JP2021025445A - ポンプシステム及びポンプ用筐体 - Google Patents

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【課題】溶接作業を用いなくても剛性の高い筐体を製造可能として、製造コストを低減できるポンプシステム及びポンプ用筐体を提供する。【解決手段】各支柱21は、上下方向を長手方向とし板幅方向が互いに交差する2枚の板21a,21bが接合されている軸部21cと、軸部21cの一方の板21aから筐体フレーム1の矩形状の一辺の方向に、他方の板21bから前記矩形状の一辺と交差する他の一辺の方向に、それぞれ延出している延出部21dとを備え、各端部フレーム22は、矩形状の1枚の基部22aと、基部22aの矩形状の各辺から上方向又は下方向に延出している張出部22bとを備え、一の張出部22bと、これと隣接する他の張出部22bとの間に軸部21cの一端部が位置していて、延出部21dの下端縁21eと張出部22bの端縁22cとが接している。【選択図】図3

Description

本発明は、ポンプシステム及びポンプ用筐体に関する。
ポンプなどの回転体が搭載される筐体の梁は、振動が発生するために高い剛性が必要である。給水ユニットなどポンプを複数台搭載するポンプシステムではポンプが横並びとなり、それを支える梁は長くなり、梁のたわみが懸念される。梁のたわみを抑えるためには梁の中央部に支えを入れることが有効だが、ポンプシステムでは内部にパイプや弁類が搭載されており、梁を短くすることは困難である。一方でたわみを抑制するために梁の剛性を大きくするためには梁の板厚を厚くする必要があり、そのため、梁を溶接構造で形成している。しかし、近年では熟練作業者の減少などにより作業時の安全性や製造コスト面から溶接作業なしで筐体を構成することが望まれている。
本技術分野の背景技術として、特許第5889226号公報(特許文献1)がある。この公報には、「辺部に補強部をもつパネルを接合して筐体を形成し内部に電子機器を収容するものにおいて、互いの辺部で接合され主面が互いに直交する第1及び第2のパネルと、L字状板面部を有しその角部が第1及び第2のパネルの接合辺部の角隅部に配設され、L字状板面部の一辺が角隅部から第1のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接され、L字状板面部の他辺が角隅部から第2のパネルにおける前記接合辺部に直交する方向に伸びる補強部に当接された結合部材を備え、該結合部材は前記一辺及び前記他辺の中央部よりも先端部側にそれぞれ長手方向または幅方向に離間され角部から離れた少なくとも3箇所の締結孔で対応する補強部にそれぞれ締結した。」と記載されている(要約参照)。
また、本技術分野の背景技術として、特開2002−168199号公報(特許文献2)がある。この公報には、「直結式自動給水装置は、所定の場所に据え付けられる第1の架台を備えている。第1の架台には、それよりも小さな形状を有する第2の架台が設置され、第2の架台は、第1の防振体を介して底板に防振支持されている。第2の架台には、吸込管に流入する水道水を吐出管に増圧して供給するとともに、運転中に振動を伴うタービンポンプを有するポンプアッセンブリが設置されている。ポンプアッセンブリは第2の防振体を介して第2の架台に防振支持されている。ポンプアッセンブリや第2の架台は、ポンプカバーによって覆われている。」と記載されている(要約参照)。
特許第5889226号公報 特開2002−168199号公報
しかしながら、特許文献1,2に開示されている技術では筐体の剛性を高めるために筐体の形成に溶接技術を用いており、溶接作業に製造コストを要するという不具合がある。
そこで、本発明は、溶接作業を用いなくても剛性の高い筐体を製造可能として、製造コストを低減できるポンプシステム及びポンプ用筐体を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、締結された複数枚の金属板を有する筐体と、前記筐体に載置される少なくとも一台のポンプとを備え、前記筐体は、複数本の支柱と、当該複数本の支柱の両端部にそれぞれ締結されていて上面視で矩形状のフレームである端部材とを備え、前記各支柱は、上下方向を長手方向とし板幅方向が互いに交差する2枚の板が接合されている軸部と、前記軸部の一方の板から前記矩形状の一辺の方向に、他方の板から前記矩形状の一辺と交差する他の一辺の方向に、それぞれ延出している延出部とを備え、前記各端部材は、前記矩形状の1枚の基部と、前記基部の前記矩形状の各辺から上方向又は下方向に延出している張出部とを備え、一の前記張出部と、これと隣接する他の張出部との間に前記軸部の一端部が位置していて、前記軸部と前記延出部とがなす角部と前記張出部の角部とが接しており、前記支柱及び前記端部材に補強部材があてがわれており、前記軸部及び前記延出部と前記補強部材、前記端部材と前記補強部材とがそれぞれ締結されていることを特徴とする。
本発明によれば、溶接作業を用いなくても剛性の高い筐体を製造可能として、製造コストを低減できるポンプシステム及びポンプ用筐体を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の実施例1にかかるポンプシステムの斜視図である。 本発明の実施例1にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの斜視図である。 本発明の実施例1にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの一部の分解斜視図である。 本発明の実施例1にかかるポンプシステムにおける各部材が締結される筐体フレームの一部の斜視図である。 本発明の実施例2にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの一部の分解斜視図である。 本発明の実施例2にかかるポンプシステムにおける各部材が締結される筐体フレームの一部の斜視図である。 本発明の本実施例3にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの一部の分解斜視図である。 本発明の実施例3にかかるポンプシステムにおける各部材が締結される筐体フレームの一部の斜視図である。 本発明の実施例3にかかるポンプシステムにおけるリベットで締結する端部フレーム、支柱、補強部材を裏側から視た斜視図である。 本発明の実施例3にかかるポンプシステムにおけるリベットで締結する端部フレーム、支柱、補強部材を裏側から視た斜視図である。 本発明の実施例4にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの一部の分解斜視図である。 本発明の実施例4にかかるポンプシステムにおける各部材が締結される筐体フレームの一部の斜視図である。 本発明の実施例5にかかるポンプシステムにおける筐体フレームの斜視図である。 本発明の実施例5にかかるポンプシステムにおける筐体フレーム中のポンプ搭載部部分の拡大斜視図である。 図14の一部の拡大図である。 本発明の実施例5にかかるポンプシステムにおけるポンプ搭載部の支持構造を示す部分斜視図である。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図1は、本実施例1にかかるポンプシステム50の斜視図である。このポンプシステム50は、給水装置である。ポンプシステム50は、装置全体を支持する筐体フレーム(ポンプ用筐体)1、筐体フレーム1上に設置され制御部4が収納される制御フレーム2、筐体フレーム1内に収納されるユニット装置であるユニット部3、ポンプ3c等のユニット部3の機器を制御する制御部4などから構成される。なお符号5は、ポンプ搭載部である。
ユニット部3は、吸込配管3a、減圧式逆流防止器3b、ポンプ3c、吐出配管3d、圧力タンク3e、バイパス管3f、吸込圧力センサ3s1、吐出圧力センサ3s2を備えている。ポンプ3cは図1の例では3台設けられているが少なくとも1台でもよい。ユニット部3において、内部の流体は吸込配管3aから減圧式逆流防止器3b、ポンプ3c、吐出配管3dへと流れ、流入圧力が十分に高いときにはポンプ3cを経由せずにバイパス管3fを経由して流体は供給される。
制御部4は、筐体フレーム1の上部に設置された制御フレーム2に収納され、主に漏電遮断器4a、インバータ4b、制御基板4cとその他電子機器を有している。給水ユニットでは吸込圧力センサ3s1、吐出圧力センサ3s2から得られる圧力値を制御基板4cに取り込み、インバータ4bを制御してポンプ3cを可変速運転させている。
図2は筐体フレーム1の斜視図である。筐体フレーム1は、複数枚の金属板を備え、棚状のポンプ搭載部5と複数本、本例で4本の支柱21と2つの端部フレーム(端部材)22とを備えている。支柱21は長手方向を上下方向として筐体フレーム1の上面視で4隅にそれぞれ設けられている。支柱21の上端部、下端部には、それぞれ端部フレーム22が締結されている。端部フレーム22は上面視で矩形状のフレームである。図示しないポンプ搭載部は、支柱21の高さの中間位置において支柱21に締結され、ポンプ3c等を支持する。
ところで、筐体フレーム1を組み立てるのに際して、溶接作用を不要とするために金属板をリベット等で締結するだけでは、筐体フレーム1は振動に弱く、振動で支柱21から端部フレーム22が外れてしまう恐れがある。以下では、ポンプシステム50の筐体フレーム1における、これらの不具合の解消について説明する。
図3は、筐体フレーム1の一部の分解斜視図である。図4は、各部材が締結される筐体フレーム1の一部の斜視図である。端部フレーム22は、4本の支柱21の上下の各端部にそれぞれ締結される。図3、図4では、支柱21の上側の端部に締結される端部フレーム22の一部と2本の支柱21の上部を図示している。
各支柱21は、上下方向を長手方向とし板幅方向が互いに交差(直交)する2枚の板21a,21b(第1板部21a、第2板部21b)がせん断と曲げ加工により形成されている断面L字状で上下方向に延びる軸部21cを備えている。また、各支柱21は、軸部21cの一方の板21aから端部フレーム22の矩形状の一辺の方向に、他方の板21bから端部フレーム22の矩形状の一辺と交差する他の一辺の方向に、それぞれ延出している延出部21dとを備えている。第1板部21a側端から延びる延出部21dは第1板部21aと面一であり、第2板部21b側端から延びる延出部21dは第1板部21aと面一である。延出部21dは、例えば三角形状であり、上端縁21eは水平であり、下端縁は先端に近づくにつれて位置が高くなり、先細り形状をしている。
端部フレーム22は、矩形状の1枚の板材である基部22aと、基部22aの矩形状の各辺から下方向に延出している長方形状の板材である張出部22bとを備えている。張出部22bはせん断と曲げ加工によって形成されている。
各端部フレーム22の矩形状の各角部には、支柱21の軸部21cの先端部21gが嵌合して前記張出部22bと面一となるようなるように当該先端部21gの形状と対応した形状の隙間41が設けられている。すなわち、一の張出部22bと、これと隣接する他の張出部22bとの間には隙間41が存在しており、この隙間41と軸部21cの先端部21gが嵌合された際に、延出部21dの上端縁21eと張出部22bの下端縁22cとが水平な直線状となるように接する。
支柱21と端部フレーム22とを接合するには、補強部材26を介在させる。補強部材26は、互いに面方向が直交するように1枚の板金がせん断と曲げ加工により形成された部材である。支柱21と端部フレーム22とを図4に示すように互いに当接させ、裏側から支柱21と端部フレーム22に対して補強部材26をあてがって、支柱21と補強部材26、端部フレーム22と補強部材26をそれぞれリベット100で締結する。これによって、支柱21と端部フレーム22とを接合することができる。
具体的には、図3、図4に示すように、延出部21d及び軸部21cのリベット孔A1と補強部材26のリベット孔B1とをリベット100で締結する。延出部21d及び軸部21cのリベット孔A2と補強部材26のリベット孔B2とをリベット100で締結する。端部フレーム22のリベット孔A3と補強部材26のリベット孔B3とをリベット100で締結する。端部フレーム22のリベット孔A4と補強部材26のリベット孔B4とをリベット100で締結する。端部フレーム22のリベット孔A5と補強部材26のリベット孔B5とをリベット100で締結する。このように各位置をリベット100を締結すれば、補強部材26は端部フレーム22及び支柱21の裏側に隠れて外側からは見えなくなる。
以上説明したポンプシステム50によれば、リベット100で各部が締結された状態の筐体フレーム1では、延出部21dの上端縁21eと張出部22bの下端縁22cとが水平な直線状(面一)に接している(接触部F)。よって、筐体フレーム1の上部から荷重がかかった際にリベット100が振動等によって緩んでも支柱21と端部フレーム22とが外れてしまうおそれを低減することができる。そして、溶接作業を用いなくても板金のリベット100による締結作業だけで剛性の高い筐体フレーム1を製造可能として、製造コストを低減できるポンプシステム50を提供することができる。また、溶接のように技能の上手、下手で強度が異なってしまうようなことがなく、誰でも安定した品質の筐体フレーム1を製造することができる。
このような接触部Fの関係は、図2に示す底部側の支柱21と端部フレーム22との締結部分においても同様である。ただし、底部側においては、延出部21dの下端縁と張出部22bの上端縁とが水平な直線状をなして接し、支柱21側の荷重を端部フレーム22が支持する。
また、溶接技術のように技能者の力量で筐体フレーム1の強度が異なってしまうようなことがなく、誰でも安定した品質の筐体フレーム1を製造することができる。
実施例2以下の各実施例において、実施例1と共通の部材等には実施例1と共通の符号を用い、詳細な説明は省略する。図5は、本実施例2にかかるポンプシステム50における筐体フレーム1Aの一部の分解斜視図である。図6は、同各部材が締結される筐体フレーム1Aの一部の斜視図である。
本実施例2が実施例1と異なるのは、図5、図6に示すように、張出部22bにおいて、支柱21側の端部22b1の上下方向側が長手方向中間部22b2の上下方向側よりも大きくなる切り欠き22dを備えていることである。そして、延出部21dの張出部22bと接していない一辺(下端縁21f)の延長線上に切り欠き22dの縁が位置する。
端部フレーム22は、このような切り欠き22dを備えることで、筐体フレーム1A(ポンプ用筐体)の開口部が実施例1に比べて広くなる。そのため、筐体フレーム1Aの組み立てが行いやすく、景観的にも好適である。また、延出部21dの張出部22bと接していない一辺(下端縁21f)の延長線上に切り欠き22dの縁が位置するため、意匠性を高め、筐体フレーム1Aの強度を向上させることができる。
なお、切り欠き22dは、筐体フレーム1A対して向かって正面の張出部22bに形成されていればよく、筐体フレーム1Aの後方や左右の張出部22bには形成されていなくてもよい。もちろん、筐体フレーム1Aの後方や左右の張出部22bに切り欠き22dを形成してもよい。
図7は、本実施例3にかかるポンプシステム50における筐体フレーム1Bの一部の分解斜視図である。図8は、同各部材が締結される筐体フレーム1Bの一部の斜視図である。
本実施例3が実施例1と異なるのは、図7、図8に示すように、実施例1の補強部材26に代えて補強部材27を用いていることである。補強部材27は、ある支柱21から隣り合う別の支柱21まで延びており、1つで2本の支柱21及び端部フレーム22との締結を行うことができる。補強部材27の両端部27aは実施例2と略同様の構成である。補強部材27の長手方向の中間位置27bはリベット100によって端部フレーム22に締結されている。補強部材27の両端部27aのそれぞれと、支柱21及び端部フレーム22との締結は実施例1と同様である。補強部材27の長手方向の中間位置27bでは、端部フレーム22のリベット孔A6と補強部材27のリベット孔B6とをリベット100で締結する。
図9、図10は、図8のリベット100で締結する端部フレーム22、支柱21、補強部材27を裏側から視た斜視図(斜め下から見上げるようにした斜視図)である。図9と図10とは別の角度から視上げている。
このように、補強部材27の長手方向の中間位置27bと端部フレーム22とを締結することで実施例1の例よりも筐体フレーム1Bの剛性を高めることができる。
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
図11は、本実施例4にかかるポンプシステム50における筐体フレーム1Cの一部の分解斜視図である。図12は、同各部材が締結される筐体フレーム1Cの一部の斜視図である。
本実施例4が実施例2と異なるのは上面視で矩形状の端部フレーム22の各角部が分割部22eで分割されていることである。端部フレーム22が角部で分割されていることにより、ポンプ3c等の重量が重い場合には、上面視で矩形状の端部フレーム22の左右のフレーム部分に厚い材料を用いて強度を増すことができる。また、上面視で矩形状の端部フレーム22の正面や後方のフレーム部分や、左右側のフレーム部分の長さや太さを変更して、様々なタイプのポンプシステム50に対応することを可能とすることができる。
図13は、本実施例5にかかるポンプシステム50における筐体フレーム1Eの斜視図である。ポンプ搭載部31は、支柱21の高さの中間位置において支柱21に締結され、ポンプ3c等を支持する。
図14は、筐体フレーム1E中におけるポンプ搭載部31部分の拡大斜視図である。ポンプ搭載部31は、両側にそれぞれ第1柱状部材32を備えている。第1柱状部材32は軸状の部材であって、その両端は、筐体フレーム1Eの正面視で左右の各2本の支柱21にそれぞれ締結されている。ポンプ搭載部31は、2本の梁33,34を備えている。2本の第1柱状部材32における長手方向の中間位置の間には、梁33が掛け渡されていて、この梁33の両端部は各第1柱状部材32に接合されている。2本の第1柱状部材32の長手方向における後端部の間には、梁34が掛け渡されていて、この梁34の両端部は各第1柱状部材32の後端部に接合されている。梁33と梁34との間には複数本の第2柱状部材35が互いに所定の間隔を空けて掛け渡されていて、それぞれその両端部は梁33と梁34とに接合されている。
図15は図14の一部の拡大図であり、図16は、ポンプ搭載部31の支持構造を示す部分斜視図である。各支柱21のポンプ搭載部31を支持する中間高さ位置には、それぞれ延出部21dが設けられている。そして、ポンプ搭載部31の2本の第1柱状部材32の各両端部の下端部は各延出部21dの上端縁21eにそれぞれ接していて、延出部21dによって支持されている。そして、第1柱状部材32と締結部材36(図14)とは締結部材となるリベット100によって締結されている。また、延出部21dと締結部材36とは締結部材となるリベット100によって締結されている。
以上説明したポンプシステム50によれば、リベット100で各部が締結された状態の筐体フレーム1Eでは、延出部21dの上端縁21eと第1柱状部材32の下端縁とが水平な直線状(面一)に接している。よって、筐体フレーム1Eの上部から荷重がかかった際にリベット100が振動等によって緩んでも支柱21とポンプ搭載部31とが外れてしまうおそれを低減することができる。そして、溶接作業を用いなくても板金のリベット100による締結作業だけで剛性の高い筐体フレーム1Eを製造可能として、製造コストを低減できるポンプシステム50を提供することができる。また、溶接のように技能の上手、下手で強度が異なってしまうようなことがなく、誰でも安定した品質の筐体フレーム1を製造することができる。
また、溶接技術のように技能者の力量で筐体フレーム1の強度が異なってしまうようなことがなく、誰でも安定した品質の筐体フレーム1を製造することができる。
1,1A 筐体フレーム(ポンプ用筐体)
3c ポンプ
4 制御部
21 支柱
21a 板(第1板部)
21b 板(第2板部)
21c 軸部
21d 延出部
21e 上端縁
21f 下端縁(一辺)
21g 先端部
22 端部フレーム(端部材)
22a 基部
22b 張出部
22b1 端部
22b2 長手方向中間部
22c 下端縁
22d 切り欠き
26 補強部材
27 補強部材
27b 長手方向中間位置
31 ポンプ搭載部
100 リベット(締結部材)

Claims (7)

  1. 締結された複数枚の金属板を有する筐体と、
    前記筐体に載置される少なくとも一台のポンプとを備え、
    前記筐体は、
    複数本の支柱と、
    当該複数本の支柱の両端部にそれぞれ締結されて上面視で矩形状のフレームである端部材とを備え、
    前記各支柱は、
    上下方向を長手方向とした第1板部と第2板部とが断面L字形状をなして上下方向に延びる軸部を有し、
    前記第1板部と前記第2板部は、それぞれの短手方向の側端から面一で外方に延出している延出部を上下に有し、
    前記各端部材は、
    前記矩形状の1枚の基部と、
    前記基部の前記矩形状の各辺から上方向又は下方向に延出している張出部とを備え、
    前記各端部材の前記矩形状の各角部には、前記軸部の先端部が嵌合して前記張出部と面一となるようなるように当該先端部の形状と対応した形状の隙間が備わっており、
    前記隙間と前記軸部の先端部とが嵌合された際に、前記張出部の端縁と前記延出部の端縁とが接しており、
    前記支柱及び前記端部材に補強部材があてがわれており、前記軸部及び前記延出部と前記補強部材、前記端部材と前記補強部材とが締結部材によってそれぞれ締結されていることを特徴とするポンプシステム。
  2. 前記張出部は、前記支柱側の端部の上下方向側が長手方向中間部の上下方向側よりも幅が大きくなる切り欠きを備えていて、
    前記延出部の前記張出部と接していない一辺の延長線上に前記切り欠きの縁が位置することを特徴とする請求項1に記載のポンプシステム。
  3. 前記補強部材は、ある支柱から隣り合う別の支柱まで延びており、長手方向の中間位置で前記端部材に締結されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のポンプシステム。
  4. 前記筐体の上部には前記ポンプを制御する制御部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかの一項に記載のポンプシステム。
  5. 締結された複数枚の金属板を有する筐体と、
    前記筐体に載置される少なくとも一台のポンプとを備え、
    前記筐体は、
    複数本の支柱と、
    当該複数本の支柱における中間高さの位置にそれぞれ締結されて前記ポンプを支持するポンプ搭載部とを備え、
    前記各支柱は、前記中間高さから側方に延出している延出部を有し、
    前記各延出部の上端縁と前記ポンプ搭載部の下端縁とが接しており、
    前記支柱及び前記ポンプ搭載部に補強部材があてがわれており、前記延出部と前記補強部材、前記ポンプ搭載部と前記補強部材とが締結部材によってそれぞれ締結されていることを特徴とするポンプシステム。
  6. 複数本の支柱と、
    当該複数本の支柱の両端部にそれぞれ締結されて上面視で矩形状のフレームである端部材とを備え、
    前記各支柱は、
    上下方向を長手方向とした第1板部と第2板部とが断面L字形状をなして上下方向に延びる軸部を有し、
    前記第1板部と前記第2板部は、それぞれの短手方向の側端から面一で外方に延出している延出部を上下に有し、
    前記各端部材は、
    前記矩形状の1枚の基部と、
    前記基部の前記矩形状の各辺から上方向又は下方向に延出している張出部とを備え、
    前記各端部材の前記矩形状の各角部には、前記軸部の先端部が嵌合して前記張出部と面一となるようなるように当該先端部の形状と対応した形状の隙間が備わっており、
    前記隙間と前記軸部の先端部とが嵌合された際に、前記張出部の端縁と前記延出部の端縁とが接しており、
    前記支柱及び前記端部材に補強部材があてがわれており、前記軸部及び前記延出部と前記補強部材、前記端部材と前記補強部材とが締結部材によってそれぞれ締結されていて、
    少なくとも一台のポンプが載置されることを特徴とするポンプ用筐体。
  7. 複数本の支柱と、
    当該複数本の支柱における中間高さの位置にそれぞれ締結されて少なくとも一台のポンプを支持するポンプ搭載部とを備え、
    前記各支柱は、前記中間高さから側方に延出している延出部を有し、
    前記各延出部の上端縁と前記ポンプ搭載部の下端縁とが接しており、
    前記支柱及び前記ポンプ搭載部に補強部材があてがわれており、前記延出部と前記補強部材、前記ポンプ搭載部と前記補強部材とが締結部材によってそれぞれ締結されていることを特徴とするポンプ用筐体。
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