特開 2022-11600 多段ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022011600

(43)【公開日】2022-01-17

(54)【発明の名称】多段ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 1/08 20060101AFI20220107BHJP

   F04D 29/60 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

F04D1/08 D

F04D29/60 D

F04D29/60 E

F04D1/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020112843

(22)【出願日】2020-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000148209

【氏名又は名称】株式会社川本製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】三輪 智志

(72)【発明者】

【氏名】松脇 徹

(72)【発明者】

【氏名】高橋 利造

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AB13

3H130AB22

3H130AB42

3H130AB62

3H130AB65

3H130AB68

3H130AB69

3H130AB70

3H130AC06

3H130BA73A

3H130BA73C

3H130BA73Z

3H130CA21

3H130CA27

3H130CA29

3H130CB00

3H130DA02Z

3H130DD01Z

3H130DJ00X

3H130EA01A

3H130EA01C

3H130EA01Z

3H130EA06Z

3H130EA07Z

(57)【要約】

【課題】組み立て途中において、ケーシングの位置ずれを抑制し、部品同士の干渉を防止できる多段ポンプを提供すること。
【解決手段】多段ポンプ１は、複数のインペラ４２，６２、及び、インペラ４２，６２を収容するとともに、互いに積層される複数のケーシング４１、６１を含む複数のポンプ部３２，３３と、複数のポンプ部３２，３３が積層され、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを形成する流路カバー３１と、最上段のポンプ部３３を覆うケーシングカバー３５と、複数のポンプ部３２，３３を締結する複数の仮組ボルト３７と、複数のポンプ部３２，３３、流路カバー３１、及び、ケーシングカバー３５を締結する複数のメインボルト３８と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のインペラ、及び、前記インペラを収容するとともに、互いに積層される複数のケーシングを含む複数のポンプ部と、
前記複数のポンプ部が積層され、吸込口及び吐出口を形成する流路カバーと、
最上段の前記ポンプ部を覆うケーシングカバーと、
前記複数のポンプ部を締結する複数の仮組ボルトと、
前記複数のポンプ部、前記流路カバー、及び、前記ケーシングカバーを締結する複数のメインボルトと、
を備える、多段ポンプ。

【請求項2】

前記仮組ボルトは、前記複数のポンプ部及び前記ケーシングカバーを締結する、請求項１に記載の多段ポンプ。

【請求項3】

前記仮組ボルトは、前記複数のポンプ部及び前記流路カバーを締結する、請求項１に記載の多段ポンプ。

【請求項4】

前記仮組ボルトの数は、前記メインボルトの数よりも少ない、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の多段ポンプ。

【請求項5】

前記メインボルトの外径は、前記仮組ボルトの外径以上に形成される、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の多段ポンプ。

【請求項6】

前記複数の仮組ボルトは、対称位置に配置され、
前記複数のメインボルトは、対称位置に配置される、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の多段ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のインペラ及びケーシングを有する多段ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

超高層ビルやタワーマンション等の給水等を行う給水装置として、多段ポンプを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。多段ポンプは、複数段のポンプ部を有する。ポンプ部は、インペラ及びポンプケーシングにより形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－７４３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した多段ポンプは、複数段のポンプ部を有するが、これら複数のポンプ部の隣り合うケーシング間に、漏水防止用のＯリング等のシール部を有する。多段ポンプの組み立て完成時においては、シール部材に隣接するケーシング等は、シール部材が完全に圧縮された位置にあり、このとき、インペラやケーシング等の各部品は他の部品と干渉しない位置となる。

【0005】

しかしながら、シール部材は、ボルトやナット等を締結し、積層したケーシング等を固定することで、高い圧縮力が加わったときに完全に圧縮されるが、多段ポンプの組み立て途中においては、シール部材は完全に圧縮されない。

【0006】

多段ポンプの組み立て途中において、ケーシング等の部材は、圧縮されきらないシール部材によって押圧されることから、多段ポンプの完成時とは異なる位置関係にあり、他の部品と干渉する虞がある。特に、多段ポンプの場合においては、段数が多くなるほど位置ずれが大きくなり、部品同士の干渉が大きくなる。そして、部品同士の干渉が大きくなると、組み立てが困難となる虞や干渉量によっては組み立て不可能となる虞もある。

【0007】

そこで本発明は、組み立て途中において、ケーシング等の位置ずれを抑制し、部品同士の干渉を防止できる多段ポンプ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】

【0008】

発明の一態様として、多段ポンプは、複数のインペラ、及び、前記インペラを収容するとともに、互いに積層される複数のケーシングを含む複数のポンプ部と、前記複数のポンプ部が積層され、吸込口及び吐出口を形成する流路カバーと、最上段の前記ポンプ部を覆うケーシングカバーと、前記複数のポンプ部を締結する複数の仮組ボルトと、前記複数のポンプ部、前記流路カバー、及び、前記ケーシングカバーを締結する複数のメインボルトと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、組み立て途中において、ケーシングの位置ずれを抑制し、部品同士の干渉を防止できる多段ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る多段ポンプの構成を一部断面で示す概略図。

【図2】同多段ポンプに用いられる第１ポンプケーシング及び第２ポンプケーシングの構成を示す斜視図。

【図3】同多段ポンプに用いられる第１ポンプケーシング及び第２ポンプケーシングの流体の流れ方向で一次側の構成を示す平面図。

【図4】同多段ポンプに用いられる第１ポンプケーシング及び第２ポンプケーシングの流体の流れ方向で二次側の構成を示す平面図。

【図5】同第１ポンプケーシング及び第２ポンプケーシングの構成を一部断面で示す斜視図。

【図6】同多段ポンプに用いられる第１インペラ及び第２インペラの構成を示す断面図。

【図7】同多段ポンプに用いられる中央ケーシングの構成を示す斜視図。

【図8】同中央ケーシングの構成を一部断面で示す斜視図。

【図9】同多段ポンプに用いられるケーシングカバーの構成を示す平面図。

【図10】同多段ポンプの製造方法の一例を示す流れ図。

【図11】本発明の他の実施形態に係る多段ポンプの構成を一部断面で示す概略図。

【図12】同多段ポンプに用いられる流路カバーの構成を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の第１の実施形態に係る多段ポンプ１の構成を、図１乃至図１０を用いて説明する。

【0012】

図１は、本発明の一実施形態に係る多段ポンプ１の構成を一部断面で示す概略図である。図２は、多段ポンプ１に用いられる第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１の構成を示す斜視図、図３及び図４は、多段ポンプ１に用いられる第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１の流体の流れ方向で一次側及び二次側の構成をそれぞれ示す平面図である。図５は、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１の構成を一部断面で示す斜視図である。図６は、多段ポンプ１に用いられる第１インペラ４２及び第２インペラ６２の構成を示す断面図である。図７は、多段ポンプ１に用いられる中央ケーシング３４の構成を示す斜視図、図８は、中央ケーシング３４の構成を一部断面で示す斜視図である。図９は、多段ポンプ１に用いられるケーシングカバー３５の構成を示す平面図である。図１０は、多段ポンプ１のポンプ１３の製造方法の一例を示す流れ図である。

【0013】

図１に示すように、多段ポンプ１は、モータ１１と、主軸１２と、ポンプ１３と、を備える。例えば、多段ポンプ１は、主軸１２が重力方向に延設される立形多段ポンプである。

【0014】

図１に示すように、モータ１１は、モータケーシング１１ａと、モータケーシング１１ａ内に設けられる固定子と、固定子により回転される回転子と、を備える。また、モータ１１は、モータ主軸２１を備える。

【0015】

モータ主軸２１は、回転子に固定される。モータ主軸２１は、回転子の回転に伴い回転する。また、モータ主軸２１は、モータケーシング内で軸受により支持される。

【0016】

図１に示すように、主軸１２は、モータ１１により回転可能に構成される。主軸１２は、ポンプ１３に設けられる複数のインペラを固定可能に重力方向に延設される。主軸１２は、例えば、モータ主軸２１と、ポンプ主軸２２と、軸継手２３と、により構成される。

【0017】

ポンプ主軸２２は、ポンプ１３に配置される。ポンプ主軸２２は、ポンプ１３に設けられる複数のインペラ４２、６２が固定可能に形成される。ポンプ主軸２２は、ポンプ１３の構成品の一部である。

【0018】

軸継手２３は、モータ主軸２１の回転に伴いポンプ主軸２２を回転可能に、モータ主軸２１とポンプ主軸２２を連結する。

【0019】

図１に示すように、ポンプ１３は、インペラ及びケーシングを有するポンプ部を複数有する。具体的には、ポンプ１３は、ポンプ主軸２２と、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを形成する流路カバー３１と、上方へ向かう流れを形成する第１ポンプ群３２Ａと、第１ポンプ群３２Ａの上方に配置され、下方へ向かう流れを形成する第２ポンプ群３３Ａと、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａ間に設けられた中央ケーシング３４と、ケーシングカバー３５と、シール部材３６と、仮組ボルト３７と、メインボルト３８と、を備える。また、ポンプ１３は、主軸１２とポンプ１３の後述するケーシングカバー３５との間には、主軸１２に固定された回転環と、ケーシングカバー３５に固定された固定環とが回転摺動可能、且つ、主軸１２との間の隙間を密封するメカニカルシール２２ａが設けられる。

【0020】

図１に示すように、流路カバー３１の吸込口３１ａは、最下段の第１ポンプ部３２への流路を形成する。流路カバー３１の吐出口３１ｂは、第１ポンプ群３２Ａの後述する第１ケーシング流路３２ａに連続する流路を形成する。また、流路カバー３１は、設置面に設置するためのベース３１ｃを有し、このベース３１ｃにメインボルト３８を固定する固定部３１ｄを複数有する。例えば、固定部３１ｄは、ベース３１ｃに形成された孔である。固定部３１ｄは、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを避けてベース３１ｃに配置される。固定部３１ｄは、メインボルト３８と同数設けられる。複数の固定部３１ｄは、対称配置される。具体例として、複数の固定部３１ｄは、例えば、軸回りに等間隔か、又は、複数の固定部３１ｄの組が対称位置に配置される。例えば、固定部３１ｄは６つ設けられ、６０度間隔で配置される。固定部３１ｄは、メインボルト３８を固定可能な、孔等である。

【0021】

例えば、メインボルト３８の端部に雄ねじ部を有し、固定部３１ｄが雌ねじ部を有することで、メインボルト３８が固定部３１ｄに螺合することで、固定部３１ｄがメインボルト３８を固定する。なお、固定部３１ｄ及びメインボルト３８の固定は、メインボルト３８の端部が圧入される構成であってもよく、メインボルト３８にヘッド部を設けて、このヘッド部を受ける座を固定部３１ｄが有する構成であってもよく、また、メインボルト３８の端部が矩形柱状に構成され、固定部３１ｄが矩形柱状の有底の孔とすることで軸方向及び周方向のメインボルト３８の移動を規制する構成であってもよい。

【0022】

なお、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａは、収納したインペラ４２、６２が互いに逆向きに配置されることで、水の圧送方向が軸方向で互いに逆向きに設定される。
即ち、第１ポンプ群３２Ａは水の流れ方向が上方向に、第２ポンプ群３３Ａは水の流れ方向が下方向に設定される。

【0023】

第１ポンプ群３２Ａは、複数の第１ポンプ部３２を積層することで構成される。第１ポンプ部３２は、下方から吸い込んだ水を上方に圧送する。第１ポンプ部３２は、第１ポンプケーシング４１と、ポンプ主軸２２に固定され、第１ポンプケーシング４１に収納される第１インペラ４２と、を備える。

【0024】

図２乃至図５に示すように、第１ポンプケーシング４１は、内筒部（第１内筒部）５１と、内筒部５１を覆う外筒部（第１外筒部）５２と、内筒部５１及び外筒部５２を一体に連結する複数のリブ（第１リブ）５３と、を備える。第１ポンプケーシング４１は、内筒部５１の外周面の一部、外筒部５２の内周面の一部、及び、隣り合う二つのリブ５３の周方向で対向する面により形成される開口５４を複数有する。複数の開口５４は、等間隔に設けられる。

【0025】

図３及び図５に示すように、第１ポンプケーシング４１は、内部に第１インペラ４２を収納する収納部４１ａと、第１ポンプケーシング４１の外周側から収納部４１ａの中心側に向かって形成された戻し流路４１ｂと、一次側に連結された第１ポンプケーシング４１の収納部４１ａに配置される案内羽根４１ｃを備えている。

【0026】

戻し流路４１ｂは、二次側の第１ポンプケーシング４１の吸込口に水を誘導する複数の戻し羽根４１ｄを有する。戻し流路４１ｂは、二次側の第１ポンプケーシング４１の収納部４１ａ又は中央ケーシング３４の収納部４１ａと連続する水の流れを形成する。

【0027】

また、第１ポンプケーシング４１は、上下に隣り合う第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び流路カバー３１と連結可能に形成されている。

【0028】

例えば、図２乃至図５に示すように、第１ポンプケーシング４１の外筒部５２は、上端または下端に係合部（第１係合部）５２ａを有し、下端または上端に係合部５２ａと係合する被係合部（第１被係合部）５２ｂを有する。

【0029】

係合部５２ａ及び被係合部５２ｂは、一方に他方を挿入可能に形成される。例えば、係合部５２ａの外径は、被係合部５２ｂの内径と同一径か、または、被係合部５２ｂよりも若干小径に形成され、係合部５２ａが被係合部５２ｂに挿入される。

【0030】

また、第１ポンプケーシング４１は、第１インペラ４２と所定の隙間により離間する開口と、ポンプ主軸２２が配置される開口とを備えており、第１インペラ４２と対向する開口の内周縁部には、ライナリング４１ｅが設けられる。また、複数の第１ポンプケーシング４１のいずれかの開口には、水中軸受４１ｆが配置される。

【0031】

最下段の第１ポンプケーシング４１は、仮組ボルト３７を挿入するため孔部４３を複数有する。例えば、孔部４３は、第１ポンプケーシング４１の外周面に設けられる。具体例として、複数の孔部４３は、第１ポンプケーシング４１の外周面の対称位置に設けられ、本実施形態においては、孔部４３は二つ設けられる。

【0032】

第１インペラ４２は、例えばステンレスや樹脂等で形成される。図１及び図６に示すように、第１インペラ４２は、第１インペラ４２の外周側に設けられた吐出部４２ａと、第１インペラ４２の一方の主面側に設けられた吸込部４２ｂと、を備えている。第１インペラ４２は、吸込部４２ｂを軸方向で下方に向け第１ポンプケーシング４１内に収納される。

【0033】

第１ポンプ群３２Ａは、複数の第１ポンプケーシング４１及び中央ケーシング３４が積層されることで、複数の開口５４が軸方向に連通した第１ケーシング流路３２ａを構成する。

【0034】

第２ポンプ群３３Ａは、複数の第２ポンプ部３３を積層することで構成される。第２ポンプ部３３は、上方から吸い込んだ水を下方に圧送する。第２ポンプ部３３は、上方から吸い込んだ水を下方に圧送可能に構成される。第２ポンプ部３３は、第２ポンプケーシング６１と、ポンプ主軸２２に固定され、第２ポンプケーシング６１に収納される第２インペラ６２と、を備える。ここで、図２に示すように、第２ポンプケーシング６１は、第１ポンプケーシング４１と同等の構成である。即ち、第２ポンプ部３３は、第１ポンプ部３２と比較して、第１ポンプケーシング４１及び第１インペラ４２に対して第２ポンプケーシング６１及び第２インペラ６２を逆向きに配置することで水の圧送方向を逆向きに設定される。このため、多段の第１ポンプ群３２Ａは、水の流れ方向で最下段が一次側、最上段が二次側になり、そして、多段の第２ポンプ群３３Ａは、水の流れ方向で最上段が一次側、最下段が二次側になる。

【0035】

図２乃至図５に示すように、第２ポンプケーシング６１は、内筒部（第２内筒部）７１と、内筒部７１を覆う外筒部（第２外筒部）７２と、内筒部７１及び外筒部７２を一体に連結する複数のリブ（第２リブ）７３と、を備える。第２ポンプケーシング６１は、内筒部７１の外周面の一部、外筒部７２の内周面の一部、及び、隣り合う二つのリブ７３の周方向で対向する面により形成される開口７４を複数有する。複数の開口７４は、等間隔に設けられる。なお、第２ポンプケーシング６１は、第１ポンプケーシング４１と、同等の構成である。このため、同一図面を用いて説明する。ただし、第２ポンプケーシング６１は、第１ポンプケーシング４１と、収容するインペラ（第２インペラ６２）の向きが異なることから、同等の構成であっても、その詳細な形状や、各構成の位置関係は異なる。

【0036】

図２乃至図５に示すように、第２ポンプケーシング６１は、内部に第２インペラ６２を収納する収納部６１ａと、第２ポンプケーシング６１の外周側から収納部６１ａの中心側に向かって形成された戻し流路６１ｂと、一次側に連結された第２ポンプケーシング６１の収納部６１ａに配置される案内羽根６１ｃと、を備えている。

【0037】

戻し流路６１ｂは、二次側の第２ポンプケーシング６１の吸込口に水を誘導する複数の戻し羽根６１ｄを有する。戻し流路６１ｂは、二次側の第２ポンプケーシング６１の収納部６１ａ又は中央ケーシング３４の収納部６１ａと連続する水の流れを形成する。

【0038】

また、第２ポンプケーシング６１は、上下に隣り合う第２ポンプケーシング６１及び中央ケーシング３４と連結可能に形成されている。

【0039】

例えば、図２乃至図５に示すように、第２ポンプケーシング６１の外筒部７２は、上端または下端に係合部（第２係合部）７２ａを有し、下端または上端に係合部７２ａと係合する被係合部（第２被係合部）７２ｂを有する。

【0040】

係合部７２ａ及び被係合部７２ｂは、一方に他方を挿入可能に形成される。例えば、係合部７２ａの外径は、被係合部７２ｂの内径と同一径か、または、被係合部７２ｂよりも若干小径に形成され、係合部７２ａが被係合部７２ｂに挿入される。

【0041】

また、第２ポンプケーシング６１は、第２インペラ６２と所定の隙間により離間する開口と、ポンプ主軸２２が配置される開口とを備えており、第２インペラ６２と対向する開口の内周縁部には、ライナリング６１ｅが設けられる。

【0042】

第２インペラ６２は、例えばステンレスや樹脂等で形成される。図６に示すように、第２インペラ６２は、第２インペラ６２の外周側に設けられた吐出部６２ａと、第２インペラ６２の一方の主面側に設けられた吸込部６２ｂと、を備えている。第２インペラ６２は、吸込部６２ｂを軸方向で上方に向け第２ポンプケーシング６１内に収納される。

【0043】

第２ポンプ群３３Ａは、複数の第２ポンプケーシング６１及び中央ケーシング３４が積層されることで、複数の開口５４が軸方向に連通した第２ケーシング流路３３ａを構成する。

【0044】

なお、本実施形態では、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａは、第１インペラ４２の枚数と第２インペラ６２の枚数を同数としているが、異数であってもよく、また、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａは、羽根径、吸込径等の各種設計値を異なる設定としてもよい。

【0045】

図７及び図８に示すように、中央ケーシング３４は、内筒部（第３内筒部）８１と、内筒部８１を覆う外筒部（第３外筒部）８２と、内筒部８１及び外筒部８２を一体に連続する複数のリブ（第３リブ）８３と、を備える。中央ケーシング３４は、最上段の第１ポンプ部３２及び最下段の第２ポンプ部３３に連結される。換言すると、中央ケーシング３４は、第１ポンプ群３２Ａの二次側及び第２ポンプ群３３Ａの二次側に連結される。中央ケーシング３４は、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１と形状が異なる。

【0046】

中央ケーシング３４は、内部に第１インペラ４２及び第２インペラ６２を収納する。また、中央ケーシング３４は、収納した第１インペラ４２から上方に圧送された水を第２ケーシング流路３３ａに誘導する第１流路１０１の一部である上昇流路３４ａ、及び、収納した第２インペラ６２から下方に圧送された水を第１ケーシング流路３２ａに誘導する第２流路１０２の一部である下降流路３４ｂを構成する。

【0047】

内筒部８１は、軸方向で中心を区画する板部８１ａを有する。内筒部８１は、板部８１ａにより区画された下方側に設けられた第１インペラ４２を収納する収納部４１ａと、上方側に設けられた第２インペラ６２を収納する収納部６１ａと、を有する。即ち、中央ケーシング３４は、第１ポンプ部３２の一部及び第２ポンプ部３３の一部を構成する。また、板部８１ａの中央部には、ポンプ主軸２２に設けられたスリーブと微小な隙間を介して相対する円筒状のライナリング部が設けられる。

【0048】

また、図１に示すように、板部８１ａのライナリング部には、水中軸受８１ｂが設けられる。水中軸受８１ｂは、例えば、第１ポンプ群３２Ａまたは第２ポンプ群３３Ａの高圧側から低圧側に向かって挿入される。

【0049】

外筒部８２は、複数のリブ８３によって内筒部８１と一体に連続する。複数のリブ８３は、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１と同位置に同数形成される。このような外筒部８２は、内筒部８１の板部８１ａ及び複数のリブ８３によって区画された、内筒部８１の上方側及び下方側に連通する複数の開口部９１を備える。開口部９１は、第１ポンプケーシング４１及び第２ポンプケーシング６１の開口５４、７４と同数且つ同形状に形成される。

【0050】

外筒部８２は、隣り合う第１ポンプケーシング４１の被係合部５２ｂまたは係合部５２ａに係合する係合部（第３係合部）８２ａまたは被係合部（第３被係合部）８２ｂと、隣り合う第２ポンプケーシング６１の係合部７２ａまたは被係合部７２ｂに係合する被係合部８２ｂまたは係合部８２ａと、を有する。

【0051】

係合部８２ａ及び被係合部８２ｂは、一方に他方を挿入可能に形成される。例えば、係合部８２ａの外径は、被係合部８２ｂの内径と同一径か、または、被係合部８２ｂよりも若干小径に形成され、係合部８２ａが被係合部８２ｂに挿入される。

【0052】

複数の開口部９１は、それぞれ周方向で２つに区画されることで形成された第１開口部９１ａと、第２開口部９１ｂと、を含む。

【0053】

第１開口部９１ａは、板部８１ａで区画された内筒部８１の下方側が内筒部８１の内周面に開口し、上方側が内筒部８１の内周面に対して閉塞する。第１開口部９１ａは、内筒部８１の内周面に対して開口する下方側が収納部４１ａに連続し、内筒部８１の内周面に対して閉塞する上方側が第２ポンプケーシング６１の開口７４に連続する。

【0054】

第２開口部９１ｂは、板部８１ａで区画された内筒部８１の上方側が内筒部８１の内周面に開口し、下方側が内筒部８１の内周面に対して閉塞する。第２開口部９１ｂは、内筒部８１の内周面に対して開口する上方側が収納部６１ａに連続し、内筒部８１の内周面に対して閉塞する下方側が第１ポンプケーシング４１の開口５４に連続する。

【0055】

また、中央ケーシング３４は、収納部４１ａ及び収納部６１ａに配置される案内羽根９２を備える。案内羽根９２は、第１インペラ４２及び第２インペラ６２から吐き出された水を、収納部４１ａ及び収納部６１ａから第１開口部９１ａ及び第２開口部９１ｂに誘導する。

【0056】

このような中央ケーシング３４は、内筒部８１の収納部４１ａ及び複数の第１開口部９１ａが、第１ポンプ群３２Ａの二次側と第２ポンプ群３３Ａの第２ケーシング流路３３ａを連続する上昇流路３４ａを構成する。また、中央ケーシング３４は、内筒部８１の収納部６１ａ及び複数の第２開口部９１ｂが、第２ポンプ群３３Ａの二次側と第１ポンプ群３２Ａの第１ケーシング流路３２ａを連続する下降流路３４ｂを構成する。

【0057】

ケーシングカバー３５は、最上段の第２ポンプケーシング６１を覆う。ケーシングカバー３５は、流路カバー３１の吸込口３１ａから第１インペラ４２内を通過し、中央ケーシング３４の上昇流路３４ａ及び第２ケーシング流路３３ａを介して揚水された水を最上段の第２ポンプ部３３の第２インペラ６２へ誘導する流路を形成する。図１及び図９に示すように、ケーシングカバー３５は、例えば、フランジ部３５ａを有する。図９に示すように、フランジ部３５ａは、仮組ボルト３７が挿入される第１孔部３５ｂと、メインボルト３８が挿入される第２孔部３５ｃと、を有する。

【0058】

第１孔部３５ｂは、仮組ボルト３７を固定可能に形成される。例えば、第１孔部３５ｂは、内周面に雌ねじが形成されている。第１孔部３５ｂは、仮組ボルト３７と同数、本実施形態においては２つ設けられ、対称位置に配置される。具体的に説明すると、２つの第１孔部３５ｂは、１８０°間隔で配置される。

【0059】

第２孔部３５ｃは、メインボルト３８と同数、本実施形態においては６つ設けられる。６つの第２孔部３５ｃは、例えば、フランジ部３５ａの軸心を中心として対称に配置される。具体的に説明すると、６つの第２孔部３５ｃは、６０°間隔で軸心周りに配置される。なお、例えば、第１孔部３５ｂは、第２孔部３５ｃに対して軸心周りに３０°ずれて配置される。

【0060】

シール部材３６は、例えば、Ｏリングである。シール部材３６は、各部品間で圧縮されることで、各部品間内部の水が漏水することを防止する。具体例として、シール部材３６は、隣り合う第１ポンプケーシング４１の間、第１ポンプケーシング４１及び中央ケーシング３４の間、中央ケーシング３４及び第２ポンプケーシング６１の間、隣り合う第２ポンプケーシング６１の間、第１ポンプケーシング４１及び流路カバー３１の間、並びに、第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５の間に設けられる。

【0061】

仮組ボルト３７は、複数、本実施形態においては二本設けられる。仮組ボルト３７は、例えば、両端に雄ねじ部３７ａが形成され、一端がケーシングカバー３５の第１孔部３５ｂに螺合することで固定され、他端が最下段の第１ポンプケーシング４１の孔部４３に挿入され、ナット３７ｂと螺合される。

【0062】

仮組ボルト３７は、第１孔部３５ｂ及びナット３７ｂと締結されることで、例えば、少なくともポンプ１３を構成する中間ケーシングである複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び複数の第２ポンプケーシング６１を互いに近接する方向に押圧し、そして固定する。本実施形態においては、仮組ボルト３７は、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を固定する。仮組ボルト３７は、最下段の第１ポンプケーシング４１からケーシングカバー３５のフランジ部３５ａの第１孔部３５ｂまでの長さを有する。

【0063】

メインボルト３８は、複数であって、且つ、仮組ボルト３７よりも多い数設けられ、本実施形態においては、六本用いられる。また、メインボルト３８は、仮組ボルト３７と外径が同じか、又は、仮組ボルト３７より外径が大きく設定される。

【0064】

メインボルト３８は、例えば、両端に雄ねじ部３８ａが形成され、一端が流路カバー３１のベース３１ｃの固定部３１ｄに螺合され、他端がケーシングカバー３５の第２孔部３５ｃに挿入され、ナット３８ｂと螺合される。

【0065】

メインボルト３８は、例えば、流路カバー３１のベース３１ｃからケーシングカバー３５のフランジ部３５ａの第２孔部３５ｃまでの長さを有する。メインボルト３８は、第２孔部３５ｃ及びナット３８ｂと締結されることで、流路カバー３１、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を互いに近接する方向に押圧し、そして固定する。

【0066】

次に、多段ポンプ１の製造方法の一例として、ポンプ１３の組立方法を、図１０に示す流れ図を用いて説明する。

【0067】

まず、第２ポンプ部３３側を下方となる姿勢で、ケーシングカバー３５、複数の第２ポンプケーシング６１、中央ケーシング３４及び複数の第１ポンプケーシング４１を順次積層させる（ステップＳＴ１）。なお、このとき、ポンプ主軸２２にケーシングカバー３５及び各ケーシング６１、３４、４１を挿通させるとともに、ケーシングカバー３５及び各ケーシング６１、３４、４１の積層時に、順次各インペラ６２、４２をポンプ主軸２２に配置する。また、ケーシングカバー３５及び第１ポンプケーシング４１間、並びに、各ケーシング６１、３４、４１間にシール部材３６を配置して、ケーシングカバー３５及び各ケーシング６１、３４、４１を積層する。なお、このとき、第２ポンプ部３３側が下方となる姿勢であることから、最下段となる第１ポンプケーシング４１が最も上方に位置する。

【0068】

次に、仮組ボルト３７を締結し（ステップＳＴ２）、最下段となる第１ポンプケーシング４１の孔部４３から挿入し、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を固定する。これにより、ケーシングカバー３５及び各ケーシング６１、３４，４１が軸方向に押圧され、固定されることで、各シール部材３６が圧縮される。

【0069】

次に、ポンプ主軸２２の第１ポンプケーシング４１側の端部を、ナット２２ｂ等で締め付けることで、各インペラ４２、６２をポンプ主軸２２に固定する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３のときに、ケーシング６１、３４，４１等の部品の位置ずれがないため、インペラ４２、６２及び各ケーシング６１、３４，４１の干渉が起こらずにナット２２ｂを締結できる。次に、第１ポンプケーシング４１に流路カバー３１を積層する（ステップＳＴ４）。次に、メインボルト３８を流路カバー３１の固定部３１ｄに螺合し、雄ねじ部３８ａにナット３８ｂを螺合し、ナット３８ｂを雄ねじ部３８ａに仮止めする（ステップＳＴ５）。

【0070】

次に、流路カバー３１が下方となり、ポンプ主軸２２が重力方向に延設される姿勢となるように、メインボルト３８を仮止めしたポンプ１３の上下方向を反転させる（ステップＳＴ６）。次に、ナット３８ｂを雄ねじ部３８ａに本締め（締結）する（ステップＳＴ７）。これらの工程により、ポンプ１３が組み立てられる。

【0071】

次に、多段ポンプ１の駆動時について説明する。多段ポンプ１は、モータ１１の駆動によりモータ主軸２１が回転すると、軸継手２３を介して連結されたポンプ主軸２２が回転する。ポンプ主軸２２が回転することで、ポンプ主軸２２に固定されている第１インペラ４２及び第２インペラ６２が追従して回転する。

【0072】

第１インペラ４２が回転することで、第１インペラ４２の吸込部４２ｂから水が吸い込まれ、第１インペラ４２内で吸い込まれた水が増圧して第１インペラ４２の吐出部４２ａから水が吐き出される。このように、第１インペラ４２の吸込部４２ｂから吸い込まれた水は、第１インペラ４２内部及び第１ポンプケーシング４１を介して、順次第１インペラ４２内を通過し、流路カバー３１の吸込口３１ａから中央ケーシング３４の上昇流路３４ａへと水が揚水される。

【0073】

続いて、上昇流路３４ａへ揚水された水は、第２ケーシング流路３３ａ及びケーシングカバー３５を介して最上段の第２ポンプ部３３へ誘導される。最上段の第２ポンプ部３３へ誘導された水は、回転する第２インペラ６２の吸込部６２ｂから吸い込まれ、第２インペラ６２内で増圧して第２インペラ６２の吐出部６２ａから吐き出される。このように、第２インペラ６２の吸込部６２ｂから吸い込まれた水は、第２インペラ６２内部及び第２ポンプケーシング６１を介して、順次第２インペラ６２内を通過し、最下段の第２ポンプ部３３から中央ケーシング３４の下降流路３４ｂへと下方向に圧送される。

【0074】

そして、下降流路３４ｂへ圧送された水は、第１ケーシング流路３２ａを介して流路カバー３１の吐出口３１ｂへ誘導され、吐出口３１ｂより吐き出される。

【0075】

このように構成された多段ポンプ１によれば、ポンプ１３の組立時において、仮組ボルト３７によって、少なくともポンプ部３２、３３を形成する中間ケーシングである複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び複数の第２ポンプケーシング６１を固定する。なお、本実施形態においてはこれら中間ケーシングであるケーシング４１、３４、６１に加えてケーシングカバー３５を締結する。そして、その後、他の構成、本実施形態においては、流路カバー３１を積層して、メインボルト３８によって、流路カバー３１、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を本締めする構成である。

【0076】

即ち、シール部材３６が介在される部品の一部（例えば、ケーシング４１、３４、６１及びケーシングカバー３５）をポンプ１３の組立途中に仮組ボルト３７で仮組してシール部材３６を圧縮し、その後、他の部品、例えば、インペラ４２、６２及びポンプ主軸２２や、流路カバー３１を組み立て、最後にメインボルト３８を締結することでポンプ１３を組み立てることができる。このため、ポンプ１３の組立途中において、各ケーシング等のシール部材３６が介在される一部の部品は、ポンプ１３の組立完成時と同じ位置関係となり、組立完成時における位置関係からの位置ずれを防止できる。よって、仮組ボルト３７で固定される部品と他の部品、例えば、各インペラ４２、６２と、これら各インペラ４２、６２が収容される中間ケーシングである複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び複数の第２ポンプケーシング６１が干渉することを防止できる。よって、多段ポンプ１は、組立時に、部品干渉による組立不可能となることを抑制できる。

【0077】

また、仮組ボルト３７を用いることで、ポンプ１３の組立完成時においては、仮組ボルト３７及びメインボルト３８によってポンプ１３を固定することができることから、高い揚水性能を有する多段ポンプ１であっても、確実に各部品を固定することができる。

【0078】

また、仮組ボルト３７がポンプ１３の組立完成時にポンプ１３の構成に含まれることで、メンテナンス時等にポンプ１３を分解し、そして、再組立するときに、同様に、仮組ボルト３７で組立途中にシール部材３６を圧縮することができる。

【0079】

また、ポンプ１３は、仮組ボルト３７により、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を仮組し、その後、メインボルト３８で流路カバー３１を組み立てる構成である。特に、流路カバー３１は、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを有する構成であることから、メインボルト３８等を配置する領域に限りがあり、このため、仮組ボルト３７を流路カバー３１に設けない構成とすることで、メインボルト３８を配置する自由度が向上し、メインボルト３８を好適な配置関係を設定することが容易となる。

【0080】

また、メインボルト３８の外径を仮組ボルト３７の外径以上に形成することで、メインボルト３８を仮組ボルト３７よりも強固に締結可能となり、多段ポンプ１のトルク管理が可能となる。

【0081】

上述したように、本発明の一実施形態に係る多段ポンプ１によれば、組み立て途中において、ケーシング４１、３４、６１の位置ずれを抑制し、部品同士の干渉を防止できる。

【0082】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した例では、仮組ボルト３７は、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を仮組する構成を説明したがこれに限定されず、例えば、仮組ボルト３７は、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１を仮組する構成であってもよく、また、流路カバー３１、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び複数の第２ポンプケーシング６１を仮組する構成であってもよい。

【0083】

また、例えば、仮組ボルト３７は、流路カバー３１、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５の一部を仮組する構成であってもよい。例えば、複数の第１ポンプケーシング４１を仮組する仮組ボルト３７と、複数の第２ポンプケーシング６１を仮組する仮組ボルト３７を設ける構成としてもよい。

【0084】

即ち、仮組ボルト３７は、シール部材３６が間に設けられるケーシングやカバー等の部品同士を、組立途中において締結して固定することで、シール部材３６の一部又は全部をポンプ１３の組立途中において圧縮し、いくつかの部品の位置関係をポンプ１３の組立完了時の位置関係にすることができれば、位置ずれの量が低減できることから、ポンプ１３の形状や構成に応じて、仮組ボルト３７が仮組する部品を適宜設定できる。

【0085】

また、上述した例では、多段ポンプ１のポンプ１３は、上方へ向かう流れを形成する第１ポンプ群３２Ａと、下方へ向かう流れを形成する第２ポンプ群３３Ａと、第１ポンプ群３２Ａ及び第２ポンプ群３３Ａ間に設けられた中央ケーシング３４と、を備える構成を説明したがこれに限定されない。例えば、多段ポンプ１は、第１ポンプ群３２Ａのみ、または、第２ポンプ群３３Ａのみを有する構成としてもよい。このような構成とした場合であっても、多段ポンプ１は、仮組ボルト３７を設ける構成とすることで、シール部材３６をポンプ１３の組立途中において圧縮させることができる。

【0086】

また、上述した例では、多段ポンプ１は、立形多段ポンプの例を説明したがこれに限定されず、複数の部品間に圧縮することで漏水を防止するシール部材３６を設ける構成であれば、他のポンプであっても適用できる。

【0087】

また、上述した例では、多段ポンプ１は、仮組ボルト３７及びメインボルト３８を別のボルトとする例を説明したがこれに限定されない。例えば、図１１に示す他の実施形態に係る多段ポンプ１Ａのように、複数のメインボルト３８のうち、いくつかのメインボルト３８を仮組ボルト３７としての機能を持つ兼用ボルト３９とする構成としてもよい。このような構成とする場合には、兼用ボルト３９は、仮組ボルト３７としての機能を持たせるため、一方の端部の雄ねじの長さを挿入孔３１ｅ及び孔部４３の両方に届く長さとする。

【0088】

そして、兼用ボルト３９及びナット３７ｂで、例えば、少なくともポンプ１３を構成する中間ケーシングである複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４及び複数の第２ポンプケーシング６１を互いに近接する方向に押圧し、そして固定する。その後、兼用ボルト３９及びメインボルト３８を、ナット３７ｂ、３７ｃと締結させることで、流路カバー３１Ａ、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を互いに近接する方向に押圧し、そして固定すればよい。

【0089】

なお、このような多段ポンプ１Ａとする場合においては、流路カバー３１Ａは、図１２に示すように、メインボルト３８が締結する固定部３１ｄに加えて、兼用ボルト３９を挿入可能な挿入孔３１ｅを設け、兼用ボルト３９は、二か所において、ナット３７ｂ、３７ｃと締結する構成とすればよい。

【0090】

このような多段ポンプ１Ａによれば、兼用ボルト３９に仮組ボルト３７及びメインボルト３８の機能、即ち、流路カバー３１Ａ、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を固定する機能を持たせることができる。よって、兼用ボルト３９及びメインボルト３８を等間隔に配置すればよく、設計が容易となるとともに、強固に流路カバー３１Ａ、複数の第１ポンプケーシング４１、中央ケーシング３４、複数の第２ポンプケーシング６１及びケーシングカバー３５を固定することが可能となる。

【0091】

このように、兼用ボルト３９は、仮組ボルト３７及びメインボルト３８の部品の共用化が可能となる。よって、兼用ボルト３９は、仮組ボルト３７を設ける箇所に用いることができるだけでなく、兼用ボルト３９は、メインボルト３８として用いることもできる。このため、メインボルト３８に兼用ボルト３９を用いることもできる。また、メインボルト３８及び仮組ボルト３７として、全てのボルトに兼用ボルト３９を用いることもできる。このように、兼用ボルト３９を用いると、メインボルト３８とは別に仮組ボルト３７を設ける必要がなく、部品点数も削減できる。

【0092】

なお、本発明は、上記実施形態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種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0093】

１、１Ａ…多段ポンプ、１１…モータ、１１ａ…モータケーシング、１２…主軸、１３…ポンプ、２１…モータ主軸、２２…ポンプ主軸、２３…軸継手、２２ａ…メカニカルシール、３１、３１Ａ…流路カバー、３１ａ…吸込口、３１ｂ…吐出口、３２Ａ…第１ポンプ群、３２…第１ポンプ部、３２ａ…第１ケーシング流路、３３Ａ…第２ポンプ群、３３…第２ポンプ部、３３ａ…第２ケーシング流路、３４…中央ケーシング、３４ａ…上昇流路、３４ｂ…下降流路、３５…ケーシングカバー、３５ａ…フランジ部、３５ｂ…第１孔部、３５ｃ…第２孔部、３６…シール部材、３７…仮組ボルト、３７ａ…雄ねじ部、３７ｂ…ナット、３８…メインボルト、３８ａ…雄ねじ部、３８ｂ…ナット、３９…兼用ボルト、４１…第１ポンプケーシング、４１ａ…収納部、４１ｂ…戻し流路、４１ｃ…案内羽根、４１ｄ…戻し羽根、４１ｅ…ライナリング、４１ｆ…水中軸受、４２…第１インペラ、４２ａ…吐出部、４２ｂ…吸込部、５１…内筒部、５２…外筒部、５２ａ…係合部、５２ｂ…被係合部、５３…リブ、５４…開口、６１…第２ポンプケーシング、６１ａ…収納部、６１ｂ…戻し流路、６１ｃ…案内羽根、６１ｄ…戻し羽根、６１ｅ…ライナリング、６２…第２インペラ、６２ａ…吐出部、６２ｂ…吸込部、７１…内筒部、７２…外筒部、７２ａ…係合部、７２ｂ…被係合部、７３…リブ、７４…開口、８１…内筒部、８１ａ…板部、８１ｂ…水中軸受、８２…外筒部、８２ａ…係合部、８２ｂ…被係合部、８３…リブ、９１…開口部、９１ａ…第１開口部、９１ｂ…第２開口部、９２…案内羽根、１０１…第１流路、１０２…第２流路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】