JP2023004057A - impeller and submersible pump - Google Patents

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impeller
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央隆 飯盛
Hisataka Iimori
ディン ファプ チャン
Dinh Phap Tran
利造 高橋
Toshizo Takahashi
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Kawamoto Pump Mfg Co Ltd
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Kawamoto Pump Mfg Co Ltd
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Abstract

To provide an impeller and a submersible pump capable of increasing welded surfaces of a vane and a shroud.SOLUTION: An impeller 42 includes: a main plate 101 formed of resin material, and having a back shroud 52 fixed to a rotating shaft 24 and a vane 54 integrally formed with the back shroud 52; and a side plate 102 including a front shroud 53 having a suction port 58, and a weld groove 105 provided on a rear surface of the front shroud 53 and recessed in the shape of an end of the vane 54 to which the end of the vane 54 is inserted, wherein front and back surfaces of the vane 54 are welded to the front shroud 53 in a state where the vane 54 is arranged in the weld groove 105.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、汚水等を送水するインペラ及び水中ポンプに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an impeller and a submersible pump for conveying sewage or the like.

汚水等の送水に用いる水中ポンプは、渦巻形のケーシング内にインペラが収容された渦巻ポンプが用いられる。このような水中ポンプは、例えば、インペラが回転することで、ケーシングの下面に設けられた吸込口から汚水を吸い込み、ケーシングの側面に設けられた吐出口から吐出する。 A centrifugal pump in which an impeller is accommodated in a spiral casing is used as a submersible pump for conveying sewage or the like. Such a submersible pump, for example, sucks sewage from a suction port provided on the bottom surface of the casing and discharges it from a discharge port provided on the side surface of the casing by rotating the impeller.

このような汚水等の送水に用いられる水中ポンプは、汚水中に含まれた異物が回転軸やインペラ等に巻き込まれることによる故障等を防止するために、汚水中に含まれる汚物を確実に排出できる構成が要求される。 Submersible pumps used for conveying such sewage reliably discharge sewage contained in sewage in order to prevent failures due to foreign substances contained in sewage being caught in rotating shafts, impellers, etc. configuration is required.

このため、例えば、インペラとして、一枚のシュラウドに羽根が複数設けられた所謂セミオープンインペラと呼ばれるものが用いられる。しかし、このようなインペラは、ポンプ効率が悪いことから、高効率が要求される場合において用いられるクローズドインペラが知られている。 For this reason, for example, a so-called semi-open impeller in which a plurality of blades are provided on one shroud is used as the impeller. However, such impellers have poor pumping efficiency, so closed impellers are known that are used when high efficiency is required.

このようなクローズドインペラは、二枚のシュラウド間に羽根が設けられる構成であり、セミオープンインペラに比べて、インペラ内に異物が巻き込まれる虞が高い。 Such a closed impeller has a configuration in which blades are provided between two shrouds, and there is a high possibility that foreign matter may be caught in the impeller compared to a semi-open impeller.

このため、異物の巻き込みを防止するために、クローズドノンクロッグインペラとしてシュラウド間に一枚の羽根を設けたインペラが知られている(例えば、特許文献1参照)。そして、このようなインペラは、鋳造により、ねずみ鋳鉄又はステンレス鋳鋼にて製造される。 For this reason, an impeller provided with one blade between the shrouds is known as a closed non-clog impeller (see, for example, Patent Document 1). Such impellers are then manufactured in gray cast iron or stainless cast steel by casting.

しかしながら、上述したインペラは、鋳造により製造されているため、表面粗さが粗くなり、ポンプ効率を低下させる虞がある。また、ねずみ鋳鉄で製造したインペラは、錆び防止のために、塗装が必要であり、製造コストが増加する。 However, since the impeller described above is manufactured by casting, it has a rough surface, which may reduce pump efficiency. In addition, impellers made of gray cast iron require painting to prevent rust, which increases manufacturing costs.

ステンレス鋳鋼で製造したインペラは、製造に時間を要するために、調達上の問題となることがある。また、このようなインペラは、比重が大きい材料で形成されることから、インペラ回転時の機械的バランスを取る必要があるという問題もある。 Impellers made from cast stainless steel can be a procurement problem due to the time required to manufacture them. Moreover, since such an impeller is made of a material having a large specific gravity, there is also the problem that it is necessary to maintain a mechanical balance during rotation of the impeller.

そこで、クローズドノンクロッグインペラを樹脂材料で成形することも考えられる。例えば、樹脂材料でインペラを製造する方法として、表シュラウド及び複数の羽根が形成された裏シュラウドを別々に成形する技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, it is conceivable to mold the closed non-clog impeller with a resin material. For example, as a method of manufacturing an impeller with a resin material, there is also known a technique of separately molding a front shroud and a back shroud having a plurality of blades (see, for example, Patent Document 2).

特開2012-77671号公報JP 2012-77671 A 特許第6006987号公報Japanese Patent No. 6006987

上述した特許文献2のインペラは、羽根中心に設けた溶着リブとカシメ用のリブをそれぞれ異なる超音波溶着が求められることから、工程が増加し、コストアップの要因となり得る。また、特許文献2のインペラは、羽根の中心に溶着リブを設け、そして、羽根が複数等間隔に設けられる構成であることから、溶着強度としては十分確保できるものである。 In the impeller of Patent Document 2 described above, different ultrasonic welding is required for the welding rib provided at the center of the blade and the crimping rib. Further, the impeller of Patent Document 2 has a welded rib at the center of each blade, and has a structure in which a plurality of blades are provided at regular intervals, so that sufficient welding strength can be ensured.

しかしながら、クローズドノンクロッグインペラは、羽根が1枚、多くても2枚と、羽根枚数が少ない。羽根が少ないと、シュラウドとの溶着面が少なくなるため、溶着したインペラの強度が不足する虞がある。 However, the closed non-clog impeller has only one blade, or at most two blades, which is a small number of blades. If the number of blades is small, the surface to be welded with the shroud is small, and the strength of the welded impeller may be insufficient.

そこで本発明は、羽根とシュラウドの溶着面積を増加できるインペラ及び水中ポンプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an impeller and a submersible pump that can increase the welding area between the blades and the shroud.

本発明の一態様によれば、インペラは、樹脂材料で形成され、回転軸に固定される裏シュラウドと、前記裏シュラウドに設けられる羽根と、吸込口を有する表シュラウド及び前記表シュラウドの裏面に設けられ、前記羽根の先端が挿入される、前記羽根の先端形状に窪む溶着溝を有する、前記羽根が前記溶着溝に配置された状態で、前記羽根の表裏面が前記表シュラウドに溶着される側板と、を備える。 According to one aspect of the present invention, the impeller is formed of a resin material and includes a back shroud fixed to a rotating shaft, blades provided on the back shroud, a front shroud having a suction port, and The front and back surfaces of the blade are welded to the front shroud in a state in which the blade is placed in the welding groove. and a side plate.

本発明の一態様によれば、水中ポンプは、モータと、ポンプケーシングと、一端が前記モータに接続され、他端が前記ポンプケーシング内に配置される回転軸と、樹脂材料で形成され、前記回転軸に固定される裏シュラウド、前記裏シュラウドに設けられる羽根、並びに、吸込口を有する表シュラウド及び前記表シュラウドの裏面に設けられ、前記羽根の先端が挿入される、前記羽根の先端形状に窪む溶着溝を有する側板を有し、前記羽根が前記溶着溝に配置された状態で、前記羽根の表裏面が前記表シュラウドに溶着されるインペラと、を備える。 According to one aspect of the present invention, a submersible pump is formed of a motor, a pump casing, a rotary shaft having one end connected to the motor and the other end arranged in the pump casing, and a resin material, and A rear shroud fixed to a rotating shaft, blades provided on the rear shroud, a front shroud having an intake port, and a tip shape of the blades provided on the rear surface of the front shroud and into which the blade tips are inserted. and an impeller having a side plate with recessed welding grooves, wherein the front and back surfaces of the blades are welded to the front shroud in a state in which the blades are arranged in the welding grooves.

本発明によれば、羽根とシュラウドの溶着面積を増加できるインペラ及び水中ポンプを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the impeller and submersible pump which can increase the welding area of a blade|wing and a shroud can be provided.

本発明の一実施形態に係る水中ポンプの構成を一部断面で示す説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram showing a partial cross-section of the configuration of a submersible pump according to an embodiment of the present invention; 同水中ポンプのインペラの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the impeller of the same submersible pump. 同インペラの主板の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the main plate of the same impeller. 同インペラの側板の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the side plate of the same impeller. 同側板に設けられる突起部の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the protrusion part provided in the same side board. 同インペラの要部構成を示すとともに、インペラの製造の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of manufacture of an impeller while showing the principal part structure of the same impeller.

以下、本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ1及びインペラ42を、図1乃至図6を用いて説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る水中ポンプ1の構成を一部断面で示す説明図、図2は、水中ポンプ1のインペラ42の構成を、図1中II-II線断面で示す断面図、図3は、インペラ42の主板101の構成を示す斜視図、図4は、インペラ42の側板102の構成を示す斜視図、図5は側板102に設けられる突起部106の構成を示す斜視図、図6は、水中ポンプ1に用いられるインペラ42の羽根54の端部及び表シュラウド53の溶着溝105の構成を示すとともに、インペラ42の製造の一例を示す説明図である。
A submersible pump 1 and an impeller 42 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a partial cross-section of the configuration of a submersible pump 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of an impeller 42 of the submersible pump 1 in a cross-section taken along line II-II in FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the main plate 101 of the impeller 42, FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the side plate 102 of the impeller 42, and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the end portions of the blades 54 of the impeller 42 and the welding grooves 105 of the front shroud 53 used in the submersible pump 1, and is an explanatory diagram showing an example of manufacturing the impeller 42. As shown in FIG.

図1に示すように、水中ポンプ1は、モータ10と、軸封装置11と、ポンプ12と、連結管13と、を備える。このような水中ポンプ1は、汚水槽及び下水道等に設置され、異物(汚物等)を含む汚水を送水する所謂水中汚水ポンプと呼ばれるものである。 As shown in FIG. 1, the submersible pump 1 includes a motor 10, a shaft seal device 11, a pump 12, and a connecting pipe 13. Such a submersible pump 1 is installed in a sewage tank, a sewage system, or the like, and is a so-called submersible sewage pump that feeds sewage containing foreign matter (filth, etc.).

モータ10は、モータケーシング21と、固定子22と、回転子23と、回転軸24と、を備える。またモータ10は、回転軸24を回転可能に支持する複数の軸受25と、固定子22を外部電源等に接続する電源ケーブル26と、を有する。モータケーシング21は、両端が閉塞する円筒形状に形成され、一方の端面が軸封装置11にボルト等により固定される。 The motor 10 includes a motor casing 21 , a stator 22 , a rotor 23 and a rotating shaft 24 . The motor 10 also has a plurality of bearings 25 that rotatably support the rotary shaft 24, and a power cable 26 that connects the stator 22 to an external power source or the like. The motor casing 21 is formed in a cylindrical shape with both ends closed, and one end face is fixed to the shaft seal device 11 with bolts or the like.

固定子22は、モータケーシング21の内面に固定される。固定子22は、電源ケーブル26を介して供給された電力により、回転子23を回転可能に形成される。回転子23は、その回転に追従して回転軸24を回転可能に、回転軸24と固定される。 The stator 22 is fixed to the inner surface of the motor casing 21 . The stator 22 is formed to rotate the rotor 23 with electric power supplied through the power cable 26 . The rotor 23 is fixed to the rotating shaft 24 so that the rotating shaft 24 can rotate following its rotation.

回転軸24は、モータケーシング21の一端側から突出し、且つ、モータケーシング21にベアリング等の軸受25を介して回転自在に軸支される。なお、回転軸24は、水中ポンプ1を設置面に設置した姿勢において、モータケーシング21から重力方向に延設される。 The rotating shaft 24 protrudes from one end of the motor casing 21 and is rotatably supported by the motor casing 21 via a bearing 25 such as a bearing. The rotary shaft 24 extends from the motor casing 21 in the direction of gravity when the submersible pump 1 is installed on the installation surface.

軸封装置11は、シールケーシング30と、メカニカルシール31と、を備える。軸封装置11は、モータ10、ポンプ12及び回転軸24間を液密に仕切る。 The shaft sealing device 11 has a seal casing 30 and a mechanical seal 31 . The shaft sealing device 11 liquid-tightly partitions the motor 10 , the pump 12 and the rotating shaft 24 .

シールケーシング30は、内部にメカニカルシール31を収納可能に形成されている。このようなシールケーシング30は、両端が閉塞する円筒状に形成され、その両端面に回転軸24を挿入する挿入孔33が形成される。また、シールケーシング30は、その内部に、メカニカルシール31の潤滑油を充満可能な油室34を形成する。例えば、シールケーシング30は、軸方向で分割される二つの構成部品で構成され、一体に組み立てることで、内部に油室34を形成する。 The seal casing 30 is formed to accommodate a mechanical seal 31 therein. Such a seal casing 30 is formed in a cylindrical shape with both ends closed, and an insertion hole 33 into which the rotating shaft 24 is inserted is formed in both end faces. Further, the seal casing 30 forms therein an oil chamber 34 that can be filled with lubricating oil for the mechanical seal 31 . For example, the seal casing 30 is composed of two axially divided component parts, which are integrally assembled to form an oil chamber 34 therein.

メカニカルシール31は、シールケーシング30と回転軸24との間を密閉することで、ポンプ12からの汚水の浸入及びモータ10への潤滑油の浸入を防止する。 The mechanical seal 31 seals between the seal casing 30 and the rotating shaft 24 to prevent infiltration of dirty water from the pump 12 and infiltration of lubricating oil into the motor 10 .

ポンプ12は、ケーシング41と、インペラ42と、を備える。ケーシング41は、その内部にインペラ42を収納する渦巻ケーシングであり、その内部にポンプ室43を形成する。ケーシング41は、複数の構成部品で構成され、組み立てることでその内部にポンプ室43を形成する。 The pump 12 has a casing 41 and an impeller 42 . The casing 41 is a spiral casing that accommodates the impeller 42 therein and forms a pump chamber 43 therein. The casing 41 is composed of a plurality of component parts, and is assembled to form a pump chamber 43 therein.

ケーシング41は、水中ポンプ1を据付面に据付ける複数の脚部48を備える。また、ケーシング41は、底面であって、且つ、複数の脚部48間に設けられた吸込開口49と、側面の一部に設けられた吐出開口50と、を備える。 The casing 41 has a plurality of legs 48 for mounting the submersible pump 1 on the mounting surface. The casing 41 also includes a suction opening 49 provided on the bottom surface and between the plurality of legs 48, and a discharge opening 50 provided on a portion of the side surface.

吸込開口49は、インペラ42の後述する吸込口58と略同一の口径に形成されている。なお、吸込開口49は、インペラ42を回動可能に支持するライナリングを有する構成であってもよい。 The suction opening 49 is formed to have substantially the same diameter as the suction port 58 of the impeller 42, which will be described later. The suction opening 49 may have a liner ring that rotatably supports the impeller 42 .

吐出開口50は、その口径(吐出径)がインペラ42を通過可能な粒径の異物を通過可能に形成される。具体的には、吐出開口50の口径は、インペラ42を通過可能な所定の粒径の異物と略同一径に形成される。ここで、インペラ42を通過可能な所定の粒径の異物とは、例えば、水中ポンプ1の吐出開口50の口径(吐出径)と同直径(所定の粒径)の球形固形物である。 The discharge opening 50 is formed so that a diameter (discharge diameter) thereof can pass foreign matter having a particle size that can pass through the impeller 42 . Specifically, the diameter of the discharge opening 50 is formed to have substantially the same diameter as the foreign matter of a predetermined particle diameter that can pass through the impeller 42 . Here, the foreign matter having a predetermined particle size that can pass through the impeller 42 is, for example, a spherical solid having the same diameter (predetermined particle size) as the diameter (discharge diameter) of the discharge opening 50 of the submersible pump 1 .

図1乃至図4に示すように、インペラ42は、クローズドノンクロッグインペラであって、所定の粒径の異物を通過可能に形成される。このようなインペラ42は、軸封装置11側に配置される裏シュラウド52と、裏シュラウド52と対向して設けられ、吸込開口49側に配置される表シュラウド53と、これらシュラウド52、53間に設けられた羽根54と、を備える。 As shown in FIGS. 1 to 4, the impeller 42 is a closed non-clog impeller, and is formed so as to be able to pass foreign matter of a predetermined particle size. Such an impeller 42 includes a back shroud 52 arranged on the shaft sealing device 11 side, a front shroud 53 arranged opposite to the back shroud 52 and arranged on the suction opening 49 side, and between these shrouds 52 and 53. and a vane 54 provided in the.

また、インペラ42は、表シュラウド53に設けられた流体を吸込む吸込口58と、裏シュラウド52、表シュラウド53及び羽根54により形成され、吸込んだ流体を吐出する吐出口59を有する。このようなインペラ42は、裏シュラウド52、表シュラウド53及び羽根54が樹脂材料により成形される。 The impeller 42 also has a suction port 58 provided in the front shroud 53 for sucking the fluid, and a discharge port 59 formed by the back shroud 52, the front shroud 53 and the vanes 54 and discharging the sucked fluid. In such an impeller 42, the back shroud 52, the front shroud 53 and the blades 54 are molded from a resin material.

インペラ42を構成する樹脂材料は、例えば、ポリアミド樹脂である。ポリアミド樹脂は、1ユニット内の炭素数が6を超える低吸水性のポリアミド樹脂であることが好ましい。また、ポリアミド樹脂は、半芳香族ポリアミド樹脂であることが好ましい。 The resin material forming the impeller 42 is, for example, polyamide resin. The polyamide resin is preferably a low water absorbing polyamide resin having more than 6 carbon atoms per unit. Also, the polyamide resin is preferably a semi-aromatic polyamide resin.

裏シュラウド52は、円板状に形成されている。裏シュラウド52は、その中央側に、回転軸24が挿入可能であって、キー溝を有する挿入孔52aが形成される。なお、挿入孔52aは、例えば、回転軸24を強固に固定可能、且つ、強度向上のために、キー溝が形成され、回転軸24を固定可能なインサート部材が裏シュラウド52にインサートされることで形成されていてもよい。裏シュラウド52は、インペラ42が回転軸24に固定された際に、重力方向に対して表シュラウド53の上方に位置する。 The back shroud 52 is formed in a disc shape. The back shroud 52 is formed with an insertion hole 52a having a key groove in the center thereof, into which the rotating shaft 24 can be inserted. The insertion hole 52a is formed with a key groove for the purpose of firmly fixing the rotating shaft 24 and improving the strength, and an insert member capable of fixing the rotating shaft 24 is inserted into the back shroud 52. may be formed of The rear shroud 52 is positioned above the front shroud 53 with respect to the direction of gravity when the impeller 42 is fixed to the rotating shaft 24 .

表シュラウド53は、円環状に形成されている。表シュラウド53は、その中心に吸込口58が形成される。吸込口58は、例えば、表シュラウド53の表面側から円筒状に突出する。 The front shroud 53 is formed in an annular shape. A suction port 58 is formed in the center of the front shroud 53 . The suction port 58 , for example, protrudes in a cylindrical shape from the surface side of the front shroud 53 .

羽根54は、裏シュラウド52及び表シュラウド53間に一体に設けられる。図2及び図3に示すように、羽根54は、第1羽根61と、第2羽根62と、第3羽根63と、を備えている。また、羽根54は、第1羽根61の一端側が、及び第2羽根62の吸込口58側の端部並びに第3羽根63の吸込口58側の端部を連結する連結壁64を構成する。 The vane 54 is provided integrally between the rear shroud 52 and the front shroud 53 . As shown in FIGS. 2 and 3, the blade 54 includes a first blade 61, a second blade 62, and a third blade 63. As shown in FIGS. Further, the blade 54 forms a connection wall 64 that connects one end of the first blade 61, the end of the second blade 62 on the side of the suction port 58, and the end of the third blade 63 on the side of the suction port 58.

例えば、第1羽根61、第2羽根62及び第3羽根63は、それぞれ異なる曲率半径で長手方向に湾曲してシュラウド52、53の径方向から外周縁に向かって延びる。また、例えば、第1羽根61、第2羽根62及び第3羽根63は、同じ厚さに形成される。 For example, the first blade 61 , the second blade 62 and the third blade 63 are curved in the longitudinal direction with different radii of curvature and extend from the radial direction of the shrouds 52 and 53 toward the outer peripheral edge. Also, for example, the first blade 61, the second blade 62 and the third blade 63 are formed to have the same thickness.

第1羽根61は、一方の端部(連結壁64)側が、シュラウド52、53の中心側であって、且つ、表シュラウド53の吸込口58の周縁に配置され、他方の端部がシュラウド52,53の外周縁に配置される。より具体的には、第1羽根61は、一方の端部から中央側に向かって吸込口58の周縁に配置され、そして、中央側から他方の端部までが、吸込口58から離れ、所定の曲率半径で湾曲してシュラウド52、53の外周縁まで延びる。第1羽根61は、一方側の端部によって構成する連結壁64により、第2羽根62及び第3羽根63と一体に形成される。 One end (connecting wall 64) side of the first blade 61 is located on the center side of the shrouds 52 and 53 and on the periphery of the suction port 58 of the front shroud 53, and the other end is located on the shroud 52. , 53. More specifically, the first blade 61 is arranged along the periphery of the suction port 58 from one end toward the center, and is spaced apart from the suction port 58 from the center to the other end. and extends to the outer perimeter of the shrouds 52,53. The first blade 61 is integrally formed with the second blade 62 and the third blade 63 by a connecting wall 64 formed by one end.

第2羽根62は、吸込口58側の一方の端部が第1羽根61の吸込口58側において一体に形成される。第2羽根62は、吸込口58及び第1羽根61の間に第1羽根61との間に隙間を有して設けられ、吸込口58からシュラウド52、53の外周縁側に向かって延びる。また、第2羽根62は、シュラウド52、53の外周縁側の端部がシュラウド52、53の外周縁と離間する。具体例として、第2羽根62は、連結壁64の内周面から、換言すると、第1羽根61の一方の端部側のうち中央側の内周面から分岐して設けられる。第2羽根62は、第1羽根61側の端部が吸込口58の周縁に配置され、中央側から他方の端部側が吸込口58から離れ、所定の曲率半径で湾曲する。第2羽根62は、第1羽根61の一部と、第1羽根61の内周面と所定の距離を開けて対向して配置され、一端が第1羽根61と一体に、他端が第1羽根61と離間して配置される。第2羽根62は、吸込口58からインペラ42内の内部流路が一定に変化するように、第1羽根61と対向して設けられる。 One end of the second blade 62 on the suction port 58 side is formed integrally with the first blade 61 on the suction port 58 side. The second blade 62 is provided between the suction port 58 and the first blade 61 with a gap from the first blade 61 and extends from the suction port 58 toward the outer peripheral side of the shrouds 52 and 53 . Further, the second blade 62 is separated from the outer peripheral edges of the shrouds 52 and 53 at the ends on the outer peripheral edge side of the shrouds 52 and 53 . As a specific example, the second blade 62 is provided by branching from the inner peripheral surface of the connecting wall 64 , in other words, from the inner peripheral surface of the first blade 61 on the central side of one end side. The second blade 62 has an end on the side of the first blade 61 arranged at the periphery of the suction port 58 , and the other end from the center side is separated from the suction port 58 and curved with a predetermined radius of curvature. The second blade 62 is arranged to face a part of the first blade 61 and the inner peripheral surface of the first blade 61 with a predetermined distance therebetween. It is arranged apart from one blade 61 . The second blade 62 is provided facing the first blade 61 so that the internal flow path in the impeller 42 from the suction port 58 changes constantly.

第3羽根63は、第1羽根61及び第2羽根62のそれぞれと、非対称形状に形成される。第3羽根63は、連結壁64の端部、換言すると、第1羽根61の吸込口58側の端部の外周面側から分岐して設けられる。第3羽根63は、吸込口58からシュラウド52、53の外周縁側に向かって延びるとともに、シュラウド52、53の外周縁側の端部がシュラウド52、53の外周縁と離間する。第3羽根63は、第1羽根61とシュラウド52、53の軸心周りで対称位置に設けられる。ここで、対称位置とは、実質的な対称位置を含む。 The third blade 63 is formed asymmetrically with each of the first blade 61 and the second blade 62 . The third blade 63 is provided by branching from the end of the connecting wall 64 , in other words, from the outer peripheral surface side of the end of the first blade 61 on the suction port 58 side. The third blade 63 extends from the suction port 58 toward the outer peripheral edges of the shrouds 52 and 53 , and the ends of the shrouds 52 and 53 on the outer peripheral edges are separated from the outer peripheral edges of the shrouds 52 and 53 . The third blade 63 is provided at a symmetrical position around the axis of the first blade 61 and the shrouds 52 and 53 . Here, symmetrical positions include substantially symmetrical positions.

連結壁64は、裏シュラウド52及び表シュラウド53間であって、且つ、第3羽根63と径方向で対向して設けられ、第1羽根61の吸込口58側の端部側により構成される。連結壁64は、第1羽根61と、第2羽根62の吸込口58側の端部及び第3羽根63の吸込口58側の端部を、吸込口58の縁部に沿って連結する。即ち、連結壁64は、吸込口58から吸い込まれた水を、第2羽根62及び第3羽根63の吸込口58側の端部間からシュラウド52、53の外周縁に向かう1つの流路を形成する。 The connecting wall 64 is provided between the back shroud 52 and the front shroud 53 and radially opposed to the third blade 63, and is configured by the end portion side of the first blade 61 on the suction port 58 side. . The connection wall 64 connects the first blade 61 , the end of the second blade 62 on the side of the suction port 58 , and the end of the third blade 63 on the side of the suction port 58 along the edge of the suction port 58 . That is, the connecting wall 64 forms one flow path for the water sucked from the suction port 58 from between the ends of the second blade 62 and the third blade 63 on the side of the suction port 58 toward the outer peripheral edges of the shrouds 52 and 53. Form.

このように構成されたインペラ42は、吸込口58側の第3羽根63の端部、並びに、吸込口58側の第2羽根62の端部が第1羽根61の端部側(連結壁64)で一体に形成される。この構成により、インペラ42は、吸込口58から第1羽根61の一端側(連結壁64)の内周面及び第3羽根63の端部間を通って吐出口59へ向かう位置の流路を形成するとともに、回転時に第1羽根61の外周面及び第3羽根63の外周面で水を圧送する。即ち、インペラ42は、第1羽根61及び第3羽根63により所謂1.5枚羽根のノンクロッグインペラを構成する。加えて、インペラ42は、第2羽根62によって、吸込口58から吐出口59への流路の流路断面積の変化量をおおよそ一定とし、過度な流路断面積の変化を抑制する。 In the impeller 42 configured in this manner, the ends of the third blades 63 on the suction port 58 side and the ends of the second blades 62 on the suction port 58 side are connected to the ends of the first blades 61 (connection wall 64). ) are integrally formed. With this configuration, the impeller 42 forms a flow path from the suction port 58 toward the discharge port 59 through the inner peripheral surface of the first blade 61 (connecting wall 64 ) and the end portion of the third blade 63 . While forming, water is pumped by the outer peripheral surface of the first blade 61 and the outer peripheral surface of the third blade 63 during rotation. That is, the impeller 42 constitutes a so-called 1.5-blade non-clog impeller with the first blades 61 and the third blades 63 . In addition, the second blades 62 of the impeller 42 keep the amount of change in the cross-sectional area of the flow path from the suction port 58 to the discharge port 59 approximately constant, thereby suppressing excessive changes in the cross-sectional area of the flow path.

また、吸込口58側の第1羽根61(連結壁64)及び第3羽根63の端部、並びに、吸込口58側の第1羽根61(連結壁64)及び吸込口58側の第2羽根62の端部が一体に形成された部位の肉厚は、第1羽根61、第2羽根62及び第3羽根63の肉厚よりも厚肉に形成される。即ち、羽根54は、一部に肉厚部54aを有する。本実施形態において、羽根54は、第1羽根61及び第3羽根63、並びに、第1羽根61及び第2羽根62の連続する2箇所の部位に、他の部位よりも肉厚に構成された肉厚部54aを有する。 Also, the ends of the first blade 61 (connecting wall 64) and the third blade 63 on the side of the suction port 58, and the first blade 61 (connecting wall 64) on the side of the suction port 58 and the second blade on the side of the suction port 58 The thickness of the portion where the end portion of 62 is integrally formed is formed to be thicker than the thicknesses of the first blade 61 , the second blade 62 and the third blade 63 . That is, the blade 54 partially has a thick portion 54a. In this embodiment, the blades 54 are configured to be thicker than the other portions at two continuous portions of the first blade 61 and the third blade 63, and the first blade 61 and the second blade 62. It has a thick portion 54a.

このようなインペラ42は、具体例として、図3、図4及び図6に示すように、裏シュラウド52及び羽根54が、射出成形によって樹脂材料で一体に成形された主板101と、表シュラウド53が射出成形によって樹脂材料で成形された側板102とを溶着で一体化することで形成される。 As a specific example, such an impeller 42 includes a main plate 101 in which a back shroud 52 and blades 54 are integrally formed of a resin material by injection molding, and a front shroud 53, as shown in FIGS. is formed by welding together with the side plate 102 molded of a resin material by injection molding.

図3に示すように、主板101は、裏シュラウド52と、羽根54と、表シュラウド53と対向する羽根54の端部に形成された少なくとも1つの穴104と、を有する形状に形成される。 As shown in FIG. 3 , the main plate 101 is shaped to have a rear shroud 52 , vanes 54 , and at least one hole 104 formed at the end of the vanes 54 facing the front shroud 53 .

穴104は、羽根54の端面から所定の深さに設定される。穴104は、主板101及び側板102の周方向の位置合わせに用いられる。例えば、穴104は、複数設けられる。複数の穴104のうち、少なくとも一部は、羽根54の肉厚部54aの端面に設けられる。本実施形態において、羽根54は肉厚部54aを2箇所に有する。また、本実施形態において、複数の穴104は、羽根54の端面の3箇所に設けられる構成である。 The hole 104 is set to a predetermined depth from the end face of the vane 54 . The holes 104 are used for circumferential alignment of the main plate 101 and the side plates 102 . For example, multiple holes 104 are provided. At least some of the plurality of holes 104 are provided in the end surface of the thick portion 54 a of the blade 54 . In this embodiment, the blade 54 has two thick portions 54a. Further, in this embodiment, the plurality of holes 104 are provided at three locations on the end surface of the blade 54 .

このため、本実施形態の例においては、3つの穴104の内、2つの穴104は、羽根54の肉厚部54aに配置される。具体例を説明すると、2つの穴104は、吸込口58側の第1羽根61及び第3羽根63の端部、並びに、吸込口58側の第2羽根62の端部が第1羽根61の端部側(連結壁64)で一体に形成された2箇所の肉厚部54aの端面に形成される。また、残り1つの穴104は、他の2つの穴104と極力等間隔となる位置に設けられ、よって、具体例を説明すると、第2羽根62の延設方向で肉厚部54aとは反対側の端部側の端面に設けられる。 Therefore, in the example of this embodiment, two of the three holes 104 are arranged in the thick portion 54 a of the blade 54 . To explain a specific example, the two holes 104 are the ends of the first blade 61 and the third blade 63 on the suction port 58 side, and the ends of the second blade 62 on the suction port 58 side. It is formed on the end faces of two thick portions 54a integrally formed on the end side (connecting wall 64). In addition, the remaining one hole 104 is provided at a position that is equidistant from the other two holes 104 as much as possible. It is provided on the end face on the side end portion side.

図4に示すように、側板102は、表シュラウド53と、表シュラウド53の裏シュラウド52と対向する裏面に形成された溶着溝105と、溶着溝105に設けられ、穴104と同数の突起部106と、を有する。 As shown in FIG. 4 , the side plate 102 includes the front shroud 53 , welding grooves 105 formed on the back surface of the front shroud 53 facing the back shroud 52 , and protrusions provided in the welding grooves 105 and having the same number of protrusions as the holes 104 . 106 and .

溶着溝105は、羽根54の端部を挿入して配置できる形状に形成される。即ち、溶着溝105の表シュラウド53の裏面側の幅は、羽根54を挿入して配置可能に、羽根54の幅と同じか、又は、羽根54の幅よりも若干大きい幅に設定される。換言すると、溶着溝105は、表シュラウド53の裏面側に、羽根54の端面と同形状、又は、羽根54の端面よりも若干大きい形状に形成される。具体例として、溶着溝105は、第1溝105aと、第1溝105aの底面に形成され、第1溝105aよりも幅が狭い第2溝105bを有する。 The welding groove 105 is formed in a shape that allows the end of the blade 54 to be inserted thereinto. That is, the width of the welding groove 105 on the back side of the front shroud 53 is set to be the same as the width of the blade 54 or slightly larger than the width of the blade 54 so that the blade 54 can be inserted and arranged. In other words, the welding groove 105 is formed on the back side of the front shroud 53 in the same shape as the end face of the blade 54 or in a shape slightly larger than the end face of the blade 54 . As a specific example, the welding groove 105 has a first groove 105a and a second groove 105b formed on the bottom surface of the first groove 105a and narrower than the first groove 105a.

ここで、羽根54の幅及び溶着溝105(第1溝105a、第2溝105b)の幅とは、羽根54及び溶着溝105の延び方向に直交する方向であり、羽根54の表面及び裏面の対向する方向である。ここで、羽根54の裏面とは、羽根54の延設方向に沿う径方向で中心側の主面であり、羽根54の表面とは、径方向で外方側の主面である。換言すると、羽根54の裏面は、インペラ42の回転方向で一次側の面であり、羽根54の表面は、インペラ42の回転方向で二次側の面である。よって、羽根54の表面は、インペラ42の回転時に羽根54の水を押圧する面である。
そして、好適な例としては、図6に示すように、羽根54の幅(厚さ)をT1、第1溝105aの幅をT2、第2溝105bの幅をT3としたときに、T2>T1>T3の関係に設定される。即ち、溶着溝105への羽根54の挿入(嵌合)や寸法精度等を考慮すると、羽根54の幅T1よりも第1溝105aの幅T2が大きく設定されていることが好ましい。
Here, the width of the blade 54 and the width of the welding groove 105 (the first groove 105a and the second groove 105b) are the directions perpendicular to the extending direction of the blade 54 and the welding groove 105, and the width of the front surface and the rear surface of the blade 54. It is the opposite direction. Here, the back surface of the blade 54 is the main surface on the center side in the radial direction along the extension direction of the blade 54, and the front surface of the blade 54 is the main surface on the outer side in the radial direction. In other words, the back surface of the blades 54 is the primary side surface in the rotational direction of the impeller 42 , and the front surface of the blades 54 is the secondary side surface in the rotational direction of the impeller 42 . Therefore, the surface of the blades 54 is the surface that presses the water of the blades 54 when the impeller 42 rotates.
As a preferred example, as shown in FIG. 6, when the width (thickness) of the blade 54 is T1, the width of the first groove 105a is T2, and the width of the second groove 105b is T3, T2> A relationship of T1>T3 is set. That is, considering the insertion (fitting) of the vane 54 into the welding groove 105, dimensional accuracy, etc., it is preferable that the width T2 of the first groove 105a is set larger than the width T1 of the vane 54. FIG.

なお、羽根54の幅T1と第1溝105aの幅T2との寸法差(隙間)は、羽根54が溶着溝105へ位置合わせが可能であって、且つ、生じる隙間によってインペラ42の性能が低下しない寸法差に設定される。さらに好ましくは、羽根54の幅T1と第1溝105aの幅T2との寸法差(隙間)は、汚水中に含まれる異物や汚物の引っ掛かりを防止できる寸法差に設定される。なお、該寸法差は、成形技術(射出成形)の精度、水中ポンプ1(インペラ42)を使用する環境、求められる性能等によって適宜設定される。ここで、水中ポンプ1を使用する環境による設定とは、異物や汚物が含まれる水を揚水する汚水ポンプである場合には、羽根54と第1溝105aとの隙間に異物や汚物の引っ掛りや、堆積等を抑制できる寸法差に設定することを含む。 The dimensional difference (gap) between the width T1 of the blades 54 and the width T2 of the first grooves 105a is such that the blades 54 can be aligned with the welding grooves 105, and the resulting gaps reduce the performance of the impeller 42. Not set to dimensional difference. More preferably, the dimensional difference (gap) between the width T1 of the blade 54 and the width T2 of the first groove 105a is set to a dimensional difference that can prevent foreign matter and dirt contained in the sewage from being caught. The dimensional difference is appropriately set depending on the accuracy of the molding technique (injection molding), the environment in which the submersible pump 1 (impeller 42) is used, the required performance, and the like. Here, the setting according to the environment in which the submersible pump 1 is used means that, in the case of a sewage pump that pumps up water containing foreign matter and filth, foreign matter and filth are caught in the gap between the blade 54 and the first groove 105a. and setting a dimensional difference that can suppress deposition and the like.

第1溝105aは、羽根54の軸方向の端面の形状に形成される。第1溝105aは、羽根54の端部が挿入されることで、羽根54の位置合わせを可能とする。このため、第1溝105aの幅は、羽根54の幅と同じ幅か、又は、羽根54よりも若干大きい幅に設定される。 The first groove 105 a is formed in the shape of the axial end face of the blade 54 . The first groove 105a enables alignment of the blade 54 by inserting the end of the blade 54 . Therefore, the width of the first groove 105a is set to be the same width as the blade 54 or slightly larger than the blade 54 .

第2溝105bは、第1溝105aに挿入された羽根54と側板102(表シュラウド53)を溶着したときに、主板101の羽根54及び側板102(表シュラウド53)が溶融した一部が流れ込む溶込のための空間を構成する。第2溝105bは、羽根54の幅よりも小さい幅に設定される。 When the blades 54 inserted in the first groove 105a and the side plate 102 (front shroud 53) are welded together, part of the melted blades 54 and the side plate 102 (front shroud 53) of the main plate 101 flows into the second groove 105b. Configure the space for penetration. The width of the second groove 105 b is set to be smaller than the width of the blade 54 .

突起部106は、溶着溝105内に設けられる。複数の突起部106は、溶着溝105の溶着溝105に羽根54が配置されたときに、羽根54に設けられた複数の穴104にそれぞれ挿入して配置できる位置に設けられる。具体例として、突起部106は、第2溝105bの底面に設けられる。なお、第2溝105bの幅が突起部106の外径よりも小さい場合には、突起部106は、第1溝105a及び第2溝105bに渡って設けられる。 The protrusion 106 is provided within the welding groove 105 . The plurality of projections 106 are provided at positions where they can be inserted into the plurality of holes 104 provided in the blade 54 when the blade 54 is arranged in the welding groove 105 of the welding groove 105 . As a specific example, the protrusion 106 is provided on the bottom surface of the second groove 105b. In addition, when the width of the second groove 105b is smaller than the outer diameter of the protrusion 106, the protrusion 106 is provided over the first groove 105a and the second groove 105b.

突起部106は、穴104の内径と同径又は若干小径の円柱状に形成される。また、突起部106は、穴104の挿入の案内のために、先端が小径に形成される。具体例として、図5に示すように、突起部106は、先端は半円状に形成された円柱状に形成される。また、図5に示すように、突起部106は、外周面の複数箇所、例えば、周方向で4箇所にリブ106aを有する。リブ106aは、第2溝105bの底面と突起部106の外周面との隅部に設けられた三角形の板状に形成される。 The protruding portion 106 is formed in a cylindrical shape with a diameter equal to or slightly smaller than the inner diameter of the hole 104 . Also, the projection 106 has a tip with a small diameter to guide insertion into the hole 104 . As a specific example, as shown in FIG. 5, the protruding portion 106 is formed in a cylindrical shape with a semicircular tip. Further, as shown in FIG. 5, the protrusion 106 has ribs 106a at a plurality of locations on the outer peripheral surface, for example, at four locations in the circumferential direction. The rib 106 a is formed in a triangular plate shape provided at the corner between the bottom surface of the second groove 105 b and the outer peripheral surface of the projection 106 .

連結管13は、吐出開口50に接続される。連結管13は、例えば、吐出開口50から90°ベントして上方へ向かうベント管である。連結管13は、例えば、脚部13aを有する。 The connecting pipe 13 is connected to the discharge opening 50 . The connecting pipe 13 is, for example, a vent pipe that is bent upward at 90 degrees from the discharge opening 50 . The connecting pipe 13 has, for example, legs 13a.

次に、このように構成されたインペラ42の製造方法を、図6を用いて説明する。
先ず、図6に示すステップST1のように、裏シュラウド52及び羽根54が一体に成形された主板101及び表シュラウド53である側板102を射出成形で成形する。そして、羽根54を表シュラウド53に形成された溶着溝105に対向配置する。
Next, a method of manufacturing the impeller 42 configured in this manner will be described with reference to FIG.
First, as in step ST1 shown in FIG. 6, the main plate 101 integrally formed with the rear shroud 52 and the blades 54 and the side plate 102, which is the front shroud 53, are molded by injection molding. Then, the blades 54 are arranged to face the welding grooves 105 formed in the front shroud 53 .

そして、図6に示すステップST2のように、主板101の羽根54を側板102の第1溝105aに配置する。このとき、羽根54の表面及び裏面を第1溝105aに合わせて羽根54を第1溝105aに挿入(嵌合)し、そして、各穴104に対向する突起部106を挿入する。 Then, as in step ST2 shown in FIG. 6, the blades 54 of the main plate 101 are arranged in the first grooves 105a of the side plate 102 . At this time, the blades 54 are inserted (fitted) into the first grooves 105a with the front and back surfaces of the blades 54 aligned with the first grooves 105a.

次に、図6に示すステップST3のように、超音波振動によって摩擦熱を生じさせる超音波溶着等によって、羽根54を表シュラウド53(側板102)に溶着する。このとき、羽根54の先端の表面及び裏面と、第1溝105aの幅方向の両面とを溶着する。このとき、図6に示すように、第1溝105aの内側面及び底面及び羽根54の表裏面と端面が溶け込む。 Next, as in step ST3 shown in FIG. 6, the vane 54 is welded to the front shroud 53 (side plate 102) by ultrasonic welding or the like that generates frictional heat by ultrasonic vibration. At this time, the front and back surfaces of the tips of the blades 54 and both sides in the width direction of the first groove 105a are welded. At this time, as shown in FIG. 6, the inner side surface and the bottom surface of the first groove 105a and the front and back surfaces and the end surface of the blade 54 are melted.

なお、図6に示すように、例えば、軸方向の溶込量は、例えば、第1溝105aの深さよりも浅い範囲に設定される。これらの工程によって、インペラ42が形成される。 In addition, as shown in FIG. 6, for example, the penetration amount in the axial direction is set to a range shallower than the depth of the first groove 105a. The impeller 42 is formed by these steps.

なお、インペラ42は、裏シュラウド52及び羽根54を射出成形で一体に成形する例を説明したが、例えば、裏シュラウド52及び羽根54を別体でそれぞれ射出成形によって成形する構成であってもよい。この場合、裏シュラウド52にも第1溝105a及び第2溝105bを設ける構成とし、裏シュラウド52と羽根54とを溶着する構成とすれば良い。加えて、インペラ42は、羽根54の裏シュラウド52と対向する端部に穴104を設け、そして、裏シュラウド52の第2溝105bの底面に突起部106を設ける構成としてもよい。また、表シュラウド53及び羽根54を射出成形で一体に成形してもよい。但し、インペラ42の形状、及び、製造工程の低減の観点から、上述したように主板101及び側板102の2つの構成部品を溶着して一体のインペラ42とすることが好ましい。 In the impeller 42, an example in which the rear shroud 52 and the blades 54 are integrally formed by injection molding has been described, but for example, the rear shroud 52 and the blades 54 may be formed separately by injection molding. . In this case, the rear shroud 52 may also be provided with the first groove 105a and the second groove 105b, and the rear shroud 52 and the blades 54 may be welded together. In addition, the impeller 42 may have holes 104 at the ends of the blades 54 facing the back shroud 52 , and protrusions 106 on the bottom surface of the second grooves 105 b of the back shroud 52 . Alternatively, the front shroud 53 and the blades 54 may be integrally formed by injection molding. However, from the viewpoint of the shape of the impeller 42 and the reduction of the manufacturing process, it is preferable to weld the two components of the main plate 101 and the side plate 102 to form the integral impeller 42 as described above.

このように構成されたインペラ42及び水中ポンプ1によれば、インペラ42を樹脂材料で形成することから、金属材料で形成したインペラよりも表面粗さを低減することができるため、インペラ42の表面を滑らかにすることができる。このため、水中ポンプ1の駆動時に、水の抵抗や摩擦を低減でき、ポンプ効率を向上することが可能となる。 According to the impeller 42 and the submersible pump 1 configured as described above, since the impeller 42 is formed of a resin material, the surface roughness of the impeller 42 can be reduced compared to an impeller formed of a metal material. can be smoothed out. Therefore, when the submersible pump 1 is driven, water resistance and friction can be reduced, and pump efficiency can be improved.

また、インペラ42は、主板101及び側板102を溶着によって一体に成形する構成であることから、容易に製造することができる。また、インペラ42は、側板102の表シュラウド53の一方の主面(裏面)に第1溝105a及び第2溝105bを有する溶着溝105を設け、羽根54の先端を挿入し、羽根54及び第1溝105aを溶着することで一体に成形される。また、表シュラウド53及び羽根54は、羽根54の表裏面と第1溝105aの内側面を溶着することで固定される。 In addition, the impeller 42 can be easily manufactured because the main plate 101 and the side plates 102 are integrally formed by welding. In addition, the impeller 42 is provided with a welding groove 105 having a first groove 105a and a second groove 105b on one main surface (rear surface) of the front shroud 53 of the side plate 102, into which the tip of the blade 54 is inserted. It is molded integrally by welding the one groove 105a. Further, the front shroud 53 and the blades 54 are fixed by welding the front and back surfaces of the blades 54 and the inner side surfaces of the first grooves 105a.

このとき、第1溝105aの底面に第2溝105bが形成されていることから、羽根54の先端の表裏面及び第1溝105aの幅方向の内面が溶着したときに、溶けた樹脂が第2溝105bに充填される。よって、羽根54の表裏面及び第1溝105aの内面の溶融した樹脂材料が第1溝105aから羽根54側に溢れ出て羽根54にバリが生じることを第2溝105bが抑制できる。このため、羽根54にバリが生じることによるインペラ42の性能の低下を防止できる。 At this time, since the second groove 105b is formed on the bottom surface of the first groove 105a, when the front and back surfaces of the tip of the blade 54 and the inner surface of the first groove 105a in the width direction are welded, the melted resin is The second groove 105b is filled. Therefore, the second grooves 105b can prevent the melted resin material on the front and back surfaces of the blades 54 and the inner surfaces of the first grooves 105a from overflowing from the first grooves 105a toward the blades 54 and causing burrs on the blades 54. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the performance of the impeller 42 due to burrs on the blades 54 .

また、羽根54の表面及び裏面を表シュラウド53の溶着溝105に溶着する構成とすることで、羽根54の端面のみを溶着させる構成に比べて溶着面積を向上することが可能となることから、表シュラウド53及び羽根54の溶着強度を向上させることが可能となる。特に、羽根枚数の少ないクローズドノンクロッグインペラであるインペラ42であっても、溶着面積の向上によって溶着強度を向上できるため、使用に十分な強度を得ることができる。 In addition, by adopting a configuration in which the front and back surfaces of the blades 54 are welded to the welding grooves 105 of the front shroud 53, the welding area can be improved compared to a configuration in which only the end surfaces of the blades 54 are welded. It is possible to improve the welding strength of the front shroud 53 and the blades 54 . In particular, even with the impeller 42, which is a closed non-clog impeller with a small number of blades, the welding strength can be improved by increasing the welding area, so that sufficient strength for use can be obtained.

また、インペラ42は、主板101及び側板102の位置決め用として、羽根54に単数又は複数の穴104と、表シュラウド53に穴104と同数の突起部106と、を有することから、主板101及び側板102の周方向の位置合わせが容易となる。また、突起部106が穴104に挿入されることで、溶着時に、主板101及び側板102がずれることを防止できることから、溶着後のインペラ42の精度を向上することもできる。また、軸に直交する方向で突起部106及び穴104が係合することから、溶着した表シュラウド53及び羽根54の溶着部の強度向上に加えて、穴104及び突起部106の機械的な係合による強度の向上が可能となる。よって、穴104及び突起部106は、溶着により一体に組み立てられたインペラ42の強度を向上することができる。 Further, the impeller 42 has one or more holes 104 in the blades 54 and the same number of protrusions 106 as the holes 104 in the front shroud 53 for positioning the main plate 101 and the side plates 102. Circumferential alignment of 102 is facilitated. Further, by inserting the protrusion 106 into the hole 104, it is possible to prevent the main plate 101 and the side plate 102 from slipping during welding, so that the accuracy of the impeller 42 after welding can be improved. Further, since the protrusion 106 and the hole 104 are engaged in the direction orthogonal to the axis, the strength of the welded portion of the front shroud 53 and the blades 54 is improved, and the hole 104 and the protrusion 106 are mechanically engaged. It is possible to improve the strength by combining. Therefore, the hole 104 and the protrusion 106 can improve the strength of the impeller 42 integrally assembled by welding.

また、複数の穴104のうち、少なくとも一部の穴104を肉厚部54aに設けることで、射出成形等による主板101の樹脂成形において、羽根54の肉厚部54aのヒケを抑制できる。また、強度が高い肉厚部54aに少なくともいずれかの穴104が設けられることで、強度が高い部位に突起部106が係合することになる。 Further, by providing at least some of the plurality of holes 104 in the thick portion 54a, sink marks in the thick portion 54a of the blade 54 can be suppressed in resin molding of the main plate 101 by injection molding or the like. Moreover, by providing at least one of the holes 104 in the thick portion 54a having high strength, the projecting portion 106 is engaged with the portion having high strength.

また、突起部106に複数のリブ106aを設けることで、表シュラウド53及び羽根54の溶着時に、リブ106aが溶融する。そして、溶融したリブ106aによって穴104及び突起部106が溶着するため、穴104に突起部106を強固に固定することができる。 Further, by providing a plurality of ribs 106a on the projecting portion 106, the ribs 106a are melted when the front shroud 53 and the blades 54 are welded. Since the hole 104 and the protrusion 106 are welded by the melted rib 106a, the protrusion 106 can be firmly fixed to the hole 104. FIG.

また、樹脂材料でインペラ42が形成されることで、インペラ42が腐食する虞が無いことから、金属材料としてネズミ鋳鉄等でインペラを成形したときに要していた腐食性を向上させるための塗装等を行う必要がない。よって、インペラ42の製造が容易となり、インペラ42の製造コストを低減することができる。 In addition, since the impeller 42 is made of a resin material, there is no possibility of the impeller 42 corroding. etc. is not necessary. Therefore, the impeller 42 can be manufactured easily, and the manufacturing cost of the impeller 42 can be reduced.

また、樹脂材料をポリアミド樹脂とすることで、高い耐摩耗性を得ることができる。特に、クローズドノンクロッグのインペラ42は、汚水の揚水に用いられることが多く、汚水内の不純物によるインペラ42の摩耗を抑制できる。 Moreover, high wear resistance can be obtained by using a polyamide resin as the resin material. In particular, the closed non-clog impeller 42 is often used for pumping sewage, and can suppress wear of the impeller 42 due to impurities in the sewage.

また、ポリアミド樹脂は、樹脂材料の中で比較的剛性が高い。また、熱可塑性樹脂材料であることから、射出成形で成形可能であり、上述した例のように、裏シュラウド52及び羽根54を一体成形し、表シュラウド53を溶着することで、インペラ42を一体に組み立てることが可能となる。このように、製造方法が容易であるとともに、座屈強度や圧縮強度野等の強度が比較的高いインペラ42とすることができるため、水中ポンプ1の駆動による変形や破損を防止することができる。 Polyamide resin has relatively high rigidity among resin materials. Also, since it is a thermoplastic resin material, it can be molded by injection molding. It is possible to assemble to In this manner, the manufacturing method is easy, and the impeller 42 having relatively high strength such as buckling strength and compressive strength can be obtained. .

また、インペラ42を1ユニット内の炭素数が6を超えるポリアミド樹脂、より具体的には、半芳香族ポリアミド樹脂とすることで、低吸水性を有することになる。これにより、インペラ42が吸水することを抑制できる。特に、インペラ42が吸水すると、加水分解による強度低下や、吸水による寸法の変化が生じる虞があり、これは、破損やポンプ効率の低下等の要因となる。これに対し、本実施形態のインペラ42は、低吸水性の樹脂材料を用いることから、破損やポンプ効率の低下を抑制することができる。 In addition, by making the impeller 42 from a polyamide resin having more than 6 carbon atoms in one unit, more specifically from a semi-aromatic polyamide resin, it has low water absorbency. Thereby, it is possible to suppress the water absorption of the impeller 42 . In particular, when the impeller 42 absorbs water, there is a risk that strength will be reduced due to hydrolysis, and dimensional changes will occur due to water absorption. On the other hand, the impeller 42 of the present embodiment uses a resin material with low water absorption, so it is possible to suppress damage and deterioration of pump efficiency.

また、インペラ42は、樹脂材料とすることで、金属材料で成形するよりも重量を小さくすることができる。特に、インペラ42は、ノンクロッグインペラであるところ、羽根54を一枚用いる構成とすると、非対称形状となり、機械的バランスが回転中心からずれた位置となる。しかし、樹脂材料は、金属材料よりも比重が小さくなるため、インペラ回転時の機械的バランスの影響を低減できる。このため、インペラ42は、機械的バランスを得る為の加工を要さないため、製造工程及び製造コストを低減できる。また、インペラ回転時の機械的バランスが向上することで、アンバランスによって軸受25に加わる荷重、例えばラジアル荷重が低減することから、軸受25の寿命を向上させることが可能となる。 Further, by using a resin material for the impeller 42, the weight can be made smaller than when the impeller is made of a metal material. In particular, since the impeller 42 is a non-clog impeller, if it is configured to use one blade 54, it will have an asymmetrical shape, and the mechanical balance will be shifted from the center of rotation. However, since the resin material has a smaller specific gravity than the metal material, it can reduce the influence of the mechanical balance when the impeller rotates. For this reason, the impeller 42 does not require machining for obtaining mechanical balance, so the manufacturing process and manufacturing cost can be reduced. Further, by improving the mechanical balance during rotation of the impeller, the load applied to the bearing 25 due to the imbalance, for example, the radial load, is reduced, so that the service life of the bearing 25 can be extended.

これらのように、射出成形によって樹脂材料でインペラ42を成形することで、ネズミ鋳鉄やステンレス鋳鋼を用いた鋳造によってインペラを製造するよりも、品質面では表面粗さ、腐食性及び軽量性を向上することができ、コストとしては、塗装やバランス加工を要さないことから低減でき、また、鋳造では例えば1ヶ月程度を要していた調達期間も1日程度と短縮することができる。 As described above, by molding the impeller 42 with a resin material by injection molding, surface roughness, corrosion resistance, and lightness are improved in terms of quality compared to manufacturing the impeller by casting using gray cast iron or stainless cast steel. The cost can be reduced because painting and balance processing are not required, and the procurement period, which used to take about one month for casting, can be shortened to about one day.

また、インペラ42を樹脂材料で成形するときに、裏シュラウド52及び羽根54を一体成形することで、裏シュラウド52の強度を向上することも可能となる。 Further, by integrally molding the back shroud 52 and the blades 54 when the impeller 42 is molded from a resin material, the strength of the back shroud 52 can be improved.

上述したように本発明の一実施形態に係るインペラ42及びインペラ42を用いた水中ポンプ1によれば、羽根54と表シュラウド53の溶着面積を増加することができる。 As described above, according to the impeller 42 and the submersible pump 1 using the impeller 42 according to the embodiment of the present invention, the welded area between the blades 54 and the front shroud 53 can be increased.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、羽根54に形成された穴104及び表シュラウド53に設けられた突起部106をそれぞれ3つ有するインペラ42の例を説明したがこれに限定されない。例えば、穴104及び突起部106は、単数であってもよく、3つ以外の複数であってもよい。また、第1溝105aによって羽根54の位置を案内できることから、穴104及び突起部106を有さない構成としてもよい。但し、インペラ42は、穴104及び突起部106を有するほうが、位置決めや強度等の観点から好ましい。また、突起部106は、複数のリブ106aを有する構成としたがこれに限定されず、リブ106aを有さない構成としてもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, in the above example, an example of the impeller 42 having three holes 104 formed in the blades 54 and three projections 106 provided in the front shroud 53 was described, but the present invention is not limited to this. For example, the number of holes 104 and projections 106 may be singular or plural other than three. Further, since the position of the blade 54 can be guided by the first groove 105a, a configuration without the hole 104 and the protrusion 106 may be employed. However, impeller 42 preferably has holes 104 and protrusions 106 from the viewpoint of positioning and strength. Moreover, although the projecting portion 106 is configured to have a plurality of ribs 106a, it is not limited to this, and may be configured to have no ribs 106a.

また、羽根54が第1羽根61、第2羽根62及び第3羽根63を有するインペラ42の例を説明したがこれに限定されない。例えば、羽根54は、第1羽根61及び第2羽根62により形成されていてもよく、また、所定の曲率で湾曲する一枚の羽根であってもよい。また、羽根54の厚さ(幅)は強度等によって適宜設定でき、厚さが一様に形成されていてもよく、また、位置によって異なる厚さに設定されていてもよい。 Moreover, although the example of the impeller 42 in which the blades 54 have the first blades 61, the second blades 62 and the third blades 63 has been described, the present invention is not limited to this. For example, the blade 54 may be formed by a first blade 61 and a second blade 62, or may be a single blade curved with a predetermined curvature. Further, the thickness (width) of the blades 54 can be appropriately set according to the strength and the like, and the thickness may be uniform, or may be set to differ depending on the position.

即ち、本発明は、上記実施形態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種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified in the implementation stage without departing from the scope of the invention. Further, each embodiment may be implemented in combination as appropriate, in which case the combined effect can be obtained. Furthermore, various inventions are included in the above embodiments, and various inventions can be extracted by combinations selected from a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, if the problem can be solved and effects can be obtained, the configuration with the constituent elements deleted can be extracted as an invention.

1…水中ポンプ、10…モータ、11…軸封装置、12…ポンプ、13…連結管、13a…脚部、21…モータケーシング、22…固定子、23…回転子、24…回転軸、25…軸受、26…電源ケーブル、30…シールケーシング、31…メカニカルシール、33…挿入孔、34…油室、41…ケーシング、42…インペラ、43…ポンプ室、48…脚部、49…吸込開口、50…吐出開口、52…裏シュラウド、52a…挿入孔、53…表シュラウド、54…羽根、54a…肉厚部、58…吸込口、59…吐出口、61…第1羽根、62…第2羽根、63…第3羽根、64…連結壁、101…主板、102…側板、104…穴、105…溶着溝、105a…第1溝、105b…第2溝、106…突起部、106a…リブ。 Reference Signs List 1 Submersible pump 10 Motor 11 Shaft sealing device 12 Pump 13 Connecting pipe 13a Leg 21 Motor casing 22 Stator 23 Rotor 24 Rotating shaft 25 ... Bearing 26 ... Power cable 30 ... Seal casing 31 ... Mechanical seal 33 ... Insertion hole 34 ... Oil chamber 41 ... Casing 42 ... Impeller 43 ... Pump chamber 48 ... Leg 49 ... Suction opening , 50... Discharge opening 52... Back shroud 52a... Insertion hole 53... Front shroud 54... Blade 54a... Thick portion 58... Suction port 59... Discharge port 61... First blade 62... Third 2 blades 63 third blade 64 connecting wall 101 main plate 102 side plate 104 hole 105 welding groove 105a first groove 105b second groove 106 protrusion 106a rib.

Claims (12)

樹脂材料で形成され、回転軸に固定される裏シュラウドと、
前記裏シュラウドに設けられる羽根と、
吸込口を有する表シュラウド及び前記表シュラウドの裏面に設けられ、前記羽根の先端が挿入される、前記羽根の先端形状に窪む溶着溝を有する、前記羽根が前記溶着溝に配置された状態で、前記羽根の表裏面が前記表シュラウドに溶着される側板と、
を備えるインペラ。
a back shroud made of a resin material and fixed to the rotating shaft;
a vane provided on the back shroud;
A front shroud having a suction port and a welding groove provided on the back surface of the front shroud and recessed into the tip shape of the blade into which the tip of the blade is inserted, with the blade being arranged in the welding groove , a side plate in which the front and back surfaces of the blades are welded to the front shroud;
impeller with
前記溶着溝は、前記羽根の厚さと同じか、又は、前記羽根の厚さよりも大きい幅の第1溝、及び、前記第1溝の底面に形成され、前記第1溝の幅及び前記羽根の厚さよりも小さい幅の第2溝を有する、請求項1に記載のインペラ。 The welding groove is formed in a first groove having a width equal to or larger than the thickness of the blade and a bottom surface of the first groove, and the width of the first groove and the width of the blade 2. The impeller of claim 1, having a second groove of width less than thickness. 前記羽根は、前記表シュラウドと対向する端部に形成された少なくとも1つの穴を有し、
前記側板は、前記溶着溝の内部であって、且つ、前記穴と対向する位置に設けられた前記穴と同数の位置決め用の突起部を有する、請求項1又は請求項2に記載のインペラ。
said vane having at least one hole formed in an end opposite said front shroud;
3. The impeller according to claim 1, wherein the side plate has the same number of positioning projections as the holes provided inside the welding grooves and at positions facing the holes.
前記側板は、前記突起部及び前記表シュラウドの隅部に形成された複数の溶着リブを有する、請求項3に記載のインペラ。 4. The impeller according to claim 3, wherein said side plate has a plurality of welded ribs formed at corners of said protrusion and said front shroud. 前記羽根は、部分的に厚さが厚い肉厚部を有し、
前記穴は、前記肉厚部に設けられる、請求項3又は請求項4に記載のインペラ。
The blade has a thick portion with a partially thick thickness,
5. The impeller according to claim 3, wherein said hole is provided in said thick portion.
前記穴は、周方向に間隔を開けて複数箇所に設けられ、
前記穴の少なくとも1つは、前記肉厚部に設けられる、請求項5に記載のインペラ。
The holes are provided at a plurality of locations at intervals in the circumferential direction,
6. The impeller of claim 5, wherein at least one of said holes is provided in said thickened portion.
モータと、
ポンプケーシングと、
一端が前記モータに接続され、他端が前記ポンプケーシング内に配置される回転軸と、
樹脂材料で形成され、前記回転軸に固定される裏シュラウド、前記裏シュラウドに設けられる羽根、並びに、吸込口を有する表シュラウド及び前記表シュラウドの裏面に設けられ、前記羽根の先端が挿入される、前記羽根の先端形状に窪む溶着溝を有する側板を有し、前記羽根が前記溶着溝に配置された状態で、前記羽根の表裏面が前記表シュラウドに溶着されるインペラと、
を備える水中ポンプ。
a motor;
a pump casing;
a rotary shaft having one end connected to the motor and the other end disposed within the pump casing;
A back shroud made of a resin material and fixed to the rotating shaft, blades provided on the back shroud, a front shroud having a suction port, and a front shroud provided on the rear surface of the front shroud, into which tips of the blades are inserted. an impeller having a side plate having a welding groove recessed in the tip shape of the blade, wherein the front and back surfaces of the blade are welded to the front shroud in a state in which the blade is arranged in the welding groove;
submersible pump.
前記溶着溝は、前記羽根の厚さと同じか、又は、前記羽根の厚さよりも大きい幅の第1溝、及び、前記第1溝の底面に形成され、前記第1溝の幅及び前記羽根の厚さよりも小さい幅の第2溝を有する、請求項7に記載の水中ポンプ。 The welding groove is formed in a first groove having a width equal to or larger than the thickness of the blade and a bottom surface of the first groove, and the width of the first groove and the width of the blade 8. A submersible pump as claimed in claim 7, having a second groove with a width less than the thickness. 前記羽根は、前記表シュラウドと対向する端部に形成された少なくとも1つの穴を有し、
前記側板は、前記溶着溝の内部であって、且つ、前記穴と対向する位置に設けられた前記穴と同数の位置決め用の突起部を有する、請求項7又は請求項8に記載の水中ポンプ。
said vane having at least one hole formed in an end opposite said front shroud;
9. The submersible pump according to claim 7, wherein the side plate has the same number of positioning protrusions as the holes provided inside the welding groove and at positions facing the holes. .
前記側板は、前記突起部及び前記表シュラウドの隅部に形成された複数の溶着リブを有する、請求項9に記載の水中ポンプ。 10. The submersible pump according to claim 9, wherein said side plate has a plurality of welded ribs formed at corners of said protrusion and said front shroud. 前記羽根は、部分的に厚さが厚い肉厚部を有し、
前記穴は、前記肉厚部に設けられる、請求項9又は請求項10に記載の水中ポンプ。
The blade has a thick portion with a partially thick thickness,
11. The submersible pump according to claim 9, wherein said hole is provided in said thick portion.
前記穴は、周方向に間隔を開けて複数箇所に設けられ、
前記穴の少なくとも1つは、前記肉厚部に設けられる、請求項11に記載の水中ポンプ。
The holes are provided at a plurality of locations at intervals in the circumferential direction,
12. The submersible pump according to claim 11, wherein at least one of said holes is provided in said thickened portion.
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KR102583589B1 (en) * 2023-04-06 2023-10-06 (주)신한펌프테크 wastewater water pump

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