特開 2023-64659 水中攪拌サンドポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023064659

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】水中攪拌サンドポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 7/04 20060101AFI20230501BHJP

【ＦＩ】

F04D7/04 E

F04D7/04 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021175063

(22)【出願日】2021-10-26

(71)【出願人】

【識別番号】000100920

【氏名又は名称】アイム電機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100062797

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100188385

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 道俊

(72)【発明者】

【氏名】川嶋 竜之介

(72)【発明者】

【氏名】原 佑輔

(72)【発明者】

【氏名】池田 大介

(72)【発明者】

【氏名】小野 隆二郎

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AA27

3H130AB13

3H130AB23

3H130AB42

3H130AC01

3H130BA24C

3H130BA50C

3H130CB09

3H130DA02Z

3H130DD01Z

3H130EA01C

3H130EA01D

3H130EA04C

3H130EB00C

3H130EB01C

(57)【要約】

【課題】 水中撹拌サンドポンプに攪拌機能を与えるにあたり、シャフトを長くすることなく、また、低コストでの長期間運用が可能な水中撹拌サンドポンプを提供する。
【解決手段】 水中撹拌サンドポンプの本体１にモータ部Ａとポンプ部Ｂを設け、前記ポンプ部Ｂのケーシング２内に前記モータ部Ａのシャフト１０の先端で羽根車３を軸支し、前記羽根車３の側板３３に少なくとも１または複数の撹拌溝３６を形成する撹拌溝形成部３５と羽根車吸込口３４を設ける。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトを備えたモータ部と、ケーシングと羽根車を備えたポンプ部と、を備えた水中撹拌サンドポンプであって、
前記羽根車は、主板と、１又は複数の羽根と、羽根車吸込口を備えた側板とから構成され、
前記側板に１又は複数の撹拌溝を設け、
前記ケーシング内に前記シャフトの先端で前記羽根車を軸支したことを特徴とする水中撹拌サンドポンプ。

【請求項2】

前記撹拌溝が、半径方向に放射状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水中撹拌サンドポンプ。

【請求項3】

前記撹拌溝が、円周方向に湾曲した形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中撹拌サンドポンプ。

【請求項4】

前記撹拌溝の一端が、前記側板の外縁又は前記羽根車吸込口の口縁の少なくとも一方まで設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水中撹拌サンドポンプ。

【請求項5】

前記側板又は前記撹拌溝の少なくとも一方の一部又は全部を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水中撹拌サンドポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、砂や石を多く含んだ土砂混合水環境下でのポンプ輸送、揚水、排水、浚渫する際に使用される水中攪拌サンドポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、土砂を含んだ水のポンプ輸送、揚水、排水、浚渫には、特開昭６２－０２６３９９号公報に記載されるような攪拌羽根を羽根車の下部に取付けた水中攪拌サンドポンプが用いられ、攪拌羽根によって土砂類の攪拌を行うことで、土砂を含んだ水のポンプ輸送、揚水、排水、浚渫を行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２－０２６３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、撹拌羽根を羽根車の下部に有する場合、シャフトを延長する構造となるためコスト高、サイズアップにつながるだけでなく、シャフトのたわみによる振動が発生しやすくなる。また、この振動を回避するために、シャフト直径を太くする必要があるため、重量増加、さらなるコスト増加、大型化といった問題があった。

【0005】

また、攪拌羽根を設ける構造では、サンドポンプ使用の過程において、水の摩擦や砂や石の衝突により、攪拌羽根が摩耗するため、撹拌羽根の寿命が短く短期間で交換しなければならず、コスト面で問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、水中撹拌サンドポンプに攪拌機能を与えるにあたり、シャフトを長くすることなく、また、低コストでの長期間運用が可能な水中撹拌サンドポンプを提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1記載の発明は、シャフトを備えたモータ部と、ケーシングと羽根車を備えたポンプ部と、を備えた水中撹拌サンドポンプであって、前記羽根車は、主板と、１又は複数の羽根と、羽根車吸込口を備えた側板とから構成され、前記側板に少なくとも１又は複数の撹拌溝を設け、前記ケーシング内に前記シャフトの先端で前記羽根車を軸支したことを特徴とする水中撹拌サンドポンプである。

【0008】

請求項２記載の発明は、請求項１の発明において、前記撹拌溝が、半径方向に放射状に設けられていることを特徴とする水中撹拌サンドポンプである。

【0009】

請求項３記載の発明は、請求項１又は２の発明において、前記撹拌溝が、円周方向に湾曲した形状であることを特徴とする水中撹拌サンドポンプである。

【0010】

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記撹拌溝の一端が、前記側板の外縁又は前記羽根車吸込口の口縁の少なくとも一方まで設けられていることを特徴とする水中撹拌サンドポンプである。

【0011】

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、前記側板又は前記撹拌溝の少なくとも一方の一部又は全部を着脱自在に設けたことを特徴とする水中撹拌サンドポンプである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、側板の撹拌溝形成部に設けた撹拌溝は、モータ部のシャフトの回転に伴い、吸込み空間に旋回流れを生ずる。この旋回流れは、撹拌溝外側においては遠心力の作用により、半径方向の流れを発生させ、同時に回転中心では下側から上向きの流れを誘発する。この流れによって、吸込み空間の堆積物を浮遊、撹拌させることができる。また、従来の撹拌羽根で撹拌する水中撹拌サンドポンプでは短期間で撹拌羽根が摩耗して使用できなくなるが、本発明の撹拌溝を設けた羽根車で撹拌する水中撹拌サンドポンプは、撹拌羽根で撹拌する水中撹拌サンドポンプと比べて長期間、攪拌効果の低下が見られず、平常通り運転することができる。したがって、本発明の水中撹拌サンドポンプは、長期間の間、羽根車の交換が不要であるため経済性に優れた効果がある。そして、羽根車とは別に撹拌羽根を取付ける必要がないためシャフトを長くする必要がない。そのため、水中撹拌サンドポンプの本体の重量増加、それに伴うコスト増加、大型化といった問題を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例１における水中撹拌サンドポンプの一部截断面図である。

【図2】図１に示す羽根車３の斜視図である。

【図3】本発明の実施例２おける羽根車３００の斜視図である。

【図4】本発明の実施例３における羽根車３０１の斜視図である。

【図5】本発明の実施例４における羽根車３０２の斜視図である。

【図6】本発明の実施例５における羽根車３０３の斜視図である。

【図7A】本発明の実施例６における羽根車３０４の斜視図である。

【図7B】図７Ａに示す羽根車３０４の分解図である。

【図8】本発明の実施例７における羽根車３０５の斜視図である。

【図9A】本発明の実施例８における羽根車３０６の斜視図である。

【図9B】図９Ａに示す羽根車３０６の分解図である。

【図10A】本発明の実施例９における羽根車３０７の斜視図である。

【図10B】図１０Ａに示す羽根車３０７の分解図である。

【図11A】本発明の実施例１０における羽根車３０８の斜視図である。

【図11B】図１１Ａに示す羽根車３０８の分解図である。

【実施例0014】

以下、本発明の実施例１における水中撹拌サンドポンプについて図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施例１の水中撹拌サンドポンプの一部截断面図、図２は、図１に示す羽根車３を下面斜め方向から図示した斜視図で、１は水中撹拌サンドポンプの本体、Ａは、本体１の上部に設けられ、垂直に配置されたシャフト１０とこれに組み込まれた回転電機子１１を上部ベアリング１６及び下部ベアリング１７により支持され、その外周には固定電機子１２とこれを保持するモータフレーム１３から構成されるモータ部、Ｂは、モータ部Ａの下部に設けられた下部ベアリングハウジング１８を介して配置されたケーシング２と、ケーシング２内に設けられたシャフト１０の先端に軸支された羽根車３から構成される本体１の下部に設けられたポンプ部、４は、ケーシング２の下面とケーシング２の下面に設けられた３つの支脚２４，２４，２４と地面の間に囲まれた吸込み空間、５は水底の地面である。

【0015】

図１に示すように、モータ部Ａは、固定電機子１２が固定されたモータフレーム１３と固定電機子１２の内側に隙間を有して配置されたシャフト１０に固定された回転電機子１１とを有し、モータフレーム１３の上下にはそれぞれフランジ結合されて、シャフト１０の上下を支持する上部ベアリング１６と下部ベアリング１７を備える上部ベアリングハウジング１５と下部ベアリングハウジング１８を有している。上部ケーシング１５の頂部にはモータ内部と外部をシールする機構を備えた貫通部を通じて動力ケーブル１４がモータ内部に引き込まれ、固定電機子１２に接続される。なお、動力ケーブル１４と固定電機子１２との接続の詳細については省略し、図示しない。シャフト１０は上部ベアリング１６と下部ベアリング１７で支持され、この２つのベアリングはシャフトに働くラジアル荷重およびアキシアル荷重を十分、受けられるよう選定されている。また、メカニカルシール１９は、ポンプ部Ｂの流体がモータ部Ａに侵入することを阻止するために、ケーシング２と下部ベアリングハウジング１８の間に取付けられている。

【0016】

次に、ポンプ部Ｂは、上面に設けられた挿通孔２０にシャフト１０を挿通させ、羽根車３を中央に配置し、更に、羽根車３と半径方向に隙間を有するように下部に設けられた下部開口部２１と、その隙間に、下部開口部２１に脱着自在に取付けられたマウスリング２２と、下部開口部２１により露出した羽根車３の羽根車吸込口３４から吸込まれた吸込み空間４にある地面に堆積した沈殿物や異物等を吐出する本体１の片側側面に突出した吐出口２３を有するケーシング２と、シャフト１０をシャフト挿通孔３１ａに挿通させ、ナット３０によってシャフト１０の先端に軸支された羽根車３と、から構成される。

【0017】

羽根車３は、耐食性、耐摩耗性のあるステンレス鋼または鋳鉄製で、図２に示すように、全体的に略扁平的な円柱形状をしており、円板状の主板３１と、湾曲した２枚の羽根３２，３２と、中心に流体や沈殿物や異物等の取入れ口となる羽根車吸込口３４と、下面に２つの撹拌溝３６，３６を形成する撹拌溝形成部３５を有する円板状の側板３３から構成される。更に、主板３１の中心にはシャフト１０を挿通させる挿通孔３１ａが設けてある。また、主板３１の上面には、挿通孔３１ａの口縁から半径方向に４つの直線板状の裏羽根３１ｂ、３１ｂ，３１ｂ，３１ｂが設けてある（一部は図示しない）。次に、羽根３２，３２は、主板３１と側板３２の間に垂直方向に立設されており、羽根車３の外周から内側に向かって湾曲した板状の構成となっている。そして、２つの撹拌溝３６，３６の長さ方向に直交する断面形状は、下端が開口する略四角形に形成される逆凹状で、かつ、上面３６ａが平坦で、溝の深さが浅く、それぞれ２つの垂直な側面３６ｂ，３６ｂを有する。また、撹拌溝３６，３６は、側板３３及び撹拌溝形成部３５において長手方向の両端が半径方向に羽根車吸込口３４の口縁から側板３３の外縁まで貫通した同一幅の直線状の溝であり、撹拌溝形成部３５の下面に羽根車３の下面方向から視て、側板３３の中心から放射状に互いに向かい合う位置に配置されている。なお、撹拌溝形成部とは、撹拌溝の一部又は全部を形成するものをいうのであって、本実施例では、撹拌溝３６を形成する上面３６ａや側面３６ｂ，３６ｂも含まれる。

【0018】

本発明の実施例１の水中撹拌サンドポンプの動作を説明する。先ず、図１に示すように本体１を地面５に堆積した沈殿物や異物等がある水中に沈めて設置した後に、モータ部Ａのシャフト１０を回転させる。そうすると、シャフト１０の先端に取付けられた羽根車３の回転に伴い、吸込み空間４に図１の点線矢印で示した方向に撹拌流れが発生し、吸込み空間４に存在する地面５に堆積した沈殿物や異物等を撹拌流れとともに浮遊、撹拌させることができる。また、浮遊した沈殿物や異物等の一部は、羽根３２，３２の作用により羽根車吸込口３４を通して吸い込まれ、羽根車３の側面からケーシング２内を通って、吐出口２３から吐出することができるため、水中サンドポンプとして機能する。

【0019】

本発明によれば、シャフト１０に羽根車３の他に撹拌羽根を取付ける必要がないので、シャフトを長くする必要がなくなり、シャフトを延長することによる、たわみや振動の発生を回避することが可能となる。また攪拌羽根を使用した場合には延長したシャフトのたわみや振動を回避するために、シャフト直径を大きくする必要があるため、攪拌羽根を使用した場合と比べて経済性に優れた効果がある。そして、撹拌溝で撹拌することができ、長期間撹拌効果に変化がなく平常通り運転することができるので、従来の撹拌羽根で撹拌する水中撹拌サンドポンプに比べて低コストでの長期間運用が可能である。

【実施例0020】

図３は、本発明の実施例２における羽根車３００を下面斜め方向から図示した斜視図である。なお、以後の実施例の説明においては、他の実施例と同一部分や対応する部分には同一の符号を付して説明は省略する。実施例２の羽根車３００は、実施例１の羽根車３と同様に、主板３１と、羽根３２，３２と、羽根車吸込口３４と、下面に２つの撹拌溝３６，３６を形成する撹拌溝形成部３５を有する側板３３とから構成されている。また、撹拌溝形成部３５，３５は、側板３３の幅よりも一回り小さく構成されている点で、実施例１の羽根車３と相違する。そして、撹拌溝３６，３６は略実施例１の撹拌溝と同様な構成となっているが、撹拌溝３６，３６の一端は、側板３３，３３の外縁まで設けられていない構成となっている。

【0021】

本発明によれば、実施例１と同様の効果を発揮することができる。また、撹拌溝形成部３５，３５が側板３３よりも幅が小さいので、実施例１の羽根車３より軽量で、少ないコストで製造することができる。