[发明专利]筒型多级泵

说明书

技术领域

本发明涉及用于较高扬程的用途的筒型多级泵。

背景技术

以往的一般的筒型多级泵的扩散器以及阶梯的构造表示在图1中。该离心多级泵将从叶轮1向离心方向流出的流体在由设置在叶轮外周部的带叶片的扩散器16的扩大流路将运动能量转换为压力能量，进而通过形成在扩散器外周侧的阶梯上的U形转弯通路17使之向径向内侧转向后，由设置在U形转弯通路17的下游侧的返回叶片20向下一级叶轮引导。在最后一级，从扩散器16的全周排出的液体经连接流路19以及回旋流路18被送向排出管41。连接流路19的子午面形状在与旋转轴10呈直角的方向，即，外周方向被直线地设置，与回旋流路18的合流部被设置在从排出管41的中心线41a离开的位置。设置在该连接流路19的从中心线41a离开的位置是为了通过将排出管41的位置错开地配置在泵的吸入口3侧来降低泵的轴向长度，使泵小型·轻型化，谋求降低成本。但是，在上述结构中，在流体的排出部分产生流体损失，其要因被认为有两个。

第一个要因如下，即，在上述最后一级形状中，如图3所示，因为连接流路19的流动在流入回旋流路18后，基本在作为合流部附近的X区域回旋并流动，然后，成为向排出管41流出的流动，所以，若在回旋流路18的截面看，则在与连接流路19的合流部X附近，回旋流动的速度大，在从合流部X离开的泵吸入侧的位置Y附近速度变小，该截面内的速度不均匀导致流体损失。再有，在子午面截面上，该附近的流动如图4所示，以在从连接流路19出来的流动在回旋流路18一旦将其方向转向为泵的轴向，进而，在到达排出管41的部分再次将流动方向改变为外周方向，在曲柄穿过的方式达到排出管41。尤其是在向排出管41流入时，因为原本在周方向速度大的流动进一步向轴向直角地改变方向，所以，在这部分流动不能顺着形状，流动大幅剥离、紊乱，带来极大的流体损失。

第二个要因如下，若在从图5所示那样的图4所示的连接流路19和排出口4通过的截面方向看，则在从叶轮1出来的流动在设置于扩散器16上的导向叶片16a通过，抵达连接流路19，到达回旋流路18时，不一定是所有的流动在向回旋流路18的叶轮旋转方向的一方向流动后到达排出管41，尤其是在排出管41的附近，一部分从连接流路19出来的流动受到排出管41附近的流动的紊乱的影响，向与叶轮1的旋转方向(箭头所示)相反的方向流动，在与在回旋流路沿顺方向流的流动干扰后，达到排出管，这点已被判明，即使在这部分，也产生非常大的流动的损失。

第二要因可以认为其主要要因如下，即，因为回旋流路18的截面积在周方向一定，且从连接流路19流入回旋流路18的流量在周方向一定，所以，回旋流路18中的叶轮的旋转方向的流速在从回旋流路18和排出管41的连接部向叶轮1的旋转方向增速后，通过排出管41流出，但是，在从回旋流路18中的回旋流路和排出管41的连接部到叶轮1的旋转方向下游附近，周方向的流速明显减弱，产生停滞，在该部分产生与回旋方向相反方向的流动。

日本特开平11-303796号公报(专利文献1)提出了相对于涡流泵或离心泵，使回旋流路的截面积随着从远离排出口的位置接近该排出口而在叶轮的旋转方向逐渐变大，使该回旋流路的截面积在同方向逐渐增大的方案。另外，日本特开2006-152849号公报(专利文献2)提出了具有相对于离心泵，在旋转的旋转方向，从排出箱体的内部端壁面的外周缘和与叶轮的外周圆对应的圆弧之间的圆圈部分向排出口逐渐变深的螺旋形状的槽部的方案。这些都是以对回旋流路中的流动进行整流，降低泵的内部流路的损失，提高泵的效率，有助于削减能量消耗为目的的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-303796号公报

专利文献2：日本特开2006-152849号公报

但是，由于专利文献1的涡流泵中，相对于排出流路的回旋方向，使截面积在越过了排出管的附近逐渐增大那样的构造只能设置在叶轮的出口附近，在排出管附近的回旋方向后方，回旋流路的截面积不变化，所以，流动停滞，依然产生反方向的流动，由于与回旋流动干扰，所以，不能降低流体损失。另外，就离心泵而言，排出管的中心线的位置与叶轮的出口流路的中心一致，在将该一致的构造用于筒型泵的情况下，由于通常排出管的直径比最后一级的叶轮的出口宽度大，所以，若不将筒设计得长，则不能安装排出管，在这种情况下，泵变大，成本增大。