JP4078477B2

JP4078477B2 - Multistage pump

Info

Publication number: JP4078477B2
Application number: JP2001330326A
Authority: JP
Inventors: 暢彦小西; 哲也戸谷; 潤菊島; 洋二郎林
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003129984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数段の羽根車をケーシング内に収容配置した多段ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多段ポンプは、回転軸まわりに複数枚の羽根を取り付けた羽根車を複数段設け、各段ごとに流体を昇圧していくものである。ポンプの吸込口に入った流体は、初段羽根車で加圧・昇圧された後、案内羽根（ディフューザ）を経て次段羽根車に導入されて加圧・昇圧され、さらに次段案内羽根を経て次々段羽根車に導入され、以降、同様の加圧・昇圧過程を繰り返して最終段羽根車から最終段案内羽根を経て、吐出口より吐き出される。このとき、各羽根車は、原動機の駆動力が回転軸に伝達されることによって駆動され、流体に速度エネルギを与えて加圧・昇圧させる。各案内羽根は、静止流路で羽根車で得られた流れの速度エネルギを圧力エネルギに変換して昇圧する役割を果たす。
【０００３】
このような多段ポンプにおいて、近年、ポンプ設備のスペース確保困難化やコスト低減等の背景から、ポンプの小型化の要求がますます増大している。この場合、各羽根車を小径化する一方で羽根車を高速回転させることにより、揚程をはじめとするポンプ性能を維持しつつ、ポンプ全体を小型化することが可能となる。
【０００４】
ここで、多段ポンプにおいては、元来すべての羽根車を共通の回転軸で駆動していた。このため、上記したように羽根車の高速回転化を図った場合、吸込口において低圧である流体を高速で回転する初段羽根車で吸い込んだとき、初段を含む上流側の羽根車において低圧に由来するキャビテーションの発生が促進され、耐久性の低下を招くおそれがあった。この結果、多段ポンプ全体の羽根車の回転数の高速化には限界があり、小型化の妨げとなっていた。
【０００５】
そこで、これに対応するために、例えば特開２００１−１１５９８１号公報に記載のように、複数段の羽根車をケーシング内に配置した多段ポンプにおいて、上流側前段羽根車の回転軸を中空形状として上記後段羽根車の回転軸を内包するように配置した構成が提唱されている。
【０００６】
この従来技術では、下流側後段羽根車の回転軸の一端側を原動機の駆動軸に直結して高速回転させる一方、上流側前段羽根車の一端側に遊星歯車機構を連結して原動機の駆動軸の駆動力を減速して低速回転させるようになっている。このように、比較的低圧である前段羽根車を低速で回転させるとともに既にある程度昇圧されている後段羽根車については高速で回転させることにより、キャビテーションの発生を防止しつつ、ポンプの小型化を図れるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下の課題が存在する。
【０００８】
すなわち、上記従来技術では、遊星歯車機構を前段羽根車の回転軸及び後段羽根車の回転軸の一端側に配置し、中空形状の前段羽根車の回転軸内を後段羽根車の回転軸が貫通する構造となっている。このため、その分前段羽根車が太径化して前段羽根車全体が大径化し、ポンプ全体の十分な小型化が困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、キャビテーションを発生させることなく、ポンプ全体の十分な小型化を図れる多段ポンプを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、前段側羽根車及び後段側羽根車をケーシング内に配置した多段ポンプにおいて、前記ケーシング内に配設され前段側流路を形成する減速機ケーシングと、前記後段側羽根車が固定され、一方端側を前記減速機ケーシングに回転可能に挿通した駆動軸と、前記前段側羽根車が固定され、一方端側を前記駆動軸と同一軸線となるように前記減速機ケーシングに回転可能に挿通した従動軸と、前記減速機ケーシングと前記駆動軸の一方端側との間に設けた遊星型減速機とを備え、前記遊星型減速機は、前記駆動軸の一方端側に固定したサンギヤと、前記減速機ケーシングに固定したリングギヤと、前記リングギヤと前記サンギヤとに噛合うプラネタリギヤと、前記従動軸に固定したキャリアと、前記キャリアに回転可能に連結したプラネタリギヤの軸部とを有する。
【００１１】
本発明においては、遊星歯車機構を介して、流れ方向下流側の後段側羽根車が流れ方向上流側の前段側羽根車よりも大きい回転数となるように連結されていることにより、低圧側の羽根車の回転数を比較的小さく抑制しつつ高圧側の羽根車の回転数を増大させることができる。したがって、キャビテーションの発生を防止しつつ、ポンプ全体の最大回転数を大きくできるため、ポンプ性能を維持しながらの羽根車全体の小径化を図れる。
【００１２】
そして特に、互いに回転軸が同一軸線上（同一軸線の延長上）にある隣接羽根車の中間部に遊星歯車機構を設けていることにより、低圧側羽根車の回転軸を中空形状として高圧側羽根車の回転軸を貫通させる従来構造のように二重軸構造とならない分、低圧側羽根車をさらに小型化できる。したがって、ポンプ全体の小型化を十分に図ることができる。
【００１３】
また、回転数×トルク＝一定であることから高速で回転する回転軸ほどトルクは小さくなって小径化が可能となるため、高圧側羽根車の回転軸は本来低圧側羽根車の回転軸よりも小径化が可能である。しかし上記従来技術では高圧側羽根車回転軸の外周側を太径の低圧側羽根車回転軸で覆う構造のためその利点を活かしきれていない。これに対し、本発明においては、高圧側羽根車回転軸と低圧側羽根車回転軸とは同一軸線上に互いに重なり合うことなく配置されるため、高圧側羽根車回転軸を小径化すれば、高圧側羽根車周囲部分についてその効果を活かしさらに小径化を図ることが可能となる。したがって、これによってもポンプ全体の小型化をさらに促進することが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多段ポンプの実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の多段ポンプの第１の実施の形態の詳細構造を表す縦断面図であり、図２は、図１中II−II断面による水平断面図である。
これら図１及び図２において、多段ポンプ１は、吸込口２と、ケーシング４内に略鉛直上下方向に挿入配設された駆動軸５と、この駆動軸５に固定された流れ方向下流側の後段側羽根車（図１中上側の羽根車）６と、駆動軸５と同一軸線上に配設された従動軸８と、この従動軸８に固定された流れ方向上流側の前段側羽根車（図１中下側の羽根車）９とを備えている。
【００１９】
ケーシング４は、減速機７を内設する前段側ケーシング部４ａと、上記の後段側羽根車６を内設する後段側ケーシング部４ｂとから構成され、前段側ケーシング部４ａの下端には下方に口を開いた形状の上記吸込口２が設けられている。
【００２０】
駆動軸５の一端側（図１中上端側）は、例えば多段ポンプ１の上部に設置された原動機（図示せず）の出力軸（図示せず）に連結されており、他端側（図１中下端側）は減速機ケーシング１０（詳細は後述）に駆動軸ベアリング１１を介して軸支されている。
【００２１】
この駆動軸５には、上述したように後段側ケーシング部４ｂ内において後段側羽根車６が固定されている。この後段側羽根車６は、駆動軸５を挿通された略円筒形状のハブ６ａと、このハブ６ａの外周側に例えば駆動軸５の回転方向に対し渦巻き状に配設された複数の羽根６ｂとにより構成されている。
【００２２】
また、駆動軸５の下端側末端は、減速機７を介して従動軸８と連結されている。この減速機７は、前段側ケーシング部４ａ内に内設された略球体状の減速機ケーシング１０内に、隣接する２段の羽根車である前段側羽根車９と後段側羽根車６との中間部に位置するように収納配置されている。この減速機ケーシング１０の上・下部１０ａ，１０ｂの駆動軸５及び従動軸８の貫通箇所は、軸封部材１２，１３によりそれぞれ密封され、これにより減速機ケーシング１０内部と減速機ケーシング１０の外部にあたる前段側流路１４（詳細は後述）とが隔離されている。この減速機ケーシング１０内には、図示しない外部給油装置から給油配管１５及び排油配管１６を介して潤滑油が供給・排出され、これにより減速機７、駆動軸ベアリング１１、及び後述の従動軸ベアリング２０等に潤滑油が供給されるようになっている。
【００２３】
このように減速機ケーシング１０内に収納された減速機７は、例えば遊星歯車機構を備えた遊星１段型減速機であり、駆動軸５の下端側末端に固定されたサンギヤ７ａと、このサンギヤ７ａと噛合する複数のプラネタリギヤ７ｂと、これらプラネタリギヤ７ｂのギヤ部７ｂａと内歯が噛合し減速機ケーシング１０に外周面が固定されたリングギヤ７ｃと、これらプラネタリギヤ７ｂの軸部７ｂｂの上端側をベアリング１７ａを介して軸支しつつ自身もプラネタリギヤ７ｂの回転（公転）と同回転数で周方向に回転（自転）可能に減速機ケーシング１０内周面にベアリング１８を介して支持されているリング部材１９と、これらプラネタリギヤ７ｂの軸部７ｂｂの下端側を上端側と同様にベアリング１７ｂを介して軸支しつつ自身もプラネタリギヤ７ｂの回転（公転）と同回転数で周方向に回転（自転）し、かつ従動軸８の上端側末端に固定されたキャリア７ｄとにより構成されている。
【００２４】
従動軸８の上端側は、減速機ケーシング下部１０ｂに従動軸ベアリング２０を介して軸支され、従動軸８の下端側には前段側羽根車９が固定されている。この前段側羽根車９は、減速機ケーシング１０の下方に配設されており、従動軸８を挿通された略円筒形状のハブ９ａと、このハブ９ａの外周側に例えば従動軸８の回転方向に対し渦巻き状に配設された複数の羽根９ｂとにより構成されている。
【００２５】
前記の前段側流路１４は、前段側ケーシング部４ａ内周面と減速機ケーシング１０外周面との間の空間が、周方向複数箇所に略鉛直上下方向に設けられた案内羽根２１によって仕切られることにより形成される複数の流路である。この前段側流路１４により、前段側羽根車９により加速された流体の速度エネルギが圧力エネルギに変換され、流体が昇圧されるようになっている。
【００２６】
また、後段側ケーシング部４ｂ内には、後段側羽根車６の上方に略三角錐形状の内部ケーシング２２が設けられ、この内部ケーシング２２の外周面と後段側ケーシング部４ｂの内周面との間の空間が周方向複数箇所に略鉛直上下方向に設けられた案内羽根２４によって仕切られることにより、複数の後段側流路２３が形成されている。この後段側流路２３により、上述の前段側流路１４と同様に、後段側羽根車６により加速された流体が昇圧されるようになっている。
【００２７】
このような多段ポンプ１の構造により、吸込口２より吸い込まれた流体は前段側羽根車９により加速・昇圧され前段側流路１４にて昇圧され、再び後段側羽根車６により加速・昇圧され後段側流路２３により昇圧されて、図示しない吐出口を介し多段ポンプ１の外へ吐き出されるようになっている。
【００２８】
以上において、駆動軸５及び従動軸８は、特許請求の範囲各項記載の同一軸線上に備えられた回転軸を構成し、前段側羽根車９及び後段側羽根車６は複数段の羽根車を構成し、減速機７は、複数段の羽根車のうち隣接する少なくとも２段の羽根車の中間部に設けられた遊星歯車機構を構成する。また、原動機は、複数段の羽根車を回転させる駆動手段を構成する。
【００２９】
次に、上記構成の本発明の多段ポンプの第１の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
前述の多段ポンプ１の外部に設けた原動機を所定の回転数で駆動させると、この駆動力が出力軸を介して駆動軸５に伝わり、これにより後段側羽根車６は所定の回転数で回転する。
【００３０】
このとき、駆動軸５の下端側末端に固定したサンギヤ７ａが駆動軸５と共に回転し、これと噛合する複数のプラネタリギヤ７ｂがリングギヤ７ｃの内歯と噛合しつつサンギヤ７ａの周りを回転（公転）し、このプラネタリギヤの回転（公転）と同回転数でキャリア７ｄが従動軸８と共に回転（自転）する。このようにして、駆動軸５からの駆動力が減速されトルクが増大されて従動軸８に伝達される。これにより、前段側羽根車９は従動軸８回りに後段側羽根車６より低速で回転する。
【００３１】
このようにして前段側羽根車９が回転することにより、流体は吸込口２より吸い込まれ前段側羽根車９により加速・昇圧されて、前段側流路１４内で昇圧され後段側ケーシング４ｂ内へ導入される。後段側ケーシング４ｂ内へ導入された流体は、前段側羽根車９より高速で回転する後段側羽根車６により再度加速・昇圧され後段側流路２３内で充分に昇圧されて、図示しない吐出口を介し多段ポンプ１外へ吐き出される。
【００３２】
ここで、一般にポンプの回転数は、初段羽根車でキャビテーションの起こらない範囲でなるべく高い回転数を採用する。後段羽根車入口においては、初段羽根車により昇圧された流体が流入するため、後段羽根車は初段羽根車よりキャビテーションは発生しにくくなる。本発明の多段ポンプの第１の実施の形態においては、流体の流れ方向下流側の後段側羽根車６が上流側の前段側羽根車９よりも大きい回転数となるように駆動軸５と従動軸８が減速機７を介し連結されていることにより、前段側羽根車９の回転数を従来と同様にすれば後段側羽根車６の回転数を従来よりさらに高くでき、キャビテーションを起こさずにポンプ全体の高速化を実現できる。この結果、ポンプ性能を維持しながら前・後段側羽根車９，６の小径化を図ることができ、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
【００３３】
なお、立軸ポンプにおいては、予めポンプの吸込み圧力を高くしてキャビテーションの発生を回避しながら羽根車の回転数を高速化する方法も考えられなくもない。この場合、没水深さを大きくとる等の対策が別途必要となり、ポンプ全体の軸方向大型化を招く。本発明の第１の実施の形態においては、このような必要なしにキャビテーションを防止しつつ高速化が可能であるため、水面から吸込口２までのポンプ没水深さや軸受間距離等を減少させることができ、これにおいてもポンプの小型化を図ることができる。
【００３４】
また特に、本発明の第１の実施の形態においては、低圧側羽根車の回転軸を中空形状として高圧側羽根車の回転軸を貫通させる二重軸構造のため、低圧側羽根車の回転軸が大径化してしまいそのため低圧側羽根車を充分に小径化することができなかった従来構造に比べ、駆動軸５及び従動軸８が減速機７を介して同一軸線上に設けられていることにより二重軸構造とならない分従動軸８の小径化が可能となり、これにより低圧側羽根車にあたる前段側羽根車９をさらに小径化することができる。従って、ポンプ全体の小型化を充分に図ることができる。
【００３５】
さらに、回転数×トルク＝一定であることから高速で回転する回転軸ほどトルクは小さくなるため、高圧側羽根車の回転軸は本来低圧側羽根車の回転軸よりも小径化が可能である。しかし上記従来の二重軸構造においては、高圧側羽根車の回転軸を小径化してもこれを低圧側羽根車の回転軸が覆っているため、ポンプ全体の小型化にはならない。これに対し、本発明の第１の実施の形態においては上記したように駆動軸５及び従動軸８が重なり合うことなく同一軸線上に配置されることから、高圧側羽根車の回転軸である駆動軸５を小径化することで後段側羽根車６及び内部ケーシング２２等の周辺部材についても小型化することが可能である。従って、これによってもポンプ全体の小型化をさらに促進することが可能となる。
【００３６】
なお、例えば前述の原動機として誘導電動機を用いた場合には、以下のような効果もある。すなわち、誘導電動機は、一般に電源の周波数が同じ場合、極数と回転数との間に反比例の関係があり、極数が大きいほど高価になる。そこで、例えば極数の大なる電動機を使用する多段ポンプに本実施の形態を適用すれば、回転数を高速化できることにより極数の小さな電動機を使用することが可能となるため、誘導電動機のコストダウンを図ることができる。
【００３７】
次に、本発明の多段ポンプの第２の実施の形態を図３を用いて説明する。
図３は、本発明の多段ポンプの第２の実施の形態の詳細構造を表す縦断面図である。
この図３において、本実施の形態の多段ポンプ１′は、ケーシング２７と、略水平方向に挿入配設された駆動軸２８と、この駆動軸２８に固定された流れ方向上流側の前段側羽根車（図３中右側の羽根車）２９と、駆動軸２８と同一軸線上に配設された従動軸３１と、この従動軸３１に固定された流れ方向下流側の後段側羽根車（図３中左側の羽根車）３２とを備えている。
【００３８】
ケーシング２７は、一端側（図３中右側）に吸込管２５及び他端側（図３中左側）に吐出管２６がそれぞれ設けられたケーシング周胴部２７ａと、上記の駆動軸２８側の側板部２７ｂと、上記の従動軸３１側の側板部２７ｃとにより構成されている。このとき、吸込管２５はケーシング２７外方に向かって拡径した形状、吐出管２６は略直管形状となっており、上記周胴部２７ａの吸込管２５と吐出管２６に対応した位置には吸込口２７ａａ及び吐出口２７ａｂが穿設され、それぞれが吸込管２５及び吐出管２６と連通している。また、駆動軸２８、従動軸３１はそれぞれケーシング側板部２７ｂ，２７ｃを貫通して配設され、これら駆動軸２８、従動軸３１と側板部２７ｂ，２７ｃとの貫通部はそれぞれ軸封部材３３，３４により密封されており、ケーシング２７の内部と外部とが隔てられている。
【００３９】
駆動軸２８の右端側は、例えば多段ポンプ１′の右側側方に設置された原動機（図示せず）の出力軸（図示せず）に連結されており、左端側は増速機ケーシング３５（詳細は後述）に駆動軸ベアリング３６を介して軸支されている。
【００４０】
この駆動軸２８には、上述したようにケーシング２７の内部において前段側羽根車２９が固定されている。この前段側羽根車２９は、駆動軸２８を挿通された略円筒形状のハブ２９ａと、このハブ２９ａの外周側に例えば駆動軸２８の回転方向に対し渦巻き状に配設された複数の羽根２９ｂとにより構成されている。
【００４１】
また、駆動軸２８の左端側末端は、増速機３０を介して従動軸３１と連結されている。この増速機３０は、ケーシング２７内に内設された略中空円柱形状の増速機ケーシング３５内に前段側羽根車２９と後段側羽根車３２との中間部に位置するように収納配置されている。この増速機ケーシング３５の流体流れ方向上・下流部に位置する前・後段部３５ａ，３５ｂの駆動軸２８及び従動軸３１の貫通箇所は、軸封部材３７，３８によりそれぞれ密封され、これにより増速機ケーシング３５内部と増速機ケーシング３５の外部にあたる中段流路３９（詳細は後述）とが隔離されている。この増速機ケーシング３５内には、外部給油装置（図示せず）から給油配管（図示せず）及び排油配管（図示せず）を介して潤滑油が供給・排出され、これにより増速機３０、駆動軸ベアリング３６、及び後述の従動軸ベアリング４１等に潤滑油が供給されるようになっている。
【００４２】
このように増速機ケーシング３５内に収納された増速機３０は、前述の第１の実施の形態と同様、例えば遊星歯車機構を備えた遊星１段型増速機であり、駆動軸２８の左端側末端に固定されたキャリア３０ａと、このキャリア３０ａに軸部３０ｂａをベアリング４０を介して軸支された複数のプラネタリギヤ３０ｂと、これら複数のプラネタリギヤ３０ｂのギヤ部３０ｂｂと内歯が噛合し増速機ケーシング後段部３５ｂに外周面が固定されたリングギヤ３０ｃと、これら複数のプラネタリギヤ３０ｂのギヤ部３０ｂｂと噛合し従動軸３１の右端側末端に固定されたサンギヤ３０ｄとから構成されている。
【００４３】
従動軸３１の右端側は、増速機ケーシング３５に従動軸ベアリング４１を介して軸支され、その従動軸ベアリング４１の原動機と反対側（図３中左側）に、前述の後段側羽根車３２が固定されている。この後段側羽根車３２は、上述の前段側羽根車２９と同様に、従動軸３１を挿通された略円筒形状のハブ３２ａと、このハブ３２ａの外周側に例えば従動軸３１の回転方向に対し渦巻き状に配設された複数の羽根３２ｂとにより構成されている。
【００４４】
また、ケーシング２７内には、増速機ケーシング３５のさらに外側に略中空円柱状の内部ケーシング４２が設けられている。この内部ケーシング４２の外周面とケーシング側板部２７ｂ，２７ｃの内周面との間の空間によって前段流路４３及び後段流路４４が形成され、また、この内部ケーシング４２の内周面と増速機ケーシング３５の外周面との間の空間が周方向複数箇所に軸方向に設けられた案内羽根４５により仕切られることにより、前記中段流路３９が形成されている。
【００４５】
このような多段ポンプ１′の構造により、吸込口２７ａａより吸い込まれた流体は前段流路４３を介し前段側羽根車２９により加速・昇圧され、加速された流体が中段流路３９を通過する際に昇圧されて、後段側羽根車３２により再び加速・昇圧され後段流路４４を介して吐出口２７ａｂから多段ポンプ１′外に吐き出されるようになっている。
【００４６】
次に、上記構成の本発明の多段ポンプの第２の実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
前述の多段ポンプ１′の外部に設けた原動機を所定の回転数で駆動させると、この駆動力が出力軸を介して駆動軸２８に伝わり、これにより前段側羽根車２９は所定の回転数で回転する。
【００４７】
このとき、駆動軸２８の左端側末端に固定したキャリア３０ａが駆動軸２８と共に回転し、このキャリア３０ａに軸部３０ｂａを軸支される複数のプラネタリギヤ３０ｂがリングギヤ３０ｃの内歯及びサンギヤ３０ｄに噛合しつつ自身が回転（自転）しながらサンギヤ３０ｄの周りをキャリア３０ａと同回転数で回転（公転）し、このプラネタリギヤ３０ｂの回転（自転）によりサンギヤ３０ｄが駆動軸２８の回転数より高速で従動軸３１と共に回転（自転）する。このようにして、駆動軸２８からの駆動力が増速されトルクが減少されて従動軸３１に伝達される。これにより、後段側羽根車３２が従動軸３１と共に前段側羽根車２９より高速で回転する。
【００４８】
このように前・後段側羽根車２９，３２が回転することにより、流体は吸込管２５から吸込口２７ａａ及び前段流路４３を介してケーシング２７内に吸い込まれ、前段側羽根車２９により加速され中段流路３９内で昇圧されて、前段側羽根車２９より高速で回転する後段側羽根車３２によりさらに加速・昇圧されて、後段流路４４及び吐出口２７ａｂを介し吐出管２６へ吐き出される。
【００４９】
以上のような構成の本発明の多段ポンプの第２の実施の形態においても、前述の本発明の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお、上記本発明の多段ポンプの第１及び第２の実施の形態においては、前段及び後段の２段の羽根車をケーシング内に収容したポンプにおいて、その羽根車の中間部に遊星歯車機構を設けたものを例にとって説明したが、これに限らない。すなわち、３段以上の羽根車をケーシング内に収容したポンプにおいて、全段の中間部に遊星歯車機構を設け後段側ほど回転数を高くしたり、１段目と２段目との間に遊星歯車機構を設ける一方２段目と３段目との間には遊星歯車機構を設けず同一回転数としてもよい。要するに、隣接する少なくとも２段の羽根車の中間部に遊星歯車機構を設ければ足りる。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、複数段の羽根車を備える多段ポンプにおいて隣接する羽根車の中間部に遊星歯車機構を設けることで、流れ方向下流側の羽根車の回転数を流れ方向上流側の羽根車の回転数より大きくできる。これにより、キャビテーションの発生を防止しつつポンプ全体の最大回転数を大きくすることができ、従ってポンプ性能を維持しながらポンプ全体の充分な小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多段ポンプの第１の実施の形態の詳細構造を表す縦断面図である。
【図２】図１中II−II断面による水平断面図である。
【図３】本発明の多段ポンプの第２の実施の形態の詳細構造を表す縦断面図である。
【符号の説明】
１多段ポンプ
１′ 多段ポンプ
４ケーシング
５駆動軸（回転軸）
６後段側羽根車（羽根車）
７減速機（遊星歯車機構）
８従動軸（回転軸）
９前段側羽根車（羽根車）
２７ケーシング
２８駆動軸（回転軸）
２９前段側羽根車（羽根車）
３０増速機（遊星歯車機構）
３１従動軸（回転軸）
３２後段側羽根車（羽根車）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multistage pump in which a plurality of stages of impellers are accommodated in a casing.
[0002]
[Prior art]
The multistage pump is provided with a plurality of stages of impellers each having a plurality of blades attached around a rotation shaft, and pressurizes the fluid for each stage. The fluid that has entered the suction port of the pump is pressurized and pressurized by the first stage impeller, then introduced to the next stage impeller through the guide vane (diffuser), pressurized and pressurized, and further passed through the next stage guide vane. After being introduced into the stage impeller one after another, the same pressurizing and pressure increasing process is repeated thereafter, and then discharged from the outlet through the last stage impeller through the last stage guide vane. At this time, each impeller is driven when the driving force of the prime mover is transmitted to the rotating shaft, thereby applying velocity energy to the fluid to pressurize and pressurize it. Each guide vane serves to boost the velocity energy of the resulting flow impeller in a stationary flow channel is converted into pressure energy.
[0003]
In such multi-stage pumps, in recent years, demands for miniaturization of pumps are increasing due to difficulties in securing space for pump facilities and cost reduction. In this case, by reducing the diameter of each impeller while rotating the impeller at high speed, it is possible to reduce the size of the entire pump while maintaining the pump performance including the head.
[0004]
Here, in a multistage pump, all the impellers were originally driven by a common rotating shaft. For this reason, when high-speed rotation of the impeller is achieved as described above, when the low-pressure fluid at the suction port is sucked by the first-stage impeller rotating at high speed, it is derived from the low pressure in the upstream impeller including the first stage. Occurrence of the cavitation is promoted, and the durability may be reduced. As a result, there is a limit to increasing the rotational speed of the impeller of the entire multistage pump, which has hindered downsizing.
[0005]
Therefore, in order to cope with this, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-115981, in a multistage pump in which a plurality of stages of impellers are arranged in a casing, the rotation shaft of the upstream front stage impeller has a hollow shape. The structure arrange | positioned so that the rotating shaft of the said back | latter stage impeller may be included is proposed.
[0006]
In this prior art, one end side of the rotating shaft of the downstream rear stage impeller is directly connected to the driving shaft of the prime mover for high speed rotation, while a planetary gear mechanism is connected to one end side of the upstream front stage impeller to connect the driving shaft of the prime mover. The driving force is reduced and rotated at a low speed. In this way, the front impeller, which is relatively low in pressure, is rotated at a low speed, and the rear impeller that has already been boosted to a certain degree is rotated at a high speed, thereby reducing the size of the pump while preventing the occurrence of cavitation. It is like that.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems exist in the above-described conventional technology.
[0008]
That is, in the above prior art, the planetary gear mechanism is disposed on one end side of the rotary shaft of the front stage impeller and the rotary shaft of the rear stage impeller, and the rotary shaft of the rear stage impeller penetrates the rotary shaft of the hollow front stage impeller. It has a structure to do. For this reason, the diameter of the front impeller is increased accordingly, the diameter of the entire front impeller is increased, and it is difficult to sufficiently reduce the size of the entire pump.
[0009]
An object of the present invention is to provide a multi-stage pump that can sufficiently reduce the overall size of the pump without generating cavitation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
(1) To achieve the above object, the present onset Ming, in a multistage pump arranged front side impeller and the second-stage impeller in the casing, the deceleration of forming the front-side flow path is disposed in the casing A machine casing, the rear stage impeller being fixed, a drive shaft having one end side rotatably inserted in the speed reducer casing, and the front stage impeller being fixed, one end side being the same axis as the drive shaft A driven shaft rotatably inserted into the speed reducer casing, and a planetary speed reducer provided between the speed reducer casing and one end side of the drive shaft, the planetary speed reducer A sun gear fixed to one end of the drive shaft, a ring gear fixed to the reduction gear casing, a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear, a carrier fixed to the driven shaft, and the key And a shaft portion of the planetary gear which is rotatably coupled to the rear.
[0011]
In the present invention, the downstream-side impeller on the downstream side in the flow direction is connected via the planetary gear mechanism so as to have a higher rotational speed than the front-side impeller on the upstream side in the flow direction. The rotational speed of the impeller on the high pressure side can be increased while suppressing the rotational speed of the impeller relatively small. Therefore, since the maximum rotation speed of the entire pump can be increased while preventing the occurrence of cavitation, the diameter of the entire impeller can be reduced while maintaining the pump performance.
[0012]
In particular, the planetary gear mechanism is provided in the middle part of adjacent impellers whose rotation axes are on the same axis (on the extension of the same axis), so that the rotation shaft of the low-pressure side impeller has a hollow shape and the high-pressure side blades. The low-pressure side impeller can be further reduced in size because the double shaft structure is not provided as in the conventional structure that penetrates the rotating shaft of the car. Therefore, it is possible to sufficiently reduce the overall size of the pump.
[0013]
In addition, since the rotation speed x torque is constant, the rotation shaft rotating at a higher speed can reduce the torque and reduce the diameter. Therefore, the rotation shaft of the high-pressure impeller is inherently lower than the rotation shaft of the low-pressure impeller. The diameter can be reduced. However, the above-described prior art cannot fully utilize the advantages because the outer peripheral side of the high-pressure impeller rotating shaft is covered with the large-diameter low-pressure impeller rotating shaft. On the other hand, in the present invention, the high pressure side impeller rotary shaft and the low pressure side impeller rotary shaft are arranged on the same axis without overlapping each other. It is possible to further reduce the diameter by utilizing the effect of the peripheral portion of the side impeller. Therefore, it is possible to further promote downsizing of the entire pump.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the multistage pump of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a detailed structure of a first embodiment of a multistage pump according to the present invention, and FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along a line II-II in FIG.
1 and 2, the multi-stage pump 1 includes a suction port 2, a drive shaft 5 inserted and disposed in a substantially vertical vertical direction in the casing 4, and a downstream side in the flow direction fixed to the drive shaft 5. A rear-stage impeller (upper impeller in FIG. 1) 6, a driven shaft 8 disposed on the same axis as the drive shaft 5, and a front-stage impeller on the upstream side in the flow direction fixed to the driven shaft 8. (Lower impeller in FIG. 1) 9.
[0019]
The casing 4 is composed of a front casing portion 4a in which the speed reducer 7 is installed, and a rear casing portion 4b in which the rear impeller 6 is installed. The suction port 2 having a shape with an open mouth is provided.
[0020]
One end side (upper end side in FIG. 1) of the drive shaft 5 is connected to, for example, an output shaft (not shown) of a prime mover (not shown) installed on the upper portion of the multistage pump 1, and the other end side (see FIG. 1 is supported at a reduction gear casing 10 (details will be described later) via a drive shaft bearing 11.
[0021]
As described above, the rear-stage impeller 6 is fixed to the drive shaft 5 in the rear-stage casing portion 4b. The rear-stage impeller 6 includes a substantially cylindrical hub 6a through which the drive shaft 5 is inserted, and a plurality of blades 6b disposed on the outer peripheral side of the hub 6a, for example, spirally with respect to the rotational direction of the drive shaft 5. It is comprised by.
[0022]
The lower end of the drive shaft 5 is connected to the driven shaft 8 via the speed reducer 7. The reduction gear 7 is formed in a substantially spherical reduction gear casing 10 provided in the front casing portion 4a, and includes a front-stage impeller 9 and a rear-stage impeller 6 that are adjacent two-stage impellers. It is stored and arranged so as to be located in the middle part. The portions where the drive shaft 5 and the driven shaft 8 pass through the upper and lower portions 10a and 10b of the speed reducer casing 10 are sealed by shaft seal members 12 and 13, respectively, whereby the inside of the speed reducer casing 10 and the outside of the speed reducer casing 10 are sealed. The front-stage side flow path 14 (details will be described later) corresponding thereto is isolated. Lubricating oil is supplied and discharged from an external oil supply device (not shown) into the reduction gear casing 10 via an oil supply pipe 15 and an oil discharge pipe 16, whereby the speed reducer 7, the drive shaft bearing 11, and a driven shaft described later. Lubricating oil is supplied to the bearing 20 and the like.
[0023]
The speed reducer 7 housed in the speed reducer casing 10 as described above is, for example, a planetary one-stage type speed reducer provided with a planetary gear mechanism, and a sun gear 7 a fixed to the lower end of the drive shaft 5 and the sun gear. A plurality of planetary gears 7b meshing with 7a, a ring gear 7c whose inner teeth mesh with the gear portion 7ba of these planetary gears 7b and whose outer peripheral surface is fixed to the speed reducer casing 10, and an upper end side of the shaft portion 7bb of these planetary gears 7b is bearing. A ring member supported on the inner peripheral surface of the speed reducer casing 10 via a bearing 18 so as to be able to rotate (rotate) in the circumferential direction at the same rotational speed as the planetary gear 7b rotates (revolution) while being pivotally supported via 17a. 19 and the planetary gear 7b, while supporting the lower end side of the shaft portion 7bb through the bearing 17b in the same manner as the upper end side. Rotation of Ya 7b (revolution) and rotation in the circumferential direction at the same rotational speed and (rotation), and is constituted by a carrier 7d fixed to the upper end side end of the driven shaft 8.
[0024]
The upper end side of the driven shaft 8 is pivotally supported via a driven shaft bearing 20 at the reduction gear casing lower part 10 b, and the front stage impeller 9 is fixed to the lower end side of the driven shaft 8. The front stage impeller 9 is disposed below the speed reducer casing 10, and has a substantially cylindrical hub 9 a inserted through the driven shaft 8, and a rotation direction of the driven shaft 8 on the outer peripheral side of the hub 9 a, for example. In contrast, a plurality of blades 9b arranged in a spiral shape.
[0025]
In the front-stage flow path 14, the space between the inner peripheral surface of the front-stage casing portion 4a and the outer peripheral surface of the speed reducer casing 10 is partitioned by guide vanes 21 provided in a plurality of circumferential directions in a substantially vertical vertical direction. It is the some flow path formed by this. The front-stage flow path 14 converts the velocity energy of the fluid accelerated by the front-stage impeller 9 into pressure energy, and the pressure of the fluid is increased.
[0026]
Further, a substantially triangular pyramid-shaped inner casing 22 is provided in the rear-stage casing portion 4b above the rear-stage impeller 6, and the outer peripheral surface of the inner casing 22 and the inner peripheral surface of the rear-stage casing portion 4b are arranged. A plurality of rear-stage flow paths 23 are formed by partitioning the spaces between them by guide vanes 24 provided in a plurality of locations in the circumferential direction in a substantially vertical vertical direction. The fluid accelerated by the rear-stage impeller 6 is pressurized by the rear-stage flow path 23 in the same manner as the front-stage flow path 14 described above.
[0027]
With such a structure of the multistage pump 1, the fluid sucked from the suction port 2 is accelerated and boosted by the front-stage impeller 9 and boosted by the front-stage flow path 14, and again accelerated and boosted by the rear-stage impeller 6. The pressure is increased by the rear-stage flow path 23 and discharged out of the multistage pump 1 via a discharge port (not shown).
[0028]
In the above, the drive shaft 5 and the driven shaft 8 constitute a rotating shaft provided on the same axis as described in the claims, and the front-stage impeller 9 and the rear-stage impeller 6 are a plurality of stages of impellers. The speed reducer 7 constitutes a planetary gear mechanism provided in an intermediate portion of at least two adjacent impellers among the plural stages of impellers. The prime mover constitutes a driving means for rotating a plurality of stages of impellers.
[0029]
Next, the operation and action of the first embodiment of the multi-stage pump of the present invention having the above configuration will be described below.
When the prime mover provided outside the multistage pump 1 is driven at a predetermined rotational speed, this driving force is transmitted to the drive shaft 5 via the output shaft, whereby the rear stage impeller 6 rotates at the predetermined rotational speed. To do.
[0030]
At this time, the sun gear 7a fixed to the lower end of the drive shaft 5 rotates together with the drive shaft 5, and a plurality of planetary gears 7b engaged therewith rotate (revolve) around the sun gear 7a while meshing with the internal teeth of the ring gear 7c. Then, the carrier 7d rotates (rotates) together with the driven shaft 8 at the same rotational speed as the rotation (revolution) of the planetary gear. In this way, the driving force from the drive shaft 5 is decelerated and the torque is increased and transmitted to the driven shaft 8. Thereby, the front stage impeller 9 rotates around the driven shaft 8 at a lower speed than the rear stage impeller 6.
[0031]
By rotating the front stage impeller 9 in this way, the fluid is sucked in from the suction port 2 and accelerated and boosted by the front stage impeller 9, and is pressurized in the front stage flow path 14 and into the rear stage casing 4 b. be introduced. The fluid introduced into the rear-stage casing 4b is accelerated and boosted again by the rear-stage impeller 6 that rotates at a higher speed than the front-stage impeller 9, and is sufficiently boosted in the rear-stage flow path 23, and the discharge port (not shown) Is discharged out of the multistage pump 1.
[0032]
Here, in general, the rotational speed of the pump is as high as possible within a range where cavitation does not occur in the first stage impeller. Since the fluid pressurized by the first stage impeller flows at the rear stage impeller inlet, the rear stage impeller is less likely to generate cavitation than the first stage impeller. In the first embodiment of the multistage pump of the present invention, the drive shaft 5 and the driven shaft are driven so that the rear stage impeller 6 on the downstream side in the fluid flow direction has a higher rotational speed than the upstream stage impeller 9 on the upstream side. By connecting the shaft 8 via the speed reducer 7, if the rotational speed of the front stage impeller 9 is made the same as that of the prior art, the rotational speed of the rear stage impeller 6 can be made higher than before and without causing cavitation. The speed of the entire pump can be increased. As a result, the diameters of the front and rear impellers 9 and 6 can be reduced while maintaining the pump performance, and the overall pump can be reduced in size.
[0033]
In the vertical shaft pump, there is no way to increase the rotational speed of the impeller while increasing the suction pressure of the pump in advance to avoid the occurrence of cavitation. In this case, it is necessary to take another measure such as increasing the submergence depth, resulting in an increase in the axial size of the entire pump. In the first embodiment of the present invention, since it is possible to increase the speed while preventing cavitation without such a necessity, the pump submersion depth from the water surface to the suction port 2, the distance between the bearings, and the like are reduced. Even in this case, the pump can be downsized.
[0034]
In particular, in the first embodiment of the present invention, the rotary shaft of the low-pressure side impeller has a double shaft structure in which the rotary shaft of the low-pressure side impeller has a hollow shape and penetrates the rotary shaft of the high-pressure side impeller. The drive shaft 5 and the driven shaft 8 are provided on the same axis via the speed reducer 7 as compared with the conventional structure in which the diameter of the low-pressure impeller cannot be sufficiently reduced. Accordingly, the diameter of the driven shaft 8 that does not have the double shaft structure can be reduced, and the diameter of the front stage impeller 9 corresponding to the low pressure side impeller can be further reduced. Therefore, it is possible to sufficiently reduce the overall size of the pump.
[0035]
Furthermore, since the rotational speed × torque = constant, the torque becomes smaller as the rotary shaft rotates at a higher speed. Therefore, the rotary shaft of the high-pressure impeller can be made smaller in diameter than the rotary shaft of the low-pressure impeller. However, in the above-described conventional double shaft structure, even if the diameter of the rotary shaft of the high pressure side impeller is reduced, the rotary shaft of the low pressure side impeller covers it, so that the entire pump is not downsized. On the other hand, in the first embodiment of the present invention, as described above, the drive shaft 5 and the driven shaft 8 are arranged on the same axis without overlapping, so that the drive that is the rotating shaft of the high-pressure impeller By reducing the diameter of the shaft 5, it is possible to reduce the size of the peripheral members such as the rear stage impeller 6 and the inner casing 22. Therefore, this also makes it possible to further reduce the size of the entire pump.
[0036]
For example, when an induction motor is used as the aforementioned prime mover, the following effects are also obtained. That is, the induction motor generally has an inversely proportional relationship between the number of poles and the number of rotations when the frequency of the power source is the same, and the larger the number of poles, the higher the cost. Therefore, for example, if this embodiment is applied to a multistage pump that uses an electric motor with a large number of poles, it is possible to use an electric motor with a small number of poles because the rotational speed can be increased. You can go down.
[0037]
Next, a second embodiment of the multistage pump of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the detailed structure of the second embodiment of the multistage pump of the present invention.
In FIG. 3, the multistage pump 1 ′ of the present embodiment includes a casing 27, a drive shaft 28 that is inserted and disposed in a substantially horizontal direction, and a front blade on the upstream side in the flow direction fixed to the drive shaft 28. A wheel (an impeller on the right side in FIG. 3) 29, a driven shaft 31 disposed on the same axis as the drive shaft 28, and a rear stage impeller (FIG. 3) on the downstream side in the flow direction fixed to the driven shaft 31. A middle left impeller) 32.
[0038]
The casing 27 includes a casing peripheral body portion 27a provided with a suction pipe 25 on one end side (right side in FIG. 3) and a discharge pipe 26 on the other end side (left side in FIG. 3), and a side plate portion 27b on the drive shaft 28 side. And the side plate portion 27c on the driven shaft 31 side. At this time, the suction pipe 25 has a shape whose diameter increases toward the outside of the casing 27, and the discharge pipe 26 has a substantially straight pipe shape. The suction pipe 25 has a suction shape at a position corresponding to the suction pipe 25 and the discharge pipe 26. A port 27aa and a discharge port 27ab are formed and communicate with the suction pipe 25 and the discharge pipe 26, respectively. Further, the drive shaft 28 and the driven shaft 31 are disposed through the casing side plate portions 27b and 27c, respectively, and the through portions between the drive shaft 28 and the driven shaft 31 and the side plate portions 27b and 27c are respectively shaft seal members 33, 34, and the inside and the outside of the casing 27 are separated from each other.
[0039]
The right end side of the drive shaft 28 is connected to, for example, an output shaft (not shown) of a prime mover (not shown) installed on the right side of the multistage pump 1 ′, and the left end side is connected to a speed increaser casing 35 ( The details are described later, and are supported by a drive shaft bearing 36.
[0040]
As described above, the front-side impeller 29 is fixed to the drive shaft 28 inside the casing 27. The front-side impeller 29 includes a substantially cylindrical hub 29a inserted through the drive shaft 28, and a plurality of blades 29b disposed on the outer peripheral side of the hub 29a, for example, spirally with respect to the rotational direction of the drive shaft 28. It is comprised by.
[0041]
The left end of the drive shaft 28 is connected to the driven shaft 31 via the speed increaser 30. The speed increaser 30 is housed and disposed in a substantially hollow columnar speed increaser casing 35 provided in the casing 27 so as to be positioned at an intermediate portion between the front stage impeller 29 and the rear stage impeller 32. ing. The through portions of the drive shaft 28 and the driven shaft 31 of the front and rear stage portions 35a and 35b positioned in the fluid flow direction of the speed increaser casing 35 are sealed by shaft seal members 37 and 38, respectively. The inside of the gearbox casing 35 and the middle stage flow path 39 (details will be described later) that are outside the gearbox casing 35 are isolated. Lubricating oil is supplied into and discharged from the external speed increaser casing 35 through an oil supply pipe (not shown) and an oil discharge pipe (not shown) from an external oil supply device (not shown). Lubricating oil is supplied to the machine 30, the drive shaft bearing 36, a driven shaft bearing 41 described later, and the like.
[0042]
The speed increaser 30 housed in the speed increaser casing 35 in this way is, for example, a planetary one-stage speed increaser provided with a planetary gear mechanism, as in the first embodiment described above. The carrier 30a fixed to the left end of the plurality of planetary gears, the plurality of planetary gears 30b pivotally supported on the carrier 30a via the bearings 40, and the gear portions 30bb of the plurality of planetary gears 30b mesh with the internal teeth. A ring gear 30c having an outer peripheral surface fixed to the rear step portion 35b of the speed increaser casing, and a sun gear 30d that meshes with the gear portions 30bb of the plurality of planetary gears 30b and is fixed to the right end of the driven shaft 31.
[0043]
The right end side of the driven shaft 31 is pivotally supported via a driven shaft bearing 41 of the speed increaser casing 35, and the above-described rear-stage impeller 32 is disposed on the opposite side (left side in FIG. 3) of the driven shaft bearing 41. Is fixed. The rear-stage impeller 32 is similar to the front-stage impeller 29 described above, and has a substantially cylindrical hub 32a inserted through the driven shaft 31 and an outer peripheral side of the hub 32a with respect to the rotational direction of the driven shaft 31, for example. A plurality of blades 32b arranged in a spiral shape.
[0044]
Further, in the casing 27, a substantially hollow cylindrical inner casing 42 is provided on the outer side of the speed increaser casing 35. A space between the outer peripheral surface of the inner casing 42 and the inner peripheral surfaces of the casing side plate portions 27b and 27c forms a front-stage flow path 43 and a rear-stage flow path 44. The space between the outer peripheral surface of the machine casing 35 is partitioned by guide vanes 45 provided in the axial direction at a plurality of locations in the circumferential direction, whereby the intermediate flow path 39 is formed.
[0045]
With such a structure of the multistage pump 1 ′, the fluid sucked from the suction port 27 aa is accelerated and boosted by the front-stage impeller 29 through the front-stage flow path 43, and the accelerated fluid passes through the middle-stage flow path 39. Then, the pressure is again accelerated and boosted by the rear stage impeller 32, and discharged from the discharge port 27ab to the outside of the multistage pump 1 'via the rear stage flow path 44.
[0046]
Next, the operation and action of the second embodiment of the multistage pump of the present invention having the above-described configuration will be described below.
When the prime mover provided outside the multistage pump 1 'is driven at a predetermined rotational speed, this driving force is transmitted to the drive shaft 28 via the output shaft, whereby the front stage impeller 29 is rotated at the predetermined rotational speed. Rotate.
[0047]
At this time, the carrier 30a fixed to the left end side end of the drive shaft 28 is rotated together with the drive shaft 28, a plurality of planetary gears 30b are rotatably supported to the shaft portion 30ba to the carrier 30a is the internal teeth and the sun gear 30 d of the ring gear 30c While meshing, the sun gear 30d rotates (revolves) around the sun gear 30d at the same rotational speed as the carrier 30a, and the planetary gear 30b rotates (spins) so that the sun gear 30d is faster than the rotational speed of the drive shaft 28. It rotates (autorotates) together with the driven shaft 31. In this way, the driving force from the drive shaft 28 is increased and the torque is reduced and transmitted to the driven shaft 31. Thereby, the rear stage impeller 32 rotates at a higher speed than the front stage impeller 29 together with the driven shaft 31.
[0048]
As the front and rear stage impellers 29 and 32 rotate in this way, fluid is sucked into the casing 27 from the suction pipe 25 through the suction port 27aa and the front stage flow path 43 and is accelerated by the front stage impeller 29. The pressure is increased in the middle flow path 39, further accelerated and increased by the rear-stage impeller 32 rotating at a higher speed than the front-stage impeller 29, and discharged to the discharge pipe 26 through the rear-stage flow path 44 and the discharge port 27 ab.
[0049]
Also in the second embodiment of the multi-stage pump of the present invention configured as described above, the same effects as those of the first embodiment of the present invention described above can be obtained.
[0050]
In the first and second embodiments of the multistage pump of the present invention described above, a planetary gear mechanism is provided at the intermediate portion of the impeller in the pump in which the front and rear impellers are housed in the casing. Although what was provided was demonstrated as an example, it is not restricted to this. That is, in a pump in which three or more stages of impellers are housed in a casing, a planetary gear mechanism is provided in the middle part of all stages to increase the rotational speed toward the rear stage, or between the first stage and the second stage. While the gear mechanism is provided, the planetary gear mechanism may not be provided between the second stage and the third stage, and the same rotational speed may be used. In short, it suffices to provide a planetary gear mechanism in the middle of at least two adjacent impellers. In this case, the same effect can be obtained.
[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a multistage pump including a plurality of stages of impellers, a planetary gear mechanism is provided at an intermediate portion between adjacent impellers, so that the rotational speed of the impeller on the downstream side in the flow direction can be determined. It can be larger than the number of rotations. As a result, it is possible to increase the maximum rotational speed of the entire pump while preventing the occurrence of cavitation, and therefore it is possible to achieve a sufficient size reduction of the entire pump while maintaining the pump performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a detailed structure of a first embodiment of a multistage pump according to the present invention.
FIG. 2 is a horizontal sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a detailed structure of a second embodiment of the multistage pump of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Multi-stage pump 1 'Multi-stage pump 4 Casing 5 Drive shaft (rotary shaft)
6 Rear stage impeller (impeller)
7 Reducer (Planetary gear mechanism)
8 Driven shaft (rotating shaft)
9 Front stage impeller (impeller)
27 Casing 28 Drive shaft (rotary shaft)
29 Front stage impeller (impeller)
30 gearbox (planetary gear mechanism)
31 Driven shaft (rotating shaft)
32 Rear stage impeller (impeller)

Claims

In the multistage pump in which the front stage impeller and the rear stage impeller are arranged in the casing,
A speed reducer casing disposed in the casing and forming a front-side flow path;
The rear stage impeller is fixed, and one end side of the drive shaft is rotatably inserted into the speed reducer casing;
The front stage impeller is fixed, and a driven shaft rotatably inserted into the speed reducer casing so that one end side is the same axis as the drive shaft,
A planetary reducer provided between the reducer casing and one end side of the drive shaft;
The planetary reducer includes a sun gear fixed to one end of the drive shaft, a ring gear fixed to the reducer casing, a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear, and a carrier fixed to the driven shaft. And a shaft portion of a planetary gear rotatably connected to the carrier .