JPS59200089A - 多段ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は改良した構造を持つ多段ポンプに関するもので
ある。

〔発明の背景〕

ポンプの緒特性が良好で安価なことは勿論であるが、近
年はこれらの要求に加え、さらに配管方向を自由に選択
できる多段ポンプが望まれている。

しかし、従来より提案されている多段ポンプは第１図に
示すような構造を持つため、顧客の要望に対して十二分
に対応することができなかったＯここで、従来の多段ポ
ンプの構造を簡単に説明すると、第１図において、１０
は一端を駆動機に連結する回転軸、２０は回転軸１に取
り付けた羽根車、３１はそれぞれの羽根車２０を納める
羽根車室であり、この羽根車室３１は羽根車２０の主に
前面シュラウド側を覆う中間ケーシング３２と羽根車２
０の後面シュラウド側を覆う水返しチャンネル３りとに
よって構成される。水返しチャンネル５３は水返し羽根
３４を備えると共に、羽根車２０より吐き出された水を
次の段の羽根車２０の吸込み目玉に案内するものである
。４０．５０は中間ケーシング６２を挾むように、これ
らの両側にそれぞれ配設した吸込ケーシング、および吐
出しケーシングである。勿論、吸込ケーシング４０には
図示しない吸込フランジを設ける。また、吐出しケーシ
ング５０は吐出７ランジ５１を備えろと共に、最終段の
羽根車２０の後面シュラウド側を覆う一部中間ケーシン
グの働きも合わせ持つものである。さらに、吸込ケーシ
ング４０、および、吐出しケーシング５０の下部にはベ
ース取付は用の足４２．５２がそれぞれ設けられる。６
０．７０はそれぞれ吸込ケーシング４０、吐出しケーシ
ング５０に取り付けた軸受ケーシングであり、回転軸１
０を支えるための軸受６１，７１を備えている０ しかし、このように構成した多段ポンプでは同一形状を
持つ部品が少なく量産効果を発揮できないばかりでなく
、吸込ケーシング４０と吐出しケーシング５０よりの配
管方向が取り付は用の足４２゜５２との関係から決めら
れてしまうため配管作業に不便を掛けてし１うものであ
った。

〔発明の目的〕

そこで本発明は共用化できる部品を数多く備えて量産効
果を引き上げ、さらには、配管方向を自由に遺択してゆ
くことのできる改良した構造の多段ポンプを提供するも
のである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、回転軸と、この回転軸に固定した複
数個の羽根車と、これらの羽根車をそれぞれ囲む羽根車
室を持つ中間ケーシングと水返しチャンネルと、中間ケ
ーシングに開口部を向けてそれぞれ配置する吸込ケーシ
ングと吐出しケーシングとを備える多段ポンプにおいて
、最終段の水返しチャンネルの羽根車室と連通ずる吐出
しケーシング側の外側面を、吐出しケーシングの開口部
の開口寸法より小径に構成すると共に、この小径に構成
した水返しチャンネルの外側面を吐出しケーシングの開
口部内に配設する構造を取ることにより、多段ポンプの
最大の部品である吸込ケーシングと吐出しケーシングの
共用化を可能にするものである。

また、本発明は吸込ケーシングと吐出しケーシングの外
側に取り付ける軸受ケーシングに取り付けるための足を
設けることにより、吸込ケーシングと吐出しケーシング
の組み付は方向を自由に選ぶことを可能如し、配管作業
に融通性を持たせるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。すなわち、第２図におい
て、１００は一端を駆動機に連結するための軸継手１０
１を備える回転軸、２０１，２０２゜２０６は回転軸１
００に取り付けた初段、２段。

最終段の各羽根車、３１１，３２１，３３１はそれぞれ
の羽根車２０１，２０２，２０３を納める羽根車室であ
り、中間ケーシング３１０．！＋２０゜３３０と水返し
チャンネル３１３，３２３，３３３より構成される。中
間ケーシング３１０は羽根車２０１の前面シュラウド側
を主に覆い、水返しチャンネル３１３は、羽根車２０１
の後面シュラウド側を主に覆うものである。同様に羽根
車室３２１は中間ケーシング３２０と水返しチャンネル
３２６、また、羽根車室３３０は中間ケーシング３３０
と水返しチャンネル３３３によってそれぞれ構成される
。中間ケーシング５１０，３２０，３３０の構成を第３
図、第４図によってさらに説明すると、水返しチャンネ
ル３１３（３２３）は羽根車室３１１　（３２１）より
外側に向けて羽根車２０１（２Ｄ　２）の吐出し水を導
くための流路３１４（３２ａ）と、水返しチャンネル３
１３　（３２３）の外周と次の段の中間ケーシング３２
０　（３３０）の内周面３２７（３３７）との間の流路
空間３１８（３２８）に送り出された水を、次の段の羽
根車２０２　　（２０３）の吸込み目玉に向けて整流し
ながら案内するため水返しチャンネル３１３　　（３２
３）の背面３１９（３２９）に水返し羽根３１５（３２
５）を備える。また、最終段の水返しチャンネル３３３
はすでに説明した水返しチャンネル３１３゜３２３と同
様な流路３３４を備えると共に、これの背面ろ３９に後
で説明する吐出しケーシングの吐出し口付近で最も外径
の大きくなる外側面３３７を持つリプ３６８を備える。

なお、水返し羽根３１５．３２５と対面する中間ケーシ
ング３２０゜３３０の外径側の壁面には、流路空間３１
８゜５２８より流れ出る水の流れ方向をゆるやかに変更
するため凹部を設けて流路の拡大を行なう。

４００．５００は中間ケーシング３１０．！１２０゜３
３０を挾むように、これらの両側にそれぞれ配置した吸
込ケーシング、および吐出しケーシングである。これら
の吸込ケーシング４００１および、吐出しケーシング５
００は、さらに次のように構成する。すなわち、吸込ケ
ーシング４００には図示しない吸込フランジが設けられ
る。また、回転軸１０００貫通部分には吸込ケーシング
４００内の封水な行なうための、封水ブツシュ４１０．
封水リング４１１．角パツキン４１２．パツキン押えＡ
１３などを備える。同様に吐出しケーシング５００は吐
出し７ランジ５１０を備えると共に、回転軸１０００貫
通部分に、吐出しケーシング５００の封水を行なうため
の封水ブツシュ５１０、封水リング５１１、角パツキン
５１２、パツキン押え５１３などを備える。４１４，５
１１はそれぞれの封水部に封水を供給するための導入路
であり、この導入路ｄ１ｄ、５１ｒｉには封水管４１５
、減圧管・５１５の一端をそれぞれ連結する。これら、
封水管４１５、減圧管５１５のもう一端は、各中間ケー
シング３１０，５２０の適当な圧力を保つ箇所に接続す
る。これらの吸込ケーシング４００と吐出しケーシング
５００は実質的に同一形状の部材で構成することが可能
であり、吸込ケーシングＡＤＤとして利用する場合は、
これの開口部４０３を中間ケーシング３１０の前面側外
周部に当接するように配置し、吐出しケーシング５００
として利用する場合は、これの開口部５０５を中間ケー
シング６３０の後面側の外周部に当接する・） ように配置すると共に、これの開口＄５０３内に水返し
チャンネル３３３の筒面３３７が配設されるよう各部品
の寸法関係を選択すれば良いことになる。実施例では水
返しチャンネル６３３の外周３３６および外側面３３７
の径を吐出しケーシング５００の開口部５０３の開口寸
法より小さく構成すると共に、水返しチャシネル６３６
の厚さを、吐出しケーシング５００の開口部５０５内に
納まるよう選定している。また、水返しチャンネル３３
ろと吐出しケーシング５００の内径側は適当な係合構造
を取り、水返しチャンネル３３３の位置合わせと、回り
止めを行なうものである。さらに朋明すれば、中間ケー
シング３２０と３３０、水返しチャンネル３１３と３２
３は全く同一形状のものを利用できる。このように構成
し、図示の関係に各所のいんろつ部を突き合わせて配置
した各部材は、第５図に示すように吸込ケーシング４０
０と吐出しケーシング５００にそれぞれ等間隔に設けた
４個のボルト座ｄＱ４，５ＱＪ間に通しボルト９００を
通し、これ忙ナツト６０１，６０２を螺合し締め付ける
ことにより一体に組み上げることができる。

次に、７００，８００は、それぞれ吸込ケーシング４０
０、および、吐出しケーシング５００に取り付けた軸受
ケーシングであり、回転軸１００を支える軸受７０１，
８０１を備えろものである。

この軸受ケーシング７００，８００は環状のいんろう部
７０２，８０２を持ち、それぞれ吸込ケーシング４００
、および、吐出しケーシング５００に設けた環状のいん
ろう部７１０５．５０５に係合すると共に、通気窓７０
６，８０６を備える。また、各軸受７０１，８０１の内
側には軸受の保護のための水切り壁７０７，８０７が配
置され、この水切りＪＪｉ７０７，８０７の内壁にはさ
らに環状の環状突起７０／ｉ、８０４がそれぞれ２重に
設けられ、水切り壁７０７，８０７の内壁を伝わる水滴
が水切り壁７０７，８０７の中央に設けた回転軸１００
を貫通させるための穴を通じて軸受７０１゜８０１側に
浸入しないよう構成する。水切り壁７０７．８０７内壁
を伝わって落下する水滴は軸受ケーシング７０Ｊ］、８
００の下方に開けた排水穴７０５，８０５より排出され
る。さらに軸受ケーシング７００．８００の下部には足
７０３，８０３を設け、この足７０３，８０３を利用し
て多段ポンプは図示しないベースに固定される。このよ
うな構造によれば、軸受ケーシング７００，８００は水
切壁７０７，８０７の貫通穴の内径に若干の加工を施し
、才だ、軸スリーブ１０２を用意することで、実質的如
同−形状の部材を利用することができる。

以上説明した実施例においては、吸込ケーシング４００
と吐串しケーシング５００は、両者を固定するための通
しボルト９００のボルト座４０Ａ。

５０４を等間隔に設げたことから、両ケーシング／１０
０，５００を９０°毎に回転し再組み付けを行なうこと
ができる。勿論、この場合は両ケーシング４００．５０
０のいんろう称（および中間ケーシング５１０，３３０
は円形あるいは上下・左右ともに対称形となっている必
要がある。また、このとき最終段の水返しチャンネル３
３３は吐出しケーシング５００と同一位置関係を保つよ
うに、これと同時に回転しなければならない。このよう
に構成すると、多段ポンプの吸込フランジ４０１゜吐出
しフランジ５０１の向きを配管作業の都合に応じて自由
に選ぶことができ、配管設計、あるいはポンプ装置の股
引の融通性が大きくなるものである。また、回転部分を
支える軸受７０１，８０１とベースに取り付ける足７０
３，８０３との距離−を従来の構造のポンプに比べて、
短く取ることができるため、この部分の抗力を増し、振
動を抑えることができる。さらに、最終段の水返しチャ
ンネル６３３と係合する吐出しケーシング５００の内側
いんろう部５０６を回転軸１０００近くに配置し、しか
も、内側いんろう部５０６に向けて連なる吐出しケーシ
ング５００の内壁をなめらか忙盛り上がるように構成す
ると、この吐出しケーシング５００を吸込ケーシング４
００として利用するとき一層有利となる。すなわち、吸
込フランジ４０１より吸込ケーシング４００内に流れ込
んだ水は、これの内壁４０６に沿って、初段の羽根車２
０１の吸込み目玉に向けて除徐に偏向され、案内される
ため、この部分での損失を最少に抑えることができる。

また、吐出しケーシング５００の開口部５０３内に水返
しチャンネル３５３を納めるため、この部分を大きく開
口し、内容積を太きく構成したことから、これを吸込ケ
ーシング４００として利用する場合は、吸込ケーシング
４００内の流速を下げることができ、この点からも損失
を少なくしてゆくことができる。さらに、実施例では最
終段の中間ケーシング６５０の水返しチャンネル３３３
のリプ３３８の外側面６３７と吐出しケーシング５００
の内壁との間にボリュート状の空間５０７が設げられる
よう外側面の形状を工夫（径を変化させる）することに
より、空間５０７を通過する揚水の流速はほぼ等速とな
る。したがって、流路空間３４８より空間５０７に送り
出される揚水の圧力回復が円滑となり、同時に、この揚
水の軸方向の流れが無くなることから゛集水効果が高ま
り、吐出しケーシング５００内での揚水の節回損失、お
よび、混合損失も減少することから、結果としてポンプ
性能を向上してゆくことができる０ 次に第６図に示す本発明の具体例について説明する。多
段ポンプの吐出し圧力が高くなると吐出しケーシング５
００の軸封部分の内外の圧力差が大きくなるため、ここ
に使用するパツキン類の耐圧、あるいは、この部分を流
れる流体の流速が過大となり、すきまキャビテーション
によるエロージョンの発生などの問題が生じる。そこで
本実施例では吐出しケーシング５００と最終段の中間ケ
ーシング３６０の水返しチャンネル３３３０組み合わせ
により生じる環状の空間を減圧室として利用し、この減
圧室を中間ケーシング内の適当な圧力を持つ箇所に減圧
管を通して連結するものである。すなわち、減圧室５０
９は吐出しケーシング５００と水返しチャンネル３３６
のそれぞれの軸貫通部間に設けられるものであり、吐出
しケーシング５００に開けた導水路５１８に連通する。

この導水路５１８は、これに連結した減圧管を介し、例
えば３段目の中間ケーシング３３０に開けた通孔６４０
に連結し、中間ケーシング３６０の内側の流路空間３２
８と連通する。また、封水ブツシュ５１０に開口した導
水管５１４は減圧管５１５を介して、吸込ケーシング４
００に連結される。

このように構成すると、減圧室５０９の圧力は最終段の
圧力より低い中間段の圧力に保たれ、封水ブツシュ５１
０に掛かる圧力を軽減してゆくことができる。

さらにポンプの段数が増加し、吐出し圧力が増加した場
合は、吐出しケーシング５００の軸ρ逆部分に沿って、
水返しチャンネル３３３側より封水ブツシュ５１０の間
に、減圧室をいくつか追加し、これらの減圧室を順次圧
力の低いポンプの各所に連通してゆくことができる。

第６図を利用して本発明のさらに他の具体例を訝１明す
る。スラリー等を含む特殊液を取扱う場合は、軸封部分
を保護する意味で取扱い液が軸封部分に浸入しないよう
に配慮しなげればならない。

このため封水ブツシュ５１０に一方を開口した導水路５
１ｉ１１は、例えば２段目の中間ケーシング６２０内の
流路空間３１８に減圧管５１５を介して連結する。そし
て、角パンキン５１２０間に挾んで設けた封水リング５
１１に開口する導水路５１９は、他の高圧給水手段６０
０に接続する。このとき、封水ブツシュ５１０付近の圧
力は、理論的には減圧管５１５を流れる流動抵抗と速度
水頭の分だけ、減圧管５１５を接続する中間ケーシング
３２０内の流路空間３１８の圧力より高くなっているか
ら、この圧力より高い圧力を持つ水を封水リング５１１
に給水するよう導水路５１９に接続する高圧給水手段６
００を選択するものである。このように構成すると、封
水ブツシュ５１０付近の圧力をポンプの吐出し圧力に比
べ十分低く保つことができるから、高圧給水手段の給水
圧力をそれほど高く取らなくとも、角パツキン５１２側
への取扱い液の流出を防ぐことができ、この部分の保護
を確実に行なつゆくことができる。

さて、すでに説明した実施例では中間ケーシングと水返
しチャンネルを分割して構成し、水返しチャンネル側に
水返し羽根を設けたが、これは水・ｊ 返し羽根を中間ケーシングの前面側に設けることも可能
である。このようにすると、初段から終段までの全ての
水返しチャンネルを共用化することができる。また、こ
の場合は、最終段の水返しチャンネルの別部品として吐
出しケーシング５００内にボリュート状の空間５０７を
構成するための外側面を備える補助ピースを最終段の水
返しチャンネルと吐出しケーシング５００の内壁との間
に配置する必要がある。

また、すでに説明した実施例では吸込ケーシング４００
、および、吐出しケーシング５００を４方に方向転換で
きるものについて説明したが、これは適当な間隔でボル
ト座４０Ｃ５０／１を設けることにより、さらに多方向
への配管も可能になるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は、回転軸と、
この回転軸に固定した複数個の羽根車と、これらの羽根
車をそれぞれ囲む羽根車室を持つ中間ケーシングと水返
しプレートと、中間ケーシングに開口部を向けてそれぞ
れ配置する吸込ケーシングと吐出しケーシングとを備え
る多段ポンプにおいて、最終段の羽根車室と連通する水
返しチャンネルの吐出しケーシング側の外側面を、吐出
しケーシングの開口部の開口寸法より小径に構成すると
共に、この小径に構成した外側面を吐出しケーシングの
開口部内に配設する構造を取ることにより、多段ポンプ
の最大の部品である吸込ケーシングと吐出しケーシング
の共用化を可能にして土産効果を上げ、安価な多段ポン
プを供給してゆくことができる。

また、本発明は吸込ケーシングと吐出しケーシングの外
側に取り付ける軸受ケーシングに取り付けるための足を
設けることにより、吸込ケーシングと吐出しケーシング
の却み付は方向を自由に選ぶことを可能にし、配管作業
に融通性を持たせた多段ポンプを製作することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多段ポンプの構造を説明するための断面
図、第２図は本発明の一つの実施例を説明するための断
面図、第６図は中間ケーシングの水返しチャンネルの構
造を説明するだめの展開図、第４図は最終段の水返しチ
ャンネルの構造を説明するための展開図、第５図は吐出
しケーシングを説明するための側面図、第６図は他の具
体例を説明するため軸封部の一部を拡大して示す断面図
である。 １００・・回転軸、２０１，２０２，２０３・・・羽根
車、３１０，３２０，３３０・・・中間ケーシング、３
１１．３２１，３５１・・・羽根車室、３１３，３２３
゜３３３・・・水返しプレート、３３７・・・外側面、
４００・・・吸込ケーシング、ＡＯ５，５０３・・・開
口部、５００・・・吐出しケーシング 罪　３　図 ３１１　（３２１） Ｊ／９　（３２ｑ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸と、この回転軸に固定した複数個の羽根車と
   、これらの羽根車をそれぞれ囲む羽根車室を持つ中間ケ
   ーシングと水返しチャンネルと、この中間ケーシングに
   開口部を向けてそれぞれ配置する吸込ケーシングと吐出
   しケーシングとを備える多段ポンプにおいて、最終段の
   前記中間ケーシングと水返しチャンネルの羽根車室と連
   通ずる該水返しチャンネルの前記吐出しケーシング側の
   外側面を、前記吐出しケーシングの開口部の開口寸法よ
   り小径に構成すると共に、この小径に構成した外側面を
   前記吐出しケーシングの開口部内に配設した多段ポンプ
   。 ２、前記特許請求の範囲第１項において、前記吸込ケー
   シングと前記吐出しケーシングを同一形状の部材により
   構成した多段ポンプ。 ３、前記特許請求の範囲第１項において、前記吐出しケ
   ーシングの吐出し口付近で最も前記外側面の径が大きく
   なる前記水返しチャンネルを備えた多段ポンプ。