JP7353893B2 - 立形多段ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、立形多段ポンプに関するものである。

下記特許文献１の図１には、流体設備の配管の途中に組み込まれて使用される立形多段ポンプが開示されている。この立形多段ポンプは、鉛直方向に延びる回転軸と、当該回転軸に固定された複数の羽根車と、当該複数の羽根車を収容すると共に、下端に１段目の羽根車の吸込口を備える多段ポンプ室と、水平方向に延びる吸込ノズルを備え、当該吸込ノズルと上記吸込口とを連通させる連通空間を形成する下部ケーシングと、を有している。

特表２０１７－５３１７５７号公報

このような立形多段ポンプにおいて、吸込ノズルから水平方向に吸い込まれた流体は、下部ケーシングの連通空間において吸込口に向かって流路を略９０度変え、当該流路を変えた直後に羽根車に流入される。流体には、このような流路変更時に多くの旋回渦が発生する。当該旋回渦は、流体の流れを妨げ、流体損失の発生によりポンプの吸込性能が低下させる。このため、流体が高温水の場合や、高地などで使用する場合には、流体の吸い込みが困難になる可能性があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる立形多段ポンプの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る立形多段ポンプは、鉛直方向に延びる回転軸と、前記回転軸に固定された複数の羽根車と、前記複数の羽根車を収容すると共に、下端に１段目の羽根車の吸込口を備える多段ポンプ室と、水平方向に延びる吸込ノズルを備え、前記吸込ノズルと前記吸込口とを連通させる連通空間を形成する下部ケーシングと、前記多段ポンプ室と前記下部ケーシングとの間に介在し、前記連通空間を鉛直方向に拡張させる内筒部材と、を有する。

上記立形多段ポンプにおいては、前記内筒部材の周壁よりも前記内筒部材の内側に向かって突出した環状壁を有してもよい。
また、上記立形多段ポンプにおいては、前記環状壁の内端縁の中心が、前記吸込口の中心に対して偏心していてもよい。
また、上記立形多段ポンプにおいては、前記内筒部材の下端開口から前記吸込口まで鉛直方向に延びる円筒ガイドを有してもよい。
また、上記立形多段ポンプにおいては、前記円筒ガイドの内側に設けられた整流格子を有してもよい。
また、上記立形多段ポンプにおいては、前記円筒ガイドの中心が、前記吸込口の中心に対して偏心していてもよい。
また、上記立形多段ポンプにおいては、前記下部ケーシングの前記連通空間において、前記回転軸の中心軸に向かって径方向に延びる第１旋回防止板と、前記内筒部材の内側において、前記回転軸の中心軸に向かって径方向に延びる第２旋回防止板と、を有してもよい。

上記本発明の態様によれば、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

第１実施形態に係る立形多段ポンプの全体構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第２実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第３実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第４実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第４実施形態に係る立形多段ポンプが有するガイド部の平面図である。 第４実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第５実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第６実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプが有する円筒ガイド７０の底面図である。 第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。 第７実施形態に係る立形多段ポンプの要部構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る立形多段ポンプ１の全体構成を示す断面図である。
図１に示すように、立形多段ポンプ１は、モータ部１０と、カップリング部２０と、ポンプ部３０と、を有する。ポンプ部３０は、鉛直方向に延びる回転軸２を有する。以下の説明では、回転軸２の中心軸Ｏが延びる方向（鉛直方向）を軸方向といい、中心軸Ｏに直交する方向を径方向といい、中心軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

モータ部１０は、ポンプ部３０の上方に配置され、カップリング３を介して回転軸２と接続されている。モータ部１０は、カップリング部２０のブラケット２１を介してポンプ部３０に支持されている。このモータ部１０は、指定の回転数で回転する。なお、モータ部１０は、指定の回転数によらず、商用電源でもインバータ使用等によって低高速回転（変速）できる構成であっても構わない。

カップリング部２０は、カップリング３を囲うブラケット２１と、ブラケット２１に取り付けられ、カップリング３を覆うガード部材２２と、を有する。ブラケット２１は、モータ部１０が取り付けられる台座部２１ａと、台座部２１ａを支持する脚部２１ｂと、脚部２１ｂが立設する蓋部２１ｃと、を有する。台座部２１ａは、中心軸Ｏを中心とする環状に形成されている。

脚部２１ｂは、台座部２１ａの下面に、周方向に間隔をあけて接続されている。脚部２１ｂ間には、カップリング３が配置されている。ガード部材２２は、脚部２１ｂ間の空間を閉塞するように、脚部２１ｂに取り付けられている。蓋部２１ｃは、脚部２１ｂの下端と接続され、ポンプ部３０の上部を覆っている。蓋部２１ｃは、中心軸Ｏを中心とする略有頂筒状に形成され、その中心に回転軸２が挿通される挿通孔２３が形成されている。

挿通孔２３には、メカニカルシール２４が配設されている。メカニカルシール２４は、回転軸２と挿通孔２３との隙間を軸封し、ポンプ部３０から挿通孔２３を介して流体が外部に漏れ出すことを防止する。蓋部２１ｃの挿通孔２３よりも径方向外側には、呼び水栓２１ｃ１および空気抜き栓２１ｃ２が配設されている。回転軸２には、ポンプ部３０の内部において、軸方向に間隔をあけて複数の羽根車４が固定されている。

羽根車４は、主板５と、側板６と、複数のブレード７と、を有する。主板５は、中心軸Ｏを中心とする円板状に形成され、回転軸２に固定されている。側板６は、主板５と同軸の環状に形成され、主板５と隙間をあけて配置されている。主板５及び側板６は、複数のブレード７を介して接続されている。主板５、側板６、及び複数のブレード７によって囲まれた空間は、流体を径方向に導く流路となっている。側板６は、羽根車４の吸込口８を形成している。

ポンプ部３０は、複数の羽根車４を収容する筒状のケーシング３１を備えている。ケーシング３１は、羽根車４によって流体を昇圧する多段ポンプ室３０Ａを内部に形成している。ケーシング３１は、中間ケーシング３１ａと、中間ケーシング３１ａに上部に配置された上部ケーシング３１ｂと、中間ケーシング３１ａの下部に配置された下部ケーシング３１ｃと、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの外側に配置された外ケーシング３１ｄと、を有する。

中間ケーシング３１ａは、鋼板などをプレス成形して有底筒状に形成され、その底部中央に回転軸２が挿通される開口が形成されている。中間ケーシング３１ａは、羽根車４の数に応じて多段に積み重ねられている。中間ケーシング３１ａの底部下面には、吸込板３３が溶接により取り付けられている。また、吸込板３３の下面には、戻し羽根３４が溶接により取り付けられている。そして、中間ケーシング３１ａの底部開口の内壁には、羽根車４の吸込口８の周囲からの流体の漏れを防止するライナリング３５が取り付けられている。

上部ケーシング３１ｂは、中間ケーシング３１ａと同様の有底筒状に形成され、中間ケーシング３１ａの最上段に積み重ねられている。上部ケーシング３１ｂの周壁には、複数の連通孔３１ｂ１が形成されている。外ケーシング３１ｄは、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの径方向外側を囲う円筒状に形成されている。外ケーシング３１ｄは、中間ケーシング３１ａ及び上部ケーシング３１ｂの径方向外側に、連通孔３１ｂ１と連通する環状流路を形成している。上部ケーシング３１ｂ及び外ケーシング３１ｄの上部は、蓋部２１ｃの下面に配設されたケーシングカバー３１ｅによって覆われている。

下部ケーシング３１ｃは、多段ポンプ室３０Ａの下端の吸込口８に連通する連通空間Ｓ１を形成すると共に、外ケーシング３１ｄの内側の上述した環状流路に連通する連通空間Ｓ２（第２の連通空間）を形成している。下部ケーシング３１ｃは、連通空間Ｓ１を内側に形成する第１フレーム３１ｃ１と、第１フレーム３１ｃ１の外側を囲い、第１フレーム３１ｃ１との間に連通空間Ｓ２を形成する第２フレーム３１ｃ２と、を有する。

第１フレーム３１ｃ１は、連通孔３１ｃ３が形成された鍔部３１ｃ４を備える有底筒状（略皿型）に形成されている。連通孔３１ｃ３は、鍔部３１ｃ４を軸方向に貫通し、上述した環状流路と連通空間Ｓ２とを連通させている。第２フレーム３１ｃ２は、第１フレーム３１ｃ１を入れ子状に収容する有底筒状に形成されている。第２フレーム３１ｃ２の内周面に、第１フレーム３１ｃ１の鍔部３１ｃ４の外端縁が接することで、第１フレーム３１ｃ１の外周面と第２フレーム３１ｃ２の内周面との間に隙間（連通空間Ｓ２）が形成される。

下部ケーシング３１ｃは、水平方向に延びる吸込ノズル３６と、同じく水平方向に延びる吐出ノズル３７と、を有する。吸込ノズル３６は、第２フレーム３１ｃ２の周壁を貫通して接合されると共に、第１フレーム３１ｃ１の周壁を貫通し、連通空間Ｓ１まで延びている。吐出ノズル３７は、吸込ノズル３６と背中合わせで同一直線上に配置され、第２フレーム３１ｃ２の周壁を貫通して接合されると共に、第１フレーム３１ｃ１の周壁は貫通せずに、連通空間Ｓ２と連通している。

下部ケーシング３１ｃの下部には、ポンプ台３２が設けられている。ポンプ台３２は、カップリング部２０のブラケット２１と、ケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂによって軸方向に連結されている。ケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂは、周方向に間隔をあけて複数設けられている。複数のケーシングボルト３２ａ及びナット３２ｂの締め付けにより、多段の中間ケーシング３１ａ、上部ケーシング３１ｂ、下部ケーシング３１ｃ、及びケーシングカバー３１ｅ（さらには後述する内筒部材４０）が、軸方向において挟持されている。

上記構成のポンプ部３０によれば、羽根車４が回転すると、吸込ノズル３６から流体が下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１に吸い込まれる。下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１に吸い込まれた流体は、多段ポンプ室３０Ａの下端の吸込口８から１段目の羽根車４に吸い込まれて昇圧される。１段目の羽根車４から吐き出された流体は、戻し羽根３４及び吸込板３３により形成される流路を通って次段の羽根車４の吸込側に導かれる。

流体は、このように複数の羽根車４により多段昇圧された後、上部ケーシング３１ｂ内に流入する。上部ケーシング３１ｂ内に流入した流体は、連通孔３１ｂ１から上部ケーシング３１ｂの外側に形成された環状流路を通って下降し、連通孔３１ｃ３を介して連通空間Ｓ２に流入する。連通空間Ｓ２に流入した流体は、下部ケーシング３１ｃに接続された吐出ノズル３７を介して吐出される。吐出ノズル３７は、吸込ノズル３６と同一直線上に配置されているため、工場などの流体設備の配管の途中に組み込むことが可能である。

このような立形多段ポンプ１においては、吸込ノズル３６から流体が水平方向に吸い込まれ、下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１において吸込口８に向かって流路を略９０度変え、羽根車４に流入される。流体には、このような流路変更時に多くの旋回渦が発生する。以下では、このような旋回渦の発生を抑制する特徴的な構造について、図２を参照して説明する。

図２は、第１実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
立形多段ポンプ１は、図２に示すように、多段ポンプ室３０Ａの下端に配置された１段目の羽根車４Ａの第１吸込口８Ａが、多段ポンプ室３０Ａが備える２段目以降の羽根車４Ｂの第２吸込口８Ｂよりも大きく形成されている。つまり、第１吸込口８Ａのマウス径Ｄ１は、第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２よりも大きい。

ところで、上述した吸込ノズル３６の入口径Ｄ４（ポンプ口径）は、使用する流量によってＪＩＳ規格などで一律で決まっている。２段目以降の羽根車４Ｂの第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２は、吸込ノズル３６の入口径Ｄ４により決まる標準品の吸込口径である。具体的に、第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２は、吸込ノズル３６の入口径Ｄ４に対し、１～１．５倍の寸法を有する。そして、第１吸込口８Ａのマウス径Ｄ１は、その第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２に対し、１．５～２倍の寸法を有している。

また、立形多段ポンプ１は、図２に示すように、上述した多段ポンプ室３０Ａ（中間ケーシング３１ａ）と下部ケーシング３１ｃとの間に介在し、連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張させる内筒部材４０を有している。

内筒部材４０は、中間ケーシング３１ａと同様に、鋼板などをプレス成形して有底筒状に形成されている。この内筒部材４０には、中間ケーシング３１ａの最下段が積み重ねられている。内筒部材４０は、底部中央に、中心軸Ｏを中心とする下端開口４１が形成されている。また、内筒部材４０の下端開口４１よりも径方向外側には、下部ケーシング３１ｃの第１フレーム３１ｃ１の上端開口の内端縁に係合可能なインロー部４２（段差部）が形成されている。

軸方向における内筒部材４０の高さＨ２は、中間ケーシング３１ａの高さＨ１に対し、０．５～２倍の寸法を有する。仮に、内筒部材４０の高さＨ２が、中間ケーシング３１ａの高さＨ１と同じであれば、中間ケーシング３１ａ（吸込板３３、戻し羽根３４、ライナリング３５無し）の部品を流用して、内筒部材４０を低コストで形成することができる。なお、内筒部材４０の円筒径Ｄ６（内筒部材４０の周壁の内径）は、積み重ねを考慮して中間ケーシング３１ａの円筒径と同径であるとよい。

内筒部材４０の底部下面には、内筒部材４０の周壁よりも内筒部材４０の内側に向かって突出した環状壁５０が、溶接により取り付けられている。環状壁５０は、ドーナツ状に形成され、その内端縁５１は中心軸Ｏを中心に形成されている。環状壁５０の内径Ｄ３は、上述した吸込ノズル３６の入口径Ｄ４により決まる標準品の吸込口径（羽根車４Ｂの第２吸込口８Ｂ）に対し、１．５～３倍の寸法を有する。

上記構成の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４Ａの第１吸込口８Ａを備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と第１吸込口８Ａとを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、多段ポンプ室３０Ａと下部ケーシング３１ｃとの間に介在し、連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張させる内筒部材４０と、を有するので、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

すなわち、吸込ノズル３６から羽根車４Ａの第１吸込口８Ａに至る流体の流れは、水平方向から鉛直方向に略９０度変化するため旋回渦などの乱流が生じるが、当該９０度変化後に、内筒部材４０によって連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張し距離を設けることにより、羽根車４Ａの第１吸込口８Ａに流入する前に、乱流をある程度整流することができる。したがって、羽根車４Ａの第１吸込口８Ａに流入する旋回渦が少なくなり、ポンプの吸込効率が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化が抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

また、本実施形態では、内筒部材４０の周壁よりも内筒部材４０の内側に向かって突出した環状壁５０を有しているので、連通空間Ｓ１の外周部分で発生する乱流を整流することができる。したがって、羽根車４Ａの第１吸込口８Ａに流入する旋回渦が少なくなり、ポンプの吸込効率がより向上する。

また、上記構成の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の第１吸込口８Ａを備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と第１吸込口８Ａとを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、を有し、第１吸込口８Ａは、多段ポンプ室３０Ａが備える２段目以降の羽根車４の第２吸込口８Ｂよりも大きく形成されているので、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

すなわち、吸込ノズル３６から連通空間Ｓ１に流入した流体は、羽根車４の吸込口８に入る際に流路が狭くなることで旋回渦などの乱流が生じるが、羽根車４Ａの第１吸込口８Ａのマウス径Ｄ１は、通常の標準品吸込口径（第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２）より大きく形成されているので、流路径の変化を緩和することができる。これにより、流体の流れを定常流れに近づけ、羽根車４Ａの第１吸込口８Ａに流入する乱流（旋回渦など）を抑制できるため、ポンプの吸込効率が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化が抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

上述した第１実施形態においては、下記図３～図５に示す変形例を採用することができる。

図３は、第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図３に示す立形多段ポンプ１では、多段ポンプ室３０Ａの下端に配置された１段目の羽根車４Ａの第１吸込口８Ａが、多段ポンプ室３０Ａが備える２段目以降の羽根車４Ｂの第２吸込口８Ｂよりも大きく形成されていない。つまり、第１吸込口８Ａのマウス径Ｄ１は、第２吸込口８Ｂのマウス径Ｄ２（標準品吸込口径）と等しくてもよい。この構成であっても、上述した内筒部材４０を有していれば、連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張させて流体の流れを整流し、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

図４は、第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図４に示す立形多段ポンプ１では、環状壁５０の内端縁５１の中心Ｏ１が、羽根車４の吸込口８の中心（中心軸Ｏ）に対して偏心している。環状壁５０の内端縁５１の、中心軸Ｏに対する水平方向の偏心量Ｇ１は、一例として、０．１ｍｍ～４０ｍｍであるとよい。なお、環状壁５０の内端縁５１を軸方向から見た平面視の形状は、円形に限らず、楕円形であってもよい。

この構成によれば、環状壁５０の中心Ｏ１を羽根車４の吸込口８の中心（中心軸Ｏ）を一致させずにずらすことにより、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を略９０度変える際に発生する旋回渦の内筒部材４０への均一的な流入を遮断し（流れを乱し）、旋回渦を減少させることができる。当該旋回渦の減少により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。

図５は、第１実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図５に示す立形多段ポンプ１では、多段ポンプ室３０Ａ（中間ケーシング３１ａ）と下部ケーシング３１ｃとの間に内筒部材４０が介在していない。つまり、下部ケーシング３１ｃに中間ケーシング３１ａが直接積み重ねられていてもよい。この構成であっても、多段ポンプ室３０Ａの下端に配置された１段目の羽根車４Ａの第１吸込口８Ａが、多段ポンプ室３０Ａが備える２段目以降の羽根車４Ｂの第２吸込口８Ｂよりも大きく形成されていれば、旋回渦を減少させ、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、第２実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図６に示すように、第２実施形態の立形多段ポンプ１は、連通空間Ｓ１において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる旋回防止板６０を有する点で、上記実施形態と異なる。

旋回防止板６０は、図６に示すように、矩形板状に形成され、連通空間Ｓ１において吸込ノズル３６と反対側に配設されている。旋回防止板６０は、下部ケーシング３１ｃの第１フレーム３１ｃ１の底部上面及び周壁内面に接合されると共に、第１フレーム３１ｃ１の周壁から中心軸Ｏまで径方向に延びている。また、旋回防止板６０は、第１フレーム３１ｃ１の底部上面から、吸込ノズル３６の中心を通る延長線Ｌ１よりも鉛直方向上方まで延びている。一例として、旋回防止板６０は、板厚が３ｍｍで７０ｍｍ×７５ｍｍの寸法を有する。

上記構成によれば、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を９０度変える際に発生する旋回渦を旋回防止板６０で分断し、整流させることができる。このような旋回渦の整流化により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化を抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

したがって、上述した第２実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、連通空間Ｓ１において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる旋回防止板６０と、を有する、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は、第３実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図７に示すように、第３実施形態の立形多段ポンプ１は、連通空間Ｓ１の底面において、回転軸２を中心とする円錐状に隆起した隆起部６１を有する点で、上記実施形態と異なる。

隆起部６１は、図７に示すように、中心軸Ｏと同軸の円錐状に形成され、連通空間Ｓ１の底面から鉛直方向上方に隆起している。隆起部６１は、下部ケーシング３１ｃの第１フレーム３１ｃ１の底部を円錐状にプレス成形することにより形成することができる。なお、第１フレーム３１ｃ１の底部上面に円錐状のプレートを接合することで、隆起部６１を形成しても構わない。隆起部６１は、吸込ノズル３６の中心を通る延長線Ｌ１以下の高さで、第１フレーム３１ｃ１の底部上面から鉛直方向上方に延びている。一例として、隆起部６１は、先端がＲ２０の丸みを帯びており、３４ｍｍ×φ１２７ｍｍの寸法を有する。

上記構成によれば、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を９０度変える際に、円錐状の隆起部６１に沿って流れるため、旋回渦の発生を抑制することができる。旋回渦を抑制により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化を抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

したがって、上述した第３実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、連通空間Ｓ１の底面において、回転軸２を中心とする円錐状に隆起した隆起部６１と、を有する、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図８は、第４実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。図９は、第４実施形態に係る立形多段ポンプ１が有するガイド部６２の平面図である。
図８に示すように、第４実施形態の立形多段ポンプ１は、連通空間Ｓ１において、吸込ノズル３６の延長線Ｌ１上に配置され、水平方向から鉛直方向上方に向かって湾曲したガイド部６２を有する点で、上記実施形態と異なる。

ガイド部６２は、図８に示すように、連通空間Ｓ１において吸込ノズル３６の下方から水平方向に延びた水平部６２ａと、水平部６２ａから鉛直方向上方に湾曲した湾曲部６２ｂと、を有する。水平部６２ａは、吸込ノズル３６の下方から中心軸Ｏまで径方向に延びている。また、湾曲部６２ｂは、水平部６２ａの先端（中心軸Ｏ）から、羽根車４の吸込口８の吸込ノズル３６と反対側の開口縁よりも径方向外側まで延びている。

ガイド部６２は、図９に示すように、平面視で先端が丸くなった舌片形状を有している。当該舌片形状において幅が一定の部分は、上述した水平部６２ａである。また、当該舌片形状において半円形の部分は、上述した湾曲部６２ｂである。ガイド部６２の外周縁６２ｃ以外の部分は窪んでいて、皿状ないしスプーン状になっていてもよい。これにより、ガイド部５２に衝突した流体を、羽根車４の吸込口８に向かって集めることができる。一例として、吸込ノズル３６の入口径Ｄ４（ポンプ口径：３２ｍｍ）に対し、ガイド部６２は、平面視で８４ｍｍ×３３ｍｍ、高さ７０ｍｍの寸法を有する。

上記構成によれば、吸込ノズル３６から羽根車４の吸込口８に至る流れは、水平方向から垂直方向に略９０度変化するため乱流が生じるが、図８に示すように、吸込ノズル３６の延長線Ｌ１上にガイド部６２が配置されているため、流体の角度変化が緩やかになり、乱流の発生を減少させることができる。このような羽根車４の吸込口８に流入する乱流の抑制により、吸込効率が上昇する。また、ガイド部６２の本形状は、上記効果を最適化するための寸法で、乱流の発生を最小限に抑えることができ、ポンプの吸込効率が向上する。

したがって、上述した第４実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、連通空間Ｓ１において、吸込ノズル３６の延長線Ｌ１上に配置され、水平方向から鉛直方向上方に向かって湾曲したガイド部６２と、を有する、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

上述した第４実施形態においては、下記図１０に示す変形例を採用することができる。

図１０は、第４実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図１０に示す立形多段ポンプ１では、上述したガイド部６２が下部ケーシング３１ｃの第１フレーム３１ｃ１に対する接合ではなく、第１フレーム３１ｃ１の底部をプレス成形することで、一体で形成されている。この構成によれば、第１フレーム３１ｃ１とガイド部６２とが一部品で済むため、部品点数を削減し、組立性を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１１は、第５実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図１１に示すように、第５実施形態の立形多段ポンプ１は、吸込ノズル３６が拡径されている点で、上記実施形態と異なる。

吸込ノズル３６の入口径Ｄ４は、図１１に示すように、上記実施形態の吸込ノズル３６の入口径Ｄ４（標準品吸込口径）よりも拡径されている。一例として、吸込ノズル３６の入口径Ｄ４は、上述した規格の入口径Ｄ４に対し、１～１．２倍の寸法を有する。吸込ノズル３６の出口径Ｄ５は、この吸込ノズル３６の入口径Ｄ４に対し、１．１～１．３倍の寸法を有する。

上記構成によれば、吸込ノズル３６の拡径により、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃに流入する際の流体損失が抑えられ、旋回渦の発生も抑制することができる。旋回渦の抑制により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化を抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

したがって、上述した第５実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、を有し、吸込ノズル３６の出口径Ｄ５が、吸込ノズル３６の入口径Ｄ４よりも拡径されている、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１２は、第６実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図１２に示すように、第６実施形態の立形多段ポンプ１は、上述した内筒部材４０の下端開口４１から吸込口８まで鉛直方向に延びる円筒ガイド７０を有する点で、上記実施形態と異なる。

円筒ガイド７０は、図１２に示すように、中心軸Ｏと同軸の円筒状に形成され、その下端外周が、内筒部材４０の下端開口４１（及び環状壁５０の内端縁５１）に接合されている。円筒ガイド７０の上端は、羽根車４の吸込口８と同じ高さまで延びており、吸込口８の周囲を囲んでいる。円筒ガイド７０の内径は、上述した環状壁５０の内径Ｄ３と略同一の寸法を有する。すなわち、円筒ガイド７０の内径は、上述した吸込ノズル３６の入口径Ｄ４により決まる標準品吸込口径（羽根車４の吸込口８）に対し、１．５～３倍の寸法を有する。

上記構成によれば、円筒ガイド７０を設けることにより、流体の流路を形成する内壁面が、内筒部材４０の周壁よりも滑らかになり、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を９０度変える際に発生する旋回渦を整流させることができる。このような旋回渦の整流化により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化を抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

したがって、上述した第６実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、多段ポンプ室３０Ａと下部ケーシング３１ｃとの間に介在し、連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張させる内筒部材４０と、内筒部材４０の下端開口４１から吸込口８まで鉛直方向に延びる円筒ガイド７０と、を有する、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

上述した第６実施形態においては、下記図１３～図１５に示す変形例を採用することができる。

図１３は、第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。図１４は、第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１が有する円筒ガイド７０の底面図である。
図１３及び図１４に示す立形多段ポンプ１は、円筒ガイド７０の内側に設けられた整流格子８０を有している。

整流格子８０は、図１３に示すように、円筒ガイド７０の下端開口に取り付けられている。なお、整流格子８０は、円筒ガイド７０（有底筒状）をプレス加工（底部打ち抜き）することにより、一体で成形しても構わない。整流格子８０は、図１４に示すように、水平方向において前後左右に延び、円筒ガイド７０の下端開口に、流体が流入する複数のマス目を形成している。この構成によれば、上述した円筒ガイド７０による整流効果をより高めることができる。

図１５は、第６実施形態の一変形例に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図１５に示す立形多段ポンプ１では、円筒ガイド７０の中心Ｏ１が、羽根車４の吸込口８の中心（中心軸Ｏ）に対して偏心している。円筒ガイド７０の中心Ｏ１の、中心軸Ｏに対する水平方向の偏心量Ｇ２は、一例として、０．１ｍｍ～４０ｍｍであるとよい。

この構成によれば、円筒ガイド７０の中心Ｏ１を羽根車４の吸込口８の中心（中心軸Ｏ）を一致させずにずらすことにより、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を略９０度変える際に発生する旋回渦の円筒ガイド７０への均一的な流入を遮断し（流れを乱し）、旋回渦を減少させることができる。当該旋回渦の減少により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１６は、第７実施形態に係る立形多段ポンプ１の要部構成を示す断面図である。
図１６に示すように、第７実施形態の立形多段ポンプ１は、下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる第１旋回防止板６０（上述した旋回防止板６０）と、内筒部材４０の内側において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる第２旋回防止板９０と、を有する点で、上記実施形態と異なる。

第１旋回防止板６０及び第２旋回防止板９０は、図１６に示すように、それぞれ矩形板状に形成されている。第１旋回防止板６０は、下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１において吸込ノズル３６と反対側に配設されている。第２旋回防止板９０は、内筒部材４０の内側において吸込ノズル３６側に配設されている。すなわち、第１旋回防止板６０及び第２旋回防止板９０は、平面視で、中心軸Ｏを中心とする点対称の位置関係を有している。

上記構成によれば、流体が吸込ノズル３６から下部ケーシング３１ｃへ流入して流路を９０度変える際に発生する旋回渦を、第１旋回防止板６０と第２旋回防止板９０によって２段階且つ互いに反対方向で分断し、整流させることができる。このような旋回渦の整流化により、流体損失が抑えられ、従来の構造よりもポンプの吸込性能が向上する。また、旋回渦が減少することにより、ポンプの流路部分への摩耗や劣化を抑えられ、ポンプの寿命を向上させることができる。

したがって、上述した第７実施形態の立形多段ポンプ１によれば、鉛直方向に延びる回転軸２と、回転軸２に固定された複数の羽根車４と、複数の羽根車４を収容すると共に、下端に１段目の羽根車４の吸込口８を備える多段ポンプ室３０Ａと、水平方向に延びる吸込ノズル３６を備え、吸込ノズル３６と吸込口８とを連通させる連通空間Ｓ１を形成する下部ケーシング３１ｃと、多段ポンプ室３０Ａと下部ケーシング３１ｃとの間に介在し、連通空間Ｓ１を鉛直方向に拡張させる内筒部材４０と、下部ケーシング３１ｃの連通空間Ｓ１において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる第１旋回防止板６０と、内筒部材４０の内側において、回転軸２の中心軸Ｏに向かって径方向に延びる第２旋回防止板９０と、を有する、という構成を採用することによって、ポンプの吸込性能の低下を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

例えば、本発明は、上述した立形多段ポンプ１（吸込ノズル３６と吐出ノズル３７が同一直線上に設けられた立形多段ラインポンプ）だけでなく、吸込ノズル３６と連通空間Ｓ１と吸込口８の位置関係を同じとする立形多段ポンプ（例えば、立形多段浸漬ポンプなど）にも適用可能である。

また、例えば、上述した各実施形態及び各変形例の組み合わせ及び置換は、適宜可能である。

１ 立形多段ポンプ
２ 回転軸
４ 羽根車
８ 吸込口
８Ａ 第１吸込口
８Ｂ 第２吸込口
３０Ａ 多段ポンプ室
３１ｃ 下部ケーシング
３６ 吸込ノズル
４０ 内筒部材
４１ 下端開口
５０ 環状壁
５１ 内端縁
６０ 旋回防止板（第１旋回防止板）
６１ 隆起部
６２ ガイド部
７０ 円筒ガイド
８０ 整流格子
９０ 第２旋回防止板
Ｄ４ 入口径
Ｄ５ 出口径
Ｌ１ 延長線
Ｓ１ 連通空間

Claims (6)

1. 鉛直方向に延びる回転軸と、
   前記回転軸に固定された複数の羽根車と、
   前記複数の羽根車を収容すると共に、下端に１段目の羽根車の吸込口を備える多段ポンプ室と、
   水平方向に延びる吸込ノズルを備え、前記吸込ノズルと前記吸込口とを連通させる連通空間を形成する下部ケーシングと、
   前記多段ポンプ室と前記下部ケーシングとの間に介在し、前記連通空間を鉛直方向に拡張させる内筒部材と、
   前記内筒部材の周壁よりも前記内筒部材の内側に向かって突出した環状壁と、を有し、
   前記吸込口を備える前記多段ポンプ室の下端、前記内筒部材の周壁、及び、前記環状壁によって囲まれた空間を有する、ことを特徴とする立形多段ポンプ。
2. 前記環状壁の内端縁の中心が、前記吸込口の中心に対して偏心している、ことを特徴とする請求項１に記載の立形多段ポンプ。
3. 前記内筒部材の下端開口から前記吸込口まで鉛直方向に延びる円筒ガイドを有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の立形多段ポンプ。
4. 前記円筒ガイドの内側に設けられた整流格子を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の立形多段ポンプ。
5. 前記円筒ガイドの中心が、前記吸込口の中心に対して偏心している、ことを特徴とする請求項３または４に記載の立形多段ポンプ。
6. 前記下部ケーシングの前記連通空間において、前記回転軸の中心軸に向かって径方向に延びる第１旋回防止板と、
   前記内筒部材の内側において、前記回転軸の中心軸に向かって径方向に延びる第２旋回防止板と、を有する、ことを特徴とする請求項３～５のいずれか一項に記載の立形多段ポンプ。

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