JPH0255893A

JPH0255893A - 遠心ポンプ

Info

Publication number: JPH0255893A
Application number: JP20021688A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Sasaki; 佐々木　幸次郎; Kozo Miyazaki; 宮崎　幸三; Genichi Nemoto; 根本　元一
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH0733837B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は遠心ポンプに関し、例えば気液混合体を取扱う
ための自吸式遠心ポンプの改良に関する。

［従来の技術］従来の遠心ポンプは、組立に際して多数のボルトを締結
しなければならないので組立作業の効率が悪く、シール
性も良くなかった６まな、ポンプ運転中にボリュート内
を円周方向に流れる流体の回転力が内部ケーシングのボ
リュート部に作用して、内部ケーシングが回転して運転
不能になってしまうという欠点があった。

これに対して、本出願人は実公昭６０−１４９５４号公
報において、組立作業が容易に行われ旦つ内部ケーシン
グの回転を防止する遠心ポンプを開示した。この遠心ポ
ンプは第６図で示すような構造を有している。そして、
ボルト７によってケーシング６をケーシングカバー３に
固着すると、内部ケーシング１２のテーパ面１２ｃがケ
ーシングカバー３のテーパ面３ａに案内され且つ端部１
２ｄがケーシング６の案内段部１０によって案内されて
位置決めされる。そのため、ボルトの本数が少なくて済
み、組立作業が容易になる。これに加えて、内部ケーシ
ング１２の中心が偏心しており且つ吸込通路部１２ａに
おいて内部ケーシングの端部１２ｄが案内段部１０に嵌
合しているので、流体の回転力がボリュート部１２ｂに
作用しても内部ゲージング１２が回転することはない、
なお、第６図において内部ケーシングの端部１２ｄとゲ
ージング６との間には、シール材として０リング１３が
挿入されている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、実公昭６０−１４９５４号公叩の遠心ポンプで
は、吸込口の中心線と回転軸の中心線とが偏心している
なめに、シール材締付のための偏心荷重が発生するとい
う問題がある。すなわち、吐出口８の中心と回転軸１と
を偏心させた結果、０リング１３の中心と内部ケーシン
グ１２のテーパ面１２ｃの中心も偏心するので、内部ケ
ーシング１２全体には第６図中矢印Ｍで示すようなモー
メントが作用してしまう、このようなモーメントＭが作
用すると、Ｏリング１３の上方部分に作用する圧縮画ｇ
Ｌ（締付荷重）が緩和され、一方、０リング１３の下方
部分に作用する圧縮荷重（締付荷重）は増加し、０リン
グ１３の全周に亘る反発力あるいは荷重が不均一となる
。これがシール材締付のための偏心荷重であり、そのよ
うな偏心荷重が生じると内部ケーシング１２のテーパ面
１２Ｃ近傍が破損し、そのテーパ面１２ｃとゲージング
カバー３のテーパ面３ａとの芯出作用による内部ケーシ
ング１２の案内および位置決めが行われなくなる。その
結果、遠心ポンプの安定性、特に内部ケーシングの安定
が阻害され、ポンプの運転、性能に悪影響を及ぼず、従
って、シール材締付のための偏心荷重を防止して、遠心
ポンプの安定性を向上したいという要請が存在する。

また、前記公告公報記載の遠心ポンプの気水分離性能を
より向上して遠心ポンプの自吸性能をさらに良好ならし
めようという要請も存在する。

本発明はこれ等の要請に応えるべく提案されたものであ
り、実公昭６０−１４９５４号公報の遠心ポンプを改良
してシール材締付のための偏心荷重を防止して遠心ポン
プの安定性を向上し、且つ自吸性能をさらに向上させた
遠心ポンプを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段１本発明の遠心ポンプは、吸込口および吐出口が形成され
たケーシングと、羽根車が固着された回転軸を支承する
ケーシングカバーと、ケーシング内部に設けられて吸込
通路部およびボリュート部を構成する内部ケーシングと
を有し、吸込口の中心線と回転軸の中心線とが偏心して
いる遠心ポンプにおいて、吐出口側の位置にケーシング
カバーと当接している複数の板状の足を形成している。

また、本発明の遠心ポンプは、前記ケーシングの反吸込
口側から見た内壁面形状が概略逆三角形形状であり、そ
の内部に複数のガイドベーンを設け、隣接するガイドベ
ーンの端部間に構成されるガイドベーン流出口のうち１
個が内部ケーシングの最下位箇所に位置している。

本発明の実施に際して、吸込口側から見たケーシング内
壁面の形状は、２種類の曲線によって構成された概略逆
三角形状であるのが好ましい。ここで、前記２種類の曲
線の一方はその曲率半径がケーシング内壁面の基礎円直
径の１．７倍ないし２．３倍の範囲内であり、他方の曲
線の曲率半径は基礎円直径の３０％ないし４０％の範囲
内であり、そして吸込口の中心線と回転軸（羽根車）の
中心線との偏心員は基礎円直径の２０％ないし２５％の
範囲内であるのが好ましい。

また、内部ケーシングには等しい長さのスパイラル状の
ガイドベーンが３個設けられていて、隣接するガイドベ
ーンの端部間に構成される３個のガイドベーン流出口の
うちの１個が、内部ケーシングの最下位箇所（逆三角形
の頂点付近）に位置するように配置されているのが好ま
しい。

さらに、本発明の遠心ポンプは、回転軸およびそれを駆
動するモータを除き、全ての構成部品をプラスチック等
の樹脂で成形するのが好ましい。

ただし、樹脂以外の材料によって各構成部品を成形する
ことも可能である。

また、前記板状の足は何れも横断面が概略長方形状のリ
ブとして構成され、ケーシングの吐出口側に設けられた
複数の板状の足は、横断面形状の長手方向が（気液混合
体の）吐出方向に対してゼロないし３５度の範囲内の角
度で傾いていることが好ましい。

これに加えて、羽根車を固着した回転軸とモータ等の駆
動部材との取付、取外しを容易にするため、モータ軸に
横穴を形成して先端にセットピン形状を有するイモネジ
を締付けることにより、回転軸をモータに接続するのが
好ましい。

さらに、モータ等の駆動部材側からの熱に対処するなめ
、ケーシングカバーのスペーサとして断熱シートを使用
し、ケーシングカバーが樹脂製である場合に熱々形する
ことを防止するのが好ましい。

また、内部ケーシングの吸込通路部とボリュート部との
境界近傍には、整流板として作用する板状の足を内部ケ
ーシングと一体的に形成されているのが好ましい。

［作用］上記のような構成を有する本発明によれば、吐出口側１
こ整流板を兼ねた複数の板状の足を設は該板状の足はケ
ーシングカバーに当接しているので、第６図中符号Ｍで
示すようなモーメントが内部ケーシングに作用しても、
該板状の足に生ずる反力によってそのモーメンｔ・が打
ち消される。従って、シール材であるＯリングに作用す
る圧縮荷重は変動せず、シール材締付のための偏心荷重
を防止することができ、そして組立てられた遠心ポンプ
の安定性が向上する。

また、吐出口側の位置に形成された複数の板状の足は、
複数のガイドベーンの隣接する端部間から吐出口に向っ
て流れ出した気液混合体に対して整流板として作用し、
ケーシングの吐出口に向けて気液混合体を効果的に集中
せしめる。その結果、効率的な気液分離が行われ、遠心
ポンプの自吸性能が大巾に向上するのである。

さらに、本発明の遠心ポンプは組立時に締結すべきボル
トの数が少ないので、組立あるいは分解に要する労力を
軽減することができる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の遠心ポンプの１実施例を示しており、
全体を符号２０で示す遠心ポンプは吸込口２２および吐
出口２・１を設けた樹脂製のケーシング２６と、羽根車
２８を固着した回転軸３０を支承する樹脂製のケーシン
グカバー３２と、樹脂製の内部ケーシング３４とを有し
ている。この内部ケーシング３４はガイドベーン３６と
、吐出口側２４側すなわち図中上方に位置している３個
（第４Ｂ図）の板状の足すなわちリブ３８と、吸込通路
部４０とボリュート部４２との境界近傍に位置している
板状の足（リブ）４４とを一体的に形成しである。

内部ケーシング３４のガイドベーン３６の端面３６Ａは
、ケーシングカバー３２のテーパ面４６と係合しており
、内部ケーシング３４の吸込口側端部３４Ａは、シール
材であるＯリング３５を介してケーシング２６に形成さ
れた段部４８に係合している。そして、締結部材５０に
よりケーシング２６とゲージングカバー３２とを固定す
るに際して、ガイドベーン３６の端面３６Ａがテーパ面
４８との芯出作用によって案内され且つ吸込口側端部３
４Ａが段部４８によって案内されるので、内部ケーシン
グ３４は所定の位置に位置決めされる。

なお、第１図において符号５２は吸込口２２に設けられ
たチエツキ弁を示し、符号５４は図示しない駆動部材か
らケーシングカバー３２に伝わる熱を遮断するため取付
けられた断熱シート製のスペーサを示す。

第２Ａ図および第２Ｂ図はケーシング２６の詳細を示し
ている。特に第２Ａ図から明らかなように、ケーシング
２６の内壁面に概略逆三角形状に形成されている。なお
、第２Ａ図中符号５ＯＡは締結部材５０貫通用の孔で、
第２Ｂ図中符号５６はケーシング２６の補強用リブであ
る。

ケーシング２６の内壁面６０の形状については第３図で
幾何学的に示されている。第３図から明らかなように、
内壁面６０によって形成されている逆三角形は曲率半径
が異なる２種類の曲線を複数組合せて構成されている。

そして、一方の曲線（逆三角形の各辺に対応する曲線）
の曲率半径ＲＯは、仮想線で示された基礎円ＡＣにおけ
る直径りの１．７倍ないし２．３倍の範囲内となってい
る。これに対して、逆三角形の角に対応する曲線の曲率
半径Ｒ１は、基礎用直径りの３０％ないし４０％の範囲
内である。さらに、ケーシング２６の吸込口２２の中心
線０１と羽根車２８（あるいは回転軸３０）の中／ｌ、
ｊ線０２どの偏心１）１は、基礎円直径りの２０％ない
し２５％の範囲内になっている。

第４Ａ図および第４Ｂ図は内部ケーシング３４の詳細を
示している。第４Ａ図から明らかなように、ガイドベー
ン３６、板状の足３８．４４は内部ケーシング３４と一
体的に形成されている。なお、第４Ａ図において符号５
８は補強用のりブである。

ガイドベーン３６は第４Ｂ図で示すように、スパイラル
状に３本（３６Ｃ１３６Ｄ、３６Ｅ）設けられている。

そして、隣接する端部の間（３箇所）にガイドベーン流
出口６２．６４．６６が形成されている。そして、３箇
所のガイドベーン流出口のうち符号６２で示す箇所は、
ケーシング２６の最下方の位置（逆三角形の頂点に対応
する位置）に設けられている０図中上方に設けられた板
状の足３８はその横断面の長手方向が吐出方向（第４Ｂ
図中矢印Ｘの方向）に対して角度θだけ傾斜しており、
角度θはゼロないし３５度の範囲内で設定されている。

一方、板状の足４４は吐出方向Ｘと並行に設けられてい
る。

図示の実施例の作動に際して、チエツキ弁５２を開放し
て羽根車２８を回転ずれば、第１図中上方Ａで示すよう
に気液混合体は吸込口２２より吸込まれ、吸込通路部４
０、ボリュート部４２を流れて（矢印Ｂ）、ガイドベー
ン流出口６２．６４．６６からそれぞれ矢印Ｃ，Ｄ、Ｅ
で示すように流れ出て（第４Ｂ図）、第１図中上方にあ
る空間７０に集中され、吐出口２４より吐出される。

ここで、矢印Ｂで示す流れは、整流板とし七作用する板
状の足４４によって整流される。

また、３個のガイドベーン３６はケーシング内壁面６０
の逆三角形の形状と組合されて気液分離が効率的に行わ
しめる。すなわち、第４Ｂ図において、ガイドベーン流
出口６２から流れ出た気液混合液（矢印Ｃ）は、ガイド
ベーン３６Ｄの外側面とケーシング内壁面６０（第１１
Ｂ図では図示せず）との間で一度絞られて、ケーシング
内壁面６０に激しく打ち付けられた後、吐出口２４直下
の空間７０に向って流れる。その結果、流れＣの気液混
合体は、空間７０において気液分離し易い状態となる０
次に、ガイドベーン流出口６４からの気液混合体の流れ
Ｄは、整流板として作用する３個の板状の足３８により
その流れ方向が変えられ気液分離が生じ易い状態となっ
て吐出口２４直上の空間７０に向けて流れる。また、ガ
イドベーン流出口６６からの気液混合体の流れＥは、流
出直後には第４Ｂ図下方へ流れるが、内側面６０は逆三
角形状であり、ガイドベーン３６Ｃの外側面と内壁面６
０とに挾まれる空間が下方に行くに従って非常に狭くな
るので、その流れＥはガイドベーン３６Ｃの外側面と内
壁面６０によって絞られ、内壁面６０に強く打ちつけら
れて反転し、気液分離が生じ易い状態となって上方の空
間７０へ向う。

そしてガイドベーン３６Ｃ１３６Ｅの右方から吐出口２
４直下の空間７０へ向う。その結果、第４Ｂ図中左方か
らの流れと第４Ｂ図右方からの流れとが、第１図の空間
７０に集申し流れ同士が衝突するので、気液分離が効率
的に行われる。

ここで、吸込口２２の中心線（第３図中符号０１）と回
転軸３０の中心線（第３図中符号０２　）とが偏心して
いるで、内部ケーシング１４全体には第１図中符号Ｍで
示すようなモーメントが作用する。しかし、内部ケーシ
ング３４と一体的に形成された３個の板状の足３８の末
端がケーシングカバー３２に当接しているので、板状の
足３８内にはモーメントＭに対する反力Ｒが生じ、この
反力Ｒは該モーメントＭを打ち消す作用をする。従って
、シール材である０リング３５に作用する圧縮荷重（締
付薄型）も変化せず、シール材締付のための偏心荷重も
発生しない、そして、遠心ポンプの安定性が向上するの
である。

図示の実施例の自吸性能と従来の遠心ポンプの自吸性能
を比較して第５図に示す、第５図がら明らかなように、
気液分離が効率良く行われる本発明の遠心ポンプの自吸
性能は従来のものよりも大巾に向−トしている。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の遠心ポンプによれば、整
流板としても作用する板状の足を設けたことにより、シ
ール材締付のための偏心荷重が防止され、遠心ポンプの
安定性が向トする。そして、気液分離が効率良く行われ
るので自吸性能が大巾に向上する・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遠心ポンプの１実施例を示す断面側面
図、第２Ａ図および第２Ｂ図はそれぞれ第１図の遠心ポ
ンプのケーシングの正面図および断面側面図、第３図は
第２Ａ図のケーシング内壁面の形状を幾何学的に表現し
た正面図、第４Ａ図および第４Ｂ図はそれぞれ第１図の
遠心ポンプの断面側面図および背面図、第５図は本発明
の遠心ポンプと従来技術との自吸性能を比較して示す図
、第６図は従来の遠心ポンプの断面側面図である６２０
・・・遠心ポンプ　　２２・・・吸込口２４・・・吐出
口　　２６・・・ケーシング２８・・・羽根車　　３０
・・・回転軸　　３２・・・ケーシングカバー　　３４
・・・内部ケーシング　　３５・・・シール材〈０リン
グ）３６．３６Ｃ１３６Ｄ、３６Ｅ・　・　・ガイドベ
ーン　　３８・・・板状の足　　４０・・・吸込通路部
　　４２・・・ボリュート部　　７０・・・吐出口直下
の空間　　Ｍ・・・偏心のために内部ケーシングに作用
するモーメント　　Ｒ・・・板状の足内に生ずる反力第１図第２Ａ図第２Ｂ図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）吸込口および吐出口が形成されたケーシングと、
羽根車が固着された回転軸を支承するケーシングカバー
と、ケーシング内部に設けられて吸込通路部およびボリ
ュート部を構成する内部ケーシングとを有し、吸込口の
中心線と回転軸の中心線とが偏心している遠心ポンプに
おいて、吐出口側の位置にケーシングカバーと当接して
いる複数の板状の足を形成していることを特徴とする遠
心ポンプ。
（２）前記ケーシングの反吸込口側から見た内壁面形状
が概略逆三角形形状であり、その内部に複数のガイドベ
ーンを設け、隣接するガイドベーンの端部間に構成され
るガイドベーン流出口のうち１個が内部ケーシングの最
下位箇所に位置していることを特徴とする請求項１記載
の遠心ポンプ