JP2015028314A - Guide vane and pump device - Google Patents

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透 後藤
充 玉川
Mitsuru Tamagawa
充 玉川
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Shinya Kamanaka
真也 鎌仲
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a guide vane and a pump device capable of having high pump efficiency.SOLUTION: A guide vane 40 for guiding a fluid boosted by an impeller 20 of a pump device 1 to an impeller 20 in the next stage, is equipped with a disc-shaped installing plate 41; a plurality of vanes 42 provided on one main surface 41a of the installing plate 41, and gradually decreasing intervals between the vanes adjacent to each other from an outer peripheral side to a center side of the installing plate 41; and sub vanes 46 provided between the vanes 42.

Description

本発明は、流体を案内するガイドベーン及びガイドベーンを有するポンプ装置に関する。   The present invention relates to a guide vane for guiding fluid and a pump device having the guide vane.

液体を供給するポンプ装置として、複数のインペラ及びケーシングを積層させた多段ポンプをモータで駆動させるものが知られている。このようなポンプ装置は、高揚程及び高効率の要望が高い。このため、ケーシング内に、インペラの外周側の吐出口から次段のインペラの中央側の吸込口へと流体を案内するガイドベーンを備え、インペラとガイドベーンを通過させることで、漸次流体を増圧させるポンプ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art As a pump device that supplies a liquid, a device that drives a multistage pump in which a plurality of impellers and a casing are stacked with a motor is known. Such a pump device has a high demand for high head and high efficiency. For this reason, a guide vane that guides fluid from the discharge port on the outer peripheral side of the impeller to the suction port on the center side of the next stage impeller is provided in the casing, and the fluid is gradually increased by passing the impeller and the guide vane. A pump device for pressurization is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−221987号公報JP 2009-221987

上述したポンプ装置では、以下の問題があった。即ち、ポンプ装置は、インペラの数を増加させることにより、高揚程とすることが可能となるが、インペラの数を増加させると、ポンプ及びモータの大型化、製造コストの増大、及び、駆動軸長の増加による騒音の増大等の問題が発生する虞がある。また、インペラの数を増加させることにより、高揚程とはなっても、ポンプ効率の低下が低下する虞もある。このため、ポンプ装置は、さらなるポンプ効率の向上が求められている。   The pump device described above has the following problems. That is, the pump device can have a high head by increasing the number of impellers. However, increasing the number of impellers increases the size of the pump and motor, increases the manufacturing cost, and increases the drive shaft. There is a possibility that problems such as an increase in noise due to an increase in length may occur. Further, by increasing the number of impellers, there is a possibility that the reduction in pump efficiency may be reduced even if the head is high. For this reason, the pump device is required to further improve the pump efficiency.

そこで、本発明は、ポンプ効率を向上可能なポンプのガイドベーン及びポンプ装置を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a pump guide vane and a pump device that can improve pump efficiency.

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のガイドベーン及びポンプ装置は次のように構成されている。   In order to solve the above problems and achieve the object, the guide vane and the pump device of the present invention are configured as follows.

本発明の一態様のガイドベーンは、インペラにより増圧された流体を次のインペラに案内するガイドベーンにおいて、円盤状の取付板と、前記取付板の一方の主面に設けられた複数のベーンと、隣り合う前記ベーン間に設けられた副ベーンと、を備える。   A guide vane according to an aspect of the present invention is a guide vane for guiding a fluid pressure increased by an impeller to the next impeller, and includes a disk-shaped mounting plate and a plurality of vanes provided on one main surface of the mounting plate. And a sub vane provided between the adjacent vanes.

本発明の一態様のポンプ装置は、モータと、前記モータにより回転する回転軸と、前記回転軸の回転に伴って回転することで流体を増圧する複数のインペラと、前記インペラを収納するポンプケーシングと、円盤状の取付板、前記取付板の一方の主面に設けられた複数のベーン、及び、隣り合う前記ベーン間に設けられた副ベーンを具備するガイドベーンと、を備える。   A pump device according to an aspect of the present invention includes a motor, a rotating shaft that is rotated by the motor, a plurality of impellers that increase pressure by rotating with the rotation of the rotating shaft, and a pump casing that houses the impeller. And a guide vane including a disk-shaped mounting plate, a plurality of vanes provided on one main surface of the mounting plate, and a sub vane provided between the adjacent vanes.

本発明によれば、ポンプ効率を向上可能なポンプのガイドベーン及び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 guide vane and pump apparatus of a pump which can improve pump efficiency.

本発明の第1の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the pump apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同ポンプ装置の要部構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part structure of the pump apparatus. 同ポンプ装置の要部構成を示す平面図。The top view which shows the principal part structure of the pump apparatus. 本発明の第2の実施形態に係るポンプ装置の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the pump apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 同ポンプ装置の要部構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part structure of the pump apparatus. 同ポンプ装置の要部構成を示す平面図。The top view which shows the principal part structure of the pump apparatus.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係るポンプ装置1を、図1乃至図3を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るポンプ装置1の構成を一部外観から示す断面図、図2は同ポンプ装置1のポンプ5の構成を拡大して示す断面図、図3はポンプ5のガイドベーン40の構成を示す平面図である。なお、図1中Fは水の流れを示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a pump device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of the configuration of the pump device 1 according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the pump 5 of the pump device 1, and FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a guide vane 40 of the pump 5. FIG. In addition, F in FIG. 1 shows the flow of water.

図1に示すようにポンプ装置1は、例えば、縦型の多段ポンプであり、使用流体は水等が用いられる。このようなポンプ装置1は、モータ2と、このモータ2に接続された第1連結部材3と、第1連結部材3に接続された第2連結部材4と、この第2連結部材4に接続されたポンプ5と、モータ2に第1連結部材3及び第2連結部材4を介して接続された回転軸6と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the pump device 1 is, for example, a vertical multistage pump, and water or the like is used as a working fluid. Such a pump device 1 is connected to the motor 2, the first connecting member 3 connected to the motor 2, the second connecting member 4 connected to the first connecting member 3, and the second connecting member 4. And a rotary shaft 6 connected to the motor 2 via a first connecting member 3 and a second connecting member 4.

モータ2は、固定子と、回転子と、回転子の回転力を外部に伝達可能なモータ軸2aと、を有する。モータ2は、例えばDCモータが用いられる。   The motor 2 includes a stator, a rotor, and a motor shaft 2a that can transmit the rotational force of the rotor to the outside. For example, a DC motor is used as the motor 2.

第1連結部材3は、円筒状の軸受ケース11と、この軸受ケース11内に設けられた第1継手12と、第1継手12を軸支する複数(図1中3つ)の軸受13と、軸受13を軸受ケース11に回転自在に支持する固定具14と、を備えている。   The first connecting member 3 includes a cylindrical bearing case 11, a first joint 12 provided in the bearing case 11, and a plurality of (three in FIG. 1) bearings 13 that pivotally support the first joint 12. And a fixture 14 that rotatably supports the bearing 13 on the bearing case 11.

第1継手12は、2つの異なる外径を有する円筒体に形成されており、モータ2側に大径部が、ポンプ5側に小径部が配置されるよう、軸受ケース11内に収納されている。第1継手12は、その大径部側でモータ軸2aに固定され、モータ軸2aの回転に伴って回転可能に形成されている。第1継手12は、その回転を、駆動体である後述する第2連結部材4の第2継手16に伝達可能な伝達部15を小径部側に有している。なお、伝達部15は、モータ軸2aと略同一径に形成され、伝達部15の小径部側の端面に設けられる。   The first joint 12 is formed in a cylindrical body having two different outer diameters, and is housed in the bearing case 11 so that the large diameter portion is disposed on the motor 2 side and the small diameter portion is disposed on the pump 5 side. Yes. The first joint 12 is fixed to the motor shaft 2a on the large-diameter portion side, and is formed to be rotatable with the rotation of the motor shaft 2a. The 1st coupling 12 has the transmission part 15 which can transmit the rotation to the 2nd coupling 16 of the 2nd connection member 4 mentioned later which is a drive body on the small diameter part side. In addition, the transmission part 15 is formed in the substantially same diameter as the motor shaft 2a, and is provided in the end surface by the side of the small diameter part of the transmission part 15. FIG.

第2連結部材4は、第2継手16と、この第2継手16をその内部に収納する継手ケース17と、を備えている。   The second connecting member 4 includes a second joint 16 and a joint case 17 that houses the second joint 16 therein.

第2継手16は、一対の半円筒部材16aを有し、ボルト等により一対の半円筒部材16aを一体に結合することで円筒状に組立可能に形成されている。また、第2継手16は、半円筒部材16aを円筒状に組立てることで、伝達部15及び回転軸6を固定可能に形成されている。   The second joint 16 has a pair of semi-cylindrical members 16a, and is formed so as to be assembled in a cylindrical shape by integrally joining the pair of semi-cylindrical members 16a with bolts or the like. Moreover, the 2nd coupling 16 is formed so that the transmission part 15 and the rotating shaft 6 can be fixed by assembling the semi-cylindrical member 16a in a cylindrical shape.

第2継手16による伝達部15の固定方法は、例えば、伝達部15にキーを、第2継手16の一方にキー溝を設け、キーにより固定する。第2継手16による回転軸6の固定方法は、例えば、第2継手16の他方及び回転軸6にそれぞれ孔部を設け、これら孔部にピンを嵌合させて固定する。なお、これら固定方法は他の方法であってもよく、適宜設定可能である。   The transmission part 15 is fixed by the second joint 16 by, for example, providing a key in the transmission part 15, providing a key groove in one of the second joints 16, and fixing with the key. As a method for fixing the rotary shaft 6 by the second joint 16, for example, holes are provided in the other side of the second joint 16 and the rotary shaft 6, and pins are fitted into these holes and fixed. Note that these fixing methods may be other methods and can be set as appropriate.

継手ケース17は、軸受ケース11を介してボルトBによりモータ2に固定可能に形成されている。継手ケース17は、後述するポンプ5の吐出流路部64の上端側を閉塞することで、ポンプ5の外郭部材の一部を構成する。継手ケース17は、回転軸6を挿通させる挿通孔18を有する。また、継手ケース17は、挿通孔18と回転軸6との間に、当該挿通孔18と回転軸6との間を軸封するメカニカルシール19が設けられる。   The joint case 17 is formed so as to be fixed to the motor 2 by a bolt B via the bearing case 11. The joint case 17 constitutes a part of the outer member of the pump 5 by closing the upper end side of the discharge flow path portion 64 of the pump 5 described later. The joint case 17 has an insertion hole 18 through which the rotary shaft 6 is inserted. Further, the joint case 17 is provided with a mechanical seal 19 between the insertion hole 18 and the rotary shaft 6 to seal the gap between the insertion hole 18 and the rotary shaft 6.

ポンプ5は、回転軸6と、この回転軸6に固定された複数のインペラ20と、インペラ20を収納するとともに、互いに積層された複数のポンプケーシング30と、ポンプケーシング30に一体に設けられたガイドベーン40と、インペラ20及びポンプケーシング30の間に設けられたライナリング50と、回転軸6及びポンプケーシング30の間に設けられた軸受部材51とを備えている。   The pump 5 is provided integrally with the rotating shaft 6, the plurality of impellers 20 fixed to the rotating shaft 6, the impeller 20, the plurality of pump casings 30 stacked on each other, and the pump casing 30. A guide vane 40, a liner ring 50 provided between the impeller 20 and the pump casing 30, and a bearing member 51 provided between the rotary shaft 6 and the pump casing 30 are provided.

ポンプ5は、最下段のポンプケーシング30に接続され、吸込口部61及び吐出口部62を形成する流路カバー60と、複数のポンプケーシング30の外周を覆うとともに、ポンプケーシング30の最上段から吐出口部62まで流路を形成する円筒状の吐出流路部64とを備えている。   The pump 5 is connected to the lowermost pump casing 30, covers the outer periphery of the flow path cover 60 that forms the suction port portion 61 and the discharge port portion 62, and the plurality of pump casings 30, and from the uppermost stage of the pump casing 30. And a cylindrical discharge flow path portion 64 that forms a flow path to the discharge port portion 62.

流路カバー60、吐出流路部64及び継手ケース17は、ポンプ5の外郭部材を構成する。なお、流路カバー60の吸込口部61は、ポンプケーシング30への流路を形成し、吐出口部62は、最上段のポンプケーシング30と吐出流路部64介して連続する流路を形成する。   The flow path cover 60, the discharge flow path portion 64, and the joint case 17 constitute an outer member of the pump 5. The suction port portion 61 of the flow channel cover 60 forms a flow channel to the pump casing 30, and the discharge port portion 62 forms a continuous flow channel via the uppermost pump casing 30 and the discharge flow channel portion 64. To do.

インペラ20は、例えばステンレスや樹脂等で形成されている。インペラ20は、一対のシュラウド21,22と、一対のシュラウド21,22間に設けられた複数の羽根23と、を備えている。インペラ20は、シュラウド21,22及び羽根23の外周側に設けられた吐出口24と、一方(図1中下方)のシュラウド21の中央側に設けられた吸込口25と、を有している。   The impeller 20 is made of, for example, stainless steel or resin. The impeller 20 includes a pair of shrouds 21 and 22 and a plurality of blades 23 provided between the pair of shrouds 21 and 22. The impeller 20 includes a discharge port 24 provided on the outer peripheral side of the shrouds 21 and 22 and the blades 23, and a suction port 25 provided on the center side of one shroud 21 (downward in FIG. 1). .

ポンプケーシング30は、例えばステンレスで形成され、底部30aを有する椀状に形成されている。ポンプケーシング30は、その上面にシール溝31が設けられた係合部32と、底部30aの外周端に係合部32と係合する被係合部33が、形成されている。   The pump casing 30 is made of, for example, stainless steel and has a bowl shape having a bottom portion 30a. The pump casing 30 is formed with an engaging portion 32 provided with a seal groove 31 on its upper surface, and an engaged portion 33 that engages with the engaging portion 32 at the outer peripheral end of the bottom portion 30a.

ポンプケーシング30は、互いに係合部32及び被係合部33がOリング等のパッキンSを介して係合することで、互いに積層される。底部30aは、その中心に、回転軸6及びインペラ20のシュラウド21の一部を挿通させる開口部35と、開口部35に設けられ、ライナリング50が設けられる円環状の嵌合溝36と、を備えている。   The pump casing 30 is stacked on each other when the engaging portion 32 and the engaged portion 33 are engaged with each other via a packing S such as an O-ring. The bottom portion 30a has an opening 35 through which the rotation shaft 6 and a part of the shroud 21 of the impeller 20 are inserted at the center thereof, an annular fitting groove 36 provided in the opening 35 and provided with a liner ring 50, It has.

ガイドベーン40は、ポンプケーシング30の底部30aに設けられ、当該底部30aと対向するポンプケーシング30にインペラ20と共に収納される。即ち、ガイドベーン40は、固定されるポンプケーシング30の下段(前段)のポンプケーシング30内に配置され、インペラ20と次段のインペラ20との間に位置する。ガイドベーン40は、インペラ20から圧送された流体を、次段のインペラ20の吸込口25へと案内する流路を形成する。   The guide vane 40 is provided on the bottom 30a of the pump casing 30, and is housed together with the impeller 20 in the pump casing 30 facing the bottom 30a. That is, the guide vane 40 is disposed in the lower (front) pump casing 30 of the pump casing 30 to be fixed, and is positioned between the impeller 20 and the next stage impeller 20. The guide vane 40 forms a flow path that guides the fluid pumped from the impeller 20 to the suction port 25 of the next stage impeller 20.

ガイドベーン40は、取付板41と、複数のベーン42と、複数の副ベーン46と、を備えている。取付板41は、円盤状に形成されている。取付板41は、その中心側に、回転軸6を挿通させる挿通孔43と、挿通孔43に設けられ、軸受部材51の一部が設けられる円環状の嵌合溝44と、を備えている。取付板41は、その外周側から中心側に向かって、その厚みが漸次厚くなるように、その外周側から中心側に向かって傾斜して形成されている。   The guide vane 40 includes a mounting plate 41, a plurality of vanes 42, and a plurality of sub vanes 46. The mounting plate 41 is formed in a disk shape. The mounting plate 41 includes, on the center side, an insertion hole 43 through which the rotary shaft 6 is inserted, and an annular fitting groove 44 provided in the insertion hole 43 and provided with a part of the bearing member 51. . The mounting plate 41 is formed to be inclined from the outer peripheral side toward the central side so that the thickness gradually increases from the outer peripheral side toward the central side.

ベーン42は、図3に示すように、上面視で取付板41の外周側から中心側に向かって円弧状に取付板41の主面41a上に形成され、隣り合うベーン42間の隙間が、取付板41の外周側から中心側に向かって漸次狭くなるように、取付板41に等間隔に配置される。   As shown in FIG. 3, the vane 42 is formed on the main surface 41 a of the mounting plate 41 in an arc shape from the outer peripheral side of the mounting plate 41 to the center side in a top view, and the gap between the adjacent vanes 42 is It arrange | positions at equal intervals on the attachment board 41 so that it may become narrow gradually from the outer peripheral side of the attachment board 41 toward the center side.

副ベーン46は、取付板41上に複数設けられ、且つ、隣り合うベーン42間に単数又は複数設けられる。具体的には、図3に示すように、副ベーン46は、上面視で取付板41の外周側であって、且つ、隣り合う取付板41の端部を通る直線(以下、「連結線」)D上から中心側に向かってベーン42と平行な円弧状に取付板41の主面41a上に形成される。なお、副ベーン46は、一方の端部が、連結線D上又は連結線Dよりも取付板41の中心側であればよい。   A plurality of sub vanes 46 are provided on the mounting plate 41, and one or a plurality of sub vanes 46 are provided between adjacent vanes 42. Specifically, as shown in FIG. 3, the sub vane 46 is a straight line (hereinafter referred to as “connecting line”) that is on the outer peripheral side of the mounting plate 41 in the top view and passes through the end portion of the adjacent mounting plate 41. ) It is formed on the main surface 41a of the mounting plate 41 in an arc shape parallel to the vane 42 from the top to the center. In addition, as for the subvane 46, one edge part should just be the center side of the attachment board 41 rather than the connection line D or the connection line D. FIG.

また、副ベーン46は、その内径側の側面と、当該側面と対向するベーン42の外径側の側面との距離Mが、所定の距離、例えば当該副ベーン46に隣接するベーン42間の距離Lの1/4以上離間するようにベーン42間に配置される。   Further, the auxiliary vane 46 has a predetermined distance, for example, a distance between the vanes 42 adjacent to the auxiliary vane 46, that is, a distance M between the inner diameter side surface and the outer diameter side surface of the vane 42 facing the side surface. It arrange | positions between the vanes 42 so that it may space apart 1/4 or more of L.

なお、隣り合うベーン42間を移動する際に、当該ベーン42間の流路であって、内径側が当該流路内に位置するベーン42側の流れが大きくなる。換言すると、当該ベーン42間において、その流量が異なる。   In addition, when moving between the adjacent vanes 42, the flow on the vane 42 side, which is the flow path between the vanes 42 and the inner diameter side is located in the flow path, is increased. In other words, the flow rate is different between the vanes 42.

このため、副ベーン46は、当該流れが比較的大きい位置に配置することが好ましく、ベーン42間の距離Lに対して、隣接するベーン42の外径側の側面の距離Mが1/4以上であれば、当該流量が大きい位置となる。なお、ガイドベーン40の形状や、ベーン42及び副ベーン46の羽根の数により、当該配置する距離Mは、適宜設定可能である。   For this reason, the auxiliary vane 46 is preferably arranged at a position where the flow is relatively large, and the distance M between the side surfaces on the outer diameter side of the adjacent vanes 42 is 1/4 or more with respect to the distance L between the vanes 42. If so, the flow rate becomes a large position. The arrangement distance M can be set as appropriate depending on the shape of the guide vane 40 and the number of blades of the vane 42 and the sub vane 46.

このようなガイドベーン40は、ポンプケーシング30の下面、取付板41及び隣り合うベーン42によりインペラ20から圧送された水の流路を複数形成する。ガイドベーン40は、ポンプケーシング30の下面、取付板41及び隣り合うベーン42により、その外周側に形成される流路の流入口からガイドベーン40内に進入する水を、ベーン42及び副ベーン46により整流可能に形成されている。   Such a guide vane 40 forms a plurality of flow paths of water pumped from the impeller 20 by the lower surface of the pump casing 30, the mounting plate 41 and the adjacent vanes 42. The guide vane 40 is configured to remove water that enters the guide vane 40 from an inlet of a flow path formed on the outer peripheral side of the lower surface of the pump casing 30, the mounting plate 41, and the adjacent vane 42. It is formed so that rectification is possible.

また、ガイドベーン40は、当該下段のポンプケーシング30内においてインペラ20により圧送された流体を、取付板41及びベーン42間に形成される流路を通過させて、次段のポンプケーシング30のインペラ20に案内可能に形成されている。   Further, the guide vane 40 allows the fluid pressure-fed by the impeller 20 in the lower pump casing 30 to pass through the flow path formed between the mounting plate 41 and the vane 42, and the impeller of the next pump casing 30. 20 can be guided.

ライナリング50は、嵌合溝36に配置され、樹脂やCAC系の銅合金等により形成された円環状のライナリング本体53と、嵌合溝36に圧入され、ライナリング本体53を覆うカバー54とを備えている。   The liner ring 50 is disposed in the fitting groove 36, and an annular liner ring main body 53 formed of resin, a CAC copper alloy, or the like, and a cover 54 that is press-fitted into the fitting groove 36 and covers the liner ring main body 53. And.

ライナリング本体53は、嵌合溝36にカバー54を圧入した際に、カバー54の内周面に略同一となる外周径であって、インペラ20の吸込口25側の外周面と所定の微小隙間を形成する内周径を有している。   The liner ring main body 53 has an outer diameter that is substantially the same as the inner peripheral surface of the cover 54 when the cover 54 is press-fitted into the fitting groove 36, and has a predetermined minute diameter with the outer peripheral surface of the impeller 20 on the suction port 25 side. It has an inner circumference that forms a gap.

カバー54は、例えば、その断面形状が側面が円弧状のL字状に形成されている。また、カバー54の外周径は、嵌合溝36の内径よりも少し大きな径に形成されている。カバー54は、嵌合溝36に嵌合されることで、ライナリング本体53の嵌合溝36からの脱離を防止する。   The cover 54 has, for example, a cross-sectional shape that is L-shaped with a circular arc on the side surface. Further, the outer diameter of the cover 54 is formed to be slightly larger than the inner diameter of the fitting groove 36. The cover 54 is fitted into the fitting groove 36, thereby preventing the liner ring main body 53 from being detached from the fitting groove 36.

軸受部材51は、スリーブ55と、軸受部(軸受)56と、止め輪57と、を備えている。スリーブ55は、例えばSiC系のセラミックにより円筒状に成型されている。スリーブ55は、回転軸6に嵌合することで固定されている。   The bearing member 51 includes a sleeve 55, a bearing portion (bearing) 56, and a retaining ring 57. The sleeve 55 is formed into a cylindrical shape by, for example, SiC-based ceramic. The sleeve 55 is fixed by being fitted to the rotary shaft 6.

スリーブ55は、その内径が、回転軸6に嵌合可能に、回転軸6の外径と略同一に形成されている。また、スリーブ55は、貫通孔37の内径よりその外径が小さく形成されている。   The inner diameter of the sleeve 55 is substantially the same as the outer diameter of the rotating shaft 6 so that the inner diameter can be fitted to the rotating shaft 6. The sleeve 55 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole 37.

軸受部56は、例えばSiC系のセラミックによりその内径が挿通孔43の内径より小径の円筒状に形成され、その内周面がスリーブ55と摺接可能に形成されている。軸受部56は、その内周径が、スリーブ55の外周面と接触可能、且つ、摺動可能に形成されている。軸受部56は、スリーブ55が軸受部56の内周面を滑らかに回転可能に形成されることで、回転軸6を軸支可能に形成されている。   The bearing portion 56 is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the insertion hole 43 by, for example, SiC-based ceramic, and an inner peripheral surface thereof is formed so as to be in sliding contact with the sleeve 55. The bearing portion 56 has an inner peripheral diameter that can contact the outer peripheral surface of the sleeve 55 and that can slide. The bearing portion 56 is formed so that the rotary shaft 6 can be supported by the sleeve 55 being formed so that the inner peripheral surface of the bearing portion 56 can be smoothly rotated.

即ち、軸受部56は、スリーブ55及び軸受部56の隙間(寸法公差)が、スリーブ55の回転時に摺動可能であって、齧り付きが防止可能、且つ、回転軸6の回転時に偏心やぶれが生じない所定の隙間に形成されている。また、軸受部56は、嵌合溝44に係合される。なお、軸受部56には回転軸6との供回りを防止する防止手段が設けられている。   In other words, the bearing portion 56 has a gap (a dimensional tolerance) between the sleeve 55 and the bearing portion 56 that can slide when the sleeve 55 rotates, and can prevent the shaft from sticking. It is formed in a predetermined gap that does not occur. The bearing portion 56 is engaged with the fitting groove 44. The bearing portion 56 is provided with a preventing means for preventing the rotation with the rotating shaft 6.

止め輪57は、ポンプケーシング30と熱膨張率(熱膨張係数)が略同一となるように、例えば同一材料のステンレス材で形成され、その断面が方形のリング状に形成されている。止め輪57は、軸受部56を覆うように、嵌合溝44にしまりばめ等の方法を用いて嵌合される。   The retaining ring 57 is formed of, for example, the same material stainless steel so that the thermal expansion coefficient (thermal expansion coefficient) is substantially the same as that of the pump casing 30, and the cross section thereof is formed in a square ring shape. The retaining ring 57 is fitted into the fitting groove 44 using a method such as interference fit so as to cover the bearing portion 56.

このように構成されたポンプ装置1では、モータ2によりモータ軸2aが回転すると、モータ軸2aから、第1連結部材3及び第2連結部材4を介して回転軸6が回転(駆動)する。回転軸6の回転に伴って、回転軸6に固定されているインペラ20も追従して回転する。   In the pump device 1 configured as described above, when the motor shaft 2 a is rotated by the motor 2, the rotating shaft 6 is rotated (driven) from the motor shaft 2 a via the first connecting member 3 and the second connecting member 4. As the rotating shaft 6 rotates, the impeller 20 fixed to the rotating shaft 6 also rotates following the rotation.

インペラ20が回転すると、インペラ20の吸込口25から水が吸込まれ、当該吸込まれた水は、インペラ20の羽根23により増圧されるとともに、インペラ20の吐出口24からポンプケーシング30内に吐出される。   When the impeller 20 rotates, water is sucked from the suction port 25 of the impeller 20, and the sucked water is pressurized by the blades 23 of the impeller 20 and discharged from the discharge port 24 of the impeller 20 into the pump casing 30. Is done.

当該ポンプケーシング30内に吐出された水は、同ポンプケーシング30内に位置するガイドベーン40に移動し、当該ガイドベーン40により、次段のポンプケーシング30に収納されたインペラ20の吸込口25に案内されることとなる。   The water discharged into the pump casing 30 moves to a guide vane 40 located in the pump casing 30, and the guide vane 40 causes the water to be discharged into the suction port 25 of the impeller 20 accommodated in the pump casing 30 of the next stage. You will be guided.

具体的に説明すると、ガイドベーン40の主面41a及び複数のベーン42により形成される複数の流路に沿って水が移動する。当該流路は、ベーン42と副ベーン46間の幅が主面41aの外周側から中心側に向かって漸次狭くなるため、その流路面積が漸次小となる。この流路形状により、流路に移動した水は、その流速が増加するとともに、整流されながら、インペラ20の吸込口25へと移動することとなる。   More specifically, water moves along a plurality of flow paths formed by the main surface 41a of the guide vane 40 and the plurality of vanes 42. Since the width between the vane 42 and the sub vane 46 gradually narrows from the outer peripheral side of the main surface 41a toward the center side, the flow channel area gradually decreases. Due to the shape of the flow path, the water that has moved to the flow path moves to the suction port 25 of the impeller 20 while being rectified as the flow velocity increases.

また、副ベーン46は、その内径側に隣接するベーン42の外径側の側面から、ベーン42間の流れが大きい位置となる所定の距離だけ離間して配置されるため、ガイドベーン40内に移動し、次段(二次側)のインペラ20へ整流した水を案内することが可能となる。これにより、インペラ20においては、流れが安定した水を増圧し、当該増圧により乱れた水をガイドベーン40により整流することが可能となる。   Further, the auxiliary vane 46 is disposed at a predetermined distance from the side surface on the outer diameter side of the vane 42 adjacent to the inner diameter side at a position where the flow between the vanes 42 is large. It becomes possible to move and guide the rectified water to the next stage (secondary side) impeller 20. Thereby, in the impeller 20, it is possible to increase the pressure of water whose flow is stable and rectify the water disturbed by the increased pressure by the guide vane 40.

このように構成されたポンプ装置1によれば、ガイドベーン40の取付板41であって、隣接するベーン42間に、単数又は複数の副ベーン46を設ける構成とすることで、水の整流が可能となる。   According to the pump device 1 configured as described above, the rectification of water is achieved by providing the mounting plate 41 of the guide vane 40 with one or a plurality of sub vanes 46 between the adjacent vanes 42. It becomes possible.

また、副ベーン46は、取付板41の外周縁から内側であって、少なくとも隣接するベーン42の端部を連続する連続線Dの延長上から設けることで、ベーン42間により形成される流入口の開口面積を低減させることがない。即ち、副ベーン46は、取付板41の流入口よりも中心側に配置される。このため、ベーン42間により形成される流入口において、副ベーン46を流路抵抗とすることを極力防止することが可能となる。   In addition, the auxiliary vane 46 is an inflow port formed between the vanes 42 by providing at least the end of the adjacent vane 42 on the extension of the continuous line D from the outer peripheral edge of the mounting plate 41 to the inner side. The opening area is not reduced. That is, the sub vane 46 is disposed on the center side of the inlet of the mounting plate 41. For this reason, it becomes possible to prevent the auxiliary vane 46 from having a flow resistance at the inlet formed between the vanes 42 as much as possible.

さらに、副ベーン46は、その内径側の側面と対向するベーン42の外径側の側面から所定の距離以上離間させて配置することで、ベーン42間の水の流れの比較的大きい位置に配置されるため、より効果的に整流することが可能となる。   Further, the auxiliary vane 46 is disposed at a position where the water flow between the vanes 42 is relatively large by disposing the auxiliary vane 46 away from the outer diameter side surface of the vane 42 facing the inner diameter side surface by a predetermined distance or more. Therefore, it becomes possible to rectify more effectively.

また、ガイドベーン40は、副ベーン46をベーン42間の所定の位置に設ける構成でよく、製造コストを増大させることもない。   Further, the guide vane 40 may have a configuration in which the auxiliary vane 46 is provided at a predetermined position between the vanes 42, and does not increase the manufacturing cost.

上述したように本実施の形態に係るポンプ装置1によれば、副ベーン46を、ベーン42間であって、ガイドベーン40の流入口よりも中心側に設け、さらに、その内径側の側面と対向するベーン42から所定の距離以上離間させて配置することで、高い整流機能を有するとともに、流路抵抗を増大させることがない。このため、ガイドベーン40は、ポンプ効率を向上させることが可能となる。   As described above, according to the pump device 1 according to the present embodiment, the auxiliary vane 46 is provided between the vanes 42 and closer to the center side than the inlet of the guide vane 40, By disposing the vane 42 away from the opposing vane 42 by a predetermined distance or more, the vane 42 has a high rectification function and does not increase the channel resistance. For this reason, the guide vane 40 can improve the pump efficiency.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るポンプ装置1Aを、図4乃至図6を用いて説明する。
図4は本発明の第2の実施形態に係るポンプ装置1Aの構成を一部断面で示す外観図、図5は同ポンプ装置1Aのポンプ5Aの構成を拡大して示す断面図、図6はポンプ5Aのガイドベーン40Aの構成を示す平面図である。なお、図4及び図5中Fは水の流れを示す。なお、第2の実施形態に係るポンプ装置1Aにおいて、上述した第1の実施形態に係るポンプ装置1と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a pump device 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
4 is an external view showing a configuration of a pump device 1A according to the second embodiment of the present invention in a partial cross section, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of a pump 5A of the pump device 1A, and FIG. It is a top view showing composition of guide vane 40A of pump 5A. In addition, F in FIG.4 and FIG.5 shows the flow of water. Note that in the pump device 1A according to the second embodiment, the same components as those of the pump device 1 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4に示すように、ポンプ装置1Aは、例えば、横置きの多段ポンプであり、使用流体は水等が用いられる。このようなポンプ装置1Aは、モータ2と、このモータ2に接続されたポンプ5Aと、モータ2に連結部材3Aを介して接続された回転軸6と、を備えている。   As shown in FIG. 4, the pump device 1A is, for example, a horizontal multi-stage pump, and water or the like is used as the fluid used. 1 A of such pump apparatuses are provided with the motor 2, the pump 5A connected to this motor 2, and the rotating shaft 6 connected to the motor 2 via the connection member 3A.

ポンプ5Aは、モータ2のモータ軸2aに固定された回転軸6と、この回転軸6に固定された複数のインペラ20と、インペラ20を収納するとともに、互いに積層された複数のポンプケーシング30と、ポンプケーシング30に一体に設けられたガイドベーン40Aと、インペラ20及びポンプケーシング30の間に設けられたライナリング50と、を備えている。   The pump 5A includes a rotating shaft 6 fixed to the motor shaft 2a of the motor 2, a plurality of impellers 20 fixed to the rotating shaft 6, and a plurality of pump casings 30 that house the impeller 20 and are stacked on each other. The guide vane 40A provided integrally with the pump casing 30 and the liner ring 50 provided between the impeller 20 and the pump casing 30 are provided.

ポンプ5Aは、ポンプケーシング30に接続され、吸込口部61及び吐出口部62を形成するとともに、吸込口部61から吐出口部62まで、ポンプケーシング30を介して流路を形成する流路カバー60Aを備えている。また、ポンプ5Aは、流路カバー60Aがポンプ5Aの外郭部材を構成する。   The pump 5 </ b> A is connected to the pump casing 30 to form a suction port portion 61 and a discharge port portion 62, and a flow path cover that forms a flow path from the suction port portion 61 to the discharge port portion 62 via the pump casing 30. 60A is provided. In the pump 5A, the flow path cover 60A constitutes an outer member of the pump 5A.

ガイドベーン40Aは、ポンプケーシング30に設けられ、ポンプケーシング30にインペラ20と共に収納される。ガイドベーン40Aは、ポンプケーシング30内に配置され、インペラ20と次段のインペラ20との間に位置する。ガイドベーン40Aは、インペラ20から圧送された流体を、次段のインペラ20の吸込口25へと案内する流路を形成する。   The guide vane 40 </ b> A is provided in the pump casing 30 and is housed in the pump casing 30 together with the impeller 20. The guide vane 40 </ b> A is disposed in the pump casing 30 and is positioned between the impeller 20 and the next stage impeller 20. The guide vane 40 </ b> A forms a flow path that guides the fluid pumped from the impeller 20 to the suction port 25 of the next stage impeller 20.

ガイドベーン40Aは、取付板41と、複数のベーン42と、複数の副ベーン46と、案内ベーン47と、を備えている。取付板41は、円盤状に形成されている。取付板41は、その中心側に、回転軸6を挿通させる挿通孔43と、挿通孔43に設けられ、軸受部材51の一部が設けられる円環状の嵌合溝44と、を備えている。取付板41は、その外周側から中心側に向かって、その厚みが漸次厚くなるように、その外周側から中心側に向かって傾斜して形成されている。   The guide vane 40 </ b> A includes a mounting plate 41, a plurality of vanes 42, a plurality of sub vanes 46, and a guide vane 47. The mounting plate 41 is formed in a disk shape. The mounting plate 41 includes, on the center side, an insertion hole 43 through which the rotary shaft 6 is inserted, and an annular fitting groove 44 provided in the insertion hole 43 and provided with a part of the bearing member 51. . The mounting plate 41 is formed to be inclined from the outer peripheral side toward the central side so that the thickness gradually increases from the outer peripheral side toward the central side.

取付板41は、一方の主面41a及び他方の主面41bに、ベーン42が設けられる。また、取付板41は、その外径が、図6中二点鎖線で示すポンプケーシング30の内周面30aの内径と同一径に形成されるとともに、その一部が切欠することで主面41a,41b間の流路を形成可能に形成されている。   The mounting plate 41 is provided with vanes 42 on one main surface 41a and the other main surface 41b. Further, the mounting plate 41 is formed so that its outer diameter is the same as the inner diameter of the inner peripheral surface 30a of the pump casing 30 indicated by a two-dot chain line in FIG. , 41b can be formed.

案内ベーン47は、取付板41の他方の主面41bに形成される。案内ベーン47は、図6に破線で示すように、上面視で取付板41の中心側から外周縁に向かって円弧状に形成される。案内ベーン47は、インペラ20の外周縁と対向して配置され、インペラ20から吐出された流体を整流可能に形成されている。   The guide vane 47 is formed on the other main surface 41 b of the mounting plate 41. As shown by a broken line in FIG. 6, the guide vane 47 is formed in an arc shape from the center side of the mounting plate 41 toward the outer peripheral edge in a top view. The guide vane 47 is disposed to face the outer peripheral edge of the impeller 20 and is formed so as to be able to rectify the fluid discharged from the impeller 20.

このようなガイドベーン40Aは、ポンプケーシング30の下面、取付板41、隣り合う案内ベーン47、並びに、隣り合うベーン42及び副ベーン46によりインペラ20から圧送された水の流路を複数形成する。ガイドベーン40Aは、ポンプケーシング30の一方の主面、取付板41及び隣り合う案内ベーン47により、インペラ20から吐出された水を、取付板41の切欠まで整流可能に形成されている。また、ガイドベーン40Aは、ポンプケーシング30の他方の主面、取付板41及び隣り合うベーン42,46により、取付板41の切欠から進入する水を、ベーン42及び副ベーン46により整流可能に形成されている。   Such a guide vane 40 </ b> A forms a plurality of flow paths of water pumped from the impeller 20 by the lower surface of the pump casing 30, the mounting plate 41, adjacent guide vanes 47, and the adjacent vanes 42 and sub vanes 46. The guide vane 40 </ b> A is formed so that the water discharged from the impeller 20 can be rectified to the notch of the mounting plate 41 by one main surface of the pump casing 30, the mounting plate 41 and the adjacent guide vane 47. Further, the guide vane 40A is formed so that the water entering from the notch of the mounting plate 41 can be rectified by the vane 42 and the sub vane 46 by the other main surface of the pump casing 30, the mounting plate 41 and the adjacent vanes 42 and 46. Has been.

また、ガイドベーン40Aは、当該下段のポンプケーシング30内においてインペラ20により圧送された流体を、取付板41及びベーン42間に形成される流路を通過させて、次段のポンプケーシング30のインペラ20に案内可能に形成されている。   In addition, the guide vane 40A allows the fluid pressure-fed by the impeller 20 in the lower pump casing 30 to pass through the flow path formed between the mounting plate 41 and the vane 42, and the impeller of the next-stage pump casing 30. 20 can be guided.

このように構成されたポンプ装置1Aによれば、上述したポンプ装置1と同様に、ガイドベーン40Aにより、インペラ20から吐出された水を整流することが可能となる。   According to the pump device 1A configured as described above, the water discharged from the impeller 20 can be rectified by the guide vane 40A, similarly to the pump device 1 described above.

上述したように本実施の形態に係るポンプ装置1によれば、副ベーン46を、ベーン42間であって、ガイドベーン40Aの流入口よりも中心側に設け、さらに、その内径側の側面と対向するベーン42から所定の距離以上離間させて配置することで、高い整流機能を有するとともに、ポンプ効率を向上させることが可能となる。   As described above, according to the pump device 1 according to the present embodiment, the auxiliary vane 46 is provided between the vanes 42 and closer to the center than the inlet of the guide vane 40A, By disposing the vane 42 away from the opposing vane 42 by a predetermined distance or more, it is possible to have a high rectification function and improve pump efficiency.

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。例えば、上述した例では、ベーン42間に副ベーン46を単数用いた例を示したが、上述したように、ベーン42間に副ベーン46を2枚以上設ける構成であってもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described example, an example in which a single sub vane 46 is used between the vanes 42 has been described. However, as described above, two or more sub vanes 46 may be provided between the vanes 42.

また、上述した例では、ガイドベーン40を、ポンプケーシング30の下段に設ける構成としたが、例えば、ポンプケーシング30とガイドベーン40とを一体とする構成であってもよい。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。   In the above-described example, the guide vane 40 is provided in the lower stage of the pump casing 30. However, for example, the pump casing 30 and the guide vane 40 may be integrated. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1…ポンプ装置、2…モータ、2a…モータ軸、3…連結部材、4…連結部材、5…ポンプ、6…回転軸、11…軸受ケース、12…継手、13…軸受、14…固定具、15…伝達部、16…継手、16a…半円筒部材、17…継手ケース、18…挿通孔、19…メカニカルシール、20…インペラ、21,22…一対のシュラウド、23…羽根、24…吐出口、25…吸込口、30…ポンプケーシング、30a…底部、31…シール溝、32…係合部、33…被係合部、35…開口部、36…嵌合溝、37…貫通孔、40…ガイドベーン、41…取付板、41a…主面、42…ベーン、42a…側面、43…挿通孔、44…嵌合溝、45…稜部、46…副ベーン、50…ライナリング、51…軸受部材、53…ライナリング本体、54…カバー、55…スリーブ、56…軸受部、57…止め輪、60…流路カバー、61…吸込口、62…吐出口、64…吐出流路部、B…ボルト、S…パッキン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pump apparatus, 2 ... Motor, 2a ... Motor shaft, 3 ... Connection member, 4 ... Connection member, 5 ... Pump, 6 ... Rotary shaft, 11 ... Bearing case, 12 ... Joint, 13 ... Bearing, 14 ... Fixing tool , 15 ... transmission part, 16 ... joint, 16a ... semi-cylindrical member, 17 ... joint case, 18 ... insertion hole, 19 ... mechanical seal, 20 ... impeller, 21 and 22 ... a pair of shrouds, 23 ... blades, 24 ... discharge Outlet, 25 ... Suction port, 30 ... Pump casing, 30a ... Bottom, 31 ... Seal groove, 32 ... Engagement part, 33 ... Engaged part, 35 ... Opening part, 36 ... Fitting groove, 37 ... Through hole, 40 ... guide vane, 41 ... mounting plate, 41a ... main surface, 42 ... vane, 42a ... side surface, 43 ... insertion hole, 44 ... fitting groove, 45 ... ridge, 46 ... sub vane, 50 ... liner ring, 51 ... Bearing member, 53 ... Liner ring body, 54 ... Chromatography, 55 ... sleeve, 56 ... bearing portion, 57 ... retaining ring, 60 ... channel cover, 61 ... inlet, 62 ... discharge port, 64 ... discharge flow path section, B ... bolt, S ... packing.

Claims (10)

インペラにより増圧された流体を次のインペラに案内するガイドベーンにおいて、
円盤状の取付板と、
前記取付板の一方の主面に設けられた複数のベーンと、
隣り合う前記ベーン間に設けられた副ベーンと、
を備えることを特徴とするガイドベーン。
In the guide vane that guides the fluid pressure increased by the impeller to the next impeller,
A disc-shaped mounting plate;
A plurality of vanes provided on one main surface of the mounting plate;
A secondary vane provided between the adjacent vanes;
A guide vane characterized by comprising:
前記ベーンは、前記取付板の外周側から前記中心側に向かって円弧状に延設され、
前記副ベーンは、前記ベーンと平行に、前記取付板の外周側から前記中心側に向かって円弧状に延設されることを特徴とする請求項1に記載のガイドベーン。
The vane extends in an arc shape from the outer peripheral side of the mounting plate toward the center side,
The guide vane according to claim 1, wherein the sub vane extends in an arc shape from the outer peripheral side of the mounting plate toward the center side in parallel with the vane.
前記副ベーンは、前記隣り合うベーンの前記外周側の端部よりも前記中心側に配置されることを特徴とする請求項2に記載のガイドベーン。   3. The guide vane according to claim 2, wherein the sub vane is disposed closer to the center side than an end portion on the outer peripheral side of the adjacent vanes. 前記副ベーンは、その内径側の側面と、前記内径側の側面と対向する前記ベーンの外径側の側面とが、所定の距離以上離間して前記ベーン間に配置されることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のガイドベーン。   The secondary vane is characterized in that a side surface on the inner diameter side and a side surface on the outer diameter side of the vane facing the inner diameter side surface are spaced apart from each other by a predetermined distance or more. The guide vane according to claim 2 or claim 3. 前記取付板の他方の主面に、さらに、案内ベーンを備えることを特徴とする請求項1に記載のガイドベーン。   The guide vane according to claim 1, further comprising a guide vane on the other main surface of the mounting plate. モータと、
前記モータにより回転する回転軸と、
前記回転軸の回転に伴って回転することで流体を増圧する複数のインペラと、
前記インペラを収納するポンプケーシングと、
円盤状の取付板、前記取付板の一方の主面に設けられた複数のベーン、及び、隣り合う前記ベーン間に設けられた副ベーンを具備するガイドベーンと、
を備えることを特徴とするポンプ装置。
A motor,
A rotating shaft rotated by the motor;
A plurality of impellers that increase the pressure of the fluid by rotating with rotation of the rotating shaft;
A pump casing for storing the impeller;
A disk-shaped mounting plate, a plurality of vanes provided on one main surface of the mounting plate, and a guide vane including sub vanes provided between the adjacent vanes;
A pump device comprising:
前記ベーンは、前記取付板の外周側から前記中心側に向かって円弧状に延設され、
前記副ベーンは、前記ベーンと平行に、前記取付板の外周側から前記中心側に向かって円弧状に延設されることを特徴とする請求項6に記載のポンプ装置。
The vane extends in an arc shape from the outer peripheral side of the mounting plate toward the center side,
The pump device according to claim 6, wherein the sub vane extends in an arc shape from the outer peripheral side of the mounting plate toward the center side in parallel with the vane.
前記副ベーンは、前記隣り合うベーンの前記外周側の端部よりも前記中心側に配置されることを特徴とする請求項6に記載のポンプ装置。   The said sub vane is arrange | positioned in the said center side rather than the edge part of the said outer peripheral side of the said adjacent vane, The pump apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 前記副ベーンは、その内径側の側面と、前記内径側の側面と対向する前記ベーンの外径側の側面とが、所定の距離以上離間して前記ベーン間に配置されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のポンプ装置。   The secondary vane is characterized in that a side surface on the inner diameter side and a side surface on the outer diameter side of the vane facing the inner diameter side surface are spaced apart from each other by a predetermined distance or more. The pump device according to claim 6 or 7. 前記取付板の他方の主面に、さらに、案内ベーンを備えることを特徴とする請求項6に記載のポンプ装置。   The pump device according to claim 6, further comprising a guide vane on the other main surface of the mounting plate.
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