JP3872447B2 - Multistage fluid machinery - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機、圧縮機、ボイラ給水ポンプ等として使用される多段ポンプ等の多段流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多段流体機械としては、回転軸に固定された複数の羽根車を備え、一つの羽根車から出た高速流体を静圧回復させる案内羽根ないしはディヒューザ羽根と、静圧回復した流体を整流して次段の羽根車に導く戻り羽根とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、一つの羽根車から次段の羽根車へより円滑に流体を案内するために、案内羽根に相当する部分と戻り羽根に相当する部分とを連続させて一体構造とした複数の案内羽根を、リング状の基部に設けてなる案内羽根アセンブリを備えるものも知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２９９６３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、案内羽根と戻り羽根を連続させて一体化させ、一つの羽根車を出てから次段の羽根車に至るまで戻り流路を長くすると、旋回失速等の流体的不安定現象が発生して、羽根の疲労破壊等が生じるおそれがある。また、案内羽根と戻り羽根を一体構造とした羽根は三次元的形状を有するため、案内羽根アセンブリを他のケーシングに組み付けるための構造を設けることが困難で、製造工程が煩雑となる。
【０００５】
そこで、本発明は、案内羽根と戻り羽根とを連続させた一体化させた羽根を備える多段流体機械において、羽根の剛性を向上すると共に、製造性を向上することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動源により回転駆動される回転軸と、この回転軸に固定され、中心側から流入した流体を外周から流出させる複数の羽根車と、羽根車から流出した流体の運動エネルギを圧力に変換するための案内羽根部と、この案内羽根部と連続して設けられて流体を次段の羽根車に案内するための戻り羽根部と前記案内羽根部と前記戻り羽根部とを連結するＵ字路羽根部を備える複数の案内羽根を環状の基部に設けてなる、複数の案内羽根アセンブリとを備える、多段流体機械において、それぞれ前記案内羽根アセンブリを収容する複数のナカケーシングをさらに備え、前記複数のナカケーシングは隣接するものどうしが互いに嵌め込まれ、前記案内羽根アセンブリは前記案内羽根部における複数の案内羽根の先端を連結する前壁を備え、前記案内羽根アセンブリの前壁の外周面の少なくとも一部が、その案内羽根アセンブリが収容されているナカケーシングと隣接するナカケーシングに嵌め込まれる嵌合部を構成することを特徴とする、多段流体機械を提供する。
【０００７】
前壁を設けたことにより、案内羽根アセンブリが備える各案内羽根は基端側が基部に固定される一方、先端側が前壁に固定される。すなわち、各案内羽根は両端支持構造で支持されるので、案内羽根の剛性が向上し、旋回失速等の流体的不安定現象による案内羽根の疲労破壊等を防止することができる。
【０００９】
案内羽根は三次元的形状であるが、前壁にナカケーシングとの嵌合部を設けることにより、組み付けが容易となり製造性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る輪切り型の多段ポンプを示している。多段ポンプのケーシング１１を貫通して水平方向に延びる回転軸１２が配置されている。また、ケーシング１１内に、４個の羽根車１３と、最終段の羽根車１３を除く３個の羽根車１３に対応する３個の案内羽根アセンブリ２０とが収容されている。羽根車１３は回転軸１２に固定され、案内羽根アセンブリ２０は後に詳述するようにケーシング１１に対して固定されている。
【００１２】
ケーシング１１は、吸込口１５が取り付けられた吸込側ケーシング１４と、吐出口１６ａを備える吐出側ケーシング１６とを備え、これら吸込側ケーシング１４と吐出側ケーシングの間に、リング状の３個のナカケーシング１７が配置されている。吸込側ケーシング１４、吐出側ケーシング１６、及び３個のナカケーシング１７は、回転軸１２と平行に延びるステーボルト３１で締め付けることにより互いに固定されている。図１において、３２はナカケーシング１７を覆うラギングプレートである。
【００１３】
吸込側ケーシング１４と吐出側ケーシング１６の外側には、それぞれのシール機構３３Ａ，３３Ｂを収容したパッキンボックス３４Ａ，３４Ｂが取り付けられている。また、各パッキンボックス３４Ａ，３４Ｂの外側には、回転軸１２を支持するすべり軸受３５Ａ，３５Ｂを収容した軸受ブラケット３６Ａ，３６Ｂが配置されている。軸受ブラケット３６Ａは吸込側ケーシング１４に取り付けられ、軸受ブラケット３６Ｂは吐出側ケーシング１６に取り付けられている。吐出側ケーシング１６側の軸受ブラケット３６Ｂには、回転軸１２を支持する転がり軸受３７を収容した軸受ブラケット３６Ｃがさらに取り付けられている。
【００１４】
回転軸１２は図１において概略的に示すモータ３８（駆動源）によって、回転駆動される。羽根車１３は回転軸１２に固定されており、回転軸１２と共に回転する。羽根車１３の径方向の中心に位置する入口１３ａから流入した流体は、外周の出口１３ｂから流出する。図２を併せて参照すると、羽根車１３は回転軸１２に固定されたボス部１３ｃと一体である主板１３ｄと、この主板１３ｄと間隔をあけて配置された側板１３ｅと、主板１３ｄと側板１３ｅとの間に設けられた複数の羽根１３ｆとを備えている。
【００１５】
次に、案内羽根アセンブリ２０について詳細に説明する。図３から図６を併せて参照すると、案内羽根アセンブリ２０は、回転軸１２を挿通させる挿通孔２１ａを中央に備える円板状の基部２１を備え、この基部２１に一つの羽根車１３の出口１３ｂから次段の羽根車１３に至る戻り流路４０（図７及び図８参照）を構成するための複数の案内羽根２２が一体に設けられている。詳細には、案内羽根２２と基部２１とは鋳造により一体成形されており、各案内羽根２２の基端が基部２１に固定されている。以下の説明で案内羽根アセンブリ２０の基部２１について前面２１ｂとは、各案内羽根アセンブリ２０が対応する羽根車１３と対向する面をいう。例えば、図１において最も右側の案内羽根アセンブリ２０の場合、基部２１の前面２１ｂとは吸込口１５から１段目の羽根車１３と対向する面をいう。また、案内羽根アセンブリ２０の基部２１について背面２１ｆとは、次段の羽根車１３と対応する面をいう。例えば、図１において最も右側の案内羽根アセンブリ２０の場合、基部２１の背面２１ｆとは吸込口１５から２段目の羽根車１３と対向する面をいう。
【００１６】
図３及び図４に示すように、各案内羽根アセンブリ２０の基部２１の前面２１ｂでは縁部２１ｃが厚み方向に突出しており、この縁部２１ｃに囲まれた浅い凹部２１ｄに対応する羽根車１３の主板１３ｄが配置されている。
【００１７】
図３から図６に最も明瞭に表れているように、各案内羽根２２は基部２１の前面２１ｂの縁部２１ｃから、基部２１の背面２１ｆの挿通孔２１ａの付近まで延びている。案内羽根２２は、基部２１の前面２１ｂ側に位置して羽根車１３の出口から流出した流体の運動エネルギを圧力に変換する案内羽根部２２ａと、基部２１の背面２１ｆ側に位置して流体を次段の羽根車１３に案内するための戻り羽根部２２ｂとを備えている。また、案内羽根２２は、基部２１の前面２１ｂの最外周縁近傍から基部２１の背面２１ｃの最外周円近傍に至るＵ字路羽根部２２ｃを備えている。案内羽根部２２ａと戻り羽根部２２ｂとは、Ｕ字路羽根部２２ｃとより連結されている。換言すれば、各案内羽根２２は、案内羽根部２２ａ、Ｕ字路羽根部２２ｃ、及び戻り羽根部２２ｂが連続して一体に設けられた構造である。
【００１８】
図２から図６に示すように、各案内羽根アセンブリ２０は案内羽根部２２ａにおける案内羽根２２の先端を連結する前壁２３を備えている。この前壁２３は基部２１及び案内羽根２２とともに鋳造により一体成形されている。この前壁２３を設けたことにより、案内羽根アセンブリ２０の各案内羽根２２は基端側が基部２１に固定される一方、先端側がリング状の前壁２３に固定される。換言すれば、各案内羽根２２は両端支持構造で支持される。この両端支持構造により、各案内羽根２２の剛性が向上する。図２を参照すると、前壁２３の内側壁面２３ａは案内羽根部２２ａの先端に沿う曲面形状である。一方、前壁２３の外側壁面２３ｂは円筒状であり、後述するようにその最前面側はナカケーシング１７との嵌合部２３ｄを構成している。
【００１９】
次に、ナカケーシング１７及び案内羽根アセンブリ２０の組み付け構造について説明する。まず、図１及び図２を参照して、ナカケーシング１７について説明する。ナカケーシング１７は回転軸１２及び羽根車１３のボス部１３ｃを挿通させる挿通孔１７ａを中央に備えたリング状である。挿通孔１７ａにはウェアリング１８が装着されている。ナカケーシング１７の前面側には対応する案内羽根アセンブリ２０を収容する収容凹部１７ｂが設けられている。また、ナカケーシング１７の前面側には環状の嵌合突起１７ｃが設けられている。一方、ナカケーシング１７の背面側には、最外周縁付近に設けられた環状の第１嵌合段部１７ｄと、この第１嵌合段部１７ｄよりも内側（回転軸１２側）に設けられた環状の第２嵌合段部１７ｅとが設けられている。
【００２０】
図２を参照すると、ナカケーシング１７の嵌合突起１７ｃは前段のナカケーシング１７の第１嵌合段部１７ｄに嵌め込まれている。ナカケーシング１７の収容凹部１７ｂに配置された案内羽根アセンブリ２０は、その前壁２３がナカケーシング１７から突出している。この前壁２３のナカケーシング１７から突出した部分の外側壁面２３ｂが前段のナカケーシング１７に第２嵌合段部１７ｅに嵌め込まれている。換言すれば、前壁２３の外側壁面２３ｂのナカケーシング１７から突出する部分が前段のナカケーシング１７に嵌め込まれる嵌合部２３ｄを構成している。案内羽根２２は、案内羽根部２２ａ、Ｕ字路羽根部２２ｃ、及び戻り羽根部２２ｂを連続して設けているので三次元的形状である。従って、案内羽根２２自体をナカケーシング１７に嵌め込むには、ナカケーシング１７の背面側を複雑な三次元的形状加工する必要が有り、組み付けも困難である。しかし、本実施形態では、前壁２３にナカケーシング１７との嵌合部２３ｄを設けることにより、組み付けが容易となり製造性が向上する。
【００２１】
次に、羽根車１３の出口１３ｂから次段の羽根車１３の入口１３ａに至る戻り流路４０について説明する。戻り流路４０は、案内羽根アセンブリ２０の互いに隣接する一対の案内羽根２２、案内羽根アセンブリ２０の基部２１の外側壁面２１ｅ、案内羽根アセンブリ２０の前壁２３の内側壁面２３ａ、及びナカケーシング１７の収容凹部１７ｂの壁面１７ｆとにより構成されている。詳細には、戻り流路４０のうち案内羽根２２の案内羽根部２２ａに対応する領域では、互いに隣接する一対の案内羽根２２と、基部２１の外側壁面２１ｅと、前壁２３の内側壁面２３ａとにより、戻り流路４０が構成されている。また、戻り流路４０のうち案内羽根２２のＵ字路羽根部２２ｃ及び戻り羽根部２２ｂに対応する領域では、互いに隣接する一対の案内羽根２２と、基部２１の外側壁面２１ｅと、収容凹部１７ｂの壁面１７ｆとにより戻り流路４０が構成されている。
【００２２】
図７及び図８を参照すると、案内羽根アセンブリ２０の基部２１の外側壁面２１ｅは、矢印Ｆで示す戻り流路４０中の流体の流れ方向に対して直交する方向における断面形状を直線状としている。詳細には、図９（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、図７及び図８の位置▲１▼〜▲５▼のいずれにおいても、流れ方向Ｆに対して直交する方向での基部２１の外側壁面２１ｅが直線状であり、流れ方向Ｆでの戻り流路４０の断面形状の変化が円滑である。そのため、戻り流路４０での流路損失が低減され、それによって多段ポンプの効率を向上することができる。
【００２３】
前述のように一つの羽根車１３の出口１３ｂから流出した流体は、戻り流路４０を通って次段の羽根車１３の入口１３ａへ流れるが、前壁２３を設けたことにより、案内羽根アセンブリ２０の各案内羽根は両端支持構造で支持されて高い剛性を有するので、戻り流路４０中で旋回失速等の流体的不安定現象が生じた場合でも、案内羽根２２の疲労破壊等を防止することができる。
【００２４】
輪切り型の多段ポンプを例に本発明を説明したが、本発明は二重ケーシング型ないしはバレル型の多段ポンプを含む種々の多段流体機械に適用することができる。また、本発明の多段流体機械は、送風機、圧縮機、ボイラ給水ポンプ等の種々の用途に使用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の多段流体機械では、案内羽根アセンブリは戻り羽根部における案内羽根の先端を連結する前壁を備えるので、各案内羽根の剛性が向上し、旋回失速等の流体的不安定現象による案内羽根の疲労破壊等を防止することができる。また、前壁にナカケーシングとの嵌合部を設けることにより、製造性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る多段ポンプを示す断面図である。
【図２】 図１の部分拡大図である。
【図３】 案内羽根アセンブリを前面側から見た斜視図である。
【図４】 案内羽根アセンブリを前面側のやや側方から見た斜視図である。
【図５】 案内羽根アセンブリを背面側から見た斜視図である。
【図６】 案内羽根アセンブリを背面側のやや側方から見た斜視図である。
【図７】 案内羽根アセンブリを前面側から見た部分拡大図である。
【図８】 案内羽根アセンブリを背面側から見た部分拡大図である。
【図９】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、及び（Ｅ）は流路の断面形状を示す概略図である。
【符号の説明】
１１ ケーシング
１２ 回転軸
１３ 羽根車
１３ａ 入口
１３ｂ 出口
１３ｃ ボス部
１３ｄ 主板
１３ｅ 側板
１３ｆ 羽根
１４ 吸込側ケーシング
１５ 吸込口
１６ 吐出側ケーシング
１６ａ 吐出口
１７ ナカケーシング
１７ａ ナカケーシング
１７ｂ 収容凹部
１７ｃ 嵌合突起
１７ｄ 第１嵌合段部
１７ｅ 第２嵌合段部
１７ｆ 壁面
１８ ウェアリング
２０ 案内羽根アセンブリ
２１ 基部
２１ａ 挿通孔
２１ｂ 前面
２１ｃ 背面
２１ｃ 縁部
２１ｄ 凹部
２１ｅ 外側壁面
２２ 案内羽根
２２ａ 案内羽根部
２２ｂ 戻り羽根部
２２ｃ Ｕ字路羽根部
２３ 前壁
２３ａ 内側壁面
２３ｂ 外側壁面
２３ｄ 嵌合部
３１ ステーボルト
３２ ラギングプレート
３３Ａ，３３Ｂ シール機構
３４Ａ，３４Ｂ パッキンボックス
３５Ａ，３５Ｂ すべり軸受
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ 軸受ブラケット
３７ 転がり軸受
３８ モータ
４０ 戻り流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multistage fluid machine such as a multistage pump used as a blower, a compressor, a boiler feed pump, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of multi-stage fluid machine has a plurality of impellers fixed to a rotating shaft, guide vanes or diffuser vanes for recovering static pressure of a high-speed fluid from one impeller, and fluid that has recovered static pressure. Has a return blade that rectifies and guides it to the next impeller (see, for example, Patent Document 1). In addition, in order to more smoothly guide the fluid from one impeller to the next stage impeller, a plurality of guide vanes that are integrated with a portion corresponding to the guide vanes and a portion corresponding to the return vanes are integrated. There is also known one provided with a guide vane assembly provided on a ring-shaped base.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3299638 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the guide vane and the return vane are continuously integrated and the return flow path is extended from the exit of one impeller to the next impeller, fluid instability phenomena such as turning stall will occur. There is a risk that the blades may be damaged by fatigue. In addition, since the vanes in which the guide vanes and the return vanes are integrally structured have a three-dimensional shape, it is difficult to provide a structure for assembling the guide vane assembly to another casing, and the manufacturing process becomes complicated.
[0005]
Therefore, the present invention has an object of improving the rigidity of the blades and improving the manufacturability in the multistage fluid machine including the integrated blades in which the guide blades and the return blades are integrated.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a rotary shaft that is rotationally driven by a drive source, a plurality of impellers that are fixed to the rotary shaft and flow out of the fluid flowing in from the center side, and kinetic energy of the fluid that flows out of the impeller A guide vane portion for converting the guide vane, a return vane portion that is provided continuously with the guide vane portion and guides the fluid to the next stage impeller, and connects the guide vane portion and the return vane portion. A multistage fluid machine comprising a plurality of guide vane assemblies , each having a plurality of guide vanes having a U-shaped vane portion provided on an annular base portion , and further comprising a plurality of Naka casings each housing the guide vane assemblies; wherein the plurality of Naka casing fitted adjacent ones with each other, the guide vane assembly comprises a front wall connecting the tips of the plurality of guide vanes in the guide vane unit, before At least a portion of the outer peripheral surface of the front wall of the guide vane assembly, and characterized in that it constitutes a fitting portion fitted into Naka casing adjacent to Naka casing the guide vane assembly is housed, a multistage fluid machine provide.
[0007]
By providing the front wall, each guide blade included in the guide blade assembly is fixed to the base at the base end side and fixed to the front wall at the front end side. That is, since each guide vane is supported by the both-end support structure, the rigidity of the guide vane is improved, and it is possible to prevent the guide vane from being damaged due to fluid instability such as turning stall.
[0009]
The guide vanes have a three-dimensional shape, but by providing a fitting portion with a Naka casing on the front wall, assembly is facilitated and productivity is improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 shows a ring-cut multistage pump according to an embodiment of the present invention. A rotating shaft 12 that extends horizontally through the casing 11 of the multistage pump is disposed. Further, four impellers 13 and three guide blade assemblies 20 corresponding to the three impellers 13 excluding the final stage impeller 13 are accommodated in the casing 11. The impeller 13 is fixed to the rotating shaft 12, and the guide blade assembly 20 is fixed to the casing 11 as will be described in detail later.
[0012]
The casing 11 includes a suction-side casing 14 to which a suction port 15 is attached and a discharge-side casing 16 having a discharge port 16a, and three ring-shaped Naka between the suction-side casing 14 and the discharge-side casing. A casing 17 is arranged. The suction side casing 14, the discharge side casing 16, and the three Naka casings 17 are fixed to each other by being tightened by a stay bolt 31 that extends in parallel with the rotating shaft 12. In FIG. 1, 32 is a lagging plate that covers the Naka casing 17.
[0013]
On the outside of the suction side casing 14 and the discharge side casing 16, packing boxes 34A and 34B accommodating the respective seal mechanisms 33A and 33B are attached. Further, bearing brackets 36A and 36B accommodating sliding bearings 35A and 35B for supporting the rotating shaft 12 are arranged outside the packing boxes 34A and 34B. The bearing bracket 36 </ b> A is attached to the suction side casing 14, and the bearing bracket 36 </ b> B is attached to the discharge side casing 16. A bearing bracket 36C that accommodates a rolling bearing 37 that supports the rotating shaft 12 is further attached to the bearing bracket 36B on the discharge side casing 16 side.
[0014]
The rotary shaft 12 is rotationally driven by a motor 38 (drive source) schematically shown in FIG. The impeller 13 is fixed to the rotating shaft 12 and rotates together with the rotating shaft 12. The fluid that flows in from the inlet 13a located at the radial center of the impeller 13 flows out from the outer outlet 13b. Referring also to FIG. 2, the impeller 13 includes a main plate 13d that is integral with a boss portion 13c fixed to the rotary shaft 12, a side plate 13e that is spaced apart from the main plate 13d, a main plate 13d, and a side plate 13e. Are provided with a plurality of blades 13f.
[0015]
Next, the guide vane assembly 20 will be described in detail. 3 to 6 together, the guide vane assembly 20 includes a disc-shaped base 21 having an insertion hole 21a through which the rotary shaft 12 is inserted in the center, and the outlet of one impeller 13 is provided in the base 21. A plurality of guide vanes 22 for forming a return flow path 40 (see FIGS. 7 and 8) from 13b to the impeller 13 at the next stage are integrally provided. Specifically, the guide vanes 22 and the base 21 are integrally formed by casting, and the base end of each guide vane 22 is fixed to the base 21. In the following description, the front surface 21b of the base portion 21 of the guide blade assembly 20 refers to a surface that faces the impeller 13 to which each guide blade assembly 20 corresponds. For example, in the case of the rightmost guide blade assembly 20 in FIG. 1, the front surface 21 b of the base portion 21 refers to a surface facing the first stage impeller 13 from the suction port 15. Further, the back surface 21 f of the base 21 of the guide blade assembly 20 refers to a surface corresponding to the next stage impeller 13. For example, in the case of the rightmost guide blade assembly 20 in FIG. 1, the back surface 21 f of the base portion 21 refers to a surface facing the second stage impeller 13 from the suction port 15.
[0016]
As shown in FIGS. 3 and 4, an edge 21c projects in the thickness direction on the front surface 21b of the base 21 of each guide blade assembly 20, and the impeller 13 corresponding to the shallow recess 21d surrounded by the edge 21c. The main plate 13d is arranged.
[0017]
As shown most clearly in FIGS. 3 to 6, each guide blade 22 extends from the edge portion 21 c of the front surface 21 b of the base portion 21 to the vicinity of the insertion hole 21 a of the rear surface 21 f of the base portion 21. The guide vane 22 is located on the front surface 21b side of the base portion 21 and converts the kinetic energy of the fluid flowing out from the outlet of the impeller 13 into pressure, and the guide vane portion 22 is located on the back surface 21f side of the base portion 21 to transfer the fluid. And a return blade portion 22b for guiding the impeller 13 at the next stage. Further, the guide blade 22 includes a U-shaped blade portion 22 c that extends from the vicinity of the outermost peripheral edge of the front surface 21 b of the base portion 21 to the vicinity of the outermost peripheral circle of the rear surface 21 c of the base portion 21. The guide blade portion 22a and the return blade portion 22b are connected to each other by the U-shaped blade portion 22c. In other words, each guide blade 22 has a structure in which the guide blade portion 22a, the U-shaped blade portion 22c, and the return blade portion 22b are continuously provided integrally.
[0018]
As shown in FIGS. 2 to 6, each guide vane assembly 20 includes a front wall 23 that connects the tips of the guide vanes 22 in the guide vane portion 22 a. The front wall 23 is integrally formed with the base portion 21 and the guide vanes 22 by casting. By providing the front wall 23, each guide blade 22 of the guide blade assembly 20 is fixed to the base portion 21 at the base end side, and fixed to the ring-shaped front wall 23 at the front end side. In other words, each guide blade 22 is supported by the both-end support structure. The rigidity of each guide blade 22 is improved by this both-end support structure. Referring to FIG. 2, the inner wall surface 23a of the front wall 23 has a curved shape along the tip of the guide vane portion 22a. On the other hand, the outer wall surface 23b of the front wall 23 has a cylindrical shape, and its frontmost surface forms a fitting portion 23d with the Naka casing 17 as will be described later.
[0019]
Next, the assembly structure of the Naka casing 17 and the guide blade assembly 20 will be described. First, the Naka casing 17 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The Naka casing 17 has a ring shape with an insertion hole 17a through which the rotating shaft 12 and the boss 13c of the impeller 13 are inserted. A wear ring 18 is attached to the insertion hole 17a. A housing recess 17 b for housing the corresponding guide blade assembly 20 is provided on the front side of the Naka casing 17. An annular fitting protrusion 17 c is provided on the front side of the Naka casing 17. On the other hand, on the back side of the Naka casing 17, an annular first fitting step 17 d provided near the outermost peripheral edge, and on the inner side (rotating shaft 12 side) than the first fitting step 17 d. An annular second fitting step 17e is provided.
[0020]
Referring to FIG. 2, the fitting protrusion 17 c of the Naka casing 17 is fitted into the first fitting step portion 17 d of the preceding Naka casing 17. The front wall 23 of the guide vane assembly 20 disposed in the housing recess 17 b of the Naka casing 17 protrudes from the Naka casing 17. The outer wall surface 23 b of the front wall 23 protruding from the Naka casing 17 is fitted into the second fitting step portion 17 e in the previous Naka casing 17. In other words, a portion of the outer wall surface 23b of the front wall 23 that protrudes from the Naka casing 17 constitutes a fitting portion 23d that is fitted into the preceding Naka casing 17. The guide blade 22 has a three-dimensional shape because the guide blade portion 22a, the U-shaped blade portion 22c, and the return blade portion 22b are continuously provided. Therefore, in order to fit the guide blade 22 itself into the Naka casing 17, it is necessary to process a complicated three-dimensional shape on the back side of the Naka casing 17, and assembly is difficult. However, in this embodiment, by providing the front wall 23 with the fitting portion 23d with the Naka casing 17, assembly is facilitated and productivity is improved.
[0021]
Next, the return flow path 40 from the outlet 13b of the impeller 13 to the inlet 13a of the next stage impeller 13 will be described. The return flow path 40 includes a pair of adjacent guide vanes 22 of the guide vane assembly 20, an outer wall surface 21 e of the base 21 of the guide vane assembly 20, an inner wall surface 23 a of the front wall 23 of the guide vane assembly 20, and the Naka casing 17. It is comprised by the wall surface 17f of the accommodation recessed part 17b. Specifically, in a region corresponding to the guide vane portion 22a of the guide vane 22 in the return channel 40, a pair of guide vanes 22 adjacent to each other, an outer wall surface 21e of the base portion 21, and an inner wall surface 23a of the front wall 23 Thus, the return flow path 40 is configured. Further, in a region corresponding to the U-shaped blade portion 22c and the return blade portion 22b of the guide vane 22 in the return channel 40, a pair of guide vanes 22 adjacent to each other, the outer wall surface 21e of the base portion 21, and the housing recess 17b. The return channel 40 is constituted by the wall surface 17f.
[0022]
7 and 8, the outer wall surface 21e of the base 21 of the guide vane assembly 20 has a straight cross-sectional shape in a direction orthogonal to the fluid flow direction in the return flow path 40 indicated by the arrow F. . Specifically, as shown in FIGS. 9A to 9E, the base 21 in the direction orthogonal to the flow direction F in any of the positions {circle around (1)} to {circle around (5)} in FIGS. The outer wall surface 21e is linear, and the change in the cross-sectional shape of the return flow path 40 in the flow direction F is smooth. Therefore, the flow path loss in the return flow path 40 is reduced, thereby improving the efficiency of the multi-stage pump.
[0023]
As described above, the fluid flowing out from the outlet 13b of one impeller 13 flows to the inlet 13a of the next stage impeller 13 through the return flow path 40. However, by providing the front wall 23, the guide vane assembly is provided. Since each guide vane 20 is supported by a both-end support structure and has high rigidity, even if a fluid instability phenomenon such as swirling stall occurs in the return flow path 40, fatigue breakage or the like of the guide vane 22 is prevented. be able to.
[0024]
Although the present invention has been described by taking a ring-cut multistage pump as an example, the present invention can be applied to various multistage fluid machines including a double casing type or barrel type multistage pump. Moreover, the multistage fluid machine of this invention can be used for various uses, such as an air blower, a compressor, a boiler feed water pump.
[0025]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the multistage fluid machine according to the present invention, the guide vane assembly includes a front wall that connects the tip of the guide vane in the return vane portion, so that the rigidity of each guide vane is improved, turning stall, etc. It is possible to prevent fatigue failure of the guide blade due to the fluid instability phenomenon. Moreover, manufacturability improves by providing a fitting part with a Naka casing in the front wall.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multistage pump according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the guide vane assembly as viewed from the front side.
FIG. 4 is a perspective view of the guide vane assembly as viewed from the front side.
FIG. 5 is a perspective view of the guide vane assembly as seen from the back side.
FIG. 6 is a perspective view of the guide vane assembly as seen from the side slightly on the back side.
FIG. 7 is a partially enlarged view of the guide vane assembly as viewed from the front side.
FIG. 8 is a partially enlarged view of the guide blade assembly as viewed from the back side.
9 (A), (B), (C), (D), and (E) are schematic views showing the cross-sectional shape of the flow path.
[Explanation of symbols]
11 casing 12 rotating shaft 13 impeller 13a inlet 13b outlet 13c boss 13d main plate 13e side plate 13f blade 14 suction side casing 15 suction port 16 discharge side casing 16a discharge port 17 1 fitting step 17e second fitting step 17f wall 18 wear ring 20 guide vane assembly 21 base 21a insertion hole 21b front 21c back 21c edge 21d recess 21e outer wall 22 guide vane 22a guide vane 22b return vane 22c U-shaped blade portion 23 Front wall 23a Inner wall surface 23b Outer wall surface 23d Fitting portion 31 Stay bolt 32 Lagging plate 33A, 33B Sealing mechanism 34A, 34B Packing box 35A, 35B Slide bearing 36A, 36B, 36C Bearing bracket 37 Rolling bearing 38 Motor 40 Return flow path

Claims (1)

駆動源により回転駆動される回転軸と、
この回転軸に固定され、中心側から流入した流体を外周から流出させる複数の羽根車と、
羽根車から流出した流体の運動エネルギを圧力に変換するための案内羽根部と、この案内羽根部と連続して設けられて流体を次段の羽根車に案内するための戻り羽根部と前記案内羽根部と前記戻り羽根部とを連結するＵ字路羽根部を備える複数の案内羽根を環状の基部に設けてなる、複数の案内羽根アセンブリとを備える、多段流体機械において、
それぞれ前記案内羽根アセンブリを収容する複数のナカケーシングをさらに備え、
前記複数のナカケーシングは隣接するものどうしが互いに嵌め込まれ、
前記案内羽根アセンブリは前記案内羽根部における複数の案内羽根の先端を連結する前壁を備え、
前記案内羽根アセンブリの前壁の外周面の少なくとも一部が、その案内羽根アセンブリが収容されているナカケーシングと隣接するナカケーシングに嵌め込まれる嵌合部を構成することを特徴とする、多段流体機械。A rotating shaft that is rotationally driven by a drive source;
A plurality of impellers fixed to the rotating shaft and allowing the fluid flowing in from the center side to flow out from the outer periphery;
A guide vane for converting the kinetic energy of the fluid flowing out from the impeller into pressure, a return vane provided continuously with the guide vane for guiding the fluid to the next stage impeller, and the guide In a multistage fluid machine comprising a plurality of guide vane assemblies, each having a plurality of guide vanes provided with a U-shaped vane portion connecting the vane portion and the return vane portion, on an annular base portion ,
A plurality of Naka casings each housing the guide vane assembly;
In the plurality of Naka casings, adjacent ones are fitted to each other,
The guide vane assembly includes a front wall that connects tips of a plurality of guide vanes in the guide vane portion ;
A multistage fluid machine characterized in that at least a part of the outer peripheral surface of the front wall of the guide vane assembly constitutes a fitting portion fitted into a Naka casing that houses the guide vane assembly. .
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