JP2017194039A - ポンプケーシングの製造方法およびポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】中心吐出型ポンプケーシングおよび接線吐出型ポンプケーシングのうちの一方から他方を製造することができるポンプケーシングの製造方法を提供する。
【解決手段】ポンプケーシング１３の製造方法は、吸込部３０および吐出部３１を有するポンプケーシング１３を用意し、吐出部３１を所定の位置で切断し、切断された吐出部３１とは異なる形状を有する吐出管部材３５を用意し、吐出管部材３５を、ポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結する工程を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、ポンプケーシングの製造方法およびポンプに関するものである。

図１８および図１９は陸上ポンプにおける片吸込渦巻ポンプのポンプケーシングを示す図である。図１８に示すポンプケーシング１００は、吸込部１０１と、ポンプケーシング１００の中心線に垂直な基準線ＲＬ上に位置する吐出部１０２とを有している。このようなポンプケーシング１００は中心吐出型ポンプケーシングと呼ばれる。図１９に示すポンプケーシング１００は、吸込部１０１と、基準線ＲＬから離れた位置にある吐出部１０２とを有している。このようなポンプケーシング１００は接線吐出型ポンプケーシングと呼ばれる。

これら２つのタイプのポンプケーシングを備えたポンプのどちらにも需要があり、市場で販売されている。したがって、ポンプメーカーは、中心吐出型ポンプケーシングおよび接線吐出型ポンプケーシングの両方を製造し、保管する必要がある。このため、製造コストおよび保管スペースが増加するという問題がある。

特開２００７−１９８１９７号公報 特開２０１３−１１２４２号公報

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、中心吐出型ポンプケーシングおよび接線吐出型ポンプケーシングのうちの一方から他方を製造することができるポンプケーシングの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このようなポンプケーシングを備えたポンプを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、吸込部および吐出部を有するポンプケーシングを用意し、前記吐出部を所定の位置で切断し、切断された前記吐出部とは異なる形状を有する吐出管部材を用意し、前記吐出管部材を、前記ポンプケーシングの切断面に連結することを特徴とするポンプケーシングの製造方法である。

本発明の好ましい態様は、前記吐出管部材を前記ポンプケーシングの切断面に連結した後、または連結する前に、前記ポンプケーシングを所定の角度だけ回転させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線から離れた位置にあり、前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記吐出管部材は前記基準線上に位置することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出管部材の吐出側端部にはフランジが形成されており、前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記フランジは前記基準線に垂直であることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線上に位置し、前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記吐出管部材は前記基準線から離れた位置にあることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出管部材の吐出側端部にはフランジが形成されており、前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記フランジは前記基準線に垂直であることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記吐出管部材は前記ポンプケーシングの切断面に溶接されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出管部材は締結手段により前記ポンプケーシングの切断面に連結されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出部の外面には第１突き出し部が形成されており、前記吐出部は、前記第１突き出し部が形成されている位置において切断され、前記吐出管部材は、その外面に形成された第２突き出し部を有しており、前記第１突き出し部および前記第２突き出し部に、複数の第１締結穴および複数の第２締結穴をそれぞれ形成し、前記第１締結穴および前記第２締結穴に挿入された複数の締結具で前記第１突き出し部と前記第２突き出し部を互いに締結することによって、前記吐出管部材を前記ポンプケーシングの切断面に連結することを特徴とする。

本発明の他の態様は、羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングとを備え、前記ポンプケーシングは、吸込部と、吐出部と、前記吐出部の外面に形成された突き出し部を有しており、前記突き出し部は、締結具が挿入される締結穴が形成可能な大きさを有していることを特徴とするポンプである。

本発明の好ましい態様は、前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線から離れた位置にあることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線上に位置していることを特徴とする。

本発明によれば、客先の要求に応じて、中心吐出型ポンプケーシングおよび接線吐出型ポンプケーシングのうちの一方から他方を容易に製造することができる。結果として、製造コストを低減することができ、かつポンプケーシングを保管するためのスペースを削減することができる。

ポンプ装置の一実施形態を示す図である。 図１の矢印Ａで示す方向から見た図である。 ポンプケーシングを吸込部の反対側から見た図である。 軸受ケーシングに接続されたポンプケーシングを示す図である。 ポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 ポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 ポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 吐出部の外面に形成された第１突き出し部を示す図である。 第１突き出し部が形成されている位置において吐出部を切断する工程を示す図である。 第２突き出し部を有する吐出管部材を示す図である。 吐出管部材がポンプケーシングの切断面に連結された状態を示す図である。 他の実施形態に係るポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 他の実施形態に係るポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 他の実施形態に係るポンプケーシングを製造する工程を説明するための図である。 ポンプ装置の他の実施形態を示す図である。 図１５の矢印Ｂで示す方向から見た図である。 支持部材に連結されたポンプケーシングを回転させるための回転部材を示す図である。 陸上ポンプにおける片吸込渦巻ポンプのポンプケーシングを示す図である。 陸上ポンプにおける片吸込渦巻ポンプのポンプケーシングを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図１７において、同一また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。
図１はポンプ装置１の一実施形態を示す図である。図２は図１の矢印Ａで示す方向から見た図である。ポンプ装置１は、駆動源であるモータ２と、モータ２によって駆動されるポンプ３とを備えている。ポンプ３は、羽根車１２と、羽根車１２が固定された回転軸７と、羽根車１２を収容するポンプケーシング１３とを備えている。

回転軸７はポンプケーシング１３を貫通して延びており、回転軸７の一端は羽根車１２に固定されている。回転軸７の他端はカップリング（軸継手）１０を介してモータ２の駆動軸５に連結されており、モータ２により回転軸７および羽根車１２が回転するようになっている。

ポンプケーシング１３は、吸込口２０を有する吸込部３０と、吐出口２１を有する吐出部３１とを備えている。羽根車１２を回転させると、液体は吸込口２０から吸い込まれる。液体には羽根車１２の回転により速度エネルギーが付与され、さらに液体がポンプケーシング１３の内部に形成されたボリュート室（図示しない）を通ることによって速度エネルギーが圧力エネルギーに変換され、液体が昇圧される。昇圧された液体は吐出口２１から吐出される。

本明細書において、ポンプケーシング１３の中心線ＣＬは、回転軸７の軸心および羽根車１２の軸心に一致する想像線として定義される。吸込部３０の中心は中心線ＣＬ上に位置している。回転軸７は軸受構造体２２により回転自在に支持されている。軸受構造体２２は、ポンプケーシング１３に接続された軸受ケーシング２３に収容されている。モータ２および軸受ケーシング２３は、ベース８上に固定されている。

図３はポンプケーシング１３を吸込部３０の反対側から見た図である。図３に示すように、ポンプケーシング１３には固定部材１５が固定されている。固定部材１５は吸込部３０に対してポンプケーシング１３の反対側に配置されている。固定部材１５には、回転軸７の周方向に沿って等間隔に締結穴１６が形成されている。本実施形態において、８個の締結穴１６が形成されているが、締結穴の数はこの実施形態に限定されない。

図４は軸受ケーシング２３に接続されたポンプケーシング１３を示す図である。図４に示すように、ポンプケーシング１３は、ねじなどの締結具１７によって軸受ケーシング２３に接続されている。ポンプケーシング１３は軸受ケーシング２３を介してベース８に支持されている。軸受ケーシング２３には図示しない締結穴が形成されている。ポンプケーシング１３の締結穴１６を軸受ケーシング２３の締結穴にそれぞれ位置合わせした状態で、これら締結穴に締結具１７を挿入し、軸受ケーシング２３およびポンプケーシング１３を締結具１７で互いに締結する。このようにして、ポンプケーシング１３は軸受ケーシング２３に固定される。なお、締結具１７はボルトとナットとの組み合わせであってもよい。

図２に戻り、吐出部３１は、ポンプケーシング１３の中心線ＣＬから垂直に延びる基準線ＲＬから離れた位置にある。このような形状のポンプケーシング１３は接線吐出型ポンプケーシングと呼ばれる。本実施形態では、基準線ＲＬは鉛直方向に延びており、中心線ＣＬと直交している。

図５乃至図７はポンプケーシング１３を製造する工程を説明するための図である。なお、図５乃至図７において、ポンプケーシング１３は簡略的に図示されている。まず、図５に示すように、吐出部３１を所定の位置で切断する。吐出部３１が切断される角度は、三角形の角度の定理に基づいた演算によって予め決定されてもよく、ポンプケーシング１３を製造するときにコンピュータを用いて予め決定されてもよい。本実施形態では、吐出部３１は水平に、すなわち基準線ＲＬに対して垂直に切断されている。

吐出部３１は、切断される吐出部３１の長さが所定の長さになるように切断される。この所定の長さは、三角形の角度の定理に基づいた演算によって予め決定されてもよく、ポンプケーシング１３を製造するときにコンピュータを用いて決定されてもよい。

次いで、図６に示すように、切断された吐出部３１とは異なる形状を有する吐出管部材３５が用意される。この吐出管部材３５は、ポンプケーシング１３から切り離された吐出部３１とは別の部材である。吐出管部材３５の吐出側端部３５ｂにはフランジ４６が形成されている。吐出管部材３５の吸込側端部３５ａは、ポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結される。図７に示す実施形態では、吐出管部材３５の吸込側端部３５ａはポンプケーシング１３の切断面１３ａに溶接される。

次に、図７に示すように、ポンプケーシング１３を、その中心線ＣＬの周りに所定の角度だけ回転させる。この所定の角度は、三角形の角度の定理に基づいた演算によって予め決定されてもよく、ポンプケーシング１３を製造するときにコンピュータを用いて決定されてもよい。

本実施形態では、ポンプケーシング１３は、初期位置から反時計回りに４５度回転され、この状態で、ポンプケーシング１３は軸受ケーシング２３に固定される。より具体的には、締結具１７を取り外し、ポンプケーシング１３をその中心線ＣＬの周りに回転させ、軸受ケーシング２３の締結穴（図示しない）とポンプケーシング１３の締結穴１６に締結具１７を挿入し、締結具１７を締め付けることにより、ポンプケーシング１３を所定の角度だけ回転させた状態で軸受ケーシング２３に固定する。

本実施形態では、吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結した後に、ポンプケーシング１３を回転させているが、ポンプケーシング１３を回転させた後に、吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結してもよい。

ポンプケーシング１３が所定の角度だけ回転されたとき、吐出管部材３５は基準線ＲＬ上に位置している。特に、吐出管部材３５が所定の角度だけ回転されたとき、吐出管部材３５のフランジ４６は基準線ＲＬに垂直である。このようなポンプケーシング１３は中心吐出型ポンプケーシングと呼ばれる。本実施形態によれば、ポンプケーシング１３を接線吐出型から中心吐出型に変更することができる。

ポンプケーシング１３および吐出管部材３５が、ステンレス鋼など、溶接が容易な材料から構成されている場合、上述したように、吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに溶接することができる。しかしながら、ポンプケーシング１３および吐出管部材３５が、鋳鉄など、溶接が困難な材料から構成されている場合、溶接以外の方法によって吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結してもよい。

以下、図８乃至図１１を参照して、締結手段によって吐出管部材３５がポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結される実施形態について説明する。図８に示すように、ポンプケーシング１３は吐出部３１の外面に形成された第１突き出し部３６を有している。第１突き出し部３６は締結具３７（図１０参照）が挿入される締結穴３８（図１０参照）が形成可能な大きさを有している。本実施形態では、図１０に示すように、第１突き出し部３６は４個の突起３６ａから構成されており、これら突起３６ａは吐出部３１の周方向に沿って等間隔に配置されている。しかしながら、突起３６ａの数は本実施形態に限定されない。第１突き出し部３６はポンプケーシング１３から外側に張り出した１つの環状の突起であってもよい。

図９に示すように、吐出部３１は、第１突き出し部３６が形成されている位置において切断される。吐出部３１をこの位置で切断することで、突起３６ａの切断面を平坦な面とすることができる。図１０に示すように、第２突き出し部４０を有する吐出管部材３５が用意される。この吐出管部材３５は、ポンプケーシング１３から切り離された吐出部３１とは別の部材である。第２突き出し部４０は、吐出管部材３５の外面に形成されており、第１突き出し部３６の突起３６ａと同じ数の突起４０ａから構成されている。これら突起４０ａは、吐出管部材３５の吸込側端部３５ａの周方向に沿って等間隔に配置されている。

次いで、第１突き出し部３６および第２突き出し部４０、すなわち、複数の突起３６ａおよび複数の突起４０ａに、複数の第１締結穴３８および複数の第２締結穴４１をそれぞれ形成する。第１締結穴３８の数は突起３６ａの数と同じであり、第２締結穴４１の数は突起４０ａの数と同じである。本実施形態では、４つの第１締結穴３８は４つの突起３６ａにそれぞれ形成されており、４つの第２締結穴４１は４つの突起４０ａにそれぞれ形成されている。第１締結穴３８は切断面１３ａに垂直に延びており、第２締結穴４１は吐出管部材３５の吸込側端部３５ａに垂直に延びている。

ポンプケーシング１３と吐出管部材３５との間にガスケットなどのシール部材（図示しない）を配置し、突起４０ａの締結穴４１を突起３６ａの締結穴３８に位置合わせし、これら締結穴３８，４１に複数の締結具３７を挿入する。締結具３７を締め付けて、第１突き出し部３６と第２突き出し部４０とを互いに締結することによって、吐出管部材３５はポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結される（図１１参照）。締結具３７はボルトとナットとの組み合わせであってもよい。ポンプケーシング１３の締結穴３８がねじ孔である場合には、締結具３７はねじであってもよい。

本実施形態によれば、吐出管部材３５および／またはポンプケーシング１３が溶接困難な材料（例えば、鋳鉄）から構成されている場合であっても、吐出管部材３５を締結手段によってポンプケーシング１３に連結することができる。

図１２乃至図１４は他の実施形態に係るポンプケーシング１３を製造する工程を説明するための図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、吐出部３１は、ポンプケーシング１３の中心線ＣＬから垂直に延びる基準線ＲＬ上に位置している。つまり、本実施形態に係るポンプケーシング１３は中心吐出型ポンプケーシングである。

図５に示す実施形態と同様に、図１２に示す実施形態においても、吐出部３１を所定の位置で切断する。本実施形態では、吐出部３１は水平に、すなわち基準線ＲＬに対して垂直に切断されている。次いで、図１３に示すように、切断された吐出部３１とは異なる形状を有する別の吐出管部材３５を用意する。この吐出管部材３５は、ポンプケーシング１３から切り離された吐出部３１とは別の部材である。吐出管部材３５の吸込側端部３５ａは、ポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結される。図１４に示す実施形態では、吐出管部材３５の吸込側端部３５ａはポンプケーシング１３の切断面１３ａに溶接される。

図１４に示すように、ポンプケーシング１３をその中心線ＣＬの周りに所定の角度だけ回転させる。本実施形態では、ポンプケーシング１３は、初期位置から時計回りに４５度回転され、この状態で、ポンプケーシング１３は軸受ケーシング２３に固定される。

図１４に示すように、ポンプケーシング１３が所定の角度だけ回転されたとき、吐出管部材３５は基準線ＲＬから離れた位置にある。特に、ポンプケーシング１３が所定の角度だけ回転されたとき、吐出管部材３５のフランジ４６は基準線ＲＬに垂直である。

なお、本実施形態においても、吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結した後に、ポンプケーシング１３を回転させているが、ポンプケーシング１３を回転させた後に、吐出管部材３５をポンプケーシング１３の切断面１３ａに連結してもよい。

本実施形態によれば、ポンプケーシング１３を中心吐出型から接線吐出型に変更することができる。本実施形態においても、図８乃至図１１に示す実施形態のように、ポンプケーシング１３は吐出部３１の外面に形成された第１突き出し部３６を有してもよい。この場合、当然、吐出管部材３５は第２突き出し部４０を有してもよい。

上述した実施形態によれば、ポンプメーカーは、中心吐出型ポンプケーシングおよび接線吐出型ポンプケーシングのうち、いずれかのみを製造および保管し、客先の要求に応じて、中心吐出型ポンプケーシングまたは接線吐出型ポンプケーシングを提供することができる。したがって、ポンプケーシングの製造コストを低減することができる。さらには、ポンプケーシングの在庫数を削減することができるので、ポンプケーシングを保管するためのスペースを削減することができる。

中心吐出型ポンプケーシングの需要が多い国もあれば、接線吐出型ポンプケーシングの需要が多い国もある。上述した実施形態によれば、ポンプメーカーは、各国の需要に応じて、両方のポンプケーシングを製造することができるので、グローバルな対応が可能となる。

図１５はポンプ装置１の他の実施形態を示す図である。図１６は図１５の矢印Ｂで示す方向から見た図である。なお、図１５において、軸受構造体２２の図示は省略されている。図１５および図１６に示すように、ポンプケーシング１３はベース８に固定された支持部材４１に支持されている。図１７は支持部材４１に連結されたポンプケーシング１３を所定の角度だけ回転させるための回転部材４２を示す図である。図１７に示すように、回転部材４２を支持部材４１とベース８との間に配置することにより、ポンプケーシング１３を所定の角度だけ回転させることができる。したがって、図１７に示すタイプのポンプにも上述した実施形態を適用することができる。

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 ポンプ装置
２ モータ
３ ポンプ
５ 駆動軸
７ 回転軸
８ ベース
１０ カップリング
１２ 羽根車
１３ ポンプケーシング
１５ 固定部材
１６ 締結穴
１７ 締結具
２０ 吸込口
２１ 吐出口
２２ 軸受構造体
２３ 軸受ケーシング
３０ 吸込部
３１ 吐出部
３５ 吐出管部材
３６ 第１突き出し部
３６ａ 突起
３７ 締結具
３８，４１ 締結穴
４０ 第２突き出し部
４０ａ 突起
４１ 支持部材
４２ 回転部材
４６ フランジ

Claims (12)

1. 吸込部および吐出部を有するポンプケーシングを用意し、
   前記吐出部を所定の位置で切断し、
   切断された前記吐出部とは異なる形状を有する吐出管部材を用意し、
   前記吐出管部材を、前記ポンプケーシングの切断面に連結することを特徴とするポンプケーシングの製造方法。
2. 前記吐出管部材を前記ポンプケーシングの切断面に連結した後、または連結する前に、前記ポンプケーシングを所定の角度だけ回転させることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線から離れた位置にあり、
   前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記吐出管部材は前記基準線上に位置することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記吐出管部材の吐出側端部にはフランジが形成されており、
   前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記フランジは前記基準線に垂直であることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
5. 前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線上に位置し、
   前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記吐出管部材は前記基準線から離れた位置にあることを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
6. 前記吐出管部材の吐出側端部にはフランジが形成されており、
   前記ポンプケーシングが所定の角度だけ回転されたとき、前記フランジは前記基準線に垂直であることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
7. 前記吐出管部材は前記ポンプケーシングの切断面に溶接されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 前記吐出管部材は締結手段により前記ポンプケーシングの切断面に連結されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の製造方法。
9. 前記吐出部の外面には第１突き出し部が形成されており、
   前記吐出部は、前記第１突き出し部が形成されている位置において切断され、
   前記吐出管部材は、その外面に形成された第２突き出し部を有しており、
   前記第１突き出し部および前記第２突き出し部に、複数の第１締結穴および複数の第２締結穴をそれぞれ形成し、
   前記第１締結穴および前記第２締結穴に挿入された複数の締結具で前記第１突き出し部と前記第２突き出し部を互いに締結することによって、前記吐出管部材を前記ポンプケーシングの切断面に連結することを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
10. 羽根車と、
    前記羽根車を収容するポンプケーシングとを備え、
    前記ポンプケーシングは、
    吸込部と、
    吐出部と、
    前記吐出部の外面に形成された突き出し部を有しており、
    前記突き出し部は、締結具が挿入される締結穴が形成可能な大きさを有していることを特徴とするポンプ。
11. 前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線から離れた位置にあることを特徴とする請求項１０に記載のポンプ。
12. 前記吐出部は、前記ポンプケーシングの中心線から垂直に延びる基準線上に位置していることを特徴とする請求項１０に記載のポンプ。

Images