JPH0344236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は改良した構造を持つ多段ポンプに関す
るものである。

〔発明の背景〕

ポンプの諸特性が良好で安価なことは勿論であ
るが、近年はこれらの要求に加え、さらに配管方
向を自由に選択できる多段ポンプが望まれてい
る。

しかし、従来より提案されている多段ポンプは
第１図に示すような構造を持つため、顧客の要望
に対して十二分に対応することができなかつた。

ここで、従来の多段ポンプの構造を簡単に説明
すると、第１図において、１０は一端を駆動機に
連結する回転軸、２０は回転軸１０に取り付けた
羽根車、３１はそれぞれの羽根車２０を納める羽
根車室であり、この羽根車室３１は羽根車２０の
主に前面シユラウド側を覆う中間ケーシング３２
と羽根車２０の後面シユラウド側を覆う整流プレ
ート３３とによつて構成される。整流プレート３
３は水返し羽根３４を備えると共に、羽根車２０
より吐き出された水を次の段の羽根車２０の吸込
み目玉に案内するものである。４０，５０は中間
ケーシング３２を挾むように、これらの両側にそ
れぞれ配置した吸込ケーシング、および吐出しケ
ーシングである。勿論、吸込ケーシング４０には
図示しない吸込フランジを設ける。また、吐出し
ケーシング５０は吐出フランジ５１を備えると共
に、最終段の羽根車２０の後面シユラウド側を覆
う一部中間ケーシングの働きも合わせ持つもので
ある。さらに、吸込ケーシング４０、および、吐
出しケーシング５０の下部にはベース取付け用の
足４２，５２がそれぞれ設けられる。６０，７０
はそれぞれ吸込ケーシング４０、吐出しケーシン
グ５０に取り付けた軸受ケーシングであり、回転
軸１０を支えるための軸受６１，７１を備えてい
る。

しかし、このように構成した多段ポンプでは同
一形状を持つ部品が少なく量産効果を発揮できな
いばかりでなく、吸込ケーシング４０と吐出しケ
ーシング５０よりの配管方向が取り付け用の足４
２，５２との関係から決められてしまうため配管
作業に不便を掛けてしまうものであつた。

〔発明の目的〕

そこで本発明は共用化できる部品を数多く備え
て量産効果を引き上げることができるとともにポ
ンプ性能を向上させることができる改良した構造
の多段ポンプを提供するものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、吸込フランジを有する吸込
ケーシングと吐出フランジを有する吐出ケーシン
グとの間に設けられた複数個の中間ケーシング
と、隣接した中間ケーシング間および中間ケーシ
ングと吐出ケーシング間にそれぞれ設けられて前
面シユラウドが中間ケーシングと対面するように
回転軸に固定された羽根車と、中間ケーシングと
は別体に構成されて羽根車の後面シユラウド側を
覆い羽根車から吐出された水を外側に向けて導く
流路を形成する整流プレートを備えた多段ポンプ
において、吸込ケーシングを吐出ケーシングと同
一形状に形成するとともに、吐出ケーシングと中
間ケーシングとの間の整流プレートは吐出ケーシ
ングに面して周方向に連続したリブを有し、この
リブの外側面と吐出ケーシング内壁との間にボリ
ユート状の空間を形成した構造を取ることによ
り、多段ポンプの最大の部品である吸込ケーシン
グと吐出しケーシングの共用化を可能にするもの
である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を説明する。すなわち、第
２図において、１００は一端を駆動機に連結する
ための軸継手１０１を備える回転軸、２０１，２
０２，２０３は回転軸１００に取り付けた初段、
２段、最終段の各羽根車、３１１，３２１，３３
１はそれぞれの羽根車２０１，２０２，２０３を
納める羽根車室であり、中間ケーシング３１０，
３２０，３３０と整流プレート３１３，３２３，
３３３より構成される。中間ケーシング３１０は
羽根車２０１の前面シユラウド側を主に覆い、整
流プレート３１３は、羽根車２０１の後面シユラ
ウド側を主に覆うものである。同様に羽根車室３
２１は中間ケーシング３２０と整流プレート３２
３、また、羽根車室３３０は中間ケーシング３３
０と整流プレート３３３によつてそれぞれ構成さ
れる。中間ケーシング３１０，３２０，３３０の
構成を第３図、第４図によつてさらに説明する
と、整流プレート３１３，３２３は羽根車室３１
１，３２１より外側に向けて羽根車２０１，２０
２の吐出し水を導くための流路３１４，３２４
と、整流プレート３１３，３２３の外周と次の段
の中間ケーシング３２０，３３０の内周面３２
７，３３７との間の流路空間３１８，３２８に送
り出された水を、次の段の羽根車２０２，２０３
の吸込み目玉に向けて整流しながら案内するため
整流プレート３１３，３２３の背面３１９，３２
９に水返し羽根３１５，３２５を備える。また、
最終段の整流プレート３３３はすでに説明した整
流プレート３１３，３２３と同様な流路３３４を
備えると共に、これの背面３３９に後で説明する
吐出しケーシングの吐出し口付近で最も外径の大
きくなる外側面３３７を持つリブ３３８を備え
る。なお、水返し羽根３１５，３２５と対面する
中間ケーシング３２０，３３０の外径側の壁面に
は、流路空間３１８，３２８より流れ出る水の流
れ方向をゆるやかに変更するため凹部を設けて流
路の拡大を行なう。４００，５００は中間ケーシ
ング３１０，３２０，３３０を挾むように、これ
らの両側にそれぞれ配置した吸込ケーシング、お
よび吐出ケーシングである。これらの吸込ケーシ
ング４００、および、吐出しケーシング５００
は、さらに次のように構成する。すなわち、吸込
ケーシング４００には図示しない吸込フランジが
設けられる。また、回転軸１００の貫通部分には
吸込ケーシング４００内の掛水を行なうため、封
水ブツシユ４１０、封水リング４１１、角パツキ
ン４１２、パツキン押え４１３などを備える。同
様に吐出しケーシング５００は吐出しフランジ５
１０を備えると共に、回転軸１００の貫通部分
に、吐出しケーシング５００の封水を行なうため
の封水プツシユ５１０、封水リング５１１、角パ
ツキン５１２、パツキン押え５１３などを備え
る。４１４，５１４はそれぞれの封水部に封水を
供給するための導入路であり、この導入路４１
４，５１４には封水管４１５、減圧管５１５の一
端をそれぞれ連結する。これら、封水管４１５、
減圧管５１５のもう一端は、各中間ケーシング３
１０，３２０の適当な圧力を保つ箇所に接続す
る。これらの吸込ケーシング４００と吐出しケー
シング５００は実質的に同一形状の部材で構成す
ることが可能であり、吸込ケーシング４００とし
て利用する場合は、これの開口部４０３を中間ケ
ーシング３１０の前面側外周部に当接するように
配置し、吐出しケーシング５００として利用する
場合は、これらの開口部５０３を中間ケーシング
３３０の後面側の外周部に当接するように配置す
ると共に、これの開口部５０３内に整流プレート
３３３の筒面３３７が配設されるよう各部品の寸
法関係を選択すれば良いことになる。実施例では
整流プレート３３３の外周３３６および外側面３
３７の径を吐出しケーシング５００の開口部５０
３の開口寸法より小さく構成すると共に、整流プ
レート３３３の厚さを、吐出しケーシング５００
の開口部５０３内に納まるように選定している。
また、整流プレート３３３と吐出しケーシング５
００の内径側は適当な係合構造を取り、整流プレ
ート３３３の位置合わせと、回り止めを行なうも
のである。さらに説明すれば、中間ケーシング３
２０と３３０、整流プレート３１３と３２３は全
く同一形状のものを利用できる。このように構成
し、図示の関係に各所のいんろう部を突き合わせ
て配置した各部材は、第５図に示すように吸込ケ
ーシング４００と吐出しケーシング５００にそれ
ぞれ等間隔に設けた４個のボルト座４０４，５０
４間に通しボルト９００を通し、これにナツト６
０１，６０２を螺合し締め付けることにより一体
に組み上げることができる。

次に、７００，８００は、それぞれ吸込ケーシ
ング４００、および、吐出しケーシング５００に
取り付けた軸受ケーシングであり、回転軸１００
を支える軸受７０１，８０１を備えるものであ
る。この軸受ケーシング７００，８００は環状の
いんろう部７０２，８０２を持ち、それぞれ吸込
ケーシング４００、および、吐出しケーシング５
００に設けた環状のいんろう部４０５，５０５に
係合すると共に、通気窓７０６，８０６を備え
る。また、各軸受７０１，８０１の内側には軸受
の保護のための水切り壁７０７，８０７が配置さ
れ、この水切り壁７０７，８０７の内壁にはさら
に環状の環状突起７０４，８０４がそれぞれ２重
に設けられ、水切り壁７０７，８０７の内壁を伝
わる水滴が水切り壁７０７，８０７の中央に設け
た回転軸１００を貫通させるための穴を通じて軸
受７０１，８０１側に浸入しないよう構成する。
水切り壁７０７，８０７内壁を伝わつて落下する
水滴は軸受ケーシング７００，８００の下方に開
けた排水穴７０５，８０５より排出される。さら
に軸受ケーシング７００，８００の下部には足７
０３，８０３を設け、この足７０３，８０３を利
用して多段ポンプは図示しないベースに固定され
る。このような構造によれば、軸受ケーシング７
００，８００は水切壁７０７，８０７の貫通穴の
内径に若干の加工を施し、また、軸スリーブ１０
２を用意することで、実質的に同一形状の部材を
利用することができる。

以上説明した実施例においては、吸込ケーシン
グ４００と吐出しケーシング５００は、両者を固
定するための通しボルト９００のボルト座４０
４，５０４を等間隔に設けたことから、両ケーシ
ング４００，５００を90゜毎に回転し再組み付け
を行なうことができる。勿論、この場合は両ケー
シング４００，５００のいんろう部、および中間
ケーシング３１０，３３０は円形あるいは上下・
左右ともに対称形となつている必要がある。ま
た、このとき最終段の整流プレート３３３は吐出
しケーシング５００と同一位置関係を保つよう
に、これと同時に回転しなければならない。この
ように構成すると、多段ポンプの吸込フランジ４
０１、吐出しフランジ５０１の向きを配管作業の
都合に応じて自由に選ぶことができ、配管設計、
あるいはポンプ装置の設計の融通性が大きくなる
ものである。また、回転部分を支える軸受７０
１，８０１とベースに取り付ける足７０３，８０
３との距離を従来の構造のポンプに比べて、短く
取ることができるため、この部分の抗力を増し、
振動を抑えることができる。さらに、最終段の整
流プレート３３３と係合する吐出しケーシング５
００の内側いんろう部５０６を回転軸１００の近
くに配置し、しかも、内側いんろう部５０６に向
けて連なる吐出しケーシング５００の内壁をなめ
らかに盛り上がるように構成すると、この吐出し
ケーシング５００を吸込ケーシング４００として
利用するとき一層有利となる。すなわち、吸込フ
ランジ４０１より吸込ケーシング４００内に流れ
込んだ水は、これの内壁４０６に沿つて、初段の
羽根車２０１の吸込み目玉に向けて徐徐に偏向さ
れ、案内されるため、この部分での損失を最少に
抑えることができる。また、吐出しケーシング５
００の開口部５０３内に整流プレート３３３を納
めるため、この部分を大きく開口し、内容積を大
きく構成したことから、これを吸込ケーシング４
００として利用する場合は、吸込ケーシング４０
０内の流速を下げることができ、この点からも損
失を少なくしてゆくことができる。さらに、実施
例では最終段の中間ケーシング３３０の整流プレ
ート３３３のリブ３３８の外側面３３７と吐出し
ケーシング５００の内壁との間にボリユート状の
空間５０７が設けられるよう外側面の形状を工夫
（径を変化させる）することにより、空間５０７
を通過する揚水の流速はほぼ等速となる。したが
つて、流路空間３４８より空間５０７に送り出さ
れる揚水の圧力回復が円滑となり、同時に、この
揚水の軸方向の流れが無くなることから集水効果
が高まり、吐出しケーシング５００内での揚水の
施回損失、および、混合損失も減少することか
ら、結果としてポンプ性能を向上してゆくことが
できる。

次に第６図に示す本発明の具体例について説明
する。多段ポンプの吐出し圧力が高くなると吐出
しケーシング５００の軸封部分の内外の圧力差が
大きくなるため、ここに使用するパツキン類の耐
圧、あるいは、この部分を流れる流体の流速が過
大となり、すきまキヤビテーシヨンによるエロー
ジヨンの発生などの問題が生じる。そこで本実施
例では吐出しケーシング５００と最終段の中間ケ
ーシング３３０の整流プレート３３３の組み合わ
せにより生じる環状の空間を減圧室として利用
し、この減圧室を中間ケーシング内の適当な圧力
を持つ箇所に減圧管を通して連結するものであ
る。すなわち、減圧室５０９は吐出しケーシング
５００と整流プレート３３３のそれぞれの軸貫通
部間に設けられるものであり、吐出しケーシング
５００に開けた導水路５１８に連通する。この導
水路５１８は、これに連結した減圧管を介し、例
えば３段目の中間ケーシング３３０に開けた通孔
３４０に連結し、中間ケーシング３３０の内側の
流路空間３２８と連通する。また、封水ブツシユ
５１０に開口した導水管５１４は減圧管５１５を
介して、吸込ケーシング４００に連結される。こ
のように構成すると、減圧室５０９の圧力は最終
段の圧力より低い中間段の圧力に保たれ、封水ブ
ツシユ５１０に掛かる圧力を軽減してゆくことが
できる。

さらにポンプの段数が増加し、吐出し圧力が増
加した場合は、吐出しケーシング５００の軸貫通
部分に沿つて、整流プレート３３３側より封水ブ
ツシユ５１０の間に、減圧室をいくつか追加し、
これらの減圧室を順次圧力の低いポンプの各所に
連通してゆくことができる。

第６図を利用して本発明のさらに他の具体例を
説明する。スラリー等を含む特殊液を取扱う場合
は、軸封部分を保護する意味で取扱い液が軸封部
分に浸入しないように配慮しなければならない。
このため封水ブツシユ５１０に一方を開口した導
水路５１４は、例えば２段目の中間ケーシング３
２０内の流路空間３１８に減圧管５１５を介して
連結する。そして、角パンキン５１２の間に挾ん
で設けた封水リング５１１に開口する導水路５１
９は、他の高圧給水手段６００に接続する。この
とき、封水ブツシユ５１０付近の圧力は、理論的
には減圧管５１５を流れる流動抵抗と速度水頭の
分だけ、減圧管５１５を接続する中間ケーシング
３２０内の流路空間３１８の圧力より高くなつて
いるから、この圧力より高い圧力を持つ水を封水
リング５１１に給水するよう導水路５１９に接続
する高圧給水手段６００を選択するものである。
このように構成すると、封水ブツシユ５１０付近
の圧力をポンプの吐出し圧力に比べ十分低く保つ
ことができるから、高圧給水手段の給水圧力をそ
れほど高く取らなくとも、角パツキン５１２側へ
の取扱い液の流出を防ぐことができ、この部分の
保護を確実に行なつゆくことができる。

さて、すでに説明した実施例では中間ケーシン
グと整流プレートを分割して構成し、整流プレー
ト側に水返し羽根を設けたが、これは水返し羽根
を中間ケーシングの前面側に設けることも可能で
ある。このようにすると、初段から終段までの全
ての整流プレートを共用化することができる。ま
た、この場合は、最終段の整流プレートの別部品
として吐出しケーシング５００内にボリユート状
の空間５０７を構成するための外側面を備える補
助ピースを最終段の整流プレートと吐出しケーシ
ング５００の内壁との間に配置する必要がある。

また、すでに説明した実施例では吸込ケーシン
グ４００、および、吐出しケーシング５００を４
方に方向転換できるものについて説明したが、こ
れは適当な間隔でボルト座４０４，５０４を設け
ることにより、さらに多方向への配管も可能にな
るものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、吐出ケーシングと中間ケーシングとの間の整
流プレートが吐出ケーシングに面して周方向に連
続したリブを有し、このリブの外側面と吐出ケー
シング内壁との間にボリユート状の空間を形成す
るよう構成されているので、吐出ケーシングの径
を他のケーシングの径と同じにでき、多段ポンプ
の最大の部品である吸込ケーシングと吐出しケー
シングの共用化を可能にして量産効果に優れ、し
かもボリユート状空間を通過する揚水の流速を等
速にできて集水効果を高めることができ、ポンプ
性能の向上が可能な多段ポンプを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多段ポンプの構造を説明するた
めの断面図、第２図は本発明の一つの実施例を説
明するための断面図、第３図は中間ケーシングの
整流プレートの構造を説明するための展開図、第
４図は最終段の整流プレートの構造を説明するた
めの展開図、第５図は吐出しケーシングを説明す
るための側面図、第６図は他の具体例を説明する
ため軸封部の一部を拡大して示す断面図である。 １００……回転軸、２０１，２０２，２０３…
…羽根車、３１０，３２０，３３０……中間ケー
シング、３１１，３２１，３３１……羽根車室、
３１３，３２３，３３３……整流プレート、３３
７……外側面、４００……吸込ケーシング、４０
３，５０３……開口部、５００……吐出しケーシ
ング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吸込フランジを有する吸込ケーシングと吐出
   フランジを有する吐出ケーシングとの間に設けら
   れた複数個の中間ケーシングと、隣接した前記中
   間ケーシング間および前記中間ケーシングと前記
   吐出ケーシング間にそれぞれ設けられて前面シユ
   ラウドが前記中間ケーシングと対面するように回
   転軸に固定された羽根車と、前記中間ケーシング
   とは別体に構成されて前記羽根車の後面シユラウ
   ド側を覆い前記羽根車から吐出された水を外側に
   向けて導く流路を形成する整流プレートを備えた
   多段ポンプにおいて、前記吸込ケーシングを前記
   吐出ケーシングと同一形状に形成するとともに、
   前記吐出ケーシングと前記中間ケーシングとの間
   の整流プレートは前記吐出ケーシングに面して周
   方向に連続したリブを有し、このリブの外側面と
   前記吐出ケーシング内壁との間にボリユート状の
   空間を形成したことを特徴とする多段ポンプ。