JP3004467B2 - 板金製ポンプケーシング - Google Patents

板金製ポンプケーシング

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JP3004467B2
JP3004467B2 JP4120172A JP12017292A JP3004467B2 JP 3004467 B2 JP3004467 B2 JP 3004467B2 JP 4120172 A JP4120172 A JP 4120172A JP 12017292 A JP12017292 A JP 12017292A JP 3004467 B2 JP3004467 B2 JP 3004467B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は板金製ポンプケーシング
に係り、特にステンレススチール等の鋼板をプレス成形
することにより製作する板金製ポンプケーシングに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来からステンレススチール等の鋼板を
プレス成形してポンプケーシングを製作することが行わ
れている。斯かる板金製ポンプケーシングは、プレス成
形の都合上鋳物製ポンプケーシングに比較して板厚を小
さくせざるを得ない。口径100mm以下のポンプケーシ
ングの場合、板金製のポンプケーシングの板厚は、生産
性等を考慮して経験的に鋳物製の1/2.5程度が一般
的である。この板厚比で強度的に検討すると、例えば、
SUS304の許容引張応力は13.1kgf/mm2であるの
に対し、FC200の許容引張応力は2.0kgf/mm2であ
り、板金製ポンプケーシングは、強度的には、この板厚
で十分である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板金製
ポンプケーシングは、剛性に欠けるという欠点がある。
特に、吸込ノズル及び吐出ノズルは、配管外力によって
変形してしまう恐れがあり、そのため、これら吸込ノズ
ル及び吐出ノズルを囲むようにリブ等の補強部材を設け
なければならないという問題点があった。
【0004】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、剛性の高い吸込ノズル又は吐
出ノズルを有した板金製ポンプケーシングを提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため、本発明の1態様は、ケーシング本体に吸込フラン
ジを一体に又は溶接等で一体化した板金製ポンプケーシ
ングにおいて、前記吸込フランジに接続されるとともに
これを保持する吸込ノズルを備え、前記吸込ノズルは前
記ケーシング本体と一体にプレス成形されており、前記
吸込ノズルはポンプの呼び口径を定める直径を有した小
径部とこの小径部より大きな外径の大径部とを有した異
径ノズルからなり、前記大径部が前記吸込フランジを
持していることを特徴とするものである。また、本発明
の他の態様は、ケーシング本体に吐出フランジを一体に
又は溶接等で一体化した板金製ポンプケーシングにおい
て、前記吐出フランジに接続されるとともにこれを保持
する吐出ノズルを備え、前記吐出ノズルはポンプの呼び
口径を定める直径を有した小径部とこの小径部より大き
な外径の大径部とを有した異径ノズルからなり、前記大
径部が前記吐出フランジを保持していることを特徴とす
るものである。
【0006】
【作用】前述した構成からなる本発明によれば、吸込ノ
ズル及び吐出ノズルの少なくとも一方は、ポンプの呼び
口径を定める直径よりも大きな外径を有し、この大きな
外径部が吸込フランジ又は吐出フランジを保持している
ため、吸込フランジ又は吐出フランジを保持する部分の
断面2次モーメント(I)が大きくなり、断面2次モー
メント(I)と縦弾性係数(E)の積である剛性が大き
くなる。例えば、同一ノズル径の場合、プレス製は鋳物
製に比べ、板厚が 1/2.5とすると断面2次モーメン
ト(I)は、約 0.32倍である。そこで、プレス製の
ノズル径を1.25倍にすると、Iは約0.63倍とな
る。剛性はIとEの積に比例するので、これに鋳物製
(FC)とプレス製(SUS304)のEの比(最高値
同士を比較すると約1.6倍)を乗ずると、ほぼ1.0倍
となる。即ち、プレス製の場合、ノズル径を口径の1.
25倍以上にすることにより板厚が 1/2.5であって
も、鋳物製と同等以上の剛性が得られることになる。
【0007】
【実施例】以下、本発明に係る板金製ポンプケーシング
の一実施例を図1及び図2を参照して説明する。図1は
本発明の板金製ポンプケーシングを備えた陸上設置の横
型遠心ポンプを示す縦断面図である。図1において、符
号1は外ケーシングを示し、この外ケーシング1は、ス
テンレススチール等の一枚の鋼板をプレスにより深絞り
して形成されている。外ケーシング1はケーシング本体
を構成し、円筒容器状の本体部2と、この本体部2より
吸込側に延設された円筒状の吸込ノズル3と、この吸込
ノズル3の反対側の開口部側に設けられたケーシングフ
ランジ4とを備えている。そして、本体部2の円筒状側
壁には吐出ノズル5が溶接等により固着されており、こ
の吐出ノズル5の先端部に吐出フランジ6が溶接等によ
り接続されている。
【0008】吸込ノズル3は、図2にその拡大図が示さ
れるように大径部3aと小径部3bとを有した異径ノズ
ルから構成されている。吸込ノズル3の大径部3aの内
径DN は小径部3bの内径(即ち、口径)Φよりも1.
12倍以上(この数値の根拠は後述する)に設定されて
いる。そして、大径部3aの端部で吸込フランジ7に溶
接により接合されるとともに小径部3bの端部でも溶接
により接合されている。したがって、吸込フランジ7は
吸込ノズル3の大径部3aにて保持される。
【0009】また、ケーシングフランジ4は、モータ直
動型の場合にはモータブラケット8、モータ直結型の場
合には軸受ブラケットに固定され支持されている。同様
に、ブラケット8に固定されたケーシングカバー9は、
外ケーシング1の開口部を閉塞するように設けられてい
る。
【0010】一方、外ケーシング1の内側には、内ケー
シング10が設けられており、この内ケーシング10は
ステンレススチール等の一枚の鋼板をプレスにより深絞
りして形成されている。内ケーシング10は円筒容器状
の本体部11と、この本体部11より吸込側に延設され
た円筒状の吸込側部12とから構成されている。そし
て、内ケーシング10の本体部11の開口側端部は、ケ
ーシングカバー9に嵌合され支持されている。ケーシン
グカバー9は、鋳物製等からなるモータ側ブラケット8
に保持されているため、高い剛性を有し、この高い剛性
を有したケーシングカバー9に内ケーシング10は支持
されている。内ケーシング10の吸込側部12の一端
は、吸込ノズル3の近傍まで延びている。そして、内ケ
ーシング10の吸込側部12の端部と外ケーシング1の
吸込ノズル3との間隙には、弾性材からなるシール部材
13が介装されており、このシール部材13によって吸
込側(低圧側)と吐出側(高圧側)とがシールされてい
る。なお、シール部材13は高圧側と低圧側との差圧に
より吸込側に押されるため、脱落することもなく確実に
シールできる。
【0011】内ケーシング10の内側には羽根車14が
収容されており、この羽根車14は主軸15の自由端に
連結され支持されている。主軸15は軸受(図示せず)
により回転自在に支持されており、この主軸15とケー
シングカバー9との間には軸封装置16が設けられてい
る。また内ケーシング10の本体部11の内側にはガイ
ドベーンまたはボリュートを構成する案内装置17が設
置され、吸込側部12の内側には旋回防止板18が固定
されている。この旋回防止板18は図2に示されるよう
に略U字状断面をしており、外端部で溶接等によって吸
込側部12に固着されている。内ケーシング10の吸込
側部12の後端部はライナー部Lを構成し、羽根車14
の吸込側の端縁部14aとライナー部Lとの間には僅か
なクリアランスが形成されている。
【0012】次に、吸込ノズルの大径部3aの内径DN
が小径部3bの内径(口径)Φよりも1.12倍以上に
設定されている根拠を説明する。以下の表は口径が50
mmの場合と100mmの場合について、ノズル径と口
径との比(DN /Φ)を変えた場合の剛性を比較したも
のである。縦弾性係数Eは上が平均値、下が最大値を示
す。 ──────────────────────────────────── 口径Φ 材料 ノズル径/口径 I=π(d2 4-d1 4)/64 E 剛性 (mm) (DN /Φ) (mm4) (kgf/mm2) E・I ──────────────────────────────────── FC 1.0 329×103 平均10200 336×107 (鋳物) (max.13000) (428) ──────────────────────────────── 1.0 111×103 20000 222×107 50 (20400) (226) SUS ──────────────────────────── 304 1.12 153×103 同上 306×107 (プレス) (312) ──────────────────────────── 1.25 216×103 同上 432×107 (441) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ FC 1.0 398×104 平均10200 406×108 (鋳物) (max.13000) (517) ──────────────────────────────── 1.0 129×104 20000 258×108 (20400) (263) 100 ──────────────────────────── 1.12 179×104 同上 358×108 SUS (365) 304 ──────────────────────────── (プレス) 1.25 247×104 同上 494×108 (504) ────────────────────────────────────
【0013】上記表から明らかなように、DN /Φ=
1.25を選択した場合には、最大値のEを使用した場
合に、鋳物製とプレス製がほぼ同等の剛性(EI)を有
する。また、DN /Φ=1.12を選択した場合には、
平均値のEを使用した場合に、プレス製のEIは鋳物製
のEIと比較して約0.9となり、実用上、ほぼ同等の
剛性が得られる。
【0014】前記遠心ポンプの作用を簡単に説明する
と、吸込ノズル3より吸い込まれた流体は、内ケーシン
グ10の吸込側部12を通って羽根車14内に導かれ
る。回転する羽根車14から吐出された流体は、案内装
置17によって圧力回収がなされ、内ケーシング10の
本体部11に穿設された開口部11aより外ケーシング
1と内ケーシング10との間の空間に流入し、その後、
外ケーシング1に形成された吐出ポート2aから吐出ノ
ズル5を経て図示されない吐出配管に排出される。内ケ
ーシング10から外ケーシング1と内ケーシング10と
の間の空間に流入した流体はシール部材13によって吸
込側への流入が防止されている。なお、仮想線で示され
るように内ケーシング10から吐出された流体を吐出ノ
ズル5に導くためのガイド板19を設けても良い。
【0015】本実施例においては、吸込ノズル3がポン
プの呼び口径を定める直径よりも大きな大径部3aを有
し、この大径部3aが吸込フランジ7を保持しているた
め、吸込フランジ7を保持する部分の断面2次モーメン
ト(I)が大きくなり、断面2次モーメント(I)と縦
弾性係数(E)の積である剛性が大きくなる。したがっ
て、吸込フランジ7に配管外力が加わっても、吸込フラ
ンジ7及び吸込ノズル3の変形を防止することができ
る。
【0016】次に、本発明の他の実施例を図3を参照し
て説明する。図3に示す実施例においては、吸込ノズル
3に加えて、吐出ノズル5が異径ノズルから構成されて
いる。即ち、吐出ノズル5は大径部5aと小径部5bと
を有し、吐出ノズル5の大径部5aの内径DNは小径部
5bの内径Φよりも1.12倍以上に設定されている。
そして、大径部5aの端部で吐出フランジ6に溶接によ
り接合されるとともに小径部5bの端部でも溶接により
接合されている。したがって、吐出フランジ6は剛性が
高い吐出ノズル5の大径部5aにて保持される。その他
の構成は、図1に示す実施例と全く同様であり、その作
用効果も同様である。
【0017】図4に示す実施例は図1乃至図3に示す実
施例の変形例であり、図4(a)に示す実施例において
は、吸込ノズル3の大径部3aが吸込フランジ7に溶接
されていないで、吸込フランジ7に圧入又は隙間なく嵌
合されている。また、図4(b)に示す実施例において
は、吸込ノズルは大径部3aのみを有しており、この大
径部3aは吸込フランジ7に嵌合されるとともに溶接さ
れている。したがって、図4に示す変形例は、図1乃至
図3に示す実施例と同様の作用効果が得られる。なお、
図4に示す変形例においては、本発明を吸込ノズルに適
用した場合を説明したが、吐出ノズルに適用する場合も
全く同様である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズル部の剛性を確保することができるとともに補強部
材を設ける必要がなく、単純形状のケーシングにできる
ため、部品点数の削減を図ることができ、生産性の向上
を図ることができる。
【0019】また、従来、絞り率が大きいため、ケーシ
ング本体とノズル部を別部材により構成していたが、こ
の絞り率を改善できるため、一体化可能となる。また、
吐出ノズル部の径が大きくなるので、ケーシング幅
(H)が大きくなる。外ケーシングと内ケーシングの間
の流路面積(外ケーシングと内ケーシングの間隔(G)
とケーシング幅(H)の積)は、従来と同一で良いの
で、これを利用して外ケーシング内径(Dp )を小さく
できる。従って、モータブラケット取付径(インロー
径)を小さくでき、ケーシング本体の強度(板厚など)
及び取付フランジ部強度(ボルトサイズ・本数など)を
低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る板金製ポンプケーシングを備えた
遠心ポンプの断面図である。
【図2】図1のノズル部の拡大断面図である。
【図3】本発明に係る板金製ポンプケーシングの他の実
施例を示す断面図である。
【図4】本発明に係る板金製ポンプケーシングの変形例
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 外ケーシング 2 本体部 3 吸込ノズル 4 ケーシングフランジ 5 吐出ノズル 6 吐出フランジ 7 吸込ノズル 8 ブラケット 9 ケーシングカバー 10 内ケーシング 11 本体部 12 吸込側部 13 シール部材 14 羽根車 15 主軸 16 軸封装置 17 案内装置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング本体に吸込フランジを一体に
    又は溶接等で一体化した板金製ポンプケーシングにおい
    て、前記吸込フランジに接続されるとともにこれを保持
    する吸込ノズルを備え、前記吸込ノズルは前記ケーシン
    グ本体と一体にプレス成形されており、前記吸込ノズ
    はポンプの呼び口径を定める直径を有した小径部とこの
    小径部より大きな外径の大径部とを有した異径ノズルか
    らなり、前記大径部が前記吸込フランジを保持している
    ことを特徴とする板金製ポンプケーシング。
  2. 【請求項2】 ケーシング本体に吐出フランジを一体に
    又は溶接等で一体化した板金製ポンプケーシングにおい
    て、前記吐出フランジに接続されるとともにこれを保持
    する吐出ノズルを備え、前記吐出ノズルはポンプの呼び
    口径を定める直径を有した小径部とこの小径部より大き
    な外径の大径部とを有した異径ノズルからなり、前記大
    径部が前記吐出フランジを保持していることを特徴とす
    板金製ポンプケーシング。
  3. 【請求項3】 前記吸込ノズル又は吐出ノズルにおける
    前記大径部が前記小径部の1.12倍以上であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の板金製ポンプケーシン
    グ。
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