JP4146020B2

JP4146020B2 - Ring-cut multistage pump

Info

Publication number: JP4146020B2
Application number: JP00772799A
Authority: JP
Inventors: 康晴山本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: JP2000205165A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸込ケーシングと、吐出ケーシングと、複数の中間ケーシングとを複数の締付ボルトで締め付けて一体化させた輪切形多段ポンプに関し、特に、高温又は低温の流体を取り扱うのに好適な輪切形多段ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸込ケーシングと、吐出ケーシングと、複数の中間ケーシングとを複数の締付ボルトで締め付けて一体化させた輪切形多段ポンプが広く用いられている。このような輪切形多段ポンプで高温又は低温の流体を取り扱った場合、吸込ケーシングや吐出ケーシング全体の温度は、均一に変化するものではなく、局所的に異なる。このため、吸込ケーシングや吐出ケーシングに歪みが生じてしまうことがある。
【０００３】
また、各締付ボルトには、吸込ケーシングや吐出ケーシングからナットを介して熱が伝わることから、各締付ボルトの温度変化は、流体から熱が直接伝わる各中間ケーシングの温度変化に完全に追従するものではない。更に、吸込ケーシングや吐出ケーシングの温度分布は一定ではないので、各締付ボルトの温度同士も異なることになり、締付ボルトの膨張量又は収縮量は、各締付ボルト同士の間で相違する。この結果、吸込ケーシング及び吐出ケーシングの歪みや、各締付ボルトの締付力に差違が生じることに起因して、中間ケーシング同士の間に隙間を生じ、このような隙間から流体が漏洩してしまうことがある。
【０００４】
このような問題を解決するための技術としては、特開昭６０−６９２９７号公報によって開示されたものが知られている。この公報に記載された従来の輪切形多段ポンプは、一般的な輪切形多段ポンプと同様に、複数の締付ボルト（ステージボルト）を有する。各締付ボルトには、軸方向に延びる貫通穴が形成されており、この貫通穴には、吐出ケーシングに接続された流入管を介して流体が導入される。貫通穴を流通した流体は、流出管を介して吸込ケーシング内に戻される。これにより、各締付ボルトには、流体から直接熱が伝わることになるため、各締付ボルトの温度変化を、中間ケーシングの温度変化に追従させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の輪切形多段ポンプは、上述したように構成されているため、次のような問題点をもっていた。すなわち、輪切形多段ポンプにおいて、締付ボルトは、各ケーシングを一体化させるという、きわめて重要な役割を担うものであり、強度、耐久性等が要求される部材である。しかしながら、各締付ボルトに貫通穴を形成すれば、締付ボルトの強度は下がってしまう。これを解消するためには、高い強度をもった高価な素材を用いたり、締付ボルトの径を大きくしたりする必要があるが、これらの手立てを講じることには種々の制約から限界がある。また、締付ボルトの内部に流体を流通させた場合、締付ボルトが、その内部から腐食してまい、腐食の程度を確認することも困難を極める。加えて、従来の輪切形多段ポンプでは、吸込ケーシングや吐出ケーシングの温度分布を均一化させる点について何ら対策が講じられてはいない。
【０００６】
そこで、本発明は、吸込ケーシングや締付ボルトといった各種構成部品の温度分布を均一化できると共に、流体の漏洩を低減させた安全性の高い輪切形多段ポンプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明による輪切形多段ポンプは、吸込口を有する吸込ケーシングと、吐出口を有する吐出ケーシングと、吸込ケーシングと吐出ケーシングとの間に配された複数の中間ケーシングとを複数の締付ボルトで締め付けて一体化させた輪切形多段ポンプにおいて、各中間ケーシングの外表面と、締付ボルトの外表面とに接触するスペーサを備えることを特徴とする。
【００１２】
一般に、輪切形多段ポンプで高温又は低温の流体を取り扱う場合、各中間ケーシングには、流体から直接熱が伝えられることになるため、その温度は、各中間ケーシング全体でほぼ均一となる。これを踏まえて、この輪切形多段ポンプでは、各中間ケーシングの外表面と、締付ボルトの外表面とに接触するスペーサを設けている。これにより、各締付ボルトには、各中間ケーシングからも熱が伝えられることになり、各締付ボルトの温度は、各中間ケーシングの温度とほぼ同一となる。従って、各締付ボルトの締付力に差違が生じることが低減され、中間ケーシング同士の間に隙間を生じ、この隙間から流体が漏洩してしまうことを防止可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による輪切形多段ポンプの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
〔参考例１〕
図１は輪切形多段ポンプの参考例１を示す断面図である。同図に示す輪切形多段ポンプ１は、例えば、高温の流体（水）を取り扱うボイラ給水ポンプ等に好適なものであり、また、低温流体を取り扱う場合にも好適なものである。図１に示すように、輪切形多段ポンプ１は、吸込口２を有する吸込ケーシング３と、吐出口４を有する吐出ケーシング５とを有する。吸込ケーシング３と、吐出ケーシング５との間には、複数（この場合、５体）の中間ケーシング６が配置されている。
【００２１】
吸込ケーシング３と、吐出ケーシング５とには、複数のボルト穴（図示省略）が同心円上に配設されており、各ボルト穴を貫通する締付ボルトＶには、吸込ケーシング３の外方（図１における左側）、及び、吐出ケーシング５の外方（図１における右側）からナットＮが螺合され、強固に締め付けられる。これにより、吸込ケーシング３と、吐出ケーシング５と、各中間ケーシング６とは、複数の締付ボルトＶ及びナットＮ（この場合、６組、図２参照）によって一体化される。
【００２２】
各中間ケーシング６の内部には、それぞれ、１体ずつの羽根車（インペラ）７が収容される。各羽根車７は、図示しない原動機によって回転駆動される主軸８に取り付けられている。吸込口２側において、主軸８は、グランドパッキンやメカシール等が収容されると共に、吸込ケーシング３に装着されたスタッフィングボックス９を貫通しており、吸込ケーシング３に固定された軸受箱１０によって支持されている。同様に、吐出口４側において、主軸８は、吐出ケーシング５に装着されたスタッフィングボックス１１を貫通しており、吐出ケーシング５に固定された軸受箱１２によって支持されている。
【００２３】
また、吐出ケーシング５内には、最も吐出口４側に位置する羽根車７とスタッフィングボックス１１との間にバランス機構１４が設けられている。バランス機構１４は、主軸８に固定されたバランスディスク１５と、バランスディスク１と対向するバランスシート（静止部材）１６とを含む。また、吐出ケーシング５内には、バランス室１７が形成されており、このバランス室１７は、バランスディスク１５及びバランスシート１６の軸受箱１２側に位置する。
【００２４】
ここで、図２に示すように、この輪切形多段ポンプ１の吸込ケーシング３内部には、吸込口２の反対側に位置する吸込側流体対流室（いわゆる、死水部）１８が形成されている。一般に、吸込ケーシングは、その内部で主軸８の周囲に位置すると共に中間ケーシング６の内部と連通する空間部２ａが吸込口２と連通していれば、本来の役割を果たすことにはなる。これに対して、この吸込ケーシング３には、空間部２ａが設けられていない部分に及ぶように形成された吸込側流体対流室１８を有している。この吸込側流体対流室１８は、流路１９を介して吸込口２と連通している。
【００２５】
同様に、この輪切形多段ポンプ１の吐出ケーシング５に対しても、吐出口４と連通する空間部４ａが設けられていない部分に及ぶと共に、吐出口４の反対側に位置するように吐出側流体対流室２０が形成されている。この吐出側流体対流室２０は、図１に示すように、バランス機構１４に含まれるバランス室１７と連通している。また、吐出ケーシング５には、吐出側流体対流室２０と連通する流体流通管２１が接続されており、この流体流通管２１は、吸込ケーシング３に接続されて吸込側流体対流室１８と連通する。
【００２６】
次に、上述した輪切形多段ポンプ１の動作について説明する。
【００２７】
この輪切形多段ポンプ１で、例えば高温の流体（水等）を取り扱うと、吸込口２から吸込ケーシング３内に流入する流体は、中間ケーシング６内に流入し、各中間ケーシング６内で回転する各羽根車７によってエネルギーが加えられた後、吐出ケーシング５内に流入して吐出口４から吐き出される。この際、各羽根車７の前後における圧力差に起因して吸込口２側から吐出口４側に向けて生じる軸方向推力は、バランス機構１４によって打ち消される。
【００２８】
また、吸込ケーシング５の内部では、吐出口４に流入しようとする流体の一部がバランス機構１４のバランスディスク１５と、バランスシート１６との間で減圧されながら、バランス室１７へと流れ込む。このバランス室１７は、図１に示すように、吐出側流体対流室２０と連通しており、この吐出側流体対流室２０は、流体流通管２１を介して吸込側流体対流室１８と連通している。従って、バランス室１７へと流れ込んだ流体は、吐出側流体対流室２０内を対流すると共に、流体流通管２１を介して、吸込ケーシング３に設けられている吸込側流体対流室１８に流入する。吸込側流体対流室１８に流れ込んだ流体は、吸込側流体対流室１８内を対流すると共に、流路１９及び空間部２ａを介して中間ケーシング６内に吸込まれていく。
【００２９】
また、バランス室１７は、吐出側流体対流室２０、流体流通管２１、及び、吸込側流体対流室１８を介して吸込口２と連通している。従って、吐出側流体対流室２０内及びバランス室１７内の圧力は、流体の吸込圧力とほぼ同一となり、バランス機構１４が有効に作動することになる。すなわち、流体流通管２１は、一般的なポンプに設けられており、バランス室と吸込側とを連通させるバランス管の役割をも果たすことになる。
【００３０】
このように、この輪切形多段ポンプ１では、吸込ケーシング３と吐出ケーシング５との内部に、吸込側流体対流室１８と、吐出側流体対流室２０とがそれぞれ設けられている。そして、両対流室１８，２０内には、常に、中間ケーシング６内を流通する流体の一部が流通させられる。従って、吸込ケーシング３及び吐出ケーシング５の温度は、それぞれ全体として均一になると共に、各中間ケーシング６の温度とほぼ同一となる。また、各締結ボルトＶに対しては、吸込ケーシング３及び吐出ケーシング５からナットＮを介して熱が伝わる。従って、締付ボルトＶの温度は、各締付ボルトＶについてほぼ同一となり、各締付ボルトＶの温度変化を、各中間ケーシング６の温度変化に追従させることができる。この結果、吸込ケーシング３や吐出ケーシング５の歪みや、各締付ボルトＶの締付力に差違が生じることが低減されるので、中間ケーシング６同士の間に隙間を生じ、この隙間から流体が漏洩してしまうことを防止可能となる。また、この輪切形多段ポンプ１は、簡易な構造を有するので低コストで製造可能である。
【００３１】
〔実施形態１〕
図３は、本発明による輪切形多段ポンプの第１実施形態を示す断面図である。同図に示す輪切形多段ポンプ１Ａは、図１及び２に示した輪切形多段ポンプ１に対して、スペーサ２２を更に設けたものである。スペーサ２２は、カーボン、銅等の熱伝導性の高い素材によって略円筒形状に形成されている。スペーサ２２は、図３に示すように、その内周面が各中間ケーシング６の外表面に接触する状態で配置される。また、スペーサ２２の外表面には、輪切形多段ポンプ１Ａの各締付ボルトＶの位置に対応させて、各締付ボルトＶの外表面と接触する複数（この場合６ヶ所）の凹部２２ａが形成されている。この凹部２２ａは、断面略半円形状を有し、各締付ボルトＶを収容可能である。
【００３２】
一般に、輪切形多段ポンプで高温又は低温の流体を取り扱う場合、各中間ケーシングには、流体から直接熱が伝えられることになるため、その温度は、各中間ケーシング全体でほぼ均一となる。そこで、この輪切形多段ポンプ１では、これを踏まえて上述したスペーサ２２を設けている。これにより、各締付ボルトＶには、スペーサ２０を介して各中間ケーシング６からも熱が伝えられることになり、それぞれの締付ボルトＶの温度は、各中間ケーシング６の温度とほぼ同一となる。従って、ボルトＶの膨張量又は収縮量は、すべてのボルトＶについてほぼ同一となるので、各締付ボルトＶの締付力に差違が生じることが低減され、中間ケーシング６同士の間に隙間を生じ、この隙間から流体が漏洩してしまうことを防止可能となる。また、この輪切形多段ポンプ１Ａも、簡易な構造を有するので低コストで製造可能である。
【００３３】
なお、図３に示す例では、スペーサ２２は、円筒形状を有するものとして説明したが、これに限られるものでない。すなわち、図３において、２点鎖線で示すように、１本の締付ボルトＶと、各中間ケーシング６とに接触するスペーサ２２Ａを、各締付ボルトＶごとに配設してもよい。これにより、スペーサの材料費が低減可能であると共に、取り付け性を向上させることができる。また、上述したスペーサ２２，２２Ａは、吸込側流体対流室１８、吐出側流体対流室２０、流体流通管２１が設けられていない一般的な輪切形多段ポンプに対して適用しても有用である。
【００３４】
〔参考例２〕
図４は輪切形多段ポンプの参考例２を示す模式図である。同図に示す輪切形多段ポンプ１Ｂは、図１等に示した輪切形多段ポンプ１と同用に、吸込口を有する吸込ケーシング３と、吐出口を有する吐出ケーシング５と、吸込ケーシング３と吐出ケーシング５との間に配された複数の中間ケーシング６とを複数の締付ボルトＶで締め付けて一体化させたものである。また、各中間ケーシング６内には、主軸８に取り付けられた複数（５体）の羽根車７が配され、吐出ケーシング５内には、バランス室１７を含むバランス機構１４が配されている。更に、吸込ケーシング３内には、吸込口２の反対側に位置するように設けられており、吸込口２と連通する吸込側流体対流室１８が形成されている。また、吐出ケーシング５内には、吐出口４の反対側に位置するように設けられており、バランス室１７と連通する吐出側流体対流室２０が形成されている。
【００３５】
加えて、この輪切形多段ポンプ１Ｂには、吸込ケーシング３と吐出ケーシング５との間に配置されており、各中間ケーシング６と各締付ボルトＶとの周囲を覆う円筒状の温度調整用ケーシング２３が設けられている。温度調整用ケーシング２３と、吸込ケーシング３及び吐出ケーシング５との接触部分には、適宜シールが施されている。同様に、吸込ケーシング３及び吐出ケーシング５に配設されているボルト穴の周囲に対しても適宜シールが施されている。この温度調整用ケーシング２３の内部は、吐出ケーシング５に接続されると共に吐出側流体対流室２０と連通している流入管２４と連通している。また、温度調整用ケーシング２３は、流出管２５と連通しており、この流出管２５は、吸込ケーシング３内の吸込側流体対流室１８と連通している。
【００３６】
この輪切形多段ポンプ１Ｂで、例えば、高温の流体を取り扱うと、温度調整用ケーシング２３の内部には、中間ケーシング６内からバランス室１７に流れ込み、吐出側流体対流室２０を対流した流体が流入することになる。そして、流体は、温度調整用ケーシング２３内を対流すると共に、各締付ボルトＶに対して熱を伝えた後、吸込ケーシング３に設けられている吸込側流体対流室１８に流入する。吸込側流体対流室１８に流れ込んだ流体は、吸込側流体対流室１８内を対流すると共に、中間ケーシング６内に吸込まれていく。
【００３７】
このように、この輪切形多段ポンプ１Ｂでは、温度調整用ケーシング２３の内部において、各締付ボルトＶに対して流体から直接熱が伝えられる。また、吸込ケーシング３と吐出ケーシング５との内部に、中間ケーシング６内を流通する流体の一部が流通させられる吸込側流体対流室１８と、吐出側流体対流室２０とがそれぞれ設けられている。従って、吸込ケーシング３及び吐出ケーシング５の温度は、それぞれ全体として均一になると共に、各中間ケーシング６の温度とほぼ同一となる。この結果、吸込ケーシング３、吐出ケーシング５、及び、各締付ボルトＶの温度を、全体として均一に設定することが可能となるので、吸込ケーシング３や吐出ケーシング５の歪みや、各締付ボルトＶの締付力に差違が生じることが低減される。従って、中間ケーシング６同士の間に隙間を生じ、この隙間から流体が漏洩してしまうことを防止可能となる。
【００３８】
なお、この輪切形多段ポンプ１Ｂでは、各締付ボルトＶと流体とが直接接触するため、締付ボルトＶが、ある程度腐食するのは避けられないが、温度調整用ケーシング２３を取り外せば、腐食の程度は容易に視認できるので、メインテナンスが過剰に必要となったり、手間がかかったりすることはない。
【００３９】
〔参考例３〕
図５は輪切形多段ポンプの参考例３を示す断面図である。同図に示す輪切形多段ポンプ１Ｃは、上述した輪切形多段ポンプ１〜１Ｂと同様に、吸込口と連通する吸込ケーシングと、吐出口と連通する吐出ケーシングと、吸込ケーシングと吐出ケーシングとの間に配された複数の中間ケーシングとを締付ボルトで締め付けて一体化させたものである。
【００４０】
この輪切形多段ポンプ１Ｃの吸込ケーシング３０内部には、吸込口３１と連通する円環状の吸込側環状流路３２が形成されている。また、吸込側環状流路３２からは、複数（６本）の吸込側放射状流路３３が放射状に分岐されており、各吸込側放射状流路３３は、中間ケーシングの内部と連通している。同様に、この輪切形多段ポンプ１Ｃの吐出ケーシング５０には、吐出口５１と連通する円環状の吐出側環状流路５２が形成されている。また、吐出側環状流路５２からは、複数（６本）の吐出側放射状流路５３が放射状に分岐されており、各吐出側放射状流路５３は、中間ケーシングの内部と連通している。
【００４１】
この輪切形多段ポンプ１Ｃを用いて高温又は低温の流体を取り扱う場合、流体は、吐出口３１から吸込ケーシング３０内の吸込側環状流路３２に流入し、吸込ケーシング３０の外周に沿うように流通すると共に、吸込側環状流路３２から放射状に分岐されている複数の吸込側放射状流路３３を経て、中間ケーシング内に流入する。一方、中間ケーシング内から吐出ケーシング５０内に流入する流体は、複数の吐出側放射状流路５３を経て吐出側環状流路５２に流入し、吐出ケーシング５０の外周に沿うように流通したのち、吐出口５１から吐き出される。
【００４２】
これにより、吸込ケーシング３０及び吐出ケーシング５０の内部のほぼ全体に対して流体が流通することになるので、吸込ケーシング３０及び吐出ケーシング５０の温度は、それぞれ全体として均一になると共に、各中間ケーシングの温度とほぼ同一となる。これにより、吸込ケーシング３０及び吐出ケーシング５０から熱が伝わる締付ボルトＶの温度は、各締付ボルトＶについてほぼ同一となり、各締付ボルトＶの温度変化を各中間ケーシングの温度変化に追従させることができる。この結果、吸込ケーシング３０や吐出ケーシング５０の歪みや、各締付ボルトＶの締付力に差違が生じることが低減されるので、中間ケーシング同士の間に隙間を生じ、この隙間から流体が漏洩してしまうことを防止可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明による輪切形多段ポンプは、以上説明したように構成されているため、吸込ケーシングや締付ボルトといった各種構成部品の温度分布を均一化できると共に、流体の漏洩を低減させることにより、高い安全性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】輪切形多段ポンプの参考例１を示す断面図である。
【図２】図１におけるII−II線についての断面図である。
【図３】本発明による輪切形多段ポンプの第１実施形態を示す断面図である。
【図４】輪切形多段ポンプの参考例２を示す断面図である。
【図５】輪切形多段ポンプの参考例３を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…輪切形多段ポンプ、２，３１…吸込口、３，３０…吸込ケーシング、４，５１…吐出口、５，５０…吐出ケーシング、６…中間ケーシング、７…羽根車、１４…バランス機構、１７…バランス室、１８…吸込側流体対流室、２０…吐出側流体対流室、２１…流体流通管、２２，２２Ａ…スペーサ、２３…温度調整用ケーシング、２４…流入管、２５…流出管、３０… 吸込ケーシング、３２…吸込側環状流路、３３…吸込側放射状流路、５２…吸込側環状流路、５３…吐出側放射状流路、Ｎ…ナット、Ｖ…締結ボルト。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ring-cut multistage pump in which a suction casing, a discharge casing, and a plurality of intermediate casings are integrated with a plurality of fastening bolts, and is particularly suitable for handling a high-temperature or low-temperature fluid. The present invention relates to a ring-cut multistage pump.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a ring-cut multistage pump in which a suction casing, a discharge casing, and a plurality of intermediate casings are integrated with a plurality of fastening bolts has been widely used. When a high-temperature or low-temperature fluid is handled by such a ring-cut multistage pump, the temperature of the suction casing and the entire discharge casing does not change uniformly but varies locally. For this reason, distortion may occur in the suction casing and the discharge casing.
[0003]
In addition, since heat is transmitted to each tightening bolt from the suction casing and discharge casing via a nut, the temperature change of each tightening bolt completely follows the temperature change of each intermediate casing, where heat is directly transmitted from the fluid. Not what you want. Furthermore, since the temperature distribution of the suction casing and the discharge casing is not constant, the temperatures of the respective tightening bolts are also different, and the amount of expansion or contraction of the tightening bolt is different among the respective tightening bolts. . As a result, a gap is created between the intermediate casings due to distortion of the suction casing and the discharge casing and a difference in the tightening force of each tightening bolt, and fluid leaks from such a gap. May end up.
[0004]
As a technique for solving such a problem, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-69297 is known. The conventional ring-cut multistage pump described in this publication has a plurality of tightening bolts (stage bolts) as in a general ring-cut multistage pump. Each tightening bolt is formed with a through hole extending in the axial direction, and fluid is introduced into the through hole through an inflow pipe connected to the discharge casing. The fluid flowing through the through hole is returned to the suction casing through the outflow pipe. Thereby, since heat is directly transmitted from the fluid to each tightening bolt, the temperature change of each tightening bolt can follow the temperature change of the intermediate casing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional ring-cut multistage pump is configured as described above, it has the following problems. That is, in the ring-cut multistage pump, the tightening bolt plays an extremely important role of integrating the casings, and is a member that requires strength, durability, and the like. However, if a through hole is formed in each tightening bolt, the strength of the tightening bolt is lowered. In order to solve this problem, it is necessary to use an expensive material with high strength or to increase the diameter of the tightening bolt, but there are limits to these measures due to various restrictions. . In addition, when a fluid is circulated inside the tightening bolt, the tightening bolt does not corrode from the inside, and it is extremely difficult to confirm the degree of corrosion. In addition, in the conventional ring-cut multistage pump, no measures are taken with respect to making the temperature distribution of the suction casing and the discharge casing uniform.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly safe ring-cut multistage pump that can uniformize the temperature distribution of various components such as a suction casing and a tightening bolt and reduce fluid leakage.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A ring-cut multistage pump according to the present invention described in claim 1 includes a suction casing having a suction port, a discharge casing having a discharge port, and a plurality of intermediate casings arranged between the suction casing and the discharge casing. In a ring-cut multistage pump that is integrated by tightening with a plurality of tightening bolts, a spacer that contacts the outer surface of each intermediate casing and the outer surface of the tightening bolt is provided.
[0012]
In general, when a high-temperature or low-temperature fluid is handled by a ring-cut multistage pump, heat is directly transferred from the fluid to each intermediate casing. Therefore, the temperature is substantially uniform throughout each intermediate casing. In view of this, this ring-cut multistage pump is provided with a spacer that contacts the outer surface of each intermediate casing and the outer surface of the tightening bolt. Thereby, heat is transmitted from each intermediate casing to each tightening bolt, and the temperature of each tightening bolt becomes substantially the same as the temperature of each intermediate casing. Accordingly, the occurrence of a difference in the tightening force of each tightening bolt is reduced, and a gap is created between the intermediate casings, and fluid can be prevented from leaking from the gap.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a ring-cut multistage pump according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
[ Reference Example 1 ]
FIG. 1 is a sectional view showing Reference Example 1 of a ring-cut multistage pump. The ring-cut multistage pump 1 shown in the figure is suitable for, for example, a boiler feed pump that handles high-temperature fluid (water), and is also suitable for handling low-temperature fluid. As shown in FIG. 1, the ring-cut multistage pump 1 includes a suction casing 3 having a suction port 2 and a discharge casing 5 having a discharge port 4. A plurality (in this case, five) of intermediate casings 6 are arranged between the suction casing 3 and the discharge casing 5.
[0021]
A plurality of bolt holes (not shown) are concentrically arranged in the suction casing 3 and the discharge casing 5, and the fastening bolt V penetrating each bolt hole has an outer side of the suction casing 3 ( The nut N is screwed from the outside of the discharge casing 5 (the left side in FIG. 1) and the outside of the discharge casing 5 (the right side in FIG. 1), and is tightened firmly. Thereby, the suction casing 3, the discharge casing 5, and each intermediate casing 6 are integrated by a plurality of tightening bolts V and nuts N (in this case, six sets, see FIG. 2).
[0022]
One impeller 7 is housed in each intermediate casing 6. Each impeller 7 is attached to a main shaft 8 that is rotationally driven by a motor (not shown). On the suction port 2 side, the main shaft 8 accommodates a gland packing, a mechanical seal, and the like, passes through a stuffing box 9 attached to the suction casing 3, and is supported by a bearing box 10 fixed to the suction casing 3. ing. Similarly, on the discharge port 4 side, the main shaft 8 passes through a stuffing box 11 attached to the discharge casing 5 and is supported by a bearing box 12 fixed to the discharge casing 5.
[0023]
In the discharge casing 5, a balance mechanism 14 is provided between the impeller 7 located closest to the discharge port 4 and the stuffing box 11. The balance mechanism 14 includes a balance disk 15 fixed to the main shaft 8 and a balance sheet (stationary member) 16 facing the balance disk 1. A balance chamber 17 is formed in the discharge casing 5, and the balance chamber 17 is positioned on the bearing box 12 side of the balance disk 15 and the balance sheet 16.
[0024]
Here, as shown in FIG. 2, a suction side fluid convection chamber (so-called dead water portion) 18 located on the opposite side of the suction port 2 is formed inside the suction casing 3 of the ring-cut multistage pump 1. Yes. In general, if the suction casing is located around the main shaft 8 and communicates with the inside of the intermediate casing 6 and the space portion 2 a communicates with the suction port 2, the suction casing plays an original role. On the other hand, the suction casing 3 has a suction-side fluid convection chamber 18 formed so as to reach a portion where the space 2a is not provided. The suction side fluid convection chamber 18 communicates with the suction port 2 via a flow path 19.
[0025]
Similarly, the discharge casing 5 of the ring-cut multistage pump 1 extends to a portion where the space portion 4 a communicating with the discharge port 4 is not provided, and discharges so as to be located on the opposite side of the discharge port 4. A side fluid convection chamber 20 is formed. As shown in FIG. 1, the discharge-side fluid convection chamber 20 communicates with a balance chamber 17 included in the balance mechanism 14. The discharge casing 5 is connected to a fluid circulation pipe 21 that communicates with the discharge-side fluid convection chamber 20. The fluid circulation pipe 21 is connected to the suction casing 3 and communicates with the suction-side fluid convection chamber 18. .
[0026]
Next, the operation of the above-described ring-cut multistage pump 1 will be described.
[0027]
When, for example, a high-temperature fluid (water or the like) is handled in the ring-cut multistage pump 1, the fluid flowing into the suction casing 3 from the suction port 2 flows into the intermediate casing 6 and rotates in each intermediate casing 6. After energy is applied by each impeller 7, it flows into the discharge casing 5 and is discharged from the discharge port 4. At this time, the axial thrust generated from the suction port 2 side to the discharge port 4 side due to the pressure difference before and after each impeller 7 is canceled out by the balance mechanism 14.
[0028]
Further, inside the suction casing 5, a part of the fluid that is going to flow into the discharge port 4 flows into the balance chamber 17 while being decompressed between the balance disk 15 of the balance mechanism 14 and the balance sheet 16. As shown in FIG. 1, the balance chamber 17 communicates with the discharge-side fluid convection chamber 20, and the discharge-side fluid convection chamber 20 communicates with the suction-side fluid convection chamber 18 via the fluid circulation pipe 21. ing. Accordingly, the fluid flowing into the balance chamber 17 convects in the discharge side fluid convection chamber 20 and flows into the suction side fluid convection chamber 18 provided in the suction casing 3 via the fluid circulation pipe 21. The fluid that has flowed into the suction-side fluid convection chamber 18 is convected through the suction-side fluid convection chamber 18 and is sucked into the intermediate casing 6 through the flow path 19 and the space 2a.
[0029]
The balance chamber 17 communicates with the suction port 2 via the discharge side fluid convection chamber 20, the fluid circulation pipe 21, and the suction side fluid convection chamber 18. Accordingly, the pressures in the discharge-side fluid convection chamber 20 and the balance chamber 17 are substantially the same as the fluid suction pressure, and the balance mechanism 14 operates effectively. That is, the fluid circulation pipe 21 is provided in a general pump, and also serves as a balance pipe that communicates the balance chamber and the suction side.
[0030]
Thus, in this ring-cut multistage pump 1, the suction-side fluid convection chamber 18 and the discharge-side fluid convection chamber 20 are provided inside the suction casing 3 and the discharge casing 5, respectively. A part of the fluid flowing through the intermediate casing 6 is always circulated in the convection chambers 18 and 20. Accordingly, the temperatures of the suction casing 3 and the discharge casing 5 are uniform as a whole, and are substantially the same as the temperatures of the intermediate casings 6. Further, heat is transmitted to each fastening bolt V from the suction casing 3 and the discharge casing 5 through the nut N. Therefore, the temperature of the tightening bolt V is substantially the same for each tightening bolt V, and the temperature change of each tightening bolt V can follow the temperature change of each intermediate casing 6. As a result, the distortion of the suction casing 3 and the discharge casing 5 and the occurrence of differences in the tightening force of the respective tightening bolts V are reduced, so that a gap is created between the intermediate casings 6, and fluid flows from this gap. It is possible to prevent leakage. Moreover, since this ring-cut type multistage pump 1 has a simple structure, it can be manufactured at low cost.
[0031]
[Embodiment 1 ]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a ring-cut multistage pump according to the present invention. The ring-cut multistage pump 1 </ b> A shown in FIG. 1 is provided with a spacer 22 in addition to the ring-cut multistage pump 1 shown in FIGS. 1 and 2. The spacer 22 is formed in a substantially cylindrical shape by a material having high thermal conductivity such as carbon and copper. As shown in FIG. 3, the spacer 22 is arranged in a state in which its inner peripheral surface is in contact with the outer surface of each intermediate casing 6. Further, on the outer surface of the spacer 22, a plurality of (in this case, six) recesses 22 a that are in contact with the outer surface of each tightening bolt V corresponding to the position of each tightening bolt V of the ring-cut multistage pump 1 </ b> A. Is formed. The recess 22a has a substantially semicircular cross section and can accommodate the fastening bolts V.
[0032]
In general, when a high-temperature or low-temperature fluid is handled by a ring-cut multistage pump, heat is directly transferred from the fluid to each intermediate casing. Therefore, the temperature is substantially uniform throughout each intermediate casing. In view of this, the ring-cut multistage pump 1 is provided with the spacer 22 described above. As a result, heat is transmitted to each fastening bolt V from each intermediate casing 6 via the spacer 20, and the temperature of each fastening bolt V is substantially the same as the temperature of each intermediate casing 6. Become. Accordingly, since the amount of expansion or contraction of the bolts V is substantially the same for all the bolts V, the occurrence of a difference in the tightening force of each tightening bolt V is reduced, and a gap is formed between the intermediate casings 6. It is possible to prevent the fluid from leaking from the gap. Further, this ring-cut multistage pump 1A also has a simple structure and can be manufactured at low cost.
[0033]
In the example illustrated in FIG. 3, the spacer 22 is described as having a cylindrical shape, but is not limited thereto. That is, in FIG. 3, as indicated by a two-dot chain line, one clamping bolt V and a spacer 22 </ b> A that contacts each intermediate casing 6 may be provided for each clamping bolt V. Thereby, the material cost of the spacer can be reduced, and the attachment property can be improved. The spacers 22 and 22A described above are also useful when applied to a general ring-cut multistage pump in which the suction-side fluid convection chamber 18, the discharge-side fluid convection chamber 20, and the fluid circulation pipe 21 are not provided. is there.
[0034]
[ Reference Example 2 ]
FIG. 4 is a schematic view showing Reference Example 2 of the ring-cut multistage pump. A ring-cut multistage pump 1B shown in the figure is similar to the ring-cut multistage pump 1 shown in FIG. 1 and the like, and a suction casing 3 having a suction port, a discharge casing 5 having a discharge port, and a suction casing 3 And a plurality of intermediate casings 6 arranged between the discharge casing 5 and a plurality of fastening bolts V are integrated. Further, a plurality (five bodies) of impellers 7 attached to the main shaft 8 are disposed in each intermediate casing 6, and a balance mechanism 14 including a balance chamber 17 is disposed in the discharge casing 5. Further, a suction side fluid convection chamber 18 is provided in the suction casing 3 so as to be located on the opposite side of the suction port 2 and communicates with the suction port 2. Further, in the discharge casing 5, a discharge side fluid convection chamber 20 that is provided on the opposite side of the discharge port 4 and communicates with the balance chamber 17 is formed.
[0035]
In addition, the ring-cut multistage pump 1B is disposed between the suction casing 3 and the discharge casing 5 and is used for temperature adjustment in a cylindrical shape covering the periphery of each intermediate casing 6 and each tightening bolt V. A casing 23 is provided. The contact portion between the temperature adjusting casing 23, the suction casing 3 and the discharge casing 5 is appropriately sealed. Similarly, the periphery of the bolt holes arranged in the suction casing 3 and the discharge casing 5 is appropriately sealed. The inside of the temperature adjusting casing 23 is connected to the discharge casing 5 and communicates with an inflow pipe 24 that communicates with the discharge-side fluid convection chamber 20. The temperature adjusting casing 23 communicates with the outflow pipe 25, and the outflow pipe 25 communicates with the suction-side fluid convection chamber 18 in the suction casing 3.
[0036]
For example, when a high-temperature fluid is handled in the ring-cut multistage pump 1B, the fluid that flows into the balance chamber 17 from the intermediate casing 6 and convects in the discharge-side fluid convection chamber 20 enters the temperature adjustment casing 23. Will flow in. The fluid convects in the temperature adjusting casing 23 and transmits heat to the tightening bolts V and then flows into the suction-side fluid convection chamber 18 provided in the suction casing 3. The fluid that has flowed into the suction-side fluid convection chamber 18 convects in the suction-side fluid convection chamber 18 and is sucked into the intermediate casing 6.
[0037]
Thus, in this ring-cut multistage pump 1B, heat is directly transmitted from the fluid to each tightening bolt V inside the temperature adjusting casing 23. In addition, a suction side fluid convection chamber 18 and a discharge side fluid convection chamber 20 through which a part of the fluid flowing in the intermediate casing 6 is circulated are respectively provided in the suction casing 3 and the discharge casing 5. . Accordingly, the temperatures of the suction casing 3 and the discharge casing 5 are uniform as a whole, and are substantially the same as the temperatures of the intermediate casings 6. As a result, the temperatures of the suction casing 3, the discharge casing 5, and the tightening bolts V can be set uniformly as a whole, so that the distortion of the suction casing 3 and the discharge casing 5 and the tightening bolts can be set. Differences in V tightening force are reduced. Therefore, it is possible to prevent a fluid from leaking from the gap formed between the intermediate casings 6.
[0038]
In this ring-cut multistage pump 1B, the fastening bolts V and the fluid are in direct contact with each other. Therefore, it is inevitable that the fastening bolts V corrode to some extent, but if the temperature adjusting casing 23 is removed, Since the degree of corrosion is easily visible, there is no need for excessive maintenance or labor.
[0039]
[ Reference Example 3 ]
FIG. 5 is a sectional view showing Reference Example 3 of the ring-cut multistage pump. The ring-cut multistage pump 1C shown in the figure is similar to the above-described ring-cut multistage pumps 1 to 1B. The suction casing communicates with the suction port, the discharge casing communicates with the discharge port, the suction casing, and the discharge casing. A plurality of intermediate casings arranged between the two are fastened with a fastening bolt and integrated.
[0040]
An annular suction-side annular flow path 32 communicating with the suction port 31 is formed inside the suction casing 30 of the ring-cut multistage pump 1C. In addition, a plurality (six) of suction side radial flow paths 33 are radially branched from the suction side annular flow path 32, and each suction side radial flow path 33 communicates with the inside of the intermediate casing. Similarly, an annular discharge-side annular flow path 52 communicating with the discharge port 51 is formed in the discharge casing 50 of the ring-cut multistage pump 1C. Further, a plurality (six) of discharge-side radial channels 53 are radially branched from the discharge-side annular channel 52, and each discharge-side radial channel 53 communicates with the inside of the intermediate casing.
[0041]
When a high-temperature or low-temperature fluid is handled using the ring-cut multistage pump 1 </ b> C, the fluid flows from the discharge port 31 into the suction-side annular flow path 32 in the suction casing 30 and follows the outer periphery of the suction casing 30. While circulating, it flows into the intermediate casing through a plurality of suction side radial flow paths 33 that are radially branched from the suction side annular flow path 32. On the other hand, the fluid flowing into the discharge casing 50 from the intermediate casing flows into the discharge-side annular flow path 52 via the plurality of discharge-side radial flow paths 53 and flows along the outer periphery of the discharge casing 50, and then discharged. It is discharged from the exit 51.
[0042]
As a result, the fluid flows through almost the entire interior of the suction casing 30 and the discharge casing 50, so that the temperatures of the suction casing 30 and the discharge casing 50 become uniform as a whole, and each intermediate casing has a uniform temperature. It is almost the same as temperature. As a result, the temperature of the fastening bolt V to which heat is transmitted from the suction casing 30 and the discharge casing 50 is substantially the same for each fastening bolt V, and the temperature change of each fastening bolt V follows the temperature change of each intermediate casing. be able to. As a result, the distortion of the suction casing 30 and the discharge casing 50 and the difference in tightening force of each tightening bolt V are reduced, so that a gap is created between the intermediate casings, and fluid leaks from this gap. This can be prevented.
[0043]
【The invention's effect】
Since the ring-cut multistage pump according to the present invention is configured as described above, the temperature distribution of various components such as the suction casing and the tightening bolt can be made uniform, and the leakage of fluid can be reduced. It has safety.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing Reference Example 1 of a ring-cut multistage pump.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a ring-cut multistage pump according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing Reference Example 2 of the ring-cut multistage pump.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing Reference Example 3 of the ring-cut multistage pump.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B, 1C ... Ring-cut type multistage pump, 2,31 ... Suction port, 3,30 ... Suction casing, 4,51 ... Discharge port, 5,50 ... Discharge casing, 6 ... Intermediate casing, 7 ... Blade Car, 14 ... balance mechanism, 17 ... balance chamber, 18 ... suction side fluid convection chamber, 20 ... discharge side fluid convection chamber, 21 ... fluid circulation pipe, 22, 22A ... spacer, 23 ... temperature adjusting casing, 24 ... inflow Pipe, 25 ... Outflow pipe, 30 ... Suction casing, 32 ... Suction side annular channel, 33 ... Suction side radial channel, 52 ... Suction side annular channel, 53 ... Discharge side radial channel, N ... Nut, V ... Fastening bolt.

Claims

A ring cutter in which a suction casing having a suction port, a discharge casing having a discharge port, and a plurality of intermediate casings arranged between the suction casing and the discharge casing are tightened and integrated with a plurality of tightening bolts. In multi-stage pumps,
A ring-cut multistage pump comprising a spacer that contacts an outer surface of each intermediate casing and an outer surface of the tightening bolt.