JP3154112B2 - 水中ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木、建築等の工事現
場等において給排水に使用されたり、農業用や家庭用の
簡易給排水に使用される水中ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】工事現場等において、給排水のために使
用される水中ポンプは、通常、モーターの回転によって
羽根車を回転させて流体を吸引し、吸引された流体をモ
ーターと外側ケーシングとの間に形成された流路を通っ
て上方へと吐出するようになっている。従来の水中ポン
プの下部の断面を図３に示す。モーターにおけるロータ
ーシャフト４１は、外側ケーシング内に位置されたモー
ターから下方へと延出しており、そのモーターシャフト
４１の下端部に羽根車４２が取り付けられている。羽根
車４２は、ポンプケーシング４３によって覆われてお
り、また、ポンプケーシング４３全体が、周面に多数の
透孔を有するストレーナー４４によって覆われている。

【０００３】ポンプケーシング４３は、円筒状をした周
面部４３ａと、この周面部の下端面を閉塞するように配
置された底面部４３ｂと、周面部４３ａの上端面に外方
へと延出するように設けられたフランジ部４３ｃとを有
している。底面部４３ｂの中央部には、羽根車４２に対
向して吸引口４３ｄが設けられている。

【０００４】ポンプケーシング４３内に配置された羽根
車４２が、ローターシャフト４１の回転によって回転す
ると、吸引口４３ｄからポンプケーシング４３内に流体
が流入し、羽根車４２の回転によってポンプケーシング
４３内を渦流になって通流する。そして、ポンプケーシ
ング４３内を通流する流体は、遠心力によって、その上
方のモーターと外側ケーシングとの間に形成された流路
内に流入し、その流路内を通って上方に吐出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】羽根車４２を収容する
ポンプケーシング４３は、羽根車４２による高い流体圧
によって破損しないように、剛性に優れた鋳鉄等によっ
て製造されていたが、最近では、底面部４３ｂにおける
磨耗を抑制するため、および軽量化を図るために、硬質
ゴム等の弾性体によって構成されている。ポンプケーシ
ング４３を硬質ゴム等の弾性体によって形成する場合に
は、ポンプケーシング４３内の高圧力に耐え得るよう
に、硬度Ｈｓ９０以上の高硬度の弾性体が使用されてお
り、また、さらに剛性を高めるために、必要に応じて底
面部４３ａの下面に、補強リブ４３ｆが設けられてい
る。

【０００６】しかしながら、ポンプケーシング４３をこ
のような高硬度の弾性体によって構成しても、十分な強
度が得られず、羽根車４２の回転によりポンプケーシン
グ４３内に水等の流体を吸引する際に、ポンプケーシン
グ４３が変形するおそれがある。

【０００７】すなわち、開放運転の場合には、羽根車４
２の回転によってポンプケーシング４３内に流体を吸引
する際に、流量が多ければ、ポンプケーシング４３の軸
心部に負圧が発生する。これにより、ポンプケーシング
４３における底面部４３ａの中央部に設けられた吸引口
４３ｄの周縁部が上方に吸引されて、羽根車４２と底面
部４３ｂ中央部との間隙が小さくなる。その結果、羽根
車４２が底面部４３ｂに接触してロックするおそれがあ
る。反対に、締切り運転の場合には、ポンプケーシング
４３内に流体が流入すると、ポンプケーシング４３内が
加圧されて、羽根車４２と底面部４３ｂの吸引口４３ｄ
周縁部との間隙が広くなり、吸引力が低下するおそれが
ある。

【０００８】弾性体によって構成されたポンプケーシン
グ４３の底面部４３ｂは、補強リブ４３ｆによって補強
されているが、それでもポンプケーシング４３の変形を
完全には防止することができない。

【０００９】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、ポンプケーシングの変形を確実に
防止することができて、羽根車のロック、吸引力の低下
を抑制できる水中ポンプを提供することにある。本発明
の他の目的は、耐磨耗性に優れた低硬度の弾性体を用い
て高強度で軽量なポンプケーシングを有する水中ポンプ
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の水中ポンプは、
外側ケーシングとの間に流路が形成されるようにこの外
側ケーシング内に配置されたモーターと、このモーター
によって回転される羽根車と、この羽根車を内部に収容
するように外側ケーシングの下側に取り付けられてお
り、羽根車と対向する底面部に流体の吸引口が設けられ
た弾性体製のポンプケーシングと、このポンプケーシン
グの底面部を補強するように取り付けられており、吸引
口を閉塞しないように開口部が設けられた補強板と、を
具備する水中ポンプにおいて、前記補強板には、下方に
突出する複数本の凹溝が少なくとも放射方向に形成され
ているとともに、その開口部の周縁部が、ポンプケーシ
ングの底面部の吸引口の周縁部に係止されていることを
特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の水中ポンプでは、羽根車の回転によっ
て弾性体製のポンプケーシングの底面部に設けられた吸
引口を通って流体がポンプケーシング内に流入し、モー
ターと外側ケーシングとの間に設けられた流路を通って
流体が通流する。この際、羽根車の回転により、弾性体
製のポンプケーシングの底面部に設けられた吸引口の周
縁部に吸引力が作用したとしても、ポンプケーシングの
底面部には、下方に突出する複数本の凹溝が少なくとも
放射方向に形成された補強板が取り付けられ、かつ、該
補強板の開口部の周縁部が、ポンプケーシングの底面部
の吸引口の周縁部に係止されていることにより、補強板
の薄肉化および軽量化を図りつつポンプケーシングの底
面部が補強され、弾性体製のポンプケーシングの底面部
の変形を確実に防止することができる。この結果、羽根
車とポンプケーシングの底面部中央部との間隙の縮小に
伴う羽根車のロックや、羽根車と底面部の吸引口周縁部
との間隙の増大に伴う吸引力の低下を確実に防止するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の水中ポンプの縦断面図である。
本発明の水中ポンプは、図１に示すように、円筒状をし
た外側ケーシング１２の内部に、流路１３を介してモー
ター１１が配置されている。このモーター１１は、軸心
部にローターシャフト１４が鉛直状態で回転可能に配置
されており、このローターシャフト１４にローター１５
が取り付けられている。ローター１５の周囲には、ステ
ーターケーシング１７内に取り付けられたステーター１
６が配置されている。

【００１３】外側ケーシング１２の上部には、ステータ
ーケーシング１７の上側に取り付けられたカバー２４が
設けられており、このカバー２４と外側ケーシング１２
内周面との間にも流路１３が連続して設けられている。
外側ケーシング１２の上面には、吐出口１２ａが形成さ
れており、その吐出口１２ａを取り囲むように、管状の
ホースカップリング２５が上方へと突出した状態で取り
付けられている。このホースカップリング２５にはホー
スが取り付けられるようになっており、このホースの内
部を、吐出口１２ａから吐出される水等の流体が通流す
る。

【００１４】モーター１１の下面は、オイルケーシング
１８によって覆われており、このオイルケーシング１８
は、外側ケーシング１２の下面に嵌合されたポンプ側ブ
ラケット１９上に支持されている。ポンプ側ブラケット
１９には、外側ケーシング１２とポンプケーシング１７
との間に形成された流路１３内に水を流入させる３個の
流入口１９ａが、周方向に等しい間隔をあけて形成され
ている。

【００１５】ローターシャフト１４は、ポンプ側ブラケ
ット１９を貫通して下方へと延出しており、その延出し
た部分に羽根車２１が取り付けられている。この羽根車
２１は、ポンプ側ブラケット１９に取り付けられたポン
プケーシング２２によって覆われた状態になっている。
そして、ポンプケーシング２２は、周面に多数の透孔が
形成されたストレーナー２７によって覆われている。

【００１６】ポンプケーシング２２は、ほぼ円筒状をし
て両端面が開放された周面部２２ａと、この周面部２２
ａの底面を覆うようにボルト止めされた底面部２２ｂと
を有している。周面部２２ａおよび底面部２２ｂは、そ
れぞれ硬質ゴムによって、分割状態に構成されている。
底面部２２ｂの中央部には吸引口２２ｃが設けられてい
る。

【００１７】底面部２２ｂに設けられた吸引口２２ｃの
周縁部は、下方に突出した厚肉部２２ｄになっており、
この厚肉部２２ｄの外周面に、凹溝２２ｅが全周にわた
って形成されている。

【００１８】底面部２２ｂの下面には、鋼板製の補強板
２３が取り付けられている。図２（ａ）はこの補強板２
３の平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図、
（ｃ）はそのＢ−Ｂ線における断面図である。補強板２
３の外周縁部は、周方向に等しい間隔をあけた三箇所に
切欠部がそれぞれ形成されており、各切欠部の間が外方
に突出した突出部２３ｇになっている。各突出部２３ｇ
の周方向の一方の側部には、周方向に等しい間隔をあけ
てボルト孔２３ｂがそれぞれ形成されている。そして、
補強板２３は、各ボルト孔２３ｂの外周側部分を除いた
全周にわたって、外周縁部が上方に折り曲げられた外縁
部２３ｄが設けられている。また、補強板２３の外周縁
部における突出部２３ｇには、下方に突出した凹溝２３
ｅが、外縁部２３ｄに沿って周方向に延びるようにそれ
ぞれ設けられている。各凹溝２３ｅにおける中央部近傍
は、補強板２３の開口部２３ａに対して放射方向に延び
る凹溝２３ｆにそれぞれ連続している。

【００１９】ここで、補強板２３は、ポンプケーシング
２２の底面部２２ｂに当接されて、各ボルト孔２３ａに
挿入された各ボルト２６（図１参照）が、底面部２２ｂ
を通って周面部２２ａにねじ込まれることにより、周面
部２２ａ、底面部２２ｂおよび補強板２３が一体化され
ている。

【００２０】補強板２３の中央部には、開口部２３ａが
設けられている。この開口部２３ａは、ポンプケーシン
グ２２の底面部２２ｂの中央部に設けられた吸引口２２
ｃよりも若干大きな内径を有しており、その開口部２３
ａの周縁部が、ポンプケーシング２２の底面部２２ｂに
設けられた吸引口２２ｃ周縁部における厚肉部２２ｄの
外周面の凹溝２２ｅ内に嵌合されて係止されている。

【００２１】このような構成の水中ポンプでは、ロータ
ー１５の回転によってローターシャフト１４が回転する
と、ポンプケーシング２２内の羽根車２１が回転し、ス
トレーナー２７の周面に設けられた多数の透孔、および
ポンプケーシング２２の底面部２２ｂに設けられた吸引
口２２ｃを通って、このポンプケーシング２２内に流体
が流入する。ポンプケーシング２２内に流入した流体
は、ポンプ側ブラケット１９に設けられた流入口１９ａ
を通って、外側ケーシング１２と、ステーターケーシン
グ１７およびカバー２４との間の流路１３内に流入して
その流路１３内を通流し、外側ケーシング１２上面に設
けられた吐出口１２ａから吐出される。

【００２２】羽根車２１の回転によりポンプケーシング
２２内に流入する流体量が少ない場合には、硬質ゴムに
よって構成されたポンプケーシング２２における底面部
２２ｂは、吸引口２２ｃ周縁部がポンプケーシング２２
内に引き上げられるように変形しようとする力が加わる
が、ポンプケーシング２２の底面部２２ｂは、鋼板製の
補強板２３によって補強されているために、変形するお
それがない。しかも、補強板２３の開口部２３ａ周縁部
が、底面部２２ｂの吸引口２２ｃの周縁部に設けられた
厚肉部２２ｄの凹溝２２ｅ内に係止されているために、
吸引口２２ｃの周縁部の変形は確実に防止される。

【００２３】ポンプケーシング２２内へ流入する流体量
が少なく、流体が連続して流入する場合には、ポンプケ
ーシング２２内の圧力が高くなるために、硬質ゴム製の
底面部２２ｂは、吸引口２２ｃの周縁部を下方に押し下
げらるように変形する力が加わるが、この場合にも、鋼
板製の補強板２３によって補強された底面部２３ｂは変
形するおそれがない。

【００２４】特に、補強板２３は、外縁部２３ｄと、各
凹溝２３ｅおよび２３ｆとによって強度が著しく向上し
ているために、薄肉化して軽量化しても、ポンプケーシ
ング２２の変形を確実に防止することができる。しか
も、補強板２３を底面部２２ｂおよび周面部２２ａと一
体化するためにボルト２６によって締め付ける際にもポ
ンプケーシング２２が変形するおそれがなく、ポンプケ
ーシング２２のシール性が向上する。

【００２５】なお、上記実施例では、外側ケーシング１
２とモーター１１のステーターケーシング１７とがほぼ
同心状態になっており、両者の間に流路１３が全周にわ
たって形成された全水路型の水中ポンプについて説明し
たが、本発明は、外側ケーシング１２に対してステータ
ーケーシング１７が偏心状態になっており、流路１３が
一方の側方に偏って形成された片水路型の水中ポンプに
も適用できる。また、ポンプケーシング２２は、周面部
２２ａと底面部２２ｂとが分割された構成になっていた
が、周面部２２ａと底面部２２ｂとが硬質ゴム等の弾性
体によって一体に構成されていてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、羽根車の
回転により、弾性体製のポンプケーシングの底面部に設
けられた吸引口の周縁部に吸引力が作用したとしても、
ポンプケーシングの底面部には、下方に突出する複数本
の凹溝が少なくとも放射方向に形成された補強板が取り
付けられ、かつ、該補強板の開口部の周縁部が、ポンプ
ケーシングの底面部の吸引口の周縁部に係止されている
ことにより、補強板の薄肉化および軽量化を図りつつポ
ンプケーシングの底面部が補強され、弾性体製のポンプ
ケーシングの底面部の変形を確実に防止することができ
る。この結果、羽根車とポンプケーシングの底面部中央
部との間隙の縮小に伴う羽根車のロックや、羽根車と底
面部の吸引口周縁部との間隙の増大に伴う吸引力の低下
を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中ポンプの一例を示す縦断面図であ
る。

【図２】その水中ポンプに使用される補強板の平面図、
そのＡ−Ａ線における断面図およびＢ−Ｂ線における断
面図である。

【図３】従来の水中ポンプの一例を示す要部の縦断面図
である。

【符号の説明】

１１モーター １２外側ケーシング １３流路 １４ローターシャフト １５ローター １６ステーター １７ステーターケーシング １９ポンプ側ブラケット ２１羽根車 ２２ポンプケーシング ２２ａ周面部 ２２ｂ底面部 ２２ｃ吸引口 ２３補強板 ２３ａ開口部 ２３ｂボルト孔 ２３ｄ外縁部 ２３ｅ凹溝 ２３ｆ凹溝 ２７ストレーナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−141387（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−301991（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−7993（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭38−23277（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04D 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外側ケーシングとの間に流路が形成される
   ようにこの外側ケーシング内に配置されたモーターと、
   このモーターによって回転される羽根車と、この羽根車
   を内部に収容するように外側ケーシングの下側に取り付
   けられており、羽根車と対向する底面部に流体の吸引口
   が設けられた弾性体製のポンプケーシングと、このポン
   プケーシングの底面部を補強するように取り付けられて
   おり、吸引口を閉塞しないように開口部が設けられた補
   強板と、を具備する水中ポンプにおいて、前記補強板に
   は、下方に突出する複数本の凹溝が少なくとも放射方向
   に形成されているとともに、その開口部の周縁部が、ポ
   ンプケーシングの底面部の吸引口の周縁部に係止されて
   いることを特徴とする水中ポンプ。