JP5439333B2 - 渦流れ形ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明はポンプ装置に係り、特に渦流れ形ポンプ装置に関するものである。

図５に従来のポンプ装置を示す。渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２がケーシング７１を貫通し、軸封装置４を介して、羽根車５が固着され、羽根車５を覆うようにケーシングカバー３が、Ｏリング７を介して水密にボルト３１によって固着されて、回転軸２の回転によって渦流れ形のポンプ作用を行うもので、羽根車５の上流側には、逆流を防止する逆止弁９，羽根車５の下流側には、自給作用を促進するための、分離室１０がパッキング１１を介して水密にボルト３０で固着されている。また、前記ケーシング７１には、電動機１のエンブラ４０に嵌合公差で嵌合して、回転軸２の触れを最小限におさえて、羽根車５とケーシング７１，ケーシングカバー３との干渉を無くすると同時に吸い込み側と吐き出し側がルーズにならないようにライナー面５１を設けて摩擦力を得て、ポンプ効率の向上を図っている。さらには、ケーシング７１の入り口側は、吸い上げ高さや、揚水量に応じてキャビテーションが発生するため、耐食性を有する材料とせざるを得ない。また、外気温の低下に伴い、ケーシング７１，ケーシングカバー３内の水が凍結すると、変形してロックしたり、Ｏリング７がはみ出して、水漏れを起こすなどの問題が生じる。

特許文献１には、ケーシング内に設けた羽根車を電動機により回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、このポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、電動機の運転を制御する制御装置と、ポンプカバーを備え、ポンプ部と制御装置を圧力タンクの上側に位置させて設置し、これらをポンプカバーで覆うように該ポンプカバーを圧力タンクの上部に設置し、そして、圧力タンクをステンレス鋼板で構成し、ポンプ部や制御装置を取り付ける平坦部とポンプカバー受け部を形成した固定基板を圧力タンクの上面を覆うように該圧力タンクに被せて設置し、この固定基板のポンプカバー受け部にポンプカバーを搭載し、固定基板に、平坦部として、制御装置で発生した高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトルの取付座を設けたポンプ装置が記載されている。

特許文献２には、モータを備え、該モータの回転軸に装着された羽根車を配したポンプ室を有する合成樹脂製の本体側ケーシングと、タンク室と該タンク室に続く吐出通路とを形成し、吸水口と吐出通路から続く第１吐出口と第２吐出口とを有す合成樹脂製の吸込側ケーシングと、本体側ケーシングと吸込側ケーシングとを仕切り、ポンプ室と吸水口及びタンク室とを流通させる開口部を設けた仕切板とからなり、モータにより羽根車を回転させて吸水口から水を吸い込み、第１吐出口及び第２吐出口から水を排出し、そして、圧力調整弁が吸込側ケーシングの上部であって吐出通路の上流側に脱着自在に配され、かつ、吸水口と第２吐出口との開口部が並列し吸込側ケーシングの下部に、該第２吐出口の開口部が開閉自在に設けられているポンプが記載されている。

特開２００４−０８４５０８号公報 特開２００７−１３８７４８号公報

特許文献２では、タービン式ポンプであり、羽根車中心から水を吸い上げ外周へと吐出するため、羽根車，ケーシング等の相関寸法はルーズである。これに対し、本発明が対象とする渦流れ形ポンプは、羽根車，ケーシング，ケーシングカバーの３点で渦を発生させてポンプ作用を行うもので羽根車円周方向から吸い上げ、円周方向へ吐出するもので、相関寸法は非常に精密ものとする必要がある。

上述のごとく、ケーシング７１は、電動機１のエンブラ４０との嵌合、各部品と水密にボルト類３０，３１で固着されることや、キャビテーションによる腐食を考慮して、青銅鋳物を機械加工して精密に作られているのが一般的である。特に、加工においては全面加工となるうえに、ボルトを受け入れるねじ加工も多く、複雑な加工を余儀なくされている。さらに、青銅鋳物の性質上、凍結防止を図るためのヒーター等は、別部品で固定せざるを得なく、部品点数が増して構成が複雑となっている。近年は材料費や加工費が上昇し、製品供給が困難な状況にある。

本発明は、電動機のエンドブラケットへのケーシングの嵌合精度を向上し、回転軸の振れを抑制した渦流れ形ポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動機のエンドブラケットと嵌合するケーシングの嵌合面径部を凹凸状に形成し、吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面を有する耐食材料から成るインナーリングを、ケーシングに固着する際、インナーリングの固着内径側に、複数個の突起を設けて、嵌入し、複数個の突起は、１／２周以上１周未満の円環状の範囲に設けられていることを特徴とする

本発明によると、電動機のエンドブラケットと嵌合するケーシングの嵌合面径部を凹凸状に形成したことにより、電動機のエンドブラケットへのケーシングの嵌合精度を向上し、回転軸の振れを抑制することができる。

本発明のポンプ装置の縦断面図である。 本発明のポンプヘッド部の斜視図である。 本発明の樹脂製ケーシングの電動機側の図である。 本発明の樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図である。 従来例のポンプ装置の縦断面図である。

本発明は、電動機１のエンブラ４０（エンドブラケット）と嵌合する、合成樹脂製ケーシング７０の嵌合面径部を複数個の凹凸状凹部６６，凸部６７に形成して嵌入、また、前記インナーリング５０の嵌合部には複数の突起６０を設けて嵌入して、それぞれ、同等以上の機能を確保するものである。つまり、合成樹脂製ケーシング７０と各種嵌合部の寸法精度を精密に得るものである。また、合成樹脂製ケーシング７０には、凍結防止用ヒーターまたは温度センサー等を収納する、収納部屋６５を一体的に設けることができるため、余分な部品を使わず簡単な構成となる。ケーシングは、合成樹脂の代わりに、耐食性を有する金属で構成されてもよい。

以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。

図１に本発明のポンプ装置の縦断面図を示し、図２本発明のポンプヘッド部の斜視図を示す。

本発明の渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２が、合成樹脂製ケーシング７０を貫通し軸封装置４を介して、周辺に多数の溝１２（羽根）を持つ円板状の羽根車５が固着される。軸封装置４は円筒形状を有し、回転軸２の外周と合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔の間に挿入され、軸封装置４は回転軸２に対しても合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔に対しても相対的に摺動可能である。

図３に本発明の樹脂製ケーシングの電動機側の図を示す。電動機１のエンブラ４０（エンドブラケット）の嵌合公差に加工された内径（内周）に、合成樹脂製ケーシング７０の嵌合面径部を複数個の凹部６６と凸部６７から構成して、エンブラ４０の内径には凸部６７が嵌入されている。つまり、嵌合面径部を全週で確保することは困難なため、凸部６７の外端を精度良く確保してエンブラ４０の内周に圧入ぎみに嵌入し、回転軸２の振れを最小限に抑え、同心を確保するものである。電動機１のエンブラ４０の内側は、円筒状にくりぬかれており、内周断面は略円形状である。合成樹脂製ケーシング７０の嵌合面の外周も、略円形状であるが、その嵌合面である外周には、円周方向に複数の凹部６６と凸部６７が交互に形成され、凹凸を形成する。合成樹脂製ケーシング７０の回転軸２の貫通孔の軸心に対する凸部６７の外端の距離が均一になるように各凸部６７の外端を加工する。凸部６７には軸方向に抜きテーパを付けると圧入し易くなるので好ましい。抜きテーパは、エンブラ４０に合成樹脂製ケーシング７０が挿入される方向に径が小さくなっている。

前記多数の溝１２と同心円になるように合成樹脂製ケーシング７０の内側には円環状の水通路１３が形成される。水通路１３の一部を吸い込み側１４と吐き出し側１５に分ける隔壁部５２と、水通路１３より小径のライナー面５１とを有する、耐食性材料である青銅製のインナーリング５０が複数個のタッピングねじ１６で合成樹脂製ケーシング７０に固着されている。前記合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３内径面には、突起６０が複数個設けてあり、突起先端の内径を精度良く確保してインナーリング５０の嵌入を受け入れ、隔壁部５２と同心を確保している。ライナー面５１は必須の構成ではない。図４に、本発明の合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図を示す。

前記羽根車５を覆い、羽根車５に対しほぼ対称となるように水通路，隔壁部，ライナー面を有したケーシングカバー３にＯリング７を付けてタッピングねじ１７にて、合成樹脂製ケーシング７０に固着される。これによって、ポンプヘッド部が構成されている。Ｏリング７は、合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３の外周とケーシングカバー３の水通路の外周との間に挿入される。好ましくは、ケーシングカバー３も、合成樹脂製ケーシング７０を構成する合成樹脂と同一の合成樹脂により構成する。

隔壁部５２で分けられた吸い込み側１４つまり、羽根車５の上流側には逆流を防止する逆止弁９が設けられ、隔壁部５２で分けられた吐き出し側１５つまり、羽根車５の下流側には、自給作用を促進する分離室１０を兼ねた水通路が構成されて、パッキング１１を介して合成樹脂製ケーシング７０にタッピングねじ１８で固着され、しいては、蛇口等へとつながるものである。

揚水される水は、電動機１の回転軸２の回転により、羽根車５が回転すると、羽根車５の溝１２と合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３で渦が発生し、運動量を増しながら、ほぼ一回転して高圧となり、前記隔壁５２にて切り分けられて、分離室１０へと誘導されていくものである。隔壁５２の両側では大きな圧力差が生じるため、ライナー面５１を設けて摩擦力を得て損失を防いでいる。つまり、羽根車５とライナー面５１の隙間が大きければ効率が大幅に落ちることになるし、摩擦力を得るためにそれなりの面積も必要となることから、樹脂面そのままでは、樹脂特有のひけ等によって、効率が大幅に落ちるからである。本発明の実施例では、固定物である合成樹脂製ケーシング７０と回転物である羽根車５との間に、青銅製のインナーリング５０を設けることによって、これらを防止している。

また、揚水量が増えてくると流速が速くなり、隔壁部５２の吸い込み側水通路１４近傍でキャビテーションが発生してポンプ作用ができなくなる。その際にもケーシングが合成樹脂製であるため浸食されることなく、長寿命のポンプとなる。合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を用いる。

さらに、強度を確保し、耐熱性を有し、合成樹脂特有のひけが比較的少なくてすむように、ケーシングの合成樹脂化においては、１０〜３０％のガラス含有材料を用いると、より機能を確保できる。例えば、１０〜３０％のガラス繊維を合成樹脂に混ぜた後に、合成樹脂製ケーシング７０を成型すればよい。合成樹脂製ケーシング７０の成型方法としては、射出成型を用いてもよい。

さらに、合成樹脂製ケーシング７０には、温度感知機能を有するリレーを収納する、収納部屋６５が一体に形成されて、ここに収納され、ポンプ装置の保護を行っている。

１ 電動機
２ 回転軸
３ ケーシングカバー
４ 軸封装置
５ 羽根車
７ Ｏリング
１０ 分離室
１６，１７，１８ タッピングねじ
５０ インナーリング
６０ 突起
６５ 収納部屋
６６ 凹部
６７ 凸部
７０ 合成樹脂製ケーシング
７１ ケーシング

Claims (4)

1. 電動機の回転軸がケーシングを貫通し、軸封装置，羽根車の順で固着され、羽根車を覆うようにケーシングカバーがＯリングを介して水密に固着されて、回転軸の回転により渦流れポンプ作用を行う渦流れ形ポンプ装置において、
   前記電動機のエンドブラケットと嵌合する前記ケーシングの嵌合面径部を凹凸状に形成し、
   吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面を有する耐食材料から成るインナーリングを、前記ケーシングに固着する際、前記インナーリングの固着内径側に、複数個の突起を設けて、嵌入し、
   前記複数個の突起は、１／２周以上１周未満の円環状の範囲に設けられていることを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
2. 請求項１の渦流れ形ポンプ装置において、
   前記ケーシングに、ヒーターまたは温度センサー等の別部品を収納する収納部屋を設けたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
3. 請求項１又は２に記載の渦流れ形ポンプ装置において、
   前記ケーシングを合成樹脂製としたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載された渦流れ形ポンプ装置において、
   前記インナーリングの固着内径側に、壁部が１／２周以上１周未満の円環形状となるよう設けられており、
   前記複数個の突起は、前記壁部の内周側に設けられていることを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。

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