渦流れ形ポンプ装置
【課題】ポンプ効率が良く、安価で耐食性に優れ長寿命でかつ、部品互換性を有したケーシングを用いた渦流れ形ポンプ装置を得る。
【解決手段】耐食性を有するインナーリング５０を合成樹脂製ケーシング７０に固着した構造とした。
【解決手段】耐食性を有するインナーリング５０を合成樹脂製ケーシング７０に固着した構造とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプ装置に係り、特に渦流れ形ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に従来のポンプ装置を示す。渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２がケーシング７１を貫通し、軸封装置４を介して、羽根車５が固着され、羽根車５を覆うようにケーシングカバー３が、Ｏリング７を介して水密にボルト３１によって固着されて、回転軸２の回転によって渦流れ形のポンプ作用を行うもので、羽根車５の上流側には、逆流を防止する逆止弁９，羽根車５の下流側には、自給作用を促進するための、分離室１０がパッキング１１を介して水密にボルト３０で固着されている。また、前記ケーシング７１には、電動機１のエンブラ４０にはめ合い公差で嵌合して、回転軸２の触れを最小限におさえて、羽根車５とケーシング７１，ケーシングカバー３との干渉を無くすると同時に吸い込み側と吐き出し側がルーズにならないようにライナー面５１を設けて摩擦力を得て、ポンプ効率の向上を図っている。さらには、ケーシング７１の入り口側は、吸い上げ高さや、揚水量に応じてキャビテーションが発生するため、耐食性を有する材料とせざるを得ない。
【０００３】
特許文献１には、ケーシング内に設けた羽根車を電動機により回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、このポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、電動機の運転を制御する制御装置と、ポンプカバーを備え、ポンプ部と制御装置を圧力タンクの上側に位置させて設置し、これらをポンプカバーで覆うように該ポンプカバーを圧力タンクの上部に設置し、そして、圧力タンクをステンレス鋼板で構成し、ポンプ部や制御装置を取り付ける平坦部とポンプカバー受け部を形成した固定基板を圧力タンクの上面を覆うように該圧力タンクに被せて設置し、この固定基板のポンプカバー受け部にポンプカバーを搭載し、固定基板に、平坦部として、制御装置で発生した高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトルの取付座を設けたポンプ装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、モータを備え、該モータの回転軸に装着された羽根車を配したポンプ室を有する合成樹脂製の本体側ケーシングと、タンク室と該タンク室に続く吐出通路とを形成し、吸水口と吐出通路から続く第１吐出口と第２吐出口とを有す合成樹脂製の吸込側ケーシングと、本体側ケーシングと吸込側ケーシングとを仕切り、ポンプ室と吸水口及びタンク室とを流通させる開口部を設けた仕切板とからなり、モータにより羽根車を回転させて吸水口から水を吸い込み、第１吐出口及び第２吐出口から水を排出し、そして、圧力調整弁が吸込側ケーシングの上部であって吐出通路の上流側に脱着自在に配され、かつ、吸水口と第２吐出口との開口部が並列し吸込側ケーシングの下部に、該第２吐出口の開口部が開閉自在に設けられているポンプが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０８４５０８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では、タービン式ポンプであり、羽根車中心から水を吸い上げ外周へと吐出するため、羽根車，ケーシング等の相関寸法はルーズである。これに対し、本発明が対象とする渦流れ形ポンプは、羽根車，ケーシング，ケーシングカバーの３点で渦を発生させてポンプ作用を行うもので羽根車円周方向から吸い上げ、円周方向へ吐出するもので、相関寸法は非常に精密ものとする必要がある。
【０００７】
上述のごとく、ケーシング７１は、電動機１のエンブラ４０との嵌合、各部品と水密にボルト類３０，３１で固着されることや、キャビテーションによる腐食を考慮して、青銅鋳物を機械加工して精密に作られているのが一般的である。特に、加工においては全面加工となるうえに、ボルトを受け入れるねじ加工も多く、複雑な加工を余儀なくされている。しかしながら、近年は材料費や加工費が上昇し、製品供給が困難な状況にある。
【０００８】
そこで、本発明は、ポンプ効率が良く安価で耐食性に優れ長寿命でかつ、部品互換性を保持した、渦流れ形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】
【０００９】
本発明は、羽根車を覆うケーシングを合成樹脂製としたことを特徴とする。好ましくは、吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、ケーシングに固着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ケーシングを合成樹脂化したことにより、キャビテーションが発生しても、侵食を抑制できる。
【００１１】
本発明によると、合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着することにより、ポンプ効率が良く安価で耐食性に優れ長寿命でかつ、部品互換性を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のポンプ装置の縦断面図である。
【図２】本発明のポンプヘッド部の斜視図である。
【図３】本発明の合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図である。
【図４】従来例のポンプ装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施例は、ケーシングを合成樹脂で構成し、インナーリングを耐食性を有する金属で構成し、羽根車とは別にケーシングにインナーリングを固着（固定）したことを特徴とする。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。
【００１５】
図１に本発明のポンプ装置の縦断面図を示し、図２本発明のポンプヘッド部の斜視図を示す。
【００１６】
本発明の渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２が、合成樹脂製ケーシング７０を貫通し軸封装置４を介して、周辺に多数の溝１２（羽根）を持つ円板状の羽根車５が固着される。軸封装置４は円筒形状を有し、回転軸２の外周と合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔の間に挿入され、軸封装置４は回転軸２に対しても合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔に対しても相対的に摺動可能である。前記多数の溝１２と同心円になるように合成樹脂製ケーシング７０の内側には円環状の水通路１３が形成される。水通路１３の一部を吸い込み側１４と吐き出し側１５に分ける隔壁部５２と、水通路１３より小径のライナー面５１とを有する、耐食性材料である青銅製のインナーリング５０が複数個のタッピングねじ１６で合成樹脂製ケーシング７０に固着されている。ライナー面５１は必須の構成ではない。図３に、本発明の合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図を示す。
【００１７】
前記羽根車５を覆い、羽根車５に対しほぼ対称となるように水通路，隔壁部，ライナー面を有したケーシングカバー３にＯリング７を付けてタッピングねじ１７にて、合成樹脂製ケーシング７０に固着される。これによって、ポンプヘッド部が構成されている。Ｏリング７は、合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３の外周とケーシングカバー３の水通路の外周との間に挿入される。好ましくは、ケーシングカバー３も、合成樹脂製ケーシング７０を構成する合成樹脂と同一の合成樹脂により構成する。
【００１８】
隔壁部５２で分けられた吸い込み側１４つまり、羽根車５の上流側には逆流を防止する逆止弁９が設けられ、隔壁部５２で分けられた吐き出し側１５つまり、羽根車５の下流側には、自給作用を促進する分離室１０を兼ねた水通路が構成されて、パッキング１１を介して合成樹脂製ケーシング７０にタッピングねじ１８で固着され、しいては、蛇口等へとつながるものである。
【００１９】
揚水される水は、電動機１の回転軸２の回転により、羽根車５が回転すると、羽根車５の溝１２と合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３で渦が発生し、運動量を増しながら、ほぼ一回転して高圧となり、前記隔壁部５２にて切り分けられて、分離室１０へと誘導されていくものである。隔壁部５２の両側では大きな圧力差が生じるため、ライナー面５１を設けて摩擦力を得て損失を防いでいる。つまり、羽根車５とライナー面５１の隙間が大きければ効率が大幅に落ちることになるし、摩擦力を得るためにそれなりの面積も必要となることから、樹脂面そのままでは、樹脂特有のひけ等によって、効率が大幅に落ちるからである。本発明の実施例では、固定物である合成樹脂製ケーシング７０と回転物である羽根車５との間に、青銅製のインナーリング５０を設けることによって、これらを防止している。
【００２０】
また、揚水量が増えてくると流速が速くなり、隔壁部５２の吸い込み側水通路１４近傍でキャビテーションが発生してポンプ作用ができなくなる。その際にもケーシングが合成樹脂製であるため浸食されることなく、長寿命のポンプとなる。合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を用いる。
【００２１】
さらに、強度を確保し、耐熱性を有し、合成樹脂特有のひけが比較的少なくてすむように、ケーシングの合成樹脂化においては、１０〜３０％のガラス含有材料を用いると、より機能を確保できる。例えば、１０〜３０％のガラス繊維を合成樹脂に混ぜた後に、合成樹脂製ケーシング７０を成型すればよい。合成樹脂製ケーシング７０の成型方法としては、射出成型を用いてもよい。
【００２２】
なお、前述において、青銅製のインナーリング５０を複数個のタッピングねじ１６で固着したとあるが、青銅の代わりに耐食性を有するステンレス材でも、また、タッピングねじ１６による固着の代わりに合成樹脂製ケーシング７０を成形する際、インサート成形として固着しても同様の効果が得られるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００２３】
１ 電動機
２ 回転軸
３ ケーシングカバー
４ 軸封装置
５ 羽根車
７ Ｏリング
１０ 分離室
１６，１７，１８ タッピングねじ
５０ インナーリング
５１ ライナー面
５２ 隔壁部
７０ 合成樹脂製ケーシング
７１ ケーシング
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプ装置に係り、特に渦流れ形ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に従来のポンプ装置を示す。渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２がケーシング７１を貫通し、軸封装置４を介して、羽根車５が固着され、羽根車５を覆うようにケーシングカバー３が、Ｏリング７を介して水密にボルト３１によって固着されて、回転軸２の回転によって渦流れ形のポンプ作用を行うもので、羽根車５の上流側には、逆流を防止する逆止弁９，羽根車５の下流側には、自給作用を促進するための、分離室１０がパッキング１１を介して水密にボルト３０で固着されている。また、前記ケーシング７１には、電動機１のエンブラ４０にはめ合い公差で嵌合して、回転軸２の触れを最小限におさえて、羽根車５とケーシング７１，ケーシングカバー３との干渉を無くすると同時に吸い込み側と吐き出し側がルーズにならないようにライナー面５１を設けて摩擦力を得て、ポンプ効率の向上を図っている。さらには、ケーシング７１の入り口側は、吸い上げ高さや、揚水量に応じてキャビテーションが発生するため、耐食性を有する材料とせざるを得ない。
【０００３】
特許文献１には、ケーシング内に設けた羽根車を電動機により回転させてポンプ作用を行うポンプ部と、このポンプ部で加圧した水を蓄水する圧力タンクと、電動機の運転を制御する制御装置と、ポンプカバーを備え、ポンプ部と制御装置を圧力タンクの上側に位置させて設置し、これらをポンプカバーで覆うように該ポンプカバーを圧力タンクの上部に設置し、そして、圧力タンクをステンレス鋼板で構成し、ポンプ部や制御装置を取り付ける平坦部とポンプカバー受け部を形成した固定基板を圧力タンクの上面を覆うように該圧力タンクに被せて設置し、この固定基板のポンプカバー受け部にポンプカバーを搭載し、固定基板に、平坦部として、制御装置で発生した高調波の放出を抑制する高調波抑制リアクトルの取付座を設けたポンプ装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、モータを備え、該モータの回転軸に装着された羽根車を配したポンプ室を有する合成樹脂製の本体側ケーシングと、タンク室と該タンク室に続く吐出通路とを形成し、吸水口と吐出通路から続く第１吐出口と第２吐出口とを有す合成樹脂製の吸込側ケーシングと、本体側ケーシングと吸込側ケーシングとを仕切り、ポンプ室と吸水口及びタンク室とを流通させる開口部を設けた仕切板とからなり、モータにより羽根車を回転させて吸水口から水を吸い込み、第１吐出口及び第２吐出口から水を排出し、そして、圧力調整弁が吸込側ケーシングの上部であって吐出通路の上流側に脱着自在に配され、かつ、吸水口と第２吐出口との開口部が並列し吸込側ケーシングの下部に、該第２吐出口の開口部が開閉自在に設けられているポンプが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０８４５０８号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では、タービン式ポンプであり、羽根車中心から水を吸い上げ外周へと吐出するため、羽根車，ケーシング等の相関寸法はルーズである。これに対し、本発明が対象とする渦流れ形ポンプは、羽根車，ケーシング，ケーシングカバーの３点で渦を発生させてポンプ作用を行うもので羽根車円周方向から吸い上げ、円周方向へ吐出するもので、相関寸法は非常に精密ものとする必要がある。
【０００７】
上述のごとく、ケーシング７１は、電動機１のエンブラ４０との嵌合、各部品と水密にボルト類３０，３１で固着されることや、キャビテーションによる腐食を考慮して、青銅鋳物を機械加工して精密に作られているのが一般的である。特に、加工においては全面加工となるうえに、ボルトを受け入れるねじ加工も多く、複雑な加工を余儀なくされている。しかしながら、近年は材料費や加工費が上昇し、製品供給が困難な状況にある。
【０００８】
そこで、本発明は、ポンプ効率が良く安価で耐食性に優れ長寿命でかつ、部品互換性を保持した、渦流れ形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】
【０００９】
本発明は、羽根車を覆うケーシングを合成樹脂製としたことを特徴とする。好ましくは、吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、ケーシングに固着したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ケーシングを合成樹脂化したことにより、キャビテーションが発生しても、侵食を抑制できる。
【００１１】
本発明によると、合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着することにより、ポンプ効率が良く安価で耐食性に優れ長寿命でかつ、部品互換性を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のポンプ装置の縦断面図である。
【図２】本発明のポンプヘッド部の斜視図である。
【図３】本発明の合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図である。
【図４】従来例のポンプ装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施例は、ケーシングを合成樹脂で構成し、インナーリングを耐食性を有する金属で構成し、羽根車とは別にケーシングにインナーリングを固着（固定）したことを特徴とする。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に沿って説明する。
【００１５】
図１に本発明のポンプ装置の縦断面図を示し、図２本発明のポンプヘッド部の斜視図を示す。
【００１６】
本発明の渦流れ形ポンプ装置は、電動機１の回転軸２が、合成樹脂製ケーシング７０を貫通し軸封装置４を介して、周辺に多数の溝１２（羽根）を持つ円板状の羽根車５が固着される。軸封装置４は円筒形状を有し、回転軸２の外周と合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔の間に挿入され、軸封装置４は回転軸２に対しても合成樹脂製ケーシング７０の貫通孔に対しても相対的に摺動可能である。前記多数の溝１２と同心円になるように合成樹脂製ケーシング７０の内側には円環状の水通路１３が形成される。水通路１３の一部を吸い込み側１４と吐き出し側１５に分ける隔壁部５２と、水通路１３より小径のライナー面５１とを有する、耐食性材料である青銅製のインナーリング５０が複数個のタッピングねじ１６で合成樹脂製ケーシング７０に固着されている。ライナー面５１は必須の構成ではない。図３に、本発明の合成樹脂製ケーシングにインナーリングを固着した図を示す。
【００１７】
前記羽根車５を覆い、羽根車５に対しほぼ対称となるように水通路，隔壁部，ライナー面を有したケーシングカバー３にＯリング７を付けてタッピングねじ１７にて、合成樹脂製ケーシング７０に固着される。これによって、ポンプヘッド部が構成されている。Ｏリング７は、合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３の外周とケーシングカバー３の水通路の外周との間に挿入される。好ましくは、ケーシングカバー３も、合成樹脂製ケーシング７０を構成する合成樹脂と同一の合成樹脂により構成する。
【００１８】
隔壁部５２で分けられた吸い込み側１４つまり、羽根車５の上流側には逆流を防止する逆止弁９が設けられ、隔壁部５２で分けられた吐き出し側１５つまり、羽根車５の下流側には、自給作用を促進する分離室１０を兼ねた水通路が構成されて、パッキング１１を介して合成樹脂製ケーシング７０にタッピングねじ１８で固着され、しいては、蛇口等へとつながるものである。
【００１９】
揚水される水は、電動機１の回転軸２の回転により、羽根車５が回転すると、羽根車５の溝１２と合成樹脂製ケーシング７０の水通路１３で渦が発生し、運動量を増しながら、ほぼ一回転して高圧となり、前記隔壁部５２にて切り分けられて、分離室１０へと誘導されていくものである。隔壁部５２の両側では大きな圧力差が生じるため、ライナー面５１を設けて摩擦力を得て損失を防いでいる。つまり、羽根車５とライナー面５１の隙間が大きければ効率が大幅に落ちることになるし、摩擦力を得るためにそれなりの面積も必要となることから、樹脂面そのままでは、樹脂特有のひけ等によって、効率が大幅に落ちるからである。本発明の実施例では、固定物である合成樹脂製ケーシング７０と回転物である羽根車５との間に、青銅製のインナーリング５０を設けることによって、これらを防止している。
【００２０】
また、揚水量が増えてくると流速が速くなり、隔壁部５２の吸い込み側水通路１４近傍でキャビテーションが発生してポンプ作用ができなくなる。その際にもケーシングが合成樹脂製であるため浸食されることなく、長寿命のポンプとなる。合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を用いる。
【００２１】
さらに、強度を確保し、耐熱性を有し、合成樹脂特有のひけが比較的少なくてすむように、ケーシングの合成樹脂化においては、１０〜３０％のガラス含有材料を用いると、より機能を確保できる。例えば、１０〜３０％のガラス繊維を合成樹脂に混ぜた後に、合成樹脂製ケーシング７０を成型すればよい。合成樹脂製ケーシング７０の成型方法としては、射出成型を用いてもよい。
【００２２】
なお、前述において、青銅製のインナーリング５０を複数個のタッピングねじ１６で固着したとあるが、青銅の代わりに耐食性を有するステンレス材でも、また、タッピングねじ１６による固着の代わりに合成樹脂製ケーシング７０を成形する際、インサート成形として固着しても同様の効果が得られるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００２３】
１ 電動機
２ 回転軸
３ ケーシングカバー
４ 軸封装置
５ 羽根車
７ Ｏリング
１０ 分離室
１６，１７，１８ タッピングねじ
５０ インナーリング
５１ ライナー面
５２ 隔壁部
７０ 合成樹脂製ケーシング
７１ ケーシング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の回転軸がケーシングを貫通し、軸封装置，羽根車の順で固着され、羽根車を覆うようにケーシングカバーがＯリングを介して水密に固着されて、回転軸の回転により渦流れポンプ作用を行う渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングを合成樹脂製としたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１の渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングを、１０％〜３０％のガラス含有率を有する合成樹脂としたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、前記ケーシングに固着したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、前記ケーシングにインサート成形で構築したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングに水密に固着される分離室、ケーシングカバーをタッピングねじにて固着したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項１】
電動機の回転軸がケーシングを貫通し、軸封装置，羽根車の順で固着され、羽根車を覆うようにケーシングカバーがＯリングを介して水密に固着されて、回転軸の回転により渦流れポンプ作用を行う渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングを合成樹脂製としたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１の渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングを、１０％〜３０％のガラス含有率を有する合成樹脂としたことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、前記ケーシングに固着したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
吸い込み側と吐き出し側を分離する隔壁部とライナー面の少なくとも１つを有する耐食材料から成るインナーリングを、前記ケーシングにインサート成形で構築したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２の渦流れ形ポンプ装置において、
前記ケーシングに水密に固着される分離室、ケーシングカバーをタッピングねじにて固着したことを特徴とする渦流れ形ポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−８７６５７（Ｐ２０１２−８７６５７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４１１７（Ｐ２０１０−２３４１１７）
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１９日（２０１０．１０．１９）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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