(57)【要約】【課題】ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減可能なシール取付構造及び多段ポンプ装置を提供すること。【解決手段】多段ポンプ装置１として、モータ１０と、モータ１０に接続された回転軸１２と、回転軸に複数設けられたインペラ３１と、その断面が三角形状に形成された環状のシール部材３５と、互いに積層可能、且つ、インペラ３１及び回転軸１２を収納可能に形成され、積層することで、その断面が三角形状に形成されたシール部材３５を収納可能な環状の収納空間５０が形成されるケーシング３２と、を備える構成とする。【選択図】      図１
2013076330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、
互いに積層可能に形成され、前記積層することで、前記シール部材を収納可能に形成され、その断面が三角形状に形成された環状の収納空間が形成されるケーシングと、
を備えることを特徴とするシール取付構造。
【請求項２】
前記ケーシングは、その一端側に設けられた第１係合部、及び、その他端側に設けられ、積層する前記ケーシングの前記第１係合部と係合可能に形成された第２係合部を具備し、
前記収納空間は、互いに積層された前記ケーシングの係合する前記第１係合部及び前記第２係合部により形成されることを特徴とする請求項１に記載のシール取付構造。
【請求項３】
前記収納空間は、前記第１係合部の端面及び内周面に形成された傾斜面、及び、前記第２係合部に形成された前記第１係合部と係合可能な円環状の切欠により形成されることを特徴とする請求項２に記載のシール取付構造。
【請求項４】
モータと、
前記モータに接続された回転軸と、
前記回転軸に複数設けられたインペラと、
その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、
互いに積層可能、且つ、前記インペラ及び前記回転軸を収納可能に形成され、前記積層することで、その断面が三角形状に形成された前記シール部材を収納可能な環状の収納空間が形成されるケーシングと、
を備えることを特徴とする多段ポンプ装置。
【請求項５】
前記ケーシングは、その一端側に設けられた第１係合部、及び、その他端側に設けられ、積層する前記ケーシングの前記第１係合部と係合可能に形成された第２係合部を具備し、
前記収納空間は、互いに積層された前記ケーシングの係合する前記第１係合部及び前記第２係合部により形成されることを特徴とする請求項４に記載の多段ポンプ装置。
【請求項６】
前記収納空間は、前記第１係合部の端面及び内周面に形成された傾斜面、及び、前記第２係合部に形成された前記第１係合部と係合可能な円環状の切欠により形成されることを特徴とする請求項５に記載の多段ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層されるポンプケーシングのシール取付構造及び多段ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、複数のインペラ及びポンプケーシングを有する多段ポンプ装置が知られている。このような多段ポンプ装置は、井戸等で水や温泉水、海水等の湯水を揚水する水中ポンプ（例えば特許文献１）や、高所へ揚水を行う給水ポンプ等が知られている。
【０００３】
多段ポンプ装置は、インペラを収納したポンプケーシングを、Ｏリング等のシール部材を介在させて積層することで構成される。このため、ポンプケーシングには、互いに係合する部位にシール部材を取り付ける収納空間が形成され、当該収納空間を構成するケーシングの外面とシール部材とが密着することで、積層されたポンプケーシング間が密閉されるシール取付構造が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平６−８７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したシール取付構造及び多段ポンプ装置では、以下の問題があった。即ち、上述した多段ポンプ装置では、インペラ及びポンプケーシングが多段に設けられることから、その増圧した水は高圧となる。このため、シール部材は、硬度が３０等のように、硬いものが用いられる。このため、多段ポンプ装置の組み立てにおいて、シール部材を介して順次ポンプケーシングを積層する際に、ポンプケーシングとポンプケーシングとの間に、シール部材による隙間が発生する。この隙間は、ポンプケーシングの段数に応じて増加することから、ポンプケーシングの積層時の高さ寸法が増大するという問題がある。特に、回転軸には、複数のインペラを固定するインペラナットが締結されるが、ポンプケーシングの積層された高さが高くなることから、回転軸及びインペラナットが締結できない虞もある。
【０００６】
そこで本発明は、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減可能なシール取付構造及び多段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】
【０００７】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシール取付構造及び多段ポンプ装置は、次のように構成されている。
【０００８】
本発明の一態様として、シール取付構造は、その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、互いに積層可能に形成され、前記積層することで、前記シール部材を収納可能に形成され、その断面が三角形状に形成された環状の収納空間が形成されるケーシングと、を備える。
【０００９】
本発明の一態様として、多段ポンプ装置は、モータと、前記モータに接続された回転軸と、前記回転軸に複数設けられたインペラと、その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、互いに積層可能、且つ、前記インペラ及び前記回転軸を収納可能に形成され、前記積層することで、その断面が三角形状に形成された前記シール部材を収納可能な環状の収納空間が形成されるケーシングと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減可能なシール取付構造及び多段ポンプ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置の構成を一部断面で示す説明図。
【図２】同多段ポンプ装置の要部構成を示す断面図。
【図３】同多段ポンプ装置の要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置１を、図１〜図３を用いて説明する。  
図１は本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置１の構成を一部断面で示す説明図、図２は同多段ポンプ装置１の要部、特にポンプケーシング３２及びシール部材３５の構成を示す断面図、図３は同ポンプケーシング３２及びシール部材３５の構成を示す断面図である。なお、図１、２中、Ｂはボルトを、Ｆは流体の流れを、Ｎはナットを、Ｖは井戸を、Ｗは井戸水を、それぞれ示している。
【００１３】
図１に示すように、多段ポンプ装置１は、水中モータ１０と、吸込ケーシング１１と、回転軸１２と、ポンプ部１３と、吐出ケーシング１４と、固定バンド１５と、電気ケーブル１６と、を備えている。多段ポンプ装置１は、例えば、井戸Ｖに配置され、少なくともその一部が井戸Ｖ内の流体、例えば井戸水Ｗの水面下に位置する深井戸用水中ポンプである。
【００１４】
水中モータ１０は、電気ケーブル１６を介して外部電源に接続されている。この水中モータ１０は、水中モータ１０の駆動軸２０が、例えば継手２１等を介して回転軸１２に接続されている。
【００１５】
吸込ケーシング１１は、水中モータ１０の上部に設けられ、ポンプ部１３の最下段として配置される。吸込ケーシング１１は、略円筒状に形成されるとともに、下部に水中モータ１０の外郭部材（モータケーシング）とボルトＢ等により組み付く組付座２３と、この組付座２３の上部に設けられた吸込口２４と、上端部（上端側）の外周縁に設けられ、後述するポンプケーシング３２が係合する上端係合部２５と、固定バンド１５の一方が固定される挿入溝２６とを備えている。なお、上端係合部２５は、後述する第２係合部４９と同一形状に形成されている。
【００１６】
回転軸１２は、水中モータ１０に継手２１を介して接続され、吸込ケーシング１１及びポンプ部１３内に収納される。回転軸１２は、後述するポンプ部１３のインペラ３１を固定可能に形成されている。なお、回転軸１２は、例えば、その外周面が、ポンプ部１３の軸受部材３４により支持される。
【００１７】
この回転軸１２は、例えば、その外周面が被覆部により被覆され、この被覆部が実質的な回転軸１２の外面を形成する。この被覆部は、例えば、スペーサ２８及び後述するインペラ３１の挿入部３６等により構成され、回転軸１２の回転に追従して回転可能に、回転軸１２の外周面に固定されている。
【００１８】
ポンプ部１３は、吸込ケーシング１１の上部に複数固定され、その内部に回転軸１２を収納可能に形成されている。具体的に説明すると、ポンプ部１３は、回転軸１２に固定された複数のインペラ３１と、インペラ３１を収納するポンプケーシング（ケーシング）３２と、を備えている。また、ポンプ部１３は、インペラ３１とポンプケーシング３２との間に設けられたライナリング３３と、回転軸１２とポンプケーシング３２との間に設けられた軸受部材と、ポンプケーシング３２間にシール部材３５と、を備えている。また、ポンプ部１３は、シール部材３５及びシール部材３５を収納する収納空間５０を有するシール取付構造を備えている。
【００１９】
なおポンプ部１３は、図１に示すように、ポンプケーシング３２間に、インペラ３１を収納せず、流体の流路Ｆのみを形成するケーシング３２ａを有していてもよい。
【００２０】
インペラ３１は、ステンレスや樹脂等で成型され、円板状のベース部、ベース部の中心に設けられ回転軸１２が挿入され、且つ、固定されるとともに、回転軸１２の外表面の一部を覆う挿入部３６、ベース部の一方の主面に設けられた複数の羽根、及び、この羽根を覆い、且つ、その中央部が挿入部３６よりも大径に開口するシュラウド、を備えている。
【００２１】
挿入部３６は、ベース部と一体に設けられると共に、被覆部として回転軸１２の外周面の一部を覆う円筒状に形成されている。なお、この挿入部３６の外周面は、軸受部材と摺動可能に形成されている。
【００２２】
ポンプケーシング３２は、有底の円筒状に形成され、吸込ケーシング１１、その一次側及び二次側に位置するポンプケーシング３２又はケーシング３２ａを、シール部材３５を介して積層可能に形成されている。
【００２３】
具体的には、図２に示すように、ポンプケーシング３２は、略円筒状に形成された、外郭を形成する側部４１と、次段のポンプ部１３への流路を形成するベーンが設けられた流路部と、を備えている。
【００２４】
また、ポンプケーシング３２は、吸込ケーシング１１又は側部４１の下端部に設けられ、下段（一次側）の吸込ケーシング１１、ポンプケーシング３２又はケーシング３２ａと接続する第１係合部４８と、その上段（二次側）のポンプケーシング３２、ケーシング３２ａ又は吐出ケーシング１４の第１係合部４８と係合する第２係合部４９と、を備えている。ポンプケーシング３２は、これら第１係合部４８及び第２係合部４９を互いに係合させることで、複数段積層可能に形成されている。
【００２５】
第１係合部４８は、側部４１の下端側に配置される端部、さらに言えば、円筒状の端部であって、その内周面および端部にシール溝４８ａを有している。
【００２６】
シール溝４８ａは、側部４１の下面及び内周面との両部に形成された面取り部である。換言すると、シール溝４８ａは、その内周側の稜部に、その断面形状が三角形状に形成された円環状の切欠きである。
【００２７】
第２係合部４９は、その断面が方形状に形成され、第１係合部４８と係合する円環状の切欠きである。第２係合部４９は、その稜部４９ａが係合した第１係合部４８のシール溝４８ａと対向するとともに、シール溝４８ａとともにシール部材３５の収納空間５０を形成する。
【００２８】
換言すると、第２係合部４９は、側部４１の上端側に配置される端部であって、その端面の高さが内周側よりも外周側で低く形成されるとともに、その外周面から第１係合部４８の径方向の幅と略同一幅に形成された、第１係合部４８と同一形状に切欠する切欠部である。また、第２係合部４９は、外周側の端面及び端面から伸びる外周面により形成される稜部４９ａがシール溝を形成する。
【００２９】
第１係合部４８及び第２係合部４９は、シール溝４８ａ及び稜部４９ａの外面により、シール部材３５を収納する収納空間５０を形成する。
【００３０】
シール部材３５は、その断面が三角形状に形成され、稜部が曲面の円環状のパッキンである。シール部材３５は、その外周面が、シール溝４８ａと略同一傾斜角度に形成された斜面に形成されている。シール部材３５は、その内径が第２係合部４９の外径と略同一径に形成されている。
【００３１】
シール部材３５は、その硬度が例えば３０に形成されている。このような、シール部材３５、第１係合部４８及び第２係合部４９により、シール取付構造が構成される。
【００３２】
吐出ケーシング１４は、例えば固定バンド１５の他方が固定される下部ケーシング６１と、この下部ケーシング６１にボルトＢ等により結合され、吐出配管等に接続されるフランジ部６２ａを有する上部ケーシング６２とを備えている。吐出ケーシング１４は、その下端に第１係合部４８を備えている。吐出ケーシング１４は、上部ケーシング６２内に、逆止弁６３を備えている。
【００３３】
固定バンド１５は、帯状のバンド部６５と、その両端にナットＮにより締結可能に形成されたねじ部６６とを有している。この固定バンド１５は、吸込ケーシング１１、ポンプケーシング３２及び吐出ケーシング１４を固定可能に形成されている。
【００３４】
このように構成された多段ポンプ装置１は、その組立において、図２及び図３に示すように、ポンプケーシング３２を積層する際に、シール部材３５の傾斜面がシール溝４８ａと対向するように第２係合部４９にシール部材３５を挿入後、ポンプケーシング３２を積層させる。
【００３５】
ポンプケーシング３２は、シール溝４８ａを傾斜面により形成し、当該シール溝４８ａ及び第２係合部４９の稜部４９ａにより三角形状の断面を有するシール部材３５の取付空間を形成し、当該取付空間に断面が三角形状のシール部材３５を収納する。このため、シール溝４８ａの傾斜する面と、シール部材３５の傾斜する外面とが当接することで、積層されたポンプケーシング３２は、積層した一次側のポンプケーシング３２と極力近接する。これにより、シール部材３５により隣り合うポンプケーシング３２間に発生する隙間を低減することが可能となる。
【００３６】
特に、多段ポンプ装置においては、ポンプケーシングを複数積層させる構成であることから、硬度が高い（硬い）シール部材を用いるため、ポンプケーシング間に隙間が発生し、段数が増加するに伴ってポンプケーシング間に発生する隙間が増大する。
【００３７】
しかし、本実施形態のシール取付構造によれば、三角形状の断面を有するシール部材３５の取付空間に断面が三角形状のシール部材３５を収納する。このような構成とすることで、多段ポンプ装置１の組立時において、ポンプ部１３で発生するポンプケーシング３２間の隙間を極力低減することで、硬いシール部材３５を用いても、当該隙間による組立時の高さ方向の寸法の増大を防止することが可能となる。また、シール部材３５及び収納空間５０の断面形状を三角形状とすることで、シール部材３５と、第１係合部４８及び第２係合部４９との当接する面積を確保できることから、シール性能は維持可能となる。
【００３８】
上述したように、本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置１によれば、断面形状が三角形状のシール部材３５及びシール溝４８ａを設けることで、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減することが可能となる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、多段ポンプ装置１は、水中ポンプである構成を説明したがこれに限定されない。多段ポンプ装置１は、陸上に敷設されるポンプであってもよい。即ち、多段ポンプ装置１は、複数のポンプケーシング３２が、シール部材３５を介して積層される構成であれば適宜設定可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１…多段ポンプ装置、１０…水中モータ（モータ）、１１…吸込ケーシング、１２…回転軸、１３…ポンプ部、１４…吐出ケーシング、１５…固定バンド、１６…電気ケーブル、２０…駆動軸、２１…継手、２３…組付座、２４…吸込口、２５…上端嵌合部、２６…挿入溝、２８…スペーサ、３１…インペラ、３２…ポンプケーシング、３２ａ…ケーシング、３３…ライナリング、３４…軸受部材、３５…シール部材、３６…挿入部、４１…側部、４８…第１係合部、４８ａ…シール溝、４９…第２係合部、４９ａ…稜部、５０…収納空間、６１…下部ケーシング、６２ａ…フランジ部、６２…上部ケーシング、６３…逆止弁、６５…バンド部、Ｂ…ボルト、Ｆ…流路、Ｎ…ナット、Ｖ…井戸、Ｗ…井戸水。
【図１】
2013076330.tif 000003
【図２】
2013076330.tif 000004
【図３】
2013076330.tif 000005