本実施例にかかるポンプは、いわゆる、� ��軸型のディフューザ斜流ポンプ(以下、斜流 ポンプと言う)であり、この斜流ポンプは、� �根車を回転させることにより、吸込口から� �い込んだ流体(例えば、用水等)を、吐出口へ 向けて送り出すものである。

 ここで、図1は、本実施例にかかる斜流ポ ンプの断面構造図であり、図2は、斜流ポン� �のQ-H特性線図である。また、図3は、設定さ� ��る平均入口角度に応じて変化するオフセッ� ��量の変化割合に関するグラフであり、図4は 、ディフューザベーンの取付位置に関する説 明図である。さらに、図5は、ディフューザ� �ーンの板取り図であり、図6は、曲げ加工工� ��において曲げ加工される板金部材の説明図� ��ある。以下、図1を参照して、斜流ポンプの 構成について説明する。

 図1に示すように、斜流ポンプ1は、その� �殻を構成する外筒ケーシング4と、外筒ケー� ��ング4の中央内部に設けられた内筒ハブ5と� �備えており、内筒ハブ5は、図示しないステ� ��により外筒ケーシング4に連結されて固定さ れ、この外筒ケーシング4と内筒ハブ5との間� ��、流体が流れる流路8が形成されている。こ のとき、流体は、図示下方の最上流側から図 示上方の最下流側へ向かって流れる。

 外筒ケーシング4は、下端側から順に、吸 込ベルマウス10と、吸込ベルマウス10の上方� �連結された羽根車ケーシング11と、羽根車ケ ーシング11の上方に連結されたシュラウド12� �、シュラウド12の上方に連結された揚水管13� ��、揚水管13の上方に連結された屈曲管14とで 構成されている。

 吸込ベルマウス10は、ベルマウス形状に� �成されており、吸込ベルマウス10の下端面に は、吸込口17が形成され、吸込ベルマウス10� �上端部には、羽根車ケーシング11に連結する ためのフランジが形成されている。

 羽根車ケーシング11は、逆円錐台形の筒� �に構成されており、羽根車ケーシング11の下 端部には、吸込ベルマウス10に連結するため� ��フランジが形成され、羽根車ケーシング11� �上端部には、シュラウド12に連結するための フランジが形成されている。

 シュラウド12は、略円筒形状に構成され� �おり、シュラウド12の下端部には、羽根車ケ ーシング11に連結するためのフランジが形成� ��れ、シュラウド12の上端部には、揚水管13に 連結するためのフランジが形成されている。 なお、詳細は後述するが、シュラウド12は、� ��ィフューザ30の一部を構成している。

 揚水管13は、略円筒形状に構成されてお� �、揚水管13の下端部には、シュラウド12に連� ��するためのフランジが形成され、揚水管13� �上端部には、屈曲管14に連結するためのフラ ンジが形成されている。

 屈曲管14は、垂直方向に揚水された流体� �水平方向に導くように円弧状に屈曲した円� �形状に構成されており、屈曲管14の側端面に は、吐出口18が形成され、屈曲管14の下端部� �は、揚水管13に連結するためのフランジが形 成されている。

 そして、吸込ベルマウス10、羽根車ケー� �ング11、シュラウド12、揚水管13および屈曲� �14を、それぞれのフランジを介してボルト締 めをすることにより、外筒ケーシング4が構� �される。

 内筒ハブ5は、下方側から順に、羽根車側 ハブ20と、羽根車側ハブ20の上方に配設され� �ディフューザ側ハブ21と、ディフューザ側ハ ブ21の上方に配設された揚水管側ハブ22とで� �成されている。

 羽根車側ハブ20は、羽根車ケーシング11の 中央内部に配設されており、吸込ベルマウス 10側に向かって先細りとなるコーン形状に形� ��されている。ここで、羽根車側ハブ20は、� �根車25の一部を構成している。すなわち、羽 根車25は、上記の羽根車側ハブ20と、羽根車� �ハブ20の外周に取り付けられた複数の羽根車 ベーン26と、を有しており、羽根車25は、羽� �車ケーシング11に収容されている。複数の羽 根車ベーン26は、羽根車側ハブ20に対し、周� �向に等間隔に配設され、羽根車側ハブ20は、 後述する主軸36の先端に固定されている。こ� ��により、羽根車25は、主軸36の回転に伴って 回転可能に構成されている。

 ディフューザ側ハブ21は、シュラウド12の 中央内部に配設されており、円筒状に形成さ れている。ここで、ディフューザ側ハブ21は� ��ディフューザ30の一部を構成している。す� �わち、ディフューザ30は、流路8の一部を構� �する上記のシュラウド12と、シュラウド12の� ��央内部に配設された上記のディフューザ側� ��ブ21と、ディフューザ側ハブ21の外周面から シュラウド12の内周面へ向けて放射状に配設� ��れた複数のディフューザベーン31と、を有� �ており、羽根車25から送り出される流体の動 圧を静圧に変換している。複数のディフュー ザベーン31は、その基端部がディフューザ側� ��ブ21に取り付けられると共に、先端部がシ� �ラウド12に取り付けられており、周方向に等 間隔に配設されている。これにより、ディフ ューザ側ハブ21は、複数のディフューザベー� ��31を介してシュラウド12に固定されているた め、ディフューザ側ハブ21の下端部(羽根車側 ハブ側)は、羽根車25による回転を許容する構 成となっている。なお、詳細は後述するが、 ディフューザ側ハブ21に取り付けられる各デ� ��フューザベーン31は、斜流ポンプ1の性能特� ��に応じて、その取付位置が適宜変更される� ��

 揚水管側ハブ22は、揚水管13の下方側の中 央内部に配設されており、屈曲管14側へ向か� ��て先細りとなるテーパー形状に形成されて� ��る。揚水管側ハブ22の下端部は、ディフュ� �ザ側ハブ21の上端部に連結して固定されてい る。

 また、斜流ポンプ1は、屈曲管14の上方に� ��設された駆動源35と、駆動源35と羽根車25と� ��間に配設された主軸36とを備えている。駆� �源35は、例えば、モータ等が用いられており 、主軸36を介して羽根車25を回転させている� �主軸36は、外筒ケーシング4の中央内部に配� �されており、その基端部は屈曲管14を貫通し て駆動源35に接続され、その先端部は揚水管� ��ハブ22を貫通すると共にディフューザ側ハ� �21の内側を通過して羽根車側ハブ20(羽根車25) に接続されている。

 ここで、斜流ポンプ1による一連のポンプ 動作について説明する。斜流ポンプ1の吸込� �17および羽根車25を水没させた状態において� ��駆動源35を駆動させて羽根車25を回転させる と、回転した羽根車25は、吸込口17から流体� �吸い込むと共に、吸い込んだ流体を吐出口18 へ向けて垂直方向に送り出す。羽根車25から� ��り出された動圧の流体は、ディフューザ30� �通過することにより静圧となる。静圧とな� �た流体は、揚水管13および屈曲管14を通過し� ��、吐出口18から水平方向に吐き出される。

 ところで、上記の斜流ポンプ1では、設置 する場所やその用途に応じて、効率良くポン プ動作を行うことが可能なように、斜流ポン プ1の性能特性を適宜設定する必要がある。� �まり、斜流ポンプ1の性能特性を適切に設定� ��ることにより、設置する場所やその用途に� ��わせて、斜流ポンプ1によるポンプ動作を効 率良く行うことができる。なお、斜流ポンプ 1の性能特性とは、斜流ポンプ1の効率ηであ� �、この効率ηを設定することで、斜流ポンプ 1の性能特性が設定される。

 このとき、斜流ポンプ1の効率ηは、ディ� ��ューザ30の各ディフューザベーン31の入口角 度に基づいて設定される。ここで、各ディフ ューザベーン31の入口角度について説明する� ��各ディフューザベーンの入口角度は、ディ� ��ューザ30の羽根車25側(入口側)において、デ� ��フューザ側ハブ21の外周およびディフュー� �ベーン31の基端部が為すハブ側入口角度β1と 、シュラウド12の内周およびディフューザベ� ��ン31の先端部が為すシュラウド側入口角度β 2と、を平均した平均入口角度βである(図3参� ��)。そして、この平均入口角度βを設定する� ��とにより、斜流ポンプ1の性能特性を設定す ることが可能となる。

 しかしながら、ディフューザベーン31の� �均入口角度βを設定すべく、ディフューザベ ーン31の曲げ曲率を変化させてしまうと、斜� ��ポンプ1の性能特性を設定することはできる が、ディフューザベーン31の曲げ曲率を大き� ��変化させてしまうため、斜流ポンプ1自体の 性能が低下する虞がある。このため、本実施 例では、ディフューザベーン31の取付位置を� ��望の取付位置に設定することにより、ディ� ��ューザベーン31の曲げ曲率を大きく変化さ� �ること無く、ディフューザベーン31の平均入 口角度βを設定し、これにより、斜流ポンプ1 の所望の性能特性を設定している。以下、図 2ないし図4を参照して、斜流ポンプ1の性能特 性を変更する性能特性設定方法について具体 的に説明する。

 斜流ポンプ1の性能特性設定方法は、所望 の斜流ポンプ1の効率ηを設定する効率設定工 程と、設定した効率ηに対応するディフュー� ��ベーン31の平均入口角度βを設定する入口角 度設定工程と、設定した平均入口角度βに対� ��するディフューザベーン31の取付位置を設� �する取付位置設定工程とを備えている。

 効率設定工程は、図2に示すQ-H特性線図から 、斜流ポンプ1の設置場所やその用途に応じ� �設定される設計吐出水量Q1に基づいて、最高 効率点η _max となるように、斜流ポンプ1の効率ηを設定す る。

 入口角度設定工程は、設定した斜流ポン� ��1の効率ηに応じた平均入口角度βを、予め� �験等により求められた効率ηに対応する平均 入口角度βのグラフ(図示省略)から、導出す� �。

 取付位置設定工程は、ディフューザ側ハ� ��21の径方向(Y方向)に直交すると共にハブ外� �の接線方向に平行な直交方向(X方向)におい� �、ディフューザ側ハブ21に取り付けられる各 ディフューザベーン31の取付位置を、導出し� ��平均入口角度βに基づいて設定している(図4 参照)。

 図4に示すように、Y方向は、基本取付位� �に取り付けられるディフューザベーン31の周 方向中間部50を基準として方向が定められる� ��つまり、ディフューザベーン31の周方向中� �部50における基端部とディフューザ側ハブ21� ��外周との交点Nを通る径方向が、Y方向とし� �定められている。また、X方向は、上記交点N におけるディフューザ側ハブ21外周の接線方� ��がX方向となり、Y方向に直交している。つ� �り、直交方向と接線方向とは平行となって� �る。なお、基本取付位置(図示(1))は、斜流ポ ンプ1の基本設計において、ディフューザ側� �ブ21に取り付けられるディフューザベーン31� ��取付基準となる取付位置である。

 ここで、図3および図4を参照して、例え� �、1のディフューザベーン31をディフューザ� �ハブ21に取り付ける場合について、具体的に 説明する。先ず、効率設定工程により設定さ れた効率ηに基づいて、入口角度設定工程に� ��いて平均入口角度βを導出する。次に、導� �された平均入口角度βに基づいて、図3に示� �平均入口角度βに対応するオフセット量のグ ラフから、予め設定された基本取付位置に対 するオフセット量を設定する。なお、平均入 口角度βを小さくさせるためには、オフセッ� ��量を増加させ、平均入口角度βを大きくさ� �るためには、オフセット量を減少させる。

 そして、図4に示すように、取付位置設定 工程によりオフセット量が設定されると、デ ィフューザベーン31は、その姿勢を維持した� ��態で、基本取付位置から設定されたオフセ� ��ト量の分、X方向にずらして取付位置が設定 される。

 例えば、オフセット量がゼロの場合、す� ��わち基本取付位置の場合、図4の(1)に示す位 置において、ディフューザベーン31がディフ� ��ーザ側ハブ21に取り付けられる。オフセッ� �量が100の場合、図4の(2)に示す位置において� ��ディフューザベーン31がディフューザ側ハ� �21に取り付けられる。オフセット量が200の場 合、図4の(3)に示す位置において、ディフュ� �ザベーン31がディフューザ側ハブ21に取り付� ��られる。オフセット量が250の場合、図4の(4) に示す位置において、ディフューザベーン31� ��ディフューザ側ハブ21に取り付けられる。� �フセット量が300の場合、図4の(5)に示す位置� ��おいて、ディフューザベーン31がディフュ� �ザ側ハブ21に取り付けられる。これによれば 、ディフューザベーン31の曲げ曲率を変更す� ��ことなく、取付位置を変更することにより� ��平均入口角度βを設定することができる。

 これにより、オフセット後の取付位置に� ��各ディフューザベーン31を取り付けること� �より、斜流ポンプ1の性能特性を、所望の効� ��ηにすることが可能となる。次に、図5を参� ��して、設定した取付位置に基づいて、製造� ��れるディフューザベーン31の製造方法につ� �て説明する。

 ディフューザベーン31の製造方法は、設� �されたオフセット量に基づいてディフュー� �ベーン31の材料となる板金部材40を金属板41� �ら型抜きする型抜き工程と、型抜きした板� �部材40を曲げ加工してディフューザベーン31� ��成形する曲げ加工工程とを備えている。

 型抜き工程は、設定されたオフセット量� ��基づいて製造されるディフューザベーン31� �各部の寸法から、ディフューザベーン31の平 面展開図42を作成する。そして、作成したデ� ��フューザベーン31の平面展開図42に基づいて 、図5に示すような、板取り図を作成し、作� �した板取り図に基づいて、金属板41から板金 部材40を型抜きする。

 曲げ加工工程は、型抜きした板金部材40� �、曲げ加工により折り曲げてディフューザ� �ーン31を作成する。このとき、図6に示すよ� �に、平行な2本の折り曲げ線L1,L1に沿って板� �部材40を折り曲げる二次元曲げによりディフ ューザベーン31を成形しても良いし、あるい� ��、平行でない2本の折り曲げ線L2,L2に沿って� ��金部材40を折り曲げる三次元曲げによりデ� �フューザベーン31を成形しても良い。

 以上の構成によれば、X方向において、デ ィフューザ側ハブ21に取り付けるディフュー� ��ベーン31の取付位置を、斜流ポンプ1の効率� �に応じて適宜設定することにより、簡単に� �流ポンプ1の性能特性を設定することができ� ��。このとき、ディフューザベーン31は、そ� �取付位置が変更されるだけであり、ディフ� �ーザベーン31の曲げ曲率が大きく変わること は無いため、ディフューザベーン31の形状変� ��に伴うポンプ性能の低下を抑制することが� ��きる。これにより、ディフューザベーン31� �取付位置を設定するという簡易な方法で、� �流ポンプ1の性能特性を設定することができ� ��。

 また、指標となる基本取付位置を基準と� ��、斜流ポンプ1の性能特性に応じて設定され たオフセット量の分、ディフューザベーン31� ��取付位置を変更すればよいため、取付位置� ��変更を容易に行うことが可能となる。

 さらに、上記の板取り図に基づいて金属� ��41から板金部材40を型抜きすると共に、型抜 きした板金部材40を曲げ加工することにより� ��オフセット後の取付位置に適したディフュ� ��ザベーン31を製造することができる。また� �上記のディフューザベーン31の製造方法によ れば、ディフューザベーン31の汎用化を図る� ��とができるため、製造される斜流ポンプ1の 低コスト化を図ることができる。

 なお、本実施例では、斜流ポンプ1を例に して説明したが、ディフューザ30を持つポン� ��であれば、斜流ポンプ1に限らず、軸流ポン プや渦巻きポンプ等の各種ポンプに適用して も良い。