JP2020002894A - ポンプケーシング及びポンプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い強度を確保できるポンプケーシング及びポンプ装置を提供する。【解決手段】本発明の一形態にかかるポンプケーシングは、インペラを収容する収容ケース部と、前記収容部から一方に延出する延出ケース部と、有し、内部にポンプ室を形成する、ケース本体と、前記ケース本体の前記収容ケース部の外周に配され、ケーシングカバーに締結される締結片と、前記ケース本体の、前記延出ケース部の外周に設けられたフランジ部と、前記インペラの軸方向に交差する横方向に沿って延びる第1壁部と、前記インペラの軸方向に沿って立設される第2壁部とを有し、前記フランジ部と前記締結片とを連結する、連結部と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、ポンプケーシング及びポンプ装置に関する。
液体を圧送する手段として、モータと、モータにより駆動されるポンプと、を備えるポンプ装置が知られている。このようなポンプ装置は、内部にポンプ室を有するポンプケーシングを備え、ポンプ室に収容されるインペラをモータにより回転駆動することで、液体を増圧して二次側に圧送する(例えば、特許文献1参照。)。
特許第3661820号公報
ポンプケーシングにおいて重量の低減や耐食性の向上のために成形樹脂によりポンプケーシングを構成することが知られている。ポンプケーシングは、モータの回転によるモーメントや、ポンプ装置の上下移動等の際の自重による荷重を受けることから、回転方向や重力方向の力に対して高い強度を確保できるポンプケーシング及びポンプ装置が望まれている。
そこで、本発明は高い強度を確保できるポンプケーシング及びポンプ装置を提供することを目的とする。
本発明の一形態にかかるポンプケーシングは、インペラを収容する収容ケース部と、前記収容部から一方に延出する延出ケース部と、有し、内部にポンプ室を形成する、ケース本体と、前記ケース本体の前記収容ケース部の外周に配され、ケーシングカバーに締結される締結片と、前記ケース本体の、前記延出ケース部の外周に設けられたフランジ部と、前記インペラの軸方向に交差する横方向に沿って延びる第1壁部と、前記インペラの軸方向に沿って立設される第2壁部とを有し、前記フランジ部と前記締結片とを連結する、連結部と、を備える。
本発明によれば、ポンプケーシング及びポンプ装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成を一部断面で示す説明図。 同ポンプ装置の構成を一部断面で示す説明図。 同ポンプ装置のポンプケーシングの構成を示す斜視図。 同ポンプケーシングの構成を示す平面図。 同ポンプケーシングの上ケース体の構成を示す斜視図。 同ポンプケーシングの下ケース体の構成を示す斜視図。 同ポンプケーシングの一部の構成を示す断面図。
以下、本発明の一実施の形態に係るポンプ装置1を、図1乃至図6を用いて説明する。図1及び図2は本発明の一実施の形態に係るポンプ装置1の構成を一部断面で示す説明図である。図3はポンプケーシングの斜視図、図4はポンプケーシングの平面図である。図5は上ケース体を下側から見た斜視図であり、図6は下ケース体を上側から見た斜視図である。図7は、ポンプケーシングの連結部の構成を示す断面図である。図中X,Y,Zは互いに直交する三方向をそれぞれ示す。また、説明のため、各図において適宜構成を省略して示している。
図1及び図2に示すように、ポンプ装置1は、モータ10と、軸封装置11と、ポンプ部12と、配管ユニット13と、を備える。例えばポンプ装置1は、例えば排水ピット14の底部等の所定の設置場所に設置されて水を移送する、所謂水中ポンプと呼ばれる排水ポンプである。ポンプ装置1は、回転軸10bの軸方向がZ軸に沿う鉛直方向に沿って上下に延びる縦置きの姿勢で配置されている。
モータ10は、固定子及び回転子を収容するモータケーシング10aと、回転子に接続されモータケーシング10aの外方に突出する回転軸10bと、を備える。モータ10の上端部には、メンテナンス時や設置時にモータ10を吊すための吊し部材を締結することができる把手部10cが設けられている。
軸封装置11は、回転軸10bの外周に配されるメカニカルシールやメカニカルシールを収容するシールケーシングを備え、モータ10、ポンプ部12及び回転軸10b間を液密に仕切る。
ポンプ部12はモータ10の下方に配置されている。ポンプ部12は、回転軸10bの先端部に取付けられるインペラ21と、インペラ21を収容する樹脂製のポンプケーシング22と、を備える。
インペラ21は、例えばオープンタイプの羽根車であり、円盤状のシュラウド21aと、羽根21bと、を備える。
羽根21bは、シュラウド21aの中心からの径が各位置で異なる形状、例えば渦巻形状やインボリュート形状に形成されている。
ポンプケーシング22は、ケーシングカバー23、吐出口31bを有する第1のケース体としての上ケース体24、吸込口41aを有する第2のケース体としての下ケース体25、及びストレーナ26が組付けられて構成される。ポンプケーシング22の内部の上ケース体24と下ケース体25との間にインペラ21を収容するポンプ室27が形成される。
ポンプ室27は、中央下部の吸込口41aに連通する円形のインペラ収容部27a(収容室)と、インペラ収容部27aの一端から接線方向に延び吐出口31bに至る流路を形成する吐出路部27bと、を有し、渦巻き状に構成されている。
ポンプケーシング22は、ケース本体22aを備える。ケース本体22aは、一端側に配されインペラ収容部27aの外郭を形成する収容ケース部22bと、収容ケース部22bからX方向一方に延出し、吐出路部27b及び吐出路部27bに隣接する水切り部27cの外周を形成する延出ケース部22cと、を有する。ケース本体22aは、収容ケース部22bから、延出ケース部22cに向けて、縮幅しながら連続する外壁を有する。
収容ケース部22bは、一端側に回転軸10bを中心とした円弧形状の周壁を有し、円形状に構成されたインペラ収容部27aの外郭を構成する。収容ケース部22bの外周部にはケーシングカバー23に締結される4つの締結片22e(締結部)が外方に突出して形成されている。
延出ケース部22cは、収容ケース部22bからX方向一方側に延出し、端部が小径の円弧形状の外形を有し、収容ケース部22bよりも小径の円弧形状の周壁を有する。延出ケース部22cはその上面に円形の開口である吐出口が形成されている。また、延出ケース部22cの端部には、フランジ部22fが形成されている。フランジ部22fは、上ケース体24のフランジ部34と下ケース体25のフランジ部44が積層されて構成され、吐出口31bの外周部においてY方向の一方と他方にそれぞれ突出する一対の突出片22gを有する。
一対の締結片22eとフランジ部22fの一対の突出片22gとは、一方向に長い梁状部材である連結部22hによって、連結されている。
連結部22hは上ケース体24の連結ビーム35と、下ケース体25の連結ビーム45とが重ね合わされて構成されている。連結部22hは、一方向に長く構成され、ケース本体22aの外側において、一対の締結片22eとフランジ部22fの一対の突出片22gとをそれぞれ連結する。連結部22hは、XY平面に沿う横方向に延びる第1壁部としての底壁部22iと、底壁部22iの両側縁から上方に延びる第2壁部としての一対の側壁部22jと、を有し、長手方向に直交する断面が上方に開口するU字形状に構成される。底壁部22iは、連結ビーム35の底壁部35aと連結ビーム45が重ねられて構成され、貫通孔部22kを有している。
貫通孔部22kは、例えば底壁部22iを厚さ方向すなわち重力方向に貫通する孔である。貫通孔部22kは締結片22eの近傍において締結片22eの外周縁に沿って湾曲するとともに連結部22hの幅方向に延出するスリット状に構成されている。
また、連結部22hは、ケース本体22aからY方向に突出した突出片22gと締結片22eとを直線状に結ぶため、連結部22hとケース本体22aの縮幅する部位の外縁との間には、開口22lが形成される。
ケーシングカバー23は、中心部に開口23aを有する円形状のカバー壁23bと、カバー壁23bの外周縁から下方に延出する周壁部23cと、を一体に備える。ケーシングカバー23は、カバー壁23bが軸封装置11を介して回転軸10bの外周部に装着され、周壁部23cが上ケース体24に接合され、インペラ21の裏側を覆う。
上ケース体24は、樹脂成形により一体に形成され、上壁部31と、上壁部31の外周縁から下方に延出される周壁部32と、周壁部32の一部から内方に延出する水切部33と、周壁部32から外方に延出するフランジ部34と、フランジ部34と外周壁とを連結する一対の連結ビーム35と、を備える。上ケース体24は、上側に凹む第1の凹部としての凹部36を有する。
上壁部31には、上壁部31を軸方向に貫通する貫通孔であるインペラ開口部31a及び吐出口31bが形成されている。
インペラ開口部31aは、回転軸を中心とした円形の開口である。インペラ開口部31a内にインペラ21が回転可能に配される。
吐出口31bは、インペラ開口部31aの側方に離間して配される円形の開口であり、インペラ開口部31aよりも小径に構成されている。吐出口31bには、外部へと連通する吐出配管を有する配管ユニット13が接続される。
周壁部32は、インペラ開口部31aの外周において一方側に開口する円弧状曲線と、吐出口31bの外周において他方側に開口する円弧状の曲線と、これらの円弧状の両端同士を連続する一対の直線と、を有する形状に構成され、その全周が超音波溶接により下ケース体25の周壁部42に接合されている。また、周壁部32の外周の複数箇所には、外方に突出し、例えばボルト等の締結部材によってケーシングカバー23に締結される締結片37が、一体に形成されている。
水切部33は、凹部36の外周に配され、周壁部32の一部から吸込口41aと吐出口31bの間のボリュートの巻始めの位置に向けて突出する三角形状に構成されている。水切部33は上に凸となる段差を有する第1の嵌合部としての嵌合部33aを有する。
嵌合部33aの下側の面は下ケース体25と重ね合わされる第1の合わせ面F1を構成する。第1の合わせ面F1は凹凸形状を有し、軸方向に直交する三角形の平面状の下面部とその下面部の外周縁から下方に湾曲する曲面状の内周面とを連続して有する。第1の合わせ面F1には、第1の固定部としての固定突起33bが形成されている。
固定突起33bは、対向配置される固定孔部43bに向けて、回転軸方向に下方に突出するピン状の部材であり、例えば円形の断面を有している。固定突起33bは、水切部33の外周よりの位置、すなわち周壁部32に近い位置に、設けられている。
フランジ部34は吐出口31bの外周部において、軸と直交するY方向の両側にそれぞれ突出するとともに締結孔34aを有する、一対の延出部34bを有している。
連結ビーム35は、所定の一方向に長く構成され、フランジ部34の一対の延出部34bの一方と周壁部32の収容部36aの外周の水切部33の外側に形成された締結片37、及び延出部34bの他方と吐出路部36bの基端の外側に形成された締結片37と、を一体に連結する。連結ビーム35は連結ビーム45と重ねられ、連結部22hを構成する。
連結ビーム35は、回転軸10bに直交するXY面に沿って延びる細長い板状の底壁部35aと、底壁部35aの両側部から回転軸方向に立設された一対の側壁部35bと、を連続して一体に有している。連結ビーム35は長手方向に直交する断面が上に開口するU字状に構成されている。連結ビーム35の底壁の所定箇所には、液体が通過可能なスリット状の貫通孔部35cが形成されている。貫通孔部35cは連結ビーム45の貫通孔部45cと重なる位置に配置されている。また、連結ビーム35とのケース本体の間には開口35dが形成されている。
凹部36は、上壁部31と周壁部32と水切部33とに囲まれ、ポンプ室27の上半分を構成する。凹部36は、回転軸10bを中心とした平面視円形の収容部36aと、収容部36aから一方向に延出する吐出路部36bと、を有する渦巻き状に構成されている。
締結片37は一例として中心角90度の間隔で4箇所に形成される。各締結片37は周壁部から外周側に突出する突起状に形成され、ボルトが螺合するねじ孔37aを有している。4つの締結片37のうち、吐出路の基端部及び水切部33の近傍に配される一対の締結片37は、連結ビーム35に一体に連続している。
下ケース体25は、ポンプ室27を挟んで上ケース体24の下側に対向配置されている。
下ケース体25は、下壁部41と、下壁部41の外周縁から上方に延出される周壁部42と、周壁部42の一部から内方に延出する水切部43と、周壁部42の一部から外方に延出するフランジ部44と、フランジ部44と周壁部42とを連結する一対の連結ビーム45が、樹脂成形により一体に形成されている。下ケース体25は、下側に凹む第2の凹部としての凹部46を有する。
下壁部41には回転軸10bを中心とした円形の開口である吸込口41aが形成されている。下壁部41の下面の外周縁にはポンプを据付面に据付ける複数の脚部41bが設けられている。
周壁部42の外形は、上ケース体24の周壁部32と同形状に構成され、周壁部32に接合されている。
周壁部42の外周面の複数箇所に、例えばボルト等の締結部材によって締結片37とともにケーシングカバー23に締結される締結片47が一体に設けられている。
水切部43は、凹部46の外周に配され、周壁の一部から吸込口と吐出口の間のボリュートの巻初めの位置に向けて突出する三角形状に構成されている。水切部43は上に凸となる段差を有するとともに嵌合部33a内に嵌合する第2の嵌合部としての嵌合部43aを有する。
嵌合部43aは上ケース体24と重ね合わされる第2の合わせ面である第2の合わせ面F2を有している。第2の合わせ面F2は第1の合わせ面F1に倣う凹凸形状を有し、軸方向に直交する三角形の平面状の上面部とその上面部の外周縁から下方に湾曲する曲面状の外周面とを連続して有する。第2の合わせ面F2が第1の合わせ面F1の下に対向して重ねられ、水切部33,43の間で水が流れないように閉塞している。第2の合わせ面F2には第2の固定部としての固定孔部43bが形成されている。
固定孔部43bは、対向配置される固定突起33bの固定ピンが挿入される孔部であり、例えば円形に形成されている。固定孔部43bは水切部43の外周よりの位置、すなわち周壁部42に近い位置に、設けられている。固定孔部43bの内周縁部は、固定突起33bの外周面に溶着されている。
フランジ部44は吐出路部27bの先端部である吐出口31bの周囲において、回転軸方向であるZ方向及び回転軸方向から見て吸込口41aと吐出口31bとが並ぶX方向に対して直交するY方向に突出するとともに締結孔44aを有する一対の延出部44bを有している。
連結ビーム45は、一方向に長いプレート状に構成され、フランジ部44の一対の延出部44bと周壁部42の収容部の外周の水切部43の外側、吐出路部46bの基端の外側にそれぞれ形成された一対の締結片47とを連結する。連結ビーム45は連結ビーム35と重ねられる。
連結ビーム45は、回転軸に直交する面に沿って延びる細長い板状の部材である。連結ビーム45の所定箇所には、液体が通過可能なスリット状の貫通孔部45cが形成されている。貫通孔部45cは連結ビーム35の貫通孔部35cと重なる位置に配置され、貫通孔部22kを形成する。また、連結ビーム45とのケース本体の間には開口45dが形成されている。
凹部46は下壁部41と周壁部42と水切部43とに囲まれ、ポンプ室27の下半分を構成する。凹部46は回転軸10bを中心とした平面視円形の収容部46aと収容部46aから一方向に延出する吐出路部46bを有する渦巻き形状に構成されている。
締結片47は一例として中心角90度の間隔で4箇所に形成され、締結片37に重ねて配置され、締結片22bを構成する。各締結片47は周壁部42から外周側に突出する突起状に形成され、ボルトが挿通されるボルト孔47aを有している。4つの締結片47のうち、吐出路の基端部及び水切部43の近傍に配される一対の締結片47は、連結ビーム45に一体に連続している。
ストレーナ26は、下ケース体25の下側を覆うカバー壁を有している。ストレーナ26は、下ケース体25の下側に組付けられる。
例えばポンプケーシング22は、上ケース体24と下ケース体25を位置決めして組付け、上ケース体24と下ケース体25の所定箇所を溶着することにより密閉して構成される。
このとき、上ケース体24の周壁部32と下ケース体25の周壁部42を合わせ、嵌合部33a,43aの段差を嵌め合うことで、第1の合わせ面F1と第2の合わせ面F2が対面して位置決めされる。このとき、上ケース体24の固定突起33bを下ケース体25の固定孔部43bに挿入する。次に、例えば超音波溶着により、周壁部42,32に沿う外周縁と、固定部とを、溶着する。
配管ユニット13は、ポンプ部12の側方に配置される連結曲管13aと、連結曲管の下方に一体に設けられた支持ベース13bと、ガイドパイプ13cと、を備える。
連結曲管13aは、ポンプの側方一方側において上に開口する吐出口31bに接続される流路を形成する曲管部13dと、曲管部13dからさらに一方側に延びる流路を形成する直管部13eと、を有している。支持ベース13bは直管部13eから下方に延びる複数のリブ状の脚部材を備える。配管ユニット13は、モータ10とモータ下部のポンプ部12が配される部位の一方側においてフランジ部22fを介してポンプケーシング22により片持ちの支持状態で接続されている。
このように構成されたポンプ装置1は、電力が供給されることで、モータ10が駆動される。モータ10は、回転子に固定された回転軸10bを回転させる。回転軸10bの回転により、ポンプ部12のインペラ21が回転する。そしてポンプケーシング22及びインペラ21により汚水を圧送し、ポンプ装置1の二次側へ移送することが可能となる。インペラ21の回転により、吸込口41aから吸い込まれた水が、増圧され、吐出口31bから吐出される。
本実施形態のポンプ装置1では、水平に延びる底壁部22iと鉛直に延びる側壁部22jとを有し、フランジ部22fと締結片22eとを連結する連結部22hを備える構成により、複数の方向の荷重に強い構成となる。具体的には、図7に示すように、水平方向に沿う底壁部22iによって、矢印A1で示す回転方向の力を受け、鉛直方向に沿う側壁部22jによって矢印A2で示す重力方向の力を受けることができる。例えばモータの回転による回転モーメントを第1壁部によって支持し、例えば着脱装置を用いて排水ピット14内へポンプ装置1を設置する際や排水ピット14からポンプ装置1を吊上げて移動させる際などにかかるポンプ装置1の自重による力を側壁部22jによって支持することができる。
また、一対の連結部22hは、フランジ部22fの一方と他方の突出片22gの最外部よりも外方に突出せずに収まることから、連結部22hを形成するために設置スペースを大きくする必要がない。
また、連結部22hは、ケース本体22aの外側に配されており、ケース本体22aと重ならない位置にあることから、例えば収容ケース部22bの表面に凹凸形状を形成する構成と比べて、凹凸部分に水や異物が溜まることを防止できる。
また、上記実施形態におけるポンプ装置1において、連結部22hの底壁部22iに貫通孔部22kを形成したことにより、水が重力により外部に排出されやすい構成とすることができる。したがって、凹凸に水が溜まるのを防止できる。
さらに、連結部22hとケース本体22aの間にも開口22lがあるため、水が溜まるのを防止できる。
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
1…ポンプ装置、10…モータ、10a…モータケーシング、10b…回転軸、11…軸封装置、12…ポンプ部、13…配管ユニット、13a…連結曲管、13b…支持ベース、13c…ガイドパイプ、13d…曲管部、13e…直管部、14…排水ピット、21…インペラ、21a…シュラウド、21b…羽根、22…ポンプケーシング、22a…ケース本体、22b…収容ケース部、22c…延出ケース部、22e…締結片、22f…フランジ部、22g…突出片、22h…連結部、22i…底壁部、22j…側壁部、22k…貫通孔部、23…ケーシングカバー、23a…開口、23b…カバー壁、23c…周壁部、24…上ケース体、25…下ケース体、26…ストレーナ、27…ポンプ室、27a…インペラ収容部、27b…吐出路部、31…上壁部、31a…インペラ開口部、31b…吐出口、32…周壁部、33…水切部、33a…嵌合部、33b…固定突起、34…フランジ部、34a…締結孔、34b…延出部、35…連結ビーム、36…凹部、36a…収容部、36b…吐出路部、37…締結片、37a…ねじ孔、41…下壁部、41a…吸込口、41b…脚部、42…周壁部、43…水切部、43a…嵌合部、43b…固定孔部、44…フランジ部、44a…締結孔、44b…延出部、45…連結ビーム、46…凹部、46a…収容部、46b…吐出路部、47…締結片、47a…ボルト孔、F1…第1の合わせ面、F2…第2の合わせ面。

Claims (7)

  1. インペラを収容する収容ケース部と、前記収容ケース部から一方に延出する延出ケース部と、有し、内部にポンプ室を形成する、ケース本体と、
    前記ケース本体の前記収容ケース部の外周に配され、ケーシングカバーに締結される締結片と、
    前記ケース本体における前記延出ケース部の外周に配されたフランジ部と、
    前記インペラの軸方向に交差する横方向に沿って延びる第1壁部と、前記インペラの軸方向に沿って立設される第2壁部とを有し、前記フランジ部と前記締結片とを連結する、連結部と、を備えるポンプケーシング。
  2. 前記ポンプ室は前記インペラが配される収容室と、前記収容室から前記延出ケース部に形成される吐出口に至る吐出路部と、を有する渦巻き状に構成され、
    前記ケース本体は、前記ポンプ室を挟んで対向配置される一対の樹脂製のケース体が周縁部において接合されて構成され、
    前記収容ケース部は一方を向く円弧状の周壁を有し、
    前記延出ケース部は他方を向くとともに前記収容ケース部よりも小径の円弧状の周壁を有する、請求項1に記載のポンプケーシング。
  3. 前記フランジ部は、前記延出ケース部の前記吐出口の周囲において所定の方向における一方側と他方側にそれぞれ突出する一対の突出部を有し、
    前記締結片は前記収容ケース部の外周において前記一方側と前記他方側にそれぞれ設けられ、
    一対の前記連結部が、前記一方側と前記他方側でそれぞれ前記突出部と前記締結片との間を連結する、請求項2に記載のポンプケーシング。
  4. 前記連結部は、前記ケース本体の外側に配される、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のポンプケーシング。
  5. 前記第1壁部は貫通孔部を有する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のポンプケーシング。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のポンプケーシングと、
    前記ポンプケーシング内に配されるインペラと、
    前記インペラに接続される回転軸を有するとともに前記ポンプケーシング上に配置されるモータと、を備える
    ポンプ装置。
  7. 前記フランジ部に接続され、前記ポンプケーシングの吐出口に連通する流路を形成する配管を有する配管ユニットを備え、
    ピット内に配される、請求項6に記載のポンプ装置。
JP2018124313A 2018-06-29 2018-06-29 ポンプケーシング及びポンプ装置 Active JP7066549B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07293484A (ja) * 1994-04-28 1995-11-07 Shin Meiwa Ind Co Ltd 設備用水中ポンプ

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