JP5183784B2 - pump - Google Patents
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Description
本発明は、両吸込型遠心ポンプ、両吸込型斜流ポンプ、片吸込型遠心ポンプ、片吸込型斜流ポンプ、多段ポンプおよび多段タービンポンプなど、吸引した液体を羽根車の回転軸に対して直交方向に流動させて吐出するポンプに関するものである。 The present invention relates to a rotary pump of an impeller such as a double suction centrifugal pump, a double suction mixed flow pump, a single suction centrifugal pump, a single suction mixed flow pump, a multistage pump and a multistage turbine pump. The present invention relates to a pump that discharges by flowing in an orthogonal direction.
この種のポンプは、一端を原動機に連結した回転軸の他端がケーシングに挿入または貫通され、この回転軸に羽根車が配設されている。このポンプは、原動機の駆動により羽根車が回転されると、ケーシングの吸込口から液体を吸引し、羽根車を収容した渦巻室を経て吐出口から吐出する。 In this type of pump, the other end of a rotating shaft having one end connected to a prime mover is inserted or penetrated into a casing, and an impeller is disposed on the rotating shaft. When the impeller is rotated by driving the prime mover, the pump sucks liquid from the suction port of the casing and discharges the liquid from the discharge port through the spiral chamber that houses the impeller.
また、このポンプは、流動により圧力が高くなっている液体が、ケーシングと回転軸の隙間から漏出することを防止するために、ケーシングの支持部にメカニカルシール部を形成している。しかし、このメカニカルシール部は、摺接により発熱するため、冷却する必要がある。 Moreover, this pump forms the mechanical seal part in the support part of the casing in order to prevent the liquid whose pressure is increased by the flow from leaking out from the gap between the casing and the rotating shaft. However, since this mechanical seal part generates heat by sliding contact, it needs to be cooled.
そこで、吸込ポンプのメカニカルシール部に位置するように貫通孔を設け、この貫通孔から所定圧力で水を供給するものがある。しかし、このセルフフラッシング式のポンプは、オリフィスやバルブによる減圧機構を設ける必要があり、構造が複雑でコスト高になるという問題がある。しかも、これらによるフラッシング流量の調整が極めて困難である。 Accordingly, there is a type in which a through hole is provided so as to be positioned at a mechanical seal portion of the suction pump, and water is supplied from the through hole at a predetermined pressure. However, this self-flushing pump needs to be provided with a pressure reducing mechanism using an orifice or a valve, and there is a problem that the structure is complicated and the cost is high. In addition, it is extremely difficult to adjust the flushing flow rate.
これに対して、特許文献１には、片吸込型遠心ポンプにおいて、羽根車に形成されたつりあい穴を通る液体を利用したメカニカルシール部の冷却構造が記載されている。 On the other hand, Patent Document 1 describes a cooling structure for a mechanical seal portion that uses a liquid that passes through a balance hole formed in an impeller in a single suction centrifugal pump.
しかしながら、この特許文献１の冷却構造では、安定して液体を供給できない。即ち、ケーシング内の圧力は、回転軸からの距離が同一でも異なる。よって、つりあい穴を通る液体の流れが安定しないため、安定した冷却作用を得ることができない。 However, the cooling structure disclosed in Patent Document 1 cannot stably supply liquid. That is, the pressure in the casing is different even if the distance from the rotating shaft is the same. Therefore, since the liquid flow through the balance hole is not stable, a stable cooling action cannot be obtained.
また、特許文献２には、ケーシングの吸込口近傍とメカニカルシール部に貫通孔を設け、これら貫通孔にかけて連結管を配管し、圧力差により液体を流動させるようにした軸封装置が記載されている。 Further, Patent Document 2 describes a shaft seal device in which through holes are provided in the vicinity of a suction port of a casing and in a mechanical seal portion, a connecting pipe is piped over the through holes, and a liquid is caused to flow by a pressure difference. Yes.
しかしながら、この特許文献２の冷却構造では、ポンプの外部に還流用の連結管を配管する必要があるため、部品点数が増大し、コスト高になるという問題がある。しかも、連結管が外部に露出しているため、無駄な配置スペースが必要になる。 However, in the cooling structure of Patent Document 2, since it is necessary to connect a connecting pipe for reflux outside the pump, there is a problem that the number of parts increases and the cost increases. Moreover, since the connecting pipe is exposed to the outside, a useless arrangement space is required.
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、不要な配管を行うことなく、確実にメカニカルシール部を冷却可能なポンプを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the conventional problem, and makes it a subject to provide the pump which can cool a mechanical seal part reliably, without performing unnecessary piping.
前記課題を解決するため、本発明のポンプは、吸込口と連通する吸込室と吐出口に連通する吐出室が内部に形成されたケーシングと、前記ケーシングを貫通する回転軸に連結されるとともに前記吐出室に配設され、入口が前記回転軸への連結部に位置し、出口が前記回転軸に対して径方向外側に位置する羽根車と、前記ケーシングの回転軸が貫通する部分に配置されたメカニカルシール部と、を備え、前記吸込口が回転軸の延び方向に対して直交する方向に開口し、前記吸込室が吸込口から吸引した液体を前記回転軸に対して旋回させつつ前記羽根車の入口に案内した後、該羽根車の出口から前記吐出室を経て吐出口から吐出するポンプにおいて、前記ケーシングに、前記メカニカルシール部の近傍に入口が位置し、この入口の流動圧力より低い吸込室の上流側の低圧力領域に出口が位置するように、液体を還流させる還流路を設けるとともに、前記ケーシングの内壁に、前記回転軸に向けて突出する流動抑制部を設け、この流動抑制部により液体流動方向先方に形成される低圧力領域に、前記還流路の出口を開口させた構成としている。 In order to solve the above problems, a pump according to the present invention is connected to a casing in which a suction chamber communicating with a suction port and a discharge chamber communicating with a discharge port are formed, and a rotary shaft penetrating the casing. Arranged in the discharge chamber, the inlet is located at the connecting portion to the rotating shaft, the outlet is located at a portion through which the rotating shaft of the casing penetrates, and the impeller located radially outside the rotating shaft. A mechanical seal portion, wherein the suction port opens in a direction orthogonal to the extending direction of the rotation shaft, and the blade sucks the suction suction from the suction port with respect to the rotation shaft. In the pump that discharges from the outlet of the impeller through the discharge chamber and the discharge port after being guided to the inlet of the vehicle, an inlet is located in the casing in the vicinity of the mechanical seal portion. In addition to providing a reflux path for refluxing the liquid so that the outlet is located in a low pressure region upstream of the suction chamber, a flow suppression portion that protrudes toward the rotating shaft is provided on the inner wall of the casing. The outlet of the reflux path is opened in a low pressure region formed ahead of the liquid flow direction by the suppressing portion.
このポンプによれば、ケーシングに、メカニカルシール部に入口が位置し、この入口より流動圧力が低い上流側の低圧力領域に出口が位置する還流路を設けているため、その差圧による還流作用でメカニカルシール部を確実に冷却できる。そして、還流路は、固定されたケーシングに設けられているため、出口での圧力を安定させることができる。その結果、安定した還流作用を得ることができる。また、ケーシングの内壁に流動抑制部を設け、吸込室内に確実に低圧力領域を形成できるようにしているため、差圧による還流作用を更に確実に得ることができる。さらに、還流路は、既存のメカニカルシール部の構造を、部分的に追加加工を施すだけで形成でき、連結管などの付加部品は必要ないため、コストの増大を防止できる。しかも、セルフフラッシング機構は勿論、外部に突出する余分な連結管がないため、無駄な設置スペースも必要ない。 According to this pump, the casing is provided with a reflux path in which the inlet is located in the mechanical seal portion and the outlet is located in the low pressure region on the upstream side where the flow pressure is lower than the inlet. With this, the mechanical seal can be reliably cooled. And since the reflux path is provided in the fixed casing, the pressure in an exit can be stabilized. As a result, a stable reflux action can be obtained. In addition, since the flow suppressing portion is provided on the inner wall of the casing so that the low pressure region can be reliably formed in the suction chamber, the recirculation action due to the differential pressure can be obtained more reliably. Furthermore, since the reflux path can be formed by only partially adding the structure of the existing mechanical seal portion and no additional parts such as a connecting pipe are required, an increase in cost can be prevented. In addition to the self-flushing mechanism, there is no extra connecting pipe that protrudes to the outside.
このポンプでは、前記羽根車の回転軸に、径方向外向きの水流を付与する攪拌羽根を配設することが好ましい。このようにすれば、メカニカルシール部から還流路を介して吸込室上流側へ所定圧力で強制的な水流（還流作用）を生じさせることができる。よって、特に液体に異物が含まれている場合に、その異物を確実に吸込室上流側へ排除することができる。 In this pump, it is preferable that a stirring blade for providing a radially outward water flow is disposed on the rotating shaft of the impeller. If it does in this way, forced water flow (refluxing action) can be generated at a predetermined pressure from the mechanical seal part to the upstream side of the suction chamber via the reflux path. Therefore, especially when the liquid contains foreign matter, the foreign matter can be reliably removed to the upstream side of the suction chamber.
本発明のポンプでは、還流路の出口での圧力を安定させることができるため、安定した還流作用を得ることができ、確実にメカニカルシール部を冷却することができる。また、連結管などの付加部品は必要ないため、コストの増大を防止できるとともに、無駄な設置スペースも不要である。 In the pump of the present invention, since the pressure at the outlet of the reflux path can be stabilized, a stable reflux action can be obtained, and the mechanical seal portion can be reliably cooled. Further, since no additional parts such as a connecting pipe are required, an increase in cost can be prevented and a useless installation space is unnecessary.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１実施形態に係るポンプの一例である横軸の両吸込型遠心ポンプを示す。この両吸込型遠心ポンプは、ケーシング１０の内部に吸込室２１と吐出室２２とを形成し、吐出室２２内に配設した羽根車２４を回転駆動させることにより、吸込口１４ａから液体を吸引し、この液体を羽根車２４の回転軸２７に対して旋回させつつ吐出室２２に案内し、吐出口１５ａから吐出するものである。 FIG. 1 shows a horizontal suction double-suction centrifugal pump that is an example of a pump according to a first embodiment of the present invention. This both suction type centrifugal pump forms the suction chamber 21 and the discharge chamber 22 in the casing 10, and sucks the liquid from the suction port 14a by rotationally driving the impeller 24 disposed in the discharge chamber 22. The liquid is guided to the discharge chamber 22 while being swung with respect to the rotation shaft 27 of the impeller 24 and discharged from the discharge port 15a.
そして、本実施形態では、ケーシング１０に、メカニカルシール部３１から吸込室２１の上流側へ向けて延びる還流路３７を設け、この還流路３７を通した差圧による還流作用によって、回転軸２７のメカニカルシール部３１を送出する液体で冷却するようにしている。 In the present embodiment, the casing 10 is provided with a reflux path 37 extending from the mechanical seal portion 31 toward the upstream side of the suction chamber 21, and by the reflux action due to the differential pressure through the reflux path 37, The mechanical seal portion 31 is cooled by the liquid that is sent out.
具体的には、前記ケーシング１０は、上側ケーシング１１および下側ケーシング１２を備えている。このケーシング１０は、図２に概略的に示すように、略円形状をなす中央の液体旋回部１３の下部両側、即ち、下側ケーシング１２の前後に両側から突出するように吸込管部１４と吐出管部１５とが一体成形されている。なお、吸込管部１４は後述する吸込室２１のみに連通し、吐出管部１５は後述する吐出室２２のみに連通するように設けられている。 Specifically, the casing 10 includes an upper casing 11 and a lower casing 12. As schematically shown in FIG. 2, the casing 10 includes a suction pipe portion 14 so as to protrude from both sides of the lower portion of the central liquid swiveling portion 13, that is, the front and rear of the lower casing 12. The discharge pipe portion 15 is integrally formed. The suction pipe portion 14 is provided so as to communicate only with a suction chamber 21 described later, and the discharge pipe portion 15 is provided so as to communicate only with a discharge chamber 22 described later.
図１に示すように、ケーシング１０の内部には、上側ケーシング１１の幅方向中央に一対の上側仕切壁１７，１７が設けられるとともに、下側ケーシング１２の幅方向中央に一対の下側仕切壁１８，１８が設けられている。これら仕切壁１７，１８には、やや上方に偏った位置が中心となるように、組付状態で円形状をなす連通口部１９が設けられている。この連通口部１９の内周部にはベアリングが配設されている。また、下側仕切壁１８，１８は、図３に示すように、吸込管部１４から臨んだ状態で現れる端部が閉塞壁２０により閉塞されている。なお、この図３は、吸込管部１４から連通口部１９にかけて流動する液体の流線に沿って切断した状態を示すものである。 As shown in FIG. 1, inside the casing 10, a pair of upper partition walls 17 and 17 are provided at the center in the width direction of the upper casing 11, and a pair of lower partition walls at the center in the width direction of the lower casing 12. 18 and 18 are provided. The partition walls 17 and 18 are provided with a communication port portion 19 having a circular shape in the assembled state so that the position slightly biased upward is the center. A bearing is disposed on the inner periphery of the communication port 19. Further, as shown in FIG. 3, the lower partition walls 18, 18 are closed by the closing wall 20 at the end portions that appear in a state facing the suction pipe portion 14. FIG. 3 shows a state cut along the flow line of the liquid flowing from the suction pipe portion 14 to the communication port portion 19.
このケーシング１０は、吸込管部１４内と連続する仕切壁１７，１８の外側領域が渦巻形状をなす吸込室２１を構成し、この吸込室２１と連通口部１９を介して連続する仕切壁１７，１８の内側領域が対称な渦巻形状をなす吐出室２２を構成する。そして、この吐出室２２は吐出管部１５に連通するように設けられている。なお、吐出室２２は、下側ケーシング１２の下側仕切壁１８，１８間に仕切板２３を設けることにより、内側の吐出室１５ａと外側の吐出室２２ｂとに更に区画されている。 The casing 10 constitutes a suction chamber 21 in which the outer regions of the partition walls 17 and 18 that are continuous with the inside of the suction pipe portion 14 form a spiral shape, and the partition wall 17 that is continuous with the suction chamber 21 via the communication port portion 19. , 18 constitute a discharge chamber 22 having a symmetrical spiral shape. The discharge chamber 22 is provided so as to communicate with the discharge pipe portion 15. The discharge chamber 22 is further divided into an inner discharge chamber 15 a and an outer discharge chamber 22 b by providing a partition plate 23 between the lower partition walls 18, 18 of the lower casing 12.
前記吐出室２２の内部には、複数の羽根を有する遠心羽根車からなる羽根車２４が回転可能に配設されている。この羽根車２４は、回転により吸込管部１４の開口端である吸込口１４ａから液体を吸引し、吸込室２１および吐出室２２を経て吐出管部１５の開口端である吐出口１５ａから液体を吐出するための水流を形成する。この羽根車２４の中心には、ケーシング１０の連通口部１９のベアリングに内嵌し、回転軸２７と一緒に相対的に回転可能に連結する連結部２５が設けられている。また、この羽根車２４の羽根は、連結部２５に入口２６ａが位置し、出口２６ｂが回転軸２７に対して径方向外側に位置するように設けられている。 An impeller 24 including a centrifugal impeller having a plurality of blades is rotatably disposed inside the discharge chamber 22. The impeller 24 sucks liquid from the suction port 14a that is the open end of the suction pipe portion 14 by rotation, and passes the liquid from the discharge port 15a that is the open end of the discharge pipe portion 15 through the suction chamber 21 and the discharge chamber 22. A water flow for discharging is formed. At the center of the impeller 24, a connecting portion 25 is provided which is fitted in a bearing of the communication port portion 19 of the casing 10 and is connected to the rotating shaft 27 so as to be relatively rotatable. Further, the blades of the impeller 24 are provided such that the inlet 26 a is located at the connecting portion 25 and the outlet 26 b is located radially outside the rotation shaft 27.
本実施形態の回転軸２７は、ケーシング１０を貫通するように配設され、その中間位置に羽根車２４が連結される。この回転軸２７は、吸込口１４ａを設けた吸込管部１４の軸方向に対して直交する方向に延びるように配設されている。また、回転軸２７は、ケーシング１０の両側に設けた軸受ブラケット２８Ａ，２８Ｂに回転自在に支持されている。軸受ブラケット２８Ａは、回転軸２７の端部を収容した状態で支持する。また、軸受ブラケット２８Ｂは、回転軸２７を貫通させた状態で支持する。そして、この軸受ブラケット２８Ｂを貫通した回転軸２７の端部には、図示しない原動機に連結されている。 The rotating shaft 27 of this embodiment is arrange | positioned so that the casing 10 may be penetrated, and the impeller 24 is connected to the intermediate position. The rotating shaft 27 is disposed so as to extend in a direction orthogonal to the axial direction of the suction pipe portion 14 provided with the suction port 14a. The rotating shaft 27 is rotatably supported by bearing brackets 28 </ b> A and 28 </ b> B provided on both sides of the casing 10. The bearing bracket 28 </ b> A supports the end portion of the rotating shaft 27 while being accommodated. Further, the bearing bracket 28B supports the rotating shaft 27 in a state in which it passes through. The end of the rotating shaft 27 that passes through the bearing bracket 28B is connected to a motor (not shown).
また、ケーシング１０には、回転軸２７を貫通させる両側部分に、該回転軸２７を回転可能に支持するための支持部２９が設けられている。これら支持部２９，２９は、連通口部１９の中心に一致するように設けられている。本実施形態では、上側ケーシング１１と下側ケーシング１２とを、この支持部２９，２９の位置で分割成形している。そのため、各支持部２９，２９は、それぞれのケーシング１１，１２に半円筒部を形成することにより構成されている。この支持部２９は、回転軸２７の軸方向に沿って吸込室２１内へ向けて膨出する膨出部３０を備えている。この支持部２９の内径は、回転軸２７の外径より大きく、膨出部３０の先端開口は、ケーシング１０内の吸込室２１と連通している。 In addition, the casing 10 is provided with support portions 29 for rotatably supporting the rotary shaft 27 at both side portions through which the rotary shaft 27 passes. These support portions 29 and 29 are provided so as to coincide with the center of the communication port portion 19. In the present embodiment, the upper casing 11 and the lower casing 12 are separately molded at the positions of the support portions 29 and 29. Therefore, each support part 29 and 29 is comprised by forming a semi-cylindrical part in each casing 11 and 12. FIG. The support portion 29 includes a bulging portion 30 that bulges into the suction chamber 21 along the axial direction of the rotating shaft 27. The inner diameter of the support portion 29 is larger than the outer diameter of the rotating shaft 27, and the tip opening of the bulging portion 30 communicates with the suction chamber 21 in the casing 10.
支持部２９の内部には、回転軸２７を密封しつつ回転可能に支持するメカニカルシール部３１が配設されている。このメカニカルシール部３１は、図４に示すように、回転軸２７に密着固定したベース３２と、該ベース３２の外周部に回転可能に配設したドライブリング３３と、これらの間に配設したシールリング３４および回転環３５を備えている。 Inside the support portion 29, a mechanical seal portion 31 that supports the rotary shaft 27 so as to be rotatable while being sealed is disposed. As shown in FIG. 4, the mechanical seal portion 31 is disposed between a base 32 that is closely fixed to the rotary shaft 27, a drive ring 33 that is rotatably disposed on the outer peripheral portion of the base 32, and a gap therebetween. A seal ring 34 and a rotary ring 35 are provided.
さらに、ケーシング１０には、図２に示すように、回転軸２７に向けて突出する流動抑制部３６が設けられている。この流動抑制部３６は、吸込室２１において最も下流側となる領域に位置するように上側ケーシング１１から下向きに傾斜して設けられている。この流動抑制部３６は、図示のように、回転軸２７に向けて略径方向に延びるように、上側ケーシング１１に対して一体的に、または、板状をなす別体のものを配設することにより形成されている。 Further, as shown in FIG. 2, the casing 10 is provided with a flow suppressing portion 36 that protrudes toward the rotating shaft 27. The flow suppressing part 36 is provided so as to be inclined downward from the upper casing 11 so as to be located in the most downstream area in the suction chamber 21. As shown in the figure, the flow suppressing portion 36 is provided integrally with the upper casing 11 or provided as a separate plate so as to extend in the radial direction toward the rotating shaft 27. It is formed by.
そして、本実施形態では、メカニカルシール部３１を配設した支持部２９に、吸込室２１の上流側に向けて延びる還流路３７が設けられている。この還流路３７は、その入口３７ａがメカニカルシール部３１の近傍に位置し、出口３７ｂが入口３７ａの流動圧力より低い上流側の低圧力領域に位置するように設けられている。また、この還流路３７は、支持部２９の膨出部３０の壁に、回転軸２７に対して直交方向に延びるように貫通孔を設けることにより形成されている。この還流路３７は、ポンプの新規製造時に形成する方法だけに限られず、既存ポンプに対して後から追加加工を施して形成することもできる。 In the present embodiment, a reflux path 37 extending toward the upstream side of the suction chamber 21 is provided in the support portion 29 provided with the mechanical seal portion 31. The reflux path 37 is provided such that its inlet 37a is positioned in the vicinity of the mechanical seal portion 31, and its outlet 37b is positioned in an upstream low pressure region lower than the flow pressure of the inlet 37a. Further, the reflux path 37 is formed by providing a through hole in the wall of the bulging portion 30 of the support portion 29 so as to extend in a direction orthogonal to the rotation shaft 27. The reflux path 37 is not limited to a method formed at the time of new manufacture of the pump, and can be formed by performing additional processing on the existing pump later.
ここで、羽根車２４によりケーシング１０の吸込口１４ａから液体を吸い込むことによる吸込室２１の圧力分布を図５に示す。なお、この図５のディスプレー上に表示した中間調画像を参考カラー画像１として物件提出書で提出する。この図に示すように、吸込室２１内を液体が流動することによる圧力は、吸込口１４ａの側から連通口部１９に向けて徐々に高くなる。かつ、回転軸２７を中心として、ケーシング１０の内壁に向けて外側へ徐々に高くなる。これは、連通口部１９から吸込室２１内の液体が吐出室２２内に流入するためである。そして、本実施形態のケーシング１０には流動抑制部３６を設けているため、回転軸２７の延び方向から見て、流動抑制部３６に向けて反時計回りに旋回して流動され、流動抑制部３６に衝突した殆どの液体が、羽根車２４の入口２６ａから吐出室２２へと案内される。その結果、流動抑制部３６の反時計回り方向である液体流動方向先方には、流動圧力が低い低圧力領域が形成される。但し、流動抑制部３６の液体流動方向手前は、液体の流動が抑制（阻止）されるため、流動圧力が高くなる。そのため、本実施形態では、還流路３７は、入口３７ａを流動抑制部３６の延び方向の延長線上近傍に位置するように設け、出口３７ｂを流動抑制部３６の液体流動方向先方に形成される低圧力領域に位置するように設けている。 Here, the pressure distribution in the suction chamber 21 due to the suction of the liquid from the suction port 14a of the casing 10 by the impeller 24 is shown in FIG. The halftone image displayed on the display of FIG. 5 is submitted as a reference color image 1 in the property submission form. As shown in this figure, the pressure due to the liquid flowing in the suction chamber 21 gradually increases from the suction port 14 a side toward the communication port portion 19. And it becomes high gradually toward the inner wall of the casing 10 around the rotating shaft 27. This is because the liquid in the suction chamber 21 flows into the discharge chamber 22 from the communication port portion 19. And since the flow suppression part 36 is provided in the casing 10 of this embodiment, seeing from the extension direction of the rotating shaft 27, it turns and flows counterclockwise toward the flow suppression part 36, and the flow suppression part Most of the liquid that has collided with 36 is guided from the inlet 26 a of the impeller 24 to the discharge chamber 22. As a result, a low pressure region having a low flow pressure is formed in the liquid flow direction ahead of the flow suppression unit 36, which is the counterclockwise direction. However, since the flow of the liquid is suppressed (blocked) before the flow suppressing unit 36 in the liquid flow direction, the flow pressure becomes high. Therefore, in the present embodiment, the reflux path 37 is provided so that the inlet 37a is located in the vicinity of the extension line in the extending direction of the flow suppressing portion 36, and the outlet 37b is formed in the liquid flow direction ahead of the flow suppressing portion 36. It is provided so as to be located in the pressure region.
更に本実施形態の回転軸２７には、図１および図４に示すように、ケーシング１０のメカニカルシール部３１の近傍に位置するように、支持部２９内に係方向外向きの水流を付与するための攪拌羽根３８が配設されている。この攪拌羽根３８は、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、筒状をなす装着部３９の一端にフランジ状をなすように突出する羽根部４０を設けたものである。この羽根部４０は円環状をなし、その外周部には周方向に所定間隔をもって攪拌溝４１が設けられている。この攪拌溝４１は、羽根部４０の外周縁にかけて延びるように設けられている。また、装着部３９の内周部には、パッキン配設溝４２が設けられている。さらに、装着部３９には、内外に貫通する挿通孔４３が設けられ、この挿通孔４３を通して回転軸２７に対してネジで締め付けることにより、該回転軸２７に対して相対的に移動不可能な状態で連結されている。なお、支持部２９内には、膨出部３０の先端開口から回転軸２７に沿って液体が流入する。そのため、この攪拌羽根３８は、攪拌溝４１が膨出部３０の先端開口の側に位置するように装着する。 Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the rotating shaft 27 of the present embodiment is provided with a water flow outward in the engagement direction in the support portion 29 so as to be positioned in the vicinity of the mechanical seal portion 31 of the casing 10. A stirring blade 38 is provided. As shown in FIGS. 6 (A), 6 (B), and 6 (C), the stirring blade 38 is provided with a blade portion 40 that protrudes in a flange shape at one end of a cylindrical mounting portion 39. is there. The blade portion 40 has an annular shape, and a stirring groove 41 is provided on the outer peripheral portion thereof at a predetermined interval in the circumferential direction. The stirring groove 41 is provided so as to extend over the outer peripheral edge of the blade portion 40. Further, a packing arrangement groove 42 is provided on the inner peripheral portion of the mounting portion 39. Further, the mounting portion 39 is provided with an insertion hole 43 that penetrates inside and outside, and is tightened with a screw with respect to the rotary shaft 27 through the insertion hole 43 so that it cannot move relative to the rotary shaft 27. Linked in state. Note that the liquid flows into the support portion 29 along the rotation shaft 27 from the tip opening of the bulging portion 30. Therefore, the stirring blade 38 is mounted so that the stirring groove 41 is located on the side of the front end opening of the bulging portion 30.
このように構成したポンプは、原動機の駆動により回転軸２７を介して羽根車２４を回転させると、吸込管部１４の吸込口１４ａから液体が流入され、円形状をなす液体旋回部１３では、液体が回転軸２７を中心として旋回しながら流動する。そして、液体は、回転軸２７の周囲の羽根車２４の入口２６ａから吸い込まれ、出口２６ｂから吐出室２２内に噴出された後、吐出管部１５の吐出口１５ａから排出される。 In the pump configured as described above, when the impeller 24 is rotated via the rotation shaft 27 by driving the prime mover, the liquid flows in from the suction port 14a of the suction pipe portion 14, and in the liquid swirling portion 13 having a circular shape, The liquid flows while swirling around the rotation shaft 27. Then, the liquid is sucked from the inlet 26 a of the impeller 24 around the rotation shaft 27, ejected from the outlet 26 b into the discharge chamber 22, and then discharged from the discharge port 15 a of the discharge pipe portion 15.
この際、本実施形態では、メカニカルシール部３１を配設する支持部２９が、吸込室２１と連通するように設けられている。そして、この支持部２９には、内部（入口３７ａ）の流動圧力より低い低圧力領域に出口３７ｂが位置するように還流路３７が設けられている。そのため、この入口３７ａと出口３７ｂの差圧により、連通口部１９の周囲に位置する液体の一部は、図３中矢印で示すように、支持部２９の開口から支持部２９内に流入し、還流路３７を経て吸込室２１の上流側に還流される。そして、還流路３７は、固定されたケーシング１０に設けられているため、出口３７ｂでの圧力が物理的に変動することはない。よって、図３に示す還流作用を安定して得ることが可能である。その結果、使用により発熱するメカニカルシール部３１を確実に冷却することができる。 At this time, in the present embodiment, the support portion 29 on which the mechanical seal portion 31 is disposed is provided so as to communicate with the suction chamber 21. The support portion 29 is provided with a reflux path 37 so that the outlet 37b is located in a low pressure region lower than the flow pressure inside (inlet 37a). Therefore, due to the differential pressure between the inlet 37a and the outlet 37b, a part of the liquid located around the communication port portion 19 flows into the support portion 29 from the opening of the support portion 29 as shown by an arrow in FIG. Then, it is refluxed to the upstream side of the suction chamber 21 through the reflux path 37. And since the reflux path 37 is provided in the fixed casing 10, the pressure in the exit 37b does not physically fluctuate. Therefore, it is possible to stably obtain the reflux action shown in FIG. As a result, the mechanical seal 31 that generates heat by use can be reliably cooled.
また、本実施形態では、メカニカルシール部３１の近傍に位置するように、支持部２９内に攪拌羽根３８を設けているため、支持部２９内の液体に回転軸２７に対して径方向外向きに向かう水流が付与される。そして、還流路３７は、回転軸２７に対して直交（径）方向に延びるように設けられている。そのため、液体は、攪拌羽根３８による水流で、強制的に還流路３７を通して上流側に通水される。よって、液体に異物が含まれている場合に、その異物を確実に吸込室２１の上流側へ排除することができ、メカニカルシール部３１への異物の堆積を防止できる。しかも、還流路３７の出口３７ｂに対して入口３７ａの流動圧力が確実に高くなる。そのため、ケーシング１０に対する還流路３７の製造誤差や、送出する液体量に伴う圧力変動が生じても、確実に還流作用を得ることができ、メカニカルシール部３１の冷却を実現できる。 In the present embodiment, since the stirring blade 38 is provided in the support portion 29 so as to be positioned in the vicinity of the mechanical seal portion 31, the liquid in the support portion 29 is directed radially outward with respect to the rotation shaft 27. Water flow toward is provided. The reflux path 37 is provided so as to extend in the orthogonal (diameter) direction with respect to the rotation shaft 27. Therefore, the liquid is forced to flow upstream through the reflux path 37 by the water flow generated by the stirring blade 38. Therefore, when a foreign substance is contained in the liquid, the foreign substance can be reliably removed to the upstream side of the suction chamber 21, and the accumulation of the foreign substance on the mechanical seal portion 31 can be prevented. Moreover, the flow pressure at the inlet 37a is reliably higher than the outlet 37b of the reflux path 37. Therefore, even if a manufacturing error of the reflux path 37 with respect to the casing 10 or a pressure fluctuation caused by the amount of liquid to be sent out occurs, a reflux action can be reliably obtained, and cooling of the mechanical seal portion 31 can be realized.
さらに、本実施形態では、ケーシング１０に流動抑制部３６を設けているため、この流動抑制部３６に対して液体流動方向の前後に流動圧力が異なる領域を形成することができる。よって、確実に還流路３７の出口３７ｂを設定し、差圧による還流作用を確実に得ることができる。しかも、還流路３７は、既存のメカニカルシール部３１の構造を、部分的に追加加工を施すだけで形成でき、連結管などの付加部品は必要ないため、コストの増大を防止できる。また、外部に突出する余分な連結管がないため、無駄な設置スペースも必要ない。 Furthermore, in this embodiment, since the flow suppression part 36 is provided in the casing 10, the area | region where a flow pressure differs with respect to this flow suppression part 36 before and behind a liquid flow direction can be formed. Therefore, it is possible to reliably set the outlet 37b of the reflux path 37 and reliably obtain the reflux action due to the differential pressure. In addition, the reflux path 37 can be formed by only partially performing an additional process on the structure of the existing mechanical seal portion 31, and additional parts such as a connecting pipe are not necessary, thereby preventing an increase in cost. Moreover, since there is no extra connecting pipe protruding outside, no unnecessary installation space is required.
図７は第２実施形態のポンプの圧力分布を示す。なお、この図７のディスプレー上に表示した中間調画像を参考カラー画像２として物件提出書で提出する。この第２実施形態では、流動抑制部３６を下側ケーシング１２から斜め上向きに傾斜するように設けた点で、第１実施形態と相違している。このようにしても、図示のように、流動抑制部３６に対して液体流動方向の前方に流動圧力が低い低圧力領域を形成することができる。よって、第１実施形態と同様に、回転軸２７の周辺の液体を支持部２９内に吸い込み、還流路３７を通して入口３７ａから低流動圧力の出口３７ｂから吸込室２１の上流側に流れる還流作用を得ることができる。そのため、確実にメカニカルシール部３１を冷却することができる。 FIG. 7 shows the pressure distribution of the pump of the second embodiment. The halftone image displayed on the display of FIG. 7 is submitted as a reference color image 2 in the property submission form. The second embodiment is different from the first embodiment in that the flow suppressing portion 36 is provided so as to be inclined obliquely upward from the lower casing 12. Even in this case, as shown in the drawing, it is possible to form a low pressure region with a low flow pressure in front of the flow suppressing portion 36 in the liquid flow direction. Therefore, similarly to the first embodiment, the liquid around the rotating shaft 27 is sucked into the support portion 29, and the reflux action flows from the inlet 37a to the upstream side of the suction chamber 21 from the inlet 37a through the reflux path 37. Can be obtained. Therefore, the mechanical seal part 31 can be reliably cooled.
本発明者らは、本発明の構成による効果を確認するために、第１実施形態に示すポンプを用いて実験を行った。この実験では、還流路３７での流量を計測するために流量計を設置するとともに、攪拌羽根３８の外周部、支持部２９の入口３７ａおよび還流路３７の出口３７ｂ近傍に圧力センサを設置し、原動機を１０００ｍｉｎ−１で回転させ、８０００L／minの液体を吐出口１５ａから送出するポンプの運転状態で、所定部位の圧力kgf／cm２と潤滑水量１／hrとを測定した。 The present inventors conducted experiments using the pump shown in the first embodiment in order to confirm the effects of the configuration of the present invention. In this experiment, a flow meter is installed to measure the flow rate in the reflux path 37, and pressure sensors are installed in the vicinity of the outer periphery of the stirring blade 38, the inlet 37a of the support 29, and the outlet 37b of the reflux path 37, The pressure kgf / cm 2 and the amount of lubricating water 1 / hr at a predetermined site were measured in the operating state of the pump that rotated the prime mover at 1000 min −1 and delivered 8000 L / min of liquid from the discharge port 15 a.
図８に示すように、攪拌羽根３８の外周部での圧力Ｐ１は、支持部２９内（入口３７ａ）の圧力Ｐ２より高く、この圧力Ｐ２より還流路３７の出口３７ｂ近傍の圧力Ｐ３が高い状態となる。また、潤滑水量は、スラスト軸受（軸受ブラケット２８Ａ）側での水量が、カップリング（軸受ブラケット２８Ｂ）側での水量より多くなる。そのため、このポンプでは、液体が支持部２９の開口から支持部２９内に流入し、還流路３７の入口３７ａから出口３７ｂへ流れる還流作用を得ることが可能であることを確認できた。 As shown in FIG. 8, the pressure P1 at the outer periphery of the stirring blade 38 is higher than the pressure P2 in the support 29 (inlet 37a), and the pressure P3 in the vicinity of the outlet 37b of the reflux path 37 is higher than this pressure P2. It becomes. The amount of lubricating water is such that the amount of water on the thrust bearing (bearing bracket 28A) side is greater than the amount of water on the coupling (bearing bracket 28B) side. Therefore, in this pump, it has been confirmed that it is possible to obtain a reflux action in which the liquid flows into the support portion 29 from the opening of the support portion 29 and flows from the inlet 37a to the outlet 37b of the reflux path 37.
なお、本発明のポンプは、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。 In addition, the pump of this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various change is possible.
例えば、前記実施形態では、等間隔に攪拌溝４１を設けた羽根部４０を有するバランスタイプの攪拌羽根３８を支持部２９内に配設したが、不均等に攪拌溝４１を設けた羽根部４０を有するアンバランスタイプの攪拌羽根３８を配設する構成としてもよい。また、前記実施形態では、ケーシング１０内に流動抑制部３６を設けたが、この流動抑制部３６は設けない構成であってもよい。そして、この攪拌羽根３８の形状（例えば攪拌溝４１）は、還流に必要な流量に応じて変更することが好ましい。 For example, in the above-described embodiment, the balance type stirring blade 38 having the blade portion 40 provided with the stirring groove 41 at equal intervals is disposed in the support portion 29, but the blade portion 40 provided with the stirring groove 41 unevenly. It is good also as a structure which arrange | positions the unbalanced type stirring blade 38 which has these. Moreover, in the said embodiment, although the flow suppression part 36 was provided in the casing 10, the structure which does not provide this flow suppression part 36 may be sufficient. And it is preferable to change the shape (for example, stirring groove 41) of this stirring blade 38 according to the flow volume required for recirculation | reflux.
さらに、前記実施形態では、ポンプとして両吸込型遠心ポンプに本発明の還流路３７を設ける構成を採用したが、両吸込型斜流ポンプ、片吸込型遠心ポンプ、片吸込型斜流ポンプ、多段ポンプおよび多段タービンポンプなどのポンプであっても同様に適用可能であり、同様の作用および効果を得ることができる。即ち、メカニカルシール部３１を配設する回転軸２７の支持部２９が、ケーシング１０内の吸込室２１に連通するポンプであれば、いずれでも適用可能である。 Furthermore, in the said embodiment, although the structure which provides the reflux path 37 of this invention as a pump in both suction type centrifugal pumps was employ | adopted, a double suction type mixed flow pump, a single suction type centrifugal pump, a single suction type mixed flow pump, a multistage Even pumps such as pumps and multi-stage turbine pumps can be applied in the same manner, and similar actions and effects can be obtained. That is, any support can be applied as long as the support portion 29 of the rotating shaft 27 on which the mechanical seal portion 31 is disposed is a pump communicating with the suction chamber 21 in the casing 10.
１０…ケーシング
１４ａ…吸込口
１５ａ…吐出口
１９…連通口部
２１…吸込室
２２…吐出室
２４…羽根車
２５…連結部
２６ａ…入口
２６ｂ…出口
２７…回転軸
２９…支持部
３０…膨出部
３１…メカニカルシール部
３６…流動抑制部
３７…還流路
３７ａ…入口
３７ｂ…出口
３８…攪拌羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Casing 14a ... Suction port 15a ... Discharge port 19 ... Communication port part 21 ... Suction chamber 22 ... Discharge chamber 24 ... Impeller 25 ... Connection part 26a ... Inlet 26b ... Outlet 27 ... Rotating shaft 29 ... Support part 30 ... Swelling Part 31 ... Mechanical seal part 36 ... Flow suppression part 37 ... Reflux path 37a ... Inlet 37b ... Outlet 38 ... Stirring blade
Claims (2)
前記ケーシングを貫通する回転軸に連結されるとともに前記吐出室に配設され、入口が前記回転軸への連結部に位置し、出口が前記回転軸に対して径方向外側に位置する羽根車と、
前記ケーシングの回転軸が貫通する部分に配置されたメカニカルシール部と、
を備え、前記吸込口が回転軸の延び方向に対して直交する方向に開口し、前記吸込室が吸込口から吸引した液体を前記回転軸に対して旋回させつつ前記羽根車の入口に案内した後、該羽根車の出口から前記吐出室を経て吐出口から吐出するポンプにおいて、
前記ケーシングに、前記メカニカルシール部の近傍に入口が位置し、この入口の流動圧力より低い吸込室の上流側の低圧力領域に出口が位置するように、液体を還流させる還流路を設けるとともに、
前記ケーシングの内壁に、前記回転軸に向けて突出する流動抑制部を設け、この流動抑制部により液体流動方向先方に形成される低圧力領域に、前記還流路の出口を開口させたことを特徴とするポンプ。 A casing in which a suction chamber communicating with the suction port and a discharge chamber communicating with the discharge port are formed;
An impeller that is connected to a rotating shaft that penetrates the casing and is disposed in the discharge chamber, an inlet is located at a connecting portion to the rotating shaft, and an outlet is located radially outside the rotating shaft; ,
A mechanical seal portion disposed in a portion through which the rotating shaft of the casing passes,
The suction port opens in a direction orthogonal to the direction of extension of the rotating shaft, and the suction chamber guides the liquid sucked from the suction port to the inlet of the impeller while turning with respect to the rotating shaft. After, in the pump that discharges from the outlet through the discharge chamber from the outlet of the impeller,
In the casing, an inlet is located in the vicinity of the mechanical seal portion, and a reflux path for refluxing the liquid is provided so that the outlet is located in a low pressure region upstream of the suction chamber lower than the flow pressure of the inlet.
Provided on the inner wall of the casing is a flow suppressing portion that protrudes toward the rotating shaft, and the outlet of the reflux path is opened in a low pressure region that is formed forward of the liquid flow direction by the flow suppressing portion. And pump.
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