(57)【要約】【課題】水中ポンプ１の制振性と、制振部材７４の耐食性とを両立させる。【解決手段】水中ポンプ１のケーシング４から下向きに延びる複数の脚部４６と、脚部４６の下端部それぞれが固定されることで水中ポンプ１を支持するスタンド７と、を備える。スタンド７は、本体部７１と、各脚部４６の下端部が内挿される上向きに開口した差込部７３とを含んで構成される。各差込部７３内には制振部材７４が配設されており、各脚部４６は当該差込部７３内の制振部材７４上に載置された状態で、その下端部が当該差込部７３に対して固定されている【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根車と、当該羽根車を収容するケーシングとを含むポンプ部、
前記ポンプ部の上側に配設されると共に、前記羽根車を駆動するモータを収容するモータ部、
前記ケーシングから下向きに延びる複数の脚部、及び、
前記複数の脚部それぞれの下端部が固定されることで前記モータ部及びポンプ部を支持するスタンド、を備え、
前記スタンドは、本体部と、前記本体部に対して設けられると共に、前記各脚部の下端部が内挿される上向きに開口した差込部とを含んで構成され、
前記各差込部内には制振部材が配設されており、前記各脚部は当該差込部内の制振部材上に載置された状態で、その下端部が当該差込部に対して固定されている水中ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の水中ポンプにおいて、
前記制振部材は、制振ゴム又は制振鋼板である水中ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水中ポンプにおいて、
前記スタンドは、前記本体部を下側から覆う滑り止めカバーをさらに含んで構成され、
前記滑り止めカバーは、前記制振部材とは特性の異なる材質によって構成されている水中ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の水中ポンプにおいて、
前記羽根車は、一枚羽根を有するノンクロッグ型羽根車である水中ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、遠心型の水中ポンプが開示されており、この特許文献１に開示された水中ポンプでは特に、運転時のポンプの制振を図るために、水中ポンプを制振部材を介して槽内に設置している。
【特許文献１】特開昭５５−５４６９９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、遠心型の水中ポンプに用いられる羽根車として、夾雑物等の固形物を含んだ汚水等に対しても詰まりが生じにくいように、その内部に、一端面に開口する入口と周面に開口する出口とを繋ぐ流路が形成されたノンクロッグ型の羽根車が知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
こうしたノンクロッグ型の羽根車は、一枚羽根であるという特性上、水中ポンプの運転中に運転周波数での振動が発生する。このため、こうしたノンクロッグ型の羽根車を備えた水中ポンプには制振対策が要求され、その制振対策の一つとして、前記特許文献１に開示されている水中ポンプのように、制振ゴム等による制振部材を介して水中ポンプを槽内に設置することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、ノンクロッグ型の羽根車を有する水中ポンプが設置される槽内の汚水には、化学物質等が含まれている場合があり、そうした場合、制振ゴム等による制振部材が腐食して劣化し易くなる。そのため、制振部材の劣化を抑制する観点からは、制振部材の材質として制振効果の高い材質を採用するよりも、制振効果は劣るものの耐食性を考慮した材質を採用しなければならない。しかしながらそうした場合には当然に、水中ポンプの制振性が悪化してしまう。
【０００６】
このように、制振部材によって水中ポンプの制振を行う場合、水中ポンプの制振性と制振部材の耐食性とを両立させることは、従来は困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水中ポンプの制振性と、制振部材の耐食性とを両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によると、水中ポンプは、羽根車と、当該羽根車を収容するケーシングとを含むポンプ部、前記ポンプ部の上側に配設されると共に、前記羽根車を駆動するモータを収容するモータ部、前記ケーシングから下向きに延びる複数の脚部、及び、前記複数の脚部それぞれの下端が固定されることで前記モータ部及びポンプ部を支持するスタンド、を備え、前記スタンドは、本体部と、前記本体部に対して設けられると共に、前記各脚部の下端部が内挿される上向きに開口した差込部とを含んで構成され、前記各差込部内には制振部材が配設されており、前記各脚部は当該差込部内の制振部材上に載置された状態で、その下端部が当該差込部に対して固定されている。
【０００９】
この構成によると、水中ポンプのケーシングから下向きに延びた複数の脚部の下端部にはスタンドが固定されるため、水中ポンプを安定して槽内に設置することが可能になる。
【００１０】
このスタンドは、本体部と差込部とを含んで構成されており、各脚部は差込部内の制振部材上に載置された状態で、その下端部が差込部に対して固定される。このため、制振部材の制振効果により、水中ポンプの運転時における振動が抑制される。
【００１１】
そうしてこの制振部材は、上向きに開口する差込部内に配設されていると共に、その状態で上側に脚部が載置されるため、外部には、ほとんど露出しない。このことにより、水中ポンプを槽内に設置したときに、制振部材が汚水中に曝されることが抑制される。それにより、例えば制振効果が高い一方で、耐食性は比較的劣るような材質を含んで、制振部材を構成したとしても、その制振部材が劣化することが抑制される。こうして、制振部材を高い制振効果を有する材質を含んで構成することにより、水中ポンプの高い制振性が確保されると共に、制振部材の耐食性も向上して、水中ポンプの制振性と制振部材の耐食性とが両立することになる。
【００１２】
前記制振部材は、制振ゴム又は制振鋼板である、としてもよい。前述したように、制振部材を可及的に露出させない構成によって制振部材の耐食性を確保しつつ、制振部材（制振ゴム又は制振鋼板）の材質として、高い制振効果を有する材質を採用することによって、水中ポンプの制振性が向上する。
【００１３】
前記スタンドは、前記本体部を下側から覆う滑り止めカバーをさらに含んで構成され、前記滑り止めカバーは、前記制振部材とは特性の異なる材質によって構成されている、としてもよい。
【００１４】
滑り止めカバーによって、水中ポンプの運転中に、槽内での設置位置がずれることが抑制される。
【００１５】
また、滑り止めカバーは、本体部を下側から覆っているため、汚水中に曝されるものの、この滑り止めカバーは、滑り止め効果が高い材質であればよく、制振効果は要求されない。従って、滑り止めカバーは、耐食性が高くかつ滑り止め効果の高い材質、つまり、制振部材とは特性の異なる材料によって構成することが望ましい。
【００１６】
前記羽根車は、一枚羽根を有するノンクロッグ型羽根車である、としてもよい。ノンクロッグ型の羽根車を備えた水中ポンプは、その羽根車の特性上、運転周波数の振動が発生するものの、前述したように制振部材によって水中ポンプの制振効果が得られることになる。しかも、制振部材を差込部内に配設することによって、化学物質等を含む汚水中でも耐食性が確保されるため、本発明は、制振部材が劣化し易い環境で使用されるノンクロッグ型羽根車を備えた水中ポンプに適用することが特に有効である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によると、スタンドに設けた上向き開口の各差込部内において、制振部材上に脚部を載置することによって、制振部材が汚水中に曝されることが抑制されるため、制振部材の耐食性を確保することができる。そのため、制振部材として、高い制振効果を有する一方で、耐食性には劣る材質を採用することができ、そのことによって、水中ポンプの運転時における振動を効果的に抑制することができる。そうして、水中ポンプの制振性と制振部材の耐食性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る羽根車を備えた水中ポンプ１を示している。この水中ポンプ１は、羽根車６を有するポンプ部２１と、該羽根車６を駆動するモータ３を有するモータ部２２と、を備えている。水中ポンプ１は、オイルケーシング２３を挟んだ下側にポンプ部２１を、その上側にモータ部２２をそれぞれ配置することによって、ポンプ部２１及びモータ部２２が上下方向に並んで配置されて構成されている。尚、この水中ポンプ１は、後述するヘッドカバー３４やポンプケーシング４が、所定の樹脂材料によって形成された軽量タイプとなっている。
【００２０】
羽根車６は、ノンクロッグ型の羽根車であって、略円筒状を有している。この羽根車６には、その下端面に下向きに開口する入口６０１が形成されている一方、その周面における所定の位置に側方に向かって開口する出口６０２が形成されている。そうして、羽根車６の内部には回転軸方向に延びる内部流路６０３が形成されており、この内部流路６０３によって入口６０１と出口６０２とが互いに繋がっている。
【００２１】
羽根車６の外周面には、径方向の内方に窪んだ外部流路６０４が形成されている。この外部流路６０４は、回転軸方向に延びる流路ではなく、その流路中心は羽根車６の筒軸と直交する直交面上に位置している。外部流路６０４は、出口６０２において内部流路６０３の下流側と連続していて、図示は省略するが、羽根車６のおおよそ１周の長さにわたって周回している。
【００２２】
この外部流路６０４は羽根６０５によって区画されている。この羽根６０５は、いわゆる半径流形の一枚羽根（遠心羽根）であり、この遠心羽根６０５によって、外部流路６０４内の水が昇圧されて外周側（径方向外側）に吐出される。
【００２３】
モータ部２２は、ステータ３１及びロータ３２からなる前記モータ３と、該モータ３のステータ３１を覆うステータケーシング３３と、ステータケーシング３３の上端に取り付けられるヘッドカバー３４と、を備えている。モータ３の回転軸３５は、上下方向に延びて配設されている。
【００２４】
ステータケーシング３３は、両端開口の略円筒型に形成されている。ステータケーシング３３の上端開口は、モータカバー３６によって閉塞されており、このモータカバー３６の下面には、回転軸３５の上端部を回転可能に支持する軸受３５ａが取り付けられている。
【００２５】
ヘッドカバー３４は、ステータケーシング３３の上端に対して取り付けられている。ヘッドカバー３４は、上壁と、この上壁の周縁部から下方に延びてステータケーシング３３の上端部に固定される周壁とを含み、横断面形状が逆Ｕ字状に形成されている。これによってヘッドカバー３４は、その内部に、前記モータカバー３６と共に各種の電気部品を収容するための収容空間３４ａを形成するようになっている。ヘッドカバー３４の上壁には、モータ３に給電する給電ケーブルが挿通されるケーブルブーツが貫通して取り付けられていると共に、その上面の中央部には、ハンドル３４ｂが取り付けられている。
【００２６】
このヘッドカバー３４は、周方向に所定の間隔を開けて配置された複数のボルト３７（図例では一つのみ示す）によって、オイルケーシング２３に対し固定されている。つまり、ヘッドカバー３４の周縁部に形成された貫通孔を通過した前記ボルト３７は、前記モータカバー３６を貫通すると共に、ステータケーシング３３の内周面に沿って下向きに延びて、オイルケーシング２３の周縁部に対して螺合している。こうして、この水中ポンプ１では、上下方向に延びる長尺のボルト３７によって、ヘッドカバー３４、ステータケーシング３３、及びモータカバー３６のそれぞれをオイルケーシング２３に対して一度に固定するようにしており、これによって、この水中ポンプ１では、部品点数の低減化及び組み立て工数の低減化が図られている。
【００２７】
オイルケーシング２３は、ステータケーシング３３の下端に取り付けられており、このオイルケーシング２３によってステータケーシング３３の下端開口が閉塞されている。
【００２８】
オイルケーシング２３は、その下側にポンプケーシング４が取り付けられることによって、このポンプケーシング４と共に、潤滑油が充填される油室５３を区画形成するケーシングであって、モータ３の回転軸３５が内挿される貫通孔が形成されていると共に、その上面には、回転軸３５の中間部を回転可能に支持する軸受３５ｂが取り付けられている。
【００２９】
オイルケーシング２３及びポンプケーシング４によって区画形成される油室５３内では、回転軸３５がメカニカルシール５１によって軸封されていると共に、メカニカルシール５１の外周囲の略全周を囲む環状壁５２が設けられている。
【００３０】
ポンプ部２１は、モータ３の回転軸３５の下端に取り付けられた前記羽根車６を備えると共に、ポンプケーシング４を備えている。
【００３１】
この水中ポンプ１は遠心ポンプからなり、そのポンプケーシング４は、オイルケーシング２３と共に油室５３を区画形成する上側の第１ポンプケーシング４１と下側の第２ポンプケーシング４２とが、溶着により一体化されることで構成されている。このように第１ポンプケーシング４１と第２ポンプケーシング４２とを溶着により一体化することで、例えばボルト・ナットの締結手段により２つのポンプケーシングを一体化する場合に必要となるフランジが不要となり、水中ポンプ１の小型化が実現する。
【００３２】
ポンプケーシング４の上部には、回転軸３５が内挿される貫通孔が形成されていると共に、その内部に羽根車６を収容する渦形室４３が形成されている。
【００３３】
また、ポンプケーシング４の下部は、下方に向かって開口しており、この開口に対して、羽根車６の下端部であるウェアリング部を支持するための開口４４ａを有するライナリング４４が取り付けられている。
【００３４】
一方、ポンプケーシング４の側部には、側方に突出すると共に、上向きに屈曲する吐出部４５が一体に形成されている。この吐出部４５は、渦形室４３に連通していると共に、上向きに開口する吐出口４５ａが形成されている。吐出口４５ａは、図示省略の排出管に連結されることになる。
【００３５】
そうして、ポンプケーシング４の下部には、下向きに延びる４つの脚部４６（図１では３つのみ示す）が所定の配置で配設されている。具体的には、図２に一点鎖線で示すように、前記ポンプケーシング４における渦形室４３側（図２の右側）の所定位置と、吐出部４５側（図２の左側）の所定位置とのそれぞれに、左右方向に相対するように一対の脚部４６が配置されていると共に、その一対の脚部４６が相対する左右方向の中間位置において、左右方向に直交する前後方向に相対するように、別の一対の脚部４６がそれぞれ配置されている。
【００３６】
各脚部４６の下端の形状は、図２，６に示すように、両端部が内方に向かって屈曲した略コ字状に形成されている。
【００３７】
各脚部４６の下端部は、図１に示すように、スタンド７に対して取付固定されている。このスタンド７は、合成樹脂製の本体部７１と、この本体部７１の下側を覆うゴム製のカバー７２とを備えて構成されている。
【００３８】
本体部７１は、図２に示すように、平面視において、渦形室４３側が、相対的に径の大きい湾曲形状を有する一方で、吐出部４５側が、相対的に径の小さい湾曲形状を有し、それらの端部同士が左右方向に互いに連結されることによって、全体としては、中央部が開口した卵形形状を有している。この本体部７１は、図５に示すように、その横断面形状が、底面部７１１と、それの両側端から上向きに立設した側壁部７１２とを含んで略Ｕ字状に形成されていると共に、その側壁部７１２同士の間の部分には、上向きに突出する多数のリブ７１３が、周方向及び径方向のそれぞれに延びて形成されており、これによって、本体部７１の上面側は、複数の領域に区画されている（図２参照）。この区画された複数の領域の内の一部の領域には、上下方向に貫通する貫通孔７１４が形成されている。この貫通孔７１４は、槽内に設置された水中ポンプ１を引き上げたときに、本体部７１の上面に溜まる水を排出するための水抜き孔として機能する。尚、後述するカバー７２にも、本体部７１の各水抜き孔７１４に対応する位置に水抜き用の貫通孔７２４が形成されている（図３参照）。
【００３９】
そうして、この本体部７１には、各脚部４６に対応する位置に、上向きに立設する４つの差込部７３が形成されている。各差込部７３は、図５に示すように、側壁部７１２の上端部に相当する高さ位置に配置されかつ、前記略コ字状の各脚部４６が載置される、平面視で略矩形状の載置部７３１と、その略矩形状の載置部７３１の周縁部それぞれから上方に立設する立壁部７３２とを備えて構成されており、これによって各差込部７３は、正面視等においては、側壁部７１２よりも上方に突出するように設けられる一方で（図４等参照）、前記略コ字状の脚部４６が内挿可能な略矩形状の開口が上向きに開口して設けられることになる（図２等参照）。
【００４０】
そうして、各差込部７３において、径方向の外側に位置する立壁部７３２には、例えば図４に示すように、上下方向に延びる長孔７３３が貫通形成されており、この長孔７３３は、各脚部４６の下端部を差込部７３に対して固定するためのビスが挿通されるビス孔となっている。このようにビス孔を長孔形状にすることで、各脚部４６をビス止めしたときでも上下方向には微小移動が可能になり、後述するように、制振部材７４による制振効果が得られることになる。
【００４１】
前記カバー７２は、略卵形形状の本体部７１を下側から覆うように、平面視で略卵形形状を有している。また、その横断面は、前記本体部７１の底面部７１１と両側壁部７１２とのそれぞれに対応するように、底面部７２１と側面部７２２とを含む略Ｕ字状であると共に、前記本体部７１の両側壁部７１２の上端面に引っ掛かるように各側面部７２２の上端部において内方に向かって折曲した折曲部７２３をさらに含んでいる。
【００４２】
カバー７２の底面部７２１には、スタンド７の底面となる側に凹凸が形成されており、これによって水中ポンプ１を槽内に設置したときにおける、滑り止め効果を高めるようにしている。
【００４３】
カバー７２は、例えば合成ゴムや合成樹脂からなり、特にこのカバー７２は汚水中に曝されることから、制振効果よりも、耐食性を重視した材質（例えばエポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂や、フッ素ゴム等）とすることが望ましい。
【００４４】
そうして、差込部７３内において、各脚部４６と載置部７３１との間には、図１，５，６に示すように、制振部材７４が介設されている。
【００４５】
この制振部材７４は、制振ゴム又は制振鋼板（ゴム又は樹脂を一対の鋼板により挟持してなる）によって構成されかつ、差込部７３の載置部７３１上に載置される板状の部材である。この制振部材は、図６に示すように、前記脚部の形状に対応して、略コ字状に形成されている。これによって、差込部７３内の制振部材７４の上に、水中ポンプ１の脚部４６が載ったときには、その制振部材７４は、差込部７３の載置部７３１及び立壁部７３２、並びに脚部４６によって囲まれることで、そのほとんどが隠れて外部に露出しなくなる。こうして制振部材７４は、水中ポンプ１が槽内に設置されたときでも、その槽内の汚水に曝されることが抑制されるようになっている。
【００４６】
ここで、制振部材７４は、制振効果の高い材質によって構成することが好ましい。例えば制振部材７４として制振ゴムを採用する場合には、損失係数が１．０〜２．０程度で、静的せん断弾性率が０．２７ＭＰａ以上かつ、その厚みが１ｍｍ以上のものとするのが、高い制振効果を得る上で好ましい。また、制振部材７４として制振鋼板を採用する場合には、その損失係数が０．０６〜０．２３程度で、引っ張り弾性率が５００００程度のものとするのがよい。
【００４７】
このように本実施形態に係る水中ポンプ１では、脚部４６の下端部に、卵形形状のスタンド７を取り付けることによって、水中ポンプ１を安定して槽内に設置することができる。
【００４８】
そうして、そのスタンド７（本体部７１）に上向きに開口した差込部７３を設け、その差込部７３の内部において、制振部材７４の上に脚部４６を載置させた状態で、差込部７３にビス止めすることにより、水中ポンプ１の運転時における振動を抑制することができる。特に制振部材７４として、制振効果の高い材質を採用した場合には、水中ポンプ１の制振性を高くすることができる。
【００４９】
一方で、そうした制振効果の高い材質は、相対的に耐食性に劣ることになるものの、本実施形態の水中ポンプ１では、制振部材７４を差込部７３の内部に配置すると共に、その形状を、そこに載置される脚部４６の形状と略同じコ字状にすることで、制振部材７４の露出を可及的に低減させている。それによって、水中ポンプ１を槽内に設置したときに、制振部材７４が汚水に曝されることが抑制されるため、耐食性に劣る材質であったとしても、制振部材７４の劣化を抑制することができる。
【００５０】
また、スタンド７の本体部７１を覆うカバー７２によって、滑り止め効果が得られるため、水中ポンプ１の運転中に、槽内での設置位置がずれてしまうことを防止することができる。このカバー７２は汚水に曝されるものであるが、高い制振性は要求されないため、耐食性に特に優れた材質を採用すればよい。そうすることによって、カバー７２の劣化を抑制することができる。
【００５１】
そうして、制振部材７４やカバー７２の劣化を抑制するため、水中ポンプ１の運転期間を十分に長くすることができ、そのメンテナンス性を向上させることができる。
【００５２】
ここで、水中ポンプ１の制振効果を確認するために実施した実験の結果を、図７に示す。図７（ａ）〜（ｄ）は、水中ポンプ１を槽内で運転しているときに、所定の同じ位置において測定した振動波形を示しており、この内、図７（ａ）は、前記制振部材７４を介設しなかった場合の比較例を、図７（ｂ）は、前記制振部材７４として制振ゴムを介設した場合の実施例１を、図７（ｃ）は、前記制振部材７４として制振鋼板を介設した場合の実施例２を、図７（ｄ）は、脚部４６とスタンド７の本体部７１との間に制振部材７４を介設せずに、制振ゴムをスタンド７の底面に敷いた場合の従来例を、それぞれ示している。
【００５３】
これによると、制振ゴムや制振鋼板を備えてない比較例では、所定の卓越周波数（約６０Ｈｚ）での振動が現れている。
【００５４】
これに対し、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、制振ゴムや制振鋼板を、差込部７３内に配設した場合には、振動の振幅が小さくなって卓越周波数が消滅している。
【００５５】
また、制振ゴムをスタンド７の底面に敷くことは陸上ポンプで一般的に用いられる制振構造であるが、図７（ｄ）に示すように、この場合の振幅は、図７（ｂ）（ｃ）に示す振幅とほぼ同程度であり、この場合も卓越周波数が消滅していることがわかる。
【００５６】
従って、制振部材７４としての制振ゴムや制振鋼板を、差込部７３内に配設して、その制振部材７４上に脚部４６を載置することによって、水中ポンプ１の高い制振効果が得られることがわかる。
【００５７】
尚、前記のスタンド７の形状は、前記の卵形形状に限定されるものではなく、水中ポンプ１を安定して支持する上で必要な面積を確保すべく、その形状は適宜設定することが可能である。
【００５８】
また、水中ポンプ１が備える脚部４６の数も、適宜設定することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、水中ポンプの制振効果と、制振部材の耐食性とを両立させることができるから、例えば汚水中等の、特に制振部材が劣化し易い環境で使用される水中ポンプとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係る遠心ポンプ用羽根車を備えた水中ポンプの断面図である。
【図２】スタンドの平面図である。
【図３】スタンドの底面図である。
【図４】スタンドの正面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】差込部を拡大して示す平面図である。
【図７】実施例、比較例及び従来例のそれぞれに係る水中ポンプの振動波形を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    水中ポンプ
２１  ポンプ部
２２  モータ部
３    モータ
４    ケーシング
４６  脚部
６    羽根車
６０５  羽根
７    スタンド
７１  本体部
７２  カバー
７３  差込部
７４  制振部材
【図１】
2010014049.tif 000003
【図２】
2010014049.tif 000004
【図３】
2010014049.tif 000005
【図４】
2010014049.tif 000006
【図５】
2010014049.tif 000007
【図６】
2010014049.tif 000008
【図７】
2010014049.tif 000009