(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易に製造できる両吸込ポンプを提供する。【解決手段】ケーシングと、前記ケーシング内に設けられた羽根車３と、前記ケーシングに形成された貫通部１７ａ，１７ｂを貫通し、前記羽根車を回転させる主軸２と、前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記ケーシングに固定されるライナーリング４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂと、前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記羽根車の前記ライナーリングと対向する位置に固定されるウエアリング５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂと、前記主軸と前記貫通部との間に設けられたグランドシール８と、前記主軸に設けられた軸受６，７と、を備え、前記ケーシング、前記羽根車、前記ライナーリング、前記ウエアリング、前記グランドシールおよび前記軸受の少なくとも一部は、ＣＦＲＴＰを含む、両吸込ポンプが提供される。【選択図】図２
2017008746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられた羽根車と、
前記ケーシングに形成された貫通部を貫通し、前記羽根車を回転させる主軸と、
前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記ケーシングに固定されるライナーリングと、
前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記羽根車の前記ライナーリングと対向する位置に固定されるウエアリングと、
前記主軸と前記貫通部との間に設けられたグランドシールと、
前記主軸に設けられた軸受と、を備え、
前記ケーシング、前記羽根車、前記ライナーリング、前記ウエアリング、前記グランドシールおよび前記軸受の少なくとも一部は、ＣＦＲＴＰを含む、両吸込ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両吸込ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜７などに様々な両吸込ポンプの製造方法が開示されている。特許文献１は鋳物技術を用いて、特許文献２は製缶技術を用いて、特許文献３はプレス技術を用いて、特許文献４〜７は樹脂成型技術を用いて、それぞれ両吸込ポンプを製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−２６７２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９６６８０号公報
【特許文献３】特開平０８−２８４８６号公報
【特許文献４】特開２００５−１６３６５８号公報
【特許文献５】特開平０９−５２３０９号公報
【特許文献６】特開２００３−３４０９２８号公報
【特許文献７】特開２００６−３１６７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂のみで成形した部品は、脆い、耐久性に乏しい、大型化が困難といった問題があるため、鋳物と樹脂とを一体成型したハイブリッド構造としたり、ポリジシクロペンタジエンといった特殊な樹脂を用いたり、樹脂状に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）をコーティングしたりする必要がある。しかしながら、このような製造方法では、成形時間がかかるし、工程が複雑という問題がある。また、いったん力が加わると大きく破壊されてしまうおそれもある。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、簡易に製造できる両吸込ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ケーシングと、前記ケーシング内に設けられた羽根車と、前記ケーシングに形成された貫通部を貫通し、前記羽根車を回転させる主軸と、前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記ケーシングに固定されるライナーリングと、前記ケーシングと前記羽根車との間にあって、前記羽根車の前記ライナーリングと対向する位置に固定されるウエアリングと、前記主軸と前記貫通部との間に設けられたグランドシールと、前記主軸に設けられた軸受と、を備え、前記ケーシング、前記羽根車、前記ライナーリング、前記ウエアリング、前記グランドシールおよび前記軸受の少なくとも一部は、ＣＦＲＴＰを含む、両吸込ポンプが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
ＣＲＰＴＰを含むため、両吸込ポンプの製造が簡易化される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る両吸込ポンプの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る両吸込ポンプの斜視図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ方向断面図である。これらの図では単段の両吸込渦巻ポンプを例示しており、この両吸込ポンプは、ケーシング１、主軸２、羽根車３、ライナーリング４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ、ウエアリング５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂ、ラジアル軸受６、スラスト軸受７、グランドシール８などから構成される。
【００１１】
図２に示すように、ケーシング１は、上部ケーシング１１と下部ケーシング１２とから構成され、主軸２の軸心を通る水平面で分離可能に連結されている。上部ケーシング１１は主軸２に直交する面内に拡がる隔壁１１ａ，１１ｂを有し、同様に下部ケーシング１２は隔壁１２ａ，１２ｂを有し、これらの隔壁によって吐出室１３および吸込室１４ａ，１４ｂが形成されている。
【００１２】
すなわち、吐出室１３はケーシング１の主軸方向中央にあり、ケーシング１の吐出口１５（図１）に連通している。吸込室１４ａ，１４ｂはそれぞれ吐出室１３の両側に位置しており、吸込室１４ａは隔壁１１ａ，１２ａによって吐出室１３と区切られており、吸込室１４ｂは隔壁１１ｂ，１２ｂによって吐出室１３と区切られている。吸込室１４ａ，１４ｂはケーシング１の吸込口１６（図１）に連通している。
【００１３】
ケーシング１の吸込室１４ａ，１４ｂには貫通部１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられており、これら貫通部１７ａ，１７ｂを主軸２がほぼ水平方向に貫通している。主軸２はケーシング１に固定されているわけではなく、ケーシング１に対して回転可能に支持される。主軸２は、ケーシング１の外側において不図示の電動機に接続されており、電動機の駆動によって主軸２は回転する。
【００１４】
羽根車３はケーシング１の吐出室１３に収納され、羽根車３の中心が主軸２に固定されている。よって、主軸２の回転に伴って羽根車３も回転する。羽根車３の側板３１は、主軸２の方向に延びる面３１ａと、主軸２と直交する方向に延びる面３１ｂとを有する。面３１ｂの主軸２側の一端が面３１ａと接続されている。
【００１５】
また、羽根車３とケーシング１との間に、リング部材として、ライナーリング４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂおよびウエアリング５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂが設けられる。
【００１６】
より詳しくは、ライナーリング４１ａの上側は、上部ケーシング１１における隔壁１１ａの下部であって羽根車３における側板３１の面３１ａと対向する部分に固定される。ライナーリング４１ａの下側は、下部ケーシング１２における隔壁１２ａの上部であって羽根車３における側板３１の面３１ａと対向する部分に固定される。そして、ウエアリング５１ａは、羽根車３における側板３１の面３１ａであってライナーリング４１ａと対向する部分に固定される。ライナーリング４１ａの幅はウエアリング５１ａの幅と等しいのが望ましい。
【００１７】
同様に、ライナーリング４１ｂの上側は、上部ケーシング１１における隔壁１１ｂの下部であって羽根車３における側板３１の面３１ａと対向する部分に固定される。ライナーリング４１ｂの下側は、下部ケーシング１２における隔壁１２ｂの上部であって羽根車３における側板３１の面３１ａと対向する部分に固定される。そして、ウエアリング５１ｂは、羽根車３における側板３１の面３１ａであってライナーリング４１ｂと対向する部分に固定される。ライナーリング４１ｂの幅はウエアリング５１ｂの幅と等しいのが望ましい。
【００１８】
また、ライナーリング４２ａの上側側面は、上部ケーシング１１における隔壁１１ａの垂直な面であって羽根車３における側板３１の面３１ｂと対向する部分に固定される。ライナーリング４２ａの下側側面は、下部ケーシング１２における隔壁１２ａの垂直な面であって羽根車３における側板３１の面３１ｂと対向する部分に固定される。そして、ウエアリング５２ａは、羽根車３における側板３１の面３１ｂであってライナーリング４２ａと対向する部分に固定される。ライナーリング４２ａの幅はウエアリング５２ａの幅と等しいのが望ましい。
【００１９】
同様に、ライナーリング４２ｂの上側側面は、上部ケーシング１１における隔壁１１ｂの垂直な面であって羽根車３における側板３１の面３１ｂと対向する部分に固定される。ライナーリング４２ｂの下側側面は、下部ケーシング１２における隔壁１２ｂの垂直な面であって羽根車３における側板３１の面３１ｂと対向する部分に固定される。そして、ウエアリング５２ｂは、羽根車３における側板３１の面３１ｂであってライナーリング４２ｂと対向する部分に固定される。ライナーリング４２ｂの幅はウエアリング５２ｂの幅と等しいのが望ましい。
【００２０】
ウエアリング５１ａとライナーリング４１ａとの隙間を十分に狭くすることで、また、ウエアリング５２ａとライナーリング４２ａとの隙間を十分に狭くすることで、水が吐出室１３から吸込室１４ａに逆流するのを抑制できる。同様に、ウエアリング５１ｂとライナーリング４１ｂとの隙間を十分に狭くすることで、また、ウエアリング５２ｂとライナーリング４２ｂとの隙間を十分に狭くすることで、水が吐出室１３から吸込室１４ｂに逆流するのを抑制できる。ただし、対向するライナーリングとウエアリングとが接触しているわけではないので、両者の隙間からわずかの水が通る。
【００２１】
ケーシング１の外側において、主軸２にはリング状のラジアル軸受６が設けられる。ラジアル軸受６はケーシング１に固定される一方で、主軸２を回転可能に支持する。ラジアル軸受６により、主軸２に対してケーシング１がラジアル（円周）方向に移動あるいは振動するのを抑制する。
【００２２】
また、ケーシング１の外側において、主軸２にはリング状のスラスト軸受７が設けられる。スラスト軸受７はケーシング１に固定される一方で、主軸２を回転可能に支持する。羽根車３の回転に起因してケーシング１にスラスト力が発生し得るが、スラスト軸受７により、主軸２に対してケーシング１が主軸２に沿う方向に移動あるいは振動するのを抑制する。
【００２３】
なお、図１では、主軸２の右側に１つのラジアル軸受６を設け、左側に１つのスラスト軸受７を設ける例を示しているが、ラジアル軸受６およびスラスト軸受７の配置位置や数に特に制限はない。例えば、ラジアル軸受６および／またはスラスト軸受７を主軸２の片側だけでなく両側に設けるようにしてもよい。また、主軸２の片側にラジアル軸受６およびスラスト軸受７を設けてもよく、この場合、いずれがケーシング１に近い位置に設けられてもよい。
【００２４】
グランドシール８は、主軸２とケーシング１における貫通部１７ａ，１７ｂとの間に配置される。グランドシール８は例えば布製であり、主軸２と貫通部１７ａ，１７ｂとの間から漏れ出る水の量を調整する。すなわち、主軸２と貫通部１７ａ，１７ｂとの間には摩擦熱が発生するため、適切な量の水がこれらの間から漏れ出ることで、摩擦熱を冷ますことができる。グランドシール８は、不図示のボルトおよびナットによってケーシング１の内側に押し込んだり外側に引き出したりする微調整が可能であり、これにより漏れ出る水の量を調節できるようになっている。
【００２５】
この両吸込ポンプは次のように動作する。すなわち、電動機（不図示）によって主軸２が回転すると、羽根車３が回転する。これにより、吸込口１６から吸込室１４ａ，１４ｂに水が流入する。流入した水は回転する羽根車３に吸い込まれ、吐出室１３に吐出される。そして、この水は吐出室１３に連通した吐出口１５から排出される。
【００２６】
本実施形態の特徴の１つとして、両吸込ポンプの少なくとも一部に、熱可塑性樹脂の一種である炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（以下、ＣＦＲＴＰ：Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics Plasticsという）を用いる。ＣＦＲＴＰは、ポリアミド（ＰＡ：Polyamide）、ポリプロピレン（ＰＰ：Polypropylene）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Polyphenylenesulfide）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ：Thermoplastic Polyurethane）などをマトリックス樹脂とする。
【００２７】
ＣＦＲＴＰは、成形時間が短く、例えばＣＦＲＰの１／１００程度の時間で成形できる。また、熱圧力を与えることで再加工が可能である。さらに、樹脂との接着力が小さく、大きな力がかかるとゆっくりと延性破壊するという性質を有する。また、熱板、振動、超音波、抵抗、誘導などによって熱融着させることができる。そして、加工歩留まりが高く、再生利用も可能である。
【００２８】
このようなＣＦＲＴＰを、例えば両吸込ポンプにおけるケーシング１に用いることができる。ケーシング１全体をＣＦＲＴＰ製としてもよいし、金属製のケーシング１の表面、特に羽根車３との摺動部分にＣＦＲＴＰをコーティングしてもよい。同様に、ＣＦＲＴＰを羽根車３に用いることができる。羽根車３全体をＣＦＲＴＰ製としてもよいし、金属製の羽根車３の表面、特にケーシング１との摺動部分にＣＦＲＴＰをコーティングしてもよい。
【００２９】
また、ライナーリング４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ、ウエアリング５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂ、グランドシール８の少なくとも一部をＣＦＲＴＰ製としてもよい。さらに、ラジアル軸受６やスラスト軸受７などの摺動部材をＣＦＲＴＰ製としてもよい。
【００３０】
このように、両吸込ポンプの少なくとも一部にＣＦＲＴＰを用いることで、その成形時間の短さゆえに、素早く、簡便に、安価に両吸込ポンプを製造できる。また、ＣＦＲＴＰは金属より軽量であるため、両吸込ポンプを軽量化できる。特に、ライナーリング４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂやウエアリング５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂにＣＦＲＴＰを用いることで、これら割れにくくなり、摺動相手とのクリアランスを小さめに製造しても、熱による馴染み変形が期待でき、水漏れを抑制でき、ポンプ効率を向上できる。
【００３１】
なお、本発明は、単段の両吸込渦巻ポンプに限らず、多段その他の両吸込ポンプに適用可能である。
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１  ケーシング
１１  上部ケーシング
１１ａ，１１ｂ  隔壁
１２  下部ケーシング
１２ａ，１２ｂ  隔壁
１３  吐出室
１４ａ，１４ｂ  吸込室
１５  吐出口
１６  吸込口
２  主軸
３  羽根車
４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ  ライナーリング
５１ａ，５２ａ，５１ｂ，５２ｂ  ウエアリング
６  ラジアル軸受
７  スラスト軸受
８  グランドシール
【図１】
2017008746.tif 000003
【図２】
2017008746.tif 000004