(57)【要約】【課題】低コストで高揚程の縦型多段ポンプを提供すること。【解決手段】縦型多段ポンプ１は、モータ１１と、モータ１１に接続され、モータ１１の定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータ９１と、重力方向に延設され、モータ１１により回転するモータ主軸２１と、ポンプ主軸２２に設けられたメカニカルシール３６と、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプ３２と、複数の第１ポンプ３２の上方に配置され、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプ３３と、複数の第２ポンプ３３の外周を覆い、第２ポンプ３３の周囲に、第１ポンプ３２の最上段から第２ポンプ３３の最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路１０１を構成する流路ケーシング３４と、流路ケーシング３４及び複数の第２ポンプ３３の上方を覆い、メカニカルシール３６を収容するケーシングカバー３５と、を備える。【選択図】      図２
2020029812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータに接続され、前記モータの定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータと、
重力方向に延設され、前記モータにより回転する主軸と、
前記主軸に設けられたメカニカルシールと、
第１ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第１インペラを有し、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプと、
前記複数の第１ポンプケーシングの上方に配置され、第２ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第２インペラを有し、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記第２ポンプケーシングの周囲に、前記第１ポンプの最上段から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路を構成する流路ケーシングと、
前記流路ケーシング及び前記複数の第２ポンプの上方を覆い、前記メカニカルシールを収容するケーシングカバーと、
を備える縦型多段ポンプ。
【請求項２】
前記流路ケーシングは、
水平方向に水を吐き出す吐出口、並びに、前記第１ポンプの最上段に連通し前記第１流路の一部を構成する上昇流路及び前記第２ポンプの最下段に連通し前記吐出口に向かって流れる第２流路に仕切る板部を有する中央ケーシングと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記中央ケーシングの前記上昇流路から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる前記第１流路の他部を構成する管ケーシングと、
最上段の前記第２ポンプ及び前記ケーシングカバーの間に配置され、前記管ケーシングと前記ケーシングカバーの接続を支持し、前記第２ポンプケーシング及び前記管ケーシングが構成する前記第１流路より誘導された水を前記第２ポンプに流入可能に複数の吸込み口を有する第２吸込ケーシングと、
を備える請求項１に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項３】
前記中央ケーシングは、外周に沿って複数形成されるとともに対向する位置に配置された前記上昇流路を構成する請求項２に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項４】
前記中央ケーシングの前記上昇流路に接続され、前記ケーシングカバーに収容された前記メカニカルシールの摺動部より上方に配置された呼び水漏斗をさらに備える請求項３に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項５】
前記複数の第１ポンプの下方を覆い、水平方向に水を吸い込み前記第１ポンプの最下段に連通する吸込口及び第１締結部を有する吸込ケーシングと、
挿通孔を有する前記中央ケーシングと、
第２締結部を有する前記ケーシングカバーと、
前記挿通孔を貫通し、前記第１締結部及び前記第２締結部で締結される締結部材と、
を備える請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項６】
Ｌ字型の固定金具をさらに備え、
前記吸込ケーシングの前記吸込口及び前記中央ケーシングの前記吐出口は、前記吸込口の吸い込み方向及び前記吐出口の吐出し方向が平行に配置され、
前記ケーシングカバーは、前記モータに締結される上部フランジ、並びに、前記上部フランジに前記吸込口及び前記吐出口の軸心方向に設けられ、前記吸い込み方向及び前記吐出し方向に直交する向きに前記固定金具を固定する取付部を有する請求項５に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項７】
前記インバータを固定したベース板を有し、前記ベース板が所定の傾斜角度で前記ケーシングカバーに取り付けられた請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の縦型多段ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のインペラを有する縦型多段ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
超高層ビルやタワーマンション等の給水等を行う給水装置として、縦型多段ポンプを用いる技術が知られている。このような縦型多段ポンプは、主軸に固定された複数のインペラがポンプケーシング内に配置され、モータにより主軸が駆動されることで揚水する。
【０００３】
縦型多段ポンプは、複数のインペラを有し、高圧を発生することから、駆動時にインペラを固定した主軸に大きなスラスト荷重が生じる。このスラスト荷重を支持するため、モータ軸受とは別途に、モータの下部に、アンギュラ軸受を組み合わせたポンプ軸受を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０８９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したポンプ軸受は高価であり、また、組み立てが複雑で精度を要するものである。したがって、このようなポンプ軸受を設けた縦型多段ポンプは、製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
また、縦型多段ポンプは、軸封装置であるメカニカルシールが配置されるが、このメカニカルシールの寿命は、ＰＶ値に反比例するとされている。このことから、メカニカルシールは、使用限界圧力が規定されている。しかし、メカニカルシールが配置されるケーシングカバー内部の圧力は、ポンプの吐出し圧力と略同じとなる。このため、メカニカルシールの使用限界圧力に基づいて吐出し圧力を設定することも考えられるが、吐出し圧力が低くなり、例えば、純水製造や海水淡水化に使用できる程の高圧が得られない虞もある。また、軸封装置として、より高耐久なメカニカルシールを用いる場合も製造コストが増大する。
【０００７】
また、高圧を得るために、２台の縦型多段ポンプを連結する方法も考えられるが、製造コストが増大することや、過負荷による故障停止の虞が増大する等の難点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、低コストで高揚程の縦型多段ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様として、縦型多段ポンプは、モータと、前記モータに接続され、前記モータの定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータと、重力方向に延設され、前記モータにより回転する主軸と、前記主軸に設けられたメカニカルシールと、第１ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第１インペラを有し、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプと、前記複数の第１ポンプケーシングの上方に配置され、第２ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第２インペラを有し、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプと、前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記第２ポンプケーシングの周囲に、前記第１ポンプの最上段から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路を構成する流路ケーシングと、前記流路ケーシング及び前記複数の第２ポンプの上方を覆い、前記メカニカルシールを収容するケーシングカバーと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低コストで高揚程の縦型多段ポンプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る縦型多段ポンプの構成を示す平面図。
【図２】同縦型多段ポンプの構成を示す断面図。
【図３】同縦型多段ポンプの構成を一部断面で示す上面図。
【図４】同縦型多段ポンプに用いられる第１吸込ケーシングの構成を示す上面図。
【図５】同第１吸込ケーシングの構成を示す断面図。
【図６】同縦型多段ポンプに用いられる中央ケーシングの構成を示す断面図。
【図７】同中央ケーシングの構成を図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線断面で示す断面図。
【図８】同縦型多段ポンプに用いられるケーシングカバーの構成を示す断面図。
【図９】同ケーシングカバーの上部フランジの構成を示す上面図。
【図１０】同縦型多段ポンプに用いられる固定金具の構成を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態に係る縦型多段ポンプ１の構成を、図１乃至図１０を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る縦型多段ポンプ１の構成を示す平面図、図２は、縦型多段ポンプ１の構成を示す断面図、図３は、縦型多段ポンプの構成を一部断面で示す上面図である。図１乃至図３に示すように、縦型多段ポンプ１は、モータ１１と、主軸１２と、ポンプ１３と、インバータ部１４と、を備える。また、縦型多段ポンプ１は、例えば、固定金具２００が取り付けられ、壁面６００等に固定される。
【００１４】
モータ１１は、モータフレーム１１ａと、モータフレーム１１ａ内に設けられる固定子と、通電時に回転する回転子と、を備える。
【００１５】
主軸１２は、モータ１１により回転可能に構成される。主軸１２は、ポンプ１３に設けられる複数のインペラが固定可能に重力方向に延設される。主軸１２は、例えば、モータ主軸２１と、ポンプ主軸２２と、軸継手２３と、を備える。
【００１６】
モータ主軸２１は、回転子に固定される。モータ主軸２１は、回転子の回転に伴い回転する。また、モータ主軸２１は、モータフレーム１１ａ内で軸受により支持される。
【００１７】
ポンプ主軸２２は、ポンプ１３に配置される。ポンプ主軸２２は、ポンプ１３に設けられる複数のインペラ４２、５２が固定可能に形成される。また、ポンプ主軸２２は、後述する最上段のインペラ４２のインペラボス部４２ｃ及び最下段のインペラ５２のインペラボス部５２ｃに当接する、スリーブ２２ａを有する。
【００１８】
軸継手２３は、モータ主軸２１の回転に伴いポンプ主軸２２を回転可能に、モータ主軸２１とポンプ主軸２２を連結する。
【００１９】
ポンプ１３は、吸込口３１ａを形成する第１吸込ケーシング３１と、上方へ向かう流れを形成する第１ポンプ群３２Ａと、第１ポンプ群３２Ａの上方に配置され、下方へ向かう流れを形成する第２ポンプ群３３Ａと、流路ケーシング３４と、第２ポンプ群３３Ａの上方に配置されるケーシングカバー３５と、メカニカルシール３６と、を備える。
【００２０】
なお、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａは、収納したインペラ４２、５２が互いに逆向きに配置されることで、水の圧送方向が軸方向で互いに逆向きに設定される。即ち、第１ポンプ群３２Ａは水の流れ方向が上方向に、第２ポンプ群３３Ａは水の流れ方向が下方向に設定される。
【００２１】
図４及び図５に示すように、第１吸込ケーシング３１は、水平方向に水を吸い込むとともに、最下段の第１ポンプ３２に連通する吸込口３１ａを形成し、吸込フランジ３１ｂを有している。第１吸込ケーシング３１は、第１締結部材１１１を締結する第１締結部３１ｃを複数有する。
【００２２】
第１ポンプ群３２Ａは、複数の第１ポンプ３２を積層することで構成される。第１ポンプ３２は、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する。第１ポンプ３２は、第１ポンプケーシング４１と、ポンプ主軸２２に固定され、第１ポンプケーシング４１に収納される第１インペラ４２と、を備える。
【００２３】
第１ポンプケーシング４１は、例えば、円状の吐出し口４１ａと、内部に第１インペラ４２を収納する収納部４１ｂと、一次側に連結された第１ポンプケーシング４１の収納部４１ｂに配置され、第１ポンプケーシング４１の外周側から収納部４１ｂの中心側に向かって形成された、吐出し口４１ａに連通する戻し流路４１ｃと、戻し羽根４１ｄを備えている。
【００２４】
戻し流路４１ｃは、二次側の第１ポンプケーシング４１の吸込口に水を誘導する複数の戻し羽根４１ｄを有する。戻し流路４１ｃは、吐出し口４１ａを介して、二次側の第１ポンプケーシング４１の収納部４１ｂと連続する水の流れを形成する。
【００２５】
また、第１ポンプケーシング４１は、上下に隣り合う第１ポンプケーシング４１、第１吸込ケーシング３１及び流路ケーシング３４と連結可能に形成されている。これら第１ポンプケーシング４１、第１吸込ケーシング３１及び流路ケーシング３４は、ボルト等の第１締結部材１１１により一体に固定される。第１ポンプケーシング４１、第１吸込ケーシング３１及び流路ケーシング３４間は、内部の水が漏水することを防止可能にＯリング等のシール部材により密封されている。
【００２６】
また、第１ポンプケーシング４１は、第１インペラ４２と所定の隙間により離間する開口と、ポンプ主軸２２及びインペラボス部４２ｃが配置される開口とを備えており、第１インペラ４２と対向する開口の内周縁部には、ライナリング４１ｅが設けられる。
【００２７】
また、最上段と最下段の第１ポンプケーシング４１は、ポンプ主軸２２に設けられたスリーブ２２ａと当接する水中軸受４１ｆを有する。
【００２８】
第１インペラ４２は、例えばステンレスや樹脂等で形成される。第１インペラ４２は、第１インペラ４２の外周側に設けられた吐出部４２ａと、第１インペラ４２の一方の主面側に設けられた吸込部４２ｂと、第１インペラ４２の他方の主面側から軸方向に延びるインペラボス部４２ｃと、を備えている。第１インペラ４２は、吸込部４２ｂを軸方向で下方に向け第１ポンプケーシング４１内に収納される。
【００２９】
第２ポンプ３３は、上方から吸い込んだ水を下方に圧送可能に構成される。第２ポンプ３３は、第２ポンプケーシング５１と、ポンプ主軸２２に固定され、第２ポンプケーシング５１に収納される第２インペラ５２と、を備える。即ち、第２ポンプ３３は、第１ポンプ３２と比較して、第２ポンプケーシング５１及び第２インペラ５２を逆向きに配置することで水の圧送方向を逆向きに設定される。このため、多段の第１ポンプ群３２Ａは、水の流れ方向で最下段が一次側、最上段が二次側になり、そして、多段の第２ポンプ群３３Ａは、水の流れ方向で最上段が一次側、最下段が二次側になる。
【００３０】
第２ポンプケーシング５１は、例えば、円状の吐出し口５１ａと、内部に第２インペラ５２を収納する収納部５１ｂと、一次側に連結された第２ポンプケーシング５１の収納部５１ｂに配置され、第２ポンプケーシング５１の外周側から収納部５１ｂの中心側に向かって形成された、吐出し口５１ａに連通する戻し流路５１ｃと、戻し羽根５１ｄと、を備えている。
【００３１】
戻し流路５１ｃは、二次側の第２ポンプケーシング５１の吸込口に水を誘導する複数の戻し羽根５１ｄを有する。戻し流路５１ｃは、第２ポンプケーシング５１を接続させた際に、吐出し口５１ａを介して、二次側の第２ポンプケーシング５１の収納部５１ｂと連続する水の流れを形成する。
【００３２】
また、第２ポンプケーシング５１は、上下に隣り合う第２ポンプケーシング５１及び流路ケーシング３４と連結可能に形成されている。これら第２ポンプケーシング５１及び流路ケーシング３４は、第１締結部材１１１により一体に固定される。第２ポンプケーシング５１及び流路ケーシング３４間は、Ｏリング等のシール部材により内部の水が漏水しないよう密封されている。
【００３３】
また、第２ポンプケーシング５１は、第２インペラ５２と所定の隙間により離間する開口と、ポンプ主軸２２及びインペラボス部５２ｃが配置される開口とを備えており、第２インペラ５２と対向する開口の内周縁部には、ライナリング５１ｅが設けられる。
【００３４】
また、最上段と最下段の第２ポンプケーシング５１は、ポンプ主軸２２に設けられたスリーブ２２ａと当接する水中軸受５１ｆを有する。
【００３５】
第２インペラ５２は、例えばステンレスや樹脂等で形成される。第２インペラ５２は、第２インペラ５２の外周側に設けられた吐出部５２ａと、第２インペラ５２の一方の主面側に設けられた吸込部５２ｂと、第２インペラ５２の他方の主面側から軸方向に延びるインペラボス部５２ｃと、を備えている。第２インペラ５２は、第１インペラ４２とは逆向きに、即ち、吸込部５２ｂを上方に向け、第２ポンプケーシング５１内に収納される。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａは、第１インペラ４２の枚数と第２インペラ５２の枚数を同数としている。
【００３７】
図１に示すように、流路ケーシング３４は、例えば、複数の第２ポンプケーシング５１の外周を覆い、第２ポンプケーシング５１の周囲に、第１ポンプ３２の最上段から第２ポンプ３３の最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路１０１を構成する。また、流路ケーシング３４は、第２ポンプ３３の最下段から後述する吐出口７４の開口端に向かって流れる第２流路１０２を構成する。
【００３８】
図１に示すように、流路ケーシング３４は、例えば、複数の第２ポンプケーシング５１の外周を覆う管ケーシング６１と、第２吸込ケーシング６２と、吐出口７４を有する中央ケーシング６３と、を備える。流路ケーシング３４は、管ケーシング６１、第２吸込ケーシング６２及び中央ケーシング６３により、第１ポンプ３２の最上段から第２ポンプ３３の最上段へ続く第１流路１０１を構成する。また、流路ケーシング３４は、例えば、中央ケーシング６３により、第２ポンプ３３の最下段から吐出口７４へ続く第２流路１０２を構成する。
【００３９】
管ケーシング６１は、複数の第２ポンプケーシング５１の外周を覆う円筒状に形成される。図２に示すように、管ケーシング６１は、下端が中央ケーシング６３に接続され、上端がケーシングカバー３５に接続される。管ケーシング６１は、覆った複数の第２ポンプケーシング５１の外周面と管ケーシング６１の内周面の間に、第１流路１０１の一部を構成する。
【００４０】
図２に示すように、第２吸込ケーシング６２は、最上段の第２ポンプ３３及びケーシングカバー３５の間に配置され、管ケーシング６１とケーシングカバー３５の接続を支持する。また、図２に示すように、第２吸込ケーシング６２は、管ケーシング６１が構成する第１流路１０１により誘導された水を第２ポンプ３３に流入可能に、複数の吸込み口６２ａを有する。
【００４１】
図６及び図７に示すように、中央ケーシング６３は、円筒状に構成された円筒部７１と、円筒部７１の軸方向で中心を区画する板部７２と、板部７２の一方の主面に設けられ、管ケーシング６１に連通する筒部７３と、吐出口７４と、を備える。
【００４２】
円筒部７１は、管ケーシング６１と水密に連結するインロー部７１ａと、第１締結部材１１１が貫通する挿通孔７１ｂと、を有する。インロー部７１ａは、管ケーシング６１と係合可能に構成され、管ケーシング６１と水密に係合する。挿通孔７１ｂは、円筒部７１の外周面の一部が突出することで、第１締結部材１１１が軸方向に挿通可能に形成される。
【００４３】
板部７２は、外径が円筒部７１の内径より若干小さく形成されるとともに、吐出口７４の開口端に連続する。板部７２は、一方の主面側が、円筒部７１の内周面に沿って、区画した円筒部７１の下方から管ケーシング６１に連続する開口を形成する。また、板部７２は、板部７２の他方の主面側に、区画した円筒部７１の上方から吐出口７４に連続する開口を形成する。
【００４４】
また、板部７２の中央部には、ポンプ主軸２２に設けられ、最上段に位置する第１インペラ４２のインペラボス部４２ｃ及び最下段に位置する第２インペラ５２のインペラボス部５２ｃに当接したスリーブ２２ａと、微小な隙間を介して相対する円筒状のライナリング部７２ａが設けられる。
【００４５】
また、板部７２は、最上段に位置する第１ポンプケーシング４１の一部に当接する支持部７２ｂを有する。本実施形態では、支持部７２ｂは、４つ設けられる。
【００４６】
筒部７３は、板部７２の上面に、対称位置で複数、例えば一対設けられる。筒部７３は、下端が板部７２に一体に形成され、且つ、下端が円筒部７１の内周面との隙間に開口を構成する。図７に示すように、筒部７３は、板部７２の一部を開口する開口形状が円弧状に形成され、板部７２を補強するリブにより２つの円弧状に区画されている。
【００４７】
また、筒部７３は、円筒部７１の外周面に連通する第１開口部７３ａを有する。第１開口部７３ａは、呼び水漏斗３７が接続可能に構成される。
【００４８】
図７に示すように、中央ケーシング６３は、板部７２の上面側のそれぞれにおいて、筒部７３が構成する開口断面積の和が、当該筒部７３が構成する投影断面積を減じた円筒部７１の開口断面積の１／２以下に設定される。
【００４９】
吐出口７４は、円筒部７１の外周面の一部に連続して設けられ、円筒状に構成される。また、吐出口７４は、他部材に連結される吐出しフランジ７４ａを有する。吐出口７４は、円筒部７１の外周面から、板部７２が区画した円筒部７１の上方に形成された第２流路１０２から吐出口７４の開口に連続する。吐出口７４は、例えば、第１吸込ケーシング３１の吸込口３１ａの吸い込み方向と吐出口７４の吐出し方向とが平行となる向きに配置される。吐出口７４の二次側には、例えば仕切弁４００が配置される。
【００５０】
また、吐出口７４の開口端と連続する第２流路１０２を構成する吐出口７４の一部には、複数の第２開口部１０２ａが設けられる。第２開口部１０２ａは、圧力計３００、開閉弁及びドレンプラグ等が接続される。
【００５１】
中央ケーシング６３は、第１流路１０１の一部である上昇流路６３Ａを構成し、また、第２流路１０２の一部である下降流路６３Ｂを構成する。
【００５２】
上昇流路６３Ａは、中央ケーシング６３の板部７２に区画された下方側の空間から一対の筒部７３へと連続する流路である。下降流路６３Ｂは、中央ケーシング６３の板部７２に区画された上方側の筒部７３を除く空間から吐出口７４へと連続する流路である。上昇流路６３Ａは、板部７２の下方側の二つの開口面積の和が板部７２の上方側の二つの開口断面積の和の２倍以上に設定される。
【００５３】
図２、図３、図８及び図９に示すように、ケーシングカバー３５は、上部フランジ８１と、下部フランジ８２と、を備える。図２に示すように、ケーシングカバー３５は、上部フランジ８１がモータ１１に連結される。また、ケーシングカバー３５は、第２ポンプ群３３Ａの上方に配置され、下部フランジ８２が流路ケーシング３４の上部を覆う。具体的には、ケーシングカバー３５は、下部フランジ８２が管ケーシング６１及び第２吸込ケーシング６２の上部を覆う。また、ケーシングカバー３５は、上部フランジ８１及び下部フランジ８２の間に軸継手２３が連結される。
【００５４】
ケーシングカバー３５は、管ケーシング６１の上部を覆うことで、上方への水の流出を防止するとともに、第２ポンプ群３３Ａと管ケーシング６１の間を通過した水を第２吸込ケーシング６２の吸込み口６２ａへ誘導する流路を構成する。
【００５５】
図２、図８及び図９に示すように、上部フランジ８１は、第１取付部８１ａを有する。第１取付部８１ａは、ボルト等の第３締結部材１１３によって、Ｌ字型の形状の固定金具２００が固定可能に構成される。また、第１取付部８１ａは、例えば、吸込口３１ａ及び吐出口７４の軸心方向に設けられる。
【００５６】
図１及び図１０に示すように、固定金具２００は、例えば、ボルト等の第３締結部材１１３によって壁面６００または第１取付部８１ａに固定される薄板状の第１部２００ａと、第１部２００ａと一体に設けられ、第１部２００ａの長手方向に対して直交する方向に延びる、第３締結部材１１３によって第１取付部８１ａまたは壁面６００に取り付けられる薄板状の第２部２００ｂと、を有する。また、固定金具２００は、例えば、第１部２００ａ及び第２部２００ｂに第３締結部材１１３の取付箇所が複数設けられることで、壁面６００及び第１取付部８１ａへの固定位置が任意に構成される。このような固定金具２００は、側面視でＬ字型の形状に形成される。
【００５７】
具体例として、図１０に示すように、第１部２００ａは、円形状の複数の第１挿通孔２０１と、長穴形状の第２挿通孔２０２と、を備える。第１部２００ａは、例えば、長手方向に直交する断面形状がＬ字型に一体に形成された互いに直交する２つの壁部を有する。第１部２００ａは、一方の壁部に複数の第１挿通孔２０１を備え、他方の壁部に第２挿通孔２０２を備える。
【００５８】
第２部２００ｂは、円形状の複数の第１挿通孔２０１と、長穴形状の第２挿通孔２０２と、を備える。第２部２００ｂは、例えば、長手方向に直交する断面形状がＬ字型に一体に形成された互いに直交する２つの壁部を有する。第２部２００ｂは、一方の壁部に第１挿通孔２０１を備え、他方の壁部に第２挿通孔２０２を備える。
【００５９】
第１挿通孔２０１は、第３締結部材１１３が挿通可能に、例えば第３締結部材１１３のボルト径と略同じ径または若干大きい径に形成される。第２挿通孔２０２は、第３締結部材１１３が任意の位置且つ複数挿通可能に、例えば第３締結部材１１３のボルト径と略同じ幅且つ一方向に長い形状に形成される。固定金具２００は、第１部２００ａまたは第２部２００ｂの複数の第１挿通孔２０１に挿通された複数の第３締結部材１１３により壁面６００に固定され、第２部２００ｂまたは第１部２００ａの第２挿通孔２０２の任意の位置に挿通された複数の第３締結部材１１３により第１取付部８１ａに固定される。
【００６０】
第１取付部８１ａに取り付けられた固定金具２００は、平行に配置された吸込口３１ａ及び吐出口７４の吸い込み及び吐出し方向に直交する方向で壁面６００等に固定可能に構成される。これにより、例えば、吸込口３１ａ及び吐出口７４に接続される配管が壁面６００等に干渉することを防止できる。
【００６１】
図２、図３及び図８に示すように、下部フランジ８２は、第２取付部８２ａと、第２締結部８２ｂと、第３開口部８２ｃと、を有する。第２取付部８２ａは、ボルト等の第２締結部材１１２によって、インバータ部１４が第２締結部材１１２を軸に回転し、後述するベース板９３の被取付部９３ａの端面が第２取付部８２ａに当接することにより、所定の傾斜角度で取付け可能に構成される。第２締結部８２ｂは、第１締結部材１１１が締結可能に構成された穴部と座面である。第３開口部８２ｃは、第２吸込ケーシング６２の内側に連通し、例えば排気弁５００が接続される。
【００６２】
メカニカルシール３６は、ケーシングカバー３５の下部フランジ８２に収容され、貫通したポンプ主軸２２が回転摺動可能に、下部フランジ８２とポンプ主軸２２との間の隙間を密封する。また、メカニカルシール３６は、ケーシングカバー３５が第２吸込ケーシング６２の上部を覆うことで、第２吸込ケーシング６２の内側に配置される。
【００６３】
呼び水漏斗３７は、中央ケーシング６３の第１開口部７３ａに接続され、中央ケーシング６３に呼び水を流入可能に構成される。呼び水漏斗３７は、例えば、メカニカルシール３６の摺動部より上方に配置される。また、呼び水漏斗３７は、開閉弁３７ａを有する。開閉弁３７ａは、中央ケーシング６３の第１開口部７３ａから呼び水漏斗３７への水の流出を防止する。
【００６４】
インバータ部１４は、例えば、インバータ９１と、直流リアクトル９２と、ベース板９３と、フード９４と、を備える。
【００６５】
インバータ９１は、配線により商用電源及びモータ１１に接続される。インバータ９１は、例えば、商用電源より供給される交流電力を所定の周波数に変換し、変換した交流電力をモータ１１に供給する。ここで、所定の周波数は、例えば、商用周波数よりも高い周波数である。
【００６６】
直流リアクトル９２は、配線によりインバータ９１に接続され、インバータ９１における交流電力の変換時に発生する高調波を抑制するとともに、電源力率を改善する。
【００６７】
ベース板９３は、インバータ９１及び直流リアクトル９２が固定可能に構成される。また、ベース板９３は、第２取付部８２ａに取り付けられる。例えば、ベース板９３は、第２締結部材１１２によって第２取付部８２ａに回転可能に取付けられる、被取付部９３ａを有する。被取付部９３ａは、例えば、第２締結部材１１２が挿通可能、且つ、第２締結部材１１２によって端面が第２取付部８２ａに当接することでベース板９３が所定の傾斜角度で取付け可能に構成される。ここで、所定の傾斜角度とは、配線等の作業時にベース板９３に固定されたインバータ９１の端子台が目視しやすい等、作業性を向上できる角度である。
【００６８】
フード９４は、インバータ９１に被せてベース板９３に取り付けられる。フード９４は、内側への水滴の侵入を防止する。
【００６９】
このように構成された縦型多段ポンプ１では、モータ１１の駆動によりモータ主軸２１が回転すると、軸継手２３を介して連結されたポンプ主軸２２が回転する。ポンプ主軸２２が回転することで、ポンプ主軸２２に固定されている第１インペラ４２及び第２インペラ５２が追従して回転する。
【００７０】
第１インペラ４２が回転することで、第１インペラ４２の吸込部４２ｂから水が吸い込まれ、第１インペラ４２内で吸い込まれた水が増圧して第１インペラ４２の吐出部４２ａから水が吐き出される。このように、第１インペラ４２の吸込部４２ｂから吸い込まれた水は、第１インペラ４２内部及び第１ポンプケーシング４１を介して、順次第１インペラ４２内を通過し、第１吸込ケーシング３１の吸込口３１ａから中央ケーシング６３の上昇流路６３Ａへと水が揚水される。
【００７１】
続いて、上昇流路６３Ａへ揚水された水は、第２ポンプ群３３Ａと管ケーシング６１の間の第１流路１０１を介して最上段の第２ポンプ３３へ誘導される。最上段の第２ポンプ３３へ誘導された水は、回転する第２インペラ５２の吸込部４２ｂから吸い込まれ、第２インペラ５２内で増圧して第２インペラ５２の吐出部４２ａから吐き出される。このように、第２インペラ５２の吸込部４２ｂから吸い込まれた水は、第２インペラ５２内部及び第２ポンプケーシング５１を介して、順次第２インペラ５２内を通過し、最上段の第２ポンプ３３から中央ケーシング６３の下降流路６３Ｂへと下方向に圧送される。
【００７２】
そして、下降流路６３Ｂへ圧送された水は、中央ケーシング６３の吐出口７４へ誘導され、吐き出される。
【００７３】
このように、ポンプ１３を通過する水は、第１ポンプ３２及び第２ポンプ３３の各段を通過する毎に、第１インペラ４２及び第２インペラ５２により順次増圧される。これにより、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング５１の内周面に作用する圧力は、第１ポンプ３２及び第２ポンプ３３の段毎に順次増大する。
【００７４】
ここで、メカニカルシール３６は、最上段の第２ポンプ３３及びケーシングカバー３５の間、換言すると、第１ポンプ群３２Ａの二次側であって第２ポンプ群３３Ａの一次側である位置に設けられた第２吸込ケーシング６２の内側に配置されている。よって、メカニカルシール３６には、最上段の第１ポンプ３２の二次側の圧力が作用する。即ち、メカニカルシール３６に作用する圧力は、第２ポンプ群３３Ａによりさらに増圧された吐出口７４の吐出し圧力よりも低くなる。一例として、本実施形態に示すように、第１インペラ４２及び第２インペラ５２が同数設けられる例において、メカニカルシール３６に作用する圧力は、吐出口７４の吐出し圧力の約５０％となる。
【００７５】
よって、メカニカルシール３６は、圧力による負荷が低減されることから、主軸１２の回転速度を上げることによる負荷に対応できる。これにより、縦型多段ポンプ１は、インバータ部１４により主軸１２の回転速度を上げることで、メカニカルシール３６の耐用限度を満たしつつ、高圧を得ることができる。即ち、このように構成された縦型多段ポンプ１によれば、より高耐久であるメカニカルシール３６を要することなく高圧を得ることができる。
【００７６】
また、メカニカルシール３６の寿命は、ＰＶ値に反比例するとされており、圧力による負荷が低減されることで長寿命化することができる。
【００７７】
また、モータ１１は、モータ１１に接続されたインバータ９１により、商用電源による回転速度よりも高い回転速度を定格回転速度とすることができる。また、インバータ９１に接続された直流リアクトル９２により、モータ１１に供給される交流電力の力率改善も可能となる。なお、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａの第１インペラ４２及び第２インペラの段数を低減することにより主軸１２の長さを短縮することで、回転時の主軸１２のたわみを抑制できる。これにより、回転時の主軸１２のたわみによるインペラ４２、５２とライナリング４１ｅ、５１ｅとの接触を防止することが可能となる。
【００７８】
また、縦型多段ポンプ１は、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング５１の内周面に作用する圧力が第１ポンプ３２及び第２ポンプ３３の段毎に順次増大するが、第２ポンプケーシング５１の強度は、最下段の第２ポンプケーシング５１内の圧力に耐えられる強度とすることを要さない。
【００７９】
具体的に説明すると、第２ポンプケーシング５１の内周面に作用する圧力は、第１ポンプケーシング４１の内周面に作用する圧力に比べ高圧となる。具体的には、最上段の第２ポンプ３３の内周面には、最上段の第１ポンプ３２の内周面に作用する圧力と同等の圧力が作用し、以降の第２ポンプ３３の内周面には、各段に設けられた第２インペラ５２によりさらに順次増圧された圧力が作用する。例えば、最下段の第２ポンプケーシング５１の内周面には、最上段の第１ポンプ３２の内周面に作用する圧力に加えて、第２ポンプ群３３Ａで増圧される圧力が作用する。このように、各ポンプケーシング４１、５１に生じる内圧は、段を追う毎に高圧となる。
【００８０】
しかし、複数の第２ポンプケーシング５１の外周面には、管ケーシング６１の内周面と複数の第２ポンプケーシング５１の外周が構成する第１流路１０１の一部を流れる水による圧力が作用する。具体的には、複数の第２ポンプケーシング５１の外周面には、第１ポンプ群３２Ａの二次側の圧力と同等の圧力が作用する。これにより、第２ポンプケーシング５１の径方向に作用する圧力は、当該第２ポンプケーシング５１の内周面に作用する圧力及び外周面に作用する圧力の差圧となる。よって、管ケーシング６１及び複数の第２ポンプケーシング５１の外周面の間に第１流路１０１の一部を構成することで、第１流路１０１を通過する水の圧力により各段の第２ポンプケーシング５１に作用する径方向の圧力が低減される。
【００８１】
また、管ケーシング６１の内周面に作用する圧力は、第１ポンプ群３２Ａの二次側の圧力と同等である。したがって、管ケーシング６１は、吐出口７４の吐出し圧力に耐えられる強度とすることを要さず、第１ポンプ群３２Ａの二次側の圧力に耐えられる強度を有していればよい。一例として、本実施形態に示すように、第１インペラ４２及び第２インペラ５２が同数設けられる例において、管ケーシング６１は、吐出口７４の吐出し圧力の約５０％の圧力に耐えられる強度を有していればよい。
【００８２】
また、中央ケーシング６３に作用する圧力は、上昇流路６３Ａを構成する円筒部７１の内周面及び板部７２の一方の主面側に作用する圧力が、第１ポンプ群３２Ａの二次側の圧力と同等の圧力であり、下降流路６３Ｂを構成する板部７２の他方の主面側に作用する圧力が、第２ポンプ群３３Ａの二次側の圧力と同等の圧力となる。
【００８３】
このため、板部７２に作用する圧力は、一方の主面側に作用する第１ポンプ群３２Ａの二次側の圧力と同等の圧力と、他方の主面側に作用する第２ポンプ群３３Ａの二次側の圧力と同等の圧力との差圧となる。このため、中央ケーシング６３は、下降流路６３Ｂの周囲に上昇流路６３Ａを構成することで、二次側を通過する水により生じる圧力ではなく、差圧に耐えられる強度を有していればよい。
【００８４】
このように、縦型多段ポンプ１によれば、増圧された水によりメカニカルシール３６、複数の第１ポンプケーシング４１、複数の第２ポンプケーシング５１、管ケーシング６１及び中央ケーシング６３が求められる強度を低減することができる。よって、縦型多段ポンプ１は、肉厚を増加する等、吐出口７４及び吐出しフランジ７４ａの強度を向上する変更のみで、より高圧に対応可能となる。
【００８５】
また、複数の第１ポンプ３２においては、各第１インペラ４２により順次水が増圧されるため、各第１ポンプ３２間に圧力差が生じ、ポンプ主軸２２に下方向のスラスト荷重が加わる。
【００８６】
一方、複数の第２ポンプ３３においては、各第２インペラ５２により順次水が増圧されるため、各第２ポンプ３３間に圧力差が生じ、ポンプ主軸２２に上方向のスラスト荷重が加わる。
【００８７】
よって、複数の第１ポンプ３２により生じるスラスト荷重と複数の第２ポンプ３３により生じるスラスト荷重とが軸方向で逆向きに作用することで、ポンプ主軸２２に生じるスラスト荷重の合力を低減することができる。これにより、ポンプ主軸２２に加わるスラスト荷重が低減されることから、ポンプ主軸２２は、モータ主軸２１を支持するモータ１１内の軸受により支持可能となる。
【００８８】
このように構成された縦型多段ポンプ１によれば、ポンプ主軸２２に加わるスラスト荷重が低減されることから、モータ１１内の軸受によってポンプ主軸２２に加わるスラスト荷重を支持することができる。これにより、モータ１１内の軸受とは別に主軸１２にポンプ軸受を設ける必要がなく、製造コストを低減できる。また、メカニカルシール３６が配置される第２吸込ケーシング６２内部の圧力が低減されることから、メカニカルシール３６を長寿命化することができる。
【００８９】
また、最上段の第１ポンプケーシング４１及び最下段の第２ポンプケーシング５１は、第１インペラ４２及び第２インペラ５２を収納する収納部４１ｂ、５１ｂを有していないが、戻し流路４１ｃ、５１ｃ及び戻し羽根４１ｄ、５１ｄを有することから、前段の第１インペラ４２または前段の第２インペラ５２から吐出された水を、減速及び昇圧しつつ吐出し口４１ａ、５１ａに誘導することができる。これにより、縦型多段ポンプ１は、最上段の第１ポンプケーシング４１及び最下段の第２ポンプケーシング５１が戻し流路４１ｃ、５１ｃ及び戻し羽根４１ｄ、５１ｄを有さない構成に比べ、ポンプ効率を向上することができる。
【００９０】
また、中央ケーシング６３の上昇流路６３Ａは、連通する管ケーシング６１が、複数の第２ポンプケーシング５１の外周を覆う構成であることから、上昇流路６３Ａの全長を短くすることができる。これにより、上昇流路６３Ａを通過する水の損失を低減することができる。
【００９１】
また、中央ケーシング６３は、上昇流路６３Ａが吐出し側の断面積に対して吸い込み側の断面積が２倍以上の大きさに形成されるため、通過する水の損失を低減することができる。
【００９２】
また、中央ケーシング６３の上昇流路６３Ａは、対称位置で一対設けられる。これにより、一対の上昇流路６３Ａを通過する水流によってポンプ主軸２２に生じるラジアル荷重がそれぞれ逆向きに作用するため、ポンプ主軸２２にラジアル方向の偏荷重が生じることを防止できる。
【００９３】
また、中央ケーシング６３は、筒部７３が対称位置で設けられることから、水平方向に１８０度回転して組み付けることもできる。中央ケーシング６３は、水平方向に１８０度回転して組み付けることで、吐出口７４及び第１吸込ケーシング３１の吸込口３１ａを同一方向に向けることができる。
【００９４】
また、中央ケーシング６３の板部７２には、上昇流路６３Ａを通過する水流及び下降流路６３Ｂを通過する水流によって板部７２に大きな応力が生じる。ここで、板部７２は、複数の支持部７２ｂを有し、支持部７２ｂが第１ポンプケーシング４１の一部に当接することで、当該応力によって板部７２がたわむことを防止できる。
【００９５】
また、第１流路１０１及び第２流路１０２は、複数の第２ポンプケーシング５１の外周を覆う管ケーシング６１、第２吸込ケーシング６２及び中央ケーシング６３により構成される。これにより、縦型多段ポンプ１は、第１流路１０１及び第２流路１０２を構成するための配管を別途備える必要がなく、小型化することができる。縦型多段ポンプ１を小型化することにより、縦型多段ポンプ１の給水装置への組み込みが容易となる。
【００９６】
また、呼び水漏斗３７は、例えば、中央ケーシング６３の第１開口部７３ａに接続され、メカニカルシール３６の摺動部より上方に配置されることで、流入した呼び水を、中央ケーシング６３のみを介して第１ポンプ３２に流入できる。これにより、最下段の第１ポンプ３２から複数の吸込み口６２ａの開口部まで呼び水を流入する呼び水作業を迅速に行うことができる。また、例えば吐出口７４の二次側に配置された仕切弁４００を閉止することで、メカニカルシール３６の摺動部まで呼び水を流入することが可能となる。
【００９７】
また、インバータ部１４は、ベース板９３がケーシングカバー３５の下部フランジ８２に傾斜して取り付けられている。これにより、インバータ部１４は、例えば、インバータ９１や直流リアクトル９２の配線時に、インバータ部１４が傾斜していることで端子台を目視しやすくする等、作業性を向上することができる。
【００９８】
また、インバータ９１は、防滴用のフード９４を被せてベース板９３に取り付けられている。これにより、例えば、第２吸込ケーシング６２の内側に配置されたメカニカルシール３６や、ケーシングカバー３５の下部フランジ８２と管ケーシング６１との接続部から漏水があった際に、インバータ９１に水滴が侵入することが防止される。
【００９９】
また、第１締結部材１１１は、中央ケーシング６３の挿通孔７１ｂを貫通し、第１吸込ケーシング３１の第１締結部３１ｃ及び下部フランジ８２の第２締結部８２ｂで締結されることで、第１吸込ケーシング３１のフランジ面と中央ケーシング６３のフランジ面との平行度を規制することができる。
【０１００】
また、縦型多段ポンプ１を壁面６００等に固定する固定金具２００は、縦型多段ポンプ１の上方に位置するケーシングカバー３５の上部フランジ８１に取付けられる。これにより、壁面６００等に固定された固定金具２００は、例えば地震の発生時に、全高が高く上方に重いモータ１１が配置された縦型多段ポンプ１の転倒を、小さい力で抑制することができる。
【０１０１】
また、第１取付部８１ａは、吸込口３１ａ及び吐出口７４の軸心方向に設けられ、固定金具２００が取り付けられる。固定金具２００は、第１部２００ａ及び第２部２００ｂに締結部材の取付箇所が複数設けられることで、壁面６００及び第１取付部８１ａへの固定位置が任意に構成される。これにより、縦型多段ポンプ１は、吸込口３１ａ及び吐出口７４が壁面６００に対して左右のいずれに位置していてもＬ字型の形状の固定金具２００が取り付けられ、壁面６００に固定することができる。また、ここで固定金具２００がボルト等の第３締結部材１１３の固定位置を任意に構成されることで、縦型多段ポンプ１は、固定金具２００によって固定される壁面６００との距離が任意に調節される。このような縦型多段ポンプ１は、第１取付部８１ａ及び固定金具２００により、寸法や設置条件に応じ、吸い込み及び吐出し方向や、壁面６００との位置関係を選択的に壁面６００に固定できる。
【０１０２】
上述したように、本発明の一実施形態に係る縦型多段ポンプ１によれば、低コストで高揚程を得ることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、中央ケーシング６３が吐出口７４を有する例を説明したが、これに限定されない。縦型多段ポンプ１は、例えば、第１吸込ケーシング３１が吐出口７４を有していてもよい。
【０１０４】
このような縦型多段ポンプ１は、例えば、複数の第２ポンプ３３の周囲を覆う管ケーシング６１と同様に、複数の第１ポンプ３２の周囲に、中央ケーシング６３の下降流路６３Ｂ及び第１吸込ケーシング３１の吐出口７４に連通する管ケーシングを備えることで、最下段の第２ポンプ３３から吐出口７４に連通する第２流路１０２を構成する。
【０１０５】
また、本実施形態では、第１インペラ４２及び第２インペラ５２が同数設けられる例を説明したが、これに限定されず、適宜設定可能である。例えば、第１インペラ４２が第２インペラ５２よりも多く設けられてもよい。
【０１０６】
このように構成された縦型多段ポンプ１によれば、複数の第１ポンプ３２によりポンプ主軸２２に作用するスラスト荷重と、複数の第２ポンプ３３によりポンプ主軸２２に作用するスラスト荷重との合力が、下方向に作用する。これにより、縦型多段ポンプ１の駆動時にポンプ主軸２２に作用する力は、下方向に作用することから、ポンプ主軸２２を支持するモータ１１の軸受に逆スラストが作用することを防止できる。
【０１０７】
また、本実施形態では、複数設けられる最下段の第２ポンプケーシング５１が、ポンプ主軸２２に設けられたスリーブ２２ａと当接する水中軸受５１ｆを有する例を説明したが、これに限定されない。水中軸受５１ｆは、例えば、中央ケーシング６３のライナリング部７２ａに設けられる構成であってもよい。即ち、水中軸受５１ｆは、ポンプ主軸２２に生じるラジアル荷重を支持可能であれば、設けられる位置は適宜設定可能である。
【０１０８】
なお、中央ケーシング６３のライナリング部７２ａに水中軸受５１ｆを設けた場合は、この水中軸受５１ｆは、中央ケーシング６３とポンプ主軸２２との間で漏れが生じることも防止できるため、中央ケーシング６３にライナリング部７２ａを設ける必要がない。
【０１０９】
また、上述した例では、第１開口部７３ａに呼び水漏斗３７が接続可能に構成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、呼び水漏斗３７は、ポンプ１３に一体に設けられている構成でもよい。また、例えば、ポンプ１３は、呼び水漏斗３７に限定されず、他の呼び水装置が設けられることで呼び水を流入可能に構成されていてもよい。即ち、ポンプ１３の第１流路１０１を構成する部位に呼び水を流入可能な構成であれば、適宜設定可能である。
【０１１０】
また、本実施形態では、縦型多段ポンプ１が、吸い込み及び吐出し方向や、壁面６００との位置関係を選択的に壁面６００に固定できる例として、吸込口３１ａ及び吐出口７４の軸心方向に第１取付部８１ａが設けられ、固定金具２００の第１部２００ａ及び第２部２００ｂに締結部材の取付箇所が複数設けられる例を説明したが、これに限定されない。
【０１１１】
縦型多段ポンプ１は、例えば、第１取付部８１ａが吸込口３１ａ及び吐出口７４の軸心周りに対称位置に一対に設けられ、いずれか一方の第１取付部８１ａに固定金具２００が取り付けられることで、吸込み及び吐出し方向が選択的に壁面６００に固定される構成であってもよい。なお、この例においても、縦型多段ポンプ１は、固定金具２００が締結部材の固定位置を任意に構成されることで、壁面６００との距離が任意に調節される。このように、縦型多段ポンプ１を壁面６００に固定する構成は、吸込み及び吐出し方向や、壁面６００との位置関係を選択的に壁面６００に固定できる構成であれば適宜設定可能である。
【０１１２】
また、固定金具２００の第１挿通孔２０１は、第２挿通孔２０２と同様に、第３締結部材１１３が任意の位置且つ複数挿通可能な、例えば第３締結部材１１３のボルト径と略同じ幅且つ一方向に長い長穴形状であってもよい。即ち、固定金具２００は、第１挿通孔２０１及び第２挿通孔２０２の双方が、第３締結部材１１３が任意の位置且つ複数挿通可能に形成されていてもよい。このような固定金具２００により壁面６００に固定される縦型多段ポンプ１は、壁面６００との距離が任意に調節され、且つ、壁面６００に沿う方向で壁面６００に対する位置が任意に調節される。
【０１１３】
なお、縦型多段ポンプ１は、モータ１１に電力を供給する配電盤に、漏電遮断器及びノイズフィルタを含むボードを内蔵していてもよい。このように構成された縦型多段ポンプ１は、電源高調波等のノイズ対策も容易にできる。
【０１１４】
なお、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。
【符号の説明】
【０１１５】
１…縦型多段ポンプ、１１…モータ、１１ａ…モータフレーム、１２…主軸、１３…ポンプ、１４…インバータ部、２１…モータ主軸、２２…ポンプ主軸、２２ａ…スリーブ、２３…軸継手、３１…第１吸込ケーシング、３１ａ…吸込口、３１ｂ…吸込フランジ、３１ｃ…第１締結部、３２…第１ポンプ、３２Ａ…第１ポンプ群、３３…第２ポンプ、３３Ａ…第２ポンプ群、３４…流路ケーシング、３５…ケーシングカバー、３６…メカニカルシール、３７…呼び水漏斗、３７ａ…開閉弁、４１…第１ポンプケーシング、４１ａ…吐出し口、４１ｂ…収納部、４１ｃ…戻し流路、４１ｄ…戻し羽根、４１ｅ…ライナリング、４１ｆ…水中軸受、４２…第１インペラ、４２ａ…吐出部、４２ｂ…吸込部、４２ｃ…インペラボス部、５１…第２ポンプケーシング、５１ａ…吐出し口、５１ｂ…収納部、５１ｃ…戻し流路、５１ｄ…戻し羽根、５１ｅ…ライナリング、５１ｆ…水中軸受、５２…第２インペラ、５２ａ…吐出部、５２ｂ…吸込部、５２ｃ…インペラボス部、６１…管ケーシング、６２…第２吸込ケーシング、６２ａ…吸込み口、６３…中央ケーシング、６３Ａ…上昇流路、６３Ｂ…下降流路、７１…円筒部、７１ａ…インロー部、７１ｂ…挿通孔、７２…板部、７２ａ…ライナリング部、７２ｂ…支持部、７３…筒部、７３ａ…第１開口部、７４…吐出口、７４ａ…吐出しフランジ、８１…上部フランジ、８１ａ…第１取付部、８２…下部フランジ、８２ａ…第２取付部、８２ｂ…第２締結部、８２ｃ…第３開口部、９１…インバータ、９２…直流リアクトル、９３…ベース板、９３ａ…被取付部、９４…フード、１０１…第１流路、１０２…第２流路、１０２ａ…第２開口部、１１１…第１締結部材、１１２…第２締結部材、１１３…第３締結部材、２００…固定金具、２００ａ…第１部、２００ｂ…第２部、２０１…第１挿通孔、２０２…第２挿通孔、３００…圧力計、４００…仕切弁、５００…排気弁、６００…壁面。
【図１】
2020029812.tif 000003
【図２】
2020029812.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月2日(2019.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータに接続され、前記モータの定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータと、
重力方向に延設され、前記モータにより回転する主軸と、
前記主軸に設けられたメカニカルシールと、
第１ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第１インペラを有し、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプと、
前記複数の第１ポンプケーシングの上方に配置され、第２ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第２インペラを有し、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記第２ポンプケーシングの周囲に、前記第１ポンプの最上段から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路を構成する流路ケーシングと、
前記流路ケーシング及び前記複数の第２ポンプの上方を覆い、前記メカニカルシールを収容するケーシングカバーと、
を備え、
前記流路ケーシングは、
水平方向に水を吐き出す吐出口、並びに、前記第１ポンプの最上段に連通し前記第１流路の一部を構成する上昇流路及び前記第２ポンプの最下段に連通し前記吐出口に向かって流れる第２流路に仕切る板部を有する中央ケーシングと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記中央ケーシングの前記上昇流路から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる前記第１流路の他部を構成する管ケーシングと、
最上段の前記第２ポンプ及び前記ケーシングカバーの間に配置され、前記管ケーシングと前記ケーシングカバーの接続を支持し、前記第２ポンプケーシング及び前記管ケーシングが構成する前記第１流路より誘導された水を前記第２ポンプに流入可能に複数の吸込み口を有する第２吸込ケーシングと、
を備え、
前記中央ケーシングは、外周に沿って複数形成されるとともに対向する位置に配置された前記上昇流路を構成する縦型多段ポンプ。
【請求項２】
前記中央ケーシングの前記上昇流路に接続され、前記ケーシングカバーに収容された前記メカニカルシールの摺動部より上方に配置された呼び水漏斗をさらに備える請求項１に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項３】
前記複数の第１ポンプの下方を覆い、水平方向に水を吸い込み前記第１ポンプの最下段に連通する吸込口及び第１締結部を有する吸込ケーシングと、
挿通孔を有する前記中央ケーシングと、
第２締結部を有する前記ケーシングカバーと、
前記挿通孔を貫通し、前記第１締結部及び前記第２締結部で締結される締結部材と、  を備える請求項１または請求項２に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項４】
Ｌ字型の固定金具をさらに備え、
前記吸込ケーシングの前記吸込口及び前記中央ケーシングの前記吐出口は、前記吸込口の吸い込み方向及び前記吐出口の吐出し方向が平行に配置され、
前記ケーシングカバーは、前記モータに締結される上部フランジ、並びに、前記上部フランジに前記吸込口及び前記吐出口の軸心方向に設けられ、前記吸い込み方向及び前記吐出し方向に直交する向きに前記固定金具を固定する取付部を有する請求項３に記載の縦型多段ポンプ。
【請求項５】
前記インバータを固定したベース板を有し、前記ベース板が所定の傾斜角度で前記ケーシングカバーに取り付けられた請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の縦型多段ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様として、縦型多段ポンプは、モータと、前記モータに接続され、前記モータの定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータと、重力方向に延設され、前記モータにより回転する主軸と、前記主軸に設けられたメカニカルシールと、第１ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第１インペラを有し、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプと、前記複数の第１ポンプケーシングの上方に配置され、第２ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第２インペラを有し、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプと、前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記第２ポンプケーシングの周囲に、前記第１ポンプの最上段から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路を構成する流路ケーシングと、前記流路ケーシング及び前記複数の第２ポンプの上方を覆い、前記メカニカルシールを収容するケーシングカバーと、を備え、前記流路ケーシングは、水平方向に水を吐き出す吐出口、並びに、前記第１ポンプの最上段に連通し前記第１流路の一部を構成する上昇流路及び前記第２ポンプの最下段に連通し前記吐出口に向かって流れる第２流路に仕切る板部を有する中央ケーシングと、前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記中央ケーシングの前記上昇流路から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる前記第１流路の他部を構成する管ケーシングと、最上段の前記第２ポンプ及び前記ケーシングカバーの間に配置され、前記管ケーシングと前記ケーシングカバーの接続を支持し、前記第２ポンプケーシング及び前記管ケーシングが構成する前記第１流路より誘導された水を前記第２ポンプに流入可能に複数の吸込み口を有する第２吸込ケーシングと、を備え、前記中央ケーシングは、外周に沿って複数形成されるとともに対向する位置に配置された前記上昇流路を構成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
なお、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。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］モータと、
前記モータに接続され、前記モータの定格回転速度を、商用電源による最高回転速度よりも高く設定したインバータと、
重力方向に延設され、前記モータにより回転する主軸と、
前記主軸に設けられたメカニカルシールと、
第１ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第１インペラを有し、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する複数の第１ポンプと、
前記複数の第１ポンプケーシングの上方に配置され、第２ポンプケーシング及び前記主軸に固定される第２インペラを有し、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する複数の第２ポンプと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記第２ポンプケーシングの周囲に、前記第１ポンプの最上段から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる第１流路を構成する流路ケーシングと、
前記流路ケーシング及び前記複数の第２ポンプの上方を覆い、前記メカニカルシールを収容するケーシングカバーと、
を備える縦型多段ポンプ。
［２］前記流路ケーシングは、
水平方向に水を吐き出す吐出口、並びに、前記第１ポンプの最上段に連通し前記第１流路の一部を構成する上昇流路及び前記第２ポンプの最下段に連通し前記吐出口に向かって流れる第２流路に仕切る板部を有する中央ケーシングと、
前記複数の第２ポンプケーシングの外周を覆い、前記中央ケーシングの前記上昇流路から前記第２ポンプの最上段へ続く上方に向かって流れる前記第１流路の他部を構成する管ケーシングと、
最上段の前記第２ポンプ及び前記ケーシングカバーの間に配置され、前記管ケーシングと前記ケーシングカバーの接続を支持し、前記第２ポンプケーシング及び前記管ケーシングが構成する前記第１流路より誘導された水を前記第２ポンプに流入可能に複数の吸込み口を有する第２吸込ケーシングと、
を備える［１］に記載の縦型多段ポンプ。
［３］前記中央ケーシングは、外周に沿って複数形成されるとともに対向する位置に配置された前記上昇流路を構成する［２］に記載の縦型多段ポンプ。
［４］前記中央ケーシングの前記上昇流路に接続され、前記ケーシングカバーに収容された前記メカニカルシールの摺動部より上方に配置された呼び水漏斗をさらに備える［３］に記載の縦型多段ポンプ。
［５］前記複数の第１ポンプの下方を覆い、水平方向に水を吸い込み前記第１ポンプの最下段に連通する吸込口及び第１締結部を有する吸込ケーシングと、
挿通孔を有する前記中央ケーシングと、
第２締結部を有する前記ケーシングカバーと、
前記挿通孔を貫通し、前記第１締結部及び前記第２締結部で締結される締結部材と、  を備える［２］乃至［４］のいずれか一項に記載の縦型多段ポンプ。
［６］Ｌ字型の固定金具をさらに備え、
前記吸込ケーシングの前記吸込口及び前記中央ケーシングの前記吐出口は、前記吸込口の吸い込み方向及び前記吐出口の吐出し方向が平行に配置され、
前記ケーシングカバーは、前記モータに締結される上部フランジ、並びに、前記上部フランジに前記吸込口及び前記吐出口の軸心方向に設けられ、前記吸い込み方向及び前記吐出し方向に直交する向きに前記固定金具を固定する取付部を有する［５］に記載の縦型多段ポンプ。
［７］前記インバータを固定したベース板を有し、前記ベース板が所定の傾斜角度で前記ケーシングカバーに取り付けられた［１］乃至［６］のいずれか一項に記載の縦型多段ポンプ。