(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングと、主軸に取付けられた羽根車とを備え、前記複数の中間ケーシングは軸方向に積み重ねられた多段ポンプにおいて、
前記中間ケーシングは、円筒状側面部と、該円筒状側面部から径方向外側に突出する突出部と、該突出部から径方向内側に延び、隣接する中間ケーシングの軸方向端面が当接する段平面部と、前記円筒状側面部の内径よりも小さな外径を有し、前記段平面部から軸方向に延び、かつ前記円筒状側面部に平行な段側面部と、前記段側面部から径方向内側に延びる底面部とを備え、
前記中間ケーシングの底面部には、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面に外周側の端面が当接する逃がし板を取付け、
前記逃がし板、前記段側面部、前記段平面部、及び隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面によってＯリングを装着する空間を形成したことを特徴とする多段ポンプ。
【請求項２】
鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングと、主軸に取付けられた羽根車とを備え、前記複数の中間ケーシングは軸方向に積み重ねられた多段ポンプにおいて、
前記中間ケーシングは、円筒状側面部と、該円筒状側面部から径方向外側に突出する突出部と、該突出部から径方向内側に延び、隣接する中間ケーシングの軸方向端面が当接する段平面部と、前記円筒状側面部の内径よりも小さな外径を有し、前記段平面部から軸方向に延び、かつ前記円筒状側面部に平行な段側面部と、前記段側面部から径方向内側に延びる底面部とを備え、
前記中間ケーシングの底面部には、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面に外周側の端面が当接する逃がし板を取付け、
前記逃がし板、前記段側面部、前記段平面部、及び隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面によってＯリングを装着する空間を形成し、
前記逃がし板には、側板との間に挟み込む戻し羽根を一体的に形成したことを特徴とする多段ポンプ。
【請求項３】
前記戻し羽根の外周側の高さを内周側の高さよりも高くしたことを特徴とする請求項２に記載の多段ポンプ。
【請求項４】
前記逃がし板を最外周近傍で前記底面部に取付け、段間差圧による前記底面部の変形量に対応して、前記逃がし板の径方向内側と前記中間ケーシングの底面部との間に隙間を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多段ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段ポンプに係り、特に鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングを備えた多段ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングを備え、各中間ケーシングの内部に羽根車を収容した多段ポンプが知られている。図７は、このような従来の多段ポンプにおける中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。図７に示すように、中間ケーシング１００の内部に羽根車１０１が収容されており、この中間ケーシングは、円筒状側面部１０２と、略Ｓ字状に形成された嵌合部１０３と、嵌合部１０３から径方向内側に延びる底面部１０４とを備えている。嵌合部１０３には、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部１０２の軸方向端面１０２ａ及び内面１０２ｂが当接するようになっており、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部１０２の内面と略Ｓ字状の嵌合部１０３とによってＯリング１１０を装着する溝が形成されている。この中間ケーシングの嵌合部１０３は、鋼板をプレス成形により座屈させて成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した中間ケーシングの嵌合部１０３をプレス成形により形成する際に、ケーシング材料の硬度や厚さのバラツキなどによってＯリング用の溝の形状が定まりにくく、安定した形状を得ることが難しい。また、プレス成形の金型に対しても高い精度が要求される。更に、嵌合部１０３の形状に適合した専用のＯリング１１０が必要となるため、コストの面で問題がある。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、中間ケーシングにおいて安定したシール性能と精度を得ることができ、汎用の安価なＯリングを使用することができる多段ポンプを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の第１の態様は、鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングと、主軸に取付けられた羽根車とを備え、上記複数の中間ケーシングは軸方向に積み重ねられた多段ポンプにおいて、上記中間ケーシングは、円筒状側面部と、該円筒状側面部から径方向外側に突出する突出部と、該突出部から径方向内側に延び、隣接する中間ケーシングの軸方向端面が当接する段平面部と、上記円筒状側面部の内径よりも小さな外径を有し、上記段平面部から軸方向に延び、かつ上記円筒状側面部に平行な段側面部と、上記段側面部から径方向内側に延びる底面部とを備え、上記中間ケーシングの底面部には、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面に外周側の端面が当接する逃がし板を取付け、上記逃がし板、上記段側面部、上記段平面部、及び隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面によってＯリングを装着する空間を形成したことを特徴とする多段ポンプである。
【０００６】
本発明の第２の態様は、鋼板をプレス成形して形成された複数の中間ケーシングと、主軸に取付けられた羽根車とを備え、上記複数の中間ケーシングは軸方向に積み重ねられた多段ポンプにおいて、上記中間ケーシングは、円筒状側面部と、該円筒状側面部から径方向外側に突出する突出部と、該突出部から径方向内側に延び、隣接する中間ケーシングの軸方向端面が当接する段平面部と、上記円筒状側面部の内径よりも小さな外径を有し、上記段平面部から軸方向に延び、かつ上記円筒状側面部に平行な段側面部と、上記段側面部から径方向内側に延びる底面部とを備え、上記中間ケーシングの底面部には、隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面に外周側の端面が当接する逃がし板を取付け、上記逃がし板、上記段側面部、上記段平面部、及び隣接する中間ケーシングの円筒状側面部の内周面によってＯリングを装着する空間を形成し、上記逃がし板には、側板との間に挟み込む戻し羽根を一体的に形成したことを特徴とする多段ポンプである。
【０００７】
本発明によれば、プレス成形が容易な単純な構造となるため、中間ケーシング間のＯリング用の溝を容易且つ精度高く形成することができ、安定したシール性能と精度を得ることができる。また、市販されているＯリングに合わせてＯリング用の溝の形状を容易に変更することができるので、入手しやすい市販のＯリングを使用することでコストを低減することができる。また、本発明の第２の態様によれば、逃がし板と戻し羽根とを溶接する必要がなくなるので、生産性を向上させることができる。
【０００８】
本発明の好ましい一態様は、上記戻し羽根の外周側の高さを内周側の高さよりも高くしたことを特徴としている。このように、戻し羽根の入口側の流路断面積を大きくすることで流速を落として、逃がし板の板厚に相当する段差に起因する損失を減少させることができる。
【０００９】
本発明の好ましい他の一態様は、上記逃がし板を最外周近傍で上記底面部に取付け、段間差圧による上記底面部の変形量に対応して、上記逃がし板の径方向内側と上記中間ケーシングの底面部との間に隙間を形成したことを特徴としている。
【００１０】
羽根車によって加圧された流体圧力に基づく段間差圧が底面部の内面に作用し、底面部を低圧側へ押し広げようとするが、このような構成によれば底面部と逃がし板との間に予め隙間が形成されているため、段間差圧による変形量が上記隙間により相殺される。従って、逃がし板は、底面部の変形の影響を受けずに済むため、破壊に至ることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る多段ポンプの実施形態について図１乃至図６を参照して詳細に説明する。なお、図１乃至図６において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態における多段ポンプを示す縦断面図である。本実施形態における多段ポンプは、外側ケーシング１の内部に複数の中間ケーシング２が収容されており、各中間ケーシング２の内部には主軸３に取付けられた羽根車４が収容されている。
【００１３】
図２は、図１に示す中間ケーシング付近の構造を示す部分拡大図である。図２に示すように、本実施形態における中間ケーシング２は、略円筒容器状に形成されており、円筒状の側面部２１と、円筒状側面部２１から径方向外側に突出する突出部２２と、突出部２２から径方向内側に延びる段平面部２３と、段平面部２３から軸方向に延びる段側面部２４と、段側面部２４から径方向内側に延びる底面部２５とを有している。この中間ケーシング２は、鋼板をプレス成形して製作される。
【００１４】
突出部２２は円筒状側面部２１の外径よりも大きな外径を有しており、段側面部２４は円筒状側面部２１の内径よりもやや小さな外径を有している。また、段平面部２３は、円筒状側面部２１に対して直角に形成されており、隣接する中間ケーシング２の円筒状側面部２１の軸方向端面２１ａの略全面が段平面部２３に当接するようになっている。なお、円筒状側面部２１の端面との当たり面の面積が確保できれば、段平面部２３は円筒状側面部２１に対して直角ではなく所定角度だけ傾斜していてもよい。
【００１５】
中間ケーシング２の底面部２５には逃がし板３０が溶接により取付けられており、この逃がし板３０と側板３２との間には戻し羽根３４が挟み込まれて溶接されている。逃がし板３０の外周側の端面３０ａは、隣接する中間ケーシング２の円筒状側面部２１の内周面に当接しており、この逃がし板３０、段側面部２４、段平面部２３、及び隣接する中間ケーシング２の円筒状側面部２１の内周面によってＯリング４０を装着する空間が形成されている。このように、本発明によれば、プレス成形が容易な単純な構造となるため、中間ケーシング間のＯリング用の溝を容易且つ精度高く形成することができ、安定したシール性能と精度を得ることができる。また、市販されているＯリングに合わせてＯリング用の溝の形状を容易に変更することができるので、入手しやすい市販のＯリングを使用することでコストを低減することができる。
【００１６】
中間ケーシング２の底面部２５の内周側の縁部２６にはライナリング４２が取付けられており、このライナリング４２と羽根車４の吸込部との間には微小な隙間が形成されている。このライナリング４２によって、高圧水の漏れが防止される。
【００１７】
ポンプの運転時に、吸込口５ａ（図１参照）から吸い込まれた揚液は、主軸３により回転される羽根車４により昇圧され、昇圧された揚液は、逃がし板３０と側板３２との間に挟み込まれた戻し羽根３４により形成される流路を通って次段の羽根車４の吸込部に導かれる。このようにして、揚液は各段の羽根車４により昇圧され、各段の戻し羽根３４により形成される流路を通過する間に圧力を回復し、最終的に吐出口５ｂ（図１参照）から外部に吐出される。
【００１８】
この場合において、逃がし板と戻し羽根とを一体に形成することができる。図３は、逃がし板と戻し羽根とを一体に形成した場合の逃がし板３６の一部を示す平面図である。図３に示す逃がし板３６は、１枚の円板状の鋼板から戻し羽根３６ａを折り曲げて、戻し羽根３６ａと逃がし板本体３６ｂとを一体に成形している。このようにすることで、逃がし板と戻し羽根とを溶接する必要がなくなり、生産性を向上させることができる。
【００１９】
図４は、本発明の第２の実施形態における中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。図３に示すように、戻し羽根３６ａと逃がし板本体３６ｂとを一体に形成した場合、逃がし板本体３６ｂの板厚に相当する段差が戻し羽根３６ａの基部に生じることとなる。この段差によって流路が急激に拡大し、損失の原因となってしまう。従って、本実施形態では、図４に示すように、戻し羽根３６ａの入口側の高さｈ１、即ち外周側の高さを内周側の高さｈ２よりも高くして、入口側の流路断面積を大きくすることで流速を落として、損失を減少させている。
【００２０】
図５は、本発明の第３の実施形態における中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。羽根車４ａにより加圧された揚液は、戻し羽根３４により形成される流路を通過して次段の羽根車４ｂに導かれる。更に加圧された流体の流体圧力が底面部２５の裏側にかかり、戻し羽根３４内の流体圧力と底面部２５の裏側の流体圧力の差（段間差圧）が図５の矢印Ｐで示す方向にかかり、底面部２５が半径方向外側から内側に向かって低圧側に変形する。この変形量が大きいと、底面部２５の戻し羽根３４との溶接部分に過大な応力が発生して破壊に至ることがある。
【００２１】
従って、本実施形態では、逃がし板３０と底面部２５とを最外周近傍部ｗで溶接し、逃がし板３０の径方向内側と底面部２５との間に隙間を形成している。この隙間の大きさｄは、羽根車４ｂにより生ずる圧力により底面部２５が変形しても、底面部２５に隣接して設けられた逃がし板３０を変形させない程度の大きさとされる。即ち、隙間の大きさｄは、底面部２５が変形しても逃がし板３０に軽く接触するか接触しないか程度の寸法となっている。羽根車４ｂによって加圧された流体圧力に基づく段間差圧が底面部２５の内面に作用し、底面部２５を低圧側へ押し広げようとするが、底面部２５と逃がし板３０との間には予め隙間ｄが形成されているため、段間差圧による変形量が上記隙間ｄにより相殺される。従って、底面部２５の最外周近傍部ｗで溶接して取付けられた逃がし板３０は、底面部２５の変形の影響を受けずに済むため、破壊に至ることがない。この場合において、図６に示すように、底面部２５に取付けられた逃がし板３０に、更に図３に示す戻し羽根３６ａと逃がし板本体３６ｂとを一体に形成した逃がし板３６を取付けることとしてもよい。
【００２２】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、プレス成形が容易な簡単な構造となるため、中間ケーシング間のＯリング用の溝を容易且つ精度高く形成することができ、安定したシール性能と精度を得ることができる。また、市販されているＯリングに合わせてＯリング用の溝の形状を容易に変更することができるので、入手しやすい市販のＯリングを使用することでコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における多段ポンプを示す縦断面図である。
【図２】図１に示す中間ケーシング付近の構造を示す部分拡大図である。
【図３】逃がし板と戻し羽根とを一体に形成した場合の逃がし板の一部を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態における中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。
【図７】従来の多段ポンプにおける中間ケーシング付近の構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    外側ケーシング
２    中間ケーシング
３    主軸
４    羽根車
５ａ  吸込口
５ｂ  吐出口
２１    円筒状側面部
２２    突出部
２３    段平面部
２４    段側面部
２５    底面部
２６    縁部
３０，３６    逃がし板
３２    側板
３４，３６ａ    戻し羽根
３６ｂ  逃がし板本体
４０    Ｏリング
４２    ライナリング
【図１】
0003986317.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003986317.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003986317.tif 000007
【図７】
0003986317.tif 000008