特開 2022-187176 ポンプケーシング

(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】P2022187176

(43)【公開日】2022-12-19

(54)【発明の名称】ポンプケーシング

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/62 20060101AFI20221212BHJP

【ＦＩ】

F04D29/62 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095049

(22)【出願日】2021-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100117411

【弁理士】

【氏名又は名称】串田 幸一

(72)【発明者】

【氏名】小川 宗一郎

(72)【発明者】

【氏名】野村 俊行

(72)【発明者】

【氏名】うすい 幹

(72)【発明者】

【氏名】中村 陽一

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AB22

3H130AB46

3H130AC01

3H130AC27

3H130BA91J

3H130BA97J

3H130BA98J

3H130DD01Z

3H130DG02X

3H130DG03X

3H130EA02J

(57)【要約】

【課題】設計／製造コストが増えるというデメリットを改善したポンプケーシングを提供する。
【解決手段】ポンプケーシング１８は、第１のポンプ用ケーシング１８１と、第１のポンプ用ケーシング１８１に接続する第１の吸込流路部２０１と、第１のポンプ用ケーシング１８１に接続する第１の吐出流路部２２１を有する。さらにポンプケーシング１８は、第２のポンプ用ケーシング１８２と、第２のポンプ用ケーシング１８２に接続する第２の吸込流路部２０２と、第２のポンプ用ケーシング１８２に接続する第２の吐出流路部２２２を有する。またポンプケーシング１８は吸込分岐部２４と、吐出合流部２６とを有する。第１のポンプ用ケーシング１８１と第２のポンプ用ケーシング１８２は同一形状であり、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２同一形状である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を移送するためのポンプ装置に使用されるポンプケーシングであって、
第１のポンプ用ケーシングと、
前記第１のポンプ用ケーシングに接続する第１の吸込流路部と、
前記第１のポンプ用ケーシングに接続する第１の吐出流路部と、
第２のポンプ用ケーシングと、
前記第２のポンプ用ケーシングに接続する第２の吸込流路部と、
前記第２のポンプ用ケーシングに接続する第２の吐出流路部と、
前記第１の吸込流路部および前記第２の吸込流路部と接続する吸込分岐部と、
前記第１の吐出流路部および前記第２の吐出流路部と接続する吐出合流部と、を有し、
前記第１のポンプ用ケーシングと前記第２のポンプ用ケーシングは実質的に同一形状であり、前記第１の吐出流路部と前記第２の吐出流路部は実質的に同一形状であることを特徴とするポンプケーシング。

【請求項2】

前記第１の吐出流路部と前記第１のポンプ用ケーシングは別個独立である、および／または前記第２の吐出流路部と前記第２のポンプ用ケーシングは別個独立であることを特徴とする請求項１記載のポンプケーシング。

【請求項3】

前記第１の吐出流路部と前記吐出合流部との接続部における前記第１の吐出流路部の流路の断面形状は矩形である、および／または前記第２の吐出流路部と前記吐出合流部との接続部における前記第２の吐出流路部の流路の断面形状は矩形であることを特徴とする請求項１または２記載のポンプケーシング。

【請求項4】

第１の電動機と、
前記第１の電動機に連結された第１の回転軸と、
前記第１の回転軸に固定され、かつ前記第１のポンプ用ケーシング内に収容される第１の羽根車と、
第２の電動機と、
前記第２の電動機に連結された第２の回転軸と、
前記第２の回転軸に固定され、かつ前記第２のポンプ用ケーシング内に収容される第２の羽根車と、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のポンプケーシングを備えたポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプケーシングに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来からポンプ装置は、各種住宅や工場等の各現場で様々な用途で使用されている。例えば、ポンプ部とモータ部とを一体とし、ポンプの吸込口・吐出口を同一線上に配置したインラインポンプは、配管の途中に簡単に取り付け可能であるため広く用いられている。建築設備にインラインポンプを設置する場合、１台のインラインポンプが故障したとき又は１台を定期点検するときに送液停止を避けることが望まれる。

【0003】

送液停止を避けるために、１台が他の１台をバックアップできるように、２台のインラインポンプを並列に設置するケースが様々な国の市場で見られる。このときに２台のインラインポンプが並列に並び、１個の吸込口と１個の吐出口が２台のインラインポンプに接続されて、２台のインラインポンプが１個の吸込口と１個の吐出口を共用しているツインポンプと呼ばれる製品がある。なお、以下では、２台のインラインポンプが１個の吸込口と１個の吐出口を共用していない場合、すなわち、２台のインラインポンプがそれぞれ１個の吸込口と１個の吐出口を有する場合、これらのポンプをシングルポンプと呼ぶ。

【0004】

ツインポンプを設置する事により、片方のポンプでトラブルが発生した場合等において、トラブルが発生したポンプのケーシング以外の部分を取り外し、閉止フランジでケーシングの上部を覆う。ケーシング以外の部分とは、例えば、ケーシングの上部に配置される電動機と、電動機に連結された回転軸と、回転軸に固定され、かつケーシング内に収容される羽根車である。ツインポンプでは、ポンプのメンテナンス期間あるいは、故障したポンプのスペアパーツを待っている期間も他方のポンプにより運転を継続することができる。

【0005】

ポンプにおいては、省スペースと長寿命が求められる。ポンプメーカーは自社の機器をなるべくコンパクトにするために、内蔵する機器を小さくしたいという要求がある。この要求に対して、２台のシングルポンプを並列に設置する場合と比較して、ツインポンプの場合、配管を２台のシングルポンプに分岐させるまたは合流させるためのヘッダパイプの長さが低減する。また、逆流防止用のチェッキバルブ等のバルブを、ツインポンプを構成する２台のポンプ間で共通化することにより省スペース化を計ることができる。これらのことにより、ツインポンプメーカーは顧客からの省スペース要求に応じることができる。またツインポンプを構成する２台のポンプを交互運転することによりポンプ寿命を単純に２倍にすることができる。

【0006】

ツインポンプを構成する２台のポンプ間の性能差については、基準値が決められている。また、吸込口と吐出口の位置関係や、吸込口と吐出口との間の距離などは、シングルポンプと同一にすることが、ポンプの設置と運用の点から好まれる。そこで、特許文献１では、ツインポンプを構成する２台のポンプを互いに逆方向に回転させて、２台のポンプ間の性能差を抑制することが開示されている。特許文献１では、逆回転するポンプを用いるため、性能差を極小にすることが可能である。しかしながら、構造の異なる２種類のポンプを製作する必要があり、設計／製造／管理コストが増える、また在庫が増えるというデメリットがある。

【0007】

特許文献２では、流路を適切に設計することによって、形状の異なる２台のポンプ間の性能差を抑制することが開示されている。特許文献２では、吸込口の中心と吐出口の中心
を結ぶ線に関して２台のポンプの回転軸が対称な位置にあるように、２台のポンプの回転軸が配置されるため、ポンプの効率を犠牲にしていると考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１３７０１９号

【特許文献2】欧州特許公開第２１６１４５５A号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、設計／製造／管理コストが増えるというデメリットを改善したポンプケーシングを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、第１の形態では、液体を移送するためのポンプ装置に使用されるポンプケーシングであって、第１のポンプ用ケーシングと、前記第１のポンプ用ケーシングに接続する第１の吸込流路部と、前記第１のポンプ用ケーシングに接続する第１の吐出流路部と、第２のポンプ用ケーシングと、前記第２のポンプ用ケーシングに接続する第２の吸込流路部と、前記第２のポンプ用ケーシングに接続する第２の吐出流路部と、前記第１の吸込流路部および前記第２の吸込流路部と接続する吸込分岐部と、前記第１の吐出流路部および前記第２の吐出流路部と接続する吐出合流部と、を有し、前記第１のポンプ用ケーシングと前記第２のポンプ用ケーシングは実質的に同一形状であり、前記第１の吐出流路部と前記第２の吐出流路部は実質的に同一形状であることを特徴とするポンプケーシングという構成を採っている。

【0011】

本実施形態では、第１のポンプ用ケーシングと第２のポンプ用ケーシングは実質的に同一形状であり、第１の吐出流路部と第２の吐出流路部は実質的に同一形状であるため、ポンプを構成する羽根車やケーシング等、及び吐出流路部を２台のポンプ間で共通部品化できる。２台のポンプ間で同じ回転方向のモータが使用でき、回転体の共通部品化ができる。このため、設計／製造／管理コストが増えるというデメリット、および在庫が増えるというデメリットを改善したポンプケーシングを提供することができる。

【0012】

第２の形態では、前記第１の吐出流路部と前記第１のポンプ用ケーシングは別個独立である、および／または前記第２の吐出流路部と前記第２のポンプ用ケーシングは別個独立であることを特徴とする第１の形態記載のポンプケーシングという構成を採っている。

【0013】

第３の形態では、前記第１の吐出流路部と前記吐出合流部との接続部における前記第１の吐出流路部の流路の断面形状は矩形である、および／または前記第２の吐出流路部と前記吐出合流部との接続部における前記第２の吐出流路部の流路の断面形状は矩形であることを特徴とする第１または第２の形態記載のポンプケーシングという構成を採っている。

【0014】

第４の形態では、第１の電動機と、前記第１の電動機に連結された第１の回転軸と、前記第１の回転軸に固定され、かつ前記第１のポンプ用ケーシング内に収容される第１の羽根車と、第２の電動機と、前記第２の電動機に連結された第２の回転軸と、前記第２の回転軸に固定され、かつ前記第２のポンプ用ケーシング内に収容される第２の羽根車と、第１ないし第３のいずれかの形態記載のポンプケーシングを備えたポンプ装置という構成を採っている。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ポンプケーシングの一実施形態を示す概略図である。

【図2】第１のポンプ装置の一実施形態を示す概略図である。

【図3】ポンプケーシングの上面図である。

【図4】ポンプケーシングの斜視図である。

【図5】ポンプケーシングの底面図である。

【図6】図３に示す方向６６から第２の吐出流路部の終端部を見た図である。

【図7】内径の断面が円形である場合に、図３に示す方向６６から第２の吐出流路部の終端部を見た図である。

【図8】第１の吐出流路部と第２の吐出流路部が同一形状でない例を示す図である。

【図9】第１の吐出流路部と第２の吐出流路部が同一形状でない例を示す図である。

【図10】第１の吐出流路部と第２の吐出流路部が同一形状でない例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。

【0017】

図１は、本発明のポンプケーシング１８の一実施形態を示す概略図である。ポンプケーシング１８は、液体を移送するためのポンプ装置１６に使用される。１個のポンプケーシング１８が、第１のポンプ用ケーシング１８１と、第１のポンプ用ケーシング１８１に接続する第１の吸込流路部２０１と、第１のポンプ用ケーシング１８１に接続する第１の吐出流路部２２１を有する。さらにポンプケーシング１８は、第２のポンプ用ケーシング１８２と、第２のポンプ用ケーシング１８２に接続する第２の吸込流路部２０２と、第２のポンプ用ケーシング１８２に接続する第２の吐出流路部２２２を有する。

【0018】

またポンプケーシング１８は、第１の吸込流路部２０１および第２の吸込流路部２０２と接続する吸込分岐部２４と、第１の吐出流路部２２１および第２の吐出流路部２２２と接続する吐出合流部２６を有する。第１のポンプ用ケーシング１８１と、第１の吸込流路部２０１と、第１の吐出流路部２２１と、第２のポンプ用ケーシング１８２と、第２の吸込流路部２０２と、第２の吐出流路部２２２と、吸込分岐部２４と、吐出合流部２６は、一体化した鋳物である。なお、これらのうちの一部、例えば、第１の吐出流路部２２１、第２の吐出流路部２２２、吐出合流部２６等をそれ以外の部分とは別の鋳物として製造してもよい。すなわち第１の吐出流路部２２１と第１のポンプ用ケーシング１８１を別個独立の部品とすること、および／または第２の吐出流路部２２２と第２のポンプ用ケーシング１８２を別個独立の部品とすることができる。

【0019】

第１のポンプ用ケーシング１８１と第２のポンプ用ケーシング１８２は実質的に同一形状である。第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２は実質的に同一形状である。本実施形態では、第１のポンプ用ケーシングと第２のポンプ用ケーシングは実質的に同一形状であり、第１の吐出流路部と第２の吐出流路部は実質的に同一形状であるため、ポンプを構成する羽根車やケーシング、及び吐出流路部を２台のポンプ間で共通部品化できる。２台のポンプ間で同じ回転方向のモータが使用でき、回転体の共通部品化ができる。このため、同一形状でない場合の設計／製造コストが増えるというデメリット、および在庫が増えるというデメリットを改善したポンプケーシングを提供することができる。同一形状であるため、一方のポンプの設計データや部品を、設計段階、製造段階、保守段階において転用できるということであり、各段階においてコスト低減ができる。

【0020】

また同一形状であるため、２台のポンプの性能差をISOの基準値以内に収めることが、従来よりも容易に達成できる。ISOの基準値はポンプの種類やポンプの等級に応じて種々あるが、例えば、２台のポンプ間の流量差（ｍ^３／分）が±９％%以内であり、全揚程差（ｍ）が±７％以内である。ISOの規格としては例えばISO9906がある。なおISO9906は一例であり、本実施形態は、ISO9906以外の他の同様な規格にも対応可能である。

【0021】

なお吸込分岐部２４は、吸込口２０から、第１の吸込流路部２０１と第２の吸込流路部２０２に分岐するところまでの区間を言う。具体的には吸込口２０から第１の吐出流路部２０１の開始端部５８までの区間と、吸込口２０から第２の吐出流路部２０２の開始端部６０までの区間を言う。吐出合流部２６は、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２が合流するところから吐出口２２までの区間を言う。具体的には第１の吐出流路部２２１の終端部２８１から吐出口２２までの区間と、第２の吐出流路部２２２の終端部２８２から吐出口２２までの区間を言う。ポンプ装置１６の吸込口２０とは、ポンプ装置１６の吸込み側におけるポンプ装置１６と配管（図示しない）の接続部である。ポンプ装置１６の吐出口２２とは、ポンプ装置１６の吐出側におけるポンプ装置１６と配管（図示しない）の接続部である。

【0022】

上述のように、第１の吐出流路部２２１と第１のポンプ用ケーシング１８１を別個独立の部品とすること、および／または第２の吐出流路部２２２と第２のポンプ用ケーシング１８２を別個独立の部品とすることができる。第１の吐出流路部２２１と第１のポンプ用ケーシング１８１を別個独立の部品とする場合、第１の吐出流路部２２１と第１のポンプ用ケーシング１８１の境界は、例えば、図１に示す接続部２８４とすることができる。第２の吐出流路部２２２と第２のポンプ用ケーシング１８２を別個独立の部品とする場合、第２の吐出流路部２２２と第２のポンプ用ケーシング１８２の境界は、例えば、図１に示す接続部２８５とすることができる。接続部２８４と接続部２８５の位置は一例であり、接続部２８４と接続部２８５の位置よりも吐出口２２に近い位置に境界を設けてもよく、また、接続部２８４と接続部２８５の位置よりも吐出口２２に遠い位置に境界を設けてもよい。

【0023】

ポンプ装置１６は、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２を有する。第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の構成は同一であっても、また異なっていてもよい。しかし、互換性という点からは、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の構成は同一であることが好ましい。本実施形態では、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２は実質的に同一構成である。すなわち第１の羽根車５１、第１のポンプ用ケーシング１８１、第１の吐出流路部２２１はそれぞれ、第２の羽根車５２、第２のポンプ用ケーシング１８２、第２の吐出流路部２２２と同一寸法形状である。第１の羽根車５１の回転方向５４は、第２の羽根車５２の回転方向５６と同一である。一方、第１の吸込流路部２０１と、第２の吸込流路部２０２の寸法形状は若干異なる。

【0024】

本実施形態では、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２は渦巻ポンプであるが、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２は渦巻ポンプに限られず、非容積型ポンプであればよい。すなわち、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２は、タービンポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプでもよい。

【0025】

第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２は実質的に同一構成であるため、第１のポンプ装置１６１の構成について、図２により説明する。図２は、第１のポンプ装置１６１の一実施形態を示す概略図である。第１のポンプ装置１６１は、第１の電動機１０１と、第１の電動機１０１に連結された第１の回転軸１２１と、第１の回転軸１２１に固定され、かつ第１のポンプ用ケーシング１８１内に収容される第１の羽根車５１を有する。

【0026】

図示しないが、第２のポンプ装置１６２も第１のポンプ装置１６１と同様に、第２の電動機と、第２の電動機に連結された第２の回転軸と、第２の回転軸に固定され、かつ第２のポンプ用ケーシング１８２内に収容される第２の羽根車５２を有する。

【0027】

第１のポンプ装置１６１において、第１の羽根車５１は、遠心羽根車である。回転軸１２１は、軸受（図示せず）に回転可能に支持されている。回転軸１２１と第１の羽根車５１は一体に回転可能となっている。回転軸１２１および第１の羽根車５１は、電動機１０１によって回転される。第１の羽根車５１の流体入口５１ａの周囲にはライナーリング１０２が配置されている。ライナーリング１０２は、第１のポンプ用ケーシング１８１に固定されている。

【0028】

電動機１０１と第１のポンプ用ケーシング１８１との間にはケーシングカバー１２２が配置されている。第１のポンプ用ケーシング１８１上部の開口は、ケーシングカバー１２２によって塞がれている。電動機１０１は、ケーシングカバー１２２に固定されている。第１のポンプ用ケーシング１８１およびケーシングカバー１２２は、鋳物である。第１の羽根車５１の裏側には、回転軸１２１とケーシングカバー１２２との間の隙間を封止する軸封装置１５が配置されている。軸封装置１５はケーシングカバー１２２に保持されている。軸封装置１５の例としては、メカニカルシールが挙げられる。閉止フランジ（図示しない）は、メンテナンス等のときにケーシングカバー１２２の位置に設置される。ケーシングカバー１２２を取り付ける円周状に配置されたネジ穴６２（図３参照）を利用して取り付けられる。閉止フランジはディスク状のものであり、閉止フランジの外縁部の、ネジ穴６２に対応した位置に取付用の穴を円周状に有する。

【0029】

ポンプケーシング１８は、吸込口２０を有する吸込分岐部２４と、吐出口２２を有する吐出合流部２６を備えている。第１の羽根車５１は、第１のポンプ用ケーシング１８１内に配置されている。吸込口２０および吐出口２２は、一直線上に並んでいる。吸込口２０および吐出口２２が一直線上に並んだポンプ装置１６は、インラインポンプ装置と呼ばれる。本実施形態では、２台のインラインポンプが並列に並び、１個の吸込口と１個の吐出口が２台のインラインポンプに接続されて、２台のインラインポンプが１個の吸込口と１個の吐出口を共用している。２台のインラインポンプが１個の吸込口と１個の吐出口を共用しているとき、これらのポンプは全体として１台のツインポンプを構成する。

【0030】

ここで、ツインポンプである１台のインラインポンプと、並列に配置された２台のインラインポンプ（２台のシングルポンプ）との違いについて説明する。並列に配置された２台のシングルポンプでは吐出側において、それぞれのシングルポンプの吐出口がそれぞれ配管に接続され、その後、下流側において2本の配管が合流して１本の配管になる。また吸込み側において１本の配管が２本の配管に分岐後、それぞれの配管が、それぞれのシングルポンプの吸込口に接続する。一方、ツインポンプでは吐出側において２つの吐出流路部が吐出合流部２６において合流してからツインポンプの吐出口２２において配管に接続する。またツインポンプの吸込み側において、配管がポンプの吸込口２０に接続した後に、吸込分岐部２４を経て２つの吸込流路部に分岐する。

【0031】

電動機１０１が第１の羽根車５１を回転させると、液体は、吸込口２０からポンプケーシング１８内に流れ込む。より具体的には、液体は、吸込口２０から第１の吸込流路部２０１に流入し、第１の吸込流路部２０１を通じて第１の羽根車５１の流体入口５１ａに流入する。回転する第１の羽根車５１は液体に速度エネルギーを付与し、第１のポンプ用ケーシング１８１を流れる液体の速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は、吐出口２２を通ってポンプケーシング１８から吐き出される。

【0032】

第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の運転方法は、種々可能である。第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の一方のみを運転し、他方は休止させる運転方法や、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の両方を同時に運転する運転方法が可能である。吐出合流部２６には、図１に示すように開閉弁２８が設けられている。開閉弁２８は、第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の運転状態に応じて、停止しているポンプ装置に接続している吐出流路部を閉鎖する。

【0033】

例えば、第１のポンプ装置１６１が運転していて、第２のポンプ装置１６２が停止しているときは、開閉弁２８は、第１の吐出流路部２２１からの水圧により、点線で示す位置２８２に移動させられて、第２の吐出流路部２２２を閉鎖する。第２のポンプ装置１６２が運転していて、第１のポンプ装置１６１が停止しているときは、開閉弁２８は、第２の吐出流路部２２２からの水圧により、点線で示す位置２８１に移動させられて、第１の吐出流路部２２１を閉鎖する。第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の両方を同時に運転しているときは、開閉弁２８は、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２からの水圧により、実戦で示す中間の位置２８３に移動させられる。

【0034】

図３～５にポンプケーシング１８単体の構成を示す。図３は、ポンプケーシング１８の上面図である。図４は、ポンプケーシング１８の斜視図である。図５は、ポンプケーシング１８の底面図である。図３～５においては、ポンプ装置１６からポンプケーシング１８以外の構成要素、すなわち第１の電動機１０１と、第１の回転軸１２１と、第１の羽根車５１と、第２の電動機と、第２の回転軸と、第２の羽根車５２等を外した状態のポンプケーシング１８を示す。吸込口２０が吸込フランジ３４に設けられている。吸込フランジ３４は、ポンプケーシング１８を配管に接続するためのものである。吐出口２２が吐出フランジ３６に設けられている。吐出フランジ３６は、配管にポンプケーシング１８を接続するためのものである。

【0035】

ポンプケーシング１８は、第１のポンプ用ケーシング１８１や第２のポンプ用ケーシング１８２に設けられた脚部４６，４８を有することができる。脚部４６，４８をこの位置に設ける理由は、第１のポンプ用ケーシング１８１や第２のポンプ用ケーシング１８２の底部は、図２に示すように、ポンプ装置１６において一番、低い位置にあるためである。

【0036】

図６に示すように、第１の吐出流路部２２１と吐出合流部２６との接続部２８１における第１の吐出流路部２２１の流路の断面形状６４を矩形とすること、および／または第２の吐出流路部２２２と吐出合流部２６との接続部２８２における第２の吐出流路部２２２の流路の断面形状６４を矩形とすることができる。図６は、図３に示す方向６６から第２の吐出流路部２２２の終端部２８２（接続部２８２）を見た図である。本実施形態では、終端部２８１と終端部２８２において第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２の流路の断面形状６４はいずれも矩形である。

【0037】

第２の吐出流路部２２２の形状については、接続部２８５において外形は丸い管状であり、内部の流路の断面形状は円形である。第２のポンプ用ケーシング１８２と第２の吐出流路部２２２との接続部２８５から、吐出合流部２６と第２の吐出流路部２２２との接続部２８２に向かって、第２の吐出流路部２２２の外形は、丸い管状から矩形の管状に変化する。このとき第２の吐出流路部２２２の内部の流路の断面形状も円形から矩形に変化する。第１の吐出流路部２２１の形状についても、第２の吐出流路部２２２の形状と同様に変化する。

【0038】

吐出合流部２６につながる第２の吐出流路部２２２の内径の断面を矩形にしているため、吐出合流部２６内の圧力損失を低減することができる。比較のために図７に、吐出合流部２６につながる第２の吐出流路部２２２の内径の断面形状６８が円形である場合を示す
。図７は、内径の断面形状６８が円形である場合に、図３に示す方向６６から第２の吐出流路部２２２の終端部２８２を見た図である。図６の断面形状６４を図７の断面形状６８と比較すると、断面形状６４の場合、吐出合流部２６内のデッドスペースが低減して、吐出合流部２６内における圧力損失が低減する。すなわち、矩形にすると、斜線部７０のデッドスペースが低減して、吐出合流部２６内における逆流や摩擦が低減することで圧力損失が低減する。

【0039】

次に、図８～１０により本実施形態の比較例を示す。これらの比較例は、いずれも第１のポンプ用ケーシングと第２のポンプ用ケーシングは同一形状でない、もしくは第１の吐出流路部と第２の吐出流路部は同一形状でない例である。図８は、第１の吐出流路部２２３と第２の吐出流路部２２４が同一形状でない例である。第１のポンプ用ケーシング１８３と第２のポンプ用ケーシング１８４は同一形状である。吸込口２０の中心と吐出口２２の中心を結ぶ線７２に関して２台のポンプの回転軸７４，７６が対称な位置にあるように、２台のポンプの回転軸７４，７６が配置される。さらに、回転軸７４と回転軸７６を結ぶ線７８と、線７２との交点８４は、吸込口２０の中心と吐出口２２の中心から等距離にあるように、２台のポンプの回転軸７４，７６が配置される。交点８４が吸込口２０の中心と吐出口２２の中心から等距離にあることを図８に示す。すなわち、距離８８と距離９０は等しい。

【0040】

吐出合流部２６は、図３と同様に線７２に関して対称になるように配置されている。第１のポンプ用ケーシング１８３、第２のポンプ用ケーシング１８４、吐出合流部２６をこのような対称性を有するように配置する場合、左側の第２の吐出流路部２２４から吐出合流部２６に流入する流体は、吐出合流部２６内において、圧力損失が大きい。この結果、左右のポンプの性能差が生まれてしまう。対策として最初に、圧力損失が少ない位置に左側の第２のポンプ用ケーシング１８４を配置し、吐出合流部２６と第１のポンプ用ケーシング１８３を適切に配置する。

【0041】

既述の図３では対策として、第１のポンプ用ケーシング１８１と第２のポンプ用ケーシング１８２は実質的に同一形状であり、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２は実質的に同一形状であることとした。一方の形状を他方に転用するメリットは、流路の口径や形状にかかわらず、２つのポンプの性能を近づけることができることである。流路が２つのポンプで異なる設計を行うと、２つのポンプの性能に差が生まれてしまう可能性が高い。

【0042】

左側において圧力損失が大きいという問題に対する対策として図８では、吐出合流部２６の角度を時計方向に若干、例えば15°傾ける。第１の吐出流路部２２１と吐出合流部２６の接触面は平行とする。すなわち、接続部２８１（図１参照）に、第１の吐出流路部２２１からの流体は、垂直方向に流入する。吐出合流部２６の形状は変更せずに、時計方向に若干、傾ける。図８に示す吐出合流部２６の内壁８０（図３も参照）は、傾ける前の位置を示し、図８に示す吐出合流部２６の内壁８２は、傾けた後の位置を示す。傾けた後の吐出合流部２６の外形は、図の明瞭化のために、図８には示していない。第１の吐出流路部２２３の形状は、吐出合流部２６を傾けたことに伴い、傾けた吐出合流部２６に適合するように変更する。図８の対策のメリットとしては回転軸７４と回転軸７６を、全体の中心である交点８４からの距離が等しくなるように配置できる。このことにより重心位置が安定する。

【0043】

図８の特徴を整理すると以下の通りである。（ｉ）吸込口２０と吐出口２２を結ぶ線７２に関して２台のポンプの回転軸７４，７６が実質的に対称な位置にある。（ｉｉ）回転軸７４と回転軸７６を結ぶ線７８と、線７２との交点８４は、吸込口２０と吐出口２２から実質的に等距離にある。（ｉｉｉ）吐出合流部２６は、線７２に関して対称である位置
から、吐出合流部２６の基部９２を回転中心として時計方向に（別の表現をすると、第１のポンプと第２のポンプのうち、第１のポンプの圧力損失が大きいときは、第１のポンプの第１のポンプ用ケーシング１８３の方へ）または反時計方向に（別の表現をすると、第１のポンプと第２のポンプのうち、第２のポンプの圧力損失が大きいときは、第２のポンプの第２のポンプ用ケーシング１８４の方へ）回転させた位置に配置される。

【0044】

２番目の比較例を図９に示す。図８に関して述べた問題の対策として、図９では、第１の吐出流路部２２３１を、線７２に実質的に平行に配置する。実質的に平行に配置するためには例えば、第１のポンプ用ケーシング１８３１を、図８に示す第１のポンプ用ケーシング１８３よりも線７２に近い位置に配置することによって可能である。近い位置に配置するためには例えば、第１のポンプ用ケーシング１８３を、回転軸７４と回転軸７６を結ぶ線７８と実質的に平行に、交点８４に向かって移動させることによって可能である。なお、図９に示す第１のポンプ用ケーシング１８３、第１の吐出流路部２２３は、図８に示す第１のポンプ用ケーシング１８３、第１の吐出流路部２２３を再表示したものである。図９，１０では、図８に示す第１のポンプ用ケーシング１８３、第１の吐出流路部２２３をどのように変更したかを示すために、図８に示す第１のポンプ用ケーシング１８３、第１の吐出流路部２２３を再表示している。

【0045】

第１の吐出流路部２２３１を、線７２に実質的に平行に配置することは、第１のポンプ用ケーシング１８３１が、既述のシングルポンプの配置に近づくことを意味する。その結果、第１のポンプ用ケーシング１８３１から吐出合流部２６に流れ込む流体に関して、吐出合流部２６内での流体の流路の角度が緩やかになるため、第１のポンプ用ケーシング１８３１の圧力損失が低減する。右側の第１のポンプ用ケーシング１８３と第１の吐出流路部２２３によるポンプ性能が、左側の第２のポンプ用ケーシング１８４と第２の吐出流路部２２４によるポンプ性能と比べて、性能の乖離が大きい場合は、図９に示す配置を用いることができる。

【0046】

図９の特徴を整理すると以下の通りである。第１のポンプと第２のポンプのうち、第１のポンプの圧力損失が大きいときに、第１の吐出流路部２２３１は、第１のポンプの回転軸７４よりも、吸込口２０と吐出口２２を結ぶ線に近い位置にあり、かつ、第１の吐出流路部２２３１は、吸込口２０と吐出口２２を結ぶ線に実質的に平行である。

【0047】

３番目の比較例を図１０に示す。図８に関して述べた問題の対策として、図１０では、第１の吐出流路部２２３２を第２の吐出流路部２２４よりも長くする。第１の吐出流路部２２３２を第２の吐出流路部２２４よりも長くするためには例えば、図１０に示す第１の吐出流路部２２３と第１のポンプ用ケーシング１８３を、回転軸７４の周りに反時計回りに回転させ、次に、第１の吐出流路部２２３の端部が吐出合流部２６の位置に来るように、Ｘ方向の正方向と、Ｙ方向の正方向に移動させる。図１０では反時計回りに２９°回転させ、次にＸ方向の正方向と、Ｙ方向の正方向に移動させたものが第１のポンプ用ケーシング１８３２と第１の吐出流路部２２３２である。

【0048】

第１の吐出流路部２２３２は第２の吐出流路部２２４よりも長いため、第１のポンプ用ケーシング１８３２から吐出合流部２６に向かう方向に、第１の吐出流路部２２３２の流路の口径を、第２の吐出流路部２２４と比較して緩やかに拡大することができる。第１の吐出流路部２２３２は、単位長さ当たりの流路の口径の拡大量（すなわち拡大率）が相対的に小さいことにより、急拡大による圧力損失が少なくなる。この結果、右側の第１のポンプの性能が向上して、左側の第２のポンプとの性能差が改善する。

【0049】

図１０の特徴を整理すると以下の通りである。（ｉ）第１のポンプと第２のポンプのうち、第１のポンプの圧力損失が大きいときに、第１の吐出流路部２２３２の長さを第２の
吐出流路部２２４の長さよりも長くする。

【0050】

以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【符号の説明】

【0051】

１６…ポンプ装置
１８…ポンプケーシング
２０…吸込口
２２…吐出口
２４…吸込分岐部
２６…吐出合流部
２８…開閉弁
３４…吸込フランジ
３６…吐出フランジ
５１…第１の羽根車
５２…第２の羽根車
１０１…電動機
１０１…第１の電動機
１２１…回転軸
１２１…第１の回転軸
１６１…第１のポンプ装置
１６２…第２のポンプ装置
１８１…ポンプケーシング
１８１…第１のポンプ用ケーシング
１８２…第２のポンプ用ケーシング
２０１…第１の吸込流路部
２０２…第２の吸込流路部
２２１…第１の吐出流路部
２２２…第２の吐出流路部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0021】

なお吸込分岐部２４は、吸込口２０から、第１の吸込流路部２０１と第２の吸込流路部２０２に分岐するところまでの区間を言う。具体的には吸込口２０から第１の吸込流路部２０１の開始端部５８までの区間と、吸込口２０から第２の吸込流路部２０２の開始端部６０までの区間を言う。吐出合流部２６は、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２が合流するところから吐出口２２までの区間を言う。具体的には第１の吐出流路部２２１の終端部２８１から吐出口２２までの区間と、第２の吐出流路部２２２の終端部２８２から吐出口２２までの区間を言う。ポンプ装置１６の吸込口２０とは、ポンプ装置１６の吸込み側におけるポンプ装置１６と配管（図示しない）の接続部である。ポンプ装置１６の吐出口２２とは、ポンプ装置１６の吐出側におけるポンプ装置１６と配管（図示しない）の接続部である。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0033】

例えば、第１のポンプ装置１６１が運転していて、第２のポンプ装置１６２が停止しているときは、開閉弁２８は、第１の吐出流路部２２１からの水圧により、点線で示す位置２８２に移動させられて、第２の吐出流路部２２２を閉鎖する。第２のポンプ装置１６２が運転していて、第１のポンプ装置１６１が停止しているときは、開閉弁２８は、第２の吐出流路部２２２からの水圧により、点線で示す位置２８１に移動させられて、第１の吐出流路部２２１を閉鎖する。第１のポンプ装置１６１と第２のポンプ装置１６２の両方を同時に運転しているときは、開閉弁２８は、第１の吐出流路部２２１と第２の吐出流路部２２２からの水圧により、実線で示す中間の位置２８３に移動させられる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0042】

左側において圧力損失が大きいという問題に対する対策として図８では、吐出合流部２６の角度を時計方向に若干、例えば15°傾ける。第１の吐出流路部２２３と吐出合流部２６の接触面は平行とする。すなわち、接続部２８１（図１参照）に、第１の吐出流路部２２３からの流体は、垂直方向に流入する。吐出合流部２６の形状は変更せずに、時計方向に若干、傾ける。図８に示す吐出合流部２６の内壁８０（図３も参照）は、傾ける前の位置を示し、図８に示す吐出合流部２６の内壁８２は、傾けた後の位置を示す。傾けた後の吐出合流部２６の外形は、図の明瞭化のために、図８には示していない。第１の吐出流路部２２３の形状は、吐出合流部２６を傾けたことに伴い、傾けた吐出合流部２６に適合するように変更する。図８の対策のメリットとしては回転軸７４と回転軸７６を、全体の中心である交点８４からの距離が等しくなるように配置できる。このことにより重心位置が安定する。