JP2021188614A - ポンプケーシングおよびポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で、容易に内部流路を洗浄することができるポンプケーシングが提供される。【解決手段】ポンプケーシング５は、吸込口１２が形成された吸込ノズル１００を備えている。吸込ノズル１００は、吸込口１２に向かって、下方に傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプケーシングおよびポンプ装置に関する。

回転軸と、回転軸に固定された羽根車と、回転軸とともに羽根車を回転させるモータと、羽根車を収容し、かつ吸込口および吐出口を有するポンプケーシングと、を備えたポンプ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

モータが駆動されると、回転軸および羽根車が回転する。羽根車が回転すると、液体は、吸込口を通って、ポンプケーシング内に流入し、羽根車の回転に伴って昇圧される。昇圧された液体は、吐出口から吐き出される。

特開２０１７−９６３７４号公報 特開２０１７−８９８３９号公報

ポンプ装置は、使用用途によっては、搬送液の品質を保つため、定期的に分解洗浄される。配管からポンプを取り外して、ポンプケーシング内を洗浄するとき、ポンプケーシング内に液体が残留しないよう完全に除去する必要がある。また、取り外したポンプを移動する時に、ポンプケーシング内に残留した液体で周囲を汚してしまうことが懸念される。

そこで、本発明は、簡易な構造で、容易に内部流路を洗浄することができるポンプケーシングおよびこのポンプケーシングを備えたポンプ装置を提供することを目的とする。

一態様では、水平方向に延びる吸込管に接続される吸込口を有するポンプケーシングが提供される。前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、前記吸込ノズルは、前記吸込口に向かって、下方に傾斜している。

一態様では、前記吸込口は、前記ポンプケーシング内で最も低い最下部となる。
一態様では、前記ポンプケーシングは、前記吸込ノズルが接続されたボリュート部を備えており、前記吸込ノズルは、前記ボリュート部から斜め下方に延びる直線形状である。
一態様では、前記吸込口は、前記ボリュート部の下方に配置されており、前記ボリュート部と前記吸込ノズルとの間には、前記吸込ノズルを前記吸込管に接続するための作業スペースが形成されている。

一態様では、吸込口および吐出口を有するポンプケーシングが提供される。前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有している。

一態様では、羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記回転軸を回転させるモータと、前記羽根車を収容する上記ポンプケーシングと、を備える、ポンプ装置が提供される。

一態様では、前記ポンプ装置は、前記ポンプケーシングに接続された脚部を備えている。
一態様では、前記脚部は、前記吸込口を有する吸込フランジ部の下方に、前記吸込口から排出される液体を受け止めるドレンパンを配置するための空間を形成する。
一態様では、前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有しており、前記脚部は、前記ドレン口の下方に、前記ドレン口から排出される液体を受け止めるドレンパンを配置するための空間を形成する。

一態様では、前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有しており、前記脚部は、前記ドレン口に接続可能な配管を配置するための空間を形成する。

一態様では、羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記回転軸を回転させるモータと、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備えるポンプ装置が提供される。前記モータは、前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、前記軸受を支持する軸受支持部を有するモータケーシングと、前記軸受の、前記回転軸の軸線方向への移動を制限する軸受押さえと、を備えている。

一態様では、前記軸受押さえは、前記軸受支持部に固定されている。
一態様では、前記軸受押さえは、環状形状を有している。
一態様では、前記ポンプ装置は、立形のポンプ装置である。

一態様では、立形のポンプ装置が提供される。前記ポンプ装置は、羽根車と、前記羽根車が固定された回転軸と、前記羽根車を収容する羽根車収容構造と、前記羽根車と前記羽根車収容構造との間の隙間の大きさを調整するための隙間調整構造と、を備えている。

一態様では、前記隙間調整構造は、前記回転軸の段部に装着されたディスタンスピースと、前記ディスタンスピースと前記羽根車との間に配置された、少なくとも１つのシムと、を備えている。

一態様では、吸込口を有する吸込ノズルと、前記吸込ノズルが接続されたボリュート部と、を備え、前記吸込ノズルは、前記ボリュート部に接続された接続部から前記吸込口に向かって、下方に傾斜し、かつ前記吸込口から前記接続部に向かって、断面積が大きくなる流路を有している、ポンプケーシングが提供される。

一態様では、前記吸込ノズルは、前記吸込口と前記接続部との間に配置された幅広部を有している。
一態様では、前記幅広部は、水平方向に延びている。
一態様では、前記流路の断面積は、前記吸込口から前記接続部に向かって、一定の変化率で大きくなる。

一態様では、吸込口を有する吸込ノズルと、前記吸込ノズルの接続部が接続された、ボリュート室を有するボリュート部と、を備えるポンプケーシングが提供される。前記ボリュート室の底面が、前記ボリュート室の外周部から前記接続部に向かって、下方に傾斜している。

一態様では、前記吸込ノズルは、前記接続部から前記吸込口に向かって下方に傾斜している。
一態様では、前記吸込口が前記ポンプケーシングの吐出口よりも低い位置に配置されている。

ポンプケーシングは、その流路における最下部にて内部の液体を排出可能な吸込ノズルを備えている。したがって、ポンプケーシング内の液体は、重力の作用により、吸込ノズルから外部に排出される。

ポンプ装置の一実施形態を示す図である。 吸込ノズルを備えたポンプケーシングの効果を説明するための図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 図３のＡ線方向から見た図である。 吸込フランジ部の他の実施形態を示す図である。 脚部の他の実施形態を示す図である。 吸込ノズルの他の実施形態を示す図である。 モータの一実施形態を示す図である。 軸受押さえを示す図である。 隙間調整構造を示す図である。 隙間調整構造の拡大図である。 ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。 図１２のＢ−Ｂ線断面図である。 図１２のＣ線方向から見た図である。 ポンプケーシングの他の実施形態を示す図である。

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は、ポンプ装置の一実施形態を示す図である。図１に示すように、ポンプ装置は、取り扱い液（搬送液）を加圧する回転軸１と、回転軸１に固定された羽根車３と、羽根車３を収容するポンプケーシング５と、回転軸１を回転させるモータ７と、ポンプケーシング５とモータ７との間に配置された中間ブラケット５０と、高圧の液体の漏洩を防止するための軸封装置３０と、を備えている。ポンプケーシング５は、吸込口１２および吐出口１３を備えており、耐腐食性を有する材質（例えば、ステンレス）から構成されている。図１に示す実施形態では、回転軸１は鉛直に配置されている（図１の軸線ＣＬ方向参照）。また、中間ブラケット５０は、回転軸１が貫通する開口５０ａを有し、軸封装置３０は回転軸１が貫通する開口５０ａから外部（ここで外部は、モータ７）へ漏れる搬送液をシールする。

モータ７が駆動されると、モータ７の回転は、回転軸１に伝達され、回転軸１および羽根車３が回転する。羽根車３が回転すると、液体は吸込口１２を通ってポンプケーシング５内に流入し、羽根車３の回転に伴って昇圧される。昇圧された液体は、吐出口１３から吐き出される。図１に示す実施形態では、羽根車３は、セミオープン型羽根車である。一実施形態では、羽根車３は、ボルテックス型羽根車であってもよく、クローズド型羽根車であってもよい。

軸封装置３０は、回転軸１と中間ブラケット５０との間の隙間を封止する装置である。軸封装置３０の一例として、ダブルメカニカルシールが挙げられる。軸封装置３０は、回転軸１に固定された回転側シール部材（図示しない）と、中間ブラケット５０に固定された静止側シール部材（図示しない）と、を備えている。したがって、回転軸１が回転すると、回転側シール部材は、静止側シール部材に摺接し、軸封装置３０が発熱する。

さらに、このようなポンプ装置では、その取り扱い液の温度の範囲が低温（例えば、マイナス２５度）から高温（例えば、１４０度）である場合がある。例えば、取り扱い液の温度が軸封装置３０の許容温度よりも高温である場合、高温の取り扱い液が直接、軸封装置３０に接触すると、摺動によって発熱した軸封装置３０の温度が更に上昇してしまう。なお、本実施形態では、取り扱い液として、０．０５ｍｍ程度のスラリーを含むスラリー液を含む。一実施形態では、取り扱い液は清水や汚水でもよい。

このように、軸封装置３０は、回転側シール部材および静止側シール部材の摺動に加えて高温の取り扱い液との接触によって、非常に高温になり、故障するおそれがある。結果として、軸封装置３０は、その機能を十分に発揮することができず、液体がモータ７側へ漏洩し、モータ７が被水するおそれがある。そこで、ポンプ装置では、軸封装置３０の故障を確実に防止することができる構造が望まれる。

ポンプ装置は、軸封装置３０に流れる液体を所定の温度範囲内に保つ常温流路６０を備えている。つまり、ポンプ装置は、開口５０ａが搬送液を軸封装置３０へ流入する流路９０（第１流路）を形成し、流路９０内の搬送液を所定の温度範囲内に保つ常温流路６０（第２流路）を備えている。本実施形態では、常温流路６０は、中間ブラケット５０に形成されている。より具体的には、中間ブラケット５０は、ポンプケーシング５の開口端５ａを覆うカバー部５１と、カバー部５１に接続されたブラケット部５２と、を備えている。そして、常温流路６０は、カバー部５１およびブラケット部５２の少なくとも１つに形成されている。

常温流路６０は、カバー部５１およびブラケット部５２の両方に形成されているが、一実施形態では、常温流路６０は、カバー部５１にのみ形成されてもよく、または、ブラケット部５２にのみ形成されてもよい。つまり、カバー部５１における回転軸１が貫通する開口５１ａおよび／またはブラケット部５２における回転軸１が貫通する開口５２ａにて開口５０ａが形成される。そして、開口５０ａは流路９０を形成し、当該流路９０の搬送液を所定の温度範囲内に保つことができるよう、常温流路６０が開口５０ａの少なくとも一部分に近接して形成される。ここで、軸封装置３０は、その製品仕様によって許容される温度範囲が決められている。「流路９０の搬送液を所定の温度範囲内に保つ」と記す所定の温度範囲内とは、軸封装置３０が摺動によって発熱しても許容範囲内の温度に収まることを意味する。

常温流路６０は、回転軸１の外周面と中間ブラケット５０の内周面（開口５０ａ）が形成する流路９０よりも軸径方向外側に配置されている。羽根車３の回転によって加圧された取り扱い液は、この流路９０を流れるときに、側壁６０ａで隔てた常温流路６０の流体にて、熱交換された後、軸封装置３０に接触する。つまり、常温流路６０の流体にて適温となった流路９０の取り扱い液を軸封装置３０の潤滑に用いることができる。よって、軸封装置３０は、取り扱い液が許容範囲外であっても、モータ７側への漏洩を防止することができる。

常温流路６０は、液体入口６１および液体出口６２に連通している。液体（例えば、水道水）は、図示しない液体供給源から液体入口６１を通じて、常温流路６０に流入する。常温流路６０に流入した常温の液体（例えば、０℃〜６５℃の清水）は、常温流路６０の半径方向内側に配置された流路９０に存在する液体の温度を所定の範囲内（例えば、０℃〜６５℃）にする。

例えば、取り扱い液の温度が軸封装置３０の許容範囲よりも高温（例えば、１４０℃）である場合、高温の取り扱い液は、常温流路６０を流れる液体（例えば、常温０℃〜３５℃の水道水や工業用水）によって、冷却される。逆に、取り扱い液の温度が軸封装置３０の許容範囲よりも低温（例えば、マイナス２５℃）である場合、低温の取り扱い液は、常温流路６０を流れる液体（例えば、常温０℃〜３５℃の水道水や工業用水）によって、加熱される。これにより、軸封装置３０の温度を許容範囲内に保つことができる。その後、常温流路６０に流入した液体は、液体出口６２から排出される。なお、常温流路６０を流れる液体は、流体の一例であって、この流体の一例として、水道水や工場用水であってもよいし、気体であってもよい。

このように、軸封装置３０が許容範囲外の温度の取り扱い液と接触するのを避けつつ、軸封装置３０の温度を許容範囲内に保つための流体には取り扱いが簡単な清水（水道水や工場揚水等）を用いることもできる。また、本実施形態では、軸封装置３０の温度調整に用いる常温流路６０内の流体と、羽根車３にて昇圧する取り扱い液が混入しない。そのため、当該取り扱いと異なる流体を用いて、軸封装置３０の温度を許容範囲内に保つことができる。つまり、使用者は、常温流路６０の流体を設備や環境によって選択することができる。そのため、本実施形態のポンプ装置は、搬送液がスラリー等を含む特殊液の場合に特に有効である。

更に、中間ブラケット５０は、軸封装置３０に流れる液体（すなわち、取り扱い液）の流路を絞る絞り部６５を備えていることが好ましい。図１に示す絞り部６５は、環状形状を有する部材（例えば、ブッシュ）である。絞り部６５は、流路９０の入口であるカバー部５１の内周面に固定されており、回転軸１と同心状に配置されている。絞り部６５は、取り扱い液の、軸封装置３０への流路９０（すなわち、絞り部６５と羽根車３との間の隙間）を小さくすることで、流路９０に流れる取り扱い液の流速を制限することができる。これにより、常温流路６０の流体と熱交換される時間が長くなり、冷却効果が期待できる。

更に、軸封装置３０と絞り部６５との間には、軸封装置３０に流れる液体の滞留室６６が形成されていることが好ましい。この滞留室６６は、回転軸１の外周面とカバー部５１の内周面との間に形成された環状の部屋であり、絞り部６５と羽根車３との間の隙間を通過した液体は、この滞留室６６に滞留する。

ポンプ装置の初期運転時において、羽根車３の回転によって、ポンプケーシング５内に流入した取り扱い液は、羽根車３と絞り部６５との間の僅かな隙間を通過して、滞留室６６に流入する。そして、一旦、滞留室６６に流入した液体は、ポンプケーシング５内の圧力が十分に低下するまで滞留室６６に滞留し続ける。

常温流路６０は、滞留室６６の外側に配置されており、滞留室６６は、軸封装置３０に連通している。より具体的には、常温流路６０は、滞留室６６を取り囲む環状の流路である。したがって、滞留室６６に存在する液体は、常温流路６０を流れる液体によって、より積極的に熱交換される。

このように、軸封装置３０に接する液体を滞留室６６に、長時間滞留させて常温流路６０を流れる液体による熱交換されることにより、軸封装置３０の温度が許容範囲内となる。つまり、軸封装置３０の温度が許容範囲内となる所定の温度範囲内の取り扱い液が滞留室６６に留まり、当該滞留室６６に留まった液体が軸封装置３０の潤滑に用いられる。このような構成により、所定の温度範囲外の高温または低温の液体の、軸封装置３０との接触は、滞留室６６に存在する液体によって阻害される。結果として、軸封装置３０は、高温または低温の液体との接触に起因して、故障するのを防止できる。

なお、本実施形態では、ポンプ装置は、軸封装置３０に流れる液体を所定の温度範囲内に保つ常温流路６０を備えているが、軸封装置３０の保護手段はこれに限定されない。一実施形態では、ポンプ装置は、軸封装置３０を保護できれば、常温流路６０、絞り部６５、滞留室６６等の少なくとも１つを備えていなくてもよい。

上述したように、ポンプ装置は、使用用途によっては、定期的に分解洗浄される。この分解洗浄時において、ポンプ装置内の液体を完全に除去する必要があるが、ポンプケーシング５の内部流路が複雑な形状をしているため、液体が残留すると、その液体を除去することは手間である。

特に、本実施形態に係るポンプ装置では、取り扱い液として、スラリー液が含まれるため、ポンプ装置の分解洗浄時に、スラリーがポンプケーシング５内に残留しやすい。そこで、以下に説明する実施形態では、簡易な構造で、容易に、洗浄することができるポンプケーシング５の構造について、図面を参照して説明する。

ポンプケーシング５は、吸込口１２が形成された吸込ノズル１００を備えている。ポンプ装置は、吸込口１２が水平方向に延びる吸込管Ｓに、吐出口１３が水平方向に延びる吐出管Ｄに、締結具（例えば、ボルトとナット）にて、フランジ接続される。そして、その状態で、運転される。この吸込ノズル１００は、吸込口１２に向かって下方に傾斜している。より具体的には、ポンプケーシング５は、吸込ノズル１００が接続されたボリュート部１０１をさらに備えており、吸込ノズル１００は、ボリュート部１０１から吸込口１２に向かって、下方に傾斜している。

ボリュート部１０１は、ポンプケーシング５に収容される羽根車３の周囲にボリュート室１０２を形成している。ボリュート室１０２にて羽根車３が加圧した搬送液は、ボリュート室１０２から横に延びる吐出口１３から吐出する。吸込ノズル１００は、ボリュート部１０１の底部の中央に接続されており、ボリュート部１０１の下方に向かって延びている。

吸込ノズル１００は、ボリュート部１０１に接続された接続部１００ａと、吸込口１２を有する吸込フランジ部１００ｂと、接続部１００ａおよび吸込フランジ部１００ｂに接続されたノズル部１００ｃと、を備えている。ノズル部１００ｃは、接続部１００ａから吸込フランジ部１００ｂに向かって斜め下方に延びており、吸込ノズル１００の吸込口１２は、吸込ノズル１００の接続部１００ａよりも下方に配置されている。つまり、吸込口１２は、ポンプケーシング５内の流路における最下部である。

したがって、作業者がポンプ装置を停止して、吸込管Ｓから吸込ノズル１００を取り外すことにより、吸込ノズル１００内の液体は、図１の矢印に示すように、ノズル部１００ｃに留まることなく、重力の作用により、羽根車３の吐出し側の流路およびボリュート部１０１から吸込口１２に向かって、スムーズに流れる。結果として、ポンプ装置の分解洗浄時において、ポンプケーシング５内の液体は、特別な作業を要することなく、下方に傾斜する吸込ノズル１００を流れて、吸込口１２を通じて外部に排出される。

このように、本実施形態のポンプ装置は、吸込ノズル１００を斜め下方に延ばすだけの簡単な構造で、吸込み側の配管（吸込管Ｓ）が外されたときに、ポンプケーシング５内から液体を流出させることができる。このような構造により、ポンプケーシング５から液体を除去するためのドレン作業を簡略化することができ、作業者は、手間をかけることなく、ポンプ装置を分解洗浄することができる。

図２は、吸込ノズル１００を備えたポンプケーシング５の効果を説明するための図である。図２では、図１に示す実施形態に係る吸込ノズル１００（図２の下側図面参照）と、比較例として従来の吸込ノズル１０００（図２の上側図面参照）と、を示す。

図２の上側図面に示すように、従来の吸込ノズル１０００は、ボリュート部１０１に接続された接続部１０００ａと、吐出口１３と略同じ高さとなる吸込口１２を有する吸込フランジ部１０００ｂと、接続部１０００ａおよび吸込フランジ部１０００ｂに接続されたＵ字形状を有するノズル部１０００ｃと、を備えている。つまり、従来の吸込ノズル１０００は吸込口１２と吐出口１３が略同じ高さであるため、接続部１０００ａから斜め下方に延びるノズル部１０００ｃが斜め上方に湾曲し、当該湾曲した部分にポンプケーシング５内で最も低い底部１０００ｄが形成される。

よって、吸込管Ｓから吸込フランジ部１０００ｂを取り外したとき、ポンプケーシング５内の液体は、底部１０００ｄに残留してしまう。つまり、比較例に示す吸込みノズル１０００でポンプケーシング５内の液体を完全に除去するには、作業者が下記の例に示すようなドレン作業を行う必要がある。
（１）高圧気体の噴射によって底部１０００ｄに残留する液体を吹き飛ばすドレン作業。
（２）ポンプケーシング５を傾け底部１０００ｄよりも吸込口１２を下げるドレン作業。
（３）別の装置（例えば、ポンプ装置やツールなど）を使用するドレン作業。

これに対して、本実施形態では、ノズル部１００ｃが接続部１０００ａから斜め下方に延びる直線形状とすることで、吸込口１２をポンプケーシング５内の流路で最も低い底部１００ｄとした。そのため、吸込管Ｓを吸込フランジ部１００ｂから取り外すと、ポンプケーシング５内の液体は、重力の作用によって、底部１００ｄである吸込口１２を通じて外部に排出され、ノズル部１００ｃ内にほとんど残留しない。これにより、上述のドレン作業が省略できるので、ポンプケーシング５内の洗浄作業を簡易化できる。

さらに、図２の下側の本実施形態では、吸込ノズル１００（より具体的には、ノズル部１００ｃ）は、接続部１００ａから吸込口１２まで、一直線上に、斜め下方向に延びている。したがって、作業者は、吸込口１２を通じて、吸込ノズル１００の内部を容易に視認することができ、結果として、吸込ノズル１００の内部点検（例えば、残留物の有無）を容易に行うことができる。

また、比較例で吸込フランジ部１０００ｂの上部がボリュート部１０１と横並びに配置されている。したがって、作業スペースＷＳａがボリュート部１０１と吸込フランジ部１０００ｂとの間に形成されるよう、吸込ノズル１０００が外側に延びている。この作業スペースＷＳａは、例えば、締結具（例えば、ボルトとナットとの組み合わせ）１１０によって、ポンプ装置と吸込管Ｓをフランジ接続する作業に必要な空間である。

それに比して、本実施形態の吸込ノズル１００の吸込フランジ部１００ｂはボリュート部１０１よりも低い位置に配置されるので、ボリュート部１０１と、その下方のノズル部１００ｃとの間にも作業スペースＷＳａが形成できる。

つまり、吸込ノズル１００では、作業スペースＷＳａをボリュート部１０１の下方にも確保できる。このような構造により、ポンプ装置の中心線ＣＬと吸込フランジ部１００ｂとの間の距離Ｄ１は、ポンプ装置の中心線ＣＬと吸込フランジ部１０００ｂとの間の距離Ｄ２よりも差分ＤＳだけ小さくできる。つまり、本実施形態では、比較例に比して、ボリュート部１０１よりも外側へ延びる吸込ノズル１００の長さを短くできる。したがって、本実施形態に係る吸込ノズル１００を備えるポンプ装置は、その全体のサイズをコンパクトにすることができる。

図３は、ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。図３に示す実施形態では、ポンプ装置は、ポンプケーシング５に接続された脚部１５０，１５１を備えている。脚部１５０，１５１を設けることにより、ポンプ装置は、自立することができるので、作業者は、ポンプ装置を容易に持ち運ぶことができる。

さらに脚部１５０，１５１は、吸込フランジ部１００ｂと床ＦＬとの間に高さＨの空間を形成することが好ましい。高さＨの空間を形成することにより、吸込フランジ部１００ｂの真下に、廃液を回収するためのドレンパン１５５を配置することができる。図３に示すように、吐出口１３の真下にドレンパン１５６を配置してもよい。これにより、配管を取り外した際に流れ出る廃液を容易に回収できる。

図４は、図３のＡ線方向から見た図である。図４では、吸込フランジ部１００ｂは、接地面を有しており、２つの脚部１５１は、吸込フランジ部１００ｂの接地面にて形成される。吸込フランジ部１００ｂおよび脚部１５１は、一体成形部材である。ドレンパン１５５は、互いに隣接する２つの脚部１５１の間に配置されている。なお、本実施形態で吸込フランジ部１００ｂは、接地面を有していればよく、図に示す形状に限定されない。吸込管Ｓとフランジ接続できれば、どのような形状でもよい。

図５は、吸込フランジ部１００ｂの他の実施形態を示す図である。図５に示す実施形態では、吸込フランジ部１００ｂは円形形状を有しており、２つの脚部１５１は、吸込フランジ部１００ｂの下部から下方に向かって延びている。図５に示すように、吸込口１２の下方にドレンパン１５５を配置するために、互いに隣接する脚部１５１の間の距離Ｗ２は、吸込口１２の直径Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。このような構成により、ドレンパン１５５は吸込口１２の下方に配置され、２つの脚部１５１はドレンパン１５５の両側に配置される。

吸込管を吸込ノズル１００から取り外すことにより、吸込ノズル１００内の液体は、ノズル部１００ｃに留まることなく、重力の作用により、ボリュート部１０１から吸込口１２に向かって流れ、吸込口１２から流れ出す。吸込フランジ部１００ｂの真下に配置されたドレンパン１５５は、吸込口１２から流れ出した液体を受け止めることができる。

吸込口１２がポンプケーシング５内の流路で最も低い底部１００ｄであるため、吸込フランジ部１００ｂの底部がポンプ装置の中で最も低い位置に配置される。よって、図４および図５に示すように、容易に、吸込フランジ部１００ｂと脚部１５１を併用することができる。さらに、脚部１５０，１５１を設けることにより、吸込フランジ部１００ｂの下方に作業スペースＷＳｃを形成することができる。この作業スペースＷＳｃは、締結具１１０によって、吸込ノズル１００を吸込管に接続するための空間である。作業スペースＷＳｃを形成することにより、作業者は、吸込ノズル１００と吸込管とを容易に着脱することができる。

図６は、脚部の他の実施形態を示す図である。図６に示すように、ポンプ装置は、脚部１５０，１５１の代わりに、ポンプケーシング５を介して中間ブラケット５０に連結された脚部１６０を備えてもよい。図６に示す実施形態では、中間ブラケット５０のカバー部５１には、カバー部５１から外側に張り出した突起部１６１が形成されている。同様に、ポンプケーシング５には、ポンプケーシング５から外側に張り出した突起部１６２が形成されている。カバー部５１の突起部１６１およびポンプケーシング５の突起部１６２は、締結具（例えば、ボルト）１６５によって互いに連結される。

脚部１６０は、ベース部１６６と、ベース部１６６から鉛直方向に向かって延びる壁部１６７と、壁部１６７に固定され、かつポンプケーシング５の突起部１６２に接続可能な接続部１６８と、を備えている。突起部１６２および接続部１６８は、締結具（例えば、ボルト）１７０によって互いに接続される。

このような構成により、中間ブラケット５０およびポンプケーシング５は、締結具１６５によって互いに接続され、ポンプケーシング５および脚部１６０は、締結具１７０によって互いに接続される。図６に示す実施形態においても、脚部１６０を設けることにより、ドレンパン１５５，１５６（図３参照）をポンプケーシング５の下方に配置することができ、吸込ノズル１００を吸込管に接続するための作業スペースＷＳｃ（図３参照）を確保することができる。

図７は、吸込ノズル１００の他の実施形態を示す図である。図７に示す実施形態においても、ポンプ装置は、脚部１５０，１５１を備えている。図７に示す実施形態では、吸込ノズル１００は、Ｕ字形状を有するノズル部１００ｃを備えている。図７に示すように、ノズル部１００ｃは、その最下部１８０にドレン口１８１を有している。ドレン口１８１は、ノズル部１００ｃ内の液体を外部に排出するための貫通穴である。通常、ポンプ装置の運転時では、ドレン口１８１は、蓋（図示しない）で閉じられている。ポンプケーシング５の分解洗浄時において、蓋を取り外して、ドレン口１８１を通じて、ポンプケーシング５内の液体を排出する。

図７に示す実施形態では、脚部１５０，１５１は、ノズル部１００ｃの最下部１８０と床ＦＬとの間に高さＨの空間を形成する。高さＨの空間を形成することにより、液体の排出時において、ドレン口１８１の真下にドレンパン（図示しない）を配置したり、ドレン用の配管をドレン口１８１に接続することができる。

さらに、脚部１５０，１５１を設けることにより、ポンプ装置の持ち運びが容易になるという効果、および吸込フランジ部１００ｂの下方に作業スペースＷＳｃを形成することができるという効果を奏することができる。

上述した実施形態に係るポンプ装置は、０．０５ｍｍ程度のスラリー（すなわち、ライトスラリー）を含む液体（すなわち、スラリー液）を搬送可能な立形ポンプ装置である。スラリー液を搬送するために、羽根車３は、セミオープン型羽根車であることが好ましい。セミオープン型羽根車を採用することにより、ポンプケーシング５と羽根車３との間にスラリーが挟まることを抑制することができる。さらに、ポンプ装置は、流量に対して大きな揚程を得るために、一般的な羽根車と比べて、大きな直径を有する羽根車３を備えており、回転軸１を低速（例えば、１５００ｍｉｎ^−１）で回転させる。

このような構造により、ポンプの吸込圧力は大きくなり、結果として、羽根車３を上方向（すなわち、カバー部５１に向かう方向）に押す大きなスラスト力が発生する。このスラスト力により、羽根車３とカバー部５１との間の隙間の大きさが変化すると、ポンプ装置が所望の性能を発揮することができないおそれや、スラリーが羽根車３とカバー部５１との間の隙間に挟まるおそれが発生する。そこで、以下に説明する実施形態では、ポンプ装置は、大きなスラスト力が発生しても、羽根車３の上向きの移動を制限することができる構造を有している。

図８は、モータ７の一実施形態を示す図である。図８に示すように、モータ７は、回転軸１を回転自在に支持する第１軸受２０１Ａおよび第２軸受２０１Ｂと、第１軸受２０１Ａおよび第２軸受２０１Ｂを支持する第１軸受支持部２０２Ａおよび第２軸受支持部２０２Ｂを有するモータケーシング２０３と、第１軸受２０１Ａの、回転軸１の軸線ＣＬ方向への移動を制限する軸受押さえ２０５と、を備えている。

回転軸１は、モータケーシング２０３を貫通して延びており、回転軸１の端部１ａには、冷却ファン２０６が固定されている。冷却ファン２０６は、モータケーシング２０３に接続されたファンカバー２０９に収容されている。第２軸受２０１Ｂは、冷却ファン２０６に隣接して配置された反負荷側軸受である。第１軸受２０１Ａは、冷却ファン２０６から離間して配置された負荷側軸受である。

第１軸受２０１Ａと第２軸受２０１Ｂとの間には、回転軸１を回転させるための回転子（ロータ）２１０および固定子（ステータ）２１１が配置されている。回転子２１０は回転軸１に固定されており、固定子２１１は、回転子２１０を囲んで、電力を巻線（コイル）２１１ｂが受けて回転磁界を形成する。固定子２１１は、ステータコア２１１ａと、ステータコア２１１ａに巻かれた複数の巻線２１１ｂと、を備えている。回転子２１０は、回転子２１０と固定子２１１との間に形成される回転磁界によって回転し、回転子２１０が固定された回転軸１は回転子２１０とともに回転する。

第１軸受２０１Ａは第１軸受支持部２０２Ａに支持されており、第２軸受２０１Ｂは第２軸受支持部２０２Ｂに支持されている。上述したように、羽根車３を押し上げるスラスト力が発生すると、このスラスト力は、回転軸１を通じて、第１軸受２０１Ａおよび第２軸受２０１Ｂに作用する。第２軸受２０１Ｂに作用するスラスト力は、第２軸受支持部２０２Ｂによって受け止められる一方で、第１軸受２０１Ａに作用するスラスト力は、第１軸受支持部２０２Ａに受け止められない。そこで、モータ７は、第１軸受２０１Ａに作用するスラスト力を受け止める軸受押さえ２０５を備えている。

図９は、軸受押さえ２０５を示す図である。図９に示すように、軸受押さえ２０５は、複数の締結具２１２によって第１軸受支持部２０２Ａに固定されている。軸受押さえ２０５は、環状形状を有しており、回転軸１と同心状に配置されている。複数の締結具２１２は、軸受押さえ２０５の円周方向に沿って等間隔に配置されていることが好ましい。軸受押さえ２０５は、締結具２１２が挿入可能な貫通穴２０７を有している。第１軸受支持部２０２Ａは、締結具２１２が挿入可能な締結穴２０８を有している。これら貫通穴２０７および締結穴２０８に締結具２１２を挿入して、締結具２１２を締め付けることにより、軸受押さえ２０５は、第１軸受支持部２０２Ａに固定される。

本実施形態によれば、軸受押さえ２０５は、第１軸受２０１Ａに作用するスラスト力を確実に受け止めることができる。したがって、ポンプ装置は、羽根車３に上向きの大きなスラスト力が発生しても、羽根車３とカバー部５１との間の隙間の大きさを所望の大きさに維持することができる。

上述したように、ポンプ装置は、ライトスラリーを含むスラリー液を搬送可能である。スラリー液が継続的に搬送されると、スラリー液に接触するポンプ装置の構成要素（羽根車３やポンプケーシング５やカバー部５１など）が摩耗するおそれがある。この摩耗により、羽根車３とその周辺部材（例えば、ポンプケーシング５、カバー部５１）との間の隙間の大きさが変化し、結果として、ポンプ装置の性能に悪影響を及ぼすおそれがある。さらに、ポンプ装置は、高温の取り扱い液も搬送可能である。この場合、取り扱い液の熱の影響により、ポンプ装置の構成要素が熱膨張し、結果として、羽根車３とその周辺部材との間の隙間の大きさが変化するおそれがある。そこで、以下に説明する実施形態では、ポンプ装置は、上記隙間の大きさを調整するための隙間調整構造を備えている。

図１０は、隙間調整構造を示す図である。以下に説明する実施形態では、羽根車３の周辺部材（例えば、ポンプケーシング５、カバー部５１）を総称して、羽根車収容構造３００と呼ぶことがある。図１０に示すように、ポンプ装置は、羽根車３を収容する羽根車収容構造３００と、羽根車３と羽根車収容構造３００との間の隙間の大きさを調整するための隙間調整構造３０５と、を備えている。

図１１は、隙間調整構造３０５の拡大図である。図１１に示すように、隙間調整構造３０５は、回転軸１の段部１ｂに装着されたディスタンスピース３０６と、ディスタンスピース３０６と羽根車３との間に配置された、少なくとも１つのシム３０７と、を備えている。

ディスタンスピース３０６およびシム３０７のそれぞれは、環状形状を有しており、回転軸１と同心状に配置されている。シム３０７は、微小な厚さ（例えば、０．１ｍｍ）を有している。作業者は、ディスタンスピース３０６が装着された状態で、１枚または２枚以上のシム３０７を配置することにより、羽根車３と羽根車収容構造３００との間の隙間の大きさを調整する。

高温の取り扱い液を搬送する場合、作業者は、羽根車３および羽根車収容構造３００の熱膨張を考慮して、配置すべきシム３０７の枚数を決定する。本実施形態によれば、シム３０７の枚数を調整するという簡単な方法により、羽根車３と羽根車収容構造３００との間の隙間の大きさを自由に調整することができる。特に、本実施形態では、ポンプ装置は、羽根車３がモータ７から延びる回転軸１に直接的に固定される構造を有しているため、複雑な構造を必要とせずに隙間を調整することができる隙間調整構造３０５を設けることは、特に有効である。

本実施形態によれば、スラリー液の搬送に起因して、羽根車３や羽根車収容構造３００が摩耗した場合であっても、作業者は、ポンプ装置のメンテナンス時において、シム３０７を追加することにより、羽根車３と羽根車収容構造３００との間の隙間の大きさを適切な大きさに調整することができる。したがって、ポンプ装置のコストを削減することができる。

本実施形態によれば、ポンプ装置は、隙間調整構造３０５を備えることにより、スラリー液を搬送するための特殊な構造を有する必要はなく、清水などの取り扱い液も搬送可能である。より具体的には、作業者は、清水などの取り扱い液を搬送する場合には、隙間調整構造３０５を取り外せばよく、スラリー液を搬送する場合には、隙間調整構造３０５を取り付ければよい。

図１２は、ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す図である。図１２に示すように、吸込ノズル１００は、ボリュート部１０１から吸込口１２に向かって、下方に傾斜している。このような構造により、ボリュート部１０１よりも外側へ延びる吸込ノズル１００の長さを短くでき、結果として、ポンプ装置の全体のサイズをコンパクトにすることができる（図２参照）。

ポンプ装置のサイズをコンパクトにするためには、吸込ノズル１００の高さ方向の大きさを小さくし、かつ吸込ノズル１００の幅方向（より具体的には、ポンプ装置の中心線ＣＬから吸込フランジ部１００ｂに向かう方向）の大きさを小さくすることが望ましい。また、吸込ノズル１００の形状の変化を最小限に留めて、吸込ノズル１００の流路の断面積（高さ方向の断面積）を一定の変化率で大きくすることが重要である。なぜなら、ポンプケーシング５は、一般的に、吸込側の流量が大きく絞られると、キャビテーションなどの不具合が発生するためである。したがって、吸込ノズル１００は、その流路において、所定の断面積を確保しつつ、圧力損失を抑制する形状を有することが望ましい。

図１３は、図１２のＢ−Ｂ線断面図である。図１４は、図１２のＣ線方向から見た図である。図１３および図１４に示すように、吸込ノズル１００は、ボリュート部１０１（より具体的には、ボリュート部１０１に接続された接続部１００ａ）から吸込口１２に向かって下方に傾斜する流路４００と、吸込口１２から接続部１００ａに向かって、一定の変化率で流路４００の断面積が大きくなるように、吸込口１２と接続部１００ａとの間に配置された幅広部１００ｄと、を有している。

幅広部１００ｄは、吸込ノズル１００の高さ方向の大きさを小さくして、コンパクトなポンプ装置を実現するために、水平方向に延びている。幅広部１００ｄにおける取り扱い液の流量は、増大する。したがって、幅広部１００ｄを設けることにより、吸込ノズル１００は、その流路４００の断面積を一定の変化率で大きくすることができる。結果として、ポンプ装置は、キャビテーションの発生を防止しつつ、必要な流量を確保することができる。さらに、吸込ノズル１００は、圧力損失を抑制するような最適な角度で傾斜することができる。

図１５は、ポンプケーシングの他の実施形態を示す図である。図１５に示すように、ポンプケーシング５は、ドレン構造を有してもよい。より具体的には、ポンプケーシング５のボリュート部１０１は、羽根車３が収容されたボリュート室１０２を有している。ボリュート室１０２には、羽根車３の下方に位置する底面１０２ａと、羽根車３の外側に位置する外周部１０２ｂと、が形成されている。ボリュート室１０２の底面１０２ａは、ボリュート室１０２の外周部１０２ｂから接続部１００ａに向かって、下方に傾斜している。

このような底面１０２ａを形成することにより、ポンプ装置の運転の停止後にボリュート室１０２に存在する取り扱い液は、重力の作用により、底面１０２ａを流下し、ボリュート室１０２からスムーズに排出される。図１５に示す実施形態では、吸込ノズル１００は、吸込口１２に向かって、下方に傾斜している。したがって、ボリュート室１０２から排出された取り扱い液は、接続部１００ａから吸込フランジ部１００ｂに向かって斜め下方に延びるノズル部１００ｃを流下し、吸込口１２からスムーズに排出される。

図１５に示すように、吸込口１２は、吐出口１３よりも低い位置に配置されており、かつ吸込フランジ部１００ｂ側に配置されている。したがって、ボリュート室１０２に残留する取り扱い液は、吐出口１３側に流れることなく、確実に吸込ノズル１００に導かれる。

図１５に示す実施形態では、図１に示す実施形態に係るポンプケーシング５に適用されたドレン構造について説明したが、このようなドレン構造は、図１２に示す実施形態に係るポンプケーシング５にも適用可能である。

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。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に解釈されるものである。

１ 回転軸
１ａ 端部
１ｂ 段部
３ 羽根車
５ ポンプケーシング
５ａ 開口端
７ モータ
１２ 吸込口
１３ 吐出口
３０ 軸封装置
５０ 中間ブラケット
５０ａ 開口
５１ カバー部
５１ａ 開口
５２ ブラケット部
５２ａ 開口
６０ 常温流路（第２流路）
６０ａ 側壁
６１ 液体入口
６２ 液体出口
６５ 絞り部
９０ 流路（第１流路）
１００ 吸込ノズル
１００ａ 接続部
１００ｂ フランジ部
１００ｃ ノズル部
１００ｄ 幅広部
１０１ ボリュート部
１０２ ボリュート室
１０２ａ 底面
１０２ｂ 外周面
１５０，１５１ 脚部
１５５，１５６ ドレンパン
１６０ 脚部
１６１，１６２ 突起部
１６５ 締結具
１６６ ベース部
１６７ 壁部
１６８ 接続部
１７０ 締結具
１８０ 最下部
１８１ ドレン口
２０１Ａ 第１軸受
２０１Ｂ 第２軸受
２０２Ａ 第１軸受支持部
２０２Ｂ 第２軸受支持部
２０３ モータケーシング
２０５ 軸受押さえ
２０６ 冷却ファン
２０７ 貫通穴
２０８ 締結穴
２０９ ファンカバー
２１０ 回転子（ロータ）
２１１ 固定子（ステータ）
２１１ａ ステータコア
２１１ｂ 巻線
２１２ 締結具
３００ 羽根車収容構造
３０５ 隙間調整構造
３０６ ディスタンスピース
３０７ シム
４００ 流路
１０００ 吸込ノズル
１０００ａ 接続部
１０００ｂ フランジ部
１０００ｃ ノズル部

Claims (23)

1. 水平方向に延びる吸込管に接続される吸込口を有するポンプケーシングであって、
   前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、
   前記吸込ノズルは、前記吸込口に向かって、下方に傾斜している、ポンプケーシング。
2. 前記吸込口は、前記ポンプケーシング内で最も低い最下部となる、請求項１に記載のポンプケーシング。
3. 前記ポンプケーシングは、前記吸込ノズルが接続されたボリュート部を備えており、
   前記吸込ノズルは、前記ボリュート部から斜め下方に延びる直線形状である、請求項１または請求項２に記載のポンプケーシング。
4. 前記吸込口は、前記ボリュート部の下方に配置されており、
   前記ボリュート部と前記吸込ノズルとの間には、前記吸込ノズルを前記吸込管に接続するための作業スペースが形成されている、請求項３に記載のポンプケーシング。
5. 吸込口および吐出口を有するポンプケーシングであって、
   前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、
   前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有している、ポンプケーシング。
6. 羽根車と、
   前記羽根車が固定された回転軸と、
   前記回転軸を回転させるモータと、
   前記羽根車を収容する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のポンプケーシングと、を備える、ポンプ装置。
7. 前記ポンプ装置は、前記ポンプケーシングに接続された脚部を備えている、請求項６に記載のポンプ装置。
8. 前記脚部は、前記吸込口を有する吸込フランジ部の下方に、前記吸込口から排出される液体を受け止めるドレンパンを配置するための空間を形成する、請求項７に記載のポンプ装置。
9. 前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、
   前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有しており、
   前記脚部は、前記ドレン口の下方に、前記ドレン口から排出される液体を受け止めるドレンパンを配置するための空間を形成する、請求項８に記載のポンプ装置。
10. 前記ポンプケーシングは、前記吸込口が形成された吸込ノズルを備えており、
    前記吸込ノズルは、その最下部にドレン口を有しており、
    前記脚部は、前記ドレン口に接続可能な配管を配置するための空間を形成する、請求項７に記載のポンプ装置。
11. 羽根車と、
    前記羽根車が固定された回転軸と、
    前記回転軸を回転させるモータと、
    前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を備え、
    前記モータは、
    前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
    前記軸受を支持する軸受支持部を有するモータケーシングと、
    前記軸受の、前記回転軸の軸線方向への移動を制限する軸受押さえと、を備えている、ポンプ装置。
12. 前記軸受押さえは、前記軸受支持部に固定されている、請求項１１に記載のポンプ装置。
13. 前記軸受押さえは、環状形状を有している、請求項１１または請求項１２に記載のポンプ装置。
14. 前記ポンプ装置は、立形のポンプ装置である、請求項１１〜請求項１３のいずれか一項に記載のポンプ装置。
15. 立形のポンプ装置であって、
    前記ポンプ装置は、
    羽根車と、
    前記羽根車が固定された回転軸と、
    前記羽根車を収容する羽根車収容構造と、
    前記羽根車と前記羽根車収容構造との間の隙間の大きさを調整するための隙間調整構造と、を備えている、ポンプ装置。
16. 前記隙間調整構造は、
    前記回転軸の段部に装着されたディスタンスピースと、
    前記ディスタンスピースと前記羽根車との間に配置された、少なくとも１つのシムと、を備えている、請求項１５に記載のポンプ装置。
17. 吸込口を有する吸込ノズルと、
    前記吸込ノズルが接続されたボリュート部と、を備え、
    前記吸込ノズルは、前記ボリュート部に接続された接続部から前記吸込口に向かって、下方に傾斜し、かつ前記吸込口から前記接続部に向かって、断面積が大きくなる流路を有している、ポンプケーシング。
18. 前記吸込ノズルは、前記吸込口と前記接続部との間に配置された幅広部を有している、請求項１７に記載のポンプケーシング。
19. 前記幅広部は、水平方向に延びている、請求項１８に記載のポンプケーシング。
20. 前記流路の断面積は、前記吸込口から前記接続部に向かって、一定の変化率で大きくなる、請求項１７〜請求項１９のいずれか一項に記載のポンプケーシング。
21. 吸込口を有する吸込ノズルと、
    前記吸込ノズルの接続部が接続された、ボリュート室を有するボリュート部と、を備え、
    前記ボリュート室の底面が、前記ボリュート室の外周部から前記接続部に向かって、下方に傾斜している、ポンプケーシング。
22. 前記吸込ノズルは、前記接続部から前記吸込口に向かって下方に傾斜している、請求項２１に記載のポンプケーシング。
23. 前記吸込口が前記ポンプケーシングの吐出口よりも低い位置に配置されている、請求項２１または請求項２２に記載のポンプケーシング。

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