JP4503283B2 - ケーシング及び該ケーシングを備えた多段ポンプ - Google Patents

ケーシング及び該ケーシングを備えた多段ポンプ Download PDF

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Description

本発明はケーシング及び多段ポンプに係り、特に鋳造にて製作されるケーシング及び該ケーシングを備えた多段ポンプに関するものである。
従来から、液体を移送するための流体機械として多段ポンプが広く用いられている。この多段ポンプは、駆動軸に沿って配置された複数段の羽根車と該羽根車を収容するケーシングとを備えており、これらの羽根車を回転させると、吸込み口から導入された液体が昇圧され、吐出し口から吐出される。この種の多段ポンプは、例えば特許文献１及び２に開示されている。
図１は従来の多段ポンプの構造を示す断面図である。図１に示すように、ケーシング５は、吸込みケーシング１、中間ケーシング２、及び吐出しケーシング３とから構成されている。吸込みケーシング１は液体をケーシング５内に導入するための吸込み口（図示せず）を有し、吐出しケーシング３はケーシング５内の液体を外部に吐出すための吐出し口３ｄを有している。ケーシングの内部には駆動軸７に固定された複数の羽根車４が収容され、図示しない駆動源により駆動軸７を介してこれらの羽根車４が回転駆動される。
１段目の羽根車４から排出された流体は、中間ケーシング２の内部に形成されたボリュート通路２ａを通り、さらに該中間ケーシング２の内部に形成された戻り通路２ｂを通り、２段目の羽根車４の羽根車入口４ａに導かれる。吐出しケーシング３の内部には、中間ケーシング２と同様にボリュート通路３ａ及び吐出し通路３ｂが一体に成形されている。
このようなケーシング構造にあっては、中間ケーシング２の内部にボリュート通路２ａ及び戻り通路２ｂが一体に成形され、さらに吐出しケーシング３の内部にボリュート通路３ａ及び吐出し通路３ｂが一体に成形されるため、ケーシング５の内部形状が複雑になる。特に、ボリュート通路２ａと戻り通路２ｂとを仕切る隔壁２ｃ、及びボリュート通路３ａと吐出し通路３ｂとを仕切る隔壁３ｃの近傍には、鋳造時に十分な溶解金属（以下“湯”と称する）が供給されにくく鋳造欠陥を引き起こす大きな原因となっている。特に湯の流動性が悪いステンレス等の材料では、鋳造によるケーシング５の成形が困難であるという問題がある。
特開平１１−３２４９６４号公報 特開２００３−１８４７７８号公報
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、ステンレス等の湯の流動性が悪い材料であっても鋳造欠陥を発生することなく成形が可能なケーシング及び該ケーシングを備えた多段ポンプを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、駆動軸に沿って配置される複数の羽根車を収容する多段ポンプ用のケーシングであって、前記ケーシングは、前記羽根車の回転により液体に付与された速度エネルギーを圧力に変換するための案内羽根がそれぞれ一体に成形された吸込みケーシング及びガイドケーシングと、前記案内羽根により案内された液体を次段の羽根車の羽根車入口に導くための戻り羽根が一体に成形された戻りケーシングと、吐出し口を有する吐出しケーシングとを備え、前記吸込ケーシング及び前記ガイドケーシングは前記戻りケーシングと分割して形成され、前記案内羽根及び前記戻り羽根のうちのいずれか一方に、前記案内羽根の間に形成される案内通路と前記戻り羽根の間に形成される戻り通路とを仕切るための隔壁を一体に成形し、前記案内羽根及び前記戻り羽根のうちの他方の軸方向の端部を前記隔壁に当接したことを特徴とする。
本発明の他の態様は、複数の羽根車と、前記羽根車が固定される駆動軸と、前記ケーシングとを備えることを特徴とする多段ポンプである。
本発明によれば、従来１つの中間ケーシングに形成されていた案内通路及び戻り通路が分割され、それぞれ吸込みケーシングと戻りケーシング、或いはガイドケーシングと戻りケーシングの内部に形成されることになるので、ケーシングの構造を単純化することができる。その結果、鋳造時において湯の供給がスムーズに行われ、湯の流動性が悪いステンレス等の材料であっても、鋳造欠陥を生ずることなくケーシングを成形することが可能となる。
以下、本発明の一実施形態に係る多段ポンプについて図面を参照して説明する。
図２は本発明の一実施形態に係る多段ポンプを示す断面図である。図２に示すように、この多段ポンプは、駆動軸７に固定された複数の（本実施形態では３段の）羽根車４と、これらの羽根車４を収容するケーシング５とを備えている。駆動軸７は駆動源としての電動機３０に連結されており、羽根車４は電動機３０により駆動軸７を介して回転駆動されるようになっている。
ケーシング５は、吸込みケーシング１１、戻りケーシング１３、ガイドケーシング１２、及び吐出しケーシング１４から構成され、これらはボルト２５及びナット２６により互いに固定されている。吸込みケーシング１１は駆動軸７の軸方向に開口する吸込み口１１ａを有しており、この吸込み口１１ａから液体がケーシング５内に導入されるようになっている。また、吐出しケーシング１４は径方向外側に開口する吐出し口１４ａを有しており、この吐出し口１４ａを介してケーシング５内の液体が外部に吐出されるようになっている。
電動機３０により羽根車４を回転させると、液体が吸込み口１１ａからケーシング５内に吸い込まれ、各段の羽根車４によって昇圧された後、吐出し口１４ａから外部に吐出される。駆動軸７が吐出しケーシング１４を貫通する部分には、昇圧された液体が電動機３０に入り込まないようにするための軸封装置３１が配置されている。この軸封装置３１は、吐出しケーシング１４の上壁に形成された鍔部１４ｂ内に収容されている。
図３は図２の吸込みケーシング１１を示す断面図であり、図４は図２のガイドケーシング１２を示す断面図である。図３及び図４に示すように、吸込みケーシング１１及びガイドケーシング１２の内面には、羽根車４（図２参照）の回転によって液体に付与された速度エネルギーを圧力に変換するための複数の案内羽根１６がそれぞれ設けられている。これらの案内羽根１６は螺旋状に延びており、隣り合う案内羽根１６の間には案内通路２１が形成されている。
図３に示す案内羽根１６及び吸込みケーシング１１は鋳造により一体に成形され、同様に、図４に示す案内羽根１６及びガイドケーシング１２は鋳造により一体に形成されている。吸込みケーシング１１及びガイドケーシング１２のいずれにおいても、案内羽根１６の軸方向の端部１６ａには、案内通路２１を区画する隔壁が設けられず、このために案内通路２１の軸方向の一端側は開放されている。
図５は図２の戻りケーシング１３を示す断面図である。図５に示すように、戻りケーシング１３の内面には次段の羽根車４の羽根車入口４ａ（図２参照）に導入される液体を整流するための複数の戻り羽根１７が設けられており、隣り合う戻り羽根１７の間には戻り通路２２が形成されている。これらの戻り羽根１７の軸方向の端部には略円板状の隔壁２０が固定されており、戻り通路２２は、戻りケーシング１３、隣り合う戻り羽根１７、及び隔壁２０によって画成されている。戻りケーシング１３、戻り羽根１７、及び隔壁２０は鋳造により互いに一体に成形されている。なお、図２に示すように、吐出しケーシング１４の内部には、互いに一体成形された隔壁２７及び戻り羽根２８が配置されている。
図６は、吸込みケーシング１１（又はガイドケーシング１２）と戻りケーシング１３とを組み合わせた状態を示す断面図である。図６に示すように、吸込みケーシング１１（又はガイドケーシング１２）と戻りケーシング１３とは、軸方向（駆動軸７の延びる方向）に沿って配列した状態で互いに固定されている。戻りケーシング１３に設けられた隔壁２０は案内羽根１６の端部１６ａに当接し、これにより、案内通路２１が、吸込みケーシング１１（又はガイドケーシング１２）、隣り合う案内羽根１６、及び隔壁２０によって画成される。
従来のケーシング構造では、案内通路と戻り通路とが１つの中間ケーシング内に一体に形成されていたが、本実施形態では、案内通路２１が吸込みケーシング側（又はガイドケーシング側）に形成され、戻り通路２２が戻りケーシング側に形成されている。このように、案内通路２１と戻り通路２２とを分割することにより、ケーシング５の構造を単純化することができる。その結果、鋳造時において湯の供給がスムーズに行われ、湯の流動性が悪いステンレス等の材料であっても、鋳造欠陥を生ずることなくケーシング５を成形することが可能となる。
なお、本実施形態では、隔壁２０は戻りケーシング１３の戻り羽根１７と一体に成形されているが、隔壁２０を吸込みケーシング１１及びガイドケーシング１２の案内羽根１６と一体に成形してもよい。この場合においても、吸込みケーシング側（又はガイドケーシング側）に案内通路２１を形成することができ、かつ、戻りケーシング側に戻り通路２２を形成することができる。これにより、ケーシングの構造を簡素化することができ、鋳造欠陥を生ずることなくケーシングを成形することが可能となる。
従来の多段ポンプの構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る多段ポンプを示す断面図である。 図２の吸込みケーシングを示す断面図である。 図２のガイドケーシングを示す断面図である。 図２の戻りケーシングを示す断面図である。 吸込みケーシング（又はガイドケーシング）と戻りケーシングとを組み合わせた状態を示す断面図である。
符号の説明
１ 吸込みケーシング
２ 中間ケーシング
３ 吐出しケーシング
４ 羽根車
５ ケーシング
７ 駆動軸
１１ 吸込みケーシング
１２ ガイドケーシング
１３ 戻りケーシング
１４ 吐出しケーシング
１６ 案内羽根
１７，２８ 戻り羽根
２０，２７ 隔壁
２１ 案内通路
２２ 戻り通路
２５ ボルト
２６ ナット
３０ 電動機
３１ 軸封装置

Claims (2)

  1. 駆動軸に沿って配置される複数の羽根車を収容する多段ポンプ用のケーシングであって、
    前記ケーシングは、前記羽根車の回転により液体に付与された速度エネルギーを圧力に変換するための案内羽根がそれぞれ一体に成形された吸込みケーシング及びガイドケーシングと、
    前記案内羽根により案内された液体を次段の羽根車の羽根車入口に導くための戻り羽根が一体に成形された戻りケーシングと、
    吐出し口を有する吐出しケーシングとを備え、
    前記吸込ケーシング及び前記ガイドケーシングは前記戻りケーシングと分割して形成され、
    前記案内羽根及び前記戻り羽根のうちのいずれか一方に、前記案内羽根の間に形成される案内通路と前記戻り羽根の間に形成される戻り通路とを仕切るための隔壁を一体に成形し、
    前記案内羽根及び前記戻り羽根のうちの他方の軸方向の端部を前記隔壁に当接したことを特徴とする多段ポンプ用のケーシング。
  2. 複数の羽根車と、
    前記羽根車が固定される駆動軸と、
    請求項１に記載のケーシングとを備えることを特徴とする多段ポンプ。
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