルテックス形遠心ポンプは、バッフルプレートを羽根車に取り付ける必要があるので、部品のコストが増加し得る。また、バッフルプレートを取り付けるために羽根車に加工が必要であるので、羽根車の加工コストも増加し得る。また、特許文献１に記載されたバッフルプレートは、遠心ポンプが汲み上げる液体の流れやポンプ効率に影響を与える虞もある。

【0008】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、新たな部品等を追加することなく、羽根車に異物が付着することを防止することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一形態によれば、羽根車が提供される。この羽根車は、表面及び裏面を有する主板と、前記主板の表面に固定される複数の翼と、を備え、前記複数の翼の前記主板と逆側が開放される。前記複数の翼は、前記主板に固定される第１縁部と、前記第１縁部と対向する第２縁部と、前記第１縁部の径方向内側と、前記第２縁部の径方向内側との間に延びる第３縁部と、を有する。前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくと
も一部に沿って延びる第１凹部を、前記第３縁部の端面に有する。

【0010】

本発明の他の一形態によれば、ポンプが提供される。このポンプは、上記羽根車と、上記羽根車と連結した主軸と、上記羽根車を収容するケーシングと、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係るボルテックス形ポンプの概略側断面図である。

【図2A】第１実施形態に係る羽根車の軸方向における断面図である。

【図2B】第１実施形態に係る羽根車の底面図である。

【図3A】図２Ｂに示す矢視３−３における第１凹部の一例を示す断面図である。

【図3B】図２Ｂに示す矢視３−３における第１凹部の他の例を示す断面図である。

【図4】図１に示したボルテックス形ポンプにおいて羽根車を回転させたときの液体の流れを示す図である。

【図5A】第２実施形態に係る羽根車の軸方向における断面図である。

【図5B】第２実施形態に係る羽根車の底面図である。

【図6】図５Ｂに示す矢視６−６における第１凹部の一例を示す断面図である。

【図7A】図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部の端面の一例を示す断面図である。

【図7B】それぞれ、図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部の端面の他の例を示す断面図である。

【図7C】それぞれ、図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部の端面の他の例を示す断面図である。

【図7D】それぞれ、図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部の端面の他の例を示す断面図である。

【図8】羽根車を回転させたときの液体の流れを示す羽根車の側断面図である。

【図9】羽根車を回転させたときの液体の流れを示す羽根車の底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係るポンプ及び羽根車について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。なお、以下で説明する実施形態では、本発明のポンプの一例としてボルテックス形ポンプが説明されるが、これに限らず、本発明は主板と対向する端部が開放された、いわゆるオープン形の羽根車を備えたポンプに適用され得る。

【0013】

図１は、第１実施形態に係るボルテックス形ポンプの概略側断面図である。図１のボルテックス形ポンプ１００は、主軸１を駆動するモータ部２と、主軸１の回転によって揚水を行うポンプ部３とを一体に備えている。また、ボルテックス形ポンプ１００は、ポンプ部３で昇圧した水等の液体がモータ部２側へ漏洩しないように、ポンプ部３とモータ部２の間で主軸１を封止するメカニカルシール４を有する。

【0014】

モータ部２には、主軸１と一体に回転するロータ５と、ステータ巻線を備えたステータ７とを有し、これらはモータ室８内に収納されている。モータ室８は、上方に開口した略円筒状のモータフレーム１０と、モータフレーム１０の上端を水密的に封止するモータカバー１１とを有する。モータ室８の上部には、水中ケーブル１２が接続されている。また、モータカバー１１の上面には、湧水現場等へのボルテックス形ポンプ１００の吊下げや移動を行なうときに作業者等によって把持される把手１６が設けられている。主軸１は、モータカバー１１に取付けた上部軸受１３とモータフレーム１０の下端に連結した負荷側ブラケット１４の内周面に取付けた下部軸受１５を介して回転自在に支持される。

【0015】

ポンプ部３は、ボルテックス形ポンプ用の羽根車６０を有する。羽根車６０は、複数の翼６１を有し、主軸１の先端に連結される。これにより、羽根車６０は、主軸１と一体に回転するように構成される。ポンプ部３は、下部ケーシング４２と中間ケーシング３０とに分割されたポンプケーシング５０（ケーシングの一例に相当する）を備えている。下部ケーシング４２は、吐出口４２ａと吸込口４２ｂを有し、ポンプ室４３を形成している。羽根車６０は、下部ケーシング４２で覆われて、下部から湧水又は汚水等を吸い込んで側面から吐出するようになっている。羽根車６０の裏面（図中上面）は、中間ケーシング３０で覆われている。吐出口４２ａには、吐出曲管２４が連結されている。

【0016】

羽根車６０の翼６１の後縁部と下部ケーシング４２の底面の間には、ボルテックス形ポンプの特徴である広い間隙Ｃが設けられる。これにより、ボルテックス形ポンプ１００は、比較的大きな異物でも容易に排出することができるように構成される。また、下部ケーシング４２には、ボルテックス形ポンプ１００が自立するためのポンプ台４５が取付けられている。

【0017】

中間ケーシング３０は、負荷側ブラケット１４と下部ケーシング４２とを接続する。メカニカルシール４は、中間ケーシング３０と負荷側ブラケット１４とで区画されたメカニカルシール室３１内に配置されている。メカニカルシール室３１には、メカニカルシール摺動面の潤滑と冷却を行う油が封入されている。

【0018】

吸込口４２ｂから吸い込まれた液体は、回転する羽根車６０の翼６１の間を通って半径方向外側（即ち、羽根車６０の外周側）に流れる。羽根車６０の回転によって遠心力を与えられた高圧の液体が、下部ケーシング４２の側壁に衝突して軸方向に向きを変える。こうして、図１の矢印Ｖで示すような渦流が形成される。渦の強さが大きいほど液体は効率よく吐出口４２ａから排出される。

【0019】

上述したように、図１に示すようなオープン形の羽根車６０を有するポンプでは、液体に混入している紐状、繊維状、布状の異物が、羽根車６０の翼６１の縁部に絡みつく虞がある。このような異物が羽根車６０の翼６１の縁部に絡みつくと、ポンプ機能が低下することになる。そこで、第１実施形態に係る羽根車６０は、翼６１の縁部近傍に位置する異物が縁部から離れるようにする液体の流れを形成するように構成される。

【0020】

図２Ａは、第１実施形態に係る羽根車６０の軸方向における断面図である。図２Ｂは、第１実施形態に係る羽根車６０の底面図である。言い換えれば、図２Ｂは、図１に示した吸込口４２ｂから見た羽根車６０の平面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、羽根車６０は、複数の翼６１と、主板６２と、を有する。主板６２は、略円盤状であり、表面６２ａと、裏面６２ｂとを有する。ここで、主板６２の表面６２ａは図１に示したポンプ室４３側を向き、裏面６２ｂはモータ部２側を向く。また、主板６２は、略中央部分に、主板６２の厚さ方向に突出するボス部６４と、図１に示した主軸１の先端部が挿入される貫通孔６３とを有する。図２Ｂに示すように、貫通孔６３は、主軸１の先端部に形成されたキーが挿入されるキー溝６３ａを有する。これにより、主軸１の回転方向の力が羽根車６０に伝達される。

【0021】

複数の翼６１は、主板６２の表面６２ａに固定される。図２Ａに示されるように、羽根車６０は、複数の翼６１の主板６２とは逆側が開放された、いわゆるオープン形羽根車である。図２Ｂに示されるように、複数の翼６１は、互いに所定距離だけ離間しており、複数の翼６１の間に、液体（ボルテックス形ポンプ１００の取り扱い液）を通過させる複数の流路を形成する。なお、図２Ｂに示される状態において羽根車６０は反時計回りに回転する。これにより、羽根車６０の回転による遠心力が液体に加わり、液体が羽根車６０の径方向内側から径方向外側に向かって流れる。

【0022】

図２Ａに示すように、複数の翼６１は、基縁部６５（第１縁部の一例に相当する）と、後縁部６６（第２縁部の一例に相当する）と、前縁部６７（第３縁部の一例に相当する）と、先端部６８と、を有する。基縁部６５は、主板６２の表面６２ａと接触する縁であり、主板６２に固定される。図２Ａに示すように、本実施形態では、基縁部６５の径方向内側は、主板６２の表面６２ａに沿って湾曲しながら延在する。後縁部６６は、基縁部６５と対向する縁部であり、主軸１の軸方向と略直交する方向に延在する。

【0023】

前縁部６７は、基縁部６５の径方向内側と後縁部６６の径方向内側との間に延在する。先端部６８は、基縁部６５の径方向外側と後縁部６６の径方向外側との間に延在する。即ち、前縁部６７と先端部６８は、基縁部６５と後縁部６６とを接続する縁部であり、前縁部６７は先端部６８よりも羽根車６０の径方向内側に位置する。また、前縁部６７は、図２Ａに示す断面において、主軸１の軸方向に対して羽根車６０の径方向内側から径方向外側に向かって傾斜している。先端部６８は、主軸１の軸方向と略平行に延在する。

【0024】

また、第１実施形態に係る羽根車６０は、羽根車６０が回転したときに前縁部６７の端面６７ａに沿った流れを形成するために、前縁部６７の端面６７ａに第１凹部６９と、この第１凹部６９を画定する第１壁部７２を有する（図２Ｂ参照）。第１凹部６９及び第１壁部７２は、前縁部６７の少なくとも一部に沿って延在する。図示の例では、第１凹部６９及び第１壁部７２は、前縁部６７の全長に沿って延在している。また、第１実施形態では、複数の翼６１の全てが前縁部６７に第１凹部６９及び第１壁部７２を有している。しかしながら、これに限らず、少なくとも一つ以上の翼６１が第１凹部６９及び第１壁部７２を有していればよい。

【0025】

図３Ａは、図２Ｂに示す矢視３−３における第１凹部６９の一例を示す断面図である。図３Ｂは、図２Ｂに示す矢視３−３における第１凹部６９の他の例を示す断面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、翼６１は、羽根車６０の回転方向において前側に位置する前面７０と、羽根車６０の回転方向において後側に位置する後面７１とを有する。また、翼６１は、前縁部６７の端面６７ａから主軸１の軸方向に延びる第１壁部７２を有する。第１凹部６９の少なくとも一部は、第１壁部７２によって画定される。具体的には、第１壁部７２が前縁部６７の端面６７ａから延びることにより、第１壁部７２と前縁部６７の端面６７ａとによって、第１凹部６９が形成される。なお、これに限らず、第１壁部７２は、前縁部６７の端面６７ａと同一の高さであってもよい。この場合は、第１凹部６９を形成するために、前縁部６７の端面６７ａが第１壁部７２よりも低くなるように部分的に凹むように形成される。第１壁部７２は、前面７０と後面７１の厚さ方向中央部ＣＬよりも、後面７１側に設けられることが好ましい。これにより、第１凹部６９の幅を大きくすることができるので、第１凹部６９を流れる液体の流量を多くすることができる。

【0026】

図３Ａに示す例では、第１凹部６９は、第１壁部７２と端面６７ａとによってＲ形状の断面を有する。また、図３Ｂに示す例では、端面６７ａは全体的に主軸１の軸方向に対して直交する平面を有する。これにより、第１凹部６９は、第１壁部７２と端面６７ａとによって角形状の断面を有する。なお、第１凹部６９の断面形状はこれに限らず、液体が流れ得る任意の形状を採用することができる。

【0027】

また、第１壁部７２の頂点と、前面７０の頂点との間の軸方向長さをＬとし、前面７０と後面７１との間の長さ、即ち翼６１の厚さをＤとしたとき、Ｌ／Ｄは１以上２以下であることが好ましい。Ｌ／Ｄが２よりも大きいと強度不足が懸念され、Ｌ／Ｄが１未満であると異物を押し流すのに十分な水量が得られない可能性がある。なお、第１壁部７２の頂点とは、第１壁部７２の主軸１の軸方向における端部をいう。また、前面７０の頂点とは、前面７０と端面６７ａとの境界部分をいう。より具体的には、本実施形態において前面
７０は主軸１の軸方向と略平行であり、前面７０が主軸１の軸方向と平行でなくなる境界部分を前面７０の頂点とする。

【0028】

図４は、図１に示したボルテックス形ポンプ１００において羽根車６０を回転させたときの液体の流れを示す図である。羽根車６０を回転させると、吸込口４２ｂから吸い込まれた液体は、回転する羽根車６０の翼６１の間を通って半径方向外側（即ち、羽根車６０の外周側）に流れる。このとき、下部ケーシング４２の内部に存在する液体の一部は、前縁部６７の端面６７ａに形成された第１凹部６９に沿って、翼６１の内周側から外周側に向かって流れる。この第１凹部６９に沿った液体の流れは、図４の矢印Ａ１に示すように、羽根車６０の後縁部６６に向かう。したがって、前縁部６７近傍に位置する紐状、繊維状、布状の異物は、前縁部６７から離れる方向の流れにより矢印Ａ１方向に移動して、前縁部６７に絡みつきにくくなる。

【0029】

また、第１実施形態の羽根車６０は前縁部６７に第１壁部７２を有する。これにより、羽根車６０が回転したときに、前縁部６７の端面６７ａに位置する液体を、前縁部６７の端面６７ａに沿うようにガイドすることができる。ひいては、図４に示す矢印Ａ１方向の液体の流れを効果的に生成することができる。さらに、第１実施形態の羽根車６０は、第１凹部６９が、前縁部６７の全長に沿って形成される。これにより、前縁部６７に沿った液体の流れを後縁部６６まで到達させることができ、前縁部６７の近傍に位置する異物を、後縁部６６まで押し出すことができる。

【0030】

また、第１実施形態では、第１凹部６９は、前縁部６７から延びて後縁部６６において終端している。しかしながら、これに限らず、後縁部６６の端面に、第１凹部６９と連通する第２凹部を設けてもよい。即ち、複数の翼６１の少なくとも一つが、後縁部６６に沿って延びる第２凹部を、後縁部６６の端面に有してもよい。第２凹部は、後縁部６６の少なくとも一部に沿って設けられ得る。この場合、前縁部６７に形成された第１壁部７２は、後縁部６６の少なくとも一部まで延在する。即ち、第２凹部は、第１壁部７２と後縁部６６の端面とによって画定される。なお、第１壁部７２は、後縁部６６の端面から突出するように構成されてもよいし、後縁部６６の端面と同一の高さであってもよい。第１壁部７２が後縁部６６の端面と同一の高さである場合は、第２凹部を形成するために、後縁部６６の端面が第１壁部７２よりも低くなるように部分的に凹むように形成される。また、第２凹部及び第１壁部７２は、後縁部６６の全長に沿って設けられてもよい。このように後縁部６６の端面に第２凹部を設けることで、前縁部６７に沿って後縁部６６に達した液体の流れは、後縁部６６に設けられた第２凹部を通じて、羽根車６０の径方向外側に向かう。これにより、前縁部６７の近傍に位置する異物を、後縁部６６まで押し出した後、羽根車６０の径方向外側に向けて移動させることができる。

【0031】

第１実施形態に係る羽根車６０は、例えば鋳造又は樹脂成型により製造することができる。したがって、予め羽根車６０の型を製造しておくことで、羽根車６０に第１凹部６９を加工する必要はなく、羽根車６０の製造コストは従来の羽根車に比べて増加しない。

【0032】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るポンプ及び羽根車について説明する。第２実施形態に係るポンプは、第１実施形態のポンプと比べて羽根車６０の形状のみが異なる。したがって、以下、第２実施形態に係る羽根車６０について説明する。

【0033】

図５Ａは、第２実施形態に係る羽根車６０の軸方向における断面図である。図５Ｂは、第２実施形態に係る羽根車６０の底面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第２実施形態の羽根車６０は、図２Ａ及び図２Ｂに示した第１実施形態の羽根車６０とほぼ同様の形状を有する。具体的には、第２実施形態の羽根車６０は、第１凹部６９（図２Ｂ参照
）と、この第１凹部６９を画定する第１壁部７２を、前縁部６７の端面６７ａに有する。一方で、第２実施形態の羽根車６０の少なくとも一つの翼６１は、前縁部６７の端面６７ａの少なくとも一部に、第２壁部７３を有する（図２Ｂ参照）。図５Ｂに示すように、第２壁部７３は、前縁部６７の端面６７ａの途中から後縁部６６まで設けられる。

【0034】

図６は、図５Ｂに示す矢視６−６における第１凹部６９の一例を示す断面図である。図示のように、第１実施形態に係る羽根車６０と同様に、翼６１は、前縁部６７の端面６７ａから主軸１の軸方向に延びる第１壁部７２を有する。第１壁部７２は、第１実施形態に係る羽根車６０と同様に、前縁部６７の全長に沿って延在している。ただし、第１壁部７２は、前縁部６７の少なくとも一部に設けられてもよい。第１壁部７２が前縁部６７の端面６７ａから延びることにより、第１壁部７２と前縁部６７の端面６７ａとによって、第１凹部６９が形成される。なお、図６に示す第１凹部６９は、図３Ｂに示した第１凹部と同様に角形状の断面を有する。しかしながら、第１凹部６９は、これに限らず、図３Ａに示したＲ形状の断面等、流体が流れ得る任意の形状であってもよい。また、図３Ａ及び図３Ｂに示した前縁部６７と同様に、第１壁部７２の頂点と、前面７０の頂点との間の軸方向長さをＬとし、前面７０と後面７１との間の長さ、即ち翼６１の厚さをＤとしたとき、Ｌ／Ｄは１以上２以下であることが好ましい。

【0035】

図７Ａは、図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部６７の端面６７ａの一例を示す断面図である。また、図７Ｂ−図７Ｄは、それぞれ、図５Ｂに示す矢視７−７における前縁部６７の端面６７ａの他の例を示す断面図である。図７Ａに示すように、矢視７−７における断面において、前縁部６７の端面６７ａは、第１壁部７２に加えて、第２壁部７３を有する。第２壁部７３は、第１壁部７２よりも前面７０側に設けられ、前縁部６７の端面６７ａから主軸１の軸方向に延びる。第１壁部７２と第２壁部７３との間には、凹状の第１流路７４が画定される。第１流路７４は、第１凹部６９よりも羽根車６０の径方向外側に位置する。また、第１流路７４と第１凹部６９とは、連続して形成されており、互いに連通するように配置されている。したがって、第１凹部６９を流れた液体は、第１流路７４に流れ込む。第１流路７４は、第１壁部７２と第２壁部７３により囲まれるので、第１凹部６９に比べて、液体が流れる流路断面が小さい。

【0036】

図７Ａに示す例では、第１流路７４は、第１壁部７２、第２壁部７３、及び端面６７ａによって囲まれたＲ形状の断面を有する。図７Ｂに示す例では、第１流路７４は、第１壁部７２、第２壁部７３、及び端面６７ａによって囲まれた方形の断面を有する。図７Ｃに示す例では、第１流路７４は、第１壁部７２、第２壁部７３、及び端面６７ａによって囲まれた台形の断面を有する。図７Ｄに示す例では、第１流路７４は、第１壁部７２、第２壁部７３、及び端面６７ａによって囲まれた三角形の断面を有する。なお、第１流路７４の断面形状はこれに限らず、液体が流れ得る任意の形状を採用することができる。また、第１壁部７２の頂点の高さと、第２壁部７３の頂点の高さは、図７Ａから図７Ｂに示すように略同一であることが好ましい。

【0037】

次に、第２実施形態の羽根車６０を回転させたときの液体の流れについて説明する。図８は、羽根車６０を回転させたときの液体の流れを示す羽根車６０の側断面図である。図９は、羽根車６０を回転させたときの液体の流れを示す羽根車６０の底面図である。羽根車６０を回転させると、吸込口４２ｂから吸い込まれた液体は、回転する羽根車６０の翼６１の間を通って半径方向外側（即ち、羽根車６０の外周側）に流れる。下部ケーシング４２の内部に存在する液体の一部は、前縁部６７の端面６７ａに形成された第１凹部６９に流れ込む。第１凹部６９に流れ込んだ液体は、第１凹部６９から第１流路７４に流れ込み、翼６１の内周側から外周側に向かって流れる。このとき、第１凹部６９よりも流路断面が小さい第１流路７４に入り込むので、第１流路７４に入り込んだ液体の流速が増加する。

【0038】

第１凹部６９及び第１流路７４に沿った液体は、図８の矢印Ａ２及び図９の矢印Ａ３に示すように、羽根車６０の後縁部６６に向かう。したがって、前縁部６７近傍に位置する紐状、繊維状、布状の異物は、前縁部６７から離れる方向の流れにより矢印Ａ１，Ａ２方向に移動して、前縁部６７に絡みつきにくくなる。

【0039】

また、第２実施形態の羽根車６０は前縁部６７に第１壁部７２を有する。これにより、羽根車６０が回転したときに、前縁部６７の端面６７ａに位置する液体を、前縁部６７の第１凹部６９に沿うようにガイドすることができる。さらに、第２実施形態の羽根車６０は、前縁部６７に第２壁部７３を設けることにより、第１凹部６９よりも流路断面の小さい第１流路７４を有する。これにより、第１凹部６９に取り込まれた液体が第１流路７４に流入したときに、液体の流速を増加させることができる。その結果、前縁部６７近傍に位置する異物を、後縁部６６に向かって効率的に押し出すことができる。

【0040】

また、第２実施形態においては、第１壁部７２と第２壁部７３との間の隙間、即ち第１流路７４の幅は、その全長に渡って略一定である。しかしながら、これに限らず、第１流路７４の幅を羽根車６０の外周側に向かって徐々に小さくしてもよい。この場合、第１流路７４の流路断面が、羽根車６０の外周側に向かって徐々に小さくなるので、液体の流速を徐々に増加させることができる。なお、第１流路７４は、第１流路７４の全長に渡って幅が徐々に狭くなるように構成されてもよいし、その全長の一部分において幅が徐々に狭くなるように構成されてもよい。即ち、第１流路７４は、羽根車６０の外周に向かって徐々に幅が小さくなる領域を、その全長の少なくとも一部に有することができる。

【0041】

また、第２実施形態では、第１流路７４は、前縁部６７の途中から延びて後縁部６６において終端している。しかしながら、これに限らず、後縁部６６の端面に、第１流路７４と連通する第２流路を設けてもよい。即ち、複数の翼６１の少なくとも一つが、後縁部６６に沿って延びる第２流路を、後縁部６６の端面に有してもよい。第２流路は、後縁部６６の少なくとも一部に沿って設けられ得る。この場合、前縁部６７に形成された第１壁部７２と第２壁部７３は、後縁部６６の少なくとも一部まで延在する。即ち、第２流路は、第１壁部７２と、第２壁部７３と、後縁部６６の端面とによって画定される。なお、第２流路並びに第１壁部７２及び第２壁部７３は、後縁部６６の全長に沿って設けられてもよい。このように後縁部６６の端面に第２流路を設けることで、前縁部６７に沿って後縁部６６に達した液体の流れは、後縁部６６に設けられた第２流路を通じて、羽根車６０の径方向外側に向かう。これにより、前縁部６７の近傍に位置する異物を、後縁部６６まで押し出した後、羽根車６０の径方向外側に向けて移動させることができる。

【0042】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲及び明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、又は省略が可能である。

【0043】

以下に本明細書が開示する形態のいくつかを記載しておく。
第１形態によれば、羽根車が提供される。この羽根車は、表面及び裏面を有する主板と、前記主板の表面に固定される複数の翼と、を備え、前記複数の翼の前記主板と逆側が開放される。前記複数の翼は、前記主板に固定される第１縁部と、前記第１縁部と対向する第２縁部と、前記第１縁部の径方向内側と、前記第２縁部の径方向内側との間に延びる第３縁部と、を有する。前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第１凹部を、前記第３縁部の端面に有する。

【0044】

第２形態によれば、第１形態の羽根車において、前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第１壁部を、前記第３縁部の端面に有し、前記第１凹部の少なくとも一部は、前記第１壁部によって画定される。

【0045】

第３形態によれば、第１形態又は第２形態の羽根車において、前記第１凹部は、前記第３縁部の全長に沿って延びる。

【0046】

第４形態によれば、第２形態又は第３形態の羽根車において、前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第２縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２凹部を、前記第２縁部の端面に有する。前記第１壁部は、前記第３縁部から前記第２縁部の少なくとも一部まで延在する。前記第２凹部の少なくとも一部は、前記第１壁部によって画定される。

【0047】

第５形態によれば、第２形態の羽根車において、前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第３縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２壁部を、前記第３縁部の端面に有し、前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第１壁部と前記第２壁部とによって画定される第１流路を有し、前記第１凹部は、前記第１流路よりも前記羽根車の径方向内側に位置し、前記第１凹部と前記第１流路は、互いに連通するように配置される。

【0048】

第６形態によれば、第５形態の羽根車において、前記第１流路は、前記羽根車の外周側に向かって徐々に幅が小さくなる領域を有する。

【0049】

第７形態によれば、第５形態又は第６形態の羽根車において、前記複数の翼の少なくとも一つは、前記第２縁部の少なくとも一部に沿って延びる第２流路を、前記第２縁部の端面に有し、前記第２壁部は、前記第３縁部から前記第２縁部の少なくとも一部まで延在し、前記第２流路の少なくとも一部は、前記第１壁部と前記第２壁部によって画定される。

【0050】

第８形態によれば、第２形態から第７形態いずれかの羽根車において、前記複数の翼は、前記羽根車の回転方向前側の前面と、前記羽根車の回転方向後側の後面と、を有し、前記第１壁部は、前記複数の翼の少なくとも一つの前記前面と前記後面の厚さ方向中央部よりも前記後面側に設けられる。

【0051】

第９形態によれば、第１形態から第８形態いずれかの羽根車において、前記第３縁部は、前記羽根車の軸方向断面において、前記軸方向に対して傾斜する。

【0052】

第１０形態によれば、ポンプが提供される。このポンプは、第１形態から第９形態のいずれか一項に記載された羽根車と、前記羽根車と連結した主軸と、前記羽根車を収容するケーシングと、を備える。

【符号の説明】

【0053】

１…主軸
５０…ポンプケーシング
６０…羽根車
６１…翼
６２…主板
６５…基縁部
６６…後縁部
６７…前縁部
６９…第１凹部
７０…前面
７１…後面
７２…第１壁部
７３…第２壁部
７４…第１流路

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9】