JPS6017960B2 - 遠心液体ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心液体ポンプに関し、更に詳細には両吸込み
、複ボリュート型のポンプに関する。

今まで、ポンプケーシングが鋳物でつくられかつボリュ
ートポンプ、水路およびその室が鋳物で直接形成されて
いる両吸込み、複ボリュート液体ポンプがつくられて来
た。これらの鋳物はポンプの耐圧外ハウジングを提供す
る、実質的に欠陥のない鋳物を得ることは困難でかっこ
のような鋳物は、満足できるものであることを確かめる
ためにきびしい検査を受けなければならない。検査は費
用がかかりかつ時間を浪費する放射線試験を含み、その
放射線試験は非常に高い割合の不良な鋳物を見つけ出す
。米国特許第３８６１８２５号の「多段ポンプおよびそ
の製造方法において、鍛造成形された端ぶたがボルト付
けされていて、長手方向に分割されかつ鍛造成形された
円筒状ケースを有している。

軸およびその軸によって支持されている複数のィンベラ
を有する多段ィンベラ組立体は、ケース内に回転するよ
うに取り付けられている。それぞれ部分から成る中間段
ポンプ渦形部材はィンベラの間でかつ軸を囲んで取り付
けられている。この従来の特許のポンプは多くの部品を
有し、かつ冗長でかつ製造に費用がかかる。本発明の目
的は、製造、検査、組立および保守が比較的簡単である
少ない構成部品を有ししかも高速、遠心液体ポンプを提
供することである。

本発明の他の目的は、外ケースが耐圧性を有しかつ汲み
上げられる液体の高速の流れと接触することなく、液体
の高速の流れと接触する内側部品が耐腐食を有する遠心
液体ポンプを提供することである。本発明は、周囲に吸
入ボートおよび排出ボートが形成された一体の環状の肺
および前記胴の両端に取外し可能に接続されたカバー板
から成る外部流体圧収容ケースと、前記胴内に配置され
かつ内側軸方向穴を有する一体の環状渦形部材と、前記
内側軸方向穴の中央内に配置されかつ前記カバー板を通
して伸びる軸に取り付けられていて、鞠方向に向けられ
た複数の吸入口および前記吸入口と蓮通された複数の周
囲の排出開□を有する遠心ィンべうと、を備えた遠心液
体ポンプにおいて、環状のプラグ部材が前記内側軸万向
穴の両端内に配置されかつ前記カバー板にそれぞれ取り
付けられ、前記プラグ部材が液体を前記吸入ポ−トから
前記吸入口に導くための吸入通路を有し、前記８同３お
よびカバー板が炭素鋼の鍛造物でつくられ、前記渦形部
材が前記吸入ボートと前記排出ボートの周囲で前記胴に
溶接され、前記渦形部材が前記吸入ボートを前記プラグ
部村のそれぞれの吸入通路と通じる一対の吸入通路と、
一対の部分的に重な３り合う渦形通路と、外周に形成さ
れかつ前記排出ボートと通じる排出室とを有し、前記渦
形通路の各々の一端は互いに直径方向に対向して前記内
側軸方向穴に閉口し、前記渦形通路の各々の他機は前記
排出室にそれぞれ開□し、前記渦形通路の一４方が他の
渦形通路により部分的に分岐されて構成されている。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

図において、同じ部品は同じ参照番号で示され、特に第
１図、第２図において、全体を参照番号１０で示された
ポンプが示されている。このポンプは両吸込みｔ複ボリ
ュート遠心液体ポンプである。ポンプは、円筒状外周面
１２および好ましくは外周面１２と同０の円筒状内周面
１３を有する一片すなわち一体の環状の胴１１を備えて
いる。円板状の、第１の、一片のカバー板１４が第２図
に示されるように腕の左側の関口を閉鎖し、０かつ第２
の同様のカバー板１６が右側閉口を閉鎖している。カバ
ー板は、腕の端部にねじ込まれかつカバー板の対応する
穴を通して伸びている楯込ボルト１７によって、駒に取
外し可能に取り付けられている。ナット１９は楯込ボル
トの端部にね夕じ込まれかつ締め付けられてカバーすな
わちカバー板を胴に固定している。各カバー板に対して
１個の縦具が示されているが、各カバー板はポンプの回
りを囲んで配列された複数の締具によって胴に固定され
る。０ 第１のカバー板１４は、カバー板の内側と胴の
端部の環状溝２２との間で圧縮されているガスケット２
１によって、且同に対し静的に密封されている。

カバー板１４の円形フランジ２３は、ガスケット２１の
上に乗りかつカバー板を所定の位置にタ保つために胴の
穴内に伸び、かつその穴と係合している。第２のカバー
板１６は同様にして胴の他端に対して密封されている。
円形の吸入ボート２４は８向の両端の間の中間で胴１１
を通して半径方向に穴あげされていて、かつ吸入ニップ
ル２６が２７において胴に熔接されて吸入ボートの外側
延長部を提供している。

同様にして、排出ボート２８が長手方向の中間において
８同内に設けられかつ吸入ボートからィンベラの回転方
向に２７０ｏ角度的に隔てられている。排出ニップル２
９は３１において胴に熔接されて排出ボートの外側延長
部を形成している。第１図に示されるように、ポンプ１
０は、胴の両側に溶接されかつ台３２にボルト締めされ
ている。

環状のリセス２２を有する胴の内部全体は、溶轍状態で
腕に付加されかつ８向に溶着され、それにより胴と一体
とされる１８−８ステンレススチールの上張り３４によ
って、覆われる。

上張りは滑らかに機械仕上げされる。カバー板はフラン
ジ２３によって限定される溝内に設けられたステンレス
スチールの他の上張り３６を有している。耳同は鍛造品
を所望の寸法に機械加工することによって鍛造品から成
形される。

カバー板も同様にして鍛造品からつくられる。鍛造品が
つくられる鋼は、例えばＡＳＴＭＡＩＯ弘氏炭素鋼のよ
うな適当な鍛造可能な鋼である。ここで使用されている
鍛造品は、繰返しのハンマ打撃のようなかなりの圧力す
なわち力の付加によって金属部材を形成（ｓｈａｐｉｎ
ｇ）することを含み、そこにおいて生成物は組織が均一
で、庇および内部欠陥がない。ここで使用された「成形
された」なる用語は、必要かつ図示されている穴、リセ
スおよび他の表面を形成するのに必要な機械加工、研削
、溶接等を含んでいる。胴および端ぶたは、鋳物を試験
するのに使用される放射線試験方法よりもかなり節約し
て、超音波試験方法で検査される。

且同１１の穴内には全体を３７で示される環状渦形部村
が鉄合されている。

渦形部材の外周面３８は、第１図に最もよく示されるよ
うに円筒状であり、かつ８向の穴の内径よりわずかに小
さい外径を有し、ポンプの組立中渦形部村が月岡の穴内
に容易に挿入されるように耳同の表面１３と渦形部材の
表面３８との間に千分の数ィンチの間隙がある。渦形部
材は同軸の内側軸方向穴を有し、その中央部分３９は中
筒状になっている。内側軸方向穴の外端部４１および４
２もまた円筒状でかつ中央部分３９と同軸であるが、中
央部分よりもいくらか大きな直径を有している。渦形部
材には吸入通路の部分４６および４７と同様に、渦形通
路４３および４４が形成され、かつ他の通路については
後述する。渦形部材は胴１１に二個所だけ溶接されてい
る。

ほぼ円形の溶接４８が、渦形部材を、吸入ボート２４の
外周を囲んで、耳同に結合している。排出ボート２８の
外周を囲んでいる同様の溶接部４９が渦形部材を胴にこ
の位置で結合させている。これらの二つの溶接部から離
れて、禍形部材は内側からわずかに隔てられている。左
側カバー板すなわち第１カバー板１４は、断面がほぼ環
状でポンプの８同と同軸でありかつカバ一板と一体にな
っている、内側に突出している中央ボス５１を有してい
る。

胴と同軸の環状吸入片すなわちプラグ部材５３がボス５
１に連続する溶接部５２および５５によって取り付けら
れている。プラグ部材は、渦形部材３７の穴の外端部４
２内に密な滑り隊めで受けられている外側円筒状面５４
を有している。プラグ部材はまた渦形部村の中央部分３
９内に密な滑り蕨めで受けられている小窪の円筒状面５
６を有している。プラグ部材５３は禍形通路４３および
４４から麹方向に隔てられた半径方向に伸長している表
面５７内で終っている。摩耗リング５８は複数の円形に
配列されたボルト５９によってプラグ部材５３に取外し
可能に固定されている。プラグ部村は一対の○リングシ
ールによって渦形部材に対して静的に密封されていて、
その０リングシールの一方は吸入通路部分４７の軸万向
外側に配置されかつ他方は部分４７と禍形通路４３との
間で軸方向に配置されている。渦形部材３７とプラグ部
材５３との間には、渦形部材の穴への或はそのプラグ部
材の挿入および取外しを容易にするために、環状の間隙
６３および６４が設けられている。間隙６３は温度の変
化による二つの部材の相対移動を補償するための鞄方向
間隙を提供する。カバー板はプラグ部材と共に、軸方向
に単に摺動させることによってポンプから取り外され或
はポンプに取り付付けられる。右側カバー板すなわち第
２カバー板１６は、そのカバー板と一体のボス６７に溶
接された同様のプラグ部材６６が設けられている。

プラグ部材６６は渦形部材に同様にして鮫合されかつ同
様に密封されている。摩耗リング６８はプラグ部材６６
の鰍方向内端６９に固定されている。プラグ部材６６の
内端６９、プラグ部材５３の反対の内側５７および渦形
部村３７の包囲部分はィンベラ室を提供する。

ィンベラ軸７２はカバー板１４および１６、プラグ部村
５３および６６、およびィンベラ室７１を通して伸び、
その軸７２の端部はポンプハウジングの外部で終ってい
る。

藤は軸受内に回転するように支持されている。

軸の右側は軸受ハウジング７４内に支持された市販の傾
斜パットジャーナル軸受７３内で支持されていて、その
軸受ハウジングはボルト７７によってカバー板１６に固
定された軸受ブラケット７６に取り付けられている。軸
の左端はハウジング７９に取り付けられた市販の傾斜パ
ットジャーナル軸受７８内に回転可能に支持されている
。市販のピボットシュ・スラスト軸受組立体８１がハウ
ジング７９内にありかつ軸７２と協働する。軸受ブラケ
ット８０がカバー板１４上に取り付けられかつ軸受ハウ
ジング７９を支持している。軸の右端は駆動装置に接続
するための傾斜部分８２を有し、その接続装置はカップ
リングキー８３および軸にねじ込まれたカップリングナ
ット８５を有している。公知の挿入型スロットルブツシ
ング８４および８６が、軸が回転していてもいなくても
、軸をハウジングに対して密封する。

これらの各プツシングおよびそれらの動作態様は同じで
あり、ブツシング８４の一つが詳述されている。ブツシ
ング８４はスリーブ部分８７とフランジ８８を有する管
状構造である。ブッシングはカバー板１６およびプラグ
部材６６を貫通している穴９０内に受けられかつボルト
８９により適所に固定されている。ブッシングのスリー
ブ部分は、軸とスリーブとの間に小さな間隙を残して、
軸７２を囲んでいる。スリーブは内側部分９１、内側環
状溝９２、中央部分９３、外側環状溝および外すなわち
フランジ部分９６を有している。内側、中央および外側
部分の穴は、鯛方向に隔てられた円周方向絞り藩が設け
られている。軸７２はブッシングの内側中央および外側
部分の穴の絞り溝とそれぞれ対向する絞り溝９７，９８
および９９が設けられている。環状室１０１はスロット
ルブッシング８４および穴９０が設けられている。この
室はボート１０２を介してスロットルプツシングの内側
溝９２と蓮通されている。注入液体はカバー板１６に設
けられた液体導管１０３を介して室１０１内に導入され
る。第２環状室１０４がスロットルブッシング８４と穴
９０との間に設けられ、この室はボート１０６を介して
スロットルブッシングの外側溝９４と蓮適している。他
の液体導管１０７が液体を環状の間隙１０４から排出す
る作用をする。この挿入形スロットルプツシングは次の
ように動作する。普通ポンプ１０によってくみ上げられ
る液体と同じ液体である冷却注入液体は、導管１０３内
に、矢印の方向にかつス。ツトルブッシングの内端に存
在する圧力よりも高い圧力で送られる。注入液体は環状
室内に流れかつボート１０２を介してスロットルブツシ
ングの内側溝９０内に流れる。いくらかの冷却液体は、
溝１０５から、鞠７２とブッシングの内側部分９１との
間の間隙を通して、ポンプの内部に流れ、それによって
この間隙を通してのポンプの内側からの液体の流出を防
止する。冷却注入液体の他の部分は内側溝９２から軸と
ブッシングの中央部分９３との間の間隙を通して軸に沿
って外側に流れかつそこから環状室１０４内に流れる。
室１０４内に受けられた冷却注入液体は矢印で示される
ように、導管１０７を通してそこから排出される。しか
しながら、室１０４からの少しの部分の冷却注入液体は
、軸とブツシングの外側部分９６との間の間隙を通して
軸受ブラケツト７６内に外側に流れ、かつ矢印で示され
るように排出ボート１１２を通して外部に排出される。
スロットルブツシングは、弾性リングシール１０８，１
０９および１１１によってカバー板１６およびプラグ６
６に対して静的に密封されている。

両吸込みィンベラ１１５が鏡７２に取り付けられかつキ
ー１１６によって軸にキー止めされている。

ィンベラは吸入口１１７および外周の排出開□１１８を
有している。べーン１１９はハブ１２１とおおし、１２
２との間に形成されている。ィンベラはィンベラ室７１
内に配置されている。おおし・の軸方向外端は摩耗リン
グ５８および６８との間での液体の流れを絞るためにそ
の摩耗リングと協働し、かっこのために、当該技術で周
知のように、おおし、および摩耗リングに絞り溝（図示
されていない）が設けられている。プラグ５３は、液体
を通路部分４７からィンベラの左側吸入口１１７に導く
ために渦形部材の吸入通路部分４７と運通する吸入通路
部分１２３を有している。

同様に、プラグ部材６６の吸入通路部分１２４は液体を
、渦形部材の吸入通路部分４６からィンベラの右側吸入
口に導く。第１図に最もよく示されているように、ポン
プの内部の液体を排出できるようにするため胴１１の底
にボート１１３が設けられている。

弁（図示されていない）によって制御される排出管１１
４は排水路を形成する。好ましくは、ステンレススチー
ルは１３％クロム、４％ニッケル形である。前述のよう
に、渦形部材は円筒状外面３８および同心の円筒状内面
３９および４２を有している。一つの吸入通路の部分が
第３図において破線で示されている。吸入室１２６は渦
形部材に形成され、その吸入室は、第１図に示されるよ
うに、吸入ボートすなわち吸入閉口２４と蓮適している
。

取り入れられた液体は、吸入室から、一方の側の吸入通
路４７，１２３を通してかつ反対側の吸入通路４６，１
２４を通して、ィンベラの対応する吸入部分に流れる。
Ｚ渦形部材は、第１
図に示されるように排出ボート２８と運通する排出室１
２７を限定している。第３図はおいて、禍形部材は、円
周方向に１８０ｏ雛えて配置されている二つの部分的に
重り合っているら旋渦形仕切１２８および１２９により
限定された二つの渦形通路４３および４４を有している
。仕切１２８はリップ１３１を有しかつ仕切１２９はリ
ップ１３１と直径方向に反対に置かれたりップ１３２を
有している。二つの渦形通路４３および４４の一端すな
わち半径方向内側端は互いに直径方向に対向して内側軸
方向穴に閉口している。二つの渦形通路４３および４４
の他端すなわち半径方向外側端は排出室１２７に通じて
いる。渦形通路４４は、リップ１３１から渦形排出閉口
１３３まで、第３図に示されるように反時計回り方向に
、約２４５ｏにわたって伸びて、その開ロー３３は排出
室１２７に閉口している。渦形通路４３はリップ１３２
から仕切１２９の端部１３６における渦形排出関口１３
４まで、反時計回り方向に約２４５０にわたって伸びて
いる。

一方の渦形通路４３の排出室側は他の渦形通路４４によ
り二つの通路部分１３８および１３９に分割され、その
通路部分１３８および１３９を介して排出室に接続され
ている。したがって二つの渦形通路はこの分割された部
分で部分的に重なり合っていることになる。通路部分１
３８および１３９は二股通路１３７を形成している。渦
形排出開□１３４から排出される液体は、二つの通路部
分１３８および１３９を通して排出室１２７に導かれる
。

通路部分１３８は入口リップ１４２を有するおおし、１
４１によって部分的に被われかつ閉口１４３において排
出室１２７内に閉口している。通路部分１３９は入口リ
ップ１４６を有する同様のおおし、１４４を備え、かつ
開口Ｉ４７において排出室１２７内に閉口している。渦
形通路４４を流れる液体の流れは分割部材１４８によっ
て通路部分１３８，１３９内に向けられる。第４図にお
いて、二股通路は渦形仕切１２９の端部１３６から分割
部材１４８およびおおし、のりップ１４２，１４６まで
、渦形部村の周辺において開口していることがわかる。

しかしながら、渦形部村がポンプ内に組み込まれると、
この閉口は胴１１の内周面１３によって閉じられる。こ
のように、二股通路１３７は渦形部村の外周の二股溝を
備え、その二股溝は胴の内周面の隣接部分によって被わ
れている。二股通路１３７の外周における関口は、渦形
部材が鋳造される鋳型の芯入れ（ｃｏｒｉｎｇ）を容易
にする。これはまた通路を容易に掃除できるようにさせ
、かつ検査できるように鋳物の内部に容易に接すること
ができるようにしている。間隙１４９および１５１が、
第３図から第７図に示されるように、渦形部村３７、耳
同１１およびカバー板１４および１６の間で形成されて
いる。

この間隙は第３図、４図および６図に示されているノツ
チ１５２および１５３を通して二股通路の通路部分１３
７，１３８，１３９と運通している。これらのノツチは
ドレン１１３を通してポンプの完全な排水を与え、かつ
ポンプが回転しているときに間隙１４９内にある圧力を
排出できるようにしている。一つの吸入通路４７，１２
３および４６，１２４はィンベラ室の軸方向に対向する
両側にかつ渦形通路４３および渦形通路４４の始めの軸
万向に対向する両側に配置されている。

この構成により、吸入口において渦形部材３７を胴１１
に溶接している溶接部４８は、ィンベラ１１５の上流す
なわち吸入側にある渦形部材の室および通路を、ィンベ
ラの下流すなわち排出側にある渦形部材の室および通路
から効果的に隔離する。プラグ部材５３および６６とィ
ンベラ１１５は、渦形部村を鋳造するのに使用されるも
のと同じステンレススチールすなわち１３％クロム、４
％ニッケルのステンレススチールの鋳物でつくられる。

軸は１０から１３％のクロムを含む４１０型の合金鋼の
鍛造品でつくられる。前述から、本発明のポンプをつく
りかつ使用する方法は当業者に明らかである。

しかしながらポンプの動作を以下で述べる。軸７２が回
転してィンベラ１１５がィンベラ室内で回転すると、汲
み上げられるべき液体は吸入ニツプル２６を通してポン
プに供給される。液体は吸入室１２６を適しかつ吸入通
路４７，１２３を通してインベラ１１５の左側吸入部分
１１７に流れ、かつ吸入通路４６，１２４を通してィン
ベラの右側吸入部分１１７に流れる。液体はィンベラの
排出閉口１１８，１１８から渦形通路４３および４４内
に排出される。渦形通路４４からの液体は渦形排出開ロ
ー３３を通して排出室１２７内に流れる。禍形通路４３
からの液体は二股水路１３７内を通り、かつ通路部分１
３８および１３９を介して排出室１２７内に流れ、そこ
において禍形通路４４からの液体と演りかつポンプから
排出ニップル２９を通して導かれる。本発明では、（ィ
｝ポンプのケースすなわち月同およびカバーを鍛造物で
つくったので強度の強くできるとともに鋳造による鋳物
巣の検査をなくすことができる、‘ｏ｝ケース内に入り
直線液体に接触する渦形部村とプラグ部材をステンレス
スチールでつくったので耐腐食性を向上できる、し一胴
と渦形部材並びにカバー板とプラグ部材とをそれぞれ溶
接するようにしているので製造、組立、保守を簡素化で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遠心液体ポンプの横断面図、第２
図は第１図の線２−２に沿って切断した軸万向断面図で
あって矢印の方向に見かっ第１図よりわずかに大きく示
されている図、第３図は第１図および第２図のポンプの
渦形部村の横断面図であって第２図よりも大きく示され
ている図、第４図は第３図に示される渦形部材、その渦
形部材の外周の外側から見た展開図、第５図は第３図お
よび第４図の線５−５に沿った断面図であって矢印の方
向に見た図、第６図は第３図および第４図の線６一６に
沿った断面図であって矢印の方向に見た図、第７図は第
３図および第４図の線７−７に沿った断面図であって第
３図に示される矢印に向って見た図である。 １１：腕、１４？ １６：カバー板、２４：吸入ボート
、２８：排出ボート「 ３７：渦形部材、４３，４４三
渦形通路、３９，４１，４２；軸方向穴、５３：プラグ
部村、５６：円筒状面、６６：プラグ部材、７１：ィン
ベラ室、７２：更由、７９：ハウジング、１０１：室、
１１５：ィンベラ、１１７：吸入部分、１１８：排出部
分、１２６：吸入室、１２７：排出室。 私＆′． 々＆２ 仇夕，３ 丸＆く 々夕３ Ａ＆６， 〃夕，２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 周囲に吸入ポートおよび排出ポートが形成された一
   体の環状の胴および前記胴の両端に取外し可能に接続さ
   れたカバー板から成る外部流体圧収容ケースと、前記胴
   内に配置されかつ内側軸方向穴を有する一体の環状渦形
   部材と、前記内側軸方向穴の中央内に配置されかつ前記
   カバー板を通して伸びる軸に取り付けられていて、軸方
   向に向けられた複数の吸入口および前記吸入口と連通さ
   れた複数の周囲の排出開口を有する遠心インペラと、を
   備えた遠心液体ポンプにおいて、環状のプラグ部材が前
   記内側軸方向穴の両端内に配置されかつ前記カバー板に
   それぞれ取り付けられ、前記プラグ部材が液体を前記吸
   入ポートから前記吸入口に導くための吸入通路を有し、
   前記胴およびカバー板が炭素鋼の鍛造物でつくられ、前
   記渦形部材が前記吸入ポートと前記排出ポートの周囲で
   前記胴に溶接され、前記渦形部材が前記吸入ポートを前
   記プラグ部材のそれぞれの吸入通路と通じる一対の吸入
   通路と、一対の部分的に重なり合う渦形通路と、外周に
   形成されかつ前記排出ポートと通じる排出室とを有し、
   前記渦形通路の各々の一端は互いに直径方向に対向して
   前記内側軸方向穴に開口し、前記渦形通路の各々の他端
   は前記排出室にそれぞれ開口し、前記渦形通路の一方が
   他の渦形通路により部分的に分岐されていることを特徴
   とする遠心液体ポンプ。