ポンプ用羽根車及びそれを備えた水中ポンプ、及びポンプ用羽根車のバランス調整方法
【課題】簡単な工程で、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できるポンプ用羽根車及びそのバランス調整方法の提供。
【解決手段】略円筒状の本体部１０と、本体部１０の下端面１５の中央に設けた吸込部１３と、本体部１０の側面１６に開口する吐出部１４と、本体部１０の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部１３から吐出部１４に連通する流路１８とを備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車１であって、本体部１０の上端面１１の外周は、上方に突出する円周縁状のフランジ部２３になっており、フランジ部２３の内周面２３ａに板状のバランスブロック４０を取り付けた。バランスブロック４０は、フランジ部２３の内周面２３ａに沿う円弧型の端辺４０ａを有する平板状の部材からなり、内周面２３ａの周方向における任意の位置に取り付けが可能である。
【解決手段】略円筒状の本体部１０と、本体部１０の下端面１５の中央に設けた吸込部１３と、本体部１０の側面１６に開口する吐出部１４と、本体部１０の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部１３から吐出部１４に連通する流路１８とを備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車１であって、本体部１０の上端面１１の外周は、上方に突出する円周縁状のフランジ部２３になっており、フランジ部２３の内周面２３ａに板状のバランスブロック４０を取り付けた。バランスブロック４０は、フランジ部２３の内周面２３ａに沿う円弧型の端辺４０ａを有する平板状の部材からなり、内周面２３ａの周方向における任意の位置に取り付けが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理用の水中ポンプなどに用いて好適なポンプ用の羽根車に関し、特に、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる構造の羽根車及びそれを備えた水中ポンプ、及びポンプ用羽根車のバランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンホール内などに設置する汚水処理用の水中ポンプがある。このような水中ポンプとして、特許文献１に示すように、ノンクロッグ型の羽根車を備えた水中ポンプがある。ノンクロッグ型の羽根車は、通常、ステンレスなどの鋳物で構成されており、略円筒状の本体部の内部に軸方向から見て渦巻型に形成された流路を有する一枚翼形状を有している。そして、汚水を加圧中のポンプに異物を詰まらせないための構造として、流路の断面の寸法を略一定に形成することで、羽根車に異物が絡み難くなるようにしている。これらによって、ノンクロッグ型の羽根車は、回転軸に対して非対称な形状になっている。したがって、そのままでは、静止時の静的バランスや回転時の動的バランス（機械的バランス）がとれず、組付作業性の低下や回転時の振動を引き起こすおそれがある。
【０００３】
また、上記のような回転軸に対して非対称な形状の羽根車は、そのままでは、ポンプの運転で流体を移送する際、羽根車の回転バランス（水力的バランス）を保つことができない。すなわち、ポンプを運転すると、羽根車が回転することで、吸い込んだ汚水などの流体から羽根車が力を受ける。この場合、非軸対称形状の羽根車では、作用する流体力の分布が非軸対称となる。そのため、羽根車に作用する流体力が打ち消し合わない。
【０００４】
上記のような問題に対処するため、従来の羽根車では、特許文献１に示すように、羽根車の一部に肉厚の部分からなるバランスウェイト部を設けている。このバランスウェイト部によって、羽根車の機械的及び水力的バランスをとることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記のような羽根車は、ステンレスなどで鋳造されているため、バランスウェイト部を含めた羽根車のバランスは、必ずしも設計通りにならず、製品ごとに若干のばらつきが生じる。また、鋳物の一部を切削して羽根車として加工する工程においても、羽根車が複雑な構造をしているため、加工基準の決定にずれが生じることもあり、結果、製品ごとに若干のばらつきが生じる。そこで、羽根車のバランスの不釣合を解消すべく、羽根車の一部を機械加工によって削り取る加工が行われる。具体的には、羽根車の主板および側板におけるバランスウェイト部などの一部を削除する。バランスウェイト部には、予め若干多めのウェイトを設計当初より設けてあるため、このウェイトを削ることによってバランスの修正を行う。
【０００７】
しかしながら、ボルテックス型のポンプ羽根車と異なり、流路口径一定の一枚羽根からなる羽根車は、形状が複雑である。そのため、上述の鋳造工程、加工工程におけるばらつきが出やすい。そして、本来予想していなかった箇所を削らなければならなかったり、削るべき箇所から最適なウェイトが無くなってしまったりするという問題がある。
【０００８】
また、羽根車自体を削り取ったりすることでバランスをとるには、羽根車の各部の厚み寸法などを正確に把握しておく必要がある。しかしながら、複雑な形状を有する流路口径一定の羽根車では、各部の厚み寸法などを正確に把握するのは困難である。そのため、削り取る分量がわかり難く、このようなバランスをとるための機械加工に手間と時間がかかり、正確なバランス調整が行い難いという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な工程で、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整することができるポンプ用羽根車及びそれを備えた水中ポンプ、及びポンプ用羽根車のバランス調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明は、軸方向の一端（１１）の中央に取付部（１２）を設けた略円筒状の本体部（１０）と、本体部（１０）の軸方向の他端（１５）の中央に設けた吸込部（１３）と、本体部（１０）の側面（１６）に開口する吐出部（１４）と、本体部（１０）の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部（１３）から吐出部（１４）に連通する流路（１８）と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車（１）であって、本体部（１０）における軸方向の一端（１１）の外周と他端（１５）の外周との少なくともいずれかには、円周縁状のフランジ部（２３又は２５）が設けられており、当該フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）側にバランスブロック（４０）を取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかるポンプ用の羽根車によれば、円筒状の本体部の端部外周に設けたフランジ部に取り付けたバランスブロックによって、羽根車のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロックは、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能である。したがって、羽根車の本体部の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。
【００１２】
また、羽根車のバランスの調整は、羽根車に取り付けたバランスブロックを削ったり穴を開けたりすることで行える。これにより、羽根車の本体部を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減することができる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロックを削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易く、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
【００１３】
また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロックを用意しておけば、羽根車に取り付けるバランスブロックを適宜に選択することで、羽根車の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できるようになる。なお、羽根車の本体部に取り付けるバランスブロックは、１個には限らず、複数個を取り付けることも可能である。また、バランスブロックは、羽根車における軸方向の一端のフランジ部と他端のフランジ部との両方に取り付けても良いし、いずれか一方にのみ取り付けてもよい。
【００１４】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、バランスブロック（４０）は、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）に沿う円弧型の端辺（４０ａ）を有する平板状の部材からなるとよい。これによれば、同一形状のバランスブロックを、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能となる。したがって、用意するバランスブロックの種類が少なくて済み、羽根車の製造工程の簡素化を図ることができる。なお、この場合、円周型の端辺を有する平板状のバランスブロック原型を用意して、それを周方向で複数に分割すれば、円弧型の端辺を有する複数のバランスブロックを簡単に製作することができる。
【００１５】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）に形成した周方向に延びる段部（２４又は２６）と、バランスブロック（４０）の端辺（４０ａ）に形成した段部（４１）とが嵌合する嵌合部（５０）を備えるとよい。この構成によれば、嵌合部を嵌め合わせることで、フランジ部に対するバランスブロックの位置決め及び仮固定が行えるので、バランスブロックの取付作業が簡単に行えるようになる。また、バランスブロックを正確な位置に取り付けることができる。
【００１６】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、本体部（１０）の一端（１１）又は他端（１５）におけるフランジ部（２３又は２５）の内周側には、軸方向に窪んだ窪み（２１又は２２）が形成されており、バランスブロック（４０）は、その面がフランジ部（２３又は２５）から本体部（１０）の径方向の内側に延びており、窪み（２１又は２２）に張り出すように取り付けられていてよい。この構成によれば、バランスブロックが羽根車の内側で窪み内におさまるので、バランスブロックを取り付けても羽根車の外形寸法に変更を及ぼさずに済む。また、水中ポンプの運転で羽根車が回転する際、バランスブロックが流体の流れに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、本発明にかかる水中ポンプは、上記構成のポンプ用羽根車（１）と、ポンプ用羽根車（１）を収容するポンプケーシング（３２）と、ポンプ用羽根車（１）を駆動するモータ（５２）とを備えたことを特徴とする。この水中ポンプでは、上記構成のバランスブロックを備えたポンプ用羽根車によって、運転時の水力的バランスを確保できるようになる。したがって、運転時の振動・騒音を効果的に抑制でき、耐久性に優れた水中ポンプとなる。
【００１８】
また、本発明は、軸方向の一端（１１）の中央に取付部（１２）を設けた略円筒状の本体部（１０）と、本体部（１０）の軸方向の他端（１５）の中央に設けた吸込部（１３）と、本体部（１０）の側面（１６）に開口する吐出部（１４）と、本体部（１０）の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部（１３）から吐出部（１４）に連通する流路（１８）と、本体部（１０）における軸方向の一端（１１）の外周と他端（１５）の外周との少なくともいずれかに設けた円周縁状のフランジ部（２３又は２５）と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車（１）のバランス調整方法であって、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）側に板状のバランスブロック（４０）を取り付ける工程と、フランジ部（２３又は２５）に取り付けたバランスブロック（４０）の一部を機械加工によって削除する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明にかかるポンプ用羽根車のバランス調整方法によれば、羽根車のフランジ部にバランスブロックを取り付けることで、羽根車のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロックは、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能である。したがって、羽根車の本体部の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロックを用意しておけば、羽根車に取り付けるバランスブロックを適宜に選択することで、羽根車の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できるようになる。
【００２０】
また、羽根車のバランスの調整は、フランジ部に取り付けたバランスブロックの一部を機械加工によって削除することによっても行える。具体的には、バランスブロックを削ったり穴を開けたりする機械加工を施す。これによれば、羽根車の本体部を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減することができる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロックを削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易く、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるポンプ用羽根車及びそのバランス調整方法によれば、簡単な工程で、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる。また、本発明にかかるポンプ用羽根車を備えた水中ポンプによれば、運転時の振動、騒音を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるポンプ用の羽根車を示す図で、（ａ）は、上面側（裏面側）から見た斜視図、（ｂ）は、下面側（表面側）から見た斜視図である。
【図２】羽根車の内部形状を示す図で、軸方向に直交する面（図３（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面）の断面図である。
【図３】羽根車の内部形状を示す図で、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図２のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ矢視断面を示す図である。
【図４】バランスブロックの取付状態を示す図で、（ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視に対応する羽根車の断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のＹ部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるポンプ用羽根車を備えた水中ポンプの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるポンプ用の羽根車の構成例を示す図で、同図（ａ）は、羽根車を軸方向の上面側（翼面の裏面側）から見た斜視図、同図（ｂ）は、下面側（翼面の表面側）から見た斜視図である。また、図２及び図３は、羽根車の内部形状を示す図で、図２は、軸方向に直交する面（図３（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面）の断面図であり、図３（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図２のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ矢視断面を示す図である。
【００２４】
各図に示すように、本実施形態の羽根車１は、径寸法が略一定の流路を有するノンクロッグ型の羽根車であって、ステンレスなどの鋳物で構成されている。この羽根車１は、略円筒状の本体部１０を備え、該本体部１０における軸方向の上端面（裏面）１１の中心には、円柱状の突起からなるボス（取付部）１２が形成されている。ボス１２は、後述する水中ポンプ３０の駆動軸５５（図５参照）に取り付けられる。また、本体部１０における軸方向の下端面（表面側の端面）１５には、吸込部１３が設けられており、本体部１０の側面１６には、吐出部１４が設けられている。吸込部１３は、下端面１５の中央に形成された円筒状に突出する筒状部１３ａの内側に設けた略円形の開口からなる。吐出部１４は、本体部１０の側面１６に設けた断面が略半円弧状の凹部として形成されており、本体部１０の側面１６の周方向に沿って、ほぼ全周に渡っている。本体部１０の内部には、吸込部１３から吐出部１４に連通する流路１８が設けられている。流路１８は、軸方向から見て渦巻型であって、吸込部１３から吐出部１４に向かって中心軸からの距離が大きくなるように軸方向にのびる螺旋型に形成されている。流路１８は、内部に異物が絡み難くなるように、その断面が径寸法略一定の略円形に形成されている。
【００２５】
本体部１０の上端面１１におけるボス１２の外周側には、軸方向に窪んだ窪み２１が形成されている。窪み２１は、ボス１２の周囲に形成した略円弧状の凹部であり、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、流路１８との間の本体部１０の肉厚がほぼ均等になるように、流路１８を避けた位置に窪んでいる。一方、本体部１０の下端面１５における吸込部１３の外周側には、軸方向に窪んだ他の窪み２２が形成されている。窪み２２は、吸込部１３の周囲に形成した環状の凹部であり、窪み２１と同様、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、流路１８との間の本体部１０の肉厚がほぼ均等になるように、流路１８を避けた位置に窪んでいる。また、本体部１０の上端面１１の一部には、肉厚部２７が設けられている。肉厚部２７は、中心軸に対して非対称な形状を有する羽根車１の回転バランスを取るためのウェイトとして機能する部分で、ボス１２の外周側の一部分に設けられている。
【００２６】
本体部１０における上端面１１の外周、すなわち窪み２１の外周側には、上方に突出する円周縁状の上フランジ（フランジ部）２３が形成されている。また、本体部１０における下端面１５の外周、すなわち窪み２２の外周側には、下方に突出する円周縁状の下フランジ（フランジ部）２５が形成されている。
【００２７】
そして、上フランジ２３の上端の内周面２３ａには、板状のバランスブロック４０が取り付けられている。図１に示すように、バランスブロック４０は、円弧状に延びる帯型の外形を有する平板状の部材からなる。このバランスブロック４０の長手方向における外側の端辺４０ａは、上フランジ２３の内周面２３ａに沿う円弧型に形成されている。各図では、バランスブロック４０は、下フランジ２３の下端の内周面２５ａにも取り付けられている。
【００２８】
図４は、バランスブロック４０の取付状態を示す図で、（ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視に対応する羽根車１の断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のＹ部分拡大図である。同図に示すように、上フランジ２３の上端の内周面２３ａには、周方向に延びる段部２４が形成されている。また、バランスブロック４０の端辺４０ａ（端辺４０ａの側面）には、その長手方向に延びる段部４１が形成されている。段部２４と段部４１は、互いに向き合うように配置された略Ｌ字型の断面形状を有しており、これら上フランジ２３の段部２４とバランスブロック４０の段部４１とが嵌合するようになっている。これら段部２４，４１によって、上フランジ２３の内周面２３ａにバランスブロック４０の端辺４０ａを嵌め合わせるための嵌合部５０が構成されている。
【００２９】
すなわち、バランスブロック４０は、端辺４０ａの段部４１を上フランジ２３の段部２４に嵌め合わせることで、上フランジ２３に対する位置決め及び仮固定がなされる。バランスブロック４０は、上フランジ２３に対して溶接（点溶接）などで本固定される。こうして、上フランジ２３の内周面２３ａに取り付けられたバランスブロック４０は、図１及び図４に示すように、その面がフランジ部２３の内周面２３ａから本体部１０の径方向の内側に延びており、窪み２１に張り出した状態で設置されている。
【００３０】
また、図１及び図４に示すように、本体部１０の下端面１５側の下フランジ２５にもバランスブロック４０を取り付けることができる。この場合のバランスブロック４０も円弧状の端辺４０ａを有する平板状の部材である。そして、下フランジ２５の先端の内周面２５ａには、周方向に延びる段部２６が形成されている。これにより、下フランジ２５の段部２６とバランスブロック４０の段部と４１が互いに嵌合する嵌合部５０が構成されている。したがって、下フランジ２５に取り付けられたバランスブロック４０は、図１及び図４に示すように、その面がフランジ部２５の内周面２５ａから本体部１０の径方向の内側に延びており、窪み２２に張り出した状態で設置されている。
【００３１】
また、上記工程で上フランジ２３に取り付けたバランスブロック４０の一部を機械加工によって削除することで、羽根車１のさらなるバランス調整が行える。具体的には、バランスブロック４０の一部を削ったり穴を開けたりする機械加工を施して行う。
【００３２】
上記構成のバランスブロック４０は、詳細な図示は省略するが、下記の要領で製作するとよい。すなわち、円形環状に形成された平板状のバランスブロック原型を用意して、それを長手方向（周方向）の複数箇所で径方向に切断して分割する。これにより、円弧型の端辺４０ａを有する複数個のバランスブロック４０を容易に製作することができる。この場合、バランスブロック原型を分割する周方向の位置を適宜に設定することで、所望の大きさ及び質量のバランスブロック４０を用意することができる。
【００３３】
なお、図１及び図４では、上フランジ２３と下フランジ２５の両方にバランスブロック４０を取り付けた場合を示したが、バランスブロック４０は、上フランジ２３と下フランジ２５のいずれか一方にのみ取り付けてもよい。また、図示は省略するが、上フランジ２３又は下フランジ２５に複数個のバランスブロック４０を取り付けることも可能である。この場合、バランスブロック４０は、上フランジ２３の内周面２３ａ又は下フランジ２５の内周面２５ａの周方向に沿う複数箇所に取り付けるようにする。
【００３４】
本実施形態の羽根車１では、上フランジ２３の内周面２３ａに取り付けたバランスブロック４０（下フランジ２５の内周面２５ａに取り付けたバランスブロック４０を含む、以下同じ。）によって、羽根車１のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロック４０は、上フランジ２３の内周面２３ａに沿う円弧状の端辺４０ａを有しているので、上フランジ２３の内周面２３ａの周方向における任意の位置に取り付けることができる。したがって、羽根車１の本体部１０の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。
【００３５】
また、羽根車１のバランス調整は、羽根車１に取り付けたバランスブロック４０を削ったり穴を開けたりすることでも行える。これによれば、羽根車１の本体部１０を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減できる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロック４０を削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易い。したがって、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
【００３６】
また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロック４０を用意しておけば、羽根車１に取り付けるバランスブロック４０を適宜に選択することで、羽根車１の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる。
【００３７】
また、本実施形態では、上フランジ２３の内周面２３ａに形成した周方向に延びる段部２４と、バランスブロック４０の端辺４０ａに形成した段部４１とを嵌め合わせる構成の嵌合部５０を備えている。したがって、嵌合部５０を嵌め合わせることで、バランスブロック４０の位置決め及び仮固定が行える。したがって、バランスブロック４０の取付作業が簡単に行えるようになる。また、バランスブロック４０を正確な位置に取り付けることができる。
【００３８】
また、本実施形態の羽根車１では、本体部１０の上端面１１には、軸方向に窪んだ窪み２１が形成されている。そして、バランスブロック４０は、その面が上フランジ２３の内周面２３ａから径方向の内側に向かって（羽根車１の回転軸に対して垂直な方向に）延びており、窪み２１内に張り出している。この構成により、バランスブロック４０が羽根車１の内側におさまるので、バランスブロック４０を取り付けたことによって、羽根車１の外形寸法に変更を及ぼさずに済む。また、後述する水中ポンプ３０の運転において羽根車１が回転する際、バランスブロック４０が流体の流れに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００３９】
図５は、上記構成の羽根車１を備えた水中ポンプ３０の構成例を示す断面図である。水中ポンプ３０は、ポンプ部３１とモータ部５１とを備えている。ポンプ部３１は、羽根車１と、羽根車１を覆うポンプケーシング３２とで構成されており、モータ部５１は、羽根車１を回転させる密閉型のモータ（水中モータ）５２と、モータ５２を覆うモータケーシング５３とで構成されている。モータ５２は、ステータおよびロータ（いずれも図示せず）からなり、ロータの中心部分には、上下方向に延びる駆動軸５５が設置されている。駆動軸５５は、軸受５４によって回転自在に支持されている。駆動軸５５の下端には、ポンプケーシング３２内の羽根車１が固定されており、モータ５２の回転駆動力が羽根車１に伝達されるようになっている。
【００４０】
ポンプケーシング３２は、吸込口３２ａと吐出口３２ｂとを有し、モータ部５１の下端に設置した中間ケーシング５６に対してボルト５７で固定されている。ポンプケーシング３２の吸込口３２ａには、下方に延びる吸込管３３が接続されており、吐出口３２ｂには、横向きに開口する吐出管（図示せず）が接続されている。また、吐出口３２ｂの上部には、空気抜き弁３７が設置されている。ポンプケーシング３２の内部には、側壁３２ｃで外周側を囲まれたポンプ室３５が形成されている。ポンプ室３５には、羽根車１が設置されている。羽根車１は、図１乃至図４に示す構造のもので、ボス１２が駆動軸５５の下端にボルト３６で固定されている。
【００４１】
上記構成の水中ポンプ３０では、モータ５２によって駆動された駆動軸５５が回転すると、ポンプケーシング３２内の羽根車１が回転する。羽根車１の回転により、吸込管３３を通してポンプケーシング３２の吸込口３２ａから汚水が吸い込まれる。ポンプケーシング３２内に吸い込まれた汚水は、回転する羽根車１の遠心力で、吸込部１３から羽根車１の流路１８を通って吐出部１４に達する。吐出部１４に達した汚水は、ポンプケーシング３２の吐出口３２ｂから吐出される。
【００４２】
本実施形態の水中ポンプ３０によれば、羽根車１に上記構成のバランスブロック４０を取り付けていることで、羽根車１の水力的バランスを確保できる。したがって、運転時の振動、騒音を抑制することができ、耐久性に優れた水中ポンプ３０となる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、上フランジ２３の内周面２３ａとバランスブロック４０の端辺４０ａとの間に設けた嵌合部５０は、両者に形成した略Ｌ字型の断面を有する段部２４，４１が嵌合する構成である場合を示したが、嵌合部５０は、他の形状であってもよい。例えば、図示は省略するが、上フランジ２３の内周面２３ａとバランスブロック４０の端辺４０ａとのいずれか一方に形成した溝状の段部と他方に形成した突起状の段部とが嵌合する構成であってもよい。
【００４４】
また、上記実施形態に示す羽根車１に取り付けたバランスブロック４０の具体的な数、配置、形状はいずれも一例であり、バランスブロック４０は、羽根車１の上フランジ２３又は下フランジ２５の内周側に取り付けたものであれば、上記実施形態に示す以外の数、配置、形状であってもよい。また、バランスブロック４０の固定手段は、上記実施形態に示す溶接にはかぎらず、他の手段で固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 羽根車
１０ 本体部
１１ 上端面
１２ ボス（取付部）
１３ 吸込部
１４ 吐出部
１５ 下端面
１６ 側面
１８ 流路
２１，２２ 窪み
２３ 上フランジ（フランジ部）
２３ａ 内周面
２４ 段部
２５ 下フランジ（フランジ部）
２５ａ 内周面
２６ 段部
２７ 肉厚部（ウェイト）
３０ 水中ポンプ
３１ ポンプ部
３２ ポンプケーシング
４０ バランスブロック
４０ａ 端辺
４１ 段部
５０ 嵌合部
５１ モータ部
５２ モータ
５３ モータケーシング
５４ 軸受
５５ 駆動軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理用の水中ポンプなどに用いて好適なポンプ用の羽根車に関し、特に、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる構造の羽根車及びそれを備えた水中ポンプ、及びポンプ用羽根車のバランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンホール内などに設置する汚水処理用の水中ポンプがある。このような水中ポンプとして、特許文献１に示すように、ノンクロッグ型の羽根車を備えた水中ポンプがある。ノンクロッグ型の羽根車は、通常、ステンレスなどの鋳物で構成されており、略円筒状の本体部の内部に軸方向から見て渦巻型に形成された流路を有する一枚翼形状を有している。そして、汚水を加圧中のポンプに異物を詰まらせないための構造として、流路の断面の寸法を略一定に形成することで、羽根車に異物が絡み難くなるようにしている。これらによって、ノンクロッグ型の羽根車は、回転軸に対して非対称な形状になっている。したがって、そのままでは、静止時の静的バランスや回転時の動的バランス（機械的バランス）がとれず、組付作業性の低下や回転時の振動を引き起こすおそれがある。
【０００３】
また、上記のような回転軸に対して非対称な形状の羽根車は、そのままでは、ポンプの運転で流体を移送する際、羽根車の回転バランス（水力的バランス）を保つことができない。すなわち、ポンプを運転すると、羽根車が回転することで、吸い込んだ汚水などの流体から羽根車が力を受ける。この場合、非軸対称形状の羽根車では、作用する流体力の分布が非軸対称となる。そのため、羽根車に作用する流体力が打ち消し合わない。
【０００４】
上記のような問題に対処するため、従来の羽根車では、特許文献１に示すように、羽根車の一部に肉厚の部分からなるバランスウェイト部を設けている。このバランスウェイト部によって、羽根車の機械的及び水力的バランスをとることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０３０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記のような羽根車は、ステンレスなどで鋳造されているため、バランスウェイト部を含めた羽根車のバランスは、必ずしも設計通りにならず、製品ごとに若干のばらつきが生じる。また、鋳物の一部を切削して羽根車として加工する工程においても、羽根車が複雑な構造をしているため、加工基準の決定にずれが生じることもあり、結果、製品ごとに若干のばらつきが生じる。そこで、羽根車のバランスの不釣合を解消すべく、羽根車の一部を機械加工によって削り取る加工が行われる。具体的には、羽根車の主板および側板におけるバランスウェイト部などの一部を削除する。バランスウェイト部には、予め若干多めのウェイトを設計当初より設けてあるため、このウェイトを削ることによってバランスの修正を行う。
【０００７】
しかしながら、ボルテックス型のポンプ羽根車と異なり、流路口径一定の一枚羽根からなる羽根車は、形状が複雑である。そのため、上述の鋳造工程、加工工程におけるばらつきが出やすい。そして、本来予想していなかった箇所を削らなければならなかったり、削るべき箇所から最適なウェイトが無くなってしまったりするという問題がある。
【０００８】
また、羽根車自体を削り取ったりすることでバランスをとるには、羽根車の各部の厚み寸法などを正確に把握しておく必要がある。しかしながら、複雑な形状を有する流路口径一定の羽根車では、各部の厚み寸法などを正確に把握するのは困難である。そのため、削り取る分量がわかり難く、このようなバランスをとるための機械加工に手間と時間がかかり、正確なバランス調整が行い難いという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な工程で、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整することができるポンプ用羽根車及びそれを備えた水中ポンプ、及びポンプ用羽根車のバランス調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明は、軸方向の一端（１１）の中央に取付部（１２）を設けた略円筒状の本体部（１０）と、本体部（１０）の軸方向の他端（１５）の中央に設けた吸込部（１３）と、本体部（１０）の側面（１６）に開口する吐出部（１４）と、本体部（１０）の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部（１３）から吐出部（１４）に連通する流路（１８）と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車（１）であって、本体部（１０）における軸方向の一端（１１）の外周と他端（１５）の外周との少なくともいずれかには、円周縁状のフランジ部（２３又は２５）が設けられており、当該フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）側にバランスブロック（４０）を取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかるポンプ用の羽根車によれば、円筒状の本体部の端部外周に設けたフランジ部に取り付けたバランスブロックによって、羽根車のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロックは、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能である。したがって、羽根車の本体部の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。
【００１２】
また、羽根車のバランスの調整は、羽根車に取り付けたバランスブロックを削ったり穴を開けたりすることで行える。これにより、羽根車の本体部を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減することができる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロックを削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易く、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
【００１３】
また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロックを用意しておけば、羽根車に取り付けるバランスブロックを適宜に選択することで、羽根車の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できるようになる。なお、羽根車の本体部に取り付けるバランスブロックは、１個には限らず、複数個を取り付けることも可能である。また、バランスブロックは、羽根車における軸方向の一端のフランジ部と他端のフランジ部との両方に取り付けても良いし、いずれか一方にのみ取り付けてもよい。
【００１４】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、バランスブロック（４０）は、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）に沿う円弧型の端辺（４０ａ）を有する平板状の部材からなるとよい。これによれば、同一形状のバランスブロックを、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能となる。したがって、用意するバランスブロックの種類が少なくて済み、羽根車の製造工程の簡素化を図ることができる。なお、この場合、円周型の端辺を有する平板状のバランスブロック原型を用意して、それを周方向で複数に分割すれば、円弧型の端辺を有する複数のバランスブロックを簡単に製作することができる。
【００１５】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）に形成した周方向に延びる段部（２４又は２６）と、バランスブロック（４０）の端辺（４０ａ）に形成した段部（４１）とが嵌合する嵌合部（５０）を備えるとよい。この構成によれば、嵌合部を嵌め合わせることで、フランジ部に対するバランスブロックの位置決め及び仮固定が行えるので、バランスブロックの取付作業が簡単に行えるようになる。また、バランスブロックを正確な位置に取り付けることができる。
【００１６】
また、上記構成のポンプ用羽根車では、本体部（１０）の一端（１１）又は他端（１５）におけるフランジ部（２３又は２５）の内周側には、軸方向に窪んだ窪み（２１又は２２）が形成されており、バランスブロック（４０）は、その面がフランジ部（２３又は２５）から本体部（１０）の径方向の内側に延びており、窪み（２１又は２２）に張り出すように取り付けられていてよい。この構成によれば、バランスブロックが羽根車の内側で窪み内におさまるので、バランスブロックを取り付けても羽根車の外形寸法に変更を及ぼさずに済む。また、水中ポンプの運転で羽根車が回転する際、バランスブロックが流体の流れに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、本発明にかかる水中ポンプは、上記構成のポンプ用羽根車（１）と、ポンプ用羽根車（１）を収容するポンプケーシング（３２）と、ポンプ用羽根車（１）を駆動するモータ（５２）とを備えたことを特徴とする。この水中ポンプでは、上記構成のバランスブロックを備えたポンプ用羽根車によって、運転時の水力的バランスを確保できるようになる。したがって、運転時の振動・騒音を効果的に抑制でき、耐久性に優れた水中ポンプとなる。
【００１８】
また、本発明は、軸方向の一端（１１）の中央に取付部（１２）を設けた略円筒状の本体部（１０）と、本体部（１０）の軸方向の他端（１５）の中央に設けた吸込部（１３）と、本体部（１０）の側面（１６）に開口する吐出部（１４）と、本体部（１０）の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて吸込部（１３）から吐出部（１４）に連通する流路（１８）と、本体部（１０）における軸方向の一端（１１）の外周と他端（１５）の外周との少なくともいずれかに設けた円周縁状のフランジ部（２３又は２５）と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車（１）のバランス調整方法であって、フランジ部（２３又は２５）の内周（２３ａ又は２５ａ）側に板状のバランスブロック（４０）を取り付ける工程と、フランジ部（２３又は２５）に取り付けたバランスブロック（４０）の一部を機械加工によって削除する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明にかかるポンプ用羽根車のバランス調整方法によれば、羽根車のフランジ部にバランスブロックを取り付けることで、羽根車のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロックは、フランジ部の周方向における任意の位置に取り付けることが可能である。したがって、羽根車の本体部の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロックを用意しておけば、羽根車に取り付けるバランスブロックを適宜に選択することで、羽根車の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できるようになる。
【００２０】
また、羽根車のバランスの調整は、フランジ部に取り付けたバランスブロックの一部を機械加工によって削除することによっても行える。具体的には、バランスブロックを削ったり穴を開けたりする機械加工を施す。これによれば、羽根車の本体部を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減することができる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロックを削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易く、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるポンプ用羽根車及びそのバランス調整方法によれば、簡単な工程で、機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる。また、本発明にかかるポンプ用羽根車を備えた水中ポンプによれば、運転時の振動、騒音を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるポンプ用の羽根車を示す図で、（ａ）は、上面側（裏面側）から見た斜視図、（ｂ）は、下面側（表面側）から見た斜視図である。
【図２】羽根車の内部形状を示す図で、軸方向に直交する面（図３（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面）の断面図である。
【図３】羽根車の内部形状を示す図で、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図２のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ矢視断面を示す図である。
【図４】バランスブロックの取付状態を示す図で、（ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視に対応する羽根車の断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のＹ部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるポンプ用羽根車を備えた水中ポンプの構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるポンプ用の羽根車の構成例を示す図で、同図（ａ）は、羽根車を軸方向の上面側（翼面の裏面側）から見た斜視図、同図（ｂ）は、下面側（翼面の表面側）から見た斜視図である。また、図２及び図３は、羽根車の内部形状を示す図で、図２は、軸方向に直交する面（図３（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面）の断面図であり、図３（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図２のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄ矢視断面を示す図である。
【００２４】
各図に示すように、本実施形態の羽根車１は、径寸法が略一定の流路を有するノンクロッグ型の羽根車であって、ステンレスなどの鋳物で構成されている。この羽根車１は、略円筒状の本体部１０を備え、該本体部１０における軸方向の上端面（裏面）１１の中心には、円柱状の突起からなるボス（取付部）１２が形成されている。ボス１２は、後述する水中ポンプ３０の駆動軸５５（図５参照）に取り付けられる。また、本体部１０における軸方向の下端面（表面側の端面）１５には、吸込部１３が設けられており、本体部１０の側面１６には、吐出部１４が設けられている。吸込部１３は、下端面１５の中央に形成された円筒状に突出する筒状部１３ａの内側に設けた略円形の開口からなる。吐出部１４は、本体部１０の側面１６に設けた断面が略半円弧状の凹部として形成されており、本体部１０の側面１６の周方向に沿って、ほぼ全周に渡っている。本体部１０の内部には、吸込部１３から吐出部１４に連通する流路１８が設けられている。流路１８は、軸方向から見て渦巻型であって、吸込部１３から吐出部１４に向かって中心軸からの距離が大きくなるように軸方向にのびる螺旋型に形成されている。流路１８は、内部に異物が絡み難くなるように、その断面が径寸法略一定の略円形に形成されている。
【００２５】
本体部１０の上端面１１におけるボス１２の外周側には、軸方向に窪んだ窪み２１が形成されている。窪み２１は、ボス１２の周囲に形成した略円弧状の凹部であり、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、流路１８との間の本体部１０の肉厚がほぼ均等になるように、流路１８を避けた位置に窪んでいる。一方、本体部１０の下端面１５における吸込部１３の外周側には、軸方向に窪んだ他の窪み２２が形成されている。窪み２２は、吸込部１３の周囲に形成した環状の凹部であり、窪み２１と同様、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、流路１８との間の本体部１０の肉厚がほぼ均等になるように、流路１８を避けた位置に窪んでいる。また、本体部１０の上端面１１の一部には、肉厚部２７が設けられている。肉厚部２７は、中心軸に対して非対称な形状を有する羽根車１の回転バランスを取るためのウェイトとして機能する部分で、ボス１２の外周側の一部分に設けられている。
【００２６】
本体部１０における上端面１１の外周、すなわち窪み２１の外周側には、上方に突出する円周縁状の上フランジ（フランジ部）２３が形成されている。また、本体部１０における下端面１５の外周、すなわち窪み２２の外周側には、下方に突出する円周縁状の下フランジ（フランジ部）２５が形成されている。
【００２７】
そして、上フランジ２３の上端の内周面２３ａには、板状のバランスブロック４０が取り付けられている。図１に示すように、バランスブロック４０は、円弧状に延びる帯型の外形を有する平板状の部材からなる。このバランスブロック４０の長手方向における外側の端辺４０ａは、上フランジ２３の内周面２３ａに沿う円弧型に形成されている。各図では、バランスブロック４０は、下フランジ２３の下端の内周面２５ａにも取り付けられている。
【００２８】
図４は、バランスブロック４０の取付状態を示す図で、（ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視に対応する羽根車１の断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ部分拡大図、（ｃ）は、（ａ）のＹ部分拡大図である。同図に示すように、上フランジ２３の上端の内周面２３ａには、周方向に延びる段部２４が形成されている。また、バランスブロック４０の端辺４０ａ（端辺４０ａの側面）には、その長手方向に延びる段部４１が形成されている。段部２４と段部４１は、互いに向き合うように配置された略Ｌ字型の断面形状を有しており、これら上フランジ２３の段部２４とバランスブロック４０の段部４１とが嵌合するようになっている。これら段部２４，４１によって、上フランジ２３の内周面２３ａにバランスブロック４０の端辺４０ａを嵌め合わせるための嵌合部５０が構成されている。
【００２９】
すなわち、バランスブロック４０は、端辺４０ａの段部４１を上フランジ２３の段部２４に嵌め合わせることで、上フランジ２３に対する位置決め及び仮固定がなされる。バランスブロック４０は、上フランジ２３に対して溶接（点溶接）などで本固定される。こうして、上フランジ２３の内周面２３ａに取り付けられたバランスブロック４０は、図１及び図４に示すように、その面がフランジ部２３の内周面２３ａから本体部１０の径方向の内側に延びており、窪み２１に張り出した状態で設置されている。
【００３０】
また、図１及び図４に示すように、本体部１０の下端面１５側の下フランジ２５にもバランスブロック４０を取り付けることができる。この場合のバランスブロック４０も円弧状の端辺４０ａを有する平板状の部材である。そして、下フランジ２５の先端の内周面２５ａには、周方向に延びる段部２６が形成されている。これにより、下フランジ２５の段部２６とバランスブロック４０の段部と４１が互いに嵌合する嵌合部５０が構成されている。したがって、下フランジ２５に取り付けられたバランスブロック４０は、図１及び図４に示すように、その面がフランジ部２５の内周面２５ａから本体部１０の径方向の内側に延びており、窪み２２に張り出した状態で設置されている。
【００３１】
また、上記工程で上フランジ２３に取り付けたバランスブロック４０の一部を機械加工によって削除することで、羽根車１のさらなるバランス調整が行える。具体的には、バランスブロック４０の一部を削ったり穴を開けたりする機械加工を施して行う。
【００３２】
上記構成のバランスブロック４０は、詳細な図示は省略するが、下記の要領で製作するとよい。すなわち、円形環状に形成された平板状のバランスブロック原型を用意して、それを長手方向（周方向）の複数箇所で径方向に切断して分割する。これにより、円弧型の端辺４０ａを有する複数個のバランスブロック４０を容易に製作することができる。この場合、バランスブロック原型を分割する周方向の位置を適宜に設定することで、所望の大きさ及び質量のバランスブロック４０を用意することができる。
【００３３】
なお、図１及び図４では、上フランジ２３と下フランジ２５の両方にバランスブロック４０を取り付けた場合を示したが、バランスブロック４０は、上フランジ２３と下フランジ２５のいずれか一方にのみ取り付けてもよい。また、図示は省略するが、上フランジ２３又は下フランジ２５に複数個のバランスブロック４０を取り付けることも可能である。この場合、バランスブロック４０は、上フランジ２３の内周面２３ａ又は下フランジ２５の内周面２５ａの周方向に沿う複数箇所に取り付けるようにする。
【００３４】
本実施形態の羽根車１では、上フランジ２３の内周面２３ａに取り付けたバランスブロック４０（下フランジ２５の内周面２５ａに取り付けたバランスブロック４０を含む、以下同じ。）によって、羽根車１のバランス調整を行うことができる。この場合、バランスブロック４０は、上フランジ２３の内周面２３ａに沿う円弧状の端辺４０ａを有しているので、上フランジ２３の内周面２３ａの周方向における任意の位置に取り付けることができる。したがって、羽根車１の本体部１０の鋳型形状を変更せずにバランス調整が行えるようになり、バランス調整の作業が行い易くなる。
【００３５】
また、羽根車１のバランス調整は、羽根車１に取り付けたバランスブロック４０を削ったり穴を開けたりすることでも行える。これによれば、羽根車１の本体部１０を削ったり穴を開けたりする場合と比較して、機械加工が容易になり、バランス調整に要する手間と時間を削減できる。また、厚みなどの寸法を正確に把握できるバランスブロック４０を削ったり穴を開けたりしてバランス調整を行うので、削り取る分量や開ける穴の深さなどがわかり易い。したがって、正確なバランス調整が簡単に行えるようになる。
【００３６】
また、形状分布や質量が互いに異なる複数種類のバランスブロック４０を用意しておけば、羽根車１に取り付けるバランスブロック４０を適宜に選択することで、羽根車１の機械的及び水力的バランスを所望のバランスに調整できる。
【００３７】
また、本実施形態では、上フランジ２３の内周面２３ａに形成した周方向に延びる段部２４と、バランスブロック４０の端辺４０ａに形成した段部４１とを嵌め合わせる構成の嵌合部５０を備えている。したがって、嵌合部５０を嵌め合わせることで、バランスブロック４０の位置決め及び仮固定が行える。したがって、バランスブロック４０の取付作業が簡単に行えるようになる。また、バランスブロック４０を正確な位置に取り付けることができる。
【００３８】
また、本実施形態の羽根車１では、本体部１０の上端面１１には、軸方向に窪んだ窪み２１が形成されている。そして、バランスブロック４０は、その面が上フランジ２３の内周面２３ａから径方向の内側に向かって（羽根車１の回転軸に対して垂直な方向に）延びており、窪み２１内に張り出している。この構成により、バランスブロック４０が羽根車１の内側におさまるので、バランスブロック４０を取り付けたことによって、羽根車１の外形寸法に変更を及ぼさずに済む。また、後述する水中ポンプ３０の運転において羽根車１が回転する際、バランスブロック４０が流体の流れに与える影響を最小限に抑えることができる。
【００３９】
図５は、上記構成の羽根車１を備えた水中ポンプ３０の構成例を示す断面図である。水中ポンプ３０は、ポンプ部３１とモータ部５１とを備えている。ポンプ部３１は、羽根車１と、羽根車１を覆うポンプケーシング３２とで構成されており、モータ部５１は、羽根車１を回転させる密閉型のモータ（水中モータ）５２と、モータ５２を覆うモータケーシング５３とで構成されている。モータ５２は、ステータおよびロータ（いずれも図示せず）からなり、ロータの中心部分には、上下方向に延びる駆動軸５５が設置されている。駆動軸５５は、軸受５４によって回転自在に支持されている。駆動軸５５の下端には、ポンプケーシング３２内の羽根車１が固定されており、モータ５２の回転駆動力が羽根車１に伝達されるようになっている。
【００４０】
ポンプケーシング３２は、吸込口３２ａと吐出口３２ｂとを有し、モータ部５１の下端に設置した中間ケーシング５６に対してボルト５７で固定されている。ポンプケーシング３２の吸込口３２ａには、下方に延びる吸込管３３が接続されており、吐出口３２ｂには、横向きに開口する吐出管（図示せず）が接続されている。また、吐出口３２ｂの上部には、空気抜き弁３７が設置されている。ポンプケーシング３２の内部には、側壁３２ｃで外周側を囲まれたポンプ室３５が形成されている。ポンプ室３５には、羽根車１が設置されている。羽根車１は、図１乃至図４に示す構造のもので、ボス１２が駆動軸５５の下端にボルト３６で固定されている。
【００４１】
上記構成の水中ポンプ３０では、モータ５２によって駆動された駆動軸５５が回転すると、ポンプケーシング３２内の羽根車１が回転する。羽根車１の回転により、吸込管３３を通してポンプケーシング３２の吸込口３２ａから汚水が吸い込まれる。ポンプケーシング３２内に吸い込まれた汚水は、回転する羽根車１の遠心力で、吸込部１３から羽根車１の流路１８を通って吐出部１４に達する。吐出部１４に達した汚水は、ポンプケーシング３２の吐出口３２ｂから吐出される。
【００４２】
本実施形態の水中ポンプ３０によれば、羽根車１に上記構成のバランスブロック４０を取り付けていることで、羽根車１の水力的バランスを確保できる。したがって、運転時の振動、騒音を抑制することができ、耐久性に優れた水中ポンプ３０となる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、上フランジ２３の内周面２３ａとバランスブロック４０の端辺４０ａとの間に設けた嵌合部５０は、両者に形成した略Ｌ字型の断面を有する段部２４，４１が嵌合する構成である場合を示したが、嵌合部５０は、他の形状であってもよい。例えば、図示は省略するが、上フランジ２３の内周面２３ａとバランスブロック４０の端辺４０ａとのいずれか一方に形成した溝状の段部と他方に形成した突起状の段部とが嵌合する構成であってもよい。
【００４４】
また、上記実施形態に示す羽根車１に取り付けたバランスブロック４０の具体的な数、配置、形状はいずれも一例であり、バランスブロック４０は、羽根車１の上フランジ２３又は下フランジ２５の内周側に取り付けたものであれば、上記実施形態に示す以外の数、配置、形状であってもよい。また、バランスブロック４０の固定手段は、上記実施形態に示す溶接にはかぎらず、他の手段で固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１ 羽根車
１０ 本体部
１１ 上端面
１２ ボス（取付部）
１３ 吸込部
１４ 吐出部
１５ 下端面
１６ 側面
１８ 流路
２１，２２ 窪み
２３ 上フランジ（フランジ部）
２３ａ 内周面
２４ 段部
２５ 下フランジ（フランジ部）
２５ａ 内周面
２６ 段部
２７ 肉厚部（ウェイト）
３０ 水中ポンプ
３１ ポンプ部
３２ ポンプケーシング
４０ バランスブロック
４０ａ 端辺
４１ 段部
５０ 嵌合部
５１ モータ部
５２ モータ
５３ モータケーシング
５４ 軸受
５５ 駆動軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一端の中央に取付部を設けた略円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向の他端の中央に設けた吸込部と、前記本体部の側面に開口する吐出部と、前記本体部の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて前記吸込部から前記吐出部に連通する流路と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車であって、
前記本体部における軸方向の一端の外周と他端の外周との少なくともいずれかには、円周縁状のフランジ部が設けられており、
前記フランジ部の内周側にバランスブロックを取り付けた
ことを特徴とするポンプ用羽根車。
【請求項２】
前記バランスブロックは、前記フランジ部の内周に沿う円弧型の端辺を有する平板状の部材からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ用羽根車。
【請求項３】
前記フランジ部の内周に形成した周方向に延びる段部と、前記バランスブロックの前記端辺に形成した段部とが嵌合する嵌合部を備える
ことを特徴とする請求項２に記載のポンプ用羽根車。
【請求項４】
前記本体部の一端又は他端における前記フランジ部の内周側には、軸方向に窪んだ窪みが形成されており、
前記バランスブロックは、その面が前記フランジ部から前記本体部の径方向の内側に延びており、前記窪みに張り出すように取り付けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプ用羽根車。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプ用羽根車と、前記ポンプ用羽根車を収容するポンプケーシングと、前記ポンプ羽根車を駆動するモータと、を備えたことを特徴とする水中ポンプ。
【請求項６】
軸方向の一端の中央に取付部を設けた略円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向の他端の中央に設けた吸込部と、前記本体部の側面に開口する吐出部と、前記本体部の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて前記吸込部から前記吐出部に連通する流路と、前記本体部における軸方向の一端の外周と他端の外周との少なくともいずれかに設けた円周縁状のフランジ部と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車のバランス調整方法であって、
前記フランジ部の内周側に板状のバランスブロックを取り付ける工程と、
前記フランジ部に取り付けた前記バランスブロックの一部を機械加工によって削除する工程と、を有する
ことを特徴とするポンプ用羽根車のバランス調整方法。
【請求項１】
軸方向の一端の中央に取付部を設けた略円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向の他端の中央に設けた吸込部と、前記本体部の側面に開口する吐出部と、前記本体部の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて前記吸込部から前記吐出部に連通する流路と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車であって、
前記本体部における軸方向の一端の外周と他端の外周との少なくともいずれかには、円周縁状のフランジ部が設けられており、
前記フランジ部の内周側にバランスブロックを取り付けた
ことを特徴とするポンプ用羽根車。
【請求項２】
前記バランスブロックは、前記フランジ部の内周に沿う円弧型の端辺を有する平板状の部材からなる
ことを特徴とする請求項１に記載のポンプ用羽根車。
【請求項３】
前記フランジ部の内周に形成した周方向に延びる段部と、前記バランスブロックの前記端辺に形成した段部とが嵌合する嵌合部を備える
ことを特徴とする請求項２に記載のポンプ用羽根車。
【請求項４】
前記本体部の一端又は他端における前記フランジ部の内周側には、軸方向に窪んだ窪みが形成されており、
前記バランスブロックは、その面が前記フランジ部から前記本体部の径方向の内側に延びており、前記窪みに張り出すように取り付けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプ用羽根車。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプ用羽根車と、前記ポンプ用羽根車を収容するポンプケーシングと、前記ポンプ羽根車を駆動するモータと、を備えたことを特徴とする水中ポンプ。
【請求項６】
軸方向の一端の中央に取付部を設けた略円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向の他端の中央に設けた吸込部と、前記本体部の側面に開口する吐出部と、前記本体部の内部で軸方向から見て渦巻型に形成されて前記吸込部から前記吐出部に連通する流路と、前記本体部における軸方向の一端の外周と他端の外周との少なくともいずれかに設けた円周縁状のフランジ部と、を備えるノンクロッグ型のポンプ用羽根車のバランス調整方法であって、
前記フランジ部の内周側に板状のバランスブロックを取り付ける工程と、
前記フランジ部に取り付けた前記バランスブロックの一部を機械加工によって削除する工程と、を有する
ことを特徴とするポンプ用羽根車のバランス調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１４０９３１（Ｐ２０１１−１４０９３１Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３４３１（Ｐ２０１０−３４３１）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
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