JP2016160791A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ポンプ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a pump device.
ポンプ装置として、例えば、吸込口及び吐出口が形成されるポンプケーシング内に、複数のインペラが配される多段のポンプ装置が知られている。ポンプ装置は、例えば、モータにより回転駆動されるインペラと、各インペラの周りに設けられインペラからの流体を下流に案内するガイド部材であるインペラケーシングと、を備える。インペラの中央部には流入口が設けられ、インペラの外周には流出口が形成されている。インペラの回転軸に接続されたモータによって、インペラが回転させられることにより、流体は、インペラの外周部の流出口から排出され、インペラケーシングによって下流に案内される。最も下流側のインペラから排出された流体は、インペラの外周部にある流出部から径方向外方及び周方向に向けて排出され、ポンプケーシングの吐出口から外部に排出される。 As a pump device, for example, a multi-stage pump device in which a plurality of impellers are arranged in a pump casing in which a suction port and a discharge port are formed is known. The pump device includes, for example, an impeller that is rotationally driven by a motor, and an impeller casing that is a guide member that is provided around each impeller and guides fluid from the impeller downstream. An inflow port is provided in the center of the impeller, and an outflow port is formed on the outer periphery of the impeller. When the impeller is rotated by the motor connected to the rotation shaft of the impeller, the fluid is discharged from the outlet of the outer peripheral portion of the impeller and guided downstream by the impeller casing. The fluid discharged from the most downstream impeller is discharged from the outflow portion in the outer peripheral portion of the impeller toward the radially outer side and the circumferential direction, and is discharged to the outside from the discharge port of the pump casing.
このようなポンプ装置において、インペラから外方及び周方向に向けて排出される流体が、ポンプケーシングの吐出口に案内されずに、ポンプケーシングの内面とインペラケーシングとの間の隙間で旋回して流れるため、ポンプ効率を低下する原因となる。 In such a pump device, the fluid discharged from the impeller outward and in the circumferential direction is swung in the gap between the inner surface of the pump casing and the impeller casing without being guided to the discharge port of the pump casing. Since it flows, it becomes a cause of reducing pump efficiency.
本発明の一態様に係るポンプ装置は、回転可能なインペラを収容する収容空間を構成するシリンダ部と、前記収容空間に連通し流体が通過可能な吐出路を構成する吐出部と、前記シリンダ部の内周面の、前記吐出部に連通する開口の側部に設けられ、前記シリンダ部の内周面から前記インペラの外周に形成される流出部に向けて内方に突出する案内壁と、を備えるポンプケーシングを備える。 A pump device according to an aspect of the present invention includes a cylinder part that constitutes an accommodation space that accommodates a rotatable impeller, a discharge part that communicates with the accommodation space and constitutes a discharge path through which fluid can pass, and the cylinder part A guide wall that is provided on a side of an opening that communicates with the discharge portion of the inner peripheral surface of the inner peripheral surface and protrudes inward from an inner peripheral surface of the cylinder portion toward an outflow portion that is formed on the outer periphery of the impeller; A pump casing.
本発明の他の一態様に係るポンプ装置は、回転軸に沿って複数配される回転可能なインペラと、複数の前記インペラを収容する収容空間を構成するシリンダ部と、前記シリンダ部の周壁から外方に延びるとともに、前記収容空間に連通し流体が通過可能な吐出路を構成する吐出部と、を備えるポンプケーシングと、を備え、前記吐出路は基端側が最も下流側の前記インペラの外周に形成される流出部に向けて、少なくとも前記回転軸の方向に拡がることを特徴とする。 A pump device according to another aspect of the present invention includes a plurality of rotatable impellers arranged along a rotation axis, a cylinder part that constitutes a housing space that houses the plurality of impellers, and a peripheral wall of the cylinder part. A pump casing that extends outward and includes a discharge portion that communicates with the accommodation space and allows a fluid to pass therethrough, and the discharge passage has an outer periphery of the impeller whose base end side is the most downstream side. It is characterized in that it extends at least in the direction of the rotation axis toward the outflow part formed in the above.
本発明の実施形態によれば、高いポンプ効率を得られるポンプ装置を提供できる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a pump device that can obtain high pump efficiency.
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態にかかるポンプ装置１０について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、第１実施形態にかかるポンプ装置１０を一部断面で示す側面図である。図２は最終段のインペラ２３及び第３ガイド羽根２７ｃの構成を軸方向一方側から見た説明図であり、ポンプケーシング２２を断面で示す。図３ポンプケーシング２２の平面図であり、図４はポンプケーシング２２の斜視図である。図５、６はインペラケーシング２４のガイド板２６の構造を示す平面図である。図７はポンプ装置１０の流体の流れを示す説明図である。図８は、ポンプ装置１０及び比較例のポンプ効率を示す説明図である。
[First embodiment]
Hereinafter, a pump device 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a side view showing a partial cross section of a pump device 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory view of the configuration of the impeller 23 and the third guide blade 27c in the final stage as viewed from one side in the axial direction, and shows the pump casing 22 in cross section. 3 is a plan view of the pump casing 22, and FIG. 4 is a perspective view of the pump casing 22. 5 and 6 are plan views showing the structure of the guide plate 26 of the impeller casing 24. FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the flow of fluid in the pump device 10. FIG. 8 is an explanatory diagram showing pump efficiency of the pump device 10 and the comparative example.
図１に示すポンプ装置１０は、例えば自動給水装置に適用され、水を増圧して二次側に供給する多段の遠心ポンプである。ポンプ装置１０は、モータ１１と、モータ１１の軸に接続されたポンプ部１２と、を備える。ポンプ部１２は、モータ１１から突出する回転軸２１と、外郭を構成するポンプケーシング２２と、ポンプケーシング２２内において回転軸２１に設けられた複数のインペラ２３と、ポンプケーシング２２内においてインペラ２３の周りに配されたガイド部材としてのインペラケーシング２４と、回転軸２１の周りに装着されたシール部材２５と、を備える。 A pump apparatus 10 shown in FIG. 1 is a multistage centrifugal pump that is applied to, for example, an automatic water supply apparatus and supplies water to the secondary side after increasing the pressure. The pump device 10 includes a motor 11 and a pump unit 12 connected to the shaft of the motor 11. The pump unit 12 includes a rotating shaft 21 that protrudes from the motor 11, a pump casing 22 that constitutes an outer shell, a plurality of impellers 23 provided on the rotating shaft 21 in the pump casing 22, and the impeller 23 in the pump casing 22. An impeller casing 24 serving as a guide member disposed around and a seal member 25 mounted around the rotation shaft 21 are provided.
なお、本実施形態では一例としてポンプケーシング２２内に３つのインペラ２３を備える３段構造のポンプ装置１０を示す。 In the present embodiment, as an example, a pump device 10 having a three-stage structure including three impellers 23 in a pump casing 22 is shown.
ポンプケーシング２２は、軸方向一端に側部３２を備える有底円筒状のシリンダ部３１と、シリンダ部３１の側部３２に形成された吸込部３３と、シリンダ部３１の周壁の一部に連通して設けられた吐出部３４と、シリンダ部３１の開口を塞ぐケーシングカバー３５と、を一体に備えている。ポンプケーシング２２とケーシングカバー３５で囲まれた収容空間Ａ１内に、回転軸２１の一部が配置されるとともに複数段のインペラ２３及びインペラケーシング２４が設けられる。 The pump casing 22 communicates with a bottomed cylindrical cylinder portion 31 having a side portion 32 at one end in the axial direction, a suction portion 33 formed on the side portion 32 of the cylinder portion 31, and a part of the peripheral wall of the cylinder portion 31. And a casing cover 35 that closes the opening of the cylinder portion 31 are integrally provided. A part of the rotary shaft 21 is disposed in the housing space A1 surrounded by the pump casing 22 and the casing cover 35, and a plurality of stages of impellers 23 and an impeller casing 24 are provided.
シリンダ部３１の内周面には吐出部３４に連通する開口３１ａが形成されている。 An opening 31 a communicating with the discharge part 34 is formed on the inner peripheral surface of the cylinder part 31.
吸込部３３はシリンダ部３１の側部３２の中心部から軸方向一端側に延びる円管状であり、収容空間Ａ１に連通するとともに流体が流通可能な吸込路３３ａを形成する。吸込部３３の先端は円形状の吸込口３３ｂを形成する。吸込部３３の先端には、取付用のフランジが一体に形成されている。吸込口３３ｂはポンプ装置１０の一次側に配置される配管等に接続可能に形成される。 The suction part 33 has a circular tube shape extending from the center part of the side part 32 of the cylinder part 31 toward one end in the axial direction, and forms a suction path 33a that communicates with the accommodation space A1 and allows fluid to flow therethrough. The tip of the suction portion 33 forms a circular suction port 33b. An attachment flange is integrally formed at the tip of the suction portion 33. The suction port 33b is formed to be connectable to piping or the like disposed on the primary side of the pump device 10.
吐出部３４はシリンダ部３１の周面の一部から外方に延びる管であり、収容空間Ａ１に連通するとともに流体が通過可能な吐出路３４ａを形成する。吐出部３４の先端は円形状の吐出口３４ｂを形成する。吐出部３４の先端には、取付用のフランジが一体に形成されている。吐出口３４ｂはポンプ装置１０の二次側に配置される配管等に接続可能に形成される。 The discharge part 34 is a pipe that extends outward from a part of the peripheral surface of the cylinder part 31 and forms a discharge path 34a that communicates with the accommodation space A1 and allows fluid to pass through. The tip of the discharge part 34 forms a circular discharge port 34b. An attachment flange is integrally formed at the tip of the discharge portion 34. The discharge port 34b is formed to be connectable to piping or the like disposed on the secondary side of the pump device 10.
吐出部３４の先端にある吐出口３４ｂの中心は、ポンプケーシング２２の軸方向中心よりも一端側に配置されている。すなわち、吐出口３４ｂの位置は、最下流のインペラ２３の流出口２３ｂと、インペラ２３の回転の軸方向において離間している。 The center of the discharge port 34 b at the tip of the discharge unit 34 is disposed on one end side with respect to the axial center of the pump casing 22. That is, the position of the discharge port 34 b is separated from the outlet 23 b of the most downstream impeller 23 in the axial direction of rotation of the impeller 23.
吐出部３４は、円弧状の断面を有する湾曲壁３４ｅと、吐出部３４の基端側が軸方向一方側に下流側のインペラ２３に対応する位置に向けて広がるように傾斜する拡張壁３４ｆと、湾曲壁３４ｅ及び拡張壁３４ｆの両端縁を結ぶ一対の接続壁３４ｇと、を一体に備えている。すなわち、吐出部３４の内側は拡張壁３４ｆにより一部が基端側に広がる傾斜面を構成するように面取りされた形状となる。吐出部３４の内部には、略円柱状であって一部が軸方向に拡大される吐出路３４ａが形成される。吐出路３４ａはシリンダ部３１とインペラケーシング２４との間の隙間の流路から曲がる流路であり、その一部に、最下流のインペラ２３の外周の流出部に対向する位置から９０度よりも小さい角度で傾斜して吐出口３４ｂに至るガイド流路を有している。吐出路３４ａの断面は吐出口３４ｂに向かって縮小する。 The discharge portion 34 includes a curved wall 34e having an arc-shaped cross section, an extension wall 34f that is inclined so that the proximal end side of the discharge portion 34 extends toward the position corresponding to the downstream impeller 23 on one axial side, A pair of connection walls 34g that connect both end edges of the curved wall 34e and the extension wall 34f are integrally provided. That is, the inside of the discharge portion 34 has a chamfered shape so as to form an inclined surface partially extending toward the proximal end side by the extension wall 34f. Inside the discharge part 34, a discharge path 34 a is formed that is substantially cylindrical and partly enlarged in the axial direction. The discharge path 34a is a flow path that bends from the flow path in the gap between the cylinder portion 31 and the impeller casing 24, and a part of the discharge path 34a is more than 90 degrees from the position facing the outflow portion on the outer periphery of the most downstream impeller 23. It has a guide channel that is inclined at a small angle and reaches the discharge port 34b. The cross section of the discharge path 34a is reduced toward the discharge port 34b.
拡張壁３４ｆは、軸方向において最下流のポンプ部１２の流出口２３ｂに対向する位置であって、周方向において吐出口３４ｂに対応する位置から、吐出口３４ｂに向けて先端側が軸方向一端側に向けて斜めに延びる。拡張壁３４ｆは吐出部３４の基端側がシリンダ部３１の軸方向他端に位置している。図１に示すように、吐出路３４ａは吐出部３４の先端から基端に向かって軸方向他端側に広がり、横断面が台形状に形成される。拡張壁３４ｆによって、最下段のインペラ２３の流出口２３ｂ付近から、シリンダ部３１の中心軸及び吐出口３４ａの中心軸に対して傾斜して吐出口３４ｂに流体を案内する緩やかなガイド流路が形成される。 The expansion wall 34f is located at a position facing the outlet 23b of the pump section 12 on the most downstream side in the axial direction, and the tip side toward the discharge port 34b from the position corresponding to the discharge port 34b in the circumferential direction is one end side in the axial direction. It extends diagonally toward the. The expansion wall 34 f is located at the proximal end side of the discharge portion 34 at the other axial end of the cylinder portion 31. As shown in FIG. 1, the discharge path 34 a extends from the distal end of the discharge portion 34 toward the other end in the axial direction and has a trapezoidal cross section. By the extension wall 34f, there is a gentle guide channel that guides fluid from the vicinity of the outlet 23b of the lowermost impeller 23 to the discharge port 34b while being inclined with respect to the central axis of the cylinder portion 31 and the central axis of the discharge port 34a. It is formed.
ポンプケーシング２２の内側には、内方に突出する案内壁３６が設けられている。案内壁３６は、所定厚さを有し、径方向内側に所定高さ突出し、軸方向全長に渡って形成される突起である。案内壁３６は、吐出部３４の基端部分の開口３１ａの周方向下流側の側部設けられている。この案内壁３６はポンプケーシング２２とガイドカバー２７との間で周方向に流れる流体の流れを吐出部３４に向けて案内する整流板としての機能を有する。案内壁３６の高さは、例えば案内壁３６の先端がインペラケーシング２４の外周部近傍に至る寸法に、設定される。 A guide wall 36 that protrudes inward is provided inside the pump casing 22. The guide wall 36 is a protrusion that has a predetermined thickness, protrudes a predetermined height radially inward, and is formed over the entire length in the axial direction. The guide wall 36 is provided on the side portion on the downstream side in the circumferential direction of the opening 31 a at the base end portion of the discharge portion 34. The guide wall 36 functions as a rectifying plate that guides the flow of fluid flowing in the circumferential direction between the pump casing 22 and the guide cover 27 toward the discharge portion 34. The height of the guide wall 36 is set, for example, to such a dimension that the tip of the guide wall 36 reaches the vicinity of the outer peripheral portion of the impeller casing 24.
案内壁３６は、例えばポンプケーシング２２の内面の一部が隆起した一体構造であり、シリンダ部３１の製造時に鋳造により形成される。 The guide wall 36 has, for example, an integral structure in which a part of the inner surface of the pump casing 22 is raised, and is formed by casting when the cylinder part 31 is manufactured.
ケーシングカバー３５には回転軸２１が貫通する開口が形成されている。 The casing cover 35 is formed with an opening through which the rotary shaft 21 passes.
ポンプケーシング２２内に延びる回転軸２１の周りにおいて、吸込口３３ｂ側から、順に第１、第２、及び第３のインペラ２３が配置されている。 Around the rotating shaft 21 extending into the pump casing 22, first, second, and third impellers 23 are sequentially arranged from the suction port 33 b side.
複数のインペラ２３外周にはインペラケーシング２４が設けられている。 An impeller casing 24 is provided on the outer periphery of the plurality of impellers 23.
各インペラ２３は、クローズドタイプの羽根車であって、一対の円板状のシュラウドと、一対のシュラウド間に形成された少なくとも一枚の羽根と、を備える。各インペラ２３の一方のシュラウドの中央には流入口２３ａが形成されている。各インペラ２３の一対のシュラウドと羽根の外周側に形成される間隙は流体を排出する流出口２３ｂを構成する。羽根は、シュラウドの中心、すなわちインペラ２３の回転中心からの径が各位置で異なる形状、例えば渦巻形状やインボリュート形状に形成されている。各インペラ２３は、モータ１１の駆動により回転すると、流入口２３ａから流体を吸込み、外周の流出口２３ｂから外方かつ周方向に向けて、流体を排出する。 Each impeller 23 is a closed type impeller, and includes a pair of disk-shaped shrouds and at least one blade formed between the pair of shrouds. An inflow port 23 a is formed at the center of one shroud of each impeller 23. A gap formed on the outer peripheral side of the pair of shrouds and blades of each impeller 23 constitutes an outlet 23b for discharging fluid. The blade is formed in a shape in which the diameter from the center of the shroud, that is, the rotation center of the impeller 23 is different at each position, for example, a spiral shape or an involute shape. When each impeller 23 is rotated by driving the motor 11, it sucks fluid from the inflow port 23 a and discharges fluid from the outer outflow port 23 b outward and in the circumferential direction.
図１、図２、図５及び図６に示すように、インペラケーシング２４は、複数のガイドベーン２６と複数のガイドカバー２７とが、対向して組付けられて構成されている。インペラケーシング２４は、複数のインペラ２３を収容するポンプ室を構成する。 As shown in FIGS. 1, 2, 5, and 6, the impeller casing 24 includes a plurality of guide vanes 26 and a plurality of guide covers 27 that are assembled to face each other. The impeller casing 24 constitutes a pump chamber that houses a plurality of impellers 23.
図５はインペラケーシング２４のガイドベーン２６を軸方向一方側から見た図であり、図６はガイドベーン２６を他方側から見た平面図である。 FIG. 5 is a view of the guide vane 26 of the impeller casing 24 as viewed from one side in the axial direction, and FIG. 6 is a plan view of the guide vane 26 as viewed from the other side.
ガイドベーン２６は回転軸２１が貫通する軸孔２６ａを有する円板形状である。ガイドベーン２６の一方の主面の外周部分には、軸方向一方に立設された複数の第１ガイド羽根２６ｂが形成されている。またガイドベーン２６の他方の主面には軸方向他方に立設された複数の第２ガイド羽根２６ｃが形成されている。ガイドベーン２６の外周部分には、軸方向に貫通する流通孔２６ｅが形成されている。 The guide vane 26 has a disk shape having a shaft hole 26a through which the rotary shaft 21 passes. A plurality of first guide blades 26 b erected in one axial direction are formed on the outer peripheral portion of one main surface of the guide vane 26. A plurality of second guide blades 26c are formed on the other main surface of the guide vane 26 so as to be erected in the other axial direction. A flow hole 26 e penetrating in the axial direction is formed in the outer peripheral portion of the guide vane 26.
ガイドカバー２７は、インペラ２３の流入口２３ａの周りに液密に固定される開口縁２７ａを有する円形状であって、外周に立設する周壁部を一体に備える。最も下流側のガイドカバー２７の軸方向他方側の面には、最も下流側のインペラ２３の外周部分に配される第３ガイド羽根２７ｃが、軸方向他方側に立設して設けられている。 The guide cover 27 has a circular shape having an opening edge 27a that is liquid-tightly fixed around the inlet 23a of the impeller 23, and is integrally provided with a peripheral wall portion standing on the outer periphery. A third guide blade 27c disposed on the outer peripheral portion of the most downstream impeller 23 is provided on the other axial surface of the most downstream guide cover 27 so as to stand on the other axial side. .
インペラケーシング２４内において、各インペラ２３の流出口２３ｂから、ガイドベーン２６の一方の主面及び第１ガイド羽根２６ｂに沿って外周部分に至り、流通孔２６ｅを通り、他方の主面及び第２ガイド羽根２６ｃに沿って下流側のインペラ２３の流入口２３ａに至る、流路が形成される。 In the impeller casing 24, the outlet 23b of each impeller 23 reaches the outer peripheral portion along one main surface of the guide vane 26 and the first guide blade 26b, passes through the flow hole 26e, and passes through the other main surface and the second main surface. A flow path is formed that extends along the guide blade 26c to the inlet 23a of the impeller 23 on the downstream side.
シール部材２５は、例えばメカニカルシールである。シール部材２５は、回転軸２１の外周面とケーシングカバー３５の開口の間を密封可能に構成されている。 The seal member 25 is, for example, a mechanical seal. The seal member 25 is configured to be able to seal between the outer peripheral surface of the rotating shaft 21 and the opening of the casing cover 35.
以上のように構成されたポンプ部１２において、流体は、吸込口３１ａからインペラケーシング２４内の複数のインペラ２３を順に通って増圧され、ポンプケーシング２２とガイドカバー２７との間に形成される流路を通って吐出口３４ｂに至る。 In the pump unit 12 configured as described above, the fluid is increased in pressure through the plurality of impellers 23 in the impeller casing 24 from the suction port 31 a in order, and is formed between the pump casing 22 and the guide cover 27. It reaches the discharge port 34b through the flow path.
次に、ポンプ装置１０の動作について、図７を参照して説明する。ポンプ装置１０において、モータ１１に接続された制御盤の制御により、モータ１１の回転子が回転すると、回転軸２１が所定の回転速度で回転する。これに伴い、回転軸２１に取付けられた複数のインペラ２３が、所定の回転速度で回転する。 Next, the operation of the pump device 10 will be described with reference to FIG. In the pump device 10, when the rotor of the motor 11 rotates under the control of a control panel connected to the motor 11, the rotating shaft 21 rotates at a predetermined rotation speed. Accordingly, the plurality of impellers 23 attached to the rotation shaft 21 rotate at a predetermined rotation speed.
各インペラ２３の回転によって、ポンプケーシング２２の吸込口３３ｂから、流体が吸い込まれる。第１のインペラ２３の回転により、流体は、第１のインペラ２３の流入口２３ａから吸い込まれ、外周の流出口２３ｂから排出される。このとき流体は、流出口２３ｂから外方及び周方向に向かって排出される。 As each impeller 23 rotates, fluid is sucked from the suction port 33b of the pump casing 22. By the rotation of the first impeller 23, the fluid is sucked from the inlet 23a of the first impeller 23 and discharged from the outer outlet 23b. At this time, the fluid is discharged outward and circumferentially from the outlet 23b.
流出口２３ｂから排出された流体は、インペラケーシング２４によって、下流側のインペラ２３の流入口２３ａへ案内される。具体的には、インペラ２３の流出口２３ｂから排出された流体は、ガイドベーン２６の一方の主面において第１ガイド羽根２６ｂによってガイドベーン２６外周側に案内され、流通孔２６ｅを通って他方の主面に至り、他方の主面の第２ガイド羽根２６ｃによって内周側に案内され、下流に配置されたインペラ２３の流入口２３ａへ案内される。 The fluid discharged from the outlet 23b is guided by the impeller casing 24 to the inlet 23a of the impeller 23 on the downstream side. Specifically, the fluid discharged from the outlet 23b of the impeller 23 is guided to the outer peripheral side of the guide vane 26 by the first guide blade 26b on one main surface of the guide vane 26, and passes through the other hole 26e. It reaches the main surface, is guided to the inner peripheral side by the second guide blade 26c on the other main surface, and is guided to the inlet 23a of the impeller 23 arranged downstream.
同様に、第２のインペラ２３の回転によって第２のインペラ２３の流入口２３ａから吸い込まれた流体は外周の流出口２３ｂから排出され第３のインペラ２３の流入口２３ａへ向けて案内される。 Similarly, the fluid sucked from the inlet 23a of the second impeller 23 by the rotation of the second impeller 23 is discharged from the outer outlet 23b and guided toward the inlet 23a of the third impeller 23.
第３のインペラ２３の流入口２３ａからの流体は、第３のインペラ２３の回転によって第３のインペラ２３の外周にある流出口２３ｂから排出される。このとき、図１及び図２に矢印で示されるように、インペラ２３の回転により、流出口２３ｂから外方及び周方向に向かって流体が排出される。 The fluid from the inlet 23 a of the third impeller 23 is discharged from the outlet 23 b on the outer periphery of the third impeller 23 by the rotation of the third impeller 23. At this time, as indicated by arrows in FIGS. 1 and 2, the fluid is discharged outward and circumferentially from the outlet 23 b by the rotation of the impeller 23.
第３のインペラ２３の流出口２３ｂから排出された流体は、外周に配された第３ガイド羽根２７ｃによって外方に案内され、吐出部３４を通って、外部に排出される。すなわち、本実施形態においてはインペラ２３の外周に配されるガイドベーン２４の第３のガイド羽根２７ｃの間の外周部分に、流体が流出する流出部２７ｄが形成される。このとき、流出部からの流体は、流出部２７ｄから外方及び周方向に向かって排出される。そして、流体は、ポンプケーシング２２の内周面とガイドカバー２７の外周面との間に形成される隙間に沿って周方向に流れるが、吐出部３４基端の開口の周方向下流側に配置された案内壁３６によって、吐出部３４に案内される。 The fluid discharged from the outlet 23b of the third impeller 23 is guided outward by the third guide blades 27c disposed on the outer periphery, passes through the discharge portion 34, and is discharged to the outside. In other words, in the present embodiment, an outflow portion 27d through which fluid flows out is formed in the outer peripheral portion between the third guide blades 27c of the guide vane 24 arranged on the outer periphery of the impeller 23. At this time, the fluid from the outflow portion is discharged outward and in the circumferential direction from the outflow portion 27d. The fluid flows in the circumferential direction along a gap formed between the inner peripheral surface of the pump casing 22 and the outer peripheral surface of the guide cover 27, but is disposed on the downstream side in the circumferential direction of the opening of the discharge portion 34 base end. The guide wall 36 guides the discharge unit 34.
また、吐出部３４の基端は傾斜する拡張壁３４ｆによって第３のインペラ２３の外周部分に対向する位置にまで延び、吐出部３４内に流出口２３ｂに対応する位置から吐出口３４ｂに向かって滑らかに傾斜するガイド流路が形成されているため、第３のインペラ２３からの流体が吐出口３４ｂに案内されやすい。したがって、高いポンプ効率を確保できる。 Moreover, the base end of the discharge part 34 is extended to the position which opposes the outer peripheral part of the 3rd impeller 23 by the inclined expansion wall 34f, and goes to the discharge port 34b from the position corresponding to the outflow port 23b in the discharge part 34. Since the smoothly inclined guide channel is formed, the fluid from the third impeller 23 is easily guided to the discharge port 34b. Therefore, high pump efficiency can be ensured.
このため、例えば設計上の制約などによりインペラ２３の流出口２３ｂと吐出口３４ｂとが離間している場合であっても、流体を吐出口３４ｂに効果的に導くことができ、高いポンプ効率を確保することができる。 For this reason, for example, even when the outflow port 23b of the impeller 23 and the discharge port 34b are separated due to design restrictions, the fluid can be effectively guided to the discharge port 34b, and high pump efficiency can be achieved. Can be secured.
図８は、各実施形態に係るポンプ装置１０と比較例とのポンプ効率を示す表である。本実施形態にかかるポンプ装置１０と、案内壁３６を有するとともに、拡張壁３４ｆの無い円筒状の吐出部３４を備える第２実施形態に係るポンプ装置１０２と、案内壁が無く、拡張壁３４ｆのある吐出部３４を備える第３実施形態に係るポンプ装置１０３と、比較例１として、案内壁が無く、拡張壁３４ｆの無い円筒状の吐出部３４形状であるポンプ装置１００Ａと、のポンプ効率をそれぞれ示す。図８において、吐出量がそれぞれ０．２，０．２８，０．３５，０．４３，０．５，０．６[ｍ３／ｍｉｎ]である場合の、ポンプ効率［％］を示す。 FIG. 8 is a table showing the pump efficiency of the pump device 10 according to each embodiment and the comparative example. The pump device 10 according to the present embodiment, the pump device 102 according to the second embodiment having the cylindrical discharge portion 34 having the guide wall 36 and without the extension wall 34f, and the guide wall 36 and the extension wall 34f without the guide wall. The pump efficiency of the pump device 103 according to the third embodiment including a certain discharge portion 34 and the pump device 100A having a cylindrical discharge portion 34 shape without a guide wall and without an expansion wall 34f as Comparative Example 1 Each is shown. FIG. 8 shows pump efficiency [%] when the discharge amounts are 0.2, 0.28, 0.35, 0.43, 0.5, and 0.6 [m 3 / min], respectively.
本実施形態にかかるポンプ装置１０によれば、以下の様な効果が得られる。すなわち、インペラ２３の外周部に形成された流出口２３ｂからの流体が、ポンプケーシング２２とインペラ２３及びガイドカバー２７の外周部との間において旋回する流体を、案内壁３６によって吐出口３４ｂに向けて案内することで、ポンプ効率を向上することができる。 According to the pump device 10 according to the present embodiment, the following effects can be obtained. That is, the fluid from the outlet 23b formed on the outer peripheral portion of the impeller 23 turns between the pump casing 22 and the outer peripheral portions of the impeller 23 and the guide cover 27 toward the discharge port 34b by the guide wall 36. Pumping efficiency can be improved.
また、一般的に、ポンプケーシング２２内において軸方向に複数のインペラ２３が配置される場合、ポンプケーシング２２に形成された吐出口３４ｂと、内部のポンプ部１２の流出口２３ｂとの、軸方向における距離が大きくなる。この場合、インペラ２３の流出口２３ｂからケーシングの吐出口３４ｂに流体を効率的に導くことが困難となり損失が増大するため、ポンプ効率の低下を招く原因となる。本実施形態に係るポンプ装置１０は流出口２３ｂ付近から傾斜する流路を構成する拡張壁３４ｆを備える吐出部３４としたことにより、インペラ２３の流出口２３ｂからの流体を吐出口３４ｂに効率的に案内することが可能となる。したがって、損失を抑え、ポンプ効率をさらに高めることができる。
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係るポンプ装置１０２について図９を参照して説明する。図９は第２実施形態に係るポンプ装置１０２を一部断面で示す側面図である。
In general, when a plurality of impellers 23 are arranged in the axial direction in the pump casing 22, the axial direction between the discharge port 34 b formed in the pump casing 22 and the outlet 23 b of the internal pump unit 12. The distance at becomes larger. In this case, it is difficult to efficiently guide the fluid from the outlet 23b of the impeller 23 to the discharge port 34b of the casing, and the loss increases, which causes a decrease in pump efficiency. In the pump device 10 according to the present embodiment, the discharge unit 34 including the expansion wall 34f that configures the flow path inclined from the vicinity of the outflow port 23b makes the fluid from the outflow port 23b of the impeller 23 efficient to the discharge port 34b. It becomes possible to guide to. Therefore, loss can be suppressed and pump efficiency can be further increased.
[Second Embodiment]
Hereinafter, a pump device 102 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a side view showing a partial cross section of the pump device 102 according to the second embodiment.
第２実施形態に係るポンプ装置１０２は、ポンプケーシング２２の吐出部３４の構造以外は第１実施形態と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 The pump device 102 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the structure of the discharge portion 34 of the pump casing 22. Therefore, the overlapping description is omitted.
図９に示すように、ポンプ装置１０２において、ポンプケーシング２２の周壁に一体に形成された吐出部３４Ａは、先端から基端まで断面形状が一定の円管状である。この他の構成は上記第１実施形態に係るポンプ装置１０と同様である。 As shown in FIG. 9, in the pump apparatus 102, the discharge part 34A integrally formed on the peripheral wall of the pump casing 22 is a circular tube having a constant cross-sectional shape from the distal end to the proximal end. Other configurations are the same as those of the pump device 10 according to the first embodiment.
ポンプ装置１０２は、上記第１実施形態と同様に、ポンプケーシング２２のシリンダ部３１の内周面に、案内壁３６を備えている。この案内壁３６によって、ポンプケーシング２２とガイドカバー２７の外周部との間において周方向に流れる流体を、吐出口３４ｂに向けて案内することで、ポンプ装置１０２の損失を抑え、ポンプ効率を向上することができる。
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係るポンプ装置１０３について図１０を参照して説明する。図１０は第３実施形態に係るポンプ装置１０３を一部断面で示す側面図である。
The pump device 102 includes a guide wall 36 on the inner peripheral surface of the cylinder portion 31 of the pump casing 22 as in the first embodiment. The guide wall 36 guides the fluid flowing in the circumferential direction between the pump casing 22 and the outer periphery of the guide cover 27 toward the discharge port 34b, thereby suppressing the loss of the pump device 102 and improving the pump efficiency. can do.
[Third Embodiment]
Hereinafter, a pump device 103 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a side view showing a partial cross section of the pump device 103 according to the third embodiment.
第２実施形態に係るポンプ装置１０２は、ポンプケーシング２２のシリンダ部３１の内周の構造以外は第１実施形態と同様である。したがって、重複する説明は省略する。 The pump device 102 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except for the structure of the inner periphery of the cylinder portion 31 of the pump casing 22. Therefore, the overlapping description is omitted.
図１０に示すように、ポンプ装置１０３において、ポンプケーシング２２は円筒形状のシリンダ部３１を備えている。このポンプケーシング２２には第１実施形態のような案内壁３６は設けられていない。この他の構成は上記第１実施形態に係るポンプ装置１０と同様である。 As shown in FIG. 10, in the pump device 103, the pump casing 22 includes a cylindrical cylinder portion 31. The pump casing 22 is not provided with the guide wall 36 as in the first embodiment. Other configurations are the same as those of the pump device 10 according to the first embodiment.
ポンプ装置１０３は、上記第１実施形態と同様に、拡張壁３４ｆを備え基端側が他方側に拡張された吐出部３４を備えている。したがって、基端側が軸方向他端に至る拡張壁３４ｆを備える吐出部３４としたことにより、流出部からの流体を傾斜するガイド流路に沿って吐出口３４ｂに効率的に案内することが可能となる。したがって、ポンプ装置１０３の損失を抑え、ポンプ効率をさらに高めることができる。 Similarly to the first embodiment, the pump device 103 includes the discharge portion 34 that includes the expansion wall 34f and has the base end expanded to the other side. Therefore, by using the discharge part 34 including the extended wall 34f whose proximal end reaches the other end in the axial direction, it is possible to efficiently guide the fluid from the outflow part to the discharge port 34b along the inclined guide channel. It becomes. Therefore, the loss of the pump device 103 can be suppressed and the pump efficiency can be further increased.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば案内壁３６はポンプケーシング２２の内面の一部が隆起した一体構造を例示したが、これに限られない。例えば円筒系状のシリンダ部３１の内周面において、吐出部３４の基端の開口の周方向下流側の位置に、別体で構成されたプレート状の壁部材をねじ等の取り付け具により設置してもよい。この場合も上記各実施形態と同様の効果が得られる。また、この場合、既存のポンプケーシングに案内壁３６を取付けることで、ポンプ効率を向上させることが可能であり、汎用性が高い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. For example, although the guide wall 36 illustrated the integral structure where a part of inner surface of the pump casing 22 raised, it is not restricted to this. For example, on the inner peripheral surface of the cylindrical cylinder portion 31, a plate-like wall member configured separately is installed at a position downstream of the opening of the proximal end of the discharge portion 34 in the circumferential direction with a fixture such as a screw. May be. Also in this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained. In this case, the pump wall can be improved by attaching the guide wall 36 to the existing pump casing, and the versatility is high.
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。 In addition, each component illustrated in the above embodiment may be deleted, and the shape, structure, material, and the like of each component may be changed. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment.
１０…ポンプ装置、１１…モータ、１２…ポンプ部、２１…回転軸、２２…ポンプケーシング、２３…インペラ、２３ａ…流入口、２３ｂ…流出口、２４…インペラケーシング、２５…シール部材、２６…ガイドベーン、２７…ガイドカバー、３１…シリンダ部、３１ａ…開口、３３…吸込部、３３ａ…吸込路、３３ｂ…吸込口、３４…吐出部、３４ａ…吐出路、３４ｂ…吐出口、３４ｆ…拡張壁、３６…案内壁、１０２…ポンプ装置、１０３…ポンプ装置、Ａ１…収容空間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pump apparatus, 11 ... Motor, 12 ... Pump part, 21 ... Rotary shaft, 22 ... Pump casing, 23 ... Impeller, 23a ... Inlet, 23b ... Outlet, 24 ... Impeller casing, 25 ... Seal member, 26 ... Guide vane 27 ... Guide cover 31 ... Cylinder part 31a ... Opening 33 ... Suction part 33a ... Suction passage 33b ... Suction port 34 ... Discharge part 34a ... Discharge passage 34b ... Discharge port 34f ... Expansion Wall, 36 ... guide wall, 102 ... pump device, 103 ... pump device, A1 ... accommodating space.
Claims (7)
前記吐出部の先端部は、前記流出部に対向する位置よりも、前記シリンダ部の軸方向一方側に配置され、
前記案内壁は、前記回転の周方向において前記開口に隣接する位置において、前記シリンダ部の内周面において少なくとも最も下流側の前記インペラの外周に形成される前記流出部に対向する位置から、前記開口に至って形成される、請求項１記載のポンプ装置。 In the pump casing, the impeller includes a plurality of stages along the axial direction of rotation,
The tip of the discharge part is arranged on one side in the axial direction of the cylinder part from the position facing the outflow part,
The guide wall is located at a position adjacent to the opening in the circumferential direction of the rotation from a position facing the outflow portion formed at least on the outer periphery of the impeller on the most downstream side on the inner circumferential surface of the cylinder portion. The pump device according to claim 1, wherein the pump device is formed to reach the opening.
複数の前記インペラを収容する収容空間を構成するシリンダ部と、前記シリンダ部の周壁から外方に延びるとともに、前記収容空間に連通し流体が通過可能な吐出路を構成する吐出部と、を備えるポンプケーシングと、を備え、
前記吐出路は基端側が最も下流側の前記インペラの外周に形成される流出部に向けて、少なくとも前記回転軸の方向に拡がることを特徴とするポンプ装置。 A plurality of rotatable impellers arranged along a rotation axis;
A cylinder part that constitutes an accommodation space that accommodates the plurality of impellers, and a discharge part that extends outward from a peripheral wall of the cylinder part and that constitutes a discharge path that allows fluid to pass through the accommodation space. A pump casing,
The pump device according to claim 1, wherein the discharge passage extends at least in the direction of the rotating shaft toward an outflow portion formed on an outer periphery of the impeller having a base end side most downstream.
前記収容空間内において一端側から他端側に複数の前記インペラが順に配置され、
前記吐出部の先端部は、前記流出部に対向する位置よりも、前記シリンダ部の軸方向一方側に配置され、
前記吐出部の周壁は、前記流出部に対向する位置から、先端側に向けて前記シリンダ部の前記一端側に向けて斜めに延びるガイド面を備える、請求項４記載のポンプ装置。 A suction portion that constitutes a suction passage that allows fluid to pass through the accommodation space and is provided on one axial end side of the cylinder portion,
A plurality of the impellers are sequentially arranged from one end side to the other end side in the housing space,
The tip of the discharge part is arranged on one side in the axial direction of the cylinder part from the position facing the outflow part,
5. The pump device according to claim 4, wherein the peripheral wall of the discharge unit includes a guide surface that extends obliquely toward the one end side of the cylinder portion from a position facing the outflow portion toward the tip side.
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