特開 2025-25256 流体機器、及び、流体機器の隙間調整方法

(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】P2025025256

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】流体機器、及び、流体機器の隙間調整方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/16 20060101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

F04D29/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023129867

(22)【出願日】2023-08-09

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】川口 瞬生

(72)【発明者】

【氏名】駒場 祐哉

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AB22

3H130AB46

3H130AC30

3H130BA53F

3H130BA66F

3H130BA73A

3H130DC12X

3H130DC18X

3H130DD01Z

3H130EB04F

3H130EB05D

3H130EB05F

3H130EC12F

3H130ED01F

3H130ED04F

(57)【要約】

【課題】流体機器において、長期の使用によって摩耗した羽根車とライナリングの最小隙間間隔を、分解メインテナンス時に調整可能に構成する。
【解決手段】回転することで流体に圧力を加える羽根車２０と、羽根車２０にて昇圧された流体を吐出し方向に誘導する流路を有するケーシング２と、ケーシングの取付部５６に挿入され、羽根車２０と隙間ｄを空けて対向するライナリング３１を備え、ライナリング３１および羽根車２０の対向部分にそれぞれ傾斜面３１ｂ、２２を形成した。また、ライナリング３１と取付部５６との間にスペーサー３２を設けて、スペーサー３２の厚さによって傾斜面３１ｂ、２２の隙間ｄの大きさを調整可能とした。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源によって回転される主軸に固定され、回転することにより流体を軸心付近から径方向外側に向けて圧力を加える羽根車と、
前記羽根車を収容するものであって、流体の吸込み口と吐出し口を有し、前記羽根車にて昇圧された流体を前記吐出し口の方向に誘導する流路を有するケーシングと、
前記羽根車と隙間を空けて対向する前記ケーシングのマウス部に円筒状のライナリングを備えた流体機器であって、
最小の前記隙間をもって前記羽根車に対向する前記ケーシングのマウス部に、前記羽根車の回転軸線方向と交わる方向に傾斜する第１の傾斜面を形成したライナリングを設け、
前記ケーシングにおける前記ライナリングの取付部と前記ライナリングの間に、前記第１の傾斜面と前記羽根車との隙間の大きさを調整するスペーサーを設けたことを特徴とする流体機器。

【請求項2】

前記羽根車の前記ライナリングと対向する面を、前記回転軸線方向と交わる方向に傾斜する第２の傾斜面にて形成し、
前記第１の傾斜面と第２の傾斜面を、回転軸線を含む断面で見た際に同角度にて平行になるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の流体機器。

【請求項3】

前記回転軸線方向の長さが異なる厚さを有する円環状の前記スペーサーを準備して、それらのいずれかを前記取付部と前記ライナリングの間に配置することによって前記取付部と前記ライナリングとの回転軸線方向の間隔が調整されることを特徴とする請求項２に記載の流体機器。

【請求項4】

前記羽根車の回転軸線方向の長さが同一の円環状の前記スペーサーが、前記取付部と前記ライナリングの間に複数枚配置することによって前記取付部と前記ライナリングとの回転軸線方向の間隔が調整されることを特徴とする請求項２に記載の流体機器。

【請求項5】

前記第１の傾斜面の前記主軸に対して成す角は、０度より大きく４５度未満であることを特徴とする請求項３又は４に記載の流体機器。

【請求項6】

前記羽根車の前記第２の傾斜面の周方向の一部に、前記第２の傾斜面と直交する方向に窪む非貫通穴を形成したことを特徴とする請求項４に記載の流体機器。

【請求項7】

前記第２の傾斜面を、前記第１の傾斜面とそれぞれ平行な複数段の傾斜面にて段状に形成したことを特徴とする請求項５に記載の流体機器。

【請求項8】

駆動源によって回転される主軸に固定され、回転することにより流体を軸心付近から径方向外側に向けて圧力を加える羽根車と、
前記羽根車を収容するものであって、流体の吸込み口と吐出し口を有し、前記羽根車にて昇圧された流体を前記吐出し口の方向に誘導する流路を有するケーシングと、
前記羽根車と隙間を空けて対向する前記ケーシングのマウス部に円筒状のライナリングを備えた流体機器であって、
最小の前記隙間をもって前記羽根車に対向するライナリングに、前記羽根車の回転軸線方向と交わる方向に傾斜する第１の傾斜面を形成し、
前記ライナリングに、前記第１の傾斜面と平行に対向する第２の傾斜面を形成し、
前記ケーシングの分解時に前記羽根車の前記第２の傾斜面の摩耗量を測定して、前記摩耗量に応じて前記ライナリングの取り付け位置を前記羽根車に近い位置にて固定するように前記ライナリングと前記ケーシングの取付部との間に所定の厚さのスペーサーを介在させることを特徴とする流体機器における隙間調整方法。

【請求項9】

隙間調整時の前記羽根車の摩耗量は、前記羽根車の前記第２の傾斜面の最内周位置の直径を測定し、製造段階の値または設計値と比較することにより判別することを特徴とする請求項８に記載の流体機器における隙間調整方法。

【請求項10】

前記第２の傾斜面を、複数段の傾斜面にて形成し、
前記隙間調整時の前記羽根車の摩耗量が、前記羽根車の前記傾斜面の残存する段差の数と、製造初期の段差数と比較することにより、一段あたりの大きさと摩耗により消滅した段差数によって判別することを特徴とする請求項９に記載の流体機器における隙間調整方法。

【請求項11】

前記第２の傾斜面の周方向の一部に、前記第２の傾斜面と直交する方向に窪む非貫通穴を形成しておき、
前記隙間調整時の前記羽根車の摩耗量は、残存する前記窪みの深さを測定して、製造初期の深さと比較することによって判別されることを特徴とする請求項１０に記載の流体機器における隙間調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、羽根車とライナリング間の隙間を調整可能とした流体機器、及び、隙間の調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地球温暖化などの環境問題の対策が急務となっている現代社会では、単純な製品品質以外にも環境面に配慮したものづくりが求められる。ポンプ事業では、古いポンプは廃棄し新規品に買い替えることが一般的であったが、環境への影響を考え、古いポンプを補修し再利用することが考案されている。古いポンプを再利用するには、外観・性能ともに新品同様の水準にする必要があるが、特に性能の要となる羽根車は、長年使用するとライナリングと羽根車の対向部分が摩耗し、隙間が広がってしまい、製造初期の性能を担保できなくなる場合が多い。ライナリングと羽根車の隙間に関しては、特許文献１に、軸受部ごと羽根車を動かすことで隙間を調整する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１０８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の技術では、流体機器の羽根車を回転軸線方向に向けて、ライナリングに近づけるように動かすことで隙間を調整する。この方法では、軸受部ごと羽根車を移動させるため、例えば玉軸受は主軸とケーシングカバーに挟まれる形で圧迫されるなど調整され、隙間部位以外の機構部分に余分な負荷かかり、結果として製品寿命を短くする恐れがある。環境影響を鑑みると一つの部品は長く、繰り返し使えるようにすることが好ましい。

【0005】

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、隙間を形成する部品以外の機構部品に対して余分な負荷をかけることなく、ライナリングと羽根車の隙間を調整することができる流体機器と、その隙間調整方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ライナリングの形状とライナリングに対面する羽根車の形状を改良することにより、ライナリング及びその対面部分が摩耗した場合であっても隙間を容易に調整可能とした流体機器と、その隙間調整方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願において開示される発明のうち代表的な特徴を説明すれば次のとおりである。
本発明の一つの特徴によれば、駆動源によって回転される主軸と、主軸に固定されて回転することにより流体を軸心付近から径方向外側に向けて圧力を加える羽根車と、羽根車を収容するものであって流体の吸込み口と吐出し口を有し、羽根車にて昇圧された流体を吐出し口の方向に誘導する流路を有するケーシングと、羽根車と隙間を空けて対向するケーシングのマウス部に円筒状のライナリングを備えた流体機器であって、最小の隙間をもって羽根車に対向するマウス部のケーシング側に、羽根車の回転軸線方向と交わる方向に傾斜する第１の傾斜面を形成したライナリングを用いるようにした。ライナリングは、ケーシングに回転軸線方向に向けてケーシングの内壁側に挿入されており、羽根車と隙間を空けて対向するように配置する。また、ケーシングにおけるライナリングの取付部とライナリングの間に、第１の傾斜面と羽根車との隙間の大きさを調整するためのスペーサーを介在させた。羽根車のライナリングと対向する部位には、前記第１の傾斜面と平行に形成された第２の傾斜面を形成した。第１の傾斜面と第２の傾斜面は、回転軸線方向に交わる方向に傾斜させる。

【0007】

本発明の他の特徴によれば、回転軸線方向の長さが異なる円環状のスペーサーを複数準備し、そのいずれかを取付部とライナリングの間に配置することによって取付部とライナリングとの回転軸線方向の間隔が調整される。また、同一サイズの円環状のスペーサーを複数準備し、取付部とライナリングの間に必要な枚数だけスペーサーを配置することによって第１の傾斜面と第２の傾斜面の間隔が調整される。第１の傾斜面の回転軸線に対して成す角は、０度より大きく４５度未満であると好ましい。また、羽根車の第２の傾斜面の周方向の一部に、第２の傾斜面と直交する方向に窪む非貫通穴を形成することで、長年の流体機器の使用後に、非貫通穴の深さを測定することで羽根部の表面の摩耗量を測定できる。さらに、羽根車の第２の傾斜面を、第１の傾斜面とそれぞれ平行な複数段の傾斜面にて段状に形成しても良い。複数段の傾斜面のそれぞれと第１の傾斜面は、それぞれが平行な面とされるが、第１の傾斜面との間隔がそれぞれ異なる。

【0008】

本発明のさらに他の特徴によれば、流体機器の分解メインテナンスにおいてケーシングを分解した時に、羽根車の第２の傾斜面の摩耗量を測定して、測定された摩耗量に応じてライナリングの取り付け位置を羽根車に近い位置に移動させてから固定するように調整する。この調整はライナリングとケーシングの取付部との間に所定の厚さのスペーサーを介在させることで行う。摩耗量は、羽根車の第２の傾斜面の最内周位置の直径を測定し、製造段階の値または設計値と比較することにより計算により求めることができる。また、第２の傾斜面を複数段の傾斜面にて形成すれば、隙間調整時の羽根車の摩耗量が、羽根車の傾斜面の残存する段差の数と、製造初期の段差数を比較することにより、一段あたりの大きさと摩耗によって消滅した段差数によって判別することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、流体機器の分解メインテナンス時に、羽根車とライナリングの摩耗量を容易に測定でき、スペーサーを設けることでライナリングと羽根車の間隔を適切に調整することが可能となる。さらに、この調整時に羽根車の回転軸線Ａｘ方向への移動を伴わないので、最小の隙間部分以外のその他の部位（特に軸受や軸封部）やその他の構成部品に負担をかけることなくライナリングと羽根車の間隔を適切に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例に係る遠心ポンプ１の外観を示す斜視図である。

【図2】従来の遠心ポンプ１０１の分解斜視図である。

【図3】従来の遠心ポンプ１０１の回転軸線Ａｘを通る鉛直断面図である。

【図4】従来の遠心ポンプ１０１を長期に使用した後の羽根車１２０’とライナリング１３１’の状態を示す部分断面図である。

【図5】本発明の実施例に係る遠心ポンプ１の回転軸線Ａｘを通る鉛直断面図である。

【図6】（Ａ）は図５のマウス部Ｃの拡大図であり、（Ｂ）はライナリング部３０の斜視図である。

【図7】本実施例に係る遠心ポンプ１の隙間調整手順を示す図である。

【図8】本実施例に係る遠心ポンプ１のマウス部Ｃの隙間計測方法の一例を示す図である。

【図9】（Ａ）は第１の実施例のマウス部Ｃの拡大図であり、（Ｂ）は第２の実施例に係るマウス部Ｃの拡大図である。

【図10】本発明の第３の実施例に係る流体機器１Ａのマウス部Ｃの拡大図である。

【図11】本発明の第４の実施例に係る流体機器１Ｂのマウス部Ｃの拡大図である。

【図12】本発明の第５の実施例に係る流体機器１Ｃのマウス部Ｃの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例では、流体機器の一例として、片吸込単段渦巻ポンプと呼ばれる遠心ポンプの例にて説明する。ただし、本発明は、遠心ポンプに限らず、羽根車を用いる流体機器全般に適用することが可能である。以下の各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示している。よって、本発明は、図示の例のみに限定されるものではなく、適宜組み合わせることができる。また、各図において、共通する構成要素や同様の構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

【実施例0012】

図１は本発明の一実施例に係る流体機器（遠心ポンプ１）の斜視図である。本実施例では、流体機器が遠心ポンプ１である場合を想定して説明する。遠心ポンプ１は片吸込単段渦巻ポンプとして構成されるもので、渦巻ケーシング２とケーシングカバー４０によって遠心空間が形成される。遠心空間は、後述する羽根車によって吸い込んだ液体を、加圧して流速をあげて吐き出すための空間である。渦巻ケーシング２には、回転軸線Ａｘ方向の前方から後方に流体を吸い込む吸込み口５と、回転軸線Ａｘ方向と直交方向、ここでは上向きに流体を吐き出す吐出し口６が設けられる。吸込み口５の周囲には取り付け用のフランジ５１が設けられ、フランジ５１に形成された４つのボルト穴を用いて、図示しない外部の配管がボルト締めにより接続される。同様に、吐出し口６の周囲には取り付け用のフランジ６１が設けられ、フランジ６１に形成された４つのボルト穴を用いて、図示しない外部の配管がボルト締めにより接続される。本実施例の遠心ポンプ１にて扱う液体は、きれいな水を主に想定するが、それ以外の液体であっても良い。

【0013】

渦巻ケーシング２の後方側は、ケーシングカバー４０によって閉鎖される。渦巻ケーシング２の後方側開口の外縁には、複数個所のねじ穴用のネジボス３が形成される。また、ケーシングカバー４０の外周側の周囲には、図示しないねじ又はボルトを貫通させるための貫通孔用のネジボス４１が複数形成される。ケーシングカバー４０の後方側には主軸７を貫通させる貫通孔（図１では見えない）が形成され、貫通孔と同軸上に、主軸７を回転可能に支持する軸受部８が設けられる。渦巻ケーシング２の下側には、脚部４が接続される。脚部４は遠心ポンプ１を床や台座等にボルト止めするための固定用器具であり、図示しないねじやボルトを貫通させるための貫通孔４ａが複数形成される。

【0014】

遠心空間の内部には、渦巻ケーシング２を貫通するように配置された主軸７と、主軸７に一体に回転可能に固定された羽根車２０（後述する図５参照）が収容される。主軸７は、渦巻ケーシング２の内部から、軸受部８を貫通して後方側に延在する。軸受部８よりも後方側に延びる主軸７には、駆動源（図示せず）が接続され、羽根車２０（後述の図５参照）を回転させる。この駆動源は、例えばモータであるが、本実施例の流体機器の駆動源は、モータだけに限られずに、主軸７に回転力を供給できる機器ならば、エンジン、水車、風車等、公知の様々な動力源を用いることができる。

【0015】

図２は、従来の遠心ポンプ１０１の分解斜視図である。従来の遠心ポンプ１０１と、図１に示した本実施例の遠心ポンプ１との違いは、ライナリング１３１の形状と、羽根車１２０の一部の形状、渦巻ケーシング２におけるライナリング１３１の取付部付近の形状だけである。それ以外は、図１で示した本実施例の遠心ポンプ１は従来の遠心ポンプ１０１と同一の部品を用いて製造できる。よって、本実施例の遠心ポンプ１と、図２～図４で示す従来の遠心ポンプ１０１は、外部から見える形状は同一である。

【0016】

渦巻ケーシング２の内部には、流体を流す流路が設けられており、後方側には羽根車１２０を挿入するための円形の開口穴２ａが形成される。開口穴２ａは、ケーシングカバー４０によって閉鎖される。羽根車１２０の円筒部１２１に隣接するように対向する部分であって、渦巻ケーシング２の内壁部分には、円筒状のライナリング１３１が設けられる。ライナリング１３１は渦巻ケーシング２に回転軸線Ａｘ方向の後方側から前方側に向けて挿入される。

【0017】

主軸７は、前後方向に長い金属の一体成型部材であって、固定する対象に応じで外径が異なる部位を有するように複数段設けられる。主軸７の最前方には、羽根車１２０を固定するための細径部７ａと、細径部７ａの前方側から雌ネジ部７ｂが形成される。羽根車１２０は、主軸７の細径部７ａに図示しないボルト１９（後述の図３参照）によって固定される。主軸７を貫通させた状態にて回転可能に軸支するために、ケーシングカバー４０の後方側には軸受部８が設けられる。軸受部８は、ケーシングカバー４０に図示しないボルトによって固定される。軸受部８は、軸受９ｂ又は図示しない複数の軸受を固定するための部材であり、軸受部８の内部を主軸７が貫通するように配置され、径方向に見て主軸７と軸受部８の間にボールベアリング等の公知の軸受が１つ又は複数配置される。軸受９ｂの後方側であって主軸７の段差部との間にはスペーサー１０が設けられる。ケーシングカバー４０の前方側であって羽根車２０の後方側には軸封部９ａが設けられる。軸封部９ａは、羽根車１２０によって昇圧された流体の外部への漏出を防止する役割を持つ。

【0018】

図３は従来の遠心ポンプ１０１の回転軸線Ａｘを通る鉛直断面図である。渦巻ケーシング２の前方側には吸込み口５が形成され、上方側には吐出し口６が形成される。流入用の配管等から給送される水などの流体は、回転軸線Ａｘ方向前方の吸込み口５から矢印５３の方向に向けて渦巻ケーシング２の内部の吸込空間５２に流れ込み、回転する羽根車１２０の前側の円筒部１２１の内側の開口から羽根車１２０内に吸い込まれる。吸い込まれた流体は、ブレード１２５によって圧縮及び加速されつつ径方向外側に流れ、排出口１２６から渦巻きケーシング２の内部に排出される。高圧で加速された流体は、遠心空間６２において渦巻きケーシング２の形状に沿って出口空間６３に案内され、吐出し口６から矢印６４の方向に吐出される。ここで、回転軸線Ａｘを通る鉛直断面で見ると、遠心空間６２と出口空間６３は分断されているように見えるが、これらは連続する空間であり、本明細書では渦巻ケーシング２の渦巻きの内周側の空間を遠心空間６２の符号を付し、外周側の空間を出力空間６３の符号を付している。

【0019】

羽根車１２０は、複数のブレード１２５が形成された回転体であり、ブレード１２５の前側縁部は前方壁１２７に接続され、後側縁部は後方壁１２８に接続される。ブレード１２５は、例えば金属のダイカストによって一体的に製造される。ブレード１２５は、周方向に等間隔で複数枚配置される。高速にて回転するブレード１２５の作用によって羽根車１２０の前方壁１２７と後方壁１２８の間に存在する流体は、圧縮及び加速されて高速で羽根車１２０の外周付近に誘導され、排出口１２６から遠心空間６２内に放出される。ケーシングカバー４０及び軸封部９ａは、羽根車１２０によって昇圧された流体の外部への漏出を防止する。

【0020】

羽根車１２０は、主軸７の先端（前端）部分にボルト１９によって固定される。羽根車１２０と主軸７は、主軸７側にキー７ｃが形成され、羽根車１２０側にそれに対応するキー溝（図では見えない）が形成され、空転しないように固定される。尚、羽根車１２０と主軸７の固定方法や、空転を防ぐための固定構造は、公知の他の構造を用いても良い。主軸７は、軸受９ｂ（図２参照）等の複数の軸受を介して軸受部８（図２参照）により回転可能に軸支される。尚、遠心ポンプ１における主軸７の軸支方法は任意であり、その他の公知の軸支手段にて実現しても良い。

【0021】

渦巻ケーシング２の吸込空間５２を形成する円筒部５４と、遠心空間６２を形成する前側壁面５５の境界領域付近であって、点線Ｃでの囲んだ部分（本明細書では、ライナリング１３１と吸入口を形成する円筒部１２１によるラビリンス隙間を形成する部位を「マウス部」と称することにする）には、円筒形状のライナリング１３１が設けられる。このマウス部Ｃは、円筒方向に延在する円筒部５４の後端と、径方向外向きに延在する前側壁面５５の内側端部の接続点である。この角部にライナリング１３１を取り付けるための取付部５６（符号は後述の図４参照）が形成される。ライナリング１３１は円筒形であって、後方側から回転軸線Ａｘ方向の前方向に向けて取付部に圧入により固定される。ライナリング１３１の内側壁面に対向する部位であって、羽根車１２０の吸入口を形成する円筒部１２１は、前端に開口を有する略円筒状に形成される。円筒部１２１の外周壁面が、ライナリング１３１の内周面とわずかな距離を隔てて断面視で平行な隙間になるように傾斜面２２にて形成される。これは、高圧の遠心空間６２側に存在する液体が、隙間部分を通って高圧の遠心空間６２側から低圧の吸込空間５２側に向けて逆流しないようにシールするためである。

【0022】

図４は図３のマウス部Ｃの拡大図である。従来の遠心ポンプ１０１のマウス部Ｃでは、羽根車１２０の流入口側に円筒部１２１が形成され、円筒部１２１の外周面１２１ａに対向するように円筒状のライナリング１３１が配置される。ライナリング１３１は金属製であって、羽根車１２０の円筒部１２１と所定の間隔ｄを隔てるように同軸上に配置される。ライナリング１３１を取り付けるために渦巻ケーシング２の内側角部には、取付部５６が形成される。取付部５６は、外周側にライナリング１３１を圧入させる面となる円筒面５６ａが形成され、前側に回転軸線Ａｘと直交する円盤状の突当面５６ｂが形成される。

【0023】

遠心ポンプ１の製造時には、点線にて示す円筒部１２１の外周面と、点線にて示すライナリング１３１の内周面が距離ｄの隙間を有するように形成される。この配置により対向部分で吸込空間５２と遠心空間６２との流体の流れが実質的に阻害され、昇圧された流体が圧力の低い吸込み口５側に逆流することを防止し、渦巻ケーシング２による吐出し口６方向への流体の誘導を効率化する。このようなマウス部Ｃの構造は、遠心ポンプ１の長年の稼働によって羽根車１２０の吸入口付近の表面が摩耗し、点線で示す初期位置から実線で示す位置へと変化する。尚、羽根車１２０の外側表面だけでなく、その他の部位（例えば内側）も摩耗するが、図４ではその他の部位の摩耗は正しく図示していない。同様に、ライナリング１３１側も、点線で示す初期位置から実線で示すライナリング１３１’の状態へと摩耗する。これら摩耗の結果、ライナリング１３１’と円筒部１２１’の隙間はｄ_１のように大きくなってしまう。隙間ｄ_１が大きくなることは、高圧側と低圧側の液体の圧力隔離性能が悪化することにつながるので、遠心ポンプ１としての性能低下は避けられない。

【0024】

図４で示した隙間ｄ_１を分解メインテナンスによって、もとの隙間ｄに戻すことができるように構成したものが本実施例による遠心ポンプ１である。図５は本発明の実施例に係る遠心ポンプ１の回転軸線Ａｘを通る鉛直断面図である。図３で示した従来の遠心ポンプ１０１との違いは、渦巻ケーシング２のマウス部Ｃの形状と、羽根車２０の円筒部２１付近の形状と、使用するライナリング３１の形状であり、さらにはスペーサー３２を使用する点である。マウス部Ｃ以外の構造は、従来の遠心ポンプ１０１と同一構造であり、同じ部品には同じ番号の参照符号を付している。また、渦巻ケーシング２は、内側の構造の一部（図６（Ａ）で詳述する取付部５６の形状）が従来の渦巻ケーシング２と若干異なる場合があるが、実質的に同一なので、遠心ポンプ１、１０１の外見上の違いはない。

【0025】

羽根車２０の回転軸線Ａｘの方向の前端には液体の吸込口となる円筒部２１が形成されるが、円筒部２１の外周面は、前方側から後方側に行くにつれて外径がリニアに増加するような円錐状の傾斜面２２になっている。円筒部２１の内周側（回転軸線Ａｘに近い側）は、ほぼ円筒状とされるが、内側を流れる液体の流れに適するようにある程度の曲面にて形成されている。

【0026】

ライナリング部３０は、ライナリング３１と、その前方側に設けられるスペーサー３２の組み合わせにより形成される。ライナリング３１は略円筒形であるが、完全な円筒形ではなく、第１の傾斜面３１ｂが第２の傾斜面２２と反対向きに傾斜するような円錐状の傾斜面になっている。スペーサー３２は、ライナリング３１の前面壁と、渦巻ケーシング２の壁面との間に設けられ、ライナリング３１の回転軸線Ａｘ方向の位置を調整するための調整部材として機能する。

【0027】

図６は本発明の実施例に係るライナリング部３０を示す図であり、（Ａ）は図５のマウス部Ｃの拡大図であり、（Ｂ）はライナリング部３０の斜視図である。本実施例のライナリング部３０は、従来のライナリング１３１（図３、図４参照）に替えて設けられるもので、スペーサー３２とライナリング３１の組によって構成される。図６（Ｂ）は、ライナリング部３０の組であり（工場出荷時）、図に示すように、スペーサー３２は周方向に連続して同一断面で形成される一体の部品であって、円環状の板材によって形成された一定の厚さを有する。ライナリング３１も周方向に連続して同一断面形状で形成される、金属の円筒状の一体部品である。ライナリング３１の内周面は、前方の一部がわずかに円筒面３１ａとされるが、その後方側は傾斜面３１ｂにて形成される。

【0028】

図６（Ａ）にてわかるように、ライナリング３１は取付部５６に設けられるが、その際、突当面５６ｂとライナリング３１の前側端面との間にスペーサー３２を挟むようにした。スペーサー３２を設けることでライナリング３１の前後位置を調整することができる。円筒部２１の外周側にはライナリング３１の傾斜面３１ｂに対応する傾斜面２２が形成される。ライナリング３１と羽根車２０の対向部分の傾斜面３１ｂ、２２は、お互いに平行として一定の間隔ｄとすることが好ましい。しかしながら、必ずしも２つの傾斜面２２と傾斜面３１ｂが完全に平行である必要はなく、ライナリング３１の傾斜面３１ｂと羽根車２０の傾斜面２２のいずれの箇所にて最小の隙間（間隔ｄの部分）が形成できれば良い。

【0029】

リボン部Ｃの傾斜面３１ｂと傾斜面２２は非接触の平行な面とされ、回転軸線Ａｘ方向に対し交わる方向に同角度θで傾斜するように形成される。傾斜面θの大きさは、回転軸線Ａｘ方向に対して０°よりも大きく９０°未満の角度で交わっていれば良いが、好ましくは、０°より大きく４５°よりも小さい角度、特に好ましくは１０～３０°程度で形成すると良い。尚、遠心ポンプ１の工場出荷時にはスペーサー３２を設けずにライナリング３１だけ設けて、使用後の分解メインテナンス時に適切な厚さ（回転軸線Ａｘ方向の長さ）のスペーサー３２を取り付けるように構成しても良い。また、ライナリング３１の内周面の前端に円筒面３１ａを設けずに、前端から後端までのすべてを傾斜面３１ｂにて形成するようにしても良い。

【0030】

図７は、遠心ポンプ１の分解メインテナンス時に、図５の点線で示すマウス部Ｃの隙間調整をするための手法を説明する図である。図５にて示した羽根車２０、主軸７、ケーシングカバー４０は、ケーシングカバー４０の外周側に配置される複数のねじを取り外すことで、渦巻ケーシング２から後方側に取り外し、さらにライナリング部３０を外すことができる。この取り外しをした後に、ライナリング３１の摩耗状況を視認すると共に、摩耗の度合いを測定器具を用いて測定することが可能となる。

【0031】

図７（Ａ）は、ライナリング３１とスペーサー３２を、渦巻ケーシング２から取り外すときの状態を示す部分断面図である。ライナリング３１とスペーサー３２は、圧入によって渦巻ケーシング２の取付部５６に固定されている。長年の使用によってライナリング３１の第１の傾斜面３１ｂが摩耗すると、傾斜面３１ｂが対向する第２の傾斜面２２に対して後退して、間隔ｄがｄ_１（ｄ_１＞ｄ）のように広くなってしまう。この対策としてライナリング３１を新品の部品に交換する。ライナリング３１とスペーサー３２の取り外しには、図示しない専用の工具を用いて、矢印３５ａのようにそれぞれを後方側に移動させることで行う。

【0032】

次に、羽根車２０の円筒部２１の摩耗量を測定することによって、新たに取り付けるライナリング部３０の長さＬ１（＝スペーサー３３の長さ＋ライナリング３１の長さ）を計算する。この計算値を求めるには、羽根車２０の傾斜面２２について、吸込み口５側の端点や吐出し口６側の端点などの特定点をあらかじめ決めておき、その部分の直径を測定し、測定値を製造初期の測定結果や、設計値などと比較することにより、羽根車２０がどの程度摩耗しているかを算出する。

【0033】

図８は羽根車２０の摩耗の度合いを測定する様子を示す図である。左側にはノギス３００の側面図を示し、右側には取り外した羽根車２０の回転軸線Ａｘを通る断面図にて示している。ノギス３００を用いて、内側用測定刃３０２、３０３にて傾斜面２２の最内周部分の直径Ｄを計測する。計測する位置は、傾斜面２２の最内周側の端部の直径であることが好ましいが、傾斜面２２の軸方向の別の位置を測定のための基準点を用いて測定しても良い。

【0034】

再び図７に戻る。ライナリング３１は、組立の工程上、一度取り外すと再利用しないため、取り外したライナリング３１側の摩耗の測定は必須ではない。羽根車２０とライナリングの摩耗量分だけ、製造初期段階より隙間ｄが拡大していることとなるので、その摩耗量に相当する板厚（＝回転軸線Ａｘ方向の長さ）が増加された新たなスペーサー３３が設けられる。スペーサー３３に隣接するように設けられるライナリング３１は、摩耗していない新品部品を用いる。ライナリング３１の傾斜面３１ｂの新たな固定位置は、ライナリング３１と渦巻ケーシング２の突当面５６ｂの間に位置するスペーサー３３の板厚により決定される。従って、調整用のスペーサーとして板厚の異なる複数種類のスペーサー３２、３３等を準備すれば、分解メインテナンス時においてライナリング３１の羽根車２０に対する相対位置を適切に調整することが可能となる。

【0035】

ライナリング部３０の取付方法は、図７（Ａ）に示す取り外し方向３５ａとは反対の前方向（矢印３５ｂの方向）にスペーサー３３とライナリング３１を移動させ、取付部５６に対して渦巻ケーシング２に向かって回転軸線Ａｘの前方側に圧入する。これらを圧入した後の状態を示すのが図９（Ａ）である。図９（Ａ）において、取り外したスペーサー３２に対して、新たに取り付けるスペーサー３３の厚さ（回転軸線Ａｘ方向の距離）が大きいため、新たなライナリング３１の傾斜面３１ｂの位置を、回転軸線Ａｘ方向でより羽根車２０に近い位置、即ち工場出荷時の傾斜面３１ｂの位置よりもさらに後方側にずれた位置に固定することができる。よって、羽根車２０の傾斜面２２が摩耗して傾斜面２２が回転軸線Ａｘ方向後方に後退した状況であっても、隙間ｄを適切に調整することが可能となる。

【0036】

羽根車２０とライナリング３１の材質は、従来では同じ材質を使用することが一般的であったが、本実施例では、ライナリング３１の材質を、羽根車２０よりも少しだけ柔らかく削れやすい金属、例えば硬度が低い部材にて製造することが望ましい。例えば羽根車２０の材質がＦＣ２００やＳＣＳ１３である場合、ライナリング３１の材質は、ＣＡＣ４０６、ＣＡＣ９０２などが良い。スペーサー３２、３３の形状は、ライナリング３１の外径及び最小内径と同じ外径と内径をもつリング状である。また、スペーサー３２、３３の材質はライナリング３１と同等か、それ以上の強度を持つ金属とすると良い。これにより、スペーサー３２の変形や摩耗による、ライナリング３１の回転軸線Ａｘ方向に対する変位が軽減される。

【0037】

以上、第１の実施例によれば、図７（Ｂ）に示すような調整の結果、ライナリング３１の傾斜面３１ｂは、羽根車２０の対向部の傾斜面２２に近づくこととなり、隙間ｄが適切になるように調整することが可能となった。これにより、長期間の使用による遠心ポンプ１の性能低下を回復させることができるので、長期間使用した遠心ポンプ１を一式買い替えずに継続使用することが可能となった。遠心ポンプ１の継続使用のために要する費用は、ライナリング３１及びスペーサー３３の部品代と、分解及び交換作業、調整作業に伴う費用であって、新品との交換に対して十分に抑えることができるので、環境にやさしくエコな遠心ポンプ１を実現できた。

【実施例0038】

図９（Ｂ）は第２の実施例を示す遠心ポンプ１のマウス部Ｃの拡大図である。図９（Ａ）では、回転軸線Ａｘ方向に厚さの異なる複数のスペーサー３２、３３等を準備し、適切な厚さのスペーサーを選択して取り付けるように構成した。しかしながら、第２の実施例では、同一の厚さのスペーサー３４を複数枚準備し、固定したいライナリング３１の位置に合わせて介在させるスペーサーの数を増減させるようにした。スペーサー３２は、ライナリング３１の外径及び最小内径と同じ外径と内径をもつリング形状である。一枚当たりの厚さは、０．１ｍｍ単位などのできる限り薄いものが１種類あればよいが、それに加え１ｍｍ単位などのある程度の厚みを持ったものまで複数種類があると良い。これによって、後述する隙間ｄの調整をより効率よく行うことができる。スペーサー３２の材質はライナリング３１と同等か、それ以上の強度を持つ金属とする。例えば、ライナリング３１の材質がＣＡＣ４０６やＣＡＣ９０２などである場合、スペーサー３２の材質は、ＦＣ２００やＳＵＳ３０４などを使用することが望ましい。これにより、スペーサー３２の変形や摩耗による、ライナリング３１の回転軸線Ａｘ方向に対する変位が軽減される。図９（Ｂ）の状態では、薄いスペーサー３４を突当面５６ｂとの間に５枚介在させている。第２の実施例によれば、同一形状のスペーサー３４を多数準備するだけで、ライナリング３１の異なる位置への固定に柔軟に対応することができる。