JP2017025714A - 両吸込ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】補強板の設置位置に自由度がある両吸込ポンプを提供する。【解決手段】天井面１１１と、前記天井面から下方に延びる上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと、前記上部仕切板の下方に設けられた下部仕切板１２２ａ，１２２ｂとを有し、前記上部仕切板および前記下部仕切板によって区切られた吸込室１３ａ，１３ｂおよび吐出室１４が内部に形成されるケーシング１と、前記吐出室に設けられた羽根車３と、前記天井面の外面に取り付けられ、その一部が前記上部仕切板の上方に位置する補強板４と、を備え、前記上部仕切板には、前記天井面から貫通する縦孔１７ａ，１７ｂが設けられ、前記下部仕切板には、前記縦孔と対応する位置に締結孔１８ａ，１８ｂが設けられ、前記補強板には、前記縦孔と対応する位置に貫通孔４１ａ，４１ｂが設けられ、前記貫通孔および前記縦孔を挿通し、前記締結孔に螺入される締結部材５ａ，５ｂを備える、両吸込ポンプが提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、補強板を有する両吸込ポンプに関する。

特許文献１には、両吸込渦巻ポンプにおいて、ケーシング内に形成される吸込室と吐出室とを区切る仕切板上部と仕切板下部とをボルトで接合することが開示されている。このボルトは、ケーシングを貫通する縦孔に挿通される。

ポンプが大型化すると、不必要に強固な設置場所基礎工事を不要にするため、および、ケーシングに必要な素材の量を低減するため、ケーシングを薄くする必要がある。そうすると、運転中にポンプ内部からの高い水圧のためにケーシングの構造的に弱い部分が膨らんだり歪んだりして変形してしまうおそれがある。
また、吸込室と吐出室とを区切る仕切板が内部圧力によって口開きしないための技術として、仕切板のケーシング間をボルトで締結することが知られている（特許文献１）が、ポンプの大型化高圧化に伴ってボルトによる締結力を強くする必要があり、薄肉のケーシングでは、ケーシングの変形やそれに基づく振動や液漏れが発生する恐れがある。

特開２０１４−１３４１６２号公報

ケーシングの変形を防ぐために、ケーシング表面に補強板を張り付けることが考えられる。しかしながら、上述のように、ケーシング片側には仕切板の口開き防止用のボルトを挿通するための貫通する縦孔が形成されるため、前記貫通する縦孔とは異なる位置に前記補強板を張り付けなければならず、補強板の設置位置に制約がある。

また、縦孔のボルト差込口には、ボルトを締めこむための座面を用意する必要があり、曲面を持つポンプケーシングではボルトに対する曲げモーメントを極力抑えるため、傾いた面に対して穴に垂直な座面を作るために、座グリや盛り金部に対して座面を作成する必要がある。座面を簡便に製作するために通常ケーシングに対しフライス加工による座グリを行うことが出来る。しかし、大型ポンプではケーシングが薄肉のため、強度を維持するために鋳物による凸部を作成してそこに座面を製作する必要がある。

補強板と座面のための凸部を有するケーシングを鋳物で製作する場合、その複雑な表面凹凸形状のため、製品を鋳型から抜く際の影響が大きく、歩留まりが悪いという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、補強板の設置位置に自由度がある、または、鋳物製作歩留りの良い両吸込ポンプを提供することである。

本発明の一態様によれば、天井面と、前記天井面から下方に延びる上部仕切板と、前記上部仕切板の下方に設けられた下部仕切板とを有し、前記上部仕切板および前記下部仕切板によって区切られた吸込室および吐出室が内部に形成されるケーシングと、前記吐出室に設けられた羽根車と、前記天井面の外面に取り付けられ、その一部が前記上部仕切板の上方に位置する補強板と、を備え、前記上部仕切板には、前記天井面から貫通する縦孔が設けられ、前記下部仕切板には、前記縦孔と対応する位置に締結孔が設けられ、前記補強板には、前記縦孔と対応する位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔および前記縦孔を挿通し、前記締結孔に螺入される締結部材を備える、両吸込ポンプが提供される。

前記補強板は、前記縦孔からずれた位置にある補強板本体と、前記補強板本体から突出しており、前記縦孔と対応する位置に前記貫通孔が設けられた座面を有する凸部と、から構成され、これらは一体に形成されてもよい。この場合、前記補強板本体と前記凸部は、なめらかに接続されるのが望ましい。

補強板に貫通孔を設けるため、その設置位置の自由度が増す。また、補強板が設けられたケーシングの形状がシンプルとなり、鋳物製作歩留まりが良くなる。

第１の実施形態に係る両吸込ポンプの側面図。 図１の両吸込ポンプをＡ−Ａ切断面から見た図。 第２の実施形態に係る両吸込ポンプの側面図。 図３の両吸込ポンプをＡ−Ａ切断面から見た図。 図３の両吸込ポンプの上面図。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る両吸込ポンプの側面図である。また、図２は、図１の両吸込ポンプをＡ−Ａ切断面から見た図である。なお、図１は図２をＢ方向から見たものに対応する。

両吸込ポンプは、ケーシング１、主軸２、羽根車３、補強板４、ボルト５ａ，５ｂなどから構成される。この両吸込ポンプは、主軸２の回転に伴って羽根車３が回転することにより、ケーシング１に形成された吸込口１ａから水などの作動流体を吸い込み、吐出口１ｂから吐出するものである。

ケーシング１は上部ケーシング１１および下部ケーシング１２から構成される。上部ケーシング１１は、天井面１１１と、天井面１１１から鉛直方向下方に延びる上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと、天井面１１１の外周と接続された上部フランジ１１３とを有する。同様に、下部ケーシング１２は、床面１２１と、床面１２１から鉛直方向上方に延びる下部仕切板１２２ａ，１２２ｂと、下部フランジ１２３とを有する。

上部仕切板１１２ａは下部仕切板１２２ａの上方に位置し、これらは主軸２と垂直な同一平面上にある。同様に、上部仕切板１１２ｂは下部仕切板１２２ｂの上方に位置し、これらは主軸２と垂直な別の同一平面上にある。

ケーシング１の内部には、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂおよび下部仕切板１２２ａ，１２２ｂによって区切られた吸込室１３ａ，１３ｂおよび吐出室１４が形成される。より具体的には、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂおよび下部仕切板１２２ａ，１２２ｂに囲まれた空間が、吐出口１ｂに連通する吐出室１４である。そして、吐出室１４の両側が、吸込口１ａに連通する吸込室１３ａ，１３ｂである。

上部ケーシング１１は下部ケーシング１２と連結される。より具体的には、上部ケーシング１１の上部フランジ１１３は、主軸２を通る水平面において、下部ケーシング１２の下部フランジ１２３と連結される。そして、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂはボルト５ａ，５ｂを締結部材としてそれぞれ下部仕切板１２２ａ，１２２ｂと連結される。上部ケーシング１１と下部ケーシング１２との連結については後述する。

ケーシング１の吸込室１３ａ，１３ｂには軸貫通部がそれぞれ設けられており、これら軸貫通部を主軸２がほぼ水平方向に貫通している。主軸２はケーシング１に固定されているわけではなく、ケーシング１に対して回転可能に支持される。主軸２は、ケーシング１の外側において不図示の電動機に接続されており、電動機の駆動によって主軸２は回転する。

羽根車３はケーシング１の吸込室１３ａ，１３ｂから吐出室１４にわたって収納され、羽根車３の中心が主軸２に固定されている。よって、主軸２の回転に伴って羽根車３も回転する。

軸貫通部の周囲、上部フランジ１１３、下部フランジ１２３、吸込口１ａおよび吐出口１ｂのフランジ部分は肉厚に形成され、構造的には強い。以下、これらの部分を総称して肉厚部と呼ぶ。

一方、ケーシング１において、吸込口１ａと吸込室１３ａ，１３ｂとを接続する渦巻部分や、吐出室１４と吐出口１ｂとを接続する渦巻部分は薄肉に形成され、構造的にはそれほど強くない。以下、これらの部分を総称して薄肉部と呼ぶ。薄肉とすることで、両吸込ポンプに必要な素材の量を低減したり重量を低減したりできるが、反面、何らの対策も施さない場合、両吸込ポンプ内部の水圧によって薄肉部が変形してしまうおそれがある。

そこで、薄肉部と肉厚部とを含むよう、例えば三日月型の補強板４を、天井面１１１の外面（外側に露出した面）の曲面にほぼ垂直または鉛直・水平に接合する。このようにして、ケーシング１の強度を向上してケーシング１の変形を抑える。図１および図２では、吸込室１３ａの外側一端から吸込室１３ｂの外側一端の一部を帯状に覆う２つの補強板４が取り付けられる例を示している。

本実施形態においては、補強板４の設置位置に制限はなく、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂの上方に補強板４の一部が位置していてもよい。以下、このことと、上部ケーシング１１と下部ケーシング１２との連結について、詳しく説明する。

図１および図２に示すように、上部ケーシング１１の上部フランジ１１３には、複数の貫通孔１１３ａが形成されている。また、下部ケーシング１２の下部フランジ１２３には、貫通孔１１３ａと対応する位置に、ネジ穴１２３ａが形成されている。そして、貫通孔１１３ａを挿通したネジ１６がネジ穴１２３ａに螺入することで、上部ケーシング１１と下部ケーシング１２とが連結される。

また、図２に示すように、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂには、天井面１１１から貫通する縦孔１７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されている。すなわち、縦孔１７ａ，１７ｂは、上方が補強板４に向かって開口しており、下方がそれぞれ下部仕切板１２２ａ，１２２ｂに向かって開口している。

そして、補強板４には、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂの上方に、貫通孔４１ａ，４１ｂがそれぞれ形成されている。言い換えると、縦孔１７ａ，１７ｂと対応する位置に、より詳しくは縦孔１７ａ，１７ｂの直上に貫通孔４１ａ，４１ｂがそれぞれ設けられる。

さらに、下部仕切板１２２ａ，１２２ｂの上部には、締結孔１８ａ，１８ｂが形成されている。言い換えると、縦孔１７ａ，１７ｂと対応する位置に、より詳しくは縦孔１７ａ，１７ｂの直下に締結孔１８ａ，１８ｂがそれぞれ設けられる。

同一直線上に貫通孔４１ａ、縦孔１７ａおよび締結孔１８ａが設けられ、別の同一直線上に貫通孔４１ｂ、縦孔１７ｂおよび締結孔１８ｂが設けられるとも言える。これらの「同一直線」は鉛直方向に延びていてもよいし、傾いていてもよい。

そして、ボルト５ａが、補強板４の貫通孔４１ａおよび上部仕切板１１２ａの縦孔１７ａを挿通して、下部仕切板１２２ａの締結孔１８ａに螺入される。同様に、ボルト５ｂが、補強板４の貫通孔４１ｂおよび上部仕切板１１２ｂの縦孔１７ｂを挿通して、下部仕切板１２２ｂの締結孔１８ｂに螺入される。これによって、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと下部仕切板１２２ａ，１２２ｂとがそれぞれ固定され、内部圧力によって上部仕切板１１２ａ，１１２ｂおよび下部仕切板１２２ａ，１２２ｂが口開きするのを防げる。

このように、第１の実施形態では、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと下部仕切板１２２ａ，１２２ｂとをそれぞれ締結するボルト５ａ，５ｂ用の貫通孔４１ａ，４１ｂを補強板４に設ける。そのため、ケーシング１の補強板４とは異なる位置に貫通孔を設けるのと比べて、補強板４と縦孔１７ａ，１７ｂとの干渉を気にする必要がなくなり、補強板４の設置位置の自由度が増す。そして、補強板４をケーシング１に接合することでボルト５ａ，５ｂの押圧力を分散させることができ、ケーシング１の変形を抑制できる。

さらに、ケーシング１の表面には補強板４の出っ張りがあるだけで、補強板４を設けてもケーシング１の形状がシンプルである。そのため、両吸込ポンプの製造時に鋳型から抜きやすくなり、生産性が向上するとともに、湯回り不良を抑え、鋳型抜けをよくすることができ、鋳物製作歩留まりが良くなる。

なお、ケーシング１に接合する補強板４の位置や形状に特に制限はなく、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂの上方に補強板４が位置する場合に貫通孔４１ａ，４１ｂを設ければよい。また、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと下部仕切板１２２ａ，１２２ｂとを締結するためのボルトの数にも特に制限はない。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態は、貫通孔４１ａ，４１ｂの直上に補強板４が設けられるものであった。これに対し、次に説明する第２の実施形態は、貫通孔４１ａ，４１ｂからずれた位置に補強板の本体が設けられるものである。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図３は、第２の実施形態に係る両吸込ポンプの側面図である。図４は、図３の両吸込ポンプをＡ−Ａ切断面から見た図である。図５は、図３の両吸込ポンプの上面図である。本実施形態における補強板４は、一体形成された補強板本体４２および座面を有する凸部４３から構成される。

補強板本体４２は第１の実施形態における補強板４に相当し、吸込室１３ａの外側一端から吸込室１３ｂの外側一端の一部を帯状に覆う。図５から分かるように、凸部４３は、補強板本体４２から、上面図において補強板本体４２と直交する方向に突出している。また、図３および図４から分かるように、凸部４３の上面は、補強板本体４２の上面より高い位置にあり、かつ、水平になっている。そして、補強板本体４２と凸部４３はなめらかに接続される。

凸部４３の数はボルトの数と等しくするのがよく、本実施形態ではボルト５ａ，５ｂに対応して２つの凸部４３が設けられる。

補強板４の一部である凸部４３は、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂにおける縦孔１７ａ，１７ｂの上方に位置する。そして、凸部４３には、縦孔１７ａ，１７ｂと対応する位置に、より詳しくは縦孔１７ａ，１７ｂの直上に貫通孔４１ａ，４２ｂがそれぞれ設けられる。一方、補強板本体４２は、縦孔１７ａ，１７ｂからずれた位置にある。

しかしながら、同一直線上に貫通孔４１ａ、縦孔１７ａおよび締結孔１８ａが設けられ、別の同一直線上に貫通孔４１ｂ、縦孔１７ｂおよび締結孔１８ｂが設けられる点は、第１の実施形態と同様である。そして、ボルト５ａが、補強板４における凸部４３の貫通孔４１ａおよび上部仕切板１１２ａの縦孔１７ａを挿通して、下部仕切板１２２ａの締結孔１８ａに螺入される。同様に、ボルト５ｂが、補強板４における凸部４３の貫通孔４１ｂおよび上部仕切板１１２ｂの縦孔１７ｂを挿通して、下部仕切板１２２ｂの締結孔１８ｂに螺入される。これによって、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと下部仕切板１２２ａ，１２２ｂとがそれぞれ固定される。

このように、第２の実施形態では、補強板本体４２および凸部４３から補強板４を構成する。これにより、補強板本体４２が上部仕切板１１２ａ，１１２ｂにおける縦孔１７ａ，１７ｂの上方に位置しない場合であっても、上部仕切板１１２ａ，１１２ｂと下部仕切板１２２ａ，１２２ｂと固定できることとなり、補強板４の設置位置の自由度が増す。また、補強板本体４２および凸部４３を一体に形成し、両者をなめらかに接続することで、個別に突出した部分が少なくなって鋳型抜けをよくすることができ、鋳物製作歩留まりが良くなる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ ケーシング
１ａ 吸込口
１ｂ 吐出口
１１ 上部ケーシング
１１１ 天井面
１１２ａ，１１２ｂ 上部仕切板
１１３ 上部フランジ
１１３ａ 貫通孔
１２ 下部ケーシング
１２１ 床面
１２２ａ，１２２ｂ 下部仕切板
１２３ 下部フランジ
１２３ａ ネジ穴
１３ａ，１３ｂ 吸込室
１４ 吐出室
１６ ネジ
１７ａ，１７ｂ 縦孔
１８ａ，１８ｂ 締結孔
２ 主軸
３ 羽根車
４ 補強板
４１ａ，４１ｂ 貫通孔
４２ 補強板本体
４３ 凸部
５ａ，５ｂ ボルト

Claims (3)

1. 天井面と、前記天井面から下方に延びる上部仕切板と、前記上部仕切板の下方に設けられた下部仕切板とを有し、前記上部仕切板および前記下部仕切板によって区切られた吸込室および吐出室が内部に形成されるケーシングと、
   前記吐出室に設けられた羽根車と、
   前記天井面の外面に取り付けられ、その一部が前記上部仕切板の上方に位置する補強板と、を備え、
   前記上部仕切板には、前記天井面から貫通する縦孔が設けられ、
   前記下部仕切板には、前記縦孔と対応する位置に締結孔が設けられ、
   前記補強板には、前記縦孔と対応する位置に貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔および前記縦孔を挿通し、前記締結孔に螺入される締結部材を備える、両吸込ポンプ。
2. 前記補強板は、
   前記縦孔からずれた位置にある補強板本体と、
   前記補強板本体から突出しており、前記縦孔と対応する位置に前記貫通孔が設けられた座面を有する凸部と、
   から構成され、これらは一体に形成されている、請求項１に記載の両吸込ポンプ。
3. 前記補強板本体と前記凸部は、なめらかに接続される、請求項２に記載の両吸込ポンプ。

Images