(57)【要約】【課題】  プレス加工により形成され積み重ねられた各中間ケーシングにおける次段の中間ケーシング本体の折曲部に発生する応力を緩和することができる多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造を得る。【解決手段】  一側に底板２を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体３の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部４を形成し、中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６を次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面に当接させるようにして配置する、多段タービンポンプの中間ケーシング３にあって、フランジ部４の外面側の一部を折曲部６に渡ってテーパ状に切除し、折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａを中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃへ近づけた。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側に底板を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部を形成し、該中間ケーシング本体の開口端部に形成される筒状胴部とフランジ部との間の折曲部を次段の中間ケーシング本体の底板の外面に当接させるようにして配置する、多段タービンポンプの中間ケーシングにあって、
前記フランジ部の外面側の一部を折曲部に渡ってテーパ状に切除し、該折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心へ近づけたことを特徴とする多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造。
【請求項２】
前記中間ケーシング本体のフランジ部と一連にその外面側の一部をテーパ状に切除された折曲部における次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接部位を、底板と平行に切除して平行面としたことを特徴とする請求項１に記載の多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の羽根車を備えた多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、円筒状をした外胴の内部をポンプ室とし、前記ポンプ室内に複数の羽根車及び中間ケーシングを多段状に積み重ねて配置し、前記外胴の一端開口部に吸込口を有する吸込口ケーシングを、他端開口部に吐出口を有する吐出口ケーシングを取り付け、前記吸込口ケーシングと前記吐出口ケーシングとで前記中間ケーシングを支持した多段タービンポンプがある。
前記した中間ケーシングとして、図８に示すように、鋼鈑をプレス加工により一側に底板２を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体３の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部４を形成した形状のものが知られており、このように形成された中間ケーシング１は、中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６を次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面に当接させるようにして配置されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記のような構造をもつ多段タービンポンプでは、吸い込んだ流体の流体圧が各中間ケーシング内で昇圧し、各中間ケーシング内の流体圧は、後段になるに従い大きくなり、前段と後段の各中間ケーシング内の差圧により、各中間ケーシングにはスラスト荷重が生じる。
このスラスト荷重は、前記した従来の中間ケーシング１では前段の中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａにかかる。
この当接位置Ａが次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃから内側に入っていると、図９に示すように、次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５と底板２との間の折曲部７が支点となり、当接位置Ａが作用点となって次段の中間ケーシング本体３の折曲部７に曲げ応力が発生する、即ち、次段の中間ケーシング本体３の折曲部７の外周側には引張の、内周側には圧縮の応力が発生する。この応力を緩和するためには当接位置Ａを可能な限り中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近づけることが望ましい。
【０００４】
しかし、従来の中間ケーシング１は、プレス加工により形成しているため、中間ケーシング本体３の折曲部６はＲとなり、そのＲの頂点が次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面と当接することになるので、当接位置Ａは中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃから内側に入らざるを得ないことになる。当接位置Ａを中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近づけるためには、中間ケーシング１における中間ケーシング本体３の折曲部６をプレスで成型可能な最小のＲで形成するということになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平７−１００７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１で開示されている多段タービンポンプの中間ケーシングは、プレス加工により一側に底板２を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体３の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部４を形成した形状となっており、このように形成された中間ケーシング１は、前段の中間ケーシング本体３の折曲部６を次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面に当接させるようにして配置されているので、前段の中間ケーシング本体３の折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａは中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃから内側に入らざるを得ない。
【０００７】
また、当接位置Ａを中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近づけるために、中間ケーシング１における中間ケーシング本体３の折曲部６をプレスで成型可能な最小のＲで形成したとしても、Ｒの最小には限界があり、当接位置Ａは中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃから内側に入っている。従って、スラスト荷重を受けた各中間ケーシング１では、次段にある中間ケーシング本体３の折曲部７への曲げ応力の発生が避けられないものとなっている。
このため、上記の中間ケーシング１では、大きなスラスト荷重を受けると次段にある中間ケーシング本体３の折曲部７に発生する曲げ応力も大きくなるので高揚程のポンプには不向きであり、また、ポンプの頻繁な発停による荷重の変動により疲労破壊が起きる可能性があるといった問題がある。
【０００８】
本発明者等は、プレス加工により形成した中間ケーシングにおける前段の中間ケーシング本体の筒状胴部とフランジ部との間の折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心に近づけることについて試験研究を重ねた結果、中間ケーシング本体のフランジ部の外面側の一部を切除することを見出し、本発明を完成するに至った
【０００９】
本発明の目的は、プレス加工により形成した各中間ケーシングにおける前段の中間ケーシング本体の筒状胴部とフランジ部との間の折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心に近づけることにより、次段の中間ケーシング本体の折曲部に発生する応力を緩和することができる多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、一側に底板を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部を形成し、該中間ケーシング本体の開口端部に形成される筒状胴部とフランジ部との間の折曲部を次段の中間ケーシング本体の底板の外面に当接させるようにして配置する、多段タービンポンプの中間ケーシングにあって、前記フランジ部の外面側の一部を折曲部に渡ってテーパ状に切除し、該折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心へ近づけたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記中間ケーシング本体のフランジ部と一連にその外面側の一部をテーパ状に切除された折曲部における次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接部位を、底板と平行に切除して平行面としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造によれば、フランジ部の外面側の一部を折曲部に渡ってテーパ状に切除し、該折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心へ近づけたので、上記従来の中間ケーシング本体の開口端部に形成される筒状胴部とフランジ部との間のＲに折曲されている折曲部を次段の中間ケーシング本体の底板の外面に当接させた当接位置に比べ、前段の中間ケーシング本体の開口端部に形成される筒状胴部とフランジ部との間の折曲部と次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接位置を中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心に近づけることができることになり、各中間ケーシングに生じるスラスト荷重は中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心側に移り、対向する前段の中間ケーシング本体の筒状胴部と次段の中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心に近い位置にかかるので、次段にある中間ケーシング本体の筒状胴部と底板部との間の折曲部に発生する曲げ応力を緩和することができる。
そして、対向する前段の中間ケーシング本体の筒状胴部と次段の中間ケーシング本体の筒状胴部の板厚中心に近い位置にかかるスラスト荷重は、中間ケーシング本体の筒状胴部のスラスト方向の圧縮強度で受けるので、大きいスラスト荷重に対する耐久性を備えるものとなり、板厚の薄いプレス加工により形成された中間ケーシングであっても、高揚程のポンプにも十分対応することが可能となり、また、ポンプの頻繁な発停による荷重の変動があっても疲労破壊のおそれがなく、耐久性の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造によれば、請求項１に記載の、中間ケーシング本体のフランジ部と一連にその外面側の一部をテーパ状に切除された折曲部における次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接部位を、底板と平行に切除して平行面としたので、前段の中間ケーシング本体の筒状胴部とフランジ部との間の折曲部と、次段の中間ケーシング本体の底板の外面との当接は面接触となり、スラスト荷重を面で受けることになるから、スラスト荷重は面で分散され、また前段の中間ケーシング本体の筒状胴部とフランジ部との間の折曲部と、次段の中間ケーシング本体の底板の外面とのシール幅を確保できるので、前段の中間ケーシング本体と次段の中間ケーシング本体間のシール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を実施した多段タービンポンプの一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造の第１実施例を示す縦断面図である。
【図３】本実施例の説明図である。
【図４】本実施例の要部拡大図である。
【図５】本発明に係る多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造の第２実施例を示す縦断面図である。
【図６】本実施例の説明図である。
【図７】本実施例の要部拡大図である。
【図８】従来の多段タービンポンプの中間ケーシングを示す縦断面図である。
【図９】図８に示す多段タービンポンプの中間ケーシングの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る多段タービンポンプを実施するための形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。なお、前述した図８、９と対応する部分には、同一符号を付して示している。
図１乃至図４は本発明に係る多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造の第１実施例を示したもので、図１は本実施例の中間ケーシング応力緩和構造を実施した多段タービンポンプを示す縦断面図、図２は本実施例の中間ケーシング応力緩和構造を示す縦断面図、図３は本実施例の説明図、図４は本実施例の要部拡大図である。
【００１６】
先ず、本例の中間ケーシング１を実施した多段タービンポンプ８について説明する。多段タービンポンプ８は、図１に示すように、円筒状をした外胴９の内部をポンプ室１０としている。ポンプ室１０内には複数の羽根車１１及び中間ケーシング１を多段状に積み重ねて配置している。そして、外胴９の一端開口部には吸込口１２を有する吸込口ケーシング１３を、他端開口部に吐出口１４を有する吐出口ケーシング１５を取り付け、これら吸込口ケーシング１３と吐出口ケーシング１５とで中間ケーシング１を挟持して固定した構成となっている。
吸込口ケーシング１３と吐出口ケーシング１５とはボルト１６で締結されており、周方向に等分に３〜４箇所で締結されている。また、羽根車１１はモータ１７の駆動軸に直結しているポンプ軸１８に固定されている。
【００１７】
これら吸込口ケーシング１３と吐出口ケーシング１５とで挟持されている本例の中間ケーシング１は、一側に底板２を有し他側を開口する円筒容器状の中間ケーシング本体３の開口端部を内側に鋭角に折曲してフランジ部４が形成されており、ポンプ室１０内で、中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６を次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面に当接させるようにして配置されている。  底板２にあっては、フランジ部４の内径と同径の円状突出部２ａが同心円上に形成されており、一の中間ケーシング１を次段の中間ケーシング１に重ねたとき、一の中間ケーシング１のフランジ部４が次段の中間ケーシング１の底板２に形成された円状突出部２ａの外周に嵌合するようになっている。
【００１８】
前記した中間ケーシング１にあって、フランジ部４の外面側の一部を折曲部６に渡ってテーパ状に切除し（図３に示す斜線部分が切除部分である。）、該折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置ＡをＡ１からＡ２へ移動させる、すなわち、中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃへ近づけている（図４）。
【００１９】
上記のように構成された本例の中間ケーシング応力緩和構造によれば、フランジ部４の外面側の一部を折曲部６に渡ってテーパ状に切除し、該折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａを、Ａ１からＡ２へと、中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃへ近づけたので、図８，図９に示す従来の中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間のＲに折曲されている折曲部６を次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面に当接させた当接位置Ａに比べ、前段の中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａを中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近づけることができることになる。
【００２０】
これにより、各中間ケーシング１に生じるスラスト荷重は中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃ側に移り、対向する前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５と次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近い位置にかかるので、次段にある中間ケーシング本体３の筒状胴部５と底板部２との間の折曲部７に発生する曲げ応力が緩和される。
そして、対向する前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５と次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近い位置にかかるスラスト荷重は、中間ケーシング本体３の筒状胴部５のスラスト方向の圧縮強度で受けるので、大きいスラスト荷重に対する耐久性を備えるものとなり、板厚の薄いプレス加工により形成された中間ケーシング３であっても、高揚程のポンプにも十分対応することが可能となり、また、ポンプの頻繁な発停による荷重の変動があっても疲労破壊のおそれがなく、耐久性の向上が図れる。
【００２１】
図５乃至図７は本発明に係る多段タービンポンプの中間ケーシング応力緩和構造の第２実施例を示したもので、図５は本実施例の中間ケーシング応力緩和構造を示す縦断面図、図６は本実施例の説明図、図７は本実施例の要部拡大図である。
本例の中間ケーシング１も第１実施例と同様に、図１に示す多段タービンポンプ８で実施されるものであり、そして、その基本構造も第１実施例と同様となっている。
本例の中間ケーシング１は、フランジ部４の外面側の一部を折曲部６に渡ってテーパ状に切除し、さらに、その外面側の一部をテーパ状に切除された折曲部６における次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接部位Ａ、すなわち、Ａ１からＡ２へ移動した当接部位Ａを底板２と平行に切除して（図６に示す斜線部分が切除部分である。）平行面１９としている（図７）。
【００２２】
上記のように構成された本例の中間ケーシング応力緩和構造によれば、フランジ部４の外面側の一部を折曲部６に渡ってテーパ状に切除し、さらに、その外面側の一部をテーパ状に切除された折曲部６における次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接部位Ａ、すなわち、Ａ１からＡ２へ移動した当接部位Ａを底板２と平行に切除して平行面１９としたので、第１実施例と同様に、前段の中間ケーシング本体３の開口端部に形成される筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６と次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接位置Ａを中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近づけることができることになり、第１実施例と同様に、各中間ケーシング１に生じるスラスト荷重は中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃ側に移り、対向する前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５と次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近い位置にかかるので、次段にある中間ケーシング本体３の筒状胴部５と底板２との間の折曲部７に発生する曲げ応力が緩和される。また、対向する前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５と次段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５の板厚中心Ｃに近い位置にかかるスラスト荷重は、中間ケーシング本体３の筒状胴部５のスラスト方向の圧縮強度で受けるので、大きいスラスト荷重に対する耐久性を備えるものとなり、板厚の薄いプレス加工により形成された中間ケーシング３であっても、高揚程のポンプにも十分対応することが可能となり、また、ポンプの頻繁な発停による荷重の変動があっても疲労破壊のおそれがなく、耐久性の向上が図れる。
【００２３】
さらに本例では、中間ケーシング本体３のテーパ状に切除された折曲部６における次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接部位Ａ、すなわち、Ａ１からＡ２へ移動した当接部位Ａを底板２と平行に切除して平行面１９としたので、前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６と、次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面との当接は面接触となり、スラスト荷重を面で受けることになるから、スラスト荷重は面で分散され、また前段の中間ケーシング本体３の筒状胴部５とフランジ部４との間の折曲部６と、次段の中間ケーシング本体３の底板２の外面とのシール幅を確保できるので、前段の中間ケーシング本体３と次段の中間ケーシング本体間３のシール性の向上が図れる。
【符号の説明】
【００２４】
１  中間ケーシング
２  底板
２ａ  円状突出部
３  中間ケーシング本体
４  フランジ部
５  筒状胴部
６、７  折曲部
８  多段タービンポンプ
９  外胴
１０  ポンプ室
１１  羽根車
１２  吸込口
１３  吸込口ケーシング
１４  吐出口
１５  吐出口ケーシング
１６  ボルト
１７  モータ
１８  ポンプ軸
１９  平行面
Ａ  当接位置
Ｃ  筒状胴部の板厚中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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