(57)【要約】      （修正有）【課題】羽根車の負圧側の表面付近において流れの剥離を防止する。【解決手段】主板と、側板と、主板と側板の間に設けられた複数の羽根と、を備え、複数の羽根の負圧側の表面２１Ｎは親水性の加工がされている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主板と、
側板と、
前記主板と側板の間に設けられた複数の羽根と、
を備え、
前記複数の羽根の負圧側の表面は親水性の加工がされている
羽根車。
【請求項２】
前記親水性の加工は、親水性の塗料の塗布である
請求項１に記載の羽根車。
【請求項３】
前記親水性の加工は、凹凸を設けることである
請求項１に記載の羽根車。
【請求項４】
前記複数の羽根の正圧側の表面は撥水性の加工がされている
請求項１から３のいずれか一項に記載の羽根車。
【請求項５】
主板の表面を削り出し加工して複数の羽根を形成する工程と、
側板の表面に前記羽根の形状に合わせた溝を形成する工程と、
前記複数の羽根の負圧側の表面に親水性の加工をする工程と、
前記溝の水平位置と前記羽根の水平位置が略一致するように、前記側板を前記主板の上に配置する工程と、
前記側板と前記羽根との溶接を実行して、前記主板と前記側板を一体化する工程と、
を有する羽根車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車及び羽根車の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、ポンプに使用される羽根車は鋳造により一体的に製造されている（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】特開２０１５−１７５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、羽根車の負圧側の表面付近において、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されやすく、羽根車の仕事効率が低下する問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、羽根車の負圧側の表面付近において流れの剥離を防止することを可能とする羽根車の製造方法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】
本発明の第１の態様に係る羽根車は、主板と、側板と、前記主板と側板の間に設けられた複数の羽根と、を備え、前記複数の羽根の負圧側の表面は親水性の加工がされている。
【０００７】
この構成により、この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車の仕事効率の低下を防止することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る羽根車は、第１の態様に係る羽根車であって、前記親水性の加工は、親水性の塗料の塗布である。
【０００９】
この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車の仕事効率の低下を防止することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る羽根車は、第１の態様に係る羽根車であって、前記親水性の加工は、凹凸を設けることである。
【００１１】
この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車の仕事効率の低下を防止することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る羽根車は、第１から３のいずれかの態様に係る羽根車であって、前記複数の羽根の正圧側の表面は撥水性の加工がされている。
【００１３】
この構成により、羽根によって押し出される水の切れが良くなるので、羽根車の仕事効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の第５の態様に係る羽根車の製造方法は、主板の表面を削り出し加工して複数の羽根を形成する工程と、側板の表面に前記羽根の形状に合わせた溝を形成する工程と、前記複数の羽根の負圧側の表面に親水性の加工をする工程と、前記溝の水平位置と前記羽根の水平位置が略一致するように、前記側板を前記主板の上に配置する工程と、前記側板と前記羽根との溶接を実行して、前記主板と前記側板を一体化する工程と、を有する。
【００１５】
この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車の仕事効率の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車の仕事効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る羽根車１の斜視図である。
【図２】主板２における羽根２１の削り出しと側板３の溝加工を説明するための図である。
【図３】羽根２１の表面の加工を説明するための図である。
【図４】側板３を主板２に上に配置する工程と側板３と羽根２１の溶接工程を説明するための図である。
【図５】側板３と羽根２１の溶接前後の羽根車１の一部断面図である。
【図６】通常のＴＩＧ溶接と本実施形態に係るＡ−ＴＩＧ溶接との違いを説明するための図である。
【図７】旋削加工工程を説明するための図である。
【図８】本実施形態に係る羽根車１の製造の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る羽根車１の斜視図である。図１に示すように、羽根車１は、シャフトが通る穴Ｈが形成されており、穴の周りに水が流入する流入口ＩＮが形成されている。羽根車１は、主板２と側板３と、主板２と側板３の間に設けられた複数の羽根２１とを備える。羽根車１の側面には水が吐き出される吐出口ＯＵＴが形成されている。
【００１９】
図２〜図７を参照しつつ、図８を用いて本実施形態に係る羽根車１の製造方法について説明する。図２は、主板２における羽根２１の削り出しと側板３の溝加工を説明するための図である。図３は、羽根２１の表面の加工を説明するための図である。図４は、側板３を主板２に上に配置する工程と側板３と羽根２１の溶接工程を説明するための図である。図５は、側板３と羽根２１の溶接前後の羽根車１の一部断面図である。図６は、通常のＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接と本実施形態に係るＡ−ＴＩＧ（Active Elements on Weld Formation using TIG）溶接との違いを説明するための図である。図７は、旋削加工工程を説明するための図である。図８は、本実施形態に係る羽根車１の製造の流れの一例を示すフローチャートである。
【００２０】
（ステップＳ１０１）まず、図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、主板２の表面を削り出し加工して複数の羽根２１を形成する。
【００２１】
（ステップＳ１０２）また、ステップＳ１０１と並行して、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、側板３の表面に羽根２１の形状に合わせた溝３１を形成する。なお、本実施形態に係る溝３１は、側板３を貫通していない。なお、溝３１は、側板３を一部あるいは全部貫通してもよい。
【００２２】
（ステップＳ１０３）ステップＳ１０１の後に、羽根２１及び／または主板２の表面を研磨する。これにより、羽根車１内の流路が滑らかになるので、羽根車１の仕事効率が向上する。
【００２３】
（ステップＳ１０４）図３に示すように、羽根２１の負圧側の表面２１Ｎを親水性に加工する。この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車１の仕事効率の低下を防止することができる。ここで、親水性の加工は例えば、親水性の塗料の塗布、あるいは羽根の負圧側の表面に凹凸を設けることなどである。これにより、羽根２１の負圧側の表面２１Ｎを親水性にすることができるので、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができる。
また、羽根２１の正圧側の表面２１Ｐを撥水性に加工する。撥水性の加工は例えば、撥水性の塗料の塗布などである。この構成により、羽根２１によって押し出される水の切れが良くなるので、羽根車１の仕事効率を向上させることができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、一例として羽根２１の負圧側の表面２１Ｎに親水性の加工、羽根２１の正圧側の表面２１Ｐに撥水性の加工をしたが、これに限らず、羽根２１の負圧側の表面２１Ｎに親水性の加工だけしてもよいし、羽根２１の正圧側の表面２１Ｐに撥水性の加工だけしてもよい。すなわち、複数の羽根２１の負圧側の表面２１Ｎに親水性の加工をし、且つ／または複数の羽根２１の正圧側の表面２１Ｐに撥水性の加工をしてもよい。これにより、また、防錆、耐食性あるいは各種機能性の塗料を羽根２１の表面に塗布してもよい。
【００２５】
（ステップＳ１０５）次に、図４の主側板フィッティングに示すように、溝３１の水平位置と羽根２１の水平位置が略一致するように、側板３を主板２の上に配置する。
【００２６】
（ステップＳ１０６）次に、図４の主側板の一体化溶接に示すように、側板３と羽根２１との溶接を実行して、主板２と側板３を一体化する。本実施形態に係る溶接は、Ａ−ＴＩＧ溶接である。ここでＡ−ＴＩＧ溶接は、ＴｉＯ2やＣｒ2Ｏ3などの酸化物を主体とした粉末状の活性フラックス（active flux：溶接促進剤）をメチルエチルケトンやアセトン等の揮発性溶媒で溶いて刷毛により母材表面に予め塗布し、ティグ溶接を行う溶接プロセスである。
【００２７】
具体的には、図５（Ａ）に示すように、溶接の前に活性フラックス（例えば、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2などの酸化物）ＦＲを、側板３に形成された溝３１に塗布する。そして図５（Ｂ）に示すようにＴＩＧ溶接を施す。筐体３５に保持された電極３４から放出されたアーク放電３３により、アーク放電３３を熱源として、側板３と不図示の溶加棒を溶融して、側板３と羽根２１をする。図５（Ｂ）に示すように、溶融池３２の裏波３２１が側板の裏面に形成される。
【００２８】
図６（Ａ）に示すように通常のＴＩＧ溶接では、溶融金属が外向きに対流するのに対し、図６（Ｂ）に示すようにＡ−ＴＩＧ溶接では、溶融金属が内向きに対流する。これにより、Ａ−ＴＩＧ溶接は、通常のＴＩＧ溶接に比べて、倍以上の深溶込みが可能である。
【００２９】
なお、Ａ−ＴＩＧ溶接を実行し、その後に残りに部分についてＭＡＧ（Metal Active Gas welding）溶接あるいは被覆アーク溶接（SMAW（Shielded Metal Arc Welding）、手棒溶接ともいう）を実行して、主板２と側板３を一体化してもよい。これにより、主板２と側板３をより強固に一体化することができる。
【００３０】
（ステップＳ１０７）次に、図７に示すように側板３の表面を旋削する。これにより、羽根車１の表面の凹凸をなくすとともに、羽根車１の重量を低減することができる。
【００３１】
以上、本実施形態に係る羽根車の製造方法は、主板２の表面を削り出し加工して複数の羽根２１を形成する工程と、側板３の表面に羽根２１の形状に合わせた溝３１を形成する工程と、溝３１の水平位置と羽根２１の水平位置が略一致するように、側板３を主板２の上に配置する工程と、側板３と羽根２１との溶接を実行して、主板２と側板３を一体化する工程と、を有する。
【００３２】
この構成により、羽根２１または主板２の表面を加工することが容易であるので、羽根車１内の流路表面の加工を容易化する。主板２の表面を削り出し加工して複数の羽根２１を形成するので、羽根２１の寸法のばらつきを低減することができ、流路形状のばらつきを低減することができる。主板２及び側板３にステンレスなどの高強度材料を用いることができるので、機械的な強度を向上させることができる。このように、羽根車１内の流路表面の加工を容易化し且つ流路形状のばらつきを低減し且つ機械的な強度を向上させることができる。
【００３３】
また従来の羽根車の製造方法では鋳造では一体的に羽根車が製造されるため、羽根車内の羽根の３次元計測及び羽根の機械加工が難しいという問題があった。更に、鋳造では、型を用いるため、羽根車の形状に制約があった。それに対し、本実施形態に係る羽根車の製造方法によれば、主板２の表面を削り出し加工して複数の羽根２１を形成した後であって且つ側板３を主板２の上に配置する前に、羽根２１の３次元計測及び羽根２１の機械加工を行うことができるので、羽根２１の３次元計測及び羽根２１の機械加工を容易化できる。また、主板２の表面を削り出し加工して複数の羽根２１を形成するので、羽根車１の形状の制約を少なくすることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る羽根車１は、主板２と、側板３と、主板２と側板３の間に設けられた複数の羽根２１と、を備え、複数の羽根２１の負圧側の表面は親水性の加工がされている。この構成により、流れの剥離により水の流れが逆流する剥離領域が形成されるのを防止することができるので、羽根車１の仕事効率の低下を防止することができる。
【００３５】
以上、本発明は上記実施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、上記実施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、実施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よい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１：羽根車、２：主板、３：側板、２１：羽根、３１：溝、３２：溶融池、３３：アーク放電、３４：電極、３５：筐体、３２１：裏波、ＦＲ：活性フラックス
【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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【図８】
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