特開 2024-112055 遠心ポンプ

(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】P2024112055

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】遠心ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/42 20060101AFI20240813BHJP

【ＦＩ】

F04D29/42 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016886

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】505328085

【氏名又は名称】古河産機システムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】葛山 達夫

(72)【発明者】

【氏名】中澤 真一

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AB22

3H130AB47

3H130AC30

3H130BA24A

3H130BA24C

3H130BA95A

3H130CA27

3H130CB14

3H130DA02Z

3H130EA01A

3H130ED02A

(57)【要約】

【課題】バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させる。
【解決手段】この遠心ポンプ１では、バックケーシング７は、その裏面に設けられた装着面９５がフレーム１０前端の装着面９６に複数のバックケーシング固定ボルト９１で固定されるとともに、バックライナ７２は、自身裏面に突設された固定軸７３のねじ部が複数のバックライナ固定ナット９２で固定される。そして、バックケーシング固定ボルト９１は、六角穴付きボルトが用いられ、装着面９６の背面側に形成された段付き穴９７に、ボルト頭部９１ｔが埋入される位置で締結され、バックライナ固定ナット９２は、高ナットが用いられて、その締結時の頭部後端の位置が、六角穴付きボルトの後端よりも軸方向の後方に張り出している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸を回転自在に支持するフレームと、該フレーム前端の装着面に装着されるとともに分割型ゴムライナが内装される分割型ケーシングと、該分割型ケーシング内に突設される前記駆動軸の先端に支持されるインペラと、を備え、前記分割型ゴムライナの内部に前記インペラの収容空間が画成される遠心ポンプであって、
前記分割型ゴムライナは、軸方向前側のフロントライナと、軸方向後側のバックライナと、を含んで構成され、
前記分割型ケーシングは、前記フロントライナを覆うフロントケーシングと、前記バックライナを覆うバックケーシングと、を含んで構成され、
前記バックケーシングは、自身の裏面に設けられた装着面が前記フレームの前端面の装着部に複数のバックケーシング固定ボルトによって固定され、
前記バックライナは、自身の裏面に突設された固定軸のねじ部が複数のバックライナ固定ナットによって前記バックケーシングの裏面側から固定される構造になっており、
前記バックケーシング固定ボルトの頭部が前記フレームの前端面の装着部に埋め込み構造とされ、前記バックケーシング固定ナットと前記バックライナ固定ボルトとの軸方向の後端位置が前後して形成されることで、各固定ボルトおよび固定ナットへの締結工具の挿入および操作作業領域が確保されていることを特徴とする遠心ポンプ。

【請求項2】

前記バックケーシング固定ボルトは、六角穴付きボルトが用いられ、前記フレームの前端の装着面の背面側から形成された段付き穴に、該六角穴付きボルトの頭部が埋入される位置で締結されるように構成され、
前記バックライナ固定ナットは、軸方向に伸びる高ナットが用いられ、該高ナットの締結時の後端部の軸方向での位置が、前記埋入される六角穴付きボルトの締結時の頭部の後端の位置よりも、軸方向の後方に張り出すように構成されている請求項１に記載の遠心ポンプ。

【請求項3】

当該遠心ポンプは、エキスペラと、該エキスペラの後方に設けられたシールリングを有する軸封部と、を備えるものであり、
前記軸封部は、スタフィングボックスと、該スタフィングボックスの内面に着脱可能に且つ前記エキスペラを囲むように対向して配置されるスタフィングボックスライナと、を有し、
前記スタフィングボックスライナは、芯金と、該芯金を覆うゴム部と、を有するとともに、前記芯金と一体に設けられたねじ部が、前記スタフィングボックスの背面後方まで張り出して、前記スタフィングボックスライナの固定ナットによって固定され、
前記バックライナ固定ナットの張り出し量の基準面となる軸方向の位置は、スタフィングボックスの背面と一致している請求項２に記載の遠心ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分割型のケーシングに分割型のゴムライナが内装された遠心ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のポンプは、ゴムライナが内装されたケーシングと、ケーシング内に突設するシャフトの先端に支持されたインペラと、を備え、ゴムライナの内部にインペラの収容空間が画成される（例えば特許文献１参照）。

【0003】

ここで、この種のポンプでは、ゴムライナおよびケーシングが軸方向の前後で二分割されるものが知られている。分割型のケーシングおよび分割型のゴムライナを採用することでポンプのメンテナンス性が向上する。

【0004】

分割型のゴムライナは、軸方向前側のフロントライナと、軸方向後側のバックライナと、を含んで構成される。また、分割型のケーシングは、フロントライナを覆うフロントケーシングと、バックライナを覆うバックケーシングと、を含んで構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１２２４０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この種のポンプでは、バックケーシングの裏面に装着面が設けられる。装着面は、フレーム前端の装着面に複数のバックケーシング固定ボルトで固定される。さらに、二つ割りされたゴムライナのうち、バックライナは、自身裏面に突設された固定軸のねじ部が、バックケーシングの裏面に複数のバックライナ固定ボルトによって固定される構造になっている。

【0007】

そのため、複数のバックケーシング固定ボルトと、複数のバックライナ固定ボルトとが、ポンプ軸方向での非常に近い位置に配置されるため、周方向の寸法取り合いも難しい上、バックケーシング裏面の部分でのバックケーシング固定作業や、バックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性を低下させる要因となっている。

【0008】

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、分割型ゴムライナを備える遠心ポンプにおいて、バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させ得る遠心ポンプを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る遠心ポンプは、駆動軸を回転自在に支持するフレームと、該フレーム前端の装着面に装着されるとともに分割型ゴムライナが内装される分割型ケーシングと、該分割型ケーシング内に突設される前記駆動軸の先端に支持されるインペラと、を備え、前記分割型ゴムライナの内部に前記インペラの収容空間が画成される遠心ポンプであって、前記分割型ゴムライナは、軸方向前側のフロントライナと、軸方向後側のバックライナと、を含んで構成され、前記分割型ケーシングは、前記フロントライナを覆うフロントケーシングと、前記バックライナを覆うバックケーシングと、を含んで構成され、前記バックケーシングは、自身の裏面に設けられた装着面が前記フレームの前端面の装着部に複数のバックケーシング固定ボルトによって固定され、前記バックライナは、自身の裏面に突設された固定軸のねじ部が複数のバックライナ固定ナットによって前記バックケーシングの裏面側から固定される構造になっており、前記バックケーシング固定ボルトの頭部が前記フレームの前端面の装着部に埋め込み構造とされ、前記バックケーシング固定ボルトと前記バックライナ固定ナットとの軸方向の後端位置が前後して形成されることで、各固定ボルトおよび固定ナットへの締結工具の挿入および操作作業領域が確保されている。

【0010】

ここで、本発明の一態様に係る遠心ポンプにおいて、前記バックケーシング固定ボルトは、六角穴付きボルトが用いられ、前記フレームの前端の装着面の背面側から形成された段付き穴に、該六角穴付きボルトの頭部が埋入される位置で締結されるように構成され、前記バックライナ固定ナットは、軸方向に伸びる高ナットが用いられ、該高ナットの締結時の後端部の軸方向での位置が、前記埋入される六角穴付きボルトの締結時の頭部の後端の位置よりも、軸方向の後方に張り出すように構成されていることは好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、バックケーシング固定ボルトの頭部をフレームへの埋め込み構造として、バックケーシング固定ボルトとバックライナ固定ナットとの軸方向の後端位置が前後して形成されることで、軸直方向での工具の挿入作業領域が確保されている。そのため、バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一態様に係る遠心ポンプの一実施形態の説明図であり、同図では駆動軸の軸線に沿った断面を示している。

【図2】本発明の一態様に係る遠心ポンプの一実施形態の側面図である。

【図3】図２でのＣ－Ｃ断面図である。

【図4】図２でのＤ－Ｄ断面図である。

【図5】図２でのＥ－Ｅ断面図である。

【図6】図２でのＦ－Ｆ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

【0014】

図１および図２に示すように、本実施形態の遠心ポンプ１は、フレーム１０と、フレーム１０の前部の端面に装着されたケーシング５と、を備える。本実施形態の遠心ポンプ１は、図１に示すように、ケーシング５内には、駆動軸２の先端に片持ち支持されたインペラ３が突設されるとともに、インペラ３の後方にエキスペラ４が設けられている。そして、エキスペラ４の後方には軸封部８０が設けられる。

【0015】

本実施形態のインペラ３は、自身の前面に複数枚の羽根３ａが設けられるとともに、背面に複数枚の裏羽根３ｂが設けられている。ケーシング５は、前面が軸方向に沿って前方に張り出す吸込側５ｉｎとされ、上部中央が吐出側５ｏｕｔとされている。

【0016】

駆動軸２は、基端側がケーシング５の後方を貫通してフレーム１０内に延びている。フレーム１０内には、軸方向前後に離隔した二つの軸受６１，６２を有する軸支部６０が設けられ、この軸支部６０によって駆動軸２の基端側が水平に且つ回転自在に支持されている。軸受６１の前側はシール部２０によってシールされている。駆動軸２の後端部には、例えば駆動プーリ８が同軸に装着され、不図示のモータの出力が不図示の駆動ベルトを介して伝達可能に接続される。

【0017】

本実施形態の遠心ポンプは、ケーシング５の内周面の接液部を覆うように、耐摩耗に優れたゴム製のライナ７０が装着される。本実施形態のライナ７０は、駆動軸２と直交する面に沿って略中央で縦に二分割可能に構成され、軸方向前側のフロントライナ７１と、軸方向後側のバックライナ７２と、を含んで構成される。

【0018】

また、本実施形態のケーシング５は、駆動軸２と直交する面に沿って略中央で縦に二分割された分割型とされ、フロントライナ７１を覆うフロントケーシング６と、バックライナ７２を覆うバックケーシング７と、を含んで構成される。
フロントケーシング６は、フロントライナ７１とバックライナ７２とをバックケーシング７の前面との間に挟持するようにしてボルト・ナット９３で相互に固定される。これにより、ライナ７０の内部にインペラ３の収容空間が画成される。

【0019】

本実施形態の軸封部８０は、上記バックケーシング７の背面に固定されるスタフィングボックス８１と、スタフィングボックス８１の内面に着脱可能に且つエキスペラ４を囲むように対向して配置されるスタフィングボックスライナ８２と、を有する。スタフィングボックス８１の後部中央には、後方に伸びる円筒状のシールハウジング部８７が設けられ、シールハウジング部８７には、複数のシールリングを有する多段シールリング方式によるシール部が内装されている。
スタフィングボックスライナ８２は、円環板状の芯金８３と、芯金８３を覆う軟質ゴムからなるゴム部８４と、で構成され、芯金８３と一体に設けられたねじ部８５が、スタフィングボックス８１の背面後方まで張り出し、スタフィングボックスライナ２８の固定ナット８６によって固定されている。

【0020】

バックケーシング７は、その背面に装着面９５が設けられ、フレーム１０の前端には、装着面９５に対応する位置に、装着面９５に対向する装着面９６が設けられている。これら装着面９５、９６によって装着部９０が構成される。

【0021】

バックケーシング７は、複数のバックケーシング固定ボルト９１でフレーム１０前端の装着面９６に固定される。本実施形態の遠心ポンプ１では、装着部９０は、図３－６に示すように、周方向に離隔した適所の計４箇所に設けられている。

【0022】

本実施形態の遠心ポンプ１は、バックケーシング７の裏面に設けられた装着部９０がフレーム１０の前端面に複数（４本）のバックケーシング固定ボルト９１で固定される。

【0023】

また、二つ割りされたライナ７０のうち、バックライナ７２は、複数（４本）のバックライナ固定ナット９２によって、バックケーシング７の裏面に突設された装着軸７３が、複数のバックライナ固定ナット９２によってバックケーシング７の裏面側から固定される固定される構造になっている。

【0024】

なお、フレーム１０前端には、バックライナ固定ナット９２が装着される位置に対応して、軸方向に貫通する挿通穴９４が形成されており、バックライナ固定ナット９２の挿抜および締め込み並びに弛めにフレーム１０が干渉しないようになっている。

【0025】

特に、本実施形態の遠心ポンプ１では、バックケーシング固定ボルト９１は、六角穴付きボルトが用いられており、フレーム１０の装着面９６の背面に形成された段付き穴９７に、六角穴付きボルト（９１）の頭部９１ｔが埋入される位置で締結されるように構成されている。

【0026】

さらに、バックライナ固定ナット９２は、軸方向に伸びる高ナットが用いられており、該高ナット（９２）の締結時の頭部端部側の軸方向での位置が、段付き穴１６の内部に埋入される六角穴付きボルト（９１）の頭部９１ｔの後端よりも、軸方向の後方に張り出す位置に位置するように構成され、これにより、装着時において、相互は張り出し量Ｄだけ軸方向に前後している。ここで、本実施形態において、バックライナ固定ナット９２の張り出し量Ｄの基準面となる軸方向の位置は、スタフィングボックス８１の背面と一致している。

【0027】

次に、本実施形態の遠心ポンプ１におけるライナおよびケーシングの固定構造の作用効果について説明する。
本実施形態の遠心ポンプ１においてケーシング５やライナ７０のメンテナンスを行う際には、まず、図１において、ボルト・ナット９３による締結を外してフロントケーシング６およびフロントライナ７１を軸方向手前側に取り外し、次いで、インペラ３を軸方向手前側に取り外す。
その後、軸封部８０やシール部２０のメンテナンスを引き続き行う場合は、バックライナ固定ナット９２を、図３に示すスパナ等の締結工具Ｓで緩めて取り外してから、バックライナ７２を軸方向手前側に取り外す。次いで、エキスペラ４を軸方向手前側に取り外して、軸封部８０やシール部２０のメンテナンスを行うことができる。

【0028】

ここで、上述したように、この種の分割型ゴムライナを備える遠心ポンプでは、複数のバックケーシング固定ボルトと複数のバックライナ固定ボルトとが、ポンプの軸方向での非常に近い位置に配置される。そのため、周方向の寸法取り合いも難しい上、この部分でのバックケーシング固定作業や、バックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性を低下させる要因となっている。

【0029】

これに対し、本実施形態の遠心ポンプ１では、バックケーシング固定ボルト９１の頭部９１ｔをフレーム１０に対して埋め込み構造とし、バックケーシング固定ボルト９１とバックライナ固定ナット９２との軸方向の位置を前後させている。
これにより、本実施形態の遠心ポンプ１によれば、各固定ボルト９１および固定ナット９２への締結工具の挿入および操作作業領域が張り出し量Ｄを設けることで確保されている。そのため、バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させることができる（発明１）。

【0030】

特に、本実施形態の遠心ポンプ１では、バックケーシング固定ボルト９１は、上述したように、六角穴付きボルトが用いられ、フレーム１０の前端の装着面９６の背面側から形成された段付き穴９７に、該六角穴付きボルトの頭部９１ｔが埋入される位置で締結されるように構成されている。
さらに、バックライナ固定ナット９２は、軸方向に伸びる高ナットが用いられ、該高ナットの締結時の後端部の軸方向での位置が、埋入される六角穴付きボルトの締結時の頭部の後端の位置よりも、軸方向の後方に張り出すように構成されているので、図３にバックライナ固定ナット９２に対する締結工具であるスパナＳの締結方向での旋回可能範囲のイメージを二点鎖線で示すように、バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させる上でより好適である（発明２）。

【0031】

特に、本実施形態では、スタフィングボックス８１の背面と高ナット９２の張り出し量Ｄの基準面とが一致していることにより、軸封部８０の調整作業性を確保しつつ、バックケーシング固定作業やバックライナ固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させている（発明３）。
つまり、スタフィングボックス８１の背面と高ナット９２の張り出し量Ｄの基準面とが一致していない場合、仮にスタフィングボックス８１の背面が基準面よりも前方寄り（図１での左側）であれば、フレーム面９８よりも軸方向で奥に入り込んでいる状態となり、スタフィングボックスライナ８２の固定ナット８６を回しづらくなる。
また、逆に、スタフィングボックス８１の背面が基準面よりも後方寄り（図１での右側）にあると、スタフィングボックス８１の後方に張り出すシールハウジング部８７の後端面とシール部２０前面までの距離が確保できなくなり、軸封部８０後方でのシールハウジング部８７の調整作業が困難になる。

【0032】

以上説明したように、本実施形態の遠心ポンプ１によれば、バックケーシング７の固定作業やバックライナ７２の固定作業等のメンテナンス作業の作業性をより向上させることができる。なお、本発明に係るポンプ用ケーシングは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0033】

１ 遠心ポンプ
２ 駆動軸
３ インペラ
３ａ 羽根
３ｂ 裏羽根
４ エキスペラ
５ ケーシング
５ｉｎ 吸込側
５ｏｕｔ 吐出側
６ フロントケーシング
７ バックケーシング
８ 駆動プーリ
１０ フレーム
２０ シール部
６０ 軸支部
６１ 軸受
６２ 軸受
７０ ライナ
７１ フロントライナ
７２ バックライナ
７３ 固定軸
７４ ねじ部
８０ 軸封部
８１ スタフィングボックス
８２ スタフィングボックスライナ
８３ 芯金
８４ ゴム部
８５ ねじ部
８６ 固定ナット
８７ シールハウジング部
９０ ケーシング装着部
９１ バックケーシング固定ボルト（六角穴付きボルト）
９２ バックライナ固定ナット（高ナット）
９３ ボルト・ナット
９４ 挿通穴
９５ ケーシング側の装着面
９６ フレーム側の装着面
９７ 段付き穴
９８ 装着部の背面
Ｄ 張り出し量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】