JP5889622B2 - 多段ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば一重胴輪切型等の多段ポンプに関する。

従来、図１２に示すように、多段ポンプ７１は、複数の部品で構成されるポンプケーシング７２に吸込口７３と吐出口７４とが設けられ、ポンプケーシング７２内に、回転軸７５で回転する複数の羽根車７６ａ〜７６ｃが備えられている。また、各羽根車７６ａ〜７６ｃの出口の外側方向にはディフューザ７７が設けられている。

回転軸７５と一体に各羽根車７６ａ〜７６ｃが回転すると、水等の流体は、吸込口７３から吸込流路７８を流れて初段の羽根車７６ａに導かれ、初段の羽根車７６ａによって昇圧される。次に、水等の流体は、ディフューザ７７から中間流路７９を経て次段の羽根車７６ｂへ導かれ、次段の羽根車７６ｂによってさらに昇圧される。このようにして順次昇圧された水等の流体は、その後、最終段の羽根車７６ｃによって昇圧され、最終段のディフューザ７７から吐出流路８０を流れて吐出口７４へ導かれる。

この際、図１３に示すように、流体は、吐出流路８０を羽根車７６ａ〜７６ｃの回転方向と同じ旋回方向８２に旋回して流れ、吐出口７４から吐出される。
尚、吐出流路８０は回転軸７５の軸心周りに全周にわたって円環状に形成されており、吐出流路８０の一部と吐出口７４とは径方向外向きに形成された連通流路８１を介して連通している。また、回転軸７５の軸心７５ａを含む平面における吐出流路８０の流路断面積は、連通流路８１の部分を除いて、ほぼ全周にわたり同一である。

下記特許文献１には、最後段の羽根車からディフューザへ送り出された流体が吐出流路を流れて吐出口へ導かれる構成を備えた多段ポンプが記載されている。

特開２００５−３３０８７８

上記の従来形式では、最終段のディフューザ７７から外周に沿ってほぼ均一に旋回方向８２へ旋回しながら軸方向へ流出する流体は、旋回方向８２に流量を増加させつつ吐出流路８０を旋回して流れ、連通流路８１を通って吐出口７４から吐出される。

尚、ここで、吐出流路８０は、回転軸７５の軸心７５ａを含む平面における流路断面積が同一となる同心円環状の流路形状をなしている。吐出流路８０の外周の一部は外向きに連通流路８１と連通している。上記のような吐出流路８０において、旋回方向８２で連通流路８１へ連通する領域を下流側領域８４とし、連通流路８１を挟んで下流側領域８４とは反対側を上流側領域８３とする。上流側領域８３では、吐出流路８０に流れ込む液体の流量は少なく、この少ない流量に対して、軸心７５ａを含む平面における吐出流路８０の流路断面積が過大になってしまう。これにより、吐出流路８０の上流側領域８３を流れる液体の速度が大幅に低下して、上流側領域８３に淀み（死水領域）が発生し易くなる。このため、最終段のディフューザ７７から周方向においてほぼ一様に吐出流路８０へ流入する液体の流れが阻害され、その結果、ポンプ効率が低下するといった問題がある。

本発明は、ポンプケーシングを小型化すると共に、ポンプ効率の低下を防止することが可能な多段ポンプを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、ポンプケーシングに吸込口と吐出口とが設けられ、
ポンプケーシング内に、回転軸で回転する複数の羽根車が備えられ、
最終段の羽根車で昇圧された流体が最終段の圧力回収部を経て吐出口へ導かれる多段ポンプであって、
ポンプケーシング内に、流体を最終段の圧力回収部から吐出口に導く吐出流路が形成され、
吐出流路は回転軸の軸心周りを旋回する方向に形成され、
吐出流路の吐出口側を下流側とし、この流れ方向に対して反対側を上流側とし、
回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面積は、吐出流路の下流側が上流側に比べて、回転軸の軸心方向および径方向内向きに増大するとともに、
吐出流路の流路断面の径方向内向きにおける寸法の増大割合は、吐出流路の上流側の領域が隣接する下流側の領域よりも小さく設定されているものである。

これによると、吸込口からポンプケーシング内に吸い込まれた流体は回転する複数の羽根車によって順次昇圧される。そして、最終段の羽根車で昇圧された流体は、最終段の圧力回収部を経て吐出流路を流れ、吐出口から吐出される。

この際、最終段の圧力回収部から吐出流路に流れ出る液体は、吐出流路の上流側から下流側に向かって旋回すると共に流量を次第に増やしながら流れ、吐出口から吐出される。これに対して、吐出流路の流路断面積は、吐出口に向かう流れの下流側が上流側に比べて増大している。

したがって、吐出流路の上流側の流量は下流側の流量よりも少ないが、これに対応して、吐出流路の上流側の流路断面積が下流側の流路断面積よりも小さくなる。このため、吐出流路の上流側における流速の大幅な低下は抑制され、吐出流路の上流側に流体の淀み（死水領域）が発生するのを防止することができる。これにより、流体が吐出流路を上流側から下流側へ流れて吐出口に至る際、吐出流路の上流側において流体の流れが大きく乱れてしまうのを抑制することができる。このため、流体は吐出流路の上流側から下流側にかけて流路断面全面にわたってほぼ均一に流れることになり、流れの乱れによるエネルギー損失が軽減され、ポンプ効率の低下を防止することができる。

また、吐出流路の流路断面積は、回転軸の軸心方向および径方向内向きに増大し、径方向外向きには増大しない。このため、吐出流路が径方向外向きに拡大することはなく、ポンプケーシングを径方向において小型化することが可能である。
また、流体が吐出流路を上流側から下流側へ流れて吐出口に至る際、吐出流路の上流側の領域は、この領域に隣接する下流側の領域に比べて、径方向内向きへ急拡大せずに緩やかに拡大する。これにより、吐出流路の上流側の領域において、径方向の内側寄りの流体の流れに剥離や乱れ或は淀みが発生するのを抑制することができ、ポンプ効率の低下をより一層防止することができる。

本第２発明における多段ポンプは、回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面の軸心方向における寸法の増大割合は、吐出流路の上流側の領域が隣接する下流側の領域よりも大きく設定されているものである。

本第３発明における多段ポンプは、吐出流路の上流側の領域において、吐出流路の流路断面の軸心方向における寸法の増大割合が吐出流路の流路断面の径方向内向きにおける寸法の増大割合より大きいものである。

これによると、吐出流路の上流側の領域において、径方向の内側の流体に剥離や乱れが発生することをより一層抑制することができ、ポンプ効率の低下をさらに防止することができる。

本第４発明における多段ポンプは、回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面積は、上流側から下流側になるほど、所定の割合で直線的に増大していくものである。
これによると、吐出流路の流路断面積が非連続的に急拡大又は急縮小することはなく、このため、流路断面積の変化に伴う流体のエネルギー損失が減少し、ポンプ効率の低下をさらに防止することができる。

本第５発明における多段ポンプは、ポンプケーシングは、吸込口を有する吸込ケーシングと、吐出口を有する吐出ケーシングと、これら吸込ケーシングと吐出ケーシングとの間に挟み込まれた中間ケーシングとに分割され、
これら各ケーシングを回転軸の軸心方向に締め付ける固定手段が備えられ、
吐出流路は吐出ケーシング内に形成され、
吸込ケーシングは流体を吸込口から初段の中間ケーシング内に収納された羽根車の流入口へ導く吸込流路を有し、
中間ケーシングは流体を羽根車の流出口から次段の羽根車の流入口へ導く中間流路を有し、
吐出流路と中間流路との各外径が実質的に同一であり、
固定手段は、上記各外径の外側において、吸込ケーシングと吐出ケーシングとを固定しているものである。

これによると、ポンプケーシングを組立てた際、吐出ケーシングが中間ケーシングより径方向へ極端に大きくなることはなく、ポンプケーシングを径方向に小型化することができる。

以上のように、本発明によると、多段ポンプのポンプ効率の低下を防止することができ、また、多段ポンプの小型化が可能となる。

本発明の第１の実施の形態における多段ポンプの断面図である。 同、多段ポンプの回転軸の軸心方向から見た吐出ケーシングの断面図であり、ディフューザが設けられている状態を示す。 同、多段ポンプの回転軸の軸心方向から見た吐出ケーシングの断面図であり、ディフューザが取り外された状態を示す。 図３における各断面を示す吐出ケーシングの断面図である。 図３における各断面を示す吐出ケーシングの断面図である。 図３における各断面を示す吐出ケーシングの断面図である。 同、多段ポンプの吐出流路が回転軸の軸心方向および径方向内向きへ増大する様子を示す断面図である。 （ａ）は図３の各位置Ｖ１〜Ｖ１６に対応する回転軸の軸心方向における吐出流路の寸法を示すグラフであり、（ｂ）は図３の各位置Ｖ１〜Ｖ１６に対応する吐出流路の断面の径方向の外側から内側までの寸法を示すグラフである。 同、多段ポンプの吐出ケーシングの吐出口部分を含む断面図である。 本発明の第２の実施の形態における多段ポンプの断面図である。 本発明の第３の実施の形態における多段ポンプの吐出流路の各位置Ｖ１〜Ｖ１６に対応する吐出流路の流路断面積を示すグラフである。 従来の多段ポンプの断面図である。 図１２におけるＸ−Ｘ矢視図である。

以下、本発明における実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
先ず、第１の実施の形態を図１〜図９を参照しながら説明する。図１に示すように、１は一重胴輪切型の多段ポンプであり、ポンプケーシング２に吸込口３と吐出口４とが設けられている。ポンプケーシング２の内部には、回転軸５により回転する複数の羽根車６ａ〜６ｃが備えられている。ポンプケーシング２は、吸込口３を有する吸込ケーシング７と、吐出口４を有する吐出ケーシング８と、これら吸込ケーシング７と吐出ケーシング８との間に挟み込まれた複数の輪切型の中間ケーシング９ａ，９ｂとに分割されている。

上記各ケーシング７，８，９ａ，９ｂは、固定手段１１によって、回転軸５の軸心方向Ａに締め付けられて固定されている。固定手段１１は複数の固定ボルト１２とナット１３とを有している。各固定ボルト１２は、両端に位置する吸込ケーシング７と吐出ケーシング８とに、軸心方向Ａから挿通されている。また、各ナット１３は固定ボルト１２の両端部に螺合されており、これにより、吸込ケーシング７と吐出ケーシング８とが固定されている。

回転軸５は、ポンプケーシング２に挿通されており、軸封部１４においてパッキン等のシール材１５でシールされている。羽根車６ａ〜６ｃは、回転軸５に外嵌されて、各中間ケーシング９ａ，９ｂ内と吐出ケーシング８内とに収納されており、回転軸５と一体に回転する。各羽根車６ａ〜６ｃは流出口１６と流入口１７とを有している。また、流出口１６は流入口１７よりも回転軸５の径方向の外側に位置している。

吸込ケーシング７内には、水１８（流体の一例）を吸込口３から初段の羽根車６ａの流入口１７へ導く吸込流路１９が形成されている。吸込流路１９は、水１８を羽根車６ａの流入口１７に出来るだけ均一に流入させるように、回転軸５の外周を取り囲むように円環状に設けられている。

各中間ケーシング９ａ，９ｂ内には、水１８を各羽根車６ａ，６ｂの流出口１６から次段の各羽根車６ｂ，６ｃの流入口１７へ導く中間流路２０が形成されている。中間流路２０は、各羽根車６ａ，６ｂの流出口１６の外側に形成された円環状のディフューザ２１ａ，２１ｂを有している。

図２に示すように、吐出ケーシング８内には、円環状の最終段のディフューザ２１ｃ（圧力回収部の一例）と吐出流路２２とが形成されている。最終段のディフューザ２１ｃは最終段の羽根車６ｃの流出口１６の外側に形成されている。また、吐出流路２２は、最終段のディフューザ２１ｃを通過した水１８を吐出口４に導く流路であり、回転軸５の軸心周りを旋回する方向に渦巻状に形成されている。

図３〜図７に示すように、吐出流路２２の吐出口４の側を下流側２２ａとし、吐出口４への流れ方向２３に対する反対側を上流側２２ｂとする。回転軸５の軸心５ａを含む平面における吐出流路２２の流路断面積は、上流側２２ｂに比べて、下流側２２ａが回転軸５の軸心方向Ａおよび径方向内向きＢへ漸次増大する。尚、この際、軸心方向Ａにおける吸込口３の側を前方とし、吐出口４の側を後方とすると、上記流路断面積は軸心方向Ａの後方（すなわち中間ケーシング９ｂから吐出ケーシング８への方向）に増大する。また、吐出流路２２の下流側２２ａの位置は、上流側２２ｂの位置に対し、軸心方向Ａにおいて重複することなく、後方へずれている。尚、図４（ａ）にて、吐出流路２２の流路断面積が径方向外向きに増大しているように見えるが、これは吐出口４に続く連通路が表れているためである。

図８のグラフ（ａ）の横軸は図３中の吐出流路２２の周方向Ｄにおける位置Ｖ１〜Ｖ１６を示し、各位置Ｖ１〜Ｖ１６は周方向Ｄに角度２２．５°ずつおきの位置を示したものである。また、グラフ（ａ）の縦軸は図９中の吐出流路２２の流路断面の軸心方向Ａにおける長さ寸法Ｃを示す。このグラフ（ａ）によると、吐出流路２２の寸法Ｃの増大割合は、吐出流路２２の始端位置Ｖ１（始端部）を含む上流側の所定の領域２５が隣接する下流側の所定の領域２６よりも大きくなるように設定されている。尚、増大割合はグラフ（ａ）の傾きα１，α２に相当し、上流側の所定の領域２５（上流側から略１８０°の領域）の傾きα１が下流側の所定の領域２６の傾きα２よりも大きくなるように設定されている。

図８のグラフ（ｂ）の横軸は図３中の吐出流路２２の周方向Ｄにおける位置Ｖ１〜Ｖ１６を示し、縦軸は図９中の吐出流路２２の流路断面の径方向外側から内側までの長さ寸法Ｆを示す。また、グラフ（ｂ）によると、吐出流路２２の寸法Ｆの径方向内向きＢへの増大割合は、吐出流路２２の始端位置Ｖ１（始端部）を含む上流側の所定の領域２７が隣接する下流側の第１領域２８よりも小さくなるように設定されている。尚、増大割合はグラフ（ｂ）の傾きβ１〜β３に相当し、始端位置Ｖ１を含む上流側の所定の領域２７の傾きβ１が隣接する下流側の第１領域２８の傾きβ２よりも小さくなるように設定されている。また、上記下流側の第１領域２８に隣接する最下流側の第２領域２９の傾きβ３は上流側の所定の領域２７の傾きβ１よりも小さくなるように設定されている。これは、吐出流路２２の内側に設けられている部品、例えばバランスディスク等の部品が径方向内向きＢの位置に配置されているので、第２領域２９の傾きβ３を大きく設定することができないためである。尚、上記のようなバランスディスク等の部品の制約が無ければ、傾きβ３を傾きβ２と同じ又は傾きβ２より大きくすることも可能である。

さらに、吐出流路２２の上流側の領域において、軸心方向Ａにおける吐出流路２２の寸法Ｃの増大割合（すなわち図８のグラフ（ａ）の傾きα１）は、吐出流路２２の寸法Ｆの径方向内向きＢへの増大割合（すなわち図８のグラフ（ｂ）の傾きβ１）よりも大きい。

図９に示すように、吐出流路２２の外径Ｇ１は始端部（図３に示した上流側の始端位置Ｖ１）から吐出口４に連通する流路（図３に示した下流側の位置Ｖ１６）まで一定に保たれている。図１に示すように、吐出流路２２の外径Ｇ１と中間流路２０の外径Ｇ２とが実質的に同一寸法であり、吸込流路１９の外径Ｇ３は上記両外径Ｇ１，Ｇ２よりも小さい。尚、各固定ボルト１２は上記各外径Ｇ１，Ｇ２よりも外側に位置している。

以下、上記構成における作用を説明する。
図１に示すように、回転軸５の回転により各羽根車６ａ〜６ｃが回転する。吸込口３からポンプケーシング２内に吸い込まれた水１８は、吸込流路１９を通り、初段の羽根車６ａの流入口１７から流入して流出口１６から流出する。流出した水１８は、初段のディフューザ２１ａを経て中間流路２０を流れた後、次段の羽根車６ｂの流入口１７から流入して流出口１６から流出し、次段のディフューザ２１ｂを経て中間流路２０を流れる。このようにして順次昇圧された水１８は、その後、最終段の羽根車６ｃの流入口１７から流入して流出口１６から流出し、最終段のディフューザ２１ｃを経て、吐出流路２２に流れ込み、吐出流路２２を流れて吐出口４から吐出される。

このように、水１８は、各羽根車６ａ〜６ｃによって順次昇圧された後、吐出口４から吐出される。この際、最終段のディフューザ２１ｃから周方向に均一に吐出流路２２へ流れ出る水１８は、吐出流路２２の上流側２２ｂから下流側２２ａに向かって旋回すると共に流量を次第に増やしながら流れ、吐出口４から吐出される。これに対して、図３に示すように、吐出流路２２の流路断面積は、吐出口４に向かう流れの下流側２２ａが上流側２２ｂに比べて次第に増大している。

したがって、吐出流路２２の上流側２２ｂの流量は下流側２２ａの流量よりも少ないが、この流量に対応して、吐出流路２２の上流側２２ｂの流路断面積が下流側２２ａの流路断面積よりも小さいため、吐出流路２２の上流側２２ｂにおける流速の大幅な低下は抑制される。このように流速の大幅な低下が抑制されることにより、吐出流路２２の上流側２２ｂに水１８の淀み（水１８の流れが滞った死水領域）が発生するのを防止することができる。これにより、水１８が吐出流路２２を上流側２２ｂから下流側２２ａへ流れて吐出口４に至る際、吐出流路２２の上流側２２ｂにおいて水１８の流れが大きく乱れてしまうのを抑制することができ、水１８は吐出流路２２の上流側２２ｂから下流側２２ａにかけて流路断面全面にわたってほぼ均一に流れる。これにより、流れの乱れによるエネルギー損失が軽減され、ポンプ効率の低下を防止することができる。

また、図７に示すように、渦巻形状をなす吐出流路２２の流路断面積は、上流側２２ｂから下流側２２ａになるほど、回転軸５の軸心方向Ａおよび径方向内向きＢに増大し、外周方向には増大しない。このため、吐出流路２２が径方向外向きに拡大することはなく、ポンプケーシング２が径方向に大型化しない。したがって、吐出流路２２を渦巻形状とすることによってポンプ効率を向上させても、ポンプケーシング２（吐出ケーシング８）を径方向において小型化することが可能である。

また、水１８が吐出流路２２を流れて吐出口４に至る際、特に吐出流路２２の上流側の領域２７において、径方向外向きに流れる旋回流の影響が強く作用するため、水１８は吐出流路２２の径方向の内側に流れ難くなる傾向がある。これに対して、図８のグラフ（ｂ）に示すように、吐出流路２２の上流側の領域２７が、この領域２７に隣接する下流側の第１領域２８に比べて、径方向内向きＢへ急拡大せずに緩やかに拡大している。これにより、吐出流路２２の上流側の領域２７において、特に吐出流路２２の径方向の内側寄りの水１８の流れに剥離や乱れ或は淀みが発生するのを抑制することができ、ポンプ効率の低下をより一層防止することができる。

さらに、図８のグラフ（ａ）の傾きα１は図８のグラフ（ｂ）の傾きβ１よりも大きいため、吐出流路２２の上流側の領域において、吐出流路２２の径方向の内側寄りの水１８の流れに剥離や乱れが発生するのをより一層抑制することができ、ポンプ効率の低下をさらに防止することができる。

図１に示すように、中間ケーシング９ａ，９ｂを吸込ケーシング７と吐出ケーシング８との間に挟み込んで、吸込ケーシング７と吐出ケーシング８とに固定ボルト１２を挿通し、ナット１３を螺合することにより、各ケーシング７，８，９ａ，９ｂが固定されてポンプケーシング２が組立てられる。この際、吐出流路２２の外径Ｇ１と中間流路２０の外径Ｇ２とが実質的に同一寸法であるため、吐出ケーシング８が中間ケーシング９ａ，９ｂより径方向へ極端に大きくなることはなく、ポンプケーシング２を径方向に小型化することができる。

尚、上記吐出流路２２の外径Ｇ１と中間流路２０の外径Ｇ２とが実質的に同一寸法であるとは、上記外径Ｇ１と外径Ｇ２とが完全に一致している場合に加えて、上記外径Ｇ１と外径Ｇ２とが僅かに異なっている場合も含んでいる。例えば、吐出流路２２の外径Ｇ１が中間流路２０の外径Ｇ２よりも僅かに大きいような場合でも、実質的に同一寸法であるとみなしてもよい。

（第２の実施の形態）
また、第２の実施の形態では、図１０に示すように、吐出流路２２の外径Ｇ１と中間流路２０の外径Ｇ２と吸込流路１９の外径Ｇ３とが実質的に同一寸法である。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、図１１のグラフを参照しながら説明する。
図１１のグラフの横軸は図３中の吐出流路２２の周方向Ｄにおける位置Ｖ１〜Ｖ１６を示し、縦軸は回転軸５の軸心５ａを含む平面における吐出流路２２の流路断面積を示す。このグラフによると、吐出流路２２の流路断面積は、上流側の始端位置Ｖ１から下流側の位置Ｖ１６になるほど、所定の割合で直線的に漸次増大していく。すなわち、吐出流路２２の周方向Ｄにおける位置Ｖ１〜Ｖ１６と吐出流路２２の流路断面積とは正比例の関係にあり、所定の割合とはグラフの傾きγに相当する。

これによると、吐出流路２２の流路断面積は上流側から下流側になるほど直線的に漸次増大していくため、吐出流路２２の流路断面積が非連続的に急拡大又は急縮小することはない。したがって、吐出流路２２の流路断面積の変化に伴った流速の変化が生じないため、流体のエネルギー損失が減少し、ポンプ効率の低下をさらに防止することができる。

尚、第３の実施の形態では、多段ポンプ１は、図１１のグラフに示した吐出流路２２の各位置Ｖ１〜Ｖ１６と流路断面積との関係を維持していると共に、第１の実施の形態において図８（ａ）および図８（ｂ）の各グラフに示した吐出流路２２の各位置Ｖ１〜Ｖ１６と各寸法Ｃ，Ｆとの関係も維持している。しかしながら、図１１のグラフに示した関係は維持しているが、図８（ａ）および図８（ｂ）の各グラフに示した関係は維持していない多段ポンプ１であってもよい。

上記各実施の形態では、多段ポンプ１に三個（複数個）の羽根車６ａ〜６ｃを設けたが、三個に限定されるものではなく、二個又は四個以上設けてもよい。また、二個の中間ケーシング９ａ，９ｂを設けたが、羽根車の個数に応じて、中間ケーシングを一個又は三個以上設けてもよい。

また、上記各実施の形態では、ポンプケーシング２を吸込ケーシング７と吐出ケーシング８と複数の輪切型の中間ケーシング９ａ，９ｂとに分割した輪切型多段ポンプ１で説明したが、回転軸５の軸心５ａに平行な断面でポンプケーシング２を複数に分割した水平分割型の多段ポンプなど他の形式のものでもよい。

上記各実施の形態では、図３に示すように、吐出流路２２の下流側２２ａの位置が、上流側２２ｂの位置に対し、軸心方向Ａにおいて重複することなく、後方へずれているが、上流側２２ｂの位置に重複したものでもよい。

上記各実施の形態では、吐出流路２２の流路断面積が下流側２２ａほど漸次増大しているが、上流側２２ｂから下流側２２ａまでの間の一部分に、上記流路断面積が変化せずに一定に保たれる領域が形成されていてもよい。

また、吐出流路２２は略３６０°の範囲にわたって形成されているが、３６０°より小さい範囲又は大きい範囲に形成してもよい。
また、図８に示した吐出流路２２の流路断面の各寸法Ｃ，Ｆの増大割合や増大割合が変化する位置又は変化する回数は、直線的なグラフで示される関係のみに限定されるものではなく、曲線的なグラフで示される関係があるものでもよい。

また、上記各実施の形態では、図８のグラフ（ｂ）に示したように傾きβ１を傾きβ２よりも小さくしているが、反対に、傾きβ２を傾きβ１よりも小さくしてもよい。或は、傾きβ２と傾きβ３とを０にしてもよい。この場合、下流側の第１および第２領域２８，２９において、吐出流路２２の流路断面の寸法Ｆは、増大せず、一定値に保たれる。尚、ポンプ効率の低下を防止するためには、図８のグラフ（ｂ）に示したように傾きβ１を傾きβ２よりも小さくすることが最も効果的である。

上記各実施の形態では、多段ポンプ１について示したが、吐出流路２２の流路断面積を軸心方向Ａおよび径方向内向きＢへ増大させることは、単段ポンプにおいても同様な効果をもたらすことができる。

上記各実施の形態では、圧力回収部の一例としてディフューザ２１ａ〜２１ｃを用いたが、ディフューザ２１ａ〜２１ｃは羽根付き又は羽根無しでもよい。或は、圧力回収部の別の例として、一個又は複数個のボリュートを用いてもよい。

１ 多段ポンプ
２ ポンプケーシング
３ 吸込口
４ 吐出口
５ 回転軸
５ａ 軸心
６ａ〜６ｃ 羽根車
７ 吸込ケーシング
８ 吐出ケーシング
９ａ，９ｂ 中間ケーシング
１１ 固定手段
１６ 流出口
１７ 流入口
１８ 水（流体）
１９ 吸込流路
２０ 中間流路
２１ａ〜２１ｃ ディフューザ（圧力回収部）
２２ 吐出流路
２２ａ 下流側
２２ｂ 上流側
２５ 吐出流路の上流側の所定の領域
２６ 吐出流路の下流側の所定の領域
２７ 吐出流路の上流側の所定の領域
２８ 吐出流路の下流側の第１領域
Ａ 回転軸の軸心方向
Ｂ 径方向内向き
Ｇ１，Ｇ２ 外径
α１，α２，β１，β２ 傾き（増大割合）
γ 所定の割合

Claims (5)

1. ポンプケーシングに吸込口と吐出口とが設けられ、
   ポンプケーシング内に、回転軸で回転する複数の羽根車が備えられ、
   最終段の羽根車で昇圧された流体が最終段の圧力回収部を経て吐出口へ導かれる多段ポンプであって、
   ポンプケーシング内に、流体を最終段の圧力回収部から吐出口に導く吐出流路が形成され、
   吐出流路は回転軸の軸心周りを旋回する方向に形成され、
   吐出流路の吐出口側を下流側とし、この流れ方向に対して反対側を上流側とし、
   回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面積は、吐出流路の下流側が上流側に比べて、回転軸の軸心方向および径方向内向きに増大するとともに、
   吐出流路の流路断面の径方向内向きにおける寸法の増大割合は、吐出流路の上流側の領域が隣接する下流側の領域よりも小さく設定されていることを特徴とする多段ポンプ。
2. 回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面の軸心方向における寸法の増大割合は、吐出流路の上流側の領域が隣接する下流側の領域よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載の多段ポンプ。
3. 吐出流路の上流側の領域において、吐出流路の流路断面の軸心方向における寸法の増大割合が吐出流路の流路断面の径方向内向きにおける寸法の増大割合より大きいことを特徴とする請求項２記載の多段ポンプ。
4. 回転軸の軸心を含む平面における吐出流路の流路断面積は、上流側から下流側になるほど、所定の割合で直線的に増大していくことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の多段ポンプ。
5. ポンプケーシングは、吸込口を有する吸込ケーシングと、吐出口を有する吐出ケーシングと、これら吸込ケーシングと吐出ケーシングとの間に挟み込まれた中間ケーシングとに分割され、
   これら各ケーシングを回転軸の軸心方向に締め付ける固定手段が備えられ、
   吐出流路は吐出ケーシング内に形成され、
   吸込ケーシングは流体を吸込口から初段の中間ケーシング内に収納された羽根車の流入口へ導く吸込流路を有し、
   中間ケーシングは流体を羽根車の流出口から次段の羽根車の流入口へ導く中間流路を有し、
   吐出流路と中間流路との各外径が実質的に同一であり、
   固定手段は、上記各外径の外側において、吸込ケーシングと吐出ケーシングとを固定していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の多段ポンプ。

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