JPH088320Y2 - 芯入りポンプ用インペラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、スラリーを含む汚泥液の輸送等に用いられ
るポンプ用インペラで、特に、金属製板状芯材をポリウ
レタン製インペラ本体で被覆させてなる芯入りポンプ用
インペラに関するものである。

［従来の技術］ この種の芯入りポンプ用インペラは、従来から使用さ
れてきた金属鋳造インペラに比べて、スラリーに対する
耐摩耗性および耐蝕性に優れているとともに、軽量でバ
ランス調整がしやすいなどの利点を有している。また、
ジルコニアやSiCなどのセラミック製インペラに比べ
て、加工が容易、かつ安価であり、耐衝撃性の面でも優
れている。

さらに、第３図に示すように、背板部21およびこの背
板部21から前方に隆起する複数の羽根22を含むインペラ
本体23の全体をポリウレタンから形成したウレタン単体
インペラに比べて、ポンプ作動時に大きな力が加わる上
記羽根22を支えるボス部24の強度を大きくして圧力歪な
どの変形を防止でき、また、回転軸への取付けキー部で
のスリップの発生もなくし得る等の利点を有している。

ところで、上記のように、単一材料製のものに比較し
て種々の利点を有する芯入りポンプ用インペラとして、
従来から知られているものは、第４図に示すように、金
属製ボス部25の外周部に円形状の金属製芯材26を固着
し、この金属製芯材26の表裏両面および外周をポリウレ
タン製インペラ本体27で被覆してなるものであった。
［考案が解決しようとする課題］ 上記のような従来の芯入りポンプ用インペラでは、金
属製芯材26とポリウレタン製インペラ本体27との接着強
度が不十分で、衝撃の大きいスラリーを含む流体の輸送
には適さない。特に、金属製ボス部25とインペラ本体27
との境界部から剥離を生じ易く、一旦、剥離が生じる
と、それが経時的に波及してインペラ全体の変形を早め
る。また、金属製ボス部25が直接に輸送流体に接触する
ために耐蝕性の面でも改善の余地があった。

さらに、金属製ボス部25の使用により、加工工数が多
くなり、コストアップにつながるとともに、インペラ全
体が重くなりやすい。

本考案は上記実情に鑑みてなされたもので、全体をで
きる限り軽量化しながら、耐摩耗性および耐蝕性の向上
を図ることができるとともに、スリップのない滑らかな
回転作用を確保でき、しかも放熱性を非常によくして長
時間にわたって連続運転される場合でも熱歪による変形
を抑制し、耐用寿命の著しい延長を達成することができ
る芯入りポンプ用インペラを提供することを目的として
いる。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案に係る芯入りポン
プ用インペラは、中心部に軸孔を有するとともに、その
周辺部分に径方向および円周方向に適当間隔を隔てて表
裏に貫通する多数の小孔を形成した金属製板状芯材と、
この金属製板状芯材の上記軸孔の内周縁を除く部分を被
覆するポリウレタン製インペラ本体とからなる芯入りポ
ンプ用インペラであって、上記金属製板状芯材の軸孔の
内周縁に回り止め部を形成するとともに、上記板状芯材
の外径／ポリウレタン製インペラ本体の外径を0.5〜0.8
5の範囲に、かつ、板状芯材の厚さ／インペラ本体の厚
さを0.1〜0.4の範囲に設定したものである。

［作用］ この考案によれば、ポリウレタン製インペラ本体を補
強するために該ポリウレタン製インペラ本体内に埋め込
まれる金属製板状芯材の周辺部分に表裏に貫通する多数
の小孔を形成することによって、芯材の表裏両面を被覆
しているポリウレタン層同士が小孔を通じて互いに連繋
されることになり、かつ、その多数の小孔が径方向およ
び円周方向に適当間隔を隔てて分散配置されているの
で、金属製板状芯材とポリウレタン層との接着部分の隣
接間距離が小さくなり、これによって、金属製板状芯材
とポリウレタン層との境界部における剥離が強力に防止
されて、板状芯材とインペラ本体との一体化強度の向上
が図れる。また、金属製板状芯材の軸孔を露出させ、こ
の露出する軸孔の内周縁に回り止め部を形成することに
より、ポンプの回転軸に取付けたとき、十分な回り止め
機能を発揮させてスリップのない滑らかな回転作用が確
保されるとともに、長時間にわたる連続運転で板状芯材
が昇温したとしても、熱を軸孔の内周縁と回転軸との金
属接触部を通して効率よく逃散させて熱歪による変形を
抑制することが可能である。また、スラリーなど輸送流
体との干渉度が最も大きい羽根を含むインペラ本体の全
表面がポリウレタン製であるから、耐摩耗性および耐蝕
性に優れており、全体をできるだけ軽量にしながら、イ
ンペラの耐用寿命を著しく延ばすことができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る芯入りポンプ用インペラの縦断
側面図、第２図は一部を切欠いた正面図であり、同図に
おいて、１は円板状の金属製板状芯材で、冷間圧延鋼板
（SPCC）から構成され、その中心部に軸孔1Aを有し、こ
の軸孔1Aの内周縁の一部を平坦にして回り止め部1Cを形
成しているとともに、周辺部には径方向および円周方向
に適当間隔を隔てて表裏に貫通する多数の小孔1Bが形成
されている。

２はポリウレタン製のインペラ本体で、ウレタンゴム
またはウレタン樹脂から形成され、上記金属製板状芯材
１の軸孔1Aの内周縁を除く全表面部分を被覆しており、
背板部2Aとこの背板部2Aから前方に隆起させて円周方向
に適宜間隔を隔てて一体形成された複数枚の羽根2Bとか
らなる。

上記のような構成の芯入りポンプ用インペラにおい
て、上記金属製板状芯材１とインペラ本体２とは、板状
芯材１の外径をＤ、厚さをｔ、インペラ本体２の外径を
D1、厚さをt1とするとき、 D/D1＝0.5〜0.85 t/t1＝0.1〜0.4 の範囲にそれぞれ設定されている。

このような板状芯材１とインペラ本体２との寸法比率
の設定は、本考案者が行なった実験結果に基づくもの
で、、D/D1＝0.5未満であったり、t/t1＝0.1未満である
場合は、板状芯材１による補強効果が不十分で、歪変形
量が許容値以上になり、また、D/D1＝0.85以上であった
り、t/t1＝0.4以上である場合は、インペラ全体の重量
が大きくバランス調整が難かしく、かつ、板状芯材１の
露出の危険性をともなう。

上記のような構成の芯入りポンプ用インペラによれ
ば、板状芯材１の埋込みにより、インペラ本体２の強度
を高めて、圧力歪等の変形を防止できるとともに、ポン
プ回転軸への取付け時に板状芯材１の中央部の軸孔1Aの
内周縁を回転軸周面に接触させることで、回り止め部1C
を介して回転軸に対する回り止めおよび軸方向へのスリ
ップ防止を図れるばかりでなく、長時間の連続運転に伴
ない板状芯材１が昇温しても、軸孔1Aの内周縁と回転軸
との金属接触部を通して熱をスムーズに逃散させて熱歪
も抑制することができる。

また、スラリーとの干渉度が最も大きい羽根2Bを含む
インペラ本体２の全表面がポリウレタン製であるから、
耐摩耗性を向上でき、さらに、板状芯材１の表裏両面の
ポリウレタン層同士が板状芯材に形成された小孔1Bを通
じて互いに連繋されるとともに、その小孔1Bが径方向お
よび円周方向に適当間隔を隔てて多数形成されているの
で、金属製板状芯材１とポリウレタン製インペラ本体２
との接着部分の隣接間距離が小さくなり、これによっ
て、金属製板状芯材１とインペラ本体２との境界部にお
ける剥離が強力に防止されて、板状芯材１とインペラ本
体２との一体化強度の向上が図れ、高速回転下で使用さ
れるポンプ用インペラ全体の耐用寿命を著しく延ばすこ
とができる。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、ポリウレタン製イン
ペラ本体を補強するために該ポリウレタン製インペラ本
体内に埋め込まれる金属製板状芯材の周辺部分に形成さ
れた表裏に貫通する多数の小孔を通じて芯材の表裏両面
を被覆しているポリウレタン層同士を互いに連繋させた
こと、その多数の小孔を径方向および円周方向に適当間
隔おきに分散配置させて金属製板状芯材とポリウレタン
製インペラ本体との接着部分の隣接間距離を小さくした
こと、板状芯材の中心部にこれとは別体の金属製ボス部
を固着するのではなく、板状芯材自体にボス部の働きを
する回り止め部を有する軸孔を設けて、ボス部とインペ
ラとの境界部分からのポリウレタンの剥離を強力に防止
するようにしたこと、スラリーなど輸送流体との干渉度
が最も大きい羽根を含むインペラ本体の全表面を耐摩耗
性および耐蝕性に優れたポリウレタン製としたこと、さ
らに金属製板状芯材とインペラ本体との外径および厚さ
の寸法比率を、強度の強化のみを考慮するのでなく、高
速回転されるポンプ用インペラのバランス調整も十分に
考慮した適正な値に設定したことの相乗作用によって、
加工工数を少なくして製作コストの低減を図るととも
に、全体をできるだけ軽量にして、ポンプの動力損失お
よびベアリングやメカニカルシールなどの軸承部への負
荷を小さくしながら、耐用寿命の著しい向上を達成する
ことができる。また、金属製板状芯材の軸孔を露出さ
せ、この露出する軸孔の内周縁に回り止め部を形成して
いるので、ポンプの回転軸に取付けたとき、十分な回り
止め機能を発揮させてスリップのない滑らかな回転作用
を確保できるとともに、長時間にわたる連続運転で板状
芯材が昇温したとしても、熱を軸孔の内周縁と回転軸と
の金属接触部を通して効率よく逃散させて熱歪による変
形も十分に抑制することができ、この点からも耐用寿命
の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による芯入りポンプ用インペ
ラを示す縦断側面図、第２図は一部切欠き正面図、第３
図および第４図はそれぞれ従来例の縦断側面図である。 １……金属製板状芯材、1A……軸孔、1B……小孔、２…
…インペラ本体、2B……羽根。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中心部に軸孔を有するとともに、その周辺
   部分に径方向および円周方向に適当間隔を隔てて表裏に
   貫通する多数の小孔を形成した金属製板状芯材と、この
   金属製板状芯材の上記軸孔の内周縁を除く部分を被覆す
   るポリウレタン製インペラ本体とからなる芯入りポンプ
   用インペラであって、上記金属製板状芯材の軸孔の内周
   縁に回り止め部を形成するとともに、上記板状芯材の外
   径／ポリウレタン製インペラ本体の外径を0.5〜0.85の
   範囲に、かつ、板状芯材の厚さ／インペラ本体の厚さを
   0.1〜0.4の範囲に設定したことを特徴とする芯入りポン
   プ用インペラ。