(57)【要約】【課題】本発明は、構造が複雑になることを防止しつつ、高揚程化できる渦流ポンプ装置を提供する。【解決手段】渦流ポンプ装置１０は、インペラ８０と、インペラ８０に連結されて、インペラと一体に回転する回転軸２２と、回転軸２２を回転する電動モータ２０と、インペラ８０を収容するポンプケーシング５０と、を備える。インペラ８０は、少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第１の羽根溝８９が形成された円盤形状の小インペラ部材８１と、小インペラ部材８１と同軸に配置されるとともに少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第２の羽根溝１０８が形成され、小インペラ部材よりも直径が大きい円盤形状の大インペラ部材１００と、を備える。【選択図】図１
2016148263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第１の羽根溝が形成された円盤形状の小インペラ部と、前記小インペラ部と同軸に配置されるとともに少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第２の羽根溝が形成され、前記小インペラ部よりも直径が大きい円盤形状の大インペラ部と、を備えたインペラと、
前記インペラに連結されて、前記インペラと一体に回転する回転軸と、
前記回転軸を回転する駆動部と、
前記インペラを収容し、前記第１の羽根溝及び前記第２の羽根溝との間に流路部を有する収容空間部と、前記流路部に連通し、前記流路部内に流体を吸い込む吸込口と、前記流路部に連通し、前記流路部から前記流体を吐き出す吐出口と、を具備するポンプケーシングと、
を具備することを特徴とする渦流ポンプ装置。
【請求項２】
前記大インペラ部の軸線から前記第２の羽根溝の径方向内縁までの径方向の長さは、前記小インペラ部の半径以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項３】
複数の前記第１の羽根溝は、周方向に等間隔離間して配置され、
複数の前記第２の羽根溝は、周方向に等間隔離間して配置され、
前記第１の羽根溝の数と前記第２の羽根溝の数とは、同じであり、
周方向に隣接する一対の前記第１の羽根溝を仕切る第１の仕切壁部の周方向の厚みは、径方向に一定であり、
周方向に隣接する一対の前記第２の羽根溝を仕切る第２の仕切壁部の周方向の厚みは、径方向に一定であり、
前記小インペラ部と前記大インペラ部とは、前記第１の仕切壁部の径方向に沿う両縁と、前記第２の仕切壁部の径方向に沿う両縁とが径方向に並んで配置されるよう、前記回転軸に固定される
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項４】
前記収容空間部の、前記インペラとの間に前記流路部を形成する面は、径方向内縁から前記小インペラ部の外縁と前記回転軸の軸方向に対向する位置までの範囲が、前記回転軸の軸方向に直交する平面であり、前記小インペラ部の外縁と前記回転軸の軸方向に対向する位置から前記大インペラ部の外縁より径方向外側の位置までの範囲が、前記流路部の前記回転軸の軸方向の長さを径方向外側に漸次浅くする面である
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項５】
前記ポンプケーシングは、前記吸込口の前記回転軸の軸方向に前記大インペラ部側の縁に設けられ、前回転軸の軸方向に前記小インペラ部側に突出する吸込口用突出部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項６】
前記ポンプケーシングは、前記吐出口の前記回転軸の軸方向に前記小インペラ部側の縁に設けられ、前記回転軸の軸方向に前記大インペラ部側に突出する吐出口用突出部を具備する
ことを特徴とする請求項１の記載の渦流ポンプ装置。
【請求項７】
前記ポンプケーシングは、前記インペラの回転方向に前記吐出口から前記吸込口までの範囲内に設けられ、前記インペラに相対する面が前記小インペラ部の形状及び前記大インペラ部の形状にならって段形状に形成され、前記流路部の前記吸込口と前記流路部の前記吐出口とを隔てる隔壁部を具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項８】
前記小インペラ部と前記大インペラ部とは、別部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の渦流ポンプ装置。
【請求項９】
少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第１の羽根溝が形成された円盤形状の小インペラ部と、
前記小インペラ部と同軸に配置されるとともに少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第２の羽根溝が形成され、前記小インペラ部よりも直径が大きい円盤形状の大インペラ部と、
を具備したことを特徴とするインペラ。
【請求項１０】
前記大インペラ部の軸線から前記第２の羽根溝の径方向内縁までの径方向の長さは、前記小インペラ部の半径よりも長い
ことを特徴とする請求項９に記載のインペラ。
【請求項１１】
複数の前記第１の羽根溝は、周方向に等間隔離間して配置され、
複数の前記第２の羽根溝は、周方向に等間隔離間した配置され、
前記第１の羽根溝の数と前記第２の羽根溝の数とは、同じであり、
周方向に隣接する一対の前記第１の羽根溝を仕切る第１の仕切壁部の周方向の厚みは、径方向に一定であり、
周方向に隣接する一対の前記第２の羽根溝を仕切る第２の仕切壁部の周方向の厚みは、径方向に一定であり、
前記小インペラ部と前記大インペラ部とは、前記第１の仕切壁部の径方向に沿う両縁と、前記第２の仕切壁部の径方向に沿う両縁とが径方向に並んで配置される
ことを特徴とする請求項９に記載のインペラ。
【請求項１２】
前記小インペラ部と前記大インペラ部とは、別部材である
ことを特徴とする請求項９に記載のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦流ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高揚程化するために、複数のインペラを有する多段式の渦流ポンプ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７３２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、多段式の渦流ポンプ装置では、以下の問題があった。すなわち、多段式とするために、インペラを収容する収容空間を複数設ける必要がある。また、隣接する収容空間同士を連通する必要がある。このため、渦流ポンプ装置の構造が複雑になる虞がある。
【０００５】
本発明は、構造が複雑になることを防止しつつ、高揚程化できる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】
【０００６】
本発明の渦流ポンプ装置は、インペラと、回転軸と、駆動部と、ポンプケーシングと、を備える。前記インペラは、少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第１の羽根溝が形成された円盤形状の小インペラ部と、前記小インペラ部と同軸に配置されるとともに少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第２の羽根溝が形成され、前記小インペラ部よりも直径が大きい円盤形状の大インペラ部と、を備える。前記回転軸は、前記インペラに連結されて、前記インペラと一体に回転する。前記駆動部は、前記回転軸を回転する。前記ポンプケーシングは、前記インペラを収容し、前記第１の羽根溝及び前記第２の羽根溝との間に流路部を有する収容空間部と、前記流路部に連通し、前記流路部内に流体を吸い込む吸込口と、前記流路部に連通し、前記流路部から前記流体を吐き出す吐出口と、を備える。
【０００７】
本発明のインペラは、少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第１の羽根溝が形成された円盤形状の小インペラ部と、前記小インペラ部と同軸に配置されるとともに少なくとも一方の面の外周縁に周方向に沿って複数の第２の羽根溝が形成され、前記小インペラ部よりも直径が大きい円盤形状の大インペラ部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、構造が複雑になることを防止しつつ、高揚程化できる渦流ポンプ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る渦流ポンプ装置を一部切欠して示す正面図。
【図２】同渦流ポンプ装置を、図１とは異なる角度から見た状態を一部切欠して示す背面図。
【図３】同渦流ポンプ装置の回転軸部に固定された状態のインペラを示す下面図。
【図４】同回転軸部に固定された状態のインペラを示す断面図。
【図５】同インペラの大インペラ部材を示す平面図。
【図６】同大インペラ部材を示す下面図。
【図７】同渦流ポンプ装置のポンプケーシング本体を一部切欠して示す平面図。
【図８】同ポンプケーシング本体の隔壁部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る渦流ポンプ装置１０を、図１〜８を用いて説明する。図１は、渦流ポンプ装置１０を一部切欠して示す正面図である。図２は、渦流ポンプ装置１０を、図１とは異なる角度から見た状態を一部切欠して示す背面図である。
【００１１】
図１，２に示すように、渦流ポンプ装置１０は、ポンプ４０の回転軸２２が重力方向に平行に配置される縦置きポンプ装置である。重力が作用する方向を下方向として上下方向を設定する。
【００１２】
渦流ポンプ装置１０は、電動モータ（駆動部）２０と、電動モータ２０によって駆動され、流体の一例である水を増圧するポンプ４０と、を有している。
【００１３】
電動モータ２０は、モータケーシング２１と、固定子と、回転子と、回転軸２２とを有している。固定子は、モータケーシング２１内に収容されている。回転子は、モータケーシング２１内に収容されており、固定子に対して回転可能に形成されている。回転軸２２は、回転子に固定されており、回転子と一体に回転可能に形成されている。
【００１４】
ポンプ４０は、ポンプケーシング５０と、ポンプケーシング５０内に収容されるインペラ８０と、インペラ８０に連結される回転軸２２と、ポンプ４０からの水の漏れを防止可能に形成されるメカニカルシール１１０と、を有している。
【００１５】
図３は、回転軸２２に固定された状態のインペラ８０を示す下面図である。図３中では、回転軸２２を切断して示している。図４は、回転軸２２に固定された状態のインペラ８０を示す断面図である。なお、図４では、回転軸２２は、２点鎖線で示されている。
【００１６】
図３，４に示すように、インペラ８０は、円盤状に形成される小インペラ部材（小インペラ部）８１と、小インペラ部材８１よりも直径が大きい円盤状に形成される大インペラ部材（大インペラ部）１００と、を有している。小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とは、別部材である。
【００１７】
小インペラ部材８１は、円筒状に形成される第１のボス部８２と、第１のボス部８２の周面に設けられる第１の羽根部８３と、を有している。
【００１８】
第１のボス部８２には、回転軸２２を挿入可能に形成される第１の貫通孔８４が形成されている。第１のボス部８２の両端面は、第１のボス部８２の軸線に直交する平面である。
【００１９】
第１の貫通孔８４は、第１のボス部８２を、その軸方向に貫通している。第１の貫通孔８４の内面には、第１のボス部８２の軸方向に延びる第１のキー溝８５が形成されている。第１のボス部８２には、第１の貫通孔８４を挟んで両側に、内面に雌螺子を有する第１のねじ孔８６が形成されている。第１のねじ孔８６は、第１のボス部８２をその軸方向に貫通している。
【００２０】
第１の羽根部８３は、第１のボス部８２の一端に設けられており、円盤状に形成されている。第１の羽根部８３は、第１のボス部８２と同軸に配置されている。第１の羽根部８３の両面は、第１のボス部８２の軸線に直交する平面である。第１の羽根部８３の一方の面８７は、第１のボス部８２の端面と面一に形成されている。
【００２１】
他方の面８８には、その外縁に近傍に、複数の第１の羽根溝８９が形成されている。第１の羽根溝８９は、周方向に等間隔離間して配置されている。
【００２２】
第１の羽根溝８９は、全て同じ形状である。第１の羽根溝８９は、第１の羽根部８３の径方向に沿って中腹の位置から外縁まで延びている。周方向に隣接する一対の第１の羽根溝８９間に、これら一対の第１の羽根溝８９を仕切る第１の仕切壁部９０が形成されている。
【００２３】
第１の仕切壁部９０は、周方向の厚みが径方向に一定となるように形成されている。このため、第１の羽根溝８９は、台形状に形成されている。第１の羽根溝８９は、第１のボス部８２の軸方向に沿う深さ寸法が、径方向外側に向かって次第に深くなるように形成されている。
【００２４】
図５は、大インペラ部材１００を示す平面図である。図６は、大インペラ部材１００を示す下面図である。図５，６に示すように、大インペラ部材１００は、円筒状に形成される第２のボス部１０１と、第２のボス部１０１の周面に設けられる第２の羽根部１０２と、を有している。
【００２５】
第２のボス部１０１の両端面は、第２のボス部１０１の軸線Ｃ２に直交する平面に形成されている。第２のボス部１０１には、回転軸２２を挿入可能に形成される第２の貫通孔１０３が形成されている。
【００２６】
第２の貫通孔１０３は、第２のボス部１０１を、その軸方向に貫通している。第２の貫通孔１０３の内面には、第２のボス部１０１の軸方向に延びる第２のキー溝１０４が形成されている。第２のボス部１０１には、第２の貫通孔１０３を挟んで両側に、内面に雌螺子を有する第２のねじ孔１０５が形成されている。第２のねじ孔１０５は、第２のボス部１０１をその軸方向に貫通している。
【００２７】
第２の羽根部１０２は、第２のボス部１０１の一端に設けられており、円盤状に形成されている。第２の羽根部１０２は、第２のボス部１０１と同軸に配置されている。第２の羽根部１０２の両面は、第２のボス部１０１の軸線Ｃ２に直交する平面である。一方の面１０６は、第２のボス部１０１の端面と面一に形成されている。第２のボス部１０１は、他方の面１０７に対して突出している。
【００２８】
面１０６の外縁の近傍には、複数の第２の羽根溝１０８が形成されている。第２の羽根溝１０８は、周方向に等間隔離間して配置されている。第２の羽根溝１０８の数は、第１の羽根溝８９の数と同数である。
【００２９】
第２の羽根溝１０８は、全て同じ形状である。第２の羽根溝１０８は、第２のボス部１０１の軸線Ｃ２から径方向に小インペラ部材８１の半径と同じ長さの位置から外縁まで延びている。
【００３０】
周方向に隣接する一対の第２の羽根溝１０８間に、これら一対の第２の羽根溝１０８を仕切る第２の仕切壁部１０９が形成されている。第２の仕切壁部１０９は、図３，４に示すように、周方向の厚みが径方向に一定であり、かつ、第１の仕切壁部９０の周方向の厚みと同一となるように、形成されている。このため、第２の羽根溝１０８は、台形状に形成される。第２の羽根溝１０８は、第２のボス部１０１の軸方向の深さが、径方向外側に向かって次第に深くなるように形成されている。
【００３１】
小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とは、面８７，１０６が面接触し、同軸に配置され、キー溝８５，１０４が軸方向に連通し、ねじ孔８６，１０５が軸方向に連通した状態で、回転軸２２に固定される。
【００３２】
面８７，１０６が面接触し、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とが同軸に配置され、キー溝８５，１０４が軸方向に連通し、ねじ孔８６，１０５が軸方向に連通した状態では、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とは、小インペラ部材８１の外縁８１ａと第２の羽根溝１０８の内縁１０８ａとは、軸方向に重なるように配置される。
【００３３】
さらに、第２の仕切壁部１０９は、径方向に第１の仕切壁部９０と並ぶ位置に配置される。具体的には、第２の仕切壁部１０９は、第２の仕切壁部１０９の一方の縁１０９ａが第１の仕切壁部９０の一方の縁９０ａに径方向に並び、かつ、第２の仕切壁部１０９の他方の縁１０９ｂが第１の仕切壁部９０の他方の縁９０ｂに径方向に並ぶ位置に配置されている。
【００３４】
ポンプケーシング５０は、図１，２に示すように、インペラ８０を収容可能に形成される、一端に開口５１ａを有する有底円筒形状のケーシング本体５１と、ケーシング本体５１に設けられる吸込口用連結部６８と、ケーシング本体５１に設けられる吐出口用連結部６９と、ケーシング本体５１に設けられる複数の脚部５０ａと、ケーシング本体５１の開口５１ａを閉塞してケーシング本体５１との間にインペラ８０を収容可能な収容空間部４１を形成するケーシングカバー７０と、を有している。
【００３５】
ケーシング本体５１は、インペラ８０を、小インペラ部材８１の軸線Ｃ１と大インペラ部材１００の軸線Ｃ２とを同軸として上下方向に沿い、かつ、羽根溝８９，１０８が底壁部５２の内面に対向する姿勢で収容可能に形成されている。
【００３６】
図７は、ケーシング本体５１を一部切欠して示す平面図である。図７に示すように、ケーシング本体５１は、底壁部５２と、底壁部の外周縁から立ち上がる円環状に形成される周壁部５３と、を有している。
【００３７】
底壁部５２の内面５２ａの中央部には、第３のボス部５４が形成されている。第３のボス部５４は、内面５２ａに対して内側に突出している。第３のボス部５４は、小インペラ部材８１材の第１のボス部８２を、第３のボス部５４と同軸に、かつ、軸線Ｃ３回りに回転可能に収容可能な円筒状に形成されている。
【００３８】
底壁部５２において第３のボス部５４の内側には、ドレン用の第３の貫通孔５５が形成されている。第３の貫通孔５５は、底壁部５２を第３のボス部５４の軸方向に貫通している。第３の貫通孔５５には、ドレンプラグ５６が着脱可能に取り付けられている。
【００３９】
第３のボス部５４の径方向の周壁部５４ａの厚みは、小インペラ部材８１の第１の羽根部８３の内縁８３ａから第１の羽根溝８９の内縁８９ａまでの径方向の長さと同じ長さを有している。
【００４０】
底壁部５２の内面５２ａにおいて第３のボス部５４よりも径方向外側の部分５７は、インペラ８０との間に水が流動する流路部１３０を有するように形成されている。部分５７は、第３のボス部５４の径方向外側に位置する第１の面部５８と、第１の面部５８に対して径方向外側に位置する第２の面部５９と、を有している。
【００４１】
第１の面部５８は、第３のボス部５４の軸方向に第１の羽根溝８９と対向する。具体的には、第１の面部５８の径方向の内縁５８ａは、第３のボス部５４の軸方向に第１の羽根溝８９の内縁８９ａに対向する。第１の面部５８の径方向の外縁５８ｂは、第３のボス部５４の軸方向に小インペラ部材８１材の外縁８１ａに対向する。第１の面部５８は、軸線Ｃ３に直交する平面である。
【００４２】
第２の面部５９は、流路部１３０の第３のボス部５４の軸方向の深さが、径方向外側に漸次浅くなるように形成される円錐面である。
【００４３】
なお、面部５８，５９において吸込口６３の近傍には、吸込流路２０１が形成されている。吸込流路２０１は、面部５８，５９の吸込流路２０１以外の部分に比較して、深く形成されている。面部５８，５９において吐出口６４の近傍には、吐出流路２０２が形成されている。吐出流路２０２は、面部５８，５９において吐出流路２０２以外の部分に比較して、深く形成されている。
【００４４】
周壁部５３は、第３のボス部５４と同軸に形成される円筒形状の下壁部６０と、下壁部６０上に形成され、下壁部６０の内径よりも大きい内径を有し、第３のボス部５４と同軸となる円筒形状の上壁部６１と、を有している。
【００４５】
下壁部６０の内面６２の直径は、大インペラ部材１００の外径よりも大きい。下壁部６０の上端は、ケーシングカバー７０を載置可能に、第３のボス部５４の軸方向に直交する平面に形成されている。下壁部６０の第３のボス部５４の軸方向の長さは、ポンプケーシング５０内にインペラ８０が設置されたときに、小インペラ部材８１の第１の羽根部８３と第３のボス部５４との間に所定の隙間を有し、かつ、大インペラ部材１００の第２の羽根部１０２とケーシングカバー７０との間に所定の隙間を有する長さを有している。
【００４６】
下壁部６０に、ケーシング本体５１内に吸込可能な吸込口６３と、水を外部に吐出可能な吐出口６４と、隔壁部６６と、が形成される。吐出口６４は、吸込口６３に対して軸線回りに離間した位置に配置されている。
【００４７】
吸込口６３は、径方向に羽根部８３，１０２と対向する位置に形成されている。吸込口６３の、第３のボス部５４の軸方向に大インペラ部材１００側の部分６３ａには、吸込口用突出部６３ｂが形成されている。
【００４８】
吸込口用突出部６３ｂは、吸込口６３の縁のうち、第３のボス部５４の軸方向に部分６３ａと対向する部分６３ｃに接触しない位置まで延びている。吸込口用突出部６３ｂは、一例として、軸方向に小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９が形成される面８７の位置まで延びている。
【００４９】
吐出口６４は、径方向に羽根部８３,１０２と対向する位置に形成されている。吐出口６４の、第３のボス部５４の軸方向に小インペラ部材８１側の部分６４ａには、吐出口用突出部６４ｂが形成されている。
【００５０】
吐出口用突出部６４ｂは、吐出口６４の縁のうち、第３のボス部５４の軸方向に部分６４ａと対向する部位６４ｃに接触しない位置まで、軸方向に延びている。吐出口用突出部６４ｂは、一例として、軸方向に大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８が形成される面１０６の位置まで延びている。
【００５１】
隔壁部６６は、図７に示すように、下壁部６０の吸込口６３と吐出口６４との間の部分と、第３のボス部５４と、底壁部５２とに形成されている。図８は、隔壁部６６を示す断面図である。図８に示すように、隔壁部６６の内面６６ａは、小インペラ部材８１の表面形状と大インペラ部材１００の表面形状とにならって段形状に形成されている。
【００５２】
具体的には、内面６６ａは、大インペラ部材１００の側面に対向してこの側面との間に小さな隙間を有する第１の内面６６ｂと、大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８と対向して第２の羽根溝１０８との間に小さな第２の内面６６ｃと、小インペラ部材８１の側面に径方向に対向してこの側面との間に小さな隙間を有する第３の内面６６ｄと、小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９に対向して第１の羽根溝８９との間に小さな隙間を有する第４の内面６６ｅと、を有している。
【００５３】
第２の内面６６ｃは、第１の内面６６ｂに直交する。第３の内面６６ｄは、第２の内面６６ｃに直交する。第４の内面６６ｅは、第３の内面６６ｄに直交する。このように互いに隣接する面どうしが直交することによって、内面６６ａは、インペラ８０の周面にならって段形状となる。
【００５４】
内面６６ａとインペラ８０との間には、小さな隙間を有している。この隙間は、インペラ８０の回転を妨げない程度の小さな隙間であり、インペラ８０と内面６６ａとの間を水が通ることを防止可能な隙間である。
【００５５】
上壁部６１の上端面は、図１，２に示すように、第３のボス部５４の軸方向に直交する平面であり、ケーシングカバー７０を載置可能に形成されている。上壁部６１には、図７に示すように、ケーシングカバー７０を固定可能に形成される第１の固定部６７が３つ形成されている。第１の固定部６７は、第３のボス部５４の軸線回りに等間隔離間して配置されている。第１の固定部６７は、径方向外側に突出している。
【００５６】
一対の第１の固定部６７間に、吸込口６３と吐出口６４とが配置されている。第１の固定部６７には、第４のねじ孔６７ａが形成されている。第４のねじ孔６７ａは、第１の固定部６７を軸方向に貫通している。
【００５７】
吸込口用連結部６８は、筒状に形成されており、吸込口６３の縁部に設けられている。吸込口用連結部６８は、吸込口６３に連通している。吸込口用連結部６８は、上壁部６１に対して径方向外側に突出している。吸込口用連結部６８は、渦流ポンプ装置１０に水を導く管が連結可能に形成されている。
【００５８】
吐出口用連結部６９は、筒状に形成されており、吐出口６４の縁部に設けられている。吐出口用連結部６９は、吐出口６４に連通している。吐出口用連結部６９は、上壁部６１に対して径方向外側に突出している。吐出口用連結部６９は、吐出口６４から吐き出された水を外部に導く管が連結可能に形成されている。
【００５９】
脚部５０ａは、第１の固定部６７の下端部に設けられている。脚部５０ａは、渦流ポンプ装置１０を、第３のボス部５４の軸線Ｃ３が設置面５に対して直交するように、設置面５上に設置可能に形成されている。設置面５は、水平な面である。このため、第３のボス部５４の軸線Ｃ３は、上下方向に平行に配置される。
【００６０】
ケーシングカバー７０は、周壁部５３内に嵌合可能に形成されている。ケーシングカバー７０は、下壁部６０内に嵌合し、かつ、下壁部６０の上面上に載置可能に形成された円環形状のカバー本体７１と、カバー本体７１の内縁に設けられた有底筒状の収容部７３と、カバー本体７１の外縁に設けられて上壁部６１内に嵌合可能に形成された円筒部７４と、円筒部７４の上端に上壁部６１上に載置可能に形成されたフランジ部７５と、フランジ部７５に形成された第２の固定部７６と、を有している。
【００６１】
カバー本体７１の内面７１ａは、カバー本体７１の軸線に直交する平面に形成されている。カバー本体７１は、円環状に形成されている。カバー本体７１は、その軸線が第３のボス部５４の軸線Ｃ３と同軸となる姿勢で、ケーシング本体５１に固定される。内面７１ａは、大インペラ部材１００の面１０７との間に小さな隙間を有して配置される。
【００６２】
収容部７３は、カバー本体７１の中央に設けられており、カバー本体７１と同軸に配置されている。収容部７３は、カバー本体７１の軸方向に突出している。収容部７３は、大インペラ部材１００の第２のボス部１０１と、メカニカルシール１１０と、を収容可能に形成されている。収容部７３には、回転軸２２を回転可能に収容する第５の貫通孔７７ａが形成されている。
【００６３】
円筒部７４には、上壁部６１との間を液密にシール可能なＯリングが設けられている。第２の固定部７６は、第１の固定部６７と重なる位置に配置されている。第２の固定部７６には、貫通孔が形成されている。第２の固定部７６は、ボルト２０３によって、第１の固定部６７に固定される。ボルト２０３は、第２の固定部７６の貫通孔内を通り、第１の固定部６７のねじ孔６７ａに螺合する。
【００６４】
回転軸２２は、その軸線Ｃ４が軸線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と同軸となる姿勢でポンプケーシング５０内に収容されている。回転軸２２は、ケーシングカバー７０の第５の貫通孔７７ａと、インペラ部材８１，１００の貫通孔８４，１０３内に収容されている。
【００６５】
回転軸２２は、小インペラ部材８１の第１のキー溝８５及び大インペラ部材１００の第２のキー溝１０４に嵌合するキー２３が形成されている。キー２３は、回転軸２２の軸方向に延びている。回転軸２２は、キー２３がキー溝８５，１０４に嵌合することによって、小インペラ部材８１及び大インペラ部材１００は、図３，４に示すように一体に回転可能に固定される。
【００６６】
回転軸２２の先端部には、止め輪１２０が設けられている。止め輪１２０は、回転軸２２に対して着脱可能である。止め輪１２０は、小インペラ部材８１に接触することによって、インペラ部材８１，１００が回転軸２２から抜けることを防止可能に形成されている。止め輪１２０は、回転軸２２に対する固定位置を回転軸２２の軸方向に移動可能に形成されている。
【００６７】
止め輪１２０は、第３のボス部５４と小インペラ部材８１の第１の羽根部８３との間に軸方向に所定の隙間を有し、かつ、大インペラ部材１００の第２の羽根部１０２とカバー本体７１の内面との間に所定の隙間を有する位置に、固定されている。
【００６８】
このように構成された渦流ポンプ装置１０では、回転軸２２からインペラ８０を取り外す際には、第１のねじ孔８６と、第２のねじ孔１０５とを利用することができる。具体的には、止め輪１２０を取り外した後、回転軸２２に固定された小インペラ部材８１のねじ孔８６に、ねじを螺合する。
【００６９】
螺合したねじの先端は、大インペラ部材１００の面１０６に当接する。大インペラ部材１００の面１０６に当接後もねじを回転することによって、小インペラ部材８１が、回転軸２２の先端側に移動する。これにより、小インペラ部材８１を回転軸２２から取り外すことができる。
【００７０】
次に、回転軸２２に固定された大インペラ部材１００のねじ孔１０５に、ねじを螺合する。螺合したねじの先端は、第２のねじ孔１０５から出た後、ケーシングカバー７０の内面７１ａに当接する。ケーシングカバー７０の内面７１ａに当接した後もねじを回転することによって、大インペラ部材１００が、回転軸２２の先端側に移動する。
【００７１】
このため、ねじを回転することによって、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とを回転軸２２から取り外すことができる。
【００７２】
次に、渦流ポンプ装置１０の動作を説明する。電動モータ２０が駆動すると、インペラ８０が回転する。大インペラ部材１００の面１０７が平面であるため、面１０７とケーシングカバー７０の内面７１ａとの間のシール性が高くなる。このため、水が流動する流路部１３０内の圧力に対して、面１０７と内面７１ａとの間の圧力が高くなる。このため、大インペラ部材１００には、回転軸２２の軸方向に小インペラ部材８１へ向かうアキシャル荷重が作用する。このアキシャル荷重によって、大インペラ部材１００の面１０６は、小インペラ部材８１の面９７に押し付けられる。
【００７３】
インペラ８０が回転することによって、吸込口６３を通して水が流路部１３０内に吸い込まれる。流路部１３０内に吸い込まれた水は、小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９によって増圧されたのち、大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８内に吸い込まれる。
【００７４】
大インペラ部材１００の軸線Ｃ２から第２の羽根溝１０８の径方向の内縁１０８ａまでの径方向の長さが小インペラ部材８１の半径と同じ長さであることによって、第２の羽根溝１０８が小インペラ部材８１と軸方向に重ならないので、水がスムーズに第２の羽根溝１０８に吸い込まれる。
【００７５】
また、第２の羽根溝１０８の数は第１の羽根溝８９の数と同数であり、第２の仕切壁部１０９の周方向の厚みは第１の仕切壁部９０の周方向の厚みと同じである。そして、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とは、第１の仕切壁部９０の径方向に沿う縁９０ａ，９０ｂと、第２の仕切壁部１０９の径方向に沿う縁１０９ａ，１０９ｂとが径方向に並んで配置されるよう、回転軸２２に固定されている。このため、第１の羽根溝８９と第２の羽根溝１０８とが径方向に連続するように配置されるので、第１の羽根溝８９から吐き出された水が第２の羽根溝１０８にスムーズに吸い込まれるようになる。
【００７６】
大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８によって増圧された水は、その一部が吐出口６４から吐き出される。残りの一部は、流路部１３０内で小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９に再び吸い込まれて増圧される。
【００７７】
また、ケーシング本体５１の底壁部５２の第２の面部５９が、流路部１３０の軸方向に沿う深さを径方向外側に向かって漸次浅くするように傾斜する円錐面であることによって、第２の羽根溝１０８と第２の面部５９との間の隙間が小さくなる。このため、流路部１３０内において第２の羽根溝１０８の近傍の水は、第２の羽根溝１０８の回転に伴って流動するようになり、吸込口６３から吐出口６４へ向かってスムーズに流れる。
【００７８】
隔壁部６６によって、小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９内の水及び大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８内の水以外の水が、吐出口６４側から吸込口６３側へ流れることが防止される。
【００７９】
また、第１の羽根溝８９に対して第２の羽根溝１０８が径方向に外側に位置するため、主に、第２の羽根溝１０８によって増圧された水が吐出口６４を通って吐き出される。このため、吐出口６４において軸方向に大インペラ部材１００側、つまり吐出口６４の上部を主に水が流れるようになる。このため、吐出口６４から一旦吐き出された水は、吐出口６４の下部を通って流路部１３０内に逆流しようとするが、吐出口用突出部６４ｂに衝突することによって流路部１３０内に流入することが阻止される。
【００８０】
また、吸込口６３の縁において軸方向に大インペラ部材１００側の部分に、吸込口用突出部６３ｂが設けられることによって、第２の羽根溝１０８内の水が吸込口６３に向かって流動しても吸込口用突出部６３ｂに衝突することによって流路部１３０内に戻る。さらに、吸込口６３から吸い込まれた水は、吸込口用突出部６３ｂによって、スムーズに小インペラ部材８１側に導かれる。
【００８１】
このように構成された渦流ポンプ装置１０は、インペラ８０が小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とを有することによって、擬似的な２段式の渦流ポンプ装置となる。つまり、１つのインペラを有する単段式渦流ポンプ装置の構造で、２段式の渦流ポンプ装置と同等の揚程を有することができるので、構造が複雑になることを防止しつつ、高揚程化できる。
【００８２】
また、大インペラ部材１００の軸線Ｃ２から第２の羽根溝１０８の径方向の内縁１０８ａまでの径方向の長さが、小インペラ部材８１の半径と同じであることによって、小インペラ部材８１の第１の羽根溝８９から吐き出された水が、大インペラ部材１００の第２の羽根溝１０８にスムーズに流入するようになるため、ポンプ効率を向上することができる。
【００８３】
また、第１の羽根溝８９の数と第２の羽根溝１０８の数とを同数とし、第２の仕切壁部１０９の周方向の厚みを第１の仕切壁部９０の周方向の厚みと同じとし、第２の仕切壁部１０９の縁１０９ａ，１０９ｂを第１の仕切壁部９０の縁９０ａ，９０ｂと径方向に並ぶように配置したことによって、水が第２の羽根溝１０８にスムーズに流入するようになるため、ポンプ効率を向上することができる。
【００８４】
また、第２の面部５９を円錐面に形成して流路部１３０の深さを浅くすることによって水が吐出口６４側から吸込口６３側へ逆流することを防止できるため、ポンプ効率を向上することができる。
【００８５】
また、吐出口用突出部６４ｂによって、吐出口用連結部６９内の水が吐出口６４を通って流路部１３０内に逆流することを防止できるため、ポンプ効率を向上することができる。
【００８６】
また、吸込口用突出部６３ｂによって、増圧された水が吸込口６３から吐き出されることを防止できるので、ポンプ効率を向上することができる。
【００８７】
また、隔壁部６６によって、吐出口６４側から吸込口６３側に水が漏れることを防止できるので、ポンプ効率を向上することができる。
【００８８】
また、インペラ８０が小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とを有する構造のため、第１の羽根溝８９の加工と、第２の羽根溝１０８の加工とを、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とに分割して行うことができるため、羽根溝８９，１０９の加工を簡単に行うことができる。
【００８９】
また、小インペラ部材８１に形成された第１のねじ孔８６と、大インペラ部材１００に形成された第２のねじ孔１０５を利用することによって、回転軸２２に固定された小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とを、ねじを回転するだけで簡単に取り外すことができる。
【００９０】
なお、本発明は、上記形態に限定されない。他の例としては、小インペラ部材８１の第１の羽根部８３の両面８７，８８に、第１の羽根溝８９が形成されてもよい。具体的には、面８７には、本実施形態で説明されたように第１の羽根溝８９が形成される。面８８にもその外周縁に、面８７に形成された第１の羽根溝８９と同様に、第１の羽根溝８９が形成される。
【００９１】
同様に、大インペラ部材１００の第２の羽根部１０２の両面１０６，１０７に、第２の羽根溝１０８が形成されてもよい。その場合、面１０６には、本実施形態で説明されたように第２の羽根溝１０８が形成される。面１０７にもその外周縁に、面１０６に形成された第２の羽根溝１０８と同様に、第２の羽根溝１０８が形成される。
【００９２】
また、大インペラ部材１００の軸線Ｃ２から第２の羽根溝１０８の径方向の内縁１０８ａまでの径方向の長さは、小インペラ部材８１の半径以上であればよい。
【００９３】
また、底壁部５２の内面５２ａの第２の面部５９は、流路部の１３０の回転軸２２の軸方向の深さを径方向外側に向かって漸次浅くするために、円錐面に形成されている。他の例としては、第２の面部５９は、流路部の１３０の回転軸２２の軸方向の深さを径方向外側に向かって漸次浅くするために、第３のボス部５４の軸線Ｃ３に沿って切断した断面形状が、曲面となる面に形成されてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、電動モータ２０の回転軸２２が、ポンプ４０の回転軸を兼ねている。他の例としては、電動モータ２０の回転軸２２とは別に、ポンプ４０が回転軸を備えてもよい。この場合、ポンプ４０の回転軸は、電動モータ２０の回転軸２２に一体に回転可能に連結される。
【００９５】
また、本実施形態では、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とは、別部材であり、回転軸２２に固定されることによって、互いに一体に組み合わされる。他の例としては、小インペラ部材８１と大インペラ部材１００とが、別部材ではなく、一体に形成されてもよい。
【００９６】
この発明は、上述した実施の形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態の構成を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０…渦流ポンプ装置、２０…電動モータ（駆動部）、２２…回転軸、４１…収容空間部、５０…ポンプケーシング、６３…吸込口、６３ｂ…吸込口用突出部、６４…吐出口、６４ｂ…吐出口用突出部、６６…隔壁部、８０…インペラ、８１…小インペラ部材（小インペラ部）、８９…第１の羽根溝、９０…第１の仕切壁部、９０ａ…縁、９０ｂ…縁、１００…大インペラ部材（大インペラ部）、１０８…第２の羽根溝、１０９…第２の仕切壁部、１０９ａ…縁、１０９ｂ…縁、１３０…流路部。
【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】
2016148263.tif 000007
【図６】
2016148263.tif 000008
【図７】
2016148263.tif 000009
【図８】
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