遠心ポンプ
【課題】構成の簡素化を図り、かつ、気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる遠心ポンプを提供する。
【解決手段】遠心ポンプ２０は、羽根車２４の回転でボリュート２８内に吸い込んだ流体をボリュート２８の排出流路部４７から吐出するものである。この遠心ポンプ２０は、排出流路部４７の内壁に沿って螺旋状に形成された一対の螺旋部材４８，４９と、一対の螺旋部材４８，４９の上流側に設けられた一対の連通溝５１，５２とを備えている。さらに、排出流路部４７に送出空間７１を有することにより、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能とした。
【解決手段】遠心ポンプ２０は、羽根車２４の回転でボリュート２８内に吸い込んだ流体をボリュート２８の排出流路部４７から吐出するものである。この遠心ポンプ２０は、排出流路部４７の内壁に沿って螺旋状に形成された一対の螺旋部材４８，４９と、一対の螺旋部材４８，４９の上流側に設けられた一対の連通溝５１，５２とを備えている。さらに、排出流路部４７に送出空間７１を有することにより、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボリュート内に羽根車を備え、羽根車を回転することによりボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を外部に吐出する遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプのなかには、ボリュートの内部に回転軸が回転自在に突出され、突出させた回転軸に羽根車が設けられ、羽根車の近傍に小うず形室が設けられたものがある。
この遠心ポンプによれば、羽根車の近傍に小うず形室を設けることで、自吸運転において呼び水作用を好適に奏することが可能になる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
具体的には、自吸運転の際に、呼び流体（呼び水作用を奏する流体）を遠心ポンプ内に注入し、羽根車を回転させることにより、注入された呼び流体がボリュート内の羽根車で小うず形室に導かれる。
小うず形室に導かれた呼び流体は、自吸水分離室に導かれ、自吸水分離室で螺旋状に案内される。呼び流体が螺旋状に案内されることで、ボリュート内の気体（空気）から呼び流体が遠心分離され、気体のみが遠心ポンプの外部に排出される。
【０００４】
一方、気体から遠心分離された呼び流体は、ボリュート内に戻され、羽根車で小うず形室に戻される（循環される）。
このように、呼び流体を循環させることで、呼び流体の再利用が可能になり、ボリュート内から気体を排出する処理（すなわち、呼び水作用）が迅速におこなわれる。
【０００５】
ボリュート内から気体を排出することでボリュート内に負圧を発生させ、発生させた負圧でボリュート内に水などの流体（以下、「流体」という）を吸い込む。
自吸運転においてボリュート内に流体を吸い込んだ後、定常運転においてボリュート内の流体を羽根車の遠心力で吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９５／０１２７６０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の遠心ポンプは、自吸運転時の呼び水作用を迅速におこなうために、羽根車の近傍に小うず形室を設ける必要がある。
このため、遠心ポンプの構成が複雑になり、遠心ポンプの量産化が難しく、この観点から改良の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は、構成の簡素化を図り、かつ、気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる遠心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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、羽根車の周りにボリュートを備え、前記羽根車を回転することにより前記ボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を前記ボリュートの排出流路部から吐出する遠心ポンプであって、前記排出流路部の内壁に沿って前記流体の送出方向に向けて螺旋状に形成された螺旋部材と、前記螺旋部材の上流側で、かつ前記螺旋部材に隣接して設けられ、前記排出流路部の内部および外部を連通可能な連通溝と、を備え、前記排出流路部において前記螺旋部材の半径方向内側に、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能な送出空間を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記排出流路部は、円筒状に形成され、軸線に沿って二分割されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記連通溝は、前記螺旋部材に沿って螺旋状に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、排出流路部の内壁に沿って螺旋部材を設け、螺旋部材に隣接して連通溝を設けた。
よって、自吸運転時に、排出流路部に導かれた呼び流体を螺旋部材で螺旋状に案内することができる。
呼び流体とは、遠心ポンプの自吸運転の際に呼び水作用を奏する流体である。
呼び流体が螺旋状に案内されることで呼び流体に遠心力が発生する。
【００１３】
ここで、流体は気体より密度が高い。よって、螺旋状に案内された呼び流体は、遠心力で排出流路部の半径方向外側に導かれて気体から分離（遠心分離）される。
分離された呼び流体は、連通溝から排出流路部の外部（すなわち、ボリュートの外部）に排出される。
【００１４】
一方、気体は流体より密度が低い。よって、呼び流体が分離された気体は、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に残される。
そこで、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に送出空間を備えた。
よって、排出流路部に残された気体は、送出空間を経て遠心ポンプの外部に排出される。
【００１５】
排出流路部からボリュートの外部に排出された呼び流体は、ボリュート内に戻されて呼び流体として再度利用される。
このように、呼び流体を遠心ポンプ内で循環させることで、呼び流体を有効に利用して気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる。
【００１６】
ここで、請求項１は、自吸運転の際に呼び流体をボリュート内に戻して再利用するために、排出流路部の内壁に沿って螺旋部材を設け、螺旋部材に隣接させて連通溝を設けた。
螺旋部材は、一例として、板材を螺旋状に曲げ加工することで簡単に形成可能である。
また、連通溝は、一例として、排出流路部に螺旋状のスリット（溝）を加工することで簡単に形成可能である。
これにより、呼び流体を再利用可能な遠心ポンプの構成を簡素化できる。
【００１７】
さらに、請求項１は、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に送出空間を備えた。
よって、遠心ポンプを定常運転する際に、排出流路部に導かれた流体を送出空間を経てボリュートの外部に排出することができる。
これにより、羽根車で送り出された流体の流れを螺旋部材で妨げることなく、送出空間から好適にボリュートの外部に排出することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、排出流路部を円筒状に形成して軸線方向に二分割した。
排出流路部を二分割することで、螺旋部材を排出流路部の内壁に沿って簡単に設けることができる。
このように、螺旋部材を排出流路部に簡単に設けるように構成することで、遠心ポンプのコストを抑えることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、連通溝を螺旋部材に沿わせて螺旋状に形成した。
これにより、自吸運転の際に、気体から遠心分離された呼び流体を連通溝から排出流路部の外部（すなわち、ボリュートの外部）に一層好適に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る遠心ポンプユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の遠心ポンプを示す斜視図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】図４の６−６線断面図である。
【図７】図５の７部拡大図である。
【図８】本発明に係る排出流路部および一対の螺旋部材を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に係る遠心ポンプのケース内に呼び流体を供給する例を説明する図である。
【図１０】本発明に係るボリュート内で呼び流体を気体から分離させる例を説明する図である。
【図１１】本発明に係る遠心ポンプでボリュート内に負圧を発生させて流体を吸い込む例を説明する図である。
【図１２】本発明に係る遠心ポンプでボリュート内の流体をボリュートの外部に排出する例を説明する図である。
【図１３】本発明に係る遠心ポンプでボリュートから排出された流体をポンプの外部に吐出する例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２２】
実施例に係る遠心ポンプ２０について説明する。
図１に示すように、遠心ポンプユニット１０は、略矩形体枠状に形成されたフレーム１１と、フレーム１１のベース１２に設けられたエンジン１４と、エンジン１４に設けられるとともにベース１２に設けられた遠心ポンプ２０とを備えている。
【００２３】
エンジン１４は、ベース１２にシリンダブロック１５が設けられ、シリンダブロック１５に遠心ポンプ２０のケース２２（図２も参照）が設けられ、シリンダブロック１５からケース２２内にクランク軸１６の端部１６ａ（図３参照）が突出されている。
【００２４】
クランク軸１６は、図３に示すように、端部１６ａの近傍部位１６ｂがメカニカルシール１７に回転自在に支持され、端部１６ａが遠心ポンプ２０の羽根車２４に連結されている。
よって、エンジン１４を駆動してクランク軸１６を回転することにより、クランク軸１６で羽根車２４が回転される。
【００２５】
図２、図３に示すように、遠心ポンプ２０は、シリンダブロック１５に仕切部材２１を介してボルト止めされたケース２２と、ケース２２内の空間２３に設けられてクランク軸１６の端部１６ａに連結された羽根車２４と、羽根車２４を覆うボリュート２８とを備えている。
【００２６】
また、遠心ポンプ２０は、ケース２２のケース吸込口２２ｂに連通された吸込ノズル３２と、ケース２２のケース吐出口２２ｃに連通された吐出ノズル３３とを備えている。
吐出ノズル３３に流体注入口３４が形成され、流体注入口３４がプラグ３５で閉じられている。
流体注入口３４はボリュート２８の上方に配置されている。
【００２７】
流体注入口３４からプラグ３５が外されることにより流体注入口３４が開口される。
流体注入口３４を開口した状態で、流体注入口３４からケース２２内に呼び流体が供給される。
呼び流体とは、遠心ポンプ２０の自吸運転の際に呼び水作用を奏する流体である。
【００２８】
ケース２２は、ケース開口部２２ａが仕切部材２１で閉塞され、仕切部材２１に対峙する吸込側壁部３７と、吸込側壁部３７のケース吸込口２２ｂに連通された吸込通路部３８と、空間２３の上部を覆う吐出側頂部３９とを有する。
【００２９】
吸込側壁部３７にケース吸込口２２ｂが設けられ、ケース吸込口２２ｂに吸込通路部３８が連通されている。
吸込通路部３８は、ボリュート２８の吸込口（以下、ボリュート吸込口という）４４に同軸上に設けられた状態でボリュート吸込口４４に連通されている。
ボリュート吸込口４４は、吸込通路部３８およびケース吸込口２２ｂを経て吸込ノズル３２に連通されている。
【００３０】
吐出側頂部３９にケース吐出口２２ｃが設けられ、ケース吐出口２２ｃに吐出ノズル３３が連通されている。
吐出ノズル３３の上部に流体注入口３４が設けられている。
流体注入口３４は、ボリュート２８の上方に配置されている。
【００３１】
仕切部材２１は、クランク軸１６と同軸上に支持孔２１ａが形成され、支持孔２１ａにメカニカルシール１７が同軸上に支持され、メカニカルシール１７にクランク軸１６（端部１６ａの近傍部位１６ｂ）が回転自在に支持されている。
【００３２】
クランク軸１６の端部１６ａは、メカニカルシール１７を介してボリュート２８内の空間４２に突出されている。
クランク軸１６（端部１６ａの近傍部位１６ｂ）はメカニカルシール１７を用いて回転自在に支持されている。
よって、ボリュート２８内の流体が、近傍部位１６ｂから外部に漏れることをメカニカルシール１７で機械的に制限可能である。
【００３３】
ボリュート２８内の空間４２に突出されたクランク軸１６の端部１６ａに羽根車２４が設けられている。
羽根車２４は、クランク軸１６の端部１６ａに設けられたハブ２５と、ハブ２５に設けられた複数の羽根２６とを備えている。
複数の羽根２６は、ハブ２５のうち、メカニカルシール１７の反対側の表面２５ａに設けられている。
【００３４】
この羽根車２４は、ボリュート２８で覆われることによりボリュート２８内に収納されている。
ボリュート２８が仕切部材２１にボルト（図示せず）で取り付けられている。
【００３５】
図４、図５に示すように、ボリュート２８は、ケース２２内の空間２３に収納され、一対の半割体２８Ａ，２８Ｂ（図３も参照）で羽根車２４を収納可能に形成されたケーシングである。
このボリュート２８は、ケース２２の吸込通路部３８に連通されたボリュート吸込口４４と、ボリュート吸込口４４（羽根車２４）の周囲に渦巻形に設けられたボリュート本体４５とを有する。
【００３６】
ボリュート本体４５は、羽根車２４の周囲に設けられた案内流路部４６（図３も参照）と、案内流路部４６の下流側端部４６ｂに設けられた排出流路部４７と、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って形成された一対の螺旋部材（螺旋部材）４８，４９と、一対の螺旋部材４８，４９に隣接して設けられた一対の連通溝（連通溝）５１，５２とを有する。
【００３７】
案内流路部４６は、上流側端部４６ａから下流側端部４６ｂに向けて徐々に増加するように渦巻形に形成され、底部４６ｃに開口部５４が形成されている。
開口部５４は、ケース２２内の呼び流体をボリュート２８内に導くための開口である。
【００３８】
遠心ポンプ２０によれば、定常運転の際には、羽根車２４を矢印Ａ方向に回転させることにより、ボリュート吸込口４４から案内流路部４６内に流体が吸い込まれる。
案内流路部４６内に吸い込まれた流体は排出流路部４７に向けて矢印Ｂの如く送り出される。
【００３９】
一方、自吸運転の際には、羽根車２４を矢印Ａ方向に回転させることにより、ボリュート２８の外部に蓄えられた呼び流体を開口部５４から案内流路部４６に吸い込む。
案内流路部４６内に吸い込まれた流体は、ボリュート２８内の気体とともに排出流路部４７に向けて矢印Ｂの如く送り出される。
【００４０】
排出流路部４７は、案内流路部４６の下流側端部４６ｂに設けられている。
この排出流路部４７は、案内流路部４６の下流側端部４６ｂからケース吐出口２２ｃに向けて斜め上向きに設けられている。
よって、排出流路部４７のボリュート吐出口５６がケース吐出口２２ｃの下方に配置されている。
【００４１】
図６、図７に示すように、排出流路部４７は、一対の半割部位６１，６２が組み合わされることにより円筒状に形成されている。
一方の半割部位６１は、一方の半割体２８Ａの先端部を形成する部位であり、断面略湾曲状に形成されている。他方の半割部位６２は、他方の半割体２８Ｂの先端部を形成する部位であり、断面略湾曲状に形成されている。
一対の半割部位６１，６２が一体に組み付けられることにより、排出流路部４７が円筒状に形成されている。
【００４２】
図７、図８に示すように、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って一対の螺旋部材４８，４９（一方の螺旋部材４８、他方の螺旋部材４９）が備えられている。
一方の螺旋部材４８は、一例として、上流端４８ａから下流端４８ｂまで３６０°の範囲で螺旋状に形成されている。
他方の螺旋部材４９は、一例として、上流端４９ａから下流端４９ｂまで略３６０°の範囲で螺旋状に形成されている。
【００４３】
一対の螺旋部材４８，４９は、軸線５８方向（流体の送出方向）に向けて螺旋状に形成され、各々の部材が略１８０°位相がずれた状態で設けられている。
一対の螺旋部材４８，４９を位相を略１８０°ずらして設けることで、一対の螺旋部材４８，４９を軸線５８方向に対して重ね合わせた状態に配置できる。
【００４４】
このように、一対の螺旋部材４８，４９を略１８０°位相をずらして設けることで、一方の螺旋部材４８の全長Ｌの範囲内に他方の螺旋部材４９を組み合わせることができる。
よって、一対の螺旋部材４８，４９の全長を、一方の螺旋部材４８の全長Ｌと同じに短く抑えることが可能になる。
これにより、排出流路部４７の長さ寸法を必要以上に大きく確保する必要がないので、遠心ポンプ２０が大型化することを抑えることができる。
【００４５】
さらに、排出流路部４７に一対の螺旋部材４８，４９を設けることで、自吸運転の際に、排出流路部４７に導かれた呼び流体を一対の螺旋部材４８，４９で螺旋状の流れに矢印Ｄ（図６も参照）の如く効率よく変えることができる。
排出流路部４７の呼び流体７４（図９（ｂ）参照）を螺旋状に案内することで呼び流体に遠心力を発生させて、呼び流体を気体から分離（遠心分離）させることができる。
【００４６】
ところで、前述したように、排出流路部４７は一対の半割部位６１，６２に二分割されている。このように、排出流路部４７を二分割することで、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って一対の螺旋部材４８，４９を簡単に設けることができる。
【００４７】
さらに、排出流路部４７はボリュート本体４５の先端部に設けられている。よって、排出流路部４７を組み付ける際に、排出流路部４７の外部から一対の螺旋部材４８，４９を支えることが可能である。
これにより、一対の螺旋部材４８，４９の取付作業を容易におこなうことができる。
【００４８】
このように、排出流路部４７を二分割し、かつ排出流路部４７をボリュート本体４５の先端部に設けることで、一対の螺旋部材４８，４９の組付作業が容易になり、遠心ポンプのコストを抑えることができる。
【００４９】
ここで、図６に示すように、一対の螺旋部材４８，４９の高さ寸法Ｈは、排出流路部４７の半径Ｒに対して十分に小さく設定されている。
よって、排出流路部４７は、一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側に送出空間７１を大きく確保することができる。
【００５０】
送出空間７１は、自吸運転時の気体をボリュート吐出口５６（図７参照）に向けて送出（案内）可能な空間である。
よって、自吸運転の際に、呼び流体から分離された気体を送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００５１】
さらに、送出空間７１は、定常運転時の流体をボリュート吐出口５６（図７参照）に向けて送出（案内）可能な空間である。
よって、定常運転の際に、排出流路部４７に導かれた流体を送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００５２】
図７、図８に示すように、排出流路部４７には、一方の螺旋部材４８の上流側で、かつ一方の螺旋部材４８に隣接して一方の連通溝５１が連続的に設けられている。
一方の連通溝５１は、一方の螺旋部材４８に沿って螺旋状に形成され、排出流路部４７の内部および排出流路部４７の外部を連通するスリット状の溝である。
【００５３】
また、排出流路部４７には、他方の螺旋部材４９の上流側で、かつ他方の螺旋部材４９に隣接して他方の連通溝５２が連続的に設けられている。
他方の連通溝５２は、他方の螺旋部材４９に沿って螺旋状に形成され、排出流路部４７の内部および排出流路部４７の外部を連通するスリット状の溝である。
【００５４】
図６に示すように、排出流路部４７に一対の螺旋部材４８，４９を設けることで、自吸運転の際に、一対の螺旋部材４８，４９で呼び流体を螺旋状に矢印Ｄの如く案内することで、呼び流体を気体から遠心分離することができる。
さらに、排出流路部４７に一対の連通溝５１，５２を設けることで、気体から遠心分離された呼び流体を排出流路部４７の外部に矢印Ｅ（図７も参照）の如く排出することができる。
【００５５】
ここで、一対の連通溝５１，５２を螺旋部材に沿わせて螺旋状に形成した。
これにより、自吸運転の際に、気体から遠心分離された呼び流体を一対の連通溝５１，５２から排出流路部４７の外部（すなわち、ボリュート２８の外部）に一層好適に排出することができる。
【００５６】
ここで、図８に示すように、一対の螺旋部材４８，４９は、一例として、板材を螺旋状に曲げ加工することで簡単に形成可能である。
また、一対の連通溝５１，５２は、一例として、排出流路部４７に螺旋状のスリット（溝）を加工することで簡単に形成可能である。
これにより、呼び流体を再利用可能な遠心ポンプ２０の構成を簡素化できる。
【００５７】
つぎに、遠心ポンプ２０を自吸運転する例を図９〜図１１に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、遠心ポンプ２０の羽根車２４を停止させた状態で、ボリュート２８内の空間４２に気体（一例として、空気）が蓄えられている。
この状態において、流体注入口３４からプラグ３５を外して流体注入口３４を開口する。
流体注入口３４を開口した状態で、流体注入口３４からケース２２内の空間２３に呼び流体７４（図９（ｂ）参照）を矢印Ｆの如く供給する。
【００５８】
図９（ｂ）に示すように、ケース２２内の空間２３に供給された呼び流体７４が、ケース２２内の底部に矢印Ｇの如く導かれる。
ケース２２内の底部に呼び流体７４が導かれることにより、ケース２２内の底部で、かつボリュート２８の外部に呼び流体７４が蓄えられる。
【００５９】
この状態で、遠心ポンプ２０をエンジン１４（図１参照）で駆動して羽根車２４を矢印Ｈの如く回転する。
羽根車２４を矢印Ｈの如く回転することで、ボリュート２８の外部に蓄えられた呼び流体７４を、開口部５４を経て案内流路部４６に矢印Ｉの如く導く。
【００６０】
図１０（ａ）に示すように、案内流路部４６に導かれた呼び流体７４が、ボリュート２８内の気体とともに案内流路部４６に沿って排出流路部４７に向けて矢印Ｊの如く導かれる。
排出流路部４７に呼び流体７４が導かれることで、導かれた呼び流体７４が一対の螺旋部材４８，４９で矢印Ｋの如く螺旋状の流れに案内される。
【００６１】
図１０（ｂ）に示すように、排出流路部４７において呼び流体７４（図１０（ａ）参照）が矢印Ｋの如く螺旋状に案内されることで呼び流体７４に遠心力が発生する。
ここで、呼び流体７４は気体より密度が高い。
【００６２】
よって、螺旋状に案内された呼び流体７４が、遠心力で排出流路部４７の半径方向外側に導かれて気体から分離（遠心分離）される。
分離された呼び流体７４が、一対の連通溝５１，５２から排出流路部４７の外部（すなわち、ボリュート２８の外部）に矢印Ｌの如く排出される。
【００６３】
一方、呼び流体７４が分離された気体は、呼び流体７４より密度が低い。
よって、呼び流体７４が分離された気体が、排出流路部４７において一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側の送出空間７１に残される。
【００６４】
図１１（ａ）に示すように、送出空間７１（図１０（ｂ）参照）に残された気体が、送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からケース吐出口２２ｃに向けて矢印Ｍの如く導かれる。
ケース吐出口２２ｃに導かれた気体が、吐出ノズル３３を経て遠心ポンプ２０の外部に矢印Ｎの如く排出される。
【００６５】
一方、排出流路部４７の一対の連通溝５１，５２から呼び流体７４がボリュート２８の外部に矢印Ｌの如く排出されることによりケース２２内の空間２３に戻される。
ケース２２内の空間２３に戻された呼び流体７４が、ケース２２内の底部に矢印Ｏの如く導かれる。
ケース２２内の底部に導かれた呼び流体７４が開口部５４を経てボリュート２８内に矢印Ｐの如く戻される。
【００６６】
このように、呼び流体７４を遠心ポンプ２０内で循環させることで、呼び流体７４を有効に利用して気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる。
これにより、ボリュート２８内に負圧を発生させて、発生させた負圧でボリュート２８内に流体を吸い込む自吸運転による流体の吸込性を確保できる。
【００６７】
図１１（ｂ）に示すように、ボリュート２８内の案内流路部４６は、ボリュート吸込口４４、吸込通路部３８およびケース吸込口２２ｂを経て吸込ノズル３２に連通されている。
よって、ボリュート２８内に負圧を発生させることにより、吸込ノズル３２、ケース吸込口２２ｂ、吸込通路部３８およびボリュート吸込口４４に定常運転用の流体が矢印Ｑの如く吸い込まれる。
【００６８】
ボリュート吸込口４４に吸い込まれた流体がボリュート吸込口４４を経てボリュート２８の案内流路部４６に矢印Ｒの如く吸い込まれる。
ボリュート２８内の案内流路部４６に流体を吸い込むことで遠心ポンプ２０を定常運転に切り替える。
【００６９】
ついで、遠心ポンプ２０を定常運転する例を図１２、図１３に基づいて説明する。
図１２（ａ）に示すように、定常運転において、ボリュート２８の案内流路部４６に吸い込まれた流体が羽根車２４の回転方向に矢印Ｓの如く送り出される。
【００７０】
図１２（ｂ）に示すように、羽根車２４の回転方向に送り出される流体が案内流路部４６に沿って排出流路部４７に向けて矢印Ｓの如く導かれる。
ここで、排出流路部４７において一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側に送出空間７１を有する。
【００７１】
よって、排出流路部４７に導かれた流体が送出空間７１に矢印Ｔの如く導かれる。
送出空間７１に導かれた流体が、送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に矢印Ｕの如く排出される。
これにより、排出流路部４７に導かれた流体の流れを一対の螺旋部材４８，４９で妨げることなく、ボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００７２】
図１３に示すように、ボリュート吐出口５６から排出された流体がケース吐出口２２ｃに向けて矢印Ｖの如く案内される。
ケース吐出口２２ｃに向けて吐出された流体が、吐出ノズル３３を経て矢印Ｗの如く遠心ポンプ２０の外部に吐出される。
【００７３】
なお、本発明に係る遠心ポンプは、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、一対の連通溝５１，５２を一対の螺旋部材４８，４９に沿わせて連続的に形成して螺旋状の溝とした例について説明したが、一対の連通溝５１，５２はこれに限定するものではない。
例えば、一対の連通溝５１，５２を一対の螺旋部材４８，４９に沿わせて不連続的に形成することも可能である。
【００７４】
一対の連通溝５１，５２を不連続的に形成することで、排出流路部４７、すなわち半割部位６１や半割部位６２を不連続部で一体に形成することが可能になり、排出流路部４７の取扱いを容易にできる。
さらに、半割部位６１や半割部位６２を不連続部で一体に形成することで部品点数の増加を抑えることも可能になる。
【００７５】
また、前記実施例では、排出流路部４７と一対の螺旋部材４８，４９とを別部材で形成して各々の部材４７，４８，４９を組み付ける例について説明したが、排出流路部４７および一対の螺旋部材４８，４９を鋳造などで一体に成形することも可能である。
【００７６】
さらに、前記実施例では、排出流路部４７には一対の螺旋部材４８，４９を設けた例について説明したが、排出流路部４７に設ける螺旋部材の個数は任意に選択することが可能である。
【００７７】
また、前記実施例では、排出流路部４７を二分割した例について説明したが、これに限らないで、排出流路部４７を一体に形成することも可能である。
【００７８】
さらに、前記実施例で示した遠心ポンプユニット１０、遠心ポンプ２０、羽根車２４、ボリュート２８、排出流路部４７、一対の螺旋部材４８，４９、一対の連通溝５１，５２および送出空間７１などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ボリュート内の羽根車を回転してボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を吐出する遠心ポンプへの適用に好適である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…遠心ポンプユニット、２０…遠心ポンプ、２４…羽根車、２８…ボリュート、４７…排出流路部、４７ａ…排出流路部の内壁、４８，４９…一対の螺旋部材（螺旋部材）、５１，５２…一対の連通溝（連通溝）、５８…軸線、７１…送出空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボリュート内に羽根車を備え、羽根車を回転することによりボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を外部に吐出する遠心ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプのなかには、ボリュートの内部に回転軸が回転自在に突出され、突出させた回転軸に羽根車が設けられ、羽根車の近傍に小うず形室が設けられたものがある。
この遠心ポンプによれば、羽根車の近傍に小うず形室を設けることで、自吸運転において呼び水作用を好適に奏することが可能になる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
具体的には、自吸運転の際に、呼び流体（呼び水作用を奏する流体）を遠心ポンプ内に注入し、羽根車を回転させることにより、注入された呼び流体がボリュート内の羽根車で小うず形室に導かれる。
小うず形室に導かれた呼び流体は、自吸水分離室に導かれ、自吸水分離室で螺旋状に案内される。呼び流体が螺旋状に案内されることで、ボリュート内の気体（空気）から呼び流体が遠心分離され、気体のみが遠心ポンプの外部に排出される。
【０００４】
一方、気体から遠心分離された呼び流体は、ボリュート内に戻され、羽根車で小うず形室に戻される（循環される）。
このように、呼び流体を循環させることで、呼び流体の再利用が可能になり、ボリュート内から気体を排出する処理（すなわち、呼び水作用）が迅速におこなわれる。
【０００５】
ボリュート内から気体を排出することでボリュート内に負圧を発生させ、発生させた負圧でボリュート内に水などの流体（以下、「流体」という）を吸い込む。
自吸運転においてボリュート内に流体を吸い込んだ後、定常運転においてボリュート内の流体を羽根車の遠心力で吐出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第９５／０１２７６０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の遠心ポンプは、自吸運転時の呼び水作用を迅速におこなうために、羽根車の近傍に小うず形室を設ける必要がある。
このため、遠心ポンプの構成が複雑になり、遠心ポンプの量産化が難しく、この観点から改良の余地が残されていた。
【０００８】
本発明は、構成の簡素化を図り、かつ、気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる遠心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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、羽根車の周りにボリュートを備え、前記羽根車を回転することにより前記ボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を前記ボリュートの排出流路部から吐出する遠心ポンプであって、前記排出流路部の内壁に沿って前記流体の送出方向に向けて螺旋状に形成された螺旋部材と、前記螺旋部材の上流側で、かつ前記螺旋部材に隣接して設けられ、前記排出流路部の内部および外部を連通可能な連通溝と、を備え、前記排出流路部において前記螺旋部材の半径方向内側に、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能な送出空間を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記排出流路部は、円筒状に形成され、軸線に沿って二分割されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記連通溝は、前記螺旋部材に沿って螺旋状に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、排出流路部の内壁に沿って螺旋部材を設け、螺旋部材に隣接して連通溝を設けた。
よって、自吸運転時に、排出流路部に導かれた呼び流体を螺旋部材で螺旋状に案内することができる。
呼び流体とは、遠心ポンプの自吸運転の際に呼び水作用を奏する流体である。
呼び流体が螺旋状に案内されることで呼び流体に遠心力が発生する。
【００１３】
ここで、流体は気体より密度が高い。よって、螺旋状に案内された呼び流体は、遠心力で排出流路部の半径方向外側に導かれて気体から分離（遠心分離）される。
分離された呼び流体は、連通溝から排出流路部の外部（すなわち、ボリュートの外部）に排出される。
【００１４】
一方、気体は流体より密度が低い。よって、呼び流体が分離された気体は、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に残される。
そこで、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に送出空間を備えた。
よって、排出流路部に残された気体は、送出空間を経て遠心ポンプの外部に排出される。
【００１５】
排出流路部からボリュートの外部に排出された呼び流体は、ボリュート内に戻されて呼び流体として再度利用される。
このように、呼び流体を遠心ポンプ内で循環させることで、呼び流体を有効に利用して気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる。
【００１６】
ここで、請求項１は、自吸運転の際に呼び流体をボリュート内に戻して再利用するために、排出流路部の内壁に沿って螺旋部材を設け、螺旋部材に隣接させて連通溝を設けた。
螺旋部材は、一例として、板材を螺旋状に曲げ加工することで簡単に形成可能である。
また、連通溝は、一例として、排出流路部に螺旋状のスリット（溝）を加工することで簡単に形成可能である。
これにより、呼び流体を再利用可能な遠心ポンプの構成を簡素化できる。
【００１７】
さらに、請求項１は、排出流路部において螺旋部材の半径方向内側に送出空間を備えた。
よって、遠心ポンプを定常運転する際に、排出流路部に導かれた流体を送出空間を経てボリュートの外部に排出することができる。
これにより、羽根車で送り出された流体の流れを螺旋部材で妨げることなく、送出空間から好適にボリュートの外部に排出することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、排出流路部を円筒状に形成して軸線方向に二分割した。
排出流路部を二分割することで、螺旋部材を排出流路部の内壁に沿って簡単に設けることができる。
このように、螺旋部材を排出流路部に簡単に設けるように構成することで、遠心ポンプのコストを抑えることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、連通溝を螺旋部材に沿わせて螺旋状に形成した。
これにより、自吸運転の際に、気体から遠心分離された呼び流体を連通溝から排出流路部の外部（すなわち、ボリュートの外部）に一層好適に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る遠心ポンプユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の遠心ポンプを示す斜視図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】図４の６−６線断面図である。
【図７】図５の７部拡大図である。
【図８】本発明に係る排出流路部および一対の螺旋部材を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に係る遠心ポンプのケース内に呼び流体を供給する例を説明する図である。
【図１０】本発明に係るボリュート内で呼び流体を気体から分離させる例を説明する図である。
【図１１】本発明に係る遠心ポンプでボリュート内に負圧を発生させて流体を吸い込む例を説明する図である。
【図１２】本発明に係る遠心ポンプでボリュート内の流体をボリュートの外部に排出する例を説明する図である。
【図１３】本発明に係る遠心ポンプでボリュートから排出された流体をポンプの外部に吐出する例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００２２】
実施例に係る遠心ポンプ２０について説明する。
図１に示すように、遠心ポンプユニット１０は、略矩形体枠状に形成されたフレーム１１と、フレーム１１のベース１２に設けられたエンジン１４と、エンジン１４に設けられるとともにベース１２に設けられた遠心ポンプ２０とを備えている。
【００２３】
エンジン１４は、ベース１２にシリンダブロック１５が設けられ、シリンダブロック１５に遠心ポンプ２０のケース２２（図２も参照）が設けられ、シリンダブロック１５からケース２２内にクランク軸１６の端部１６ａ（図３参照）が突出されている。
【００２４】
クランク軸１６は、図３に示すように、端部１６ａの近傍部位１６ｂがメカニカルシール１７に回転自在に支持され、端部１６ａが遠心ポンプ２０の羽根車２４に連結されている。
よって、エンジン１４を駆動してクランク軸１６を回転することにより、クランク軸１６で羽根車２４が回転される。
【００２５】
図２、図３に示すように、遠心ポンプ２０は、シリンダブロック１５に仕切部材２１を介してボルト止めされたケース２２と、ケース２２内の空間２３に設けられてクランク軸１６の端部１６ａに連結された羽根車２４と、羽根車２４を覆うボリュート２８とを備えている。
【００２６】
また、遠心ポンプ２０は、ケース２２のケース吸込口２２ｂに連通された吸込ノズル３２と、ケース２２のケース吐出口２２ｃに連通された吐出ノズル３３とを備えている。
吐出ノズル３３に流体注入口３４が形成され、流体注入口３４がプラグ３５で閉じられている。
流体注入口３４はボリュート２８の上方に配置されている。
【００２７】
流体注入口３４からプラグ３５が外されることにより流体注入口３４が開口される。
流体注入口３４を開口した状態で、流体注入口３４からケース２２内に呼び流体が供給される。
呼び流体とは、遠心ポンプ２０の自吸運転の際に呼び水作用を奏する流体である。
【００２８】
ケース２２は、ケース開口部２２ａが仕切部材２１で閉塞され、仕切部材２１に対峙する吸込側壁部３７と、吸込側壁部３７のケース吸込口２２ｂに連通された吸込通路部３８と、空間２３の上部を覆う吐出側頂部３９とを有する。
【００２９】
吸込側壁部３７にケース吸込口２２ｂが設けられ、ケース吸込口２２ｂに吸込通路部３８が連通されている。
吸込通路部３８は、ボリュート２８の吸込口（以下、ボリュート吸込口という）４４に同軸上に設けられた状態でボリュート吸込口４４に連通されている。
ボリュート吸込口４４は、吸込通路部３８およびケース吸込口２２ｂを経て吸込ノズル３２に連通されている。
【００３０】
吐出側頂部３９にケース吐出口２２ｃが設けられ、ケース吐出口２２ｃに吐出ノズル３３が連通されている。
吐出ノズル３３の上部に流体注入口３４が設けられている。
流体注入口３４は、ボリュート２８の上方に配置されている。
【００３１】
仕切部材２１は、クランク軸１６と同軸上に支持孔２１ａが形成され、支持孔２１ａにメカニカルシール１７が同軸上に支持され、メカニカルシール１７にクランク軸１６（端部１６ａの近傍部位１６ｂ）が回転自在に支持されている。
【００３２】
クランク軸１６の端部１６ａは、メカニカルシール１７を介してボリュート２８内の空間４２に突出されている。
クランク軸１６（端部１６ａの近傍部位１６ｂ）はメカニカルシール１７を用いて回転自在に支持されている。
よって、ボリュート２８内の流体が、近傍部位１６ｂから外部に漏れることをメカニカルシール１７で機械的に制限可能である。
【００３３】
ボリュート２８内の空間４２に突出されたクランク軸１６の端部１６ａに羽根車２４が設けられている。
羽根車２４は、クランク軸１６の端部１６ａに設けられたハブ２５と、ハブ２５に設けられた複数の羽根２６とを備えている。
複数の羽根２６は、ハブ２５のうち、メカニカルシール１７の反対側の表面２５ａに設けられている。
【００３４】
この羽根車２４は、ボリュート２８で覆われることによりボリュート２８内に収納されている。
ボリュート２８が仕切部材２１にボルト（図示せず）で取り付けられている。
【００３５】
図４、図５に示すように、ボリュート２８は、ケース２２内の空間２３に収納され、一対の半割体２８Ａ，２８Ｂ（図３も参照）で羽根車２４を収納可能に形成されたケーシングである。
このボリュート２８は、ケース２２の吸込通路部３８に連通されたボリュート吸込口４４と、ボリュート吸込口４４（羽根車２４）の周囲に渦巻形に設けられたボリュート本体４５とを有する。
【００３６】
ボリュート本体４５は、羽根車２４の周囲に設けられた案内流路部４６（図３も参照）と、案内流路部４６の下流側端部４６ｂに設けられた排出流路部４７と、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って形成された一対の螺旋部材（螺旋部材）４８，４９と、一対の螺旋部材４８，４９に隣接して設けられた一対の連通溝（連通溝）５１，５２とを有する。
【００３７】
案内流路部４６は、上流側端部４６ａから下流側端部４６ｂに向けて徐々に増加するように渦巻形に形成され、底部４６ｃに開口部５４が形成されている。
開口部５４は、ケース２２内の呼び流体をボリュート２８内に導くための開口である。
【００３８】
遠心ポンプ２０によれば、定常運転の際には、羽根車２４を矢印Ａ方向に回転させることにより、ボリュート吸込口４４から案内流路部４６内に流体が吸い込まれる。
案内流路部４６内に吸い込まれた流体は排出流路部４７に向けて矢印Ｂの如く送り出される。
【００３９】
一方、自吸運転の際には、羽根車２４を矢印Ａ方向に回転させることにより、ボリュート２８の外部に蓄えられた呼び流体を開口部５４から案内流路部４６に吸い込む。
案内流路部４６内に吸い込まれた流体は、ボリュート２８内の気体とともに排出流路部４７に向けて矢印Ｂの如く送り出される。
【００４０】
排出流路部４７は、案内流路部４６の下流側端部４６ｂに設けられている。
この排出流路部４７は、案内流路部４６の下流側端部４６ｂからケース吐出口２２ｃに向けて斜め上向きに設けられている。
よって、排出流路部４７のボリュート吐出口５６がケース吐出口２２ｃの下方に配置されている。
【００４１】
図６、図７に示すように、排出流路部４７は、一対の半割部位６１，６２が組み合わされることにより円筒状に形成されている。
一方の半割部位６１は、一方の半割体２８Ａの先端部を形成する部位であり、断面略湾曲状に形成されている。他方の半割部位６２は、他方の半割体２８Ｂの先端部を形成する部位であり、断面略湾曲状に形成されている。
一対の半割部位６１，６２が一体に組み付けられることにより、排出流路部４７が円筒状に形成されている。
【００４２】
図７、図８に示すように、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って一対の螺旋部材４８，４９（一方の螺旋部材４８、他方の螺旋部材４９）が備えられている。
一方の螺旋部材４８は、一例として、上流端４８ａから下流端４８ｂまで３６０°の範囲で螺旋状に形成されている。
他方の螺旋部材４９は、一例として、上流端４９ａから下流端４９ｂまで略３６０°の範囲で螺旋状に形成されている。
【００４３】
一対の螺旋部材４８，４９は、軸線５８方向（流体の送出方向）に向けて螺旋状に形成され、各々の部材が略１８０°位相がずれた状態で設けられている。
一対の螺旋部材４８，４９を位相を略１８０°ずらして設けることで、一対の螺旋部材４８，４９を軸線５８方向に対して重ね合わせた状態に配置できる。
【００４４】
このように、一対の螺旋部材４８，４９を略１８０°位相をずらして設けることで、一方の螺旋部材４８の全長Ｌの範囲内に他方の螺旋部材４９を組み合わせることができる。
よって、一対の螺旋部材４８，４９の全長を、一方の螺旋部材４８の全長Ｌと同じに短く抑えることが可能になる。
これにより、排出流路部４７の長さ寸法を必要以上に大きく確保する必要がないので、遠心ポンプ２０が大型化することを抑えることができる。
【００４５】
さらに、排出流路部４７に一対の螺旋部材４８，４９を設けることで、自吸運転の際に、排出流路部４７に導かれた呼び流体を一対の螺旋部材４８，４９で螺旋状の流れに矢印Ｄ（図６も参照）の如く効率よく変えることができる。
排出流路部４７の呼び流体７４（図９（ｂ）参照）を螺旋状に案内することで呼び流体に遠心力を発生させて、呼び流体を気体から分離（遠心分離）させることができる。
【００４６】
ところで、前述したように、排出流路部４７は一対の半割部位６１，６２に二分割されている。このように、排出流路部４７を二分割することで、排出流路部４７の内壁４７ａに沿って一対の螺旋部材４８，４９を簡単に設けることができる。
【００４７】
さらに、排出流路部４７はボリュート本体４５の先端部に設けられている。よって、排出流路部４７を組み付ける際に、排出流路部４７の外部から一対の螺旋部材４８，４９を支えることが可能である。
これにより、一対の螺旋部材４８，４９の取付作業を容易におこなうことができる。
【００４８】
このように、排出流路部４７を二分割し、かつ排出流路部４７をボリュート本体４５の先端部に設けることで、一対の螺旋部材４８，４９の組付作業が容易になり、遠心ポンプのコストを抑えることができる。
【００４９】
ここで、図６に示すように、一対の螺旋部材４８，４９の高さ寸法Ｈは、排出流路部４７の半径Ｒに対して十分に小さく設定されている。
よって、排出流路部４７は、一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側に送出空間７１を大きく確保することができる。
【００５０】
送出空間７１は、自吸運転時の気体をボリュート吐出口５６（図７参照）に向けて送出（案内）可能な空間である。
よって、自吸運転の際に、呼び流体から分離された気体を送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００５１】
さらに、送出空間７１は、定常運転時の流体をボリュート吐出口５６（図７参照）に向けて送出（案内）可能な空間である。
よって、定常運転の際に、排出流路部４７に導かれた流体を送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００５２】
図７、図８に示すように、排出流路部４７には、一方の螺旋部材４８の上流側で、かつ一方の螺旋部材４８に隣接して一方の連通溝５１が連続的に設けられている。
一方の連通溝５１は、一方の螺旋部材４８に沿って螺旋状に形成され、排出流路部４７の内部および排出流路部４７の外部を連通するスリット状の溝である。
【００５３】
また、排出流路部４７には、他方の螺旋部材４９の上流側で、かつ他方の螺旋部材４９に隣接して他方の連通溝５２が連続的に設けられている。
他方の連通溝５２は、他方の螺旋部材４９に沿って螺旋状に形成され、排出流路部４７の内部および排出流路部４７の外部を連通するスリット状の溝である。
【００５４】
図６に示すように、排出流路部４７に一対の螺旋部材４８，４９を設けることで、自吸運転の際に、一対の螺旋部材４８，４９で呼び流体を螺旋状に矢印Ｄの如く案内することで、呼び流体を気体から遠心分離することができる。
さらに、排出流路部４７に一対の連通溝５１，５２を設けることで、気体から遠心分離された呼び流体を排出流路部４７の外部に矢印Ｅ（図７も参照）の如く排出することができる。
【００５５】
ここで、一対の連通溝５１，５２を螺旋部材に沿わせて螺旋状に形成した。
これにより、自吸運転の際に、気体から遠心分離された呼び流体を一対の連通溝５１，５２から排出流路部４７の外部（すなわち、ボリュート２８の外部）に一層好適に排出することができる。
【００５６】
ここで、図８に示すように、一対の螺旋部材４８，４９は、一例として、板材を螺旋状に曲げ加工することで簡単に形成可能である。
また、一対の連通溝５１，５２は、一例として、排出流路部４７に螺旋状のスリット（溝）を加工することで簡単に形成可能である。
これにより、呼び流体を再利用可能な遠心ポンプ２０の構成を簡素化できる。
【００５７】
つぎに、遠心ポンプ２０を自吸運転する例を図９〜図１１に基づいて説明する。
図９（ａ）に示すように、遠心ポンプ２０の羽根車２４を停止させた状態で、ボリュート２８内の空間４２に気体（一例として、空気）が蓄えられている。
この状態において、流体注入口３４からプラグ３５を外して流体注入口３４を開口する。
流体注入口３４を開口した状態で、流体注入口３４からケース２２内の空間２３に呼び流体７４（図９（ｂ）参照）を矢印Ｆの如く供給する。
【００５８】
図９（ｂ）に示すように、ケース２２内の空間２３に供給された呼び流体７４が、ケース２２内の底部に矢印Ｇの如く導かれる。
ケース２２内の底部に呼び流体７４が導かれることにより、ケース２２内の底部で、かつボリュート２８の外部に呼び流体７４が蓄えられる。
【００５９】
この状態で、遠心ポンプ２０をエンジン１４（図１参照）で駆動して羽根車２４を矢印Ｈの如く回転する。
羽根車２４を矢印Ｈの如く回転することで、ボリュート２８の外部に蓄えられた呼び流体７４を、開口部５４を経て案内流路部４６に矢印Ｉの如く導く。
【００６０】
図１０（ａ）に示すように、案内流路部４６に導かれた呼び流体７４が、ボリュート２８内の気体とともに案内流路部４６に沿って排出流路部４７に向けて矢印Ｊの如く導かれる。
排出流路部４７に呼び流体７４が導かれることで、導かれた呼び流体７４が一対の螺旋部材４８，４９で矢印Ｋの如く螺旋状の流れに案内される。
【００６１】
図１０（ｂ）に示すように、排出流路部４７において呼び流体７４（図１０（ａ）参照）が矢印Ｋの如く螺旋状に案内されることで呼び流体７４に遠心力が発生する。
ここで、呼び流体７４は気体より密度が高い。
【００６２】
よって、螺旋状に案内された呼び流体７４が、遠心力で排出流路部４７の半径方向外側に導かれて気体から分離（遠心分離）される。
分離された呼び流体７４が、一対の連通溝５１，５２から排出流路部４７の外部（すなわち、ボリュート２８の外部）に矢印Ｌの如く排出される。
【００６３】
一方、呼び流体７４が分離された気体は、呼び流体７４より密度が低い。
よって、呼び流体７４が分離された気体が、排出流路部４７において一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側の送出空間７１に残される。
【００６４】
図１１（ａ）に示すように、送出空間７１（図１０（ｂ）参照）に残された気体が、送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からケース吐出口２２ｃに向けて矢印Ｍの如く導かれる。
ケース吐出口２２ｃに導かれた気体が、吐出ノズル３３を経て遠心ポンプ２０の外部に矢印Ｎの如く排出される。
【００６５】
一方、排出流路部４７の一対の連通溝５１，５２から呼び流体７４がボリュート２８の外部に矢印Ｌの如く排出されることによりケース２２内の空間２３に戻される。
ケース２２内の空間２３に戻された呼び流体７４が、ケース２２内の底部に矢印Ｏの如く導かれる。
ケース２２内の底部に導かれた呼び流体７４が開口部５４を経てボリュート２８内に矢印Ｐの如く戻される。
【００６６】
このように、呼び流体７４を遠心ポンプ２０内で循環させることで、呼び流体７４を有効に利用して気体の排出処理（すなわち、呼び水作用）を迅速におこなうことができる。
これにより、ボリュート２８内に負圧を発生させて、発生させた負圧でボリュート２８内に流体を吸い込む自吸運転による流体の吸込性を確保できる。
【００６７】
図１１（ｂ）に示すように、ボリュート２８内の案内流路部４６は、ボリュート吸込口４４、吸込通路部３８およびケース吸込口２２ｂを経て吸込ノズル３２に連通されている。
よって、ボリュート２８内に負圧を発生させることにより、吸込ノズル３２、ケース吸込口２２ｂ、吸込通路部３８およびボリュート吸込口４４に定常運転用の流体が矢印Ｑの如く吸い込まれる。
【００６８】
ボリュート吸込口４４に吸い込まれた流体がボリュート吸込口４４を経てボリュート２８の案内流路部４６に矢印Ｒの如く吸い込まれる。
ボリュート２８内の案内流路部４６に流体を吸い込むことで遠心ポンプ２０を定常運転に切り替える。
【００６９】
ついで、遠心ポンプ２０を定常運転する例を図１２、図１３に基づいて説明する。
図１２（ａ）に示すように、定常運転において、ボリュート２８の案内流路部４６に吸い込まれた流体が羽根車２４の回転方向に矢印Ｓの如く送り出される。
【００７０】
図１２（ｂ）に示すように、羽根車２４の回転方向に送り出される流体が案内流路部４６に沿って排出流路部４７に向けて矢印Ｓの如く導かれる。
ここで、排出流路部４７において一対の螺旋部材４８，４９の半径方向内側に送出空間７１を有する。
【００７１】
よって、排出流路部４７に導かれた流体が送出空間７１に矢印Ｔの如く導かれる。
送出空間７１に導かれた流体が、送出空間７１を経てボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に矢印Ｕの如く排出される。
これにより、排出流路部４７に導かれた流体の流れを一対の螺旋部材４８，４９で妨げることなく、ボリュート吐出口５６からボリュート２８の外部に排出することができる。
【００７２】
図１３に示すように、ボリュート吐出口５６から排出された流体がケース吐出口２２ｃに向けて矢印Ｖの如く案内される。
ケース吐出口２２ｃに向けて吐出された流体が、吐出ノズル３３を経て矢印Ｗの如く遠心ポンプ２０の外部に吐出される。
【００７３】
なお、本発明に係る遠心ポンプは、前述した実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例では、一対の連通溝５１，５２を一対の螺旋部材４８，４９に沿わせて連続的に形成して螺旋状の溝とした例について説明したが、一対の連通溝５１，５２はこれに限定するものではない。
例えば、一対の連通溝５１，５２を一対の螺旋部材４８，４９に沿わせて不連続的に形成することも可能である。
【００７４】
一対の連通溝５１，５２を不連続的に形成することで、排出流路部４７、すなわち半割部位６１や半割部位６２を不連続部で一体に形成することが可能になり、排出流路部４７の取扱いを容易にできる。
さらに、半割部位６１や半割部位６２を不連続部で一体に形成することで部品点数の増加を抑えることも可能になる。
【００７５】
また、前記実施例では、排出流路部４７と一対の螺旋部材４８，４９とを別部材で形成して各々の部材４７，４８，４９を組み付ける例について説明したが、排出流路部４７および一対の螺旋部材４８，４９を鋳造などで一体に成形することも可能である。
【００７６】
さらに、前記実施例では、排出流路部４７には一対の螺旋部材４８，４９を設けた例について説明したが、排出流路部４７に設ける螺旋部材の個数は任意に選択することが可能である。
【００７７】
また、前記実施例では、排出流路部４７を二分割した例について説明したが、これに限らないで、排出流路部４７を一体に形成することも可能である。
【００７８】
さらに、前記実施例で示した遠心ポンプユニット１０、遠心ポンプ２０、羽根車２４、ボリュート２８、排出流路部４７、一対の螺旋部材４８，４９、一対の連通溝５１，５２および送出空間７１などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、ボリュート内の羽根車を回転してボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を吐出する遠心ポンプへの適用に好適である。
【符号の説明】
【００８０】
１０…遠心ポンプユニット、２０…遠心ポンプ、２４…羽根車、２８…ボリュート、４７…排出流路部、４７ａ…排出流路部の内壁、４８，４９…一対の螺旋部材（螺旋部材）、５１，５２…一対の連通溝（連通溝）、５８…軸線、７１…送出空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車の周りにボリュートを備え、前記羽根車を回転することにより前記ボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を前記ボリュートの排出流路部から吐出する遠心ポンプであって、
前記排出流路部の内壁に沿って前記流体の送出方向に向けて螺旋状に形成された螺旋部材と、
前記螺旋部材の上流側で、かつ前記螺旋部材に隣接して設けられ、前記排出流路部の内部および外部を連通可能な連通溝と、を備え、
前記排出流路部において前記螺旋部材の半径方向内側に、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能な送出空間を有することを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項２】
前記排出流路部は、円筒状に形成され、軸線に沿って二分割されたことを特徴とする請求項１記載の遠心ポンプ。
【請求項３】
前記連通溝は、前記螺旋部材に沿って螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の遠心ポンプ。
【請求項１】
羽根車の周りにボリュートを備え、前記羽根車を回転することにより前記ボリュート内に吸い込んだ流体をボリュートに沿わせて送り出し、送り出した流体を前記ボリュートの排出流路部から吐出する遠心ポンプであって、
前記排出流路部の内壁に沿って前記流体の送出方向に向けて螺旋状に形成された螺旋部材と、
前記螺旋部材の上流側で、かつ前記螺旋部材に隣接して設けられ、前記排出流路部の内部および外部を連通可能な連通溝と、を備え、
前記排出流路部において前記螺旋部材の半径方向内側に、自吸運転時の気体を送出可能で、かつ定常運転時の流体を送出可能な送出空間を有することを特徴とする遠心ポンプ。
【請求項２】
前記排出流路部は、円筒状に形成され、軸線に沿って二分割されたことを特徴とする請求項１記載の遠心ポンプ。
【請求項３】
前記連通溝は、前記螺旋部材に沿って螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の遠心ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５７２７７（Ｐ２０１３−５７２７７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５４７９（Ｐ２０１１−１９５４７９）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]