特開 2024-3479 プレスインペラ及びポンプ装置

(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】P2024003479

(43)【公開日】2024-01-15

(54)【発明の名称】プレスインペラ及びポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/22 20060101AFI20240105BHJP

【ＦＩ】

F04D29/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022102658

(22)【出願日】2022-06-27

(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】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(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】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】山下 英吾

(72)【発明者】

【氏名】鷲津 維摩

(72)【発明者】

【氏名】大杉 洋人

(72)【発明者】

【氏名】清水 孝司

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AB12

3H130AB25

3H130AB46

3H130BA03C

3H130BA24C

3H130BA66C

3H130CB09

3H130DA02Z

3H130EA06C

3H130EA07C

3H130EA08C

3H130EB02C

3H130ED01C

3H130ED02C

(57)【要約】

【課題】ポンプ性能の安定化及び強度の向上が可能なプレスインペラ及びポンプ装置を提供すること。
【解決手段】インペラ３３は、主板４１と、主板４１と対向して設けられ、中心に流体の入口となる吸込口４２ａ、外周縁側に形成された軸方向に直交する方向に延びる平板部４２ｂ、及び、吸込口４２ａ及び平板部４２ｂを連続し、平板部４２ｂに対して直線状に傾斜する傾斜部４２ｃを有する、平板部４２ｂ及び主板４１の外周縁側が前記流体の出口を構成する側板４２と、主板４１及び側板４２の間に配置される複数の羽根４３と、を備える。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主板と、
前記主板と対向して設けられ、中心に流体の入口となる吸込口、外周縁側に形成された軸方向に直交する方向に延びる平板部、及び、前記吸込口及び前記平板部を連続し、前記平板部に対して直線状に傾斜する傾斜部を有する、前記平板部及び前記主板の外周縁側が前記流体の出口を構成する側板と、
前記主板及び前記側板の間に配置される複数の羽根と、
を備えるプレスインペラ。

【請求項2】

径方向外方における前記羽根の内周面の端部から、前記羽根の内周面の端部の接線方向に直交する方向で前記羽根の内周面と対向する他の前記羽根の外周面までの距離をＡとしたときに、前記側板の外周縁から前記側板の前記平板部及び前記傾斜部の稜部である絞り始点部までの距離Ｌは、
１／４Ａ≦Ｌ≦３／４Ａ
である、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項3】

前記主板及び前記側板の対向方向における前記羽根の前記入口の高さをＷ１、前記羽根の前記出口の高さをＷ２としたときに、
前記羽根の前記入口及び前記出口の高さ比Ｗ１／Ｗ２は、
２≦Ｗ１／Ｗ２≦３
である、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項4】

ポンプの吸込口径に対し、前記吸込口の入口径及び前記複数の羽根の入口径は、１．０～１．３の範囲である、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項5】

前記主板に挿入される挿入部及び前記主板に溶接される座部を有するインペラハブをさらに備え、
前記主板は、中心に形成された前記インペラハブの一部を挿入する開口を有し、
前記主板の前記開口の内径は、前記インペラハブの前記座部の外径及び前記側板の前記吸込口の内径よりも小径である、請求項１に記載のプレスインペラ。

【請求項6】

前記インペラハブは、バランスホールを有する、請求項５に記載のプレスインペラ。

【請求項7】

ポンプケーシングと、
前記ポンプケーシングに収容される請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のプレスインペラと、
前記ポンプケーシングを覆うポンプカバーと、
前記プレスインペラに接続される回転軸と、
を備えるポンプ装置。

【請求項8】

モータ軸を有するモータと、
前記回転軸及び前記モータ軸を接続する軸継手と、
を備える請求項７に記載のポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレス加工した部材を溶接することで形成されるプレスインペラ及びポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従前から、インペラとして、鋼板をプレス加工し、主板及び側板の間に複数の羽根を配置して、主板、側板及び複数の羽根をレーザ溶接することで製造する、所謂プレスインペラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、ポンプ性能やインペラの強度を低下させることなく容易に製作できるインペラとして、外形側の流路を分割させる技術（例えば、特許文献２参照）や、入口流路形状を正方形にする技術（例えば、特許文献３参照）も知られている。また、インペラの流路形状を入口から出口に向かって変える技術（例えば、特許文献４参照）も知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－０６２９８３号公報

【特許文献2】特開２００５－０２３７９４号公報

【特許文献3】特開２００２－１２２０９５号公報

【特許文献4】特許第４５６６７４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、プレス加工を行った部材を溶接する技術では、プレス加工時に生じるスプリングバック等によって主板及び側板に反りが生じる。このため、インペラの流路高さ等が製品毎に異なり、ポンプ性能にバラツキが生じる虞や、溶接強度が低下する虞等、ポンプ性能が安定しない虞がある。

【0006】

そこで、本発明は、ポンプ性能の安定化及び強度の向上が可能なプレスインペラ及び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】

【0007】

本発明の実施形態に係るインペラは、主板と、前記主板と対向して設けられ、中心に流体の入口となる吸込口、外周縁側に形成された軸方向に直交する方向に延びる平板部、及び、前記吸込口及び前記平板部を連続し、前記平板部に対して直線状に傾斜する傾斜部を有する、前記平板部及び前記主板の外周縁側が前記流体の出口を構成する側板と、前記主板及び前記側板の間に配置される複数の羽根と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ポンプ性能の安定化及び強度の向上が可能なプレスインペラ及びポンプ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るポンプ装置の構成を示す部分断面図。

【図2】本発明の一実施形態に係るインペラの構成を示す正面図。

【図3】同インペラの構成を示す断面図。

【図4】異なる側板絞り始点部のインペラの要部構成を、それぞれ断面で示す説明図。

【図5】ポンプの吸込口径に対するインペラの吸込口径比の一例を示す説明図。

【図6】実施形態のインペラ及び比較例のインペラの羽根入口の構成を、それぞれ断面で示す説明図。

【図7】同インペラの製造方法の一例を示す流れ図。

【図8】実施形態のインペラと比較例のインペラの吸込性能を示す説明図。

【図9】本発明の他の実施形態に係るインペラの構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係るポンプ装置１及びインペラ３３の構成について、図１乃至図８を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置１の構成を示す部分断面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るインペラ３３の構成を示す正面図であり、図３は、インペラ３３の構成を示す断面図である。図４は、異なる側板絞り始点部４２ｄのインペラ３３の出口側の構成を、それぞれ断面で示す説明図である。図５は、ポンプ１２の吸込口３１ａの吸込口径に対するインペラ３３の吸込口径比の一例を示す説明図であり、図６は、実施形態のインペラ３３及び比較例のインペラの羽根入口の構成を、それぞれ断面で示す説明図である。図７は、インペラ３３の製造方法の一例を示す流れ図であり、図８は、実施形態のインペラ３３と比較例のインペラの吸込性能を示す説明図である。

【0011】

図１に示すように、ポンプ装置１は、例えば、モータ１１と、ポンプ１２と、軸継手１３と、軸カバー１４と、を備える。ポンプ装置１は、例えば、モータ１１及びポンプ１２を固定するベース１５を備える。図１に示す例では、ポンプ装置１は、横軸ポンプであるが、縦軸ポンプであっても良い。

【0012】

モータ１１は、モータケーシング２１と、モータケーシング２１に収容される固定子と、固定子により回転する回転子と、回転子に固定されるモータ軸２２と、を備える。モータ１１は、ポンプ１２に接続され、モータ軸２２が回転することで、ポンプ１２を駆動する。モータケーシング２１は、ベース１５に固定される。モータ軸２２は、軸継手１３を介してポンプ１２に接続される。

【0013】

ポンプ１２は、ポンプケーシング３１と、ケーシングカバー３２と、インペラ３３と、回転軸３４と、を備える。また、ポンプ１２は、１つ又は２つのライナリング３５と、メカニカルシール等の軸封部材３６と、を備える。ポンプ１２は、軸継手１３を介して回転軸３４がモータ軸２２に接続される。ポンプ１２は、インペラ３３を単数有する単段ポンプであってもよく、また、インペラ３３を複数有する多段ポンプであってもよい。

【0014】

ポンプケーシング３１は、例えば、ベース１５に固定される。ポンプケーシング３１は、吸込口３１ａ及び吐出口３１ｂを有する。また、ポンプケーシング３１は、インペラ３３を収容する。ポンプケーシング３１は、軸方向で一端側に吸込口３１ａを有し、軸方向で他端側がインペラ３３を挿入可能な開口３１ｃが形成される。また、ポンプケーシング３１の周面、例えば、上端には、吐出口３１ｂが形成されるとともに、下端に、ベース１５に固定する脚部３１ｄが形成される。

【0015】

ケーシングカバー３２は、ポンプケーシング３１の開口３１ｃを覆う。ケーシングカバー３２は、回転軸３４を挿入可能、且つ、軸封装置を取り付け可能に形成される。

【0016】

図２及び図３に示すように、インペラ３３は、主板４１と、側板４２と、複数の羽根４３と、インペラハブ４４と、を備える。インペラ３３は、金属材料をプレス加工することで形成された主板４１、側板４２及び複数の羽根４３をレーザ溶接により一体に組みたてられた、所謂プレスインペラである。

【0017】

主板４１は、１枚又は複数枚設けられる。例えば、図２及び図３の例においては、主板４１が１枚用いられる例を示す。主板４１は、平板状、且つ、円板状に形成される。主板４１は、中央に形成され、インペラハブ４４が配置される開口４１ａを有する。また、主板４１は、複数の羽根４３を配置する複数の溝や孔を有する構成であってもよい。

【0018】

側板４２は、円板状に形成される。側板４２は、中央に形成された吸込口４２ａを有する。側板４２は、複数の羽根４３を配置する複数の溝や孔を有する構成であってもよい。円板状に形成される側板４２は、外周縁から径方向内方の中途部まで平板状に形成される平板部４２ｂと、平板部４２ｂ及び吸込口４２ａを連続する、平板部４２ｂに対して直線状に傾斜する傾斜部４２ｃと、を備える。

【0019】

吸込口４２ａの内径は、主板４１の開口４１ａの内径よりも大径に形成される。平板部４２ｂは、環状に形成される。傾斜部４２ｃは、環状に形成され、平板部４２ｂ及び吸込口４２ａと一体に形成される。例えば、側板４２は、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃを一枚の平板からプレス加工することで形成される。なお、吸込口４２ａは、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃとともに、一枚の平板からプレス加工を行っても良く、また、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃとは別に成形し、その後、傾斜部４２ｃの中央に溶接により固定される構成であってもよい。

【0020】

主板４１及び側板４２の対向方向における幅（羽根４３の高さ）は、中心側から外周縁に向かって、傾斜部４２ｃの傾斜方向沿って漸次小さくなり、そして、平板部４２ｂにおいて一定となる。即ち、主板４１及び側板４２は、インペラ３３の隣り合う羽根４３間に形成される流路の入口（インペラ３３の中心側の開口）から出口（インペラ３３の外周縁側の開口）に向かって幅が漸次小さくなり、そして、傾斜部４２ｃ及び平板部４２ｂの稜部（以下、側板絞り始点部４２ｄ）で最も幅が小さくなり、その後、平板部４２ｂにおいて、最も小さい幅で一定となる。

【0021】

複数の羽根４３は、例えば、周方向に等間隔に配置される。羽根４３は、レーザ溶接等の溶接によって、主板４１及び側板４２に固定される。例えば、主板４１及び複数の羽根４３、並びに、側板４２及び複数の羽根４３は、主板４１及び側板４２のそれぞれ外主面側から溶接される。羽根４３は、例えば、厚さが一定に形成され、一以上の曲率中心を有する所定の曲率半径で湾曲する。複数の羽根４３は、軸方向（主板４１及び側板４２の対向方向）に沿って延びる所謂二次元形状であってもよく、また、軸方向に対して傾斜する所謂三次元形状であってもよい。

【0022】

羽根４３の主板４１側の端面は、例えば、主板４１の主面に沿った方向（軸心方向に直交する方向）に延びる。また、羽根４３の側板４２側の端面は、平板部４２ｂと対向する部位において、主板４１の主面に沿った方向（軸心方向に直交する方向）に延び、側板絞り始点部４２ｄから吸込口４２ａに向かって、即ち傾斜部４２ｃと対向する部位において、傾斜部４２ｃと同じ傾斜角度θで軸心方向に対して傾斜して延びる。羽根４３のインペラ３３の中央側の端部は、吸込口４２ａと略同じ位置に配置される。

【0023】

インペラハブ４４は、外径が部分的に異なる円筒状に形成され、主板４１の中心に設けられる。インペラハブ４４は、レーザ溶接等の溶接によって、主板４１に固定される。インペラハブ４４は、例えば、回転軸３４を挿入する孔部４４ａと、主板４１の開口４１ａに挿入される挿入部４４ｂと、主板４１の側板４２と対向する主面と反対側の主面と当接する座部４４ｃと、ライナリング３５と対向する筒部４４ｄと、を備える。

【0024】

孔部４４ａは、例えば、内周面に形成されたキー溝を有する。挿入部４４ｂは、主板４１の内部に配置される外周面に形成された、水の流れ方向を案内する傾斜面４４ｅと、挿入部４４ｂに軸方向を貫通して形成されたバランスホール４４ｆと、を有する。挿入部４４ｂの先端面は、回転軸３４を固定するボルト等の締結部材の座面となる。挿入部４４ｂは、座部４４ｃに隣接する部位の外径が開口４１ａの内径と同一又は開口４１ａの内径よりも若干小径に形成される。また、挿入部４４ｂは、例えば、座部４４ｃに隣接する部位よりも先端側が、傾斜面４４ｅにより先端側に向かって漸次縮径し、先端において、一定の外径に形成される。挿入部４４ｂの最大外径は、側板４２の吸込口４２ａの内径よりも小径に形成される。

【0025】

筒部４４ｄは、座部４４ｃの外周縁から軸方向に延びる円筒状に形成され、座部４４ｃの外径と同じ外径に形成される。筒部４４ｄは、ライナリング３５と所定の隙間を空けて対向する。

【0026】

このようなインペラ３３の構成について、図４乃至図６を用いて以下詳述する。なお、図３に示すインペラ３３は、ポンプ１２の吸込口径が５０ｍｍの例を示す。

【0027】

インペラ３３は、側板４２の吸込口４２ａの内径（インペラ３３（側板４２）の入口径）をφＤ１、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃの稜部である側板絞り始点部４２ｄの径φＤ２、側板４２の外径（外周縁の径）をφＤ３としたときに、φＤ１＜φＤ２＜φＤ３に設定される。

【0028】

例えば、平板部４２ｂ及び傾斜部４２ｃの稜部である側板絞り始点部４２ｄの側板４２（又は羽根４３）の外周縁からの距離Ｌは、１／４Ａ≦Ｌ≦３／４Ａの範囲内に設定される。

【0029】

ここで、「Ａ」とは、図２に示すように、インペラ３３の径方向外方における羽根４３の内周面の端部（羽根４３の外周縁の内端）から、該羽根４３の内周面の端部の接線方向に直交する方向で該羽根４３の内周面と対向する羽根４３の外周面までの距離である。図２中において、側板絞り始点部４２ｄが設けられる距離Ｌ（１／４Ａ≦Ｌ≦３／４Ａ）の範囲を部分的に記載する。

【0030】

例えば、距離Ｌが１／２Ａであるときの側板絞り始点部４２ｄの径φＤ２が基準値であり、距離Ｌが１／４Ａであるときの側板絞り始点部４２ｄの径φＤ２が最大値であり、距離Ｌが３／４Ａであるときの側板絞り始点部４２ｄの径φＤ２の最小値となる。図４において、φＤ２が基準値、最大値及び最小値におけるインペラ３３の側板絞り始点部４２ｄの構成を断面で示す。なお、距離Ｌが１／４Ａより小さいと、側板絞り始点部４２ｄから外周縁までの間の流路における流路断面形状が変化しやすくなり、距離Ｌが３／４Ａより大きいと、同じインペラ３３の径としたときに、傾斜部４２ｃの傾斜角度θが大きくなり、側板４２のスプリングバックが生じやすい。

【0031】

インペラ３３の中央側の複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１は、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１と略同じ径（φＤ１≒φｄ１）である。具体的には、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１は、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１と同じか、若干小さいか又は大きい。より具体的には、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１が側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１と同じか、若干小さいか又は大きいインペラ３３は、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１及び複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１が、ポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．０～１．３に設定される。

【0032】

実施例として、吸込口径φＤ４が４０ｍｍ、５０ｍｍ、６５ｍｍの例を図５に示す。図５に示すように、ポンプ１２の吸込口径φＤ４が４０ｍｍのときに、φＤ１は４８ｍｍであり、吸込口径比が１．２、φｄ１は４５ｍｍであり、吸込口径比が１．１である。図５に示すように、ポンプ１２の吸込口径φＤ４が５０ｍｍのときに、φＤ１は５８ｍｍであり、吸込口径比が１．２、φｄ１は６２ｍｍであり、吸込口径比が１．２である。また、吸込口径φＤ４が５０ｍｍであり、φＤ１は６０ｍｍ、吸込口径比が１．２のときであって、φｄ１が５０ｍｍのとき、吸込口径比は１．０であり、φｄ１が５５ｍｍのとき、吸込口径比は１．１であり、φｄ１が６０ｍｍのとき、吸込口径比は１．２である。図５に示すように、ポンプ１２の吸込口径φＤ４が６５ｍｍのときに、φＤ１は７８ｍｍであり、吸込口径比が１．２、φｄ１は７２ｍｍであり、吸込口径比が１．１である。図５に示す例では、複数の羽根４３の中心側の端部は、傾斜部４２ｃ及び吸込口４２ａの稜部に配置される。

【0033】

なお、図６の中段に示すように、例えば、傾斜部４２ｃ上に羽根４３の端部が存し、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１が側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１よりも大きい（φＤ１＜φｄ１）、より具体的には、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１のポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．０～１．３であり、且つ、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１のポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．３よりも大きいと、羽根４３の係りが減少するため、ポンプ性能が低下する。

【0034】

また、図６の下段に示すように、羽根４３の端部が吸込口４２ａ上に存し、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１が側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１よりも小さい（φＤ１＞φｄ１）、より具体的には、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１のポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．０～１．３であり、且つ、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１のポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．０よりも小さいと、隣り合う羽根４３の開口幅（羽根４３の入口径）が小さくなり、吸込性能が低下する。

【0035】

なお、図６の上段には、実施形態のインペラ３３として、複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１は、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１と略同じ径（φＤ１≒φｄ１）、具体的には、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１及び複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１のそれぞれのポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比が１．０～１．３である例を示す。

【0036】

また、複数の羽根４３により形成される入口の流路断面積は、出口の流路断面積を１００％としたときに、１５０％～２００％に設定される。図３に示すインペラ３３の例においては、インペラ３３の複数の羽根４３による入口の流路断面積は、出口の流路断面積を１００％としたときに、１６６％とした例である。入口の流路断面積の下限値（１５０％）は、ポンプ性能及び吸い込み性能を考慮した値であり、また、上限値（２００％）は、側板４２の傾斜部４２ｃの傾斜角度θが増加するため、側板４２に反りが生じやすくなる値である。即ち、側板４２の傾斜部４２ｃの傾斜角度θが増加すると、スプリングバックが生じやすくなるとともに、スプリングバック量が増加し、性能のバラツキや溶接強度の低下の要因となる。例えば、上限値（２００％）を超えた場合の一例においては、傾斜部４２ｃにおける傾斜角度θが１５°以上となる。

【0037】

また、インペラ３３は、複数の羽根４３により形成される流路の入口における高さをＷ１とし、出口における高さＷ２としたときに、入口及び出口の高さの比Ｗ１／Ｗ２は、２≦Ｗ１／Ｗ２≦３に設定される。ここで、流路の高さとは、主板４１及び側板４２の軸方向の距離である。また、流路の入口における高さＷ１は、羽根４３のインペラ３３の中心側における高さである。

【0038】

また、インペラ３３の側板４２の平板部４２ｂに対する傾斜部４２ｃの傾斜角度θは、８°≦θ＜１２°に設定される。インペラハブ４４の座部４４ｃの外径φＤ５は、主板４１の開口４１ａの内径、及び、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１よりも大径（φＤ１＜φＤ５）に形成される。
これらのように、インペラ３３の構成が設定される。

【0039】

回転軸３４は、一端側にインペラ３３を固定する。回転軸３４は、ケーシングカバー３２から外部へと配置され、他端側に軸継手１３が設けられる。

【0040】

ライナリング３５は、ポンプケーシング３１及び／又はケーシングカバー３２とインペラ３３との間に設けられる。具体例として、ライナリング３５は、ポンプケーシング３１及びケーシングカバー３２のそれぞれに固定される。ポンプケーシング３１に固定されたライナリング３５は、インペラ３３の吸込口４２ａと所定の隙間を空けて対向する。ケーシングカバー３２に固定されたライナリング３５は、インペラ３３の筒部４４ｄと所定の隙間を空けて対向する。

【0041】

メカニカルシール３６は、回転軸３４とケーシングカバー３２との間を軸封する。

【0042】

軸継手１３は、モータ軸２２及び回転軸３４を接続する。

【0043】

軸カバー１４は、モータ軸２２、回転軸３４及び軸継手１３を覆う。例えば、軸カバー１４は、ポンプケーシング３１及びベース１５に固定される第１カバー５１と、ベース１５に固定される第２カバー５２と、を備える。第１カバー５１は、例えば、複数の軸受け部材５１ａを有し、回転軸３４を回転可能に支持する。第１カバー５１は、例えば、メカニカルシール３６からの水の漏洩を確認可能に、一部が開口する。第２カバー５２は、回転軸３４の一部及びモータ軸２２の一部及び軸継手１３を覆う。

【0044】

ベース１５は、ポンプ装置１の設置個所に固定される。ベース１５は、ネジ穴を複数有し、モータ１１、ポンプ１２及び軸カバー１４をボルト等の締結部材によって固定可能に形成される。

【0045】

このように構成されたポンプ装置１のインペラ３３は、図７に示すように、先ず、金属板からプレス型及びプレス機を用いて、プレス加工を行うことで、主板４１、側板４２及び複数の羽根４３がそれぞれ成形される（ステップＳＴ１）。次に、溶接用の取り付け型に側板４２を配置し、羽根４３を側板４２に配置し（ステップＳＴ２）、側板４２に複数の羽根４３を溶接し、中間成形品を作成する（ステップＳＴ３）。次に、中間成形品ｎを取り付け型に配置することで複数の羽根４３及び主板４１を配置し（ステップＳＴ４）、中間成形品の複数の羽根４３及び主板４１を溶接する（ステップＳＴ５）。

【0046】

なお、溶接は、オペレータによる手作業により行う構成であってもよく、また、プログラムによって溶接機により自動的に行う構成であってもよい。

【0047】

次に、本実施形態のインペラ３３と、比較例として従来のインペラとの性能の違いを説明する。図８に示すように、実施形態のインペラ３３は、Ｗ１＝１０．６ｍｍ、Ｗ２＝３．８ｍｍ、Ｗ１／Ｗ２＝２．８とした。このとき、実施形態のインペラ３３は、Ｌ＝１／２Ａである。比較例のインペラは、Ｗ１＝６．６ｍｍ、Ｗ２＝４．５ｍｍ、Ｗ１／Ｗ２＝１．５とした。これら実施形態のインペラ３３及び比較例のインペラで吸込性能（吸上可能高さ）を、それぞれ流量が０．２ｍ^３／ｍｉｎ及び０．４ｍ^３／ｍｉｎのときに求めた。また、ポンプの比速度Ｎｓを、Ｎｓ＝１５０とした。

【0048】

図８に示すように、実施形態のインペラ３３は、流量が０．２ｍ^３／ｍｉｎであるときの吸込性能は９ｍであり、流量が０．４ｍ^３／ｍｉｎであるときの吸込性能は７．５ｍであった。これに対し、比較例のインペラは、流量が０．２ｍ^３／ｍｉｎであるときの吸込性能は８ｍであり、流量が０．４ｍ^３／ｍｉｎであるときの吸込性能は５．５ｍであった。この例からも、実施形態のインペラ３３は、比較例である従来のインペラに比較して、吸込性能が向上していることが明らかである。

【0049】

このように構成されたインペラ３３及びインペラ３３を用いたポンプ装置１によれば、側板４２に平板部４２ｂと、平板部４２ｂに対して直線状に傾斜する傾斜部４２ｃと、を設け、側板絞り始点部４２ｄの側板４２（又は羽根４３）の外周縁からの距離Ｌを１／４Ａ≦Ｌ≦３／４Ａの範囲内に設定し、傾斜部４２ｃの傾斜角度θを８°≦θ≦１２°とした。

【0050】

これにより、複数の羽根４３の入口側から出口側への流路断面積形状の変化を緩やかにし、そして、平板部４２ｂの長さを確保できることから、出口側の流路における軸方向の高さを一定とした領域を確保することができる。

【0051】

よって、インペラ３３は、複数の羽根４３による入口流路断面積を向上支えることができるため、吸込性能を向上できるとともに、出口流路における断面形状の変化を少なくできるため、ポンプ性能が安定する。

【0052】

また、傾斜部４２ｃの傾斜角度θを極力小さくできることから、側板４２の成形におけるスプリングバック（反り）の発生を小さくすることができるため、インペラ３３の流路高さに製品毎のバラツキが生じることを防止できる。よって、インペラ３３は、ポンプ性能にバラツキが生じることを防止できるとともに、生産性が向上し、溶接強度が低下することを防止できる。また、複数の羽根４３の入口流路断面積を向上することができるため、インペラ３３の溶接に用いる溶接治具を簡素化することが可能となり、生産性の向上及びイニシャルコストの低減もできる。

【0053】

また、インペラ３３は、側板４２の吸込口４２ａの内径（側板入口径）φＤ１及び複数の羽根４３の端部の接円の径φｄ１を、略同じ径（φＤ１≒φｄ１）とし、ポンプ１２の吸込口径φＤ４に対する吸込口径比を１．０～１．３とした。これにより、インペラ３３は、複数の羽根４３の入口径が小さくなることを抑制し、羽根４３のかかりが減少することを抑制できることから、吸込性能及びポンプ性能が低下することを防止できる。

【0054】

また、側板４２の吸込口４２ａの内径φＤ１よりも、インペラハブ４４の座部４４ｃの外径φＤ５が大きい（φＤ１＜φＤ５）ことから、主板４１及びインペラハブ４４の溶接部の表面積を向上させることができる。これにより、インペラ３３の強度、並びに、主板４１及びインペラハブ４４の溶接強度を向上させることが可能となる。

【0055】

また、インペラ３３に側板４２側及び主板４１側の圧力差によるスラスト荷重が印加されたとしても、インペラハブ４４にスラスト荷重が印加される範囲が増えることで、主板４１に印加されるスラスト荷重を低減することも可能となる。

【0056】

上述したように本実施形態に係るインペラ３３及びインペラ３３を用いたポンプ装置１によれば、プレスインペラとしても、主板４１、側板４２及び複数の羽根４３を上述した構成とすることで、ポンプ性能の安定化、及び、強度の向上が可能となる。

【0057】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。上述した例では、インペラ３３は、インペラハブ４４にバランスホール４４ｆを設ける構成を説明したがこれに限定されず、例えば、図１０に示す他の実施形態のインペラ３３のように、インペラハブ４４は、バランスホール４４ｆを有さない構成としてもよい。また、バランスホール４４ｆを有さない構成とする場合には、ケーシングカバー３２にライナリング３５を設けない構成とし、インペラハブ４４に筒部４４ｄを設けない構成としてもよい。

【0058】

即ち、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】

【0059】

１…ポンプ装置、１１…モータ、１２…ポンプ、１３…軸継手、１４…軸カバー、１５…ベース、２１…モータケーシング、２２…モータ軸、３１…ポンプケーシング、３１ａ…吸込口、３１ｂ…吐出口、３１ｃ…開口、３１ｄ…脚部、３２…ケーシングカバー、３３…インペラ、３４…回転軸、３５…ライナリング、３６…軸封部材、４１…主板、４１ａ…開口、４２…側板、４２ａ…吸込口、４２ｂ…平板部、４２ｃ…傾斜部、４２ｄ…側板絞り始点部、４３…羽根、４４…インペラハブ、４４ａ…孔部、４４ｂ…挿入部、４４ｃ…座部、４４ｄ…筒部、４４ｅ…傾斜面、４４ｆ…バランスホール、５１…第１カバー、５１ａ…軸受け部材、５２…第２カバー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】