JP2794160B2 - つぼ形ケーシング構造のうず巻ポンプ - Google Patents

つぼ形ケーシング構造のうず巻ポンプ

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/06Multi-stage pumps
    • F04D1/063Multi-stage pumps of the vertically split casing type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は請求項1の上位概念に記
載のうず巻ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】2重ケーシング型ポンプ及び外被形ケー
シング型ポンプ及び/又はバレル型ポンプとしても公知
のこの形式のうず巻ポンプ構造は、つぼ形ケーシングに
より包囲されている。吸込管及び吐出管を備えるつぼ形
ケーシングは、軸に垂直に位置する平面の中で蓋により
密封閉鎖されている。
【0003】この場合、駆動軸は、蓋及び軸密封部材を
貫通案内される。このケーシング構造の利点は、ポンプ
を解体する際につぼ形ケーシングは導管及び基礎に接続
されたままでよいことにある。通常、このようなポンプ
は、高圧ポンプ及び最高圧ポンプ及び例えばボイラー給
水ポンプとして用いられる多段ポンプである。
【0004】つぼ形ケーシングとしては鋳造ケーシング
を用いることができる。何故ならば鋳造ケーシングは、
発生圧力に対して最高の耐圧性を有するからである。こ
のポンプ構造を可及的最高の効率で作動するために、羽
根車及び後続の案内車をその都度の用途に正確に調整す
ることが必要である。これにより、それぞれの用途のた
めに多大の構造及び製造コストをかけなければならな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載の形式のポンプケーシングのために、効率を改善
しかつ異なる装置への整合を容易にする構造形態を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は個々のポンプ
羽根車の間に配置され流れを案内する段ケーシングを有
するつぼ形ケーシング構造のうず巻ポンプにおいて、つ
ぼ形ケーシング(8)の中の最後の段ケーシング(1
0)の領域内に、組込式案内部材(13)と、半径方向
及び/又は軸方向で展開されている組込式うず巻部材
(1)と、ディフューザ状の組込式吐出管(2)とが配
置されていることを特徴とするつぼ形ケーシング構造の
うず巻ポンプにより解決される。
【0007】
【作 用】試験運転により、この構造により最後のポン
プ段の効率が3〜4%改善できることが分かった。これ
は、6段までのポンプでも全効率を顕著に改善でき、従
ってエネルギー節約が可能であり、これにより、ポンプ
にかかった費用を迅速に埋め合わせることができること
を意味する。
【0008】組込式案内部材と組込式うず巻き部材が別
体で形成されているので、それぞれの機能を分離してそ
れぞれ最適の形状とできる。
【0009】組込部品構造として形成することにより、
仕様の異なるポンプの組立の際に異なる組込部品を組合
せて簡単にそれぞれの装置へ整合できる。
【0010】本発明の1つの実施形態では、組込式うず
巻部材はケーシング蓋及び/又は最後の段ケーシングと
は別体ではなく一体として形成することができる。
【0011】初めに半径方向で展開し次いで軸方向で展
開するうず巻部材が有利であることが実験により分かっ
た。これにより、つぼ形ケーシングの大型化が不要とな
り、有利である。これにより、うず巻ポンプから流出す
る搬送媒体を蓄積し吐出管に供給するためにこれまで用
いられたリング室を、効率改善の手段のために用いるこ
とができる。
【0012】つぼ形ケーシングを閉鎖する蓋を、効率改
善のための流れ案内構成素子として利用できるよう形成
することにより、ポンプの構造容積を一定に保持でき
る。
【0013】本発明の1つの実施形態では、組込式うず
巻部材が流れに関して組込式案内部材の下流に配置され
ている。これにより、羽根車の所望のn領域の中で組
込式案内部材のみを、羽根車に整合すればよくなる。従
って、組込式うず巻部材の変更作業又は整合作業は不要
となる。
【0014】組込式案内部材の羽根を除去して、組込う
ず巻部材へ搬送媒体を案内するいわばリングディフュー
ザとして設けることも可能である。これの適用可能性
は、ポンプの用途の全条件に依存する。
【0015】同様に整合を可能にする組込式吐出管を確
実に固定し、簡単に密封するために本発明の1つの実施
例では、組込式吐出管がケーシング内部から吐出管の中
に組込可能である。これにより、例えば突出フランジに
より組込式吐出管を直接につぼ形ケーシングに当接させ
ることができる。
【0016】さらに、最後のポンブ段の中での高い流速
に抗することができるように、耐性の高い材料によりデ
ィフューザ吐出管を製作できる。この場合、つぼ形ケー
シング自身は小コストの材料により製作できる。つぼ形
ケーシングは、耐摩耗性を高めるために液体案内面の領
域内は平坦化されている。
【0017】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
【0018】図1には、ディフューザが後置されている
組込式うず巻部材1の横断面図が示されている。
【0019】図2は、図1のII−II切断線に沿って
切断して示す断面である。
【0020】図4は、約180°うず巻角度でのポンプ
の最後の段を図1のIV−IV切断線に沿って示す断面
図である。
【0021】最後の段ケーシング10は、外部からつぼ
形ケーシング8の中に挿入される。
【0022】図示の最後の羽根車15は軸16の上に配
置されている。軸16は、蓋12の中に設けられている
密封及び軸受ケーシング17により保持される。
【0023】最後の段ケーシング10の端面11と、つ
ぼ形ケーシング8を閉鎖している蓋12との間に組込式
案内部材13が配置されている。組込式案内部材13
は、ずれ回転防止素子14によりその位置に保持され
る。
【0024】組込式案内部材13は、羽根車15から流
体に与えられた運動エネルギーを、流体がポンプのディ
フューザから出る前に、圧力に変換する機能を有するも
ので、この種のポンプでは慣用されているものである。
内部の羽根がある場合とない場合がある。
【0025】本発明においては、さらに組込式うず巻部
材1が設けられている。
【0026】この実施例では、組込式案内部材13は、
羽根車15より僅かに大きい内径を有し、図示しない複
数の案内羽根を持ち、羽根車15の外周に密接して配置
されている。
【0027】羽根15から送られた流体は組込式案内
部材13の中でうず巻き状の、すなわち半径方向速度成
分と円周方向速度成分を持った運動をする。
【0028】組込式案内部材13は単に運動エネルギー
を圧力に変換するだけでなく、羽根車に要求される特性
値に合わせた形状とすることができるので、この実施例
のように羽根車の直接の下流に配置することが好まし
い。
【0029】この実施例では、流体の流れに関して組込
式案内部材13の下流側に組込式うず巻部材1が配置さ
れている。
【0030】組込式うず巻部材1は、組込式案内部材1
3を囲むように配置され、つぼ形ケーシング8の中に収
容されている。
【0031】組込式うず巻部材1と、組込式案内部材1
3と、羽根車15を覆うように蓋12がこれらを閉鎖し
ている。図2、図4から分かるように、組込式うず巻部
材1と蓋12の間は静的にシールされ、軸16と蓋12
の間は動的にシールされている。
【0032】組込式うず巻部材1と、最後の段ケーシン
グ10と、組込式案内部材13と、つぼ形ケーシング8
と、蓋12の間に流体の通路が形成されるような形状
を、組込式うず巻部材1は有する。
【0033】次に、その通路および組込式うず巻部材1
の形状を説明する。
【0034】図1においては組込式案内部材13は省略
されているが、直径Dより内部の部分に配置されてい
る。
【0035】組込式うず巻部材1と他の部材の間に作ら
れる流体の通路は、この発明においては、流体の流路断
面積が主として半径方向に増大する部分と、軸方向に増
大する部分からなる。
【0036】流路断面を主として半径方向に増大させる
部分には、図1に示すように、うず巻3が設けられてい
る。うず巻3は半径D/2の位置にある始点から始ま
り、その点を0゜とするとき、約100゜の位置まで徐
々に半径が大きくなる形状を有する。
【0037】図3は第1図の0゜、30゜、60゜、9
0゜、120゜、150゜、180゜、210゜、24
0゜、270゜、300゜、330゜、360゜面で切
った時の流体の通路の半径方向断面を重ねて表示したも
のである。半径方向断面とは、軸6を通り、始点に対し
て所定の角度だけ回転させた半径方向の面で切ったとき
の断面をいう。
【0038】流体の通路は図2、図4では、うず巻横断
面18として表わされている。
【0039】図3の直線pは、通路と組込式案内部材1
3の境界であり、直線qは、通路とつぼ形ケーシング8
の境界であり、直線AとBは、通路と段ケーシング10
の境界であり、直線D、D、Dは通路と組込式う
ず巻部材1との境界である。
【0040】図3において直線p、q、A、B、D
、Dで囲まれる領域の中の直線は、種々の位置に
おける通路と組込式案内部材13の境界を表わす。
【0041】図1の角度0゜の位置における通路の半径
方向の断面は直線pで示され、角度30゜、60゜、9
0゜における通路の半径方向の断面は直線B、C、P
と、それぞれ30゜、60゜、90゜の引出し線が出て
いる直線で囲まれる部分として示されている。
【0042】このように角度が0〜100゜の領域で
は、通路の半径方向の断面は半径方向に拡大している。
これは図1のうず巻3の内壁が角度とともに徐々に外側
に広がっていることによる効果である。
【0043】図3の例では、角度が0〜100゜の領域
における通路は、軸16に垂直な平面rが通路と、組込
式うず巻部材1の境界になっている。
【0044】
【0045】
【0046】角度領域100〜360゜においては、通
路の半径方向断面は一定の外径を有し、軸方向にのみ拡
大する。
【0047】例えば角度180゜における半径方向断面
は、直線p、q、A、Bおよび180゜の引出し線が出
ている直線で囲まれた領域であるが、210゜において
は、180゜の引出し線が出ている直線が、210゜の
引出し線が出ている直線に変っているだけである。
【0048】
【0049】通路の形状を要約すると、組込式うず巻部
材1の中でうず巻3は始点から約100゜にわたり最大
直径Dまで広がり、次いで直径はそのままで軸方向に横
断面を拡げ、うず巻室1から組込式ディフューザ2への
移行領域内でうず巻室1は最大横断面面積を有する。
【0050】図2から、つぼ形ケーシング8の中でポン
プ内部から組込式ディフューザ2が吐出管9の中に挿入
されているのが分かる。
【0051】組込式ディフューザ2の組込式うず巻部材
1から背いて位置する面6は、円筒状凹面として形成さ
れている。これにより面6は、組込式うず巻部材1に良
好に整合する。
【0052】突出しているフランジ7は、斜線により示
されているつぼ形ケーシングの中で組込式ディフューザ
2を保持するために設けられている。
【0053】組込式吐出管2の中にはディフューザ状拡
大部4が設けられている。ディフューザ状拡大部4は、
出口5の領域内で後続の圧力導管の横断面にほぼ等しく
なる。
【0054】組込式案内車と段ケーシングと組込式うず
巻部材と羽根車とを適切に組合せてその都度の装置の状
態に整合させることにより、簡単に効率を高めることが
可能である。
【0055】本実施例では独立した部品として形成され
ている組込式うず巻部材1は、つぼ形ケーシング8を閉
鎖する蓋12の一部として形成することも可能である。
同様のことが、組込式案内車13にも当てはまる。
【0056】組込式うず巻部材1及び/又は組込式案内
車13の機能を最後の段ケーシング10に移行すること
も簡単に可能である。すなわち、これらを段ケーシング
10の一部分として作ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】吐出管及び組込式うず巻部材の横断面である。
【図2】最後のポンプ段の領域内のポンプケーシングの
縦断面図である。
【図3】組込式うず巻部材の展開図である。
【図4】約180゜のうず巻展開の横断面である。
【符号の説明】
1 組込式うず巻部材 2 組込式吐出管すなわち組込式ディフューザ 3 うず巻 4 ディフューザ状拡大部 6 組込式ディフューザの面 7 フランジ 8 つぼ形ケーシング 9 吐出管 10 段ケーシング 11 端面 12 蓋 13 組込式案内部材 14 ずれ回転防止素子 15 羽根車 17 密封及び軸受ケーシング 18 うず巻横断面 D 組込式うず巻部材の最大直径 D 組込式案内部材の出口での直径
フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン・シル ドイツ連邦共和国、67273 ヴァイゼン ハイム、バッハヴェーク 10 (56)参考文献 特開 平6−33891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04D 29/62 F04D 29/42

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 個々のポンプ羽根車の間に配置され流れ
    を案内する段ケーシングを有するつぼ形ケーシング構造
    のうず巻ポンプにおいて、つぼ形ケーシング(8)の中
    の最後の段ケーシング(10)の領域内に、組込式案内
    部材(13)と、半径方向及び/又は軸方向で展開され
    ている組込式うず巻部材(1)と、ディフューザ状の組
    込式吐出管(2)とが配置されていることを特徴とする
    つぼ形ケーシング構造のうず巻ポンプ。
  2. 【請求項2】 半径方向及び/又は軸方向で展開されて
    いる組込式うず巻部材(1)がケーシング蓋(12)及
    び/又は最後の段ケーシング(10)と一体に形成され
    部品であることを特徴とする請求項1に記載のつぼ形
    ケーシング構造のうず巻ポンプ。
  3. 【請求項3】 組込式うず巻部材(1)が流体の流れに
    関して組込式案内部材(13)の下流に配置されている
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のつぼ形
    ケーシング構造のうず巻ポンプ。
  4. 【請求項4】 ディフューザ状の組込式吐出管(2)が
    ケーシング内部から吐出管(9)の中に組込可能である
    ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれ
    か1つの請求項に記載のつぼ形ケーシング構造のうず巻
    ポンプ。
  5. 【請求項5】 組込式案内部材(13)が、羽根を除去
    されていることを特徴とする請求項1から請求項4のう
    ちのいずれか1つの請求項に記載のつぼ形ケーシング構
    造のうず巻ポンプ。
JP6085500A 1993-03-31 1994-03-31 つぼ形ケーシング構造のうず巻ポンプ Expired - Lifetime JP2794160B2 (ja)

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JPH0754798A JPH0754798A (ja) 1995-02-28
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