(57)【要約】【課題】自吸効率及びポンプ効率が低下することを防止可能なインペラ、及び自吸式ポンプ装置を提供すること。【解決手段】インペラ６０は、中心を回転軸７０の軸線上に配置する第１のシュラウド６１と、第１のシュラウド６１のガイドベーン４４側の面に、第１のシュラウド６１の中心回りに形成された複数の羽根６２と、複数の羽根６２のガイドベーン４４側の一端に設けられて、回転軸７０と同軸となる環状に構成され、第１の壁部６１との間に隙間を構成し、回転軸７０の軸方向に直交する方向で外周縁６８ａがガイドベーン４４に形成された第１の貫通孔４８ａ２より第１のシュラウド６１の中心側に位置する第２のシュラウド６３と、を備える。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室の二次側に開口する第１の貫通孔を有した第１の壁部、及び前記第１の壁部との間に前記ポンプ室を構成する第２の壁部を含む自吸式ポンプ装置の前記ポンプ室に収容され、回転軸により回転されるインペラであって、
中心を前記回転軸の軸線上に配置する第１のシュラウドと、
前記第１のシュラウドの前記第１の壁部側の面に、前記第１のシュラウドの中心回りに形成された複数の羽根と、
前記複数の羽根の前記第１の壁部側の一端に設けられて、前記回転軸と同軸となる環状に構成され、前記第１の壁部との間に隙間を構成し、前記回転軸の軸方向に直交する方向で外周縁が前記第１の貫通孔より前記中心側に位置する第２のシュラウドと、
を具備するインペラ。
【請求項２】
前記第１のシュラウドは、当該第１のシュラウドの厚み方向に貫通する第２の貫通孔を具備する
請求項１に記載のインペラ。
【請求項３】
前記第２のシュラウドは、
円筒状に構成されて前記回転軸と同軸上に配置され、前記軸方向に直交する方向で前記第１の壁部との間に隙間を構成するマウスと、
前記複数の羽根に設けられて前記マウスから径方向外側に延出する形状に構成され、前記軸方向で前記第１の壁部に対向し、前記第１の壁部との間に隙間を構成するカバー部と、
を具備する請求項２に記載のインペラ。
【請求項４】
前記カバー部は、前記第１の壁部の前記第２の壁部側に開口する溝と対向する
請求項３に記載のインペラ。
【請求項５】
ポンプ室の二次側に開口する第１の貫通孔を有した第１の壁部、及び前記第１の壁部との間に前記ポンプ室を構成する第２の壁部を含むポンプケーシングと、
モータと、
前記モータにより回転する回転軸と、
前記ポンプ室に収容されて前記回転軸により回転されるインペラであって、中心が前記回転軸の軸心上に配置される第１のシュラウド、前記第１のシュラウドの前記第１の壁部側の面に、前記第１のシュラウドの中心回りに形成された複数の羽根、及び前記複数の羽根の前記第１の壁部側の一端に設けられて、前記回転軸と同軸となる環状に構成され、前記第１の壁部との間に隙間を構成し、外周縁が前記回転軸に直交する方向に前記第１の貫通孔より前記中心側に位置する第２のシュラウドを具備するインペラと、
を具備する自吸式ポンプ装置。
【請求項６】
前記第１のシュラウドは、当該第１のシュラウドの厚み方向に貫通する第２の貫通孔を具備する
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項７】
前記第２のシュラウドは、
円筒状に構成されて前記回転軸と同軸上に配置され、前記回転軸の軸方向に直交する方向で前記第１の壁部との間に隙間を構成するマウス、及び前記複数の羽根に設けられて前記マウスから径方向外側に延出する形状に構成され、前記軸方向で前記第１の壁部と対向し、前記第１の壁部との間に隙間を構成するカバー部と、具備する
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項８】
前記ポンプケーシングは、前記ポンプ室の一次側に位置する吸込室を構成する内壁部を具備し、
前記第１の壁部と前記内壁部との間にシール部材が設けられ、
前記第１の壁部の前記シール部材と前記回転軸の軸方向に相対する面は、溝を有する形状に構成され、
前記第２のシュラウドは、前記軸方向に前記溝に対向する
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項９】
前記第１の壁部に設けられたライナリングを具備し、
前記第２のシュラウドは、円筒状に構成されて前記ライナリング内で前記回転軸と同軸上に配置されるマウス、及び前記複数の羽根に設けられて前記マウスから径方向外側に延出する形状に構成され、前記回転軸の軸方向で前記第１の壁部との間に隙間を構成するカバー部、具備する
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項１０】
前記回転軸の軸方向に前記第１の壁部から前記複数の羽根までの第１の距離は、前記軸方向に前記第１の壁部から前記第２のシュラウドまでの第２の距離と等しい
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項１１】
前記回転軸の軸方向に前記第１の壁部から前記複数の羽根までの第１の距離は、前記軸方向に前記第１の壁部から前記第２のシュラウドまでの第２の距離より短い
請求項５に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項１２】
前記回転軸の軸方向に前記第１の壁部から前記複数の羽根までの第１の距離と、前記軸方向に前記第１の壁部から前記カバー部までの第２の距離と、前記軸方向に直交する方向に前記第１の壁部から前記マウスまでの第３の距離とは、等しい
請求項７に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項１３】
前記回転軸の軸方向に前記第１の壁部から前記複数の羽根までの第１の距離は、前記軸方向に前記第１の壁部から前記カバー部までの第２の距離よりも短く、かつ、前記軸方向に直交する方向に前記第１の壁部から前記マウスまでの第３の距離と等しい
請求項７に記載の自吸式ポンプ装置。
【請求項１４】
前記回転軸の軸方向に前記第１の壁部から前記複数の羽根までの第１の距離は、前記軸方向に前記第１の壁部から前記カバー部までの第２の距離よりも短く、かつ、前記軸方向に直交する方向に前記マウスから前記第１の壁部までの第３の距離より長い
請求項７に記載の自吸式ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自吸式ポンプ装置に用いられるインペラ、及び自吸式ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自吸式のポンプ装置は、起動開始時に、揚水管が連結される吸込口から、送水先へ水を送る送水管が連結される吐出口までの流路が水でみたされていない場合に、自吸運転を行う。自吸式ポンプ装置は、起動開始時に吸込口から吐出口までの流路が水で満たされている場合、または、起動開始後、自吸運転により吸込口から吐出口までの流路が水で満たされると、水を増圧して二次側に吐出する揚水運転を行う。このようなポンプ装置は、吸込口及び吐出口を有するポンプケーシングと、モータにより回転されるインペラと、を備えている。
【０００３】
ポンプケーシングは、吸込口に連通する吸込室と、吸込室の二次側に位置し、インペラが収容されたポンプ室と、ポンプ室の二次側に位置し、吐出口に連通する吐出室と、を備えている。自吸運転では、吸込室内の水は、インペラが回転することで空気が混合されて、気液混合水として吐出室に吐出される。
【０００４】
この作用により、吸込室に負圧が発生し、揚水管内の空気が吸上げられる。吐出室に吐出された気液混合水は、吐出室内で空気と水とに分離される。空気が分離された水は、吸込室またはポンプ室に戻り、インペラの回転によって再び空気と混合されて気液混合水として、吐出室に吐出される。自吸式のポンプ装置は、このプロセスを繰り返すことで揚水管内の水面を上昇させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポンプ装置は、インペラとポンプ室の内面との間の隙間が大きいと、ポンプ室から吐出室へ吐き出されずにポンプ室の流入口側へ戻る水の量、所謂の水の漏れ量が多くなる為、ポンプ効率が低下する。水の漏れ量を小さくする為、クローズ型のインペラを用いることも考えられるがズ型のインペラでは、吐出室から戻った水がインペラ内に流入しにくく、かつ、インペラ内の空気が排出されにくい為、自吸効率が低下する。
【０００７】
この為、本発明は、自吸効率及びポンプ効率が低下することを防止可能なインペラ、及び自吸式ポンプ装置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】
【０００８】
本発明の一態様のインペラは、ポンプ室の二次側に開口する第１の貫通孔を有した第１の壁部、及び前記第１の壁部との間に前記ポンプ室を構成する第２の壁部を含む自吸式ポンプ装置の前記ポンプ室に収容され、回転軸により回転されるインペラである。前記インペラは、中心を前記回転軸の軸線上に配置する第１のシュラウドと、前記第１のシュラウドの前記第１の壁部側の面に、前記第１のシュラウドの中心回りに形成された複数の羽根と、前記複数の羽根の前記第１の壁部側の一端に設けられて、前記回転軸と同軸となる環状に構成され、前記第１の壁部との間に隙間を構成し、前記回転軸の軸方向に直交する方向で外周縁が前記第１の貫通孔より前記中心側に位置する第２のシュラウドと、を備える。
【０００９】
本発明の一態様の自吸式ポンプ装置は、ポンプ室の二次側に開口する第１の貫通孔を有した第１の壁部、及び前記第１の壁部との間に前記ポンプ室を構成する第２の壁部を含むポンプケーシングと、モータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記ポンプ室に収容されて前記回転軸により回転されるインペラであって、中心が前記回転軸の軸心上に配置される第１のシュラウド、前記第１のシュラウドの前記第１の壁部側の面に、前記第１のシュラウドの中心回りに形成された複数の羽根、及び前記複数の羽根の前記第１の壁部側の一端に設けられて、前記回転軸と同軸となる環状に構成され、前記第１の壁部との間に隙間を構成し、外周縁が前記回転軸に直交する方向に前記第１の貫通孔より前記中心側に位置する第２のシュラウドを具備するインペラと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自吸効率及びポンプ効率が低下することを防止可能なインペラ、及び自吸式ポンプ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成を示す断面図。
【図２】同ポンプ装置に用いられるガイドベーンの構成を示す平面図。
【図３】同ガイドベーンの構成を示す断面図。
【図４】同ポンプ装置の要部を拡大して示す断面図。
【図５】同ポンプ装置に用いられるインペラの構成を示す平面図。
【図６】同インペラの構成を示す断面図。
【図７】同ポンプ装置の変形例の要部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るポンプ装置１０を、図１乃至図６を用いて説明する。図１は、ポンプ装置１０を示す断面図である。図２は、ポンプ装置１０に用いられるガイドベーン４４を示す平面図である。図３は、ガイドベーン４４を、図２に示すＦ３−Ｆ３線断面に沿って切断した状態を示す断面図である。図４は、ポンプ装置１０の要部を拡大して示す断面図である。図５は、ポンプ装置１０に用いられるインペラ６０を示す平面図である。図６は、インペラ６０を切断した状態を示す断面図である。
【００１３】
ポンプ装置１０は、ポンプ装置１０の吸込口４１の一次側に連結された揚水管から吸い上げた水を増圧して吐出口４２から吐出する揚水運転を行う。また、ポンプ装置１０は、起動後、吸込口４１から吐出口４２までの流路が水で満たされていない場合は、自吸運転を行う。
【００１４】
図１に示すように、ポンプ装置１０は、水を増圧して吐出するポンプ２０と、ポンプ２０を駆動するモータ９０と、ポンプ２０及びモータ９０を支持する台１００と、を有している。
【００１５】
ポンプ２０は、ポンプケーシング３０と、ポンプケーシング３０内に収容されたインペラ６０と、インペラ６０に固定され、モータ９０により回転される回転軸７０と、ポンプケーシング３０及び回転軸７０の間を密封する軸封装置８０と、を有している。
【００１６】
ポンプケーシング３０は、吸込室Ｒ１を構成するケーシング４０と、カバー部材５０と、を有している。カバー部材５０は、ケーシング４０との間に、インペラ６０が収容されるポンプ室Ｒ２、及び吐出室Ｒ３を構成する。
【００１７】
ケーシング４０は、１つまたは複数の部材から構成される。本実施形態では、ケーシング４０は、内部に吸込室Ｒ１を構成し、かつ、吸込口４１及び吐出口４２が形成されたケーシング本体４３と、ケーシング本体４３とは別部材であり、カバー部材５０との間にポンプ室Ｒ２を構成するガイドベーン４４と、を有している。
【００１８】
ケーシング本体４３は、例えば金属材料または樹脂材料で構成されている。ケーシング本体４３は、筒状に構成された外郭部４３ａと、外郭部４３ａ内に形成された内壁部４６と、を有している。
【００１９】
外郭部４３ａは、モータ９０側の一端に開口４３ｂを有し、他端に吸込口４１を有する筒状に構成されている。吸込口４１には、逆止弁４５が設けられている。逆止弁４５は、吸込口４１から吸込室Ｒ１への水の流れを許容し、吸込室Ｒ１から吸込口４１への水の流れを規制する。また、吸込口４１には、例えば、揚水管が接続される筒状の接続部が設けられている。外郭部４３ａの外周部には、吐出口４２が形成されている。また外郭部４３ａには、吐出口４２の二次側の流路の一部を構成する筒状部４２ａが設けられている。筒状部には、送水先へ水を送水する送水管を接続する為のフランジが設けられている。
【００２０】
内壁部４６は、ケーシング本体４３内に、吸込口４１に連通する吸込室Ｒ１を構成する。内壁部４６は、本実施形態では、一例として筒状に構成されている。内壁部４６のカバー部材５０側の一端の開口４６ａは、例えば円形に形成されている。
【００２１】
ガイドベーン４４は、内壁部４６固定されている。ガイドベーン４４は、例えば樹脂材料で形成されている。ガイドベーン４４は、内壁部４６のポンプ室Ｒ２側の開口４６ａに固定される筒状の固定部４７と、固定部４７の軸方向一端から固定部４７の径方向外側に延出した基部４８と、基部４８の一方の主面に複数形成された案内羽根４９と、を有している。
【００２２】
図２乃至図４に示すように、固定部４７は、内壁部４６の開口４６ａ内に嵌合する円筒状部４７ａと、円筒状部４７ａの径方向外側に形成された環状の溝部４７ｂと、溝部４７ｂ内に設けられるＯリング４７ｃと、を有している。
【００２３】
円筒状部４７ａは、開口４６ａ内に、例えば圧入されて固定される。円筒状部４７ａは、円筒状部４７ａの軸線が例えば開口４６ａと同軸上に位置に配置されている。溝部４７ｂは、ガイドベーン４４がケーシング本体４３内に固定された状態で、内壁部４６に対向している。Ｏリング４７ｃは、固定部４７と内壁部４６とに密着し、固定部４７と内壁部４６との間を密閉する。Ｏリング４７ｃは、具体的には、開口４６ａの縁に密着する。
【００２４】
固定部４７の、ガイドベーン４４がケーシング本体４３内に固定された状態でポンプ室Ｒ２に対向する端面４７ｅと溝部４７ｂの底面４７ｂ１との間の厚みは、固定部４７の強度が十分な強度となる厚みを有している。端面４７ｅは、円筒状部４７ａと同心となる円上に、間欠的に複数の溝４７ｇを有する形状に構成されている。端面４７ｅを構成する肉厚部分は、補強部４７ｆを構成する。補強部４７ｆの内径は、本実施形態では一例として、円筒状部４７ａの内径よりも大きい。
【００２５】
基部４８は、ケーシング本体４３に固定された状態で円筒状部４７ａの軸方向でインペラ６０の後述する羽根６２と対向する、環状に構成された第１の部分４８ａと、第１の部分４８ａの外側に構成された第２の部分４８ｂと、を有している。
【００２６】
第１の部分４８ａには、複数の第１の貫通孔４８ａ２が形成されている。複数の第１の貫通孔４８ａ２は、それぞれ、第１の部分４８ａを第１の部分４８ａの例えば厚み方向に貫通している。すなわち、複数の第１の貫通孔４８ａ２は、それぞれ、吐出室Ｒ３及びポンプ室Ｒ２に開口する。
【００２７】
複数の第１の貫通孔４８ａ２は、吐出室Ｒ３からの水をポンプ室Ｒ２へ流動可能に形成されている。複数の第１の貫通孔４８ａ２は、例えば、円筒状部４７ａと同心となる円上に等間隔に配置されている。このように構成された第１の部分４８ａの面４８ａ１は、固定部４７の端面４７ｅよりも、ガイドベーン４４がケーシング本体４３に固定された状態でポンプ室Ｒ２側に位置している。
【００２８】
第２の部分４８ｂのポンプ室Ｒ２側の面４８ｂ１は、第１の部分４８ａの面４８ａ１よりも、円筒状部４７ａの軸方向で吸込室Ｒ１側に位置している。面４８ｂ１は、円筒状部４７ａの軸方向にほぼ直交する平面に構成されている。面４８ｂ１には、複数の案内羽根４９が形成されている。複数の案内羽根４９は、面４８ｂ１から、カバー部材５０に向かって突出している。複数の案内羽根４９は、インペラ６０から流出する水を、吐出室Ｒ３に案内する。
【００２９】
カバー部材５０は、例えば、金属を材料として形成されている。カバー部材５０は、図１に示すように、回転軸７０の一部を配置する孔５１が形成され、インペラ６０との間に軸封装置８０を収容する収容室５２を構成する収容室構成部５３と、収容室構成部５３から孔５１の軸方向に直交する方向に延出した板状のカバー本体５４と、を有している。
【００３０】
収容室構成部５３は、カバー部材５０を形成する材料を、厚みを略一定に維持したままモータ９０側に突出した形状に構成されている。カバー本体５４は、ケーシング本体４３との間に吐出室Ｒ３を構成している。カバー本体５４とケーシング本体４３の開口４３ｂの縁部との間には、シール部材５５が設けられている。シール部材５５は、カバー本体５４とケーシング本体４３との間を密閉する。シール部材５５は、例えばＯリングである。
【００３１】
また、カバー本体５４の一方の主面５４ａは、カバー部材５０がケーシング本体４３に固定された状態で、インペラ６０及びガイドベーン４４の案内羽根４９に対向する。面５４ａとインペラ６０との間、及び、面５４ａと案内羽根４９との間には、水が流動可能な隙間Ｓが構成される。面５４ａは、第１の面部５４ａ１と、第２の面部５４ａ２と、を有している。
【００３２】
第１の面部５４ａ１は、収容室構成部５３に連続する。第１の面部５４ａ１は、孔５１と同軸上に配置される環状に構成されている。第１の面部５４ａ１は、カバー部材５０がケーシング本体４３に固定された状態でインペラ６０の後述する第１のシュラウド６１に対向する。
【００３３】
第２の面部５４ａ２は、第１の面部５４ａ１より径方向外側に位置し、第１の面部５４ａ１に連続する環状に構成されている。第２の面部５４ａ２は、カバー部材５０がケーシング本体４３に固定された状態で、第１のシュラウド６１の一部と、ガイドベーン４４の案内羽根４９と、に対向する。第２の面部５４ａ２と第１のシュラウド６１との間の隙間は、第１の面部５４ａ１と第１のシュラウド６１との間の隙間より小さい。
【００３４】
図５及び図６に示すように、インペラ６０は、ポンプ室Ｒ２内に配置される。インペラ６０は、カバー部材５０の収容室構成部５３、及びカバー本体５４の一部に対向する。インペラ６０は、カバー部材５０側に配置された第１のシュラウド６１と、第１のシュラウド６１の吸込室Ｒ１側の面に複数形成された羽根６２と、羽根６２に設けられてガイドベーン４４に対向する第２のシュラウド６３と、を有している。
【００３５】
第１のシュラウド６１は、回転軸７０が固定される筒状部６４と、筒状部６４の外周面から筒状部６４の軸方向に直交する方向の外側に延出した基部６５と、を有している。
【００３６】
筒状部６４は、回転軸７０に、回転軸７０の周方向及び軸方向に固定される。筒状部６４が回転軸７０に固定されると、開口４６ａ、インペラ６０、ガイドベーン４４、及び回転軸７０は、同軸上に配置される。すなわち、第１のシュラウド６１の中心は、回転軸７０の軸線上に位置する。
【００３７】
筒状部６４の内周面６４ａは、回転軸７０の端部と、当該端部に設けられたキー７１とが収容される形状に構成されている。インペラ６０は、筒状部６４の内周面６４ａの一部が回転軸７０の周方向にキー７１と係合することにより、回転軸７０と一体に回転される。キー７１により、筒状部６４が回転軸７０に周方向に固定される。
【００３８】
基部６５は、筒状部６４から径方向に所定位置まで延出した湾曲部６５ａと、湾曲部６５ａの外側に形成された平板部６５ｂと、を有している。
【００３９】
湾曲部６５ａは、厚みが略一定であり、カバー部材５０側の面、及び吸込室Ｒ１側の面が曲面となる形状に構成されている。
【００４０】
平板部６５ｂは、湾曲部６５ａから径方向外側に延出している。平板部６５ｂは、厚みが略一定であり、カバー部材５０側の面、及び吸込室Ｒ１側の面が、筒状部６４の軸方向に直交する平面となる形状に構成されている。
【００４１】
平板部６５ｂには、複数の第２の貫通孔６６が形成されている。複数の第２の貫通孔６６は、平板部６５ｂを平板部６５ｂの厚み方向に貫通している。すなわち、複数の第２の貫通孔６６は、ポンプ室Ｒ２と、インペラ６０及びカバー部材５０の間の空間とを連通している。複数の第２の貫通孔６６は、筒状部６４と同心となる円周上に、例えば等間隔に配置されている。
【００４２】
羽根６２は、複数枚、例えば本実施形態においては５枚、平板部６５ｂの周方向で等間隔に設けられている。複数の羽根６２は、平板部６５ｂの内周縁から外周縁まで延びている。複数の羽根６２は、所定の曲率で湾曲する曲面に構成されている。
【００４３】
複数の羽根６２は、面４８ａ１との間に隙間Ａを有している。隙間Ａは、流路抵抗を大きくし、水が流れにくい隙間に構成されている。回転軸７０の軸方向に、面４８ａ１から羽根６２の先端までの距離は、距離Ａ１に設定されている。距離Ａ１は、極力小さい距離に設定されている。
【００４４】
第２のシュラウド６３は、図１及び図５に示すように、環状に構成されており、複数の羽根６２の、筒状部６４の軸方向に吸込室Ｒ１側の先端に、例えば溶着により固定されている。第２のシュラウド６３は、ガイドベーン４４の固定部４７の内側に配置された円筒状のマウス６７と、マウス６７の外周面の一端からマウス６７の径方向外側に延出したカバー部６８と、を有している。
【００４５】
マウス６７は、筒状部６４と同軸上に配置されている。さらに、マウス６７は、回転軸７０と同軸上に配置される。マウス６７は、外径が固定部４７の補強部４７ｆの内径よりも小径である円筒状に構成されている。マウス６７の外周面６７ａは、固定部４７の内側に配置される。マウス６７は、本実施形態では、補強部４７ｆの内側に配置される。マウス６７は、マウス６７の径方向でガイドベーン４４との間に、隙間Ｃを構成する。本実施形態では、マウス６７は、補強部４７ｆの内周面４７ｆ１との間に、隙間Ｃを構成する。隙間Ｃは、流量抵抗が大きく、水が流れにくい隙間に構成される。補強部４７ｆの内径の半径とマウス６７の外径の半径との差Ｃ１は、極力小さい長さに設定されている。差Ｃ１は、径方向に補強部４７ｆの内周面４７ｆ１からマウス６７の外周面６７ａまでの距離である。
【００４６】
カバー部６８は、マウス６７と同軸上に配置されている。カバー部６８の外周縁６８ａは、マウス６７と同心となる円形に構成されている。すなわち、カバー部６８は、回転軸７０と同軸となる円環状に構成される。なお、外周縁６８ａは、カバー部６８のうち、径方向に最も外側となる部分である。
【００４７】
カバー部６８の外周縁６８ａは、マウス６７の径方向に、ガイドベーン４４の第１の貫通孔４８ａ２よりもマウス６７の軸線側、すなわち、第１のシュラウド６１の中心側に位置する。さらに換言すると、カバー部６８の外周縁６８ａは、ガイドベーン４４の回転軸７０の軸方向で第１の貫通孔４８ａ２と対向する位置よりも回転軸７０の軸線側に位置する。回転軸７０の軸線は、インペラ６０の回転中心Ｌとなる。
【００４８】
カバー部６８の回転軸７０の軸方向でガイドベーン４４側の面６８ｂは、回転軸７０の軸方向でガイドベーン４４の補強部４７ｆの端面４７ｅに対向する。面６８ｂは、端面４７ｅとの間に隙間Ｂを構成する。隙間Ｂは、流量抵抗が大きく水が流れにくい隙間に構成される。回転軸７０の軸方向に面６８ｂから端面４７ｅまでの距離は、距離Ｂ１である。距離Ｂ１は、極力小さい距離に設定されている。
【００４９】
距離Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、以下のいずれかの組み合わせに設定されている。組み合わせ１では、距離Ａ１，Ｂ１，Ｃ１は、等しい。組み合わせ２では、Ａ１＜Ｂ１であり、Ａ１＝Ｃ１である。組み合わせ３では、Ａ１＜Ｂ１であり、Ａ１＞Ｃ１である。
【００５０】
回転軸７０の端部７２は、図１に示すように、筒状部６４内に収容されている。端部７２は、ボルト等の固定部材７３により、インペラ６０に回転軸７０の軸方向に固定されている。回転軸７０は、キー７１により、周方向にインペラ６０に固定されている。回転軸７０は、筒状部６４と同軸上に配置される。なお、固定部材７３には、水の流動抵抗を小さくする為のキャップ７３ａが設けられている。
【００５１】
軸封装置８０は、例えば、回転軸７０、カバー部材５０、及びインペラ６０に設けられたメカニカルシールである。軸封装置８０は、カバー部材５０と回転軸７０との間を密閉する。
【００５２】
モータ９０は、モータケーシング９１と、モータケーシング９１内に設けられたステータと、モータケーシング９１内に配置され、回転軸７０と直接または間接的に固定されたロータと、を有している。ロータが回転することにより、回転軸７０及びインペラ６０は一体に回転する。
【００５３】
次に、ポンプ装置１０の動作を説明する。ポンプ装置１０は、揚水運転、または、自吸運転を行う。自吸運転時に、インペラ６０を水に浸した状態となっていない場合は、別に設けられたタンクから自吸運転用の水を吸込室Ｒ１及びポンプ室Ｒ２に注入し、インペラ６０を水に浸した状態とする。
【００５４】
この状態でインペラ６０を回転させることで、自吸運転が行われる。自吸運転では、インペラ６０の回転により、ポンプケーシング３０内の空気が水に混合された気液混合水が形成される。気液混合水は、吐出室Ｒ３に送られる。
【００５５】
気液混合水が吐出室Ｒ３に吐出されることにより、吸込室Ｒ１に負圧が発生し、吸込口４１に接続されている揚水管内の空気が吸上げられる。吐出室Ｒ３に送られた気液混合水は、吐出室Ｒ３内で、空気と水とに分離する。分離した空気は、吐出室Ｒ３の上方に位置する吐出口４２から排出される。吐出室Ｒ３内は、インペラ６０により増圧された水が吐出されているので、ポンプ室Ｒ２内の水より圧力が高い。
【００５６】
吐出室Ｒ３に吐出された、ポンプ室Ｒ２内の圧力より高い圧力の水の一部は、圧力差により、ガイドベーン４４の基部４８の第１の貫通孔４８ａ２を通ってポンプ室Ｒ２に戻る。また、吐出室Ｒ３の水の他の一部は、インペラ６０とカバー部材５０との間の隙間Ｓを流れる。インペラ６０とカバー部材５０との間の水は、インペラ６０内の第２の貫通孔６６の近傍の圧力より高い。隙間Ｓを流れる水の一部は、圧力差によって、第２の貫通孔６６を通って、インペラ６０内に戻る。
【００５７】
このように第２の貫通孔６６を通ることにより、空気が分離された水がポンプ室Ｒ２に再び戻る。さらに、貫通孔４８ａ２，６６を流動する水によりポンプ室Ｒ２内の貫通孔４８ａ２，６６の近傍に位置する水から空気が分離される。
【００５８】
このように構成されたポンプ装置１０では、第２のシュラウド６３のカバー部６８の外周縁６８ａは、ガイドベーン４４の第１の貫通孔４８ａ２よりもインペラ６０の回転中心側、すなわち第１のシュラウド６１の中心側に位置している。この為、第１の貫通孔４８ａ２からポンプ室Ｒ２に戻った水がインペラ６０内に流入するので自吸効率が低下することが防止される。
【００５９】
さらに、第２のシュラウド６３によって、インペラ６０とガイドベーン４４との間の隙間が、水の流動抵抗が大きく水が流れにくい隙間に構成される。この為、ポンプ室Ｒ２から吸込室Ｒ１へ水が漏れにくくなるので、ポンプ装置１０のポンプ効率が低下することが防止される。
【００６０】
このように、ポンプ装置１０は、自吸効率及びポンプ効率が低下することを防止できる。  
さらに、第１のシュラウド６１の第２の貫通孔６６を通って水がインペラ６０内に流入するので、自吸効率を向上できる。
【００６１】
さらに、第２のシュラウド６３がマウス６７を有することにより、インペラ６０とガイドベーン４４との間の隙間は、回転軸７０の軸方向に延びる隙間Ｃを含む。軸方向に交差する方向、本実施形態では軸方向に略直交する方向の隙間Ａ，Ｂより、軸方向に沿う隙間Ｃの方が、隙間を管理しやすい。この為、隙間Ｃを極力小さくすることが可能となるので、インペラ６０とガイドベーン４４との間の隙間を通って吸込室Ｒ１へ水が漏れることをより一層防止できる。
【００６２】
さらに、第２のシュラウド６３とガイドベーン４４との間の隙間は、隙間Ａ，Ｂ，Ｃとから構成される。隙間Ｂは、回転軸７０の軸方向に交差する方向に沿う隙間であり、隙間Ｃは、回転軸７０の軸方向に沿う隙間である。この為、第２のシュラウド６３とガイドベーン４４との間に隙間は、隙間Ｂと隙間Ｃとで屈曲する。この為、第２のシュラウド６３とガイドベーン４４との間の隙間内の流路抵抗が大きくなる。
【００６３】
さらに、本実施形態では、隙間Ｂが、回転軸７０の軸方向に直交する方向に沿う隙間であるので、第２のシュラウド６３とガイドベーン４４との間の隙間内の流路抵抗がより一層大きくなる。
【００６４】
さらに、第２のシュラウド６３のカバー部６８をガイドベーン４４の補強部４７ｆに対向配置させることにより、補強部４７ｆの端面４７ｅとインペラ６０との間の隙間を極力小さくすることが可能となる。この為、補強部４７ｆの端面４７ｅに溝４７ｇを構成しても、端面４７ｅとカバー部６８との間の隙間の流路抵抗を大きくすることが可能となる。
【００６５】
さらに、第２のシュラウド６３によって、補強部４７ｆの端面４７ｅを、溝４７ｇを有する形状に構成できるので、ガイドベーン４４を製造する際に、補強部４７ｆにひけが生じることを防止できる。すなわち、ガイドベーン４４の成型性を向上できる。
【００６６】
さらに、補強部４７ｆの端面４７ｅを、溝４７ｇを有する形状に構成できるので、ガイドベーン４４を、少ない材料で形成できる。この為、ガイドベーン４４の製造コストを低減できる。
【００６７】
さらに、ガイドベーン４４と第２のシュラウド６３のカバー部６８との間の隙間は、カバー部６８の外周面とガイドベーン４４との間の隙間、及びカバー部６８の面６８ｂとガイドベーン４４との間の隙間とを含む。カバー部６８の外周面とガイドベーン４４との間の隙間は、回転軸７０の軸方向に沿う隙間である。この為、ガイドベーン４４とカバー部６８との間の隙間は、回転軸７０の軸方向に沿う隙間と、回転軸７０の軸方向に直交する方向の隙間と、を含むので、流路抵抗が大きくなる。さらに、流路抵抗が大きくなることにより損失が大きくなるので、ラビリンス効果も生じさせることが可能となる。
【００６８】
さらに、隙間Ａ，Ｂ，Ｃでのガイドベーン４４からインペラ６０までの距離Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を、組み合わせ１、組み合わせ２、及び組み合わせ３のうちのいずれか１つとすることにより、吸込室Ｒ１側の隙間Ｃでのガイドベーン４４からインペラ６０までの距離となる半径の差Ｃ１を最も小さくできるので、ポンプ室Ｒ２から吸込室Ｒ１への水の漏れをより一層防止できる。
【００６９】
本実施形態では、ガイドベーン４４の第１の貫通孔４８ａ２は、一例として、ガイドベーン４４の第１の部分４８ａに形成されたが、これに限定されない。第１の貫通孔４８ａ２の位置は、ガイドベーン４４やインペラ６０等、ポンプ装置１０の構成に応じて、適宜決定することができる。さらに、第２の貫通孔６６は、第１のシュラウド６１の平板部６５ｂに形成されたが、これに限定されない。第２の貫通孔６６の位置は、インペラ６０やカバー部材５０等、ポンプ装置１０の構成に応じて、適宜決定することができる。さらに、第２の貫通孔６６は、なくてもよい。
【００７０】
なお、本実施形態では、インペラ６０のマウス６７を、ガイドベーン４４の固定部４７のマウス６７と径方向に対向する部分の内径よりも小さい外径である筒状部に構成することによって、マウス６７とケーシング４０との間の隙間Ｃにより、吐出室Ｒ３から吸込室Ｒ１側に水が漏れることを規制している。しかしながら、隙間Ｃにより水の漏れを規制することに限定されない。他の例では、図７に示す変形例のように、固定部４７とマウス６７との間に、水の漏れを防止するライナリング１１０が設けられてもよい。ライナリング１１０は、具体的には、補強部４７ｆの内周面４７ｆ１の内側に固定される。マウス６７は、ライナリング１１０の内周面との間に、インペラ６０を回転可能とする程度のわずかな隙間を有している。
【００７１】
また、本実施形態では、カバー部材５０との間にポンプ室Ｒ２を形成する壁部の一例として、ガイドベーン４４が設けられた。しかしながら、カバー部材５０との間にポンプ室Ｒ２を構成する壁部はガイドベーン４４に限定されない。カバー部材５０との間にポンプ室Ｒ２を構成する壁部は、案内羽根４９を有さない構成であってもよい。また、カバー部材５０との間にポンプ室Ｒ２を構成する壁部は、ケーシング本体４３と別部材であることに限定されない。この壁部は、ケーシング本体４３と一体に形成されてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、第２のシュラウド６３は、マウス６７とカバー部６８とを有している。しかしながら、第２のシュラウド６３は、マウス６７を有さない構成であってもよい。マウス６７を有さない構成であっても、隙間Ｂを極力小さくして流路抵抗を大きくすることによって、水の漏れを防止できる。この構成の場合、距離Ａ１，Ｂ１は、以下の２つの組み合わせのうちのいずれかに設定されている。組み合わせ１は、距離Ａ１と距離Ｂ１とが等しい。組み合わせ２は、距離Ａ１より距離Ｂ１が長い。
【００７３】
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】
【００７４】
１０…ポンプ装置、２０…ポンプ、３０…ポンプケーシング、４０…ケーシング、４１…吸込口、４２…吐出口、４３…ケーシング本体、４３ａ…外郭部、４３ｂ…開口、４４…ガイドベーン、４６…内壁部、４７ｃ…Ｏリング、４７ｅ…端面、４７ｆ…補強部、４８…基部、４８ａ…第１の部分、４８ａ１…面、４８ａ２…第１の貫通孔、４８ｂ…第２の部分、４８ｂ１…面、４９…案内羽根、５０…カバー部材、６０…インペラ、６１…第１のシュラウド、６２…羽根、６３…第２のシュラウド、６４…筒状部、６５…基部、６５ａ…湾曲部、６５ｂ…平板部、６６…第２の貫通孔、６７…マウス、６８…カバー部、７０…回転軸、８０…軸封装置、９０…モータ、１１０…ライナリング、Ａ…隙間、Ａ１…距離、Ｂ…隙間、Ｂ１…距離、Ｃ…隙間、Ｃ１…半径の差、Ｒ１…吸込室、Ｒ２…ポンプ室、Ｒ３…吐出室。
【図１】
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【図２】
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【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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