JP2013076330A - Seal mounting structure and multistage pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層されるポンプケーシングのシール取付構造及び多段ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a seal mounting structure for stacked pump casings and a multistage pump device.
現在、複数のインペラ及びポンプケーシングを有する多段ポンプ装置が知られている。このような多段ポンプ装置は、井戸等で水や温泉水、海水等の湯水を揚水する水中ポンプ(例えば特許文献1)や、高所へ揚水を行う給水ポンプ等が知られている。 Currently, multistage pump devices having a plurality of impellers and pump casings are known. As such a multistage pump device, a submersible pump (for example, Patent Document 1) that pumps hot water such as water, hot spring water, and seawater in a well or the like, a feed pump that pumps water to a high place, and the like are known.
多段ポンプ装置は、インペラを収納したポンプケーシングを、Oリング等のシール部材を介在させて積層することで構成される。このため、ポンプケーシングには、互いに係合する部位にシール部材を取り付ける収納空間が形成され、当該収納空間を構成するケーシングの外面とシール部材とが密着することで、積層されたポンプケーシング間が密閉されるシール取付構造が設けられる。 The multistage pump device is configured by stacking pump casings containing impellers with a seal member such as an O-ring interposed. Therefore, in the pump casing, a storage space for attaching the seal member is formed at a portion engaging with each other, and the outer surface of the casing constituting the storage space and the seal member are in close contact with each other so that the stacked pump casings can be connected to each other. A hermetic seal mounting structure is provided.
上述したシール取付構造及び多段ポンプ装置では、以下の問題があった。即ち、上述した多段ポンプ装置では、インペラ及びポンプケーシングが多段に設けられることから、その増圧した水は高圧となる。このため、シール部材は、硬度が30等のように、硬いものが用いられる。このため、多段ポンプ装置の組み立てにおいて、シール部材を介して順次ポンプケーシングを積層する際に、ポンプケーシングとポンプケーシングとの間に、シール部材による隙間が発生する。この隙間は、ポンプケーシングの段数に応じて増加することから、ポンプケーシングの積層時の高さ寸法が増大するという問題がある。特に、回転軸には、複数のインペラを固定するインペラナットが締結されるが、ポンプケーシングの積層された高さが高くなることから、回転軸及びインペラナットが締結できない虞もある。 The above-described seal mounting structure and multistage pump device have the following problems. That is, in the multistage pump device described above, the impeller and the pump casing are provided in multiple stages, so that the increased water pressure becomes high. For this reason, a hard seal member having a hardness of 30 or the like is used. For this reason, in the assembly of the multistage pump device, when the pump casings are sequentially stacked via the seal member, a gap due to the seal member is generated between the pump casing and the pump casing. Since this gap increases according to the number of stages of the pump casing, there is a problem that the height dimension when the pump casings are stacked increases. In particular, an impeller nut that fixes a plurality of impellers is fastened to the rotating shaft. However, since the stacked height of the pump casing is increased, there is a possibility that the rotating shaft and the impeller nut cannot be fastened.
そこで本発明は、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減可能なシール取付構造及び多段ポンプ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a seal mounting structure and a multistage pump device that can reduce a gap between pump casings when the pump casing is assembled.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のシール取付構造及び多段ポンプ装置は、次のように構成されている。 In order to solve the problems and achieve the object, the seal mounting structure and the multistage pump device of the present invention are configured as follows.
本発明の一態様として、シール取付構造は、その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、互いに積層可能に形成され、前記積層することで、前記シール部材を収納可能に形成され、その断面が三角形状に形成された環状の収納空間が形成されるケーシングと、を備える。 As one aspect of the present invention, the seal mounting structure is formed so that a cross section of the annular seal member is formed in a triangular shape, and can be stacked on each other, and by stacking, the seal member can be stored. A casing in which an annular storage space having a triangular cross section is formed.
本発明の一態様として、多段ポンプ装置は、モータと、前記モータに接続された回転軸と、前記回転軸に複数設けられたインペラと、その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、互いに積層可能、且つ、前記インペラ及び前記回転軸を収納可能に形成され、前記積層することで、その断面が三角形状に形成された前記シール部材を収納可能な環状の収納空間が形成されるケーシングと、を備える。 As one aspect of the present invention, a multistage pump device includes a motor, a rotary shaft connected to the motor, a plurality of impellers provided on the rotary shaft, and an annular seal member having a triangular cross section. The annular impeller and the rotary shaft are formed so that the impeller and the rotating shaft can be accommodated, and an annular storage space capable of storing the sealing member having a triangular cross section is formed by stacking. A casing.
本発明によれば、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減可能なシール取付構造及び多段ポンプ装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the seal attachment structure and multistage pump apparatus which can reduce the clearance gap between pump casings at the time of the assembly of a pump casing.
以下、本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置1を、図1〜図3を用いて説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置1の構成を一部断面で示す説明図、図2は同多段ポンプ装置1の要部、特にポンプケーシング32及びシール部材35の構成を示す断面図、図3は同ポンプケーシング32及びシール部材35の構成を示す断面図である。なお、図1、2中、Bはボルトを、Fは流体の流れを、Nはナットを、Vは井戸を、Wは井戸水を、それぞれ示している。
Hereinafter, a
FIG. 1 is an explanatory view showing a part of a configuration of a
図1に示すように、多段ポンプ装置1は、水中モータ10と、吸込ケーシング11と、回転軸12と、ポンプ部13と、吐出ケーシング14と、固定バンド15と、電気ケーブル16と、を備えている。多段ポンプ装置1は、例えば、井戸Vに配置され、少なくともその一部が井戸V内の流体、例えば井戸水Wの水面下に位置する深井戸用水中ポンプである。
As shown in FIG. 1, the
水中モータ10は、電気ケーブル16を介して外部電源に接続されている。この水中モータ10は、水中モータ10の駆動軸20が、例えば継手21等を介して回転軸12に接続されている。
The submersible motor 10 is connected to an external power source via an electric cable 16. In the submersible motor 10, the
吸込ケーシング11は、水中モータ10の上部に設けられ、ポンプ部13の最下段として配置される。吸込ケーシング11は、略円筒状に形成されるとともに、下部に水中モータ10の外郭部材(モータケーシング)とボルトB等により組み付く組付座23と、この組付座23の上部に設けられた吸込口24と、上端部(上端側)の外周縁に設けられ、後述するポンプケーシング32が係合する上端係合部25と、固定バンド15の一方が固定される挿入溝26とを備えている。なお、上端係合部25は、後述する第2係合部49と同一形状に形成されている。
The suction casing 11 is provided in the upper part of the submersible motor 10 and is disposed as the lowest stage of the pump unit 13. The suction casing 11 is formed in a substantially cylindrical shape, and is provided at the lower portion of the
回転軸12は、水中モータ10に継手21を介して接続され、吸込ケーシング11及びポンプ部13内に収納される。回転軸12は、後述するポンプ部13のインペラ31を固定可能に形成されている。なお、回転軸12は、例えば、その外周面が、ポンプ部13の軸受部材34により支持される。
The rotary shaft 12 is connected to the submersible motor 10 via a
この回転軸12は、例えば、その外周面が被覆部により被覆され、この被覆部が実質的な回転軸12の外面を形成する。この被覆部は、例えば、スペーサ28及び後述するインペラ31の挿入部36等により構成され、回転軸12の回転に追従して回転可能に、回転軸12の外周面に固定されている。 For example, the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 is covered with a covering portion, and the covering portion forms a substantial outer surface of the rotating shaft 12. The covering portion is constituted by, for example, a spacer 28 and an insertion portion 36 of an impeller 31 described later, and is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 so as to be able to rotate following the rotation of the rotating shaft 12.
ポンプ部13は、吸込ケーシング11の上部に複数固定され、その内部に回転軸12を収納可能に形成されている。具体的に説明すると、ポンプ部13は、回転軸12に固定された複数のインペラ31と、インペラ31を収納するポンプケーシング(ケーシング)32と、を備えている。また、ポンプ部13は、インペラ31とポンプケーシング32との間に設けられたライナリング33と、回転軸12とポンプケーシング32との間に設けられた軸受部材と、ポンプケーシング32間にシール部材35と、を備えている。また、ポンプ部13は、シール部材35及びシール部材35を収納する収納空間50を有するシール取付構造を備えている。
A plurality of pump parts 13 are fixed to the upper part of the suction casing 11 and are formed so that the rotary shaft 12 can be accommodated therein. More specifically, the pump unit 13 includes a plurality of impellers 31 fixed to the rotating shaft 12 and a pump casing (casing) 32 that houses the impellers 31. The pump unit 13 includes a liner ring 33 provided between the impeller 31 and the
なおポンプ部13は、図1に示すように、ポンプケーシング32間に、インペラ31を収納せず、流体の流路Fのみを形成するケーシング32aを有していてもよい。
As shown in FIG. 1, the pump unit 13 may include a casing 32 a that does not house the impeller 31 and forms only the fluid flow path F between the
インペラ31は、ステンレスや樹脂等で成型され、円板状のベース部、ベース部の中心に設けられ回転軸12が挿入され、且つ、固定されるとともに、回転軸12の外表面の一部を覆う挿入部36、ベース部の一方の主面に設けられた複数の羽根、及び、この羽根を覆い、且つ、その中央部が挿入部36よりも大径に開口するシュラウド、を備えている。 The impeller 31 is molded from stainless steel, resin, or the like, and is provided at the center of the disk-like base portion. The rotary shaft 12 is inserted and fixed, and a part of the outer surface of the rotary shaft 12 is fixed. The insertion part 36 to cover, the some blade | wing provided in one main surface of the base part, and the shroud which covers this blade | wing and the center part opens larger diameter than the insertion part 36 are provided.
挿入部36は、ベース部と一体に設けられると共に、被覆部として回転軸12の外周面の一部を覆う円筒状に形成されている。なお、この挿入部36の外周面は、軸受部材と摺動可能に形成されている。 The insertion portion 36 is provided integrally with the base portion, and is formed in a cylindrical shape that covers a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft 12 as a covering portion. The outer peripheral surface of the insertion portion 36 is formed to be slidable with the bearing member.
ポンプケーシング32は、有底の円筒状に形成され、吸込ケーシング11、その一次側及び二次側に位置するポンプケーシング32又はケーシング32aを、シール部材35を介して積層可能に形成されている。
The
具体的には、図2に示すように、ポンプケーシング32は、略円筒状に形成された、外郭を形成する側部41と、次段のポンプ部13への流路を形成するベーンが設けられた流路部と、を備えている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
また、ポンプケーシング32は、吸込ケーシング11又は側部41の下端部に設けられ、下段(一次側)の吸込ケーシング11、ポンプケーシング32又はケーシング32aと接続する第1係合部48と、その上段(二次側)のポンプケーシング32、ケーシング32a又は吐出ケーシング14の第1係合部48と係合する第2係合部49と、を備えている。ポンプケーシング32は、これら第1係合部48及び第2係合部49を互いに係合させることで、複数段積層可能に形成されている。
The
第1係合部48は、側部41の下端側に配置される端部、さらに言えば、円筒状の端部であって、その内周面および端部にシール溝48aを有している。
The first
シール溝48aは、側部41の下面及び内周面との両部に形成された面取り部である。換言すると、シール溝48aは、その内周側の稜部に、その断面形状が三角形状に形成された円環状の切欠きである。
The
第2係合部49は、その断面が方形状に形成され、第1係合部48と係合する円環状の切欠きである。第2係合部49は、その稜部49aが係合した第1係合部48のシール溝48aと対向するとともに、シール溝48aとともにシール部材35の収納空間50を形成する。
The
換言すると、第2係合部49は、側部41の上端側に配置される端部であって、その端面の高さが内周側よりも外周側で低く形成されるとともに、その外周面から第1係合部48の径方向の幅と略同一幅に形成された、第1係合部48と同一形状に切欠する切欠部である。また、第2係合部49は、外周側の端面及び端面から伸びる外周面により形成される稜部49aがシール溝を形成する。
In other words, the second engaging
第1係合部48及び第2係合部49は、シール溝48a及び稜部49aの外面により、シール部材35を収納する収納空間50を形成する。
The first engaging
シール部材35は、その断面が三角形状に形成され、稜部が曲面の円環状のパッキンである。シール部材35は、その外周面が、シール溝48aと略同一傾斜角度に形成された斜面に形成されている。シール部材35は、その内径が第2係合部49の外径と略同一径に形成されている。
The
シール部材35は、その硬度が例えば30に形成されている。このような、シール部材35、第1係合部48及び第2係合部49により、シール取付構造が構成される。
The
吐出ケーシング14は、例えば固定バンド15の他方が固定される下部ケーシング61と、この下部ケーシング61にボルトB等により結合され、吐出配管等に接続されるフランジ部62aを有する上部ケーシング62とを備えている。吐出ケーシング14は、その下端に第1係合部48を備えている。吐出ケーシング14は、上部ケーシング62内に、逆止弁63を備えている。
The discharge casing 14 includes, for example, a
固定バンド15は、帯状のバンド部65と、その両端にナットNにより締結可能に形成されたねじ部66とを有している。この固定バンド15は、吸込ケーシング11、ポンプケーシング32及び吐出ケーシング14を固定可能に形成されている。
The fixed band 15 has a band-shaped band portion 65 and screw portions 66 formed at both ends so as to be fastened by nuts N. The fixed band 15 is formed so that the suction casing 11, the
このように構成された多段ポンプ装置1は、その組立において、図2及び図3に示すように、ポンプケーシング32を積層する際に、シール部材35の傾斜面がシール溝48aと対向するように第2係合部49にシール部材35を挿入後、ポンプケーシング32を積層させる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ポンプケーシング32は、シール溝48aを傾斜面により形成し、当該シール溝48a及び第2係合部49の稜部49aにより三角形状の断面を有するシール部材35の取付空間を形成し、当該取付空間に断面が三角形状のシール部材35を収納する。このため、シール溝48aの傾斜する面と、シール部材35の傾斜する外面とが当接することで、積層されたポンプケーシング32は、積層した一次側のポンプケーシング32と極力近接する。これにより、シール部材35により隣り合うポンプケーシング32間に発生する隙間を低減することが可能となる。
The
特に、多段ポンプ装置においては、ポンプケーシングを複数積層させる構成であることから、硬度が高い(硬い)シール部材を用いるため、ポンプケーシング間に隙間が発生し、段数が増加するに伴ってポンプケーシング間に発生する隙間が増大する。 In particular, in a multi-stage pump device, since a plurality of pump casings are stacked, a seal member having a high hardness (hard) is used. Therefore, a gap is generated between the pump casings, and the pump casings increase as the number of stages increases. The gap generated between them increases.
しかし、本実施形態のシール取付構造によれば、三角形状の断面を有するシール部材35の取付空間に断面が三角形状のシール部材35を収納する。このような構成とすることで、多段ポンプ装置1の組立時において、ポンプ部13で発生するポンプケーシング32間の隙間を極力低減することで、硬いシール部材35を用いても、当該隙間による組立時の高さ方向の寸法の増大を防止することが可能となる。また、シール部材35及び収納空間50の断面形状を三角形状とすることで、シール部材35と、第1係合部48及び第2係合部49との当接する面積を確保できることから、シール性能は維持可能となる。
However, according to the seal mounting structure of the present embodiment, the
上述したように、本発明の一実施の形態に係る多段ポンプ装置1によれば、断面形状が三角形状のシール部材35及びシール溝48aを設けることで、ポンプケーシングの組み立て時のポンプケーシング間の隙間を低減することが可能となる。
As described above, according to the
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、多段ポンプ装置1は、水中ポンプである構成を説明したがこれに限定されない。多段ポンプ装置1は、陸上に敷設されるポンプであってもよい。即ち、多段ポンプ装置1は、複数のポンプケーシング32が、シール部材35を介して積層される構成であれば適宜設定可能である。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the example mentioned above, although the
1…多段ポンプ装置、10…水中モータ(モータ)、11…吸込ケーシング、12…回転軸、13…ポンプ部、14…吐出ケーシング、15…固定バンド、16…電気ケーブル、20…駆動軸、21…継手、23…組付座、24…吸込口、25…上端嵌合部、26…挿入溝、28…スペーサ、31…インペラ、32…ポンプケーシング、32a…ケーシング、33…ライナリング、34…軸受部材、35…シール部材、36…挿入部、41…側部、48…第1係合部、48a…シール溝、49…第2係合部、49a…稜部、50…収納空間、61…下部ケーシング、62a…フランジ部、62…上部ケーシング、63…逆止弁、65…バンド部、B…ボルト、F…流路、N…ナット、V…井戸、W…井戸水。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに積層可能に形成され、前記積層することで、前記シール部材を収納可能に形成され、その断面が三角形状に形成された環状の収納空間が形成されるケーシングと、
を備えることを特徴とするシール取付構造。 An annular sealing member whose cross section is formed in a triangular shape;
A casing that is formed so as to be capable of being stacked on each other, and is formed so as to be capable of storing the seal member by stacking, and an annular storage space having a triangular cross section is formed.
A seal mounting structure comprising:
前記収納空間は、互いに積層された前記ケーシングの係合する前記第1係合部及び前記第2係合部により形成されることを特徴とする請求項1に記載のシール取付構造。 The casing is provided with a first engaging portion provided on one end side thereof, and a second engaging portion provided on the other end side so as to be engageable with the first engaging portion of the casing to be stacked. Comprising
The seal mounting structure according to claim 1, wherein the storage space is formed by the first engaging portion and the second engaging portion that are engaged with each other by the casings that are stacked on each other.
前記モータに接続された回転軸と、
前記回転軸に複数設けられたインペラと、
その断面が三角形状に形成された環状のシール部材と、
互いに積層可能、且つ、前記インペラ及び前記回転軸を収納可能に形成され、前記積層することで、その断面が三角形状に形成された前記シール部材を収納可能な環状の収納空間が形成されるケーシングと、
を備えることを特徴とする多段ポンプ装置。 A motor,
A rotating shaft connected to the motor;
A plurality of impellers provided on the rotating shaft;
An annular sealing member whose cross section is formed in a triangular shape;
A casing that can be stacked on each other and that can store the impeller and the rotating shaft, and that forms a ring-shaped storage space that can store the sealing member that has a triangular cross section by stacking. When,
A multi-stage pump device comprising:
前記収納空間は、互いに積層された前記ケーシングの係合する前記第1係合部及び前記第2係合部により形成されることを特徴とする請求項4に記載の多段ポンプ装置。 The casing is provided with a first engaging portion provided on one end side thereof, and a second engaging portion provided on the other end side so as to be engageable with the first engaging portion of the casing to be stacked. Comprising
5. The multistage pump device according to claim 4, wherein the storage space is formed by the first engagement portion and the second engagement portion that engage with each other of the casings stacked on each other.
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JPWO2017168724A1 (en) * | 2016-03-31 | 2019-02-07 | 本田技研工業株式会社 | Waterproof case |
CN112555163A (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-26 | 日本电产三协株式会社 | Pump device |
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