(57)【要約】本発明は、遠心ポンプ用羽根車組立体に関し、羽根車組立体は、ポンプの同軸入口を向いて機能的に配置された第１円板要素と、前記ポンプの出口を向いて機能的に配置された第２円板要素とを備え、前記第１円板要素は前記第２円板要素に対向して配置されており、前記第２円板要素は前記第１円板要素よりも小さな直径を有しており、前記第２円板要素は、間隔をおいて配置された複数の翼によって前記第１円板要素に強固に接続されるとともに、駆動軸に締結するための締結手段を中心に備える。本発明の特徴は、前記複数の翼は複数の付属部をそれぞれ備え、前記付属部は平坦な板形状を有し、前記第２円板要素に隣接しており、前記付属部は、より小さい軸方向推力を受ける領域に実質的に位置していることである。
2018514690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心ポンプ用羽根車組立体であって、
ポンプの同軸入口を向いて機能的に配置された第１円板要素と、前記ポンプの出口を向いて機能的に配置された第２円板要素とを備え、前記第１円板要素は前記第２円板要素に対向して配置されており、前記第２円板要素は前記第１円板要素よりも小さな直径を有しており、
前記第２円板要素は、間隔をおいて配置された複数の翼によって前記第１円板要素に強固に接続されるとともに、駆動軸に締結するための締結手段を中心に備え、
前記複数の翼は複数の付属部をそれぞれ備え、前記付属部は平坦な板形状を有し、前記第２円板要素に隣接しており、前記付属部は、より小さい軸方向推力を受ける領域に実質的に位置していることを特徴とする遠心ポンプ用羽根車組立体。
【請求項２】
前記付属部のそれぞれは、対応する前記翼と一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の羽根車組立体。
【請求項３】
各付属部は、対応する前記翼の折り曲げられた部分から構成されており、前記折り曲げられた部分は、前記翼に対して垂直に延びており、かつ前記翼の縁に位置する折り曲げ線に実質的に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の羽根車組立体。
【請求項４】
各付属部の境界は、少なくとも、前記折り曲げ線によって定義される第１の側部と、前記第２円板要素の外縁に隣接する第２の側部と、前記第１および第２の側部に接続された成形側部とによって定められることを特徴とする請求項３に記載の羽根車組立体。
【請求項５】
前記成形側部は、少なくとも２つの区分を含み、前記区分は連続し、かつ互いに垂直であることを特徴とする請求項４に記載の羽根車組立体。
【請求項６】
前記成形側部は、連続した、実質的に直線的な複数の区分を含むことを特徴とする請求項４に記載の羽根車組立体。
【請求項７】
前記成形側部は、前記第２円板要素の外側を向いた凹部を持つ湾曲部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の羽根車組立体。
【請求項８】
前記成形側部は、前記第２円板要素の外側を向いた凸部を持つ湾曲部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の羽根車組立体。
【請求項９】
前記付属部および前記第２円板要素は、実質的に同一平面内にあることを特徴とする請求項４に記載の羽根車組立体。
【請求項１０】
遠心ポンプであって、
少なくとも１つの羽根車組立体を収容する実質的に中空の本体と、
回転軸心を中心に回転可能な伝達軸とを備え、
前記羽根車組立体は前記伝達軸に締結されており、前記伝達軸はモータ手段により回転され、
前記羽根車組立体は、ポンプの同軸入口を向いて機能的に配置された第１円板要素と、前記ポンプの出口を向いて機能的に配置された第２円板要素とを備え、前記第１円板要素は前記第２円板要素に対向して配置されており、前記第２円板要素は前記第１円板要素よりも小さな直径を有しており、
前記第２円板要素は、間隔をおいて配置された複数の翼によって前記第１円板要素に強固に接続されるとともに、駆動軸に締結するための締結手段を中心に備え、
前記複数の翼は複数の付属部をそれぞれ備え、前記付属部は平坦な板形状を有し、前記第２円板要素に隣接しており、前記付属部は、より小さい軸方向推力を受ける領域に実質的に位置していることを特徴とする遠心ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単段または多段の遠心ポンプ用の羽根車組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、遠心ポンプの羽根車は、隙間を間に形成するように互いに対向した、対をなす円板本体と、これら二つの円板を接続し、上記隙間内に配置された一連の翼とを有する。
各羽根車には、モータ手段によって回転される軸に羽根車を固定することを可能とする中心ハブまたは同等の連結装置が設けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した一般的なタイプの羽根車は、広く使用されているものではあるが、その多くはいくつかの欠点を有している。これらの欠点の中で、おそらく最も重要なのは、軸方向推力の発生に関連するものである。
遠心ポンプの羽根車は、実際に、その両側に異なった圧力を受ける。すなわち、一般に、大気圧より低い圧力が入口側に作用し、一方、吐出圧力にほぼ等しい圧力が反対側に作用する。これは、非常に大きな軸方向推力を引き起こし、大きな効率損失を発生させたり、原動機の軸受に損傷を与える過負荷を発生させたりする。
【０００４】
これらの重大な問題は、多段ポンプの場合に明らかに増大する。
軸方向推力の発生に関連する問題を解決するために、いくつかの多段ポンプメーカーは、羽根車のうちの半分を、残りの羽根車に対して反対方向に向けている。
【０００５】
しかしながら、このような解決策は、内部通路を形成するのにかなりの困難を伴う。
上記問題を効果的に解決できる先行技術として、イタリア特許出願番号ＶＩ２０１４Ａ０００２７１に開示されている遠心ポンプ用の羽根車組立体がある。しかしながら、この羽根車は、具体的かつ正確な角度位置で一方の円板を他方の円板に対して、かつ翼に対して配置する必要がある。これは、羽根車組立体を製造するときに、特殊な装置を使用することを意味し、結果として、製造時間が伸び、製品の最終価格にも影響を与えてしまう。
【０００６】
イタリア特許出願番号ＶＩ２０１５Ａ００００８１に開示されている羽根車にも実質的に同じことが言える。この出願でも、事実、特殊な形状の円板が使用されており、他方の円板に対して、かつ翼に対して正確な位置に円板を配置する必要がある。
【０００７】
ＣＮ２０１６５０８４８は、井戸のための水中ポンプ用の羽根車を開示する。具体的には、水の流れる流路が前面カバー板と裏面カバー板との間に形成されており、これらの前面カバー板と裏面カバー板はプラスチックでできている。裏面カバー板の直径は、前面カバー板の直径よりも小さい。
【０００８】
ＵＳ５１７１１２８は、流体を受けるための遠心式ファンホイールを開示する。この遠心式ファンホイールは、半径方向に延びる複数の翼により流体を半径方向に加速させて排出する。複数の流体流路は、ファンホイールの外縁よりも半径方向内側に位置しており、これによりファンの効率を向上させている。これらの流体流路は、交互に配置された切り欠きによって形成されており、この切り欠きは、ファンホイールの背板の外縁の周りに配列された隣接する翼の間に形成されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題を解決し、軸方向推力を減少させることが可能であり、同時に最大の効率を確保し、かつ特殊な準備をすることなく、容易に組み立てることが可能な円板要素から構成された遠心ポンプ用の羽根車構造体を提供することにある。
上記目的の範囲内において、本発明のさらなる目的は、２つの円板要素間で特別な角度位置を持つ必要がない羽根車組立体を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、伝達軸に発生する推力に関係した問題を解決する羽根車組立体を提供することである。
本発明のさらなる目的は、モータの軸受を保護する羽根車組立体を提供することである。
本発明のさらなる目的は、小数の部品で製造することができ、それゆえ、純粋に経済的観点から有利な羽根車組立体を提供することである。
【００１０】
この目的、これ以降より明らかになるこれらの目的および他の目的は、ポンプの同軸入口を向いて機能的に配置された第１円板要素と、前記ポンプの出口を向いて機能的に配置された第２円板要素とを備え、前記第１円板要素は前記第２円板要素に対向して配置されており、前記第２円板要素は前記第１円板要素よりも小さな直径を有しており、前記第２円板要素は、間隔をおいて配置された複数の翼によって前記第１円板要素に強固に接続されるとともに、駆動軸に締結するための締結手段を中心に備え、前記複数の翼は複数の付属部をそれぞれ備え、前記付属部は平坦な板形状を有し、前記第２円板要素に隣接しており、前記付属部は、より小さい軸方向推力を受ける領域に実質的に位置していることを特徴とする遠心ポンプ用羽根車組立体によって達成される。
【００１１】
本発明は、遠心ポンプであって、少なくとも１つの羽根車組立体を収容する実質的に中空の本体と、回転軸心を中心に回転可能な伝達軸とを備え、前記羽根車組立体は前記伝達軸に締結されており、前記伝達軸はモータ手段により回転され、前記羽根車組立体は、ポンプの同軸入口を向いて機能的に配置された第１円板要素と、前記ポンプの出口を向いて機能的に配置された第２円板要素とを備え、前記第１円板要素は前記第２円板要素に対向して配置されており、前記第２円板要素は前記第１円板要素よりも小さな直径を有しており、前記第２円板要素は、間隔をおいて配置された複数の翼によって前記第１円板要素に強固に接続されるとともに、駆動軸に締結するための締結手段を中心に備え、前記複数の翼は複数の付属部をそれぞれ備え、前記付属部は平坦な板形状を有し、前記第２円板要素に隣接しており、前記付属部は、より小さい軸方向推力を受ける領域に実質的に位置していることを特徴とする船員ポンプに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る羽根車組立体は、軸方向推力を大幅に減らすことが可能であると同時に最大の効率および揚程を確保することを可能とする。
これは、より小さな軸方向推力を受ける領域のみを付属部で覆うことによって達成される。付属部は、第２円板要素と同一平面内にある円環に関連し、かつ２つの円板要素の直径にそれぞれ一致する直径を持つ円周に相当する。
付属部を羽根車の翼と一体に製作することにより、２つの円板要素間の角度位置を精密に合わせる必要がなくなる。
このようにすることで、本発明の羽根車組立体の製造工程を単純化し、かつ高速化することができる。これにより、純粋に経済的観点からも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
さらなる特徴および利点は、添付の図面に非限定的な例として示された本発明に係る羽根車組立体の、好ましいが限定的でない実施形態の説明からより明確になるであろう。
【図１】図１は、本発明に係る羽根車組立体の正面図である。
【図２】図２は、前図の羽根車組立体の詳細を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、本発明のさらに他の態様に係る羽根車組立体の正面図である。
【図４】図４は、本発明のさらに他の態様に係る羽根車組立体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２において、本発明に係る遠心ポンプ用の羽根車組立体は参照符号１で示されている。この羽根車組立体１は多段遠心ポンプ用に設計されているが、本発明に係る羽根車組立体が他の形式のポンプにも適用され得ることは、当業者にとって明らかである。
多段遠心ポンプは、それ自体が公知であって、図示はされていないが、本発明に係る複数の羽根車を内部に収容する、実質的に中空の本体を備えている。これら羽根車は、原動機によって回転される駆動軸に同軸状に取り付けられている。
【００１５】
羽根車組立体１は、ポンプ入口側に機能的に配置された第１円板要素２と、ポンプ出口側に機能的に配置された第２円板要素３とを備えている。
第２円板要素３の直径は、第１円板要素２の直径よりも小さい。
２つの円板要素２および３は、回転軸線１０００と同軸上にあり、かつ実質的に円柱状の空間を形成するように互いに対向している。
翼４は、この空間内に配置されている。各翼４は、実質的に平坦かつ長方形であり、第１円板要素２を第２円板要素３に強固に接続している。
複数の翼４は、回転軸線１０００の周りに分布しており、２つの円板要素２および３の中心から外周領域まで延びている。
これらの翼４は実質的に螺旋状に延びる円弧状のプロファイルに沿って配列されている。翼４は、第１円板要素２から突出することなく配置されており、放射状に並ぶ複数の分岐ダクトを形成している。
【００１６】
有利なことには、第２円板要素３は、締結手段によって駆動軸（図示せず）に固定されている。伝達軸は、回転軸線１０００を中心に回転する。
図示した例では、締結手段は、第２円板要素３の中心に設けられたハブ５から実質的に構成されている。
貫通孔６は、第１円板要素２の中心に設けられ、ハブ５に対向している。貫通孔６は、駆動軸の直径よりも大きな直径を有している。
貫通孔６は、事実上、羽根車組立体１の吸込口を構成している。
【００１７】
本発明によれば、各翼４は、付属部７を備えている。この付属部７は平坦な板形状を有し、各翼４の縁に配置されている。
有利なこととして、付属部７は、対応する翼４と一体に構成され、折り曲げ線８に沿って折り曲げられた翼４の成形部から構成される。
各付属部７は、対応する翼４に垂直に延びるように折り曲げられている。
実用的には、翼４が羽根車組立体１に取り付けられるとき、付属部７は第２円板要素３と平行であって、かつ第２円板要素３と同一平面内にある。
各付属部７は、第２円板要素３上に置かれた側部９を有しており、第２円板要素３と同一平面内にある円環の内側を延びている。この円環は、２つの円板要素２，３の直径にそれぞれ一致する直径を持つ円周から構成されている。
付属部７は、上記円環の内側の、より小さな軸方向推力を受ける領域内に実質的に位置していることに注意すべきである。
また、各付属部７の境界は、折り曲げ線８に一致する側部と、第２円板要素３の縁上にある側部９とに接続された成形側部によって定められる。
【００１８】
図１および図２に示す本実施形態では、上記成形側部は、連続し、かつ互いに垂直な１組の区分１０ａ，１０ｂから構成されている。
実用では、各付属部７の外辺部は、実質的に円環扇形を有している。
しかしながら、上述した付属部の大きさおよび形状は、本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、変わりうるものであることは当業者にとっては明らかであろう。
事実、例えば、図３に示される、符号１０１によって示される羽根車組立体は、羽根車組立体１に実質的に類似する形状を有しているが、各付属部１０７の成形側部は、異なる角度で接続された２つの区分１１０ａ，１１０ｂから構成されている。
成形側部は、互いに異なる位置に配置された１組の連続的な区分に離散されてもよく、その縁部は湾曲部の形状を有してもよい。
【００１９】
例えば、図４に示される、符号２０１によって示される羽根車組立体は、羽根車組立体１，１０１に実質的に類似する形状を有しているが、付属部２０７は、直線部２１０ａおよび湾曲部２１０ｂを含む成形側部を有している。湾曲部２１０ｂは、第２円板要素３の外側を向いた凹部を有している。
他の実施形態によれば、図示はされていないが、上記成形側部は凸部を有している。
上記付属部は、形状、大きさ、および比率において、本発明の範囲を逸脱することなく、実質的に等価な方法でどのように変更しうるかは明らかである。
図３および図４に示す実施形態においては、図１および図２に示す実施形態を参照して説明された各要素に対応する各要素は、同一の参照符号によって示されている。
【００２０】
本発明に係る羽根車組立体は、種々の技術によって製造することが可能であり、例えば、鋼鉄、ステンレススチールなどの金属材料、または要求される技術的な特性を備えた他の材料を用いて製造することが可能である。
本発明に係る羽根車組立体の動作に関しては、実験およびその結果データの入念な分析により、付属部の存在が、流体力学的な性能向上と、良好な揚程をもたらしつつ、同等な軸方向推力の減少をもたらす、ということが検証できた。
実用上において、本発明に係る遠心ポンプ用の羽根車組立体は、軸方向推力を減少させることができ、同時に最大の効率および揚程を確保することができるので、本発明に係る遠心ポンプ用羽根車は、意図した目的を完全に達成することが確認された。
これは、より小さい軸方向推力を受ける領域のみをカバーする付属部を設けることによって達成される。付属部は、第２円板要素と同一平面内にある円環に関連し、かつ２つの円板要素の直径にそれぞれ一致する直径を持つ円周に相当する。
付属部と翼を１つの部材から構成することにより、２つの円板要素の相互間の角度位置を精密に合わせることなくこれら円板要素を設置することが可能となる。
このように構成することにより、本発明の羽根車組立体の製造工程を単純化し、かつ高速化することができる。これにより、純粋に経済的観点からも有利である。
実用上では、使用される材料は、その材料が特定の用途に適合できる限りにおいて、本質的ではない大きさおよび形状と同様に、技術水準の要件に応じて、いずれのものでも可能である。
この出願は、２０１５年５月４日に出願されたイタリア特許出願番号１０２０１５００００１３７５４の優先権を主張し、このイタリア出願の内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【図１】
2018514690.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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