特開 2023-135237 マグネットポンプのインペラ脱着用治具及びこれを備えたインペラ脱着用装置

(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】P2023135237

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】マグネットポンプのインペラ脱着用治具及びこれを備えたインペラ脱着用装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/62 20060101AFI20230921BHJP

【ＦＩ】

F04D29/62 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040344

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000183303

【氏名又は名称】住友金属鉱山株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136825

【弁理士】

【氏名又は名称】辻川 典範

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】牟田 総一郎

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AA22

3H130AA29

3H130AB22

3H130AB42

3H130AC01

3H130BA87C

3H130BA87Z

3H130BA91C

3H130BA91Z

3H130BA95C

3H130BA95Z

3H130DJ08X

3H130EA04C

3H130EA04Z

3H130ED02C

3H130ED02Z

(57)【要約】

【課題】 作業員がインペラに直接触れることなく簡易かつ安全に脱着作業を行なうことが可能なマグネットポンプのインペラ脱着用治具を提供する。
【解決手段】 マグネットポンプのインペラ脱着用治具であって、略円柱状の基軸部１１と、基軸部１１の外周面に周方向に均等な間隔をあけて放射状に設けられた腕部１２～１４と、基軸部１１に関して腕部１２～１４が延びる方向とは反対方向に位置するおもり部１５と、これら基軸部１１及びおもり部１５を互いに接続する連結部１６とから構成されており、腕部１２～１４は、それらの末端部が基軸部１１の中心軸Ｏに垂直な同一面上において中心軸Ｏに向かって１２０度ずつ中心角のずれた３方向から差し向うように曲がっており、腕部１３及び１４はそれらの末端部が中心軸Ｏから離間する方向に伸縮自在になっている。
【選択図】 図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マグネットポンプのインペラ脱着用治具であって、略円柱状の金属製の基軸部と、該基軸部の外周面に周方向に均等な間隔をあけて放射状に設けられた３本の金属製の腕部と、該基軸部に関して該３本の腕部が延びる方向とは反対方向に位置する金属製のおもり部と、これら基軸部及びおもり部を互いに接続する金属製の連結部とから構成されており、前記３本の腕部は、それらの末端部が前記基軸部の中心軸に垂直な同一面上において該中心軸に向かって１２０度ずつ中心角のずれた３方向から差し向うように各々少なくとも１箇所で曲がっており、前記３本の腕部のうちの２本はそれらの末端部が前記中心軸から離間する方向に伸縮自在になっていることを特徴とするインペラ脱着用治具。

【請求項2】

前記３本の腕部の各々の前記末端部の先端には、インペラ側部の開口部分に差し込まれるテーパー形状の爪部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のインペラ脱着用治具。

【請求項3】

請求項１又は２のインペラ脱着用治具と、これを支持する支持台車とから構成されるマグネットポンプのインペラ脱着用装置であって、前記支持台車は、下面４隅に車輪が設けられた矩形板状の基台部と、前記基台部の上面においてその幅方向中央部から立設する支持部と、前記支持部の上端部に取り付けられており、前記連結部を包むようにして保持する略円筒形状の把持部とから構成されることを特徴とするマグネットポンプのインペラ脱着用装置。

【請求項4】

前記支持台車は前記把持部がその中心軸を含む水平面で２分割された構造になっており、それらの周方向一端部同士の外側に設けた蝶番によって上半分が開閉可能に下半分に接続され、周方向他端部同士の外側に設けた係止手段によって上半分を閉じたときに下半分に固定できることを特徴とする、請求項３に記載のマグネットポンプのインペラ脱着用装置。

【請求項5】

前記支持台車は、前記支持部の上端の高さを調節できる構造を有していることを特徴とする、請求項３又は４に記載のマグネットポンプのインペラ脱着用装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マグネットポンプのインペラ脱着用治具及びこれを備えたインペラ脱着用装置に関し、特に、ノンシールポンプとも称される遠心式のマグネットポンプのメンテナンス時等に際して、ケーシング内のインペラを作業員が直接手で触れることなく脱着できるインペラ脱着用治具及びこれを備えたインペラ脱着用装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マグネットポンプは、ノンシールポンプとも呼ばれるように軸封部のないシールレス構造であるため、腐食性流体を取り扱う化学工業や引火性流体を取り扱う石油化学工業等のように外部への液漏れが問題になる分野において多用されている。このマグネットポンプの構造には様々なものが提案されているが、いずれも特許文献１、２に示すように、被昇圧流体が流れ込むフロントケーシング内に収納されたインペラ（羽根車）と、該インペラに同芯軸状に接続された内部磁石と、この内部磁石を囲むように同芯軸状に配されている駆動軸側の外部磁石とから構成される。

【0003】

上記の内部磁石は、上記のフロントケーシングに連通するリアケーシングによって、その外側に位置する外部磁石から隔てられているが、該リアケーシングを介して作用する磁力によりこれら内部磁石及び外部磁石は互いに引き付けられているので、モーターの回転駆動に追随してインペラが同期回転するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－２８５９０９号公報

【特許文献2】特開平０７－２３８８９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記構造のマグネットポンプにおいては、運転条件の変更等に対応させるため、インペラの種類を変更したり接液面の摩耗や腐食によりインペラを交換したりする必要が生じる場合があり、この場合は、例えば図１の分解斜視図で示すような構造のマグネットポンプでは、先ずフロントケーシング１を取り外した後、インペラ２を内部磁石３と共にリアケーシング４から引き抜いたり挿入したりする作業（以下、脱着とも称する）が必要になる。このため、作業者は、インペラ２の側部に指を引っ掛けて前述した互いに引き付けあう磁石同士の磁力に逆らいながらインペラ２をその回転軸方向に徐々に移動させる作業が一般的に必要になる。

【0006】

しかしながら、上記のインペラ２の引き抜きや挿入の途中で作業員の力よりも磁力の方が勝ってしまうと、インペラ２は内部磁石３と共に勢いよくリアケーシング４内の定位置に引き込まれるため、インペラ２の側部に引っ掛けていた指や手がこれらリアケーシング４とインペラ２との間に挟まれる事故が生じるおそれがあった。特にポンプサイズが大型化するに従いインペラ２及び内部磁石３も重量化するので危険性が増すうえ、そもそも大型化すると人力のみでインペラ２及び内部磁石３を移動させるのは困難であった。

【0007】

本発明は上記したマグネットポンプのインペラの脱着作業時に生じうる問題点に鑑みてなされたものであり、作業員がインペラに直接触れることなく簡易かつ安全に脱着作業を行なうことが可能なマグネットポンプのインペラ脱着用治具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】

上記目的を達成するため、本発明に係るマグネットポンプのインペラ脱着用治具は、略円柱状の金属製の基軸部と、該基軸部の外周面に周方向に均等な間隔をあけて放射状に設けられた３本の金属製の腕部と、該基軸部に関して該３本の腕部が延びる方向とは反対方向に位置する金属製のおもり部と、これら基軸部及びおもり部を互いに接続する金属製の連結部とから構成されており、前記３本の腕部は、それらの末端部が前記基軸部の中心軸に垂直な同一面上において該中心軸に向かって１２０度ずつ中心角のずれた３方向から差し向うように各々少なくとも１箇所で曲がっており、前記３本の腕部のうちの２本はそれらの末端部が前記中心軸から離間する方向に伸縮自在になっていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、マグネットポンプのインペラ脱着作業時において、作業員がインペラに直接触れることなく簡易且つ安全に脱着作業を行なうことが可能になるので、その工業的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係るインペラ脱着用治具が対象とするマグネットポンプの一具体例の分解斜視図である。

【図2】本発明に係るインペラ脱着用治具の一具体例の斜視図である。

【図3】図２のインペラ脱着用治具の正面図である。

【図4】図２のインペラ脱着用治具の背面図である。

【図5】図２のインペラ脱着用治具の右側面図である。

【図6】図４のインペラ脱着用治具をＡ－Ａ線で切断した端面図である。

【図7】図２のインペラ脱着用治具及びその支持台車からなるインペラ脱着用装置を用いてマグネットポンプのインペラを側部から掴持している状態を示す斜視図である。

【図8】図２のインペラ脱着用治具及びその支持台車からなるインペラ脱着用装置を用いて縦断面図で示すマグネットポンプのインペラを側部から掴持している状態を示す側面図である。

【図9】図７に示す支持台車の正面図である。

【図10】図９に示す支持台車が有する２分割構造の把持部の上半分が開閉する様子を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係るマグネットポンプのインペラ脱着用治具の一具体例について図面を参照しながら詳細に説明する。図２～５に示すように、この本発明の一具体例のインペラ脱着用治具１０は、後述する支持台車によって中心軸を横向きにして支持される略円柱状の金属製の基軸部１１と、この基軸部１１の外周面における中心軸Ｏ方向の略中央部分に周方向に均等な間隔をあけて放射状に取り付けられた３本の金属製の腕部１２～１４と、基軸部１１に関して３本の腕部１２～１４が延びる方向とは反対方向に位置する好ましくは円板状の金属製のおもり部１５と、これら基軸部１１及びおもり部１５を互いに接続する好ましくは円管又は丸棒からなる金属製の連結部１６とから構成される。

【0012】

上記の３本の腕部１２～１４は、全て同じ箇所で２回屈曲することで、基軸部１１の中心軸Ｏに対して交差した根元部と、中心軸Ｏに対して平行な中間部と、中心軸Ｏに対して直交する末端部とからなる３つの部位が、この順で基軸部１１側から繋がった形状を各々有している。これにより、これら３本の腕部１２～１４の末端部を、基軸部１１の中心軸Ｏに垂直な同一面上において中心軸Ｏに向かって１２０度ずつ中心角のずれた３方向から差し向うように配することができる。なお、上記のように、３本の腕部１２～１４の末端部が基軸部１１の中心軸Ｏに垂直な同一面上において中心軸Ｏに向かって１２０度ずつ中心角のずれた３方向から差し向うことができるのであれば、３本の腕部１２～１４の各々は２回屈曲した形状に限定されるものではなく、１回だけ曲がった形状でもよいし、３回以上曲がった形状でもよい。

【0013】

上記の３本の腕部１２～１４の各末端部の先端には、中心軸Ｏ方向の厚みが先端部に向かうに従って徐々に薄くなるテーパー形状（くさび形状）の爪部１７が取り付けられている。この爪部１７の材質は、インペラの脱着時にかかる負荷に耐えられる程度の強度を有するものであれば特に限定はないが、少なくとも表面部において硬質ゴムなどのわずかに変形可能な可撓性部材が用いられているのが好ましい。これにより、インペラを傷つけることなくインペラの側部の開口部分に対して密着度を高めることができるので、より確実にインペラを掴むことができる。

【0014】

更に、上記の３本の腕部１２～１４のうち、２本の腕部１３及び１４の各々は、根元部の略中間部分に軸方向に伸縮自在な伸縮部１８を有している。この伸縮部１８は、例えば図６に示すように、一端部に開口部を有する円筒部１８ａと、該開口部に挿通され、円筒部１８ａ内で往復動可能なロッド部１８ｂと、円筒部１８ａ内においてロッド部１８ｂを囲む形態で収容されたつるまきばね形状のばね部１８ｃとから構成される。

【0015】

上記の円筒部１８ａの開口部は全周に亘って内側に屈曲することで環状の段差が形成されており、一方、ロッド部１８ｂの先端にはフランジ部が形成されている。そして、これら段差及びフランジ部の互いに対向する環状面にそれぞればね部１８ｃの両端が当接することで、ばね部１８ｃは圧縮状態で円筒部１８ａ内に収容されており、結果的に伸縮部１８は収縮方向に付勢された状態で伸長可能になっている。２本の腕部１３及び１４の各根元部は略中間部分で分断しており、この分断した一方が円筒部１８ａの開口側とは反対側の端部に同芯軸状に接合しており、他方がロッド部１８ｂに同芯軸状に接合している。これにより、２本の腕部１３及び１４は、それらの末端部が中心軸Ｏから離間する方向に伸縮自在になっている。

【0016】

マグネットポンプは、フロントケーシング１内でインペラ２を高速回転させることで、該インペラ２の片面側から吸い込んだ流体を遠心力でインペラ２の側部の全周から放出して昇圧させるものであるため、インペラ２の側部は該流体の放出のために全周に亘って開口している。よって、図７に示すように、マグネットポンプの図示しないフロントケーシングを取り外したときに露出するインペラ２の側部に対して、その回転中心軸に関して１２０度ずつ中心角のずれた３方向から、上記した構造のインペラ脱着用治具１０の３本の腕部１２～１４の爪部１７を差し込んで保持することが可能になる。

【0017】

前述したように、伸縮部１８は収縮方向に付勢された状態で伸縮可能になっているので、インペラ２の側部に爪部１７を差し込むときは、先ず２本の腕部１３、１４の伸縮部１８を引き伸ばすことで爪部１７を基軸部１１の中心軸Ｏから離間させ、この引き伸ばした状態のままインペラ脱着用治具１０をインペラ２に近づける。そして、３本の腕部１２～１４の爪部１７がインペラ２の側部に対向したときに、引き伸ばされた状態の伸縮部１８を元の状態に戻す。これにより、インペラ脱着用治具１０の３本の腕部１２～１４によってインペラ２を掴むことができる。

【0018】

上記のようにして３本の腕部１２～１４でインペラ２の側部を掴んだ状態のままインペラ脱着用治具１０をインペラ２の回転中心軸方向に引き抜くことで、インペラ２を内部磁石３と共にマグネットポンプから取り外すことができる。なお、インペラ２を内部磁石３と共にマグネットポンプに取り付けるときは、上記の取り外すときとは逆の作業を行なえばよい。このように、本発明の一具体例のインペラ脱着用治具１０を用いることで、作業者は手指をインペラ２に直接触れることなく安全且つ容易にインペラ２及び内部磁石３の取り外しや取り付けを行なうことができる。

【0019】

本発明の一具体例のインペラ脱着用治具１０は、上記した伸縮部１８においてロッド部１８ｂが円筒部１８ａ内で往復動可能な範囲内を限度として種々のインペラの脱着に用いることができるが、この範囲の上限を超える大きなインペラや逆にこの範囲の下限未満の小さなインペラの脱着にも用いることが求められる場合は、それらのインペラに対応できるように、腕部１２及び１３において、伸縮部１８の円筒部１８ａを含む末端部側を腕の長さが異なるものと交換すればよい。

【0020】

なお、図２に示すインペラ脱着用治具１０は、３本の腕部１２～１４の根元部が基軸部１１の中心軸Ｏに対して同じ角度で傾斜しているが、上記のように２本の腕部１３及び１４において、末端部側を腕の長さが異なるものと交換する場合は、３本の腕部１２～１４の根元部が基軸部１１の中心軸Ｏに対して直交する形状を有しているのが好ましい。これにより、２本の腕部１３及び１４の末端部側を、残る１本の腕部１２とは腕の長さが異なるものに交換しても、常にそれらの末端部を基軸部１１の中心軸Ｏに垂直な同一面上に位置させることができる。

【0021】

上記した本発明の一具体例のインペラ脱着用治具１０は、図７及び８に示すように支持台車２０に支持した状態で脱着作業を行なうのが好ましい。これにより、インペラ及び内部磁石の脱着に際し、作業員はインペラ及び内部磁石のみならず、インペラ脱着用治具１０も支持する必要がないので、作業者はインペラ脱着用治具１０の３本の腕部１２～１４の爪部１７をインペラの側部に差し込む作業だけに集中することができる。また、インペラ及び内部磁石をマグネットポンプに近づけたり離間させたりするときは、この支持台車２０を移動させるだけでよいので、作業性及び安全性が向上する。

【0022】

支持台車２０は、下面４隅に車輪が設けられた矩形板状の基台部２１と、基台部２１の上面においてその幅方向中央部から立設する支持部２２と、支持部２２の上端部に取り付けられており、インペラ脱着用治具１０の連結部１６を包むようにして保持する略円筒形状の把持部２３とから構成するのが好ましい。この場合、支持台車２０は、様々な種類のマグネットポンプに対応できるように、インペラ脱着用治具１０を保持する把持部２３の高さを調節できるのが好ましい。

【0023】

上記の把持部２３の高さを調節する機構については特に限定はなく、例えば図９に示すように、基台部２１から立設する２枚の互いに平行な略台形板状の固定部２２ａと、この２枚の固定部２２ａの間に挟持された上下方向に移動可能な可動部２２ｂとで支持部２２を構成する構造を挙げることができる。この場合、可動部２２ｂは、高さ調節後にその位置が容易に動かないように、例えばボルトナットで固定部２２ａに固定できるのが好ましい。これは、例えば図７及び８に示すように、可動部２２ｂに縦方向に延在する２個の長孔を横方向に互いに離間させて穿孔し、固定部２２ａにおいてこれら２個の長孔に重なる位置に、各々同様に縦方向に延在する２個の長孔を穿孔することで実現することができる。あるいは、可動部２２ｂに２個の長孔ではなく縦方向に並ぶ複数個のボルト孔の列を横方向に互いに離間させて穿孔すると共に、固定部２２ａの各々には、これら２列のボルト孔の列にそれぞれ対応する２か所に長孔ではなくボルト孔を穿孔してもよい。

【0024】

また、上記の支持台車２０の把持部２３は、図９に示すようにその略円筒形状の中心軸を含む水平面で２分割された構造になっているのが好ましい。これにより、上半分２３ａを１点鎖線で示すように開閉させることができるので、インペラ脱着用治具１０を支持台車２０に容易に搭載することができる。上記の上半分２３ａを開閉させる構造については特に限定はないが、例えば図１０に示すように、上半分２３ａと下半分２３ｂの周方向一端部同士の外側に蝶番２４を設けると共に、それらの周方向他端部同士の外側に例えばボルトナットを挿通可能な係止手段２５を設けて、上半分２３ａを閉じたときにこれを下半分２３ｂに固定できる構造が好ましい。

【0025】

上記のおもり部１５は、３本の腕部１２～１４でインペラ及び内部磁石を保持したときや、斜め下方に位置する２本の腕部１３及び１４に対して、それらの伸縮部１８をばね部１８ｃの弾性力に抗して伸長させたときにおいても、インペラ脱着用治具１０の重心が不安定になって支持台車２０が倒れることのないようにその重さが定められている。なお、前述したように、２本の腕部１３及び１４を適宜交換して大きなインペラや小さなインペラを着脱するときにインペラ脱着用治具１０の重心が不安定になって支持台車２０が倒れることのないように、インペラ脱着用治具１０は、把持部２３で支持される部位を支点とするモーメントを変更するため、重さの異なるおもり部１５と交換したり、長さの異なる連結部１６と交換したりできる構造でも構わない。

【符号の説明】

【0026】

１ フロントケーシング
２ インペラ
３ 内部磁石
４ リアケーシング
１０ インペラ脱着用治具
１１ 基軸部
１２～１４ 腕部
１５ おもり部
１６ 連結部
１７ 爪部
１８ 伸縮部
１８ａ 円筒部
１８ｂ ロッド部
１８ｃ ばね部
２０ 支持台車
２１ 基台部
２２ 支持部
２２ａ 固定部
２２ｂ 可動部
２３ 把持部
２３ａ 上半分
２３ｂ 下半分
２４ 蝶番
２５ 係止手段
Ｏ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】