专利名称：多级泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多级泵，尤其是关于共用同一壳体而组装有外径不同 的多个叶轮的、用于给水泵等的通用多级泵。
背景技术：
通用多级泵为了对应于较大的水量范围，而按照不同口径制造有代表 性的泵。并且，在各个口径中为了对应于较大的扬程范围，而改变级数来 进行对应。即，增加级数来对应于高扬程。并且，为了对应于标准电动机 的输出区分，即使是相同口径有时也在一个壳体中组合叶轮外径不同的叶
轮。为此，在现有技术例如日本特开平6-280794号公报、日本专利第3964664 号公报及日本特开平6-280793号公报中，叶轮护罩与外壳的空间变大。
近年来，由于要求节能，对于泵也要求现有以上的高效率化。为了使 多级泵高效率化，必须降低在流路各部分产生的水力损失。为此，此前对 作为主要部件的叶轮和导流叶片实施了性能改善，但在通用多级泵的情况 下，由于有时在同一壳体中组合有叶轮外径不同的叶轮，因此可知由于从 叶轮到导流叶片为止的流路的截面积而水力损失也较大。
专利文献1 3所记载的多级泵，由于从叶轮出口到导流叶片(guidevane) 为止的流路的截面积较大地变化，因此水力损失变大。根据图3说明专利 文献1、 2所记载的多级泵。在图3中，在由原动机(未图示)驱动的主轴1 上沿轴向安装有叶轮2，在叶轮2的外侧设有导流叶片3。导流叶片3与导 流叶片侧板4 一起被保持在内壳体5上。内壳体5与叶轮2之间具有作为 密封部件的衬环7。通过叶轮2、导流叶片3、导流叶片侧板4和一对内壳 体5而构成1级泵，并以主轴1为轴心而重叠3级的1级泵，并以包围它 们的方式设置外壳体6，而构成3级泵。
当泵运转时叶轮2旋转，被吸入的水如粗箭头所示那样通过叶轮2中 并从叶轮2流出，流出的水向外通过该壳体5内，流入导流叶片3，被该导 流叶片3导向而流向改变为向内，流入下一级叶轮2。当研究上述水的流路时，沿流路的流路截面积为，与叶轮的出口面积S1相比、叶轮2与导流叶
片3之间的面积S2大。并且，向导流叶片的入口面积S3比S2小。如此， 当流路面积在水流方向上急剧扩大、急剧縮小时，流速变化较大，因此产 生水力损失，并且从叶轮2与导流叶片3之间的面积S2的部分产生如反向 箭头所示那样的漏泄流，使泵效率大幅度降低。
下面根据图4说明专利文献3所记载的多级泵。在图4中，被吸入的 水如粗箭头所示那样通过叶轮2中并从叶轮2流出，流出的水直接向外通 过壳体5内，被壳体5导向而流向改变为向内并返回进入叶片9，流入下一 级叶轮2。当观察沿水流(箭头)的流路截面积时，与叶轮的出口面积S1相 比，叶轮2与导流叶片3之间的面积S2大。并且，导流叶片的入口面积 S3比S2小。如此，当流路面积在水流方向上急剧扩大、急剧縮小时，与 图3同样地产生水力损失，泵的效率大幅度降低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种高效率的多级泵，降低在从叶轮到导 流叶片之间产生的水力损失。
为此，本多级泵为，在由原动机驱动的主轴上安装多个叶轮，在各个 该叶轮的外周侧设置导流叶片，以包围各个该导流叶片的方式设置有壳体， 通过该叶轮、该导流叶片和一对该壳体而构成1级泵，在该主轴上安装多 级的该1级泵，该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入水，该水由 该叶轮赋予压力能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内，流入该导流 叶片，被该导流叶片导向而流向改变为向内，流入该下一级叶轮；该多级 泵的特征在于，通过沿与该主轴大致呈直角的平面而设置的圆板状部件， 分割该壳体内从该叶轮到该导流叶片为止的流路。
并且，本多级泵为，在由原动机驱动的主轴上安装多个叶轮，在各个 该叶轮的外周侧设置导流叶片，以包围各个导流叶片的方式设置有壳体， 通过该叶轮、该导流叶片和一对该壳体而构成1级泵，在该主轴上安装多 级的该1级泵，该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入水，该水由 该叶轮赋予压力能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内，流入该导流 叶片，被该导流叶片导向而流向改变为向内，流入该下一级叶轮；该多级 泵的特征在于，在该壳体内的从该叶轮到该导流叶片为止的流路中形成导向流路，该导向流路通过沿与该主轴大致垂直的平面而设置的环形的圆板 状部件对从该叶轮流出的水进行导向。
由此，叶轮出口的流路面积、被壳体包围的从叶轮到导流叶片为止的 流路面积和导流叶片入口的流路面积的变化变缓，改善了流速分布，降低 水力损失。
并且，在该导流叶片与该壳体之间设置导流叶片侧板，使该导流叶片 侧板的内侧圆板状地向内侧延伸，而形成该圆板状部件。由此，通过简单 的结构，能够使叶轮出口流路、被壳体包围的从叶轮到导流叶片为止的流 路和导流叶片入口的流路的面积变化适当。
并且，使该导流叶片侧板的内侧圆板状地向内侧延伸而形成的该圆板 状部件的内径，比该叶轮的外径小。由此，从叶轮流出的水被导流叶片侧 板导向，而不乱流地流入导流叶片，因此降低水力损失。
并且，该圆板状部件的内侧部分向主轴前端弯曲。由此，即使在安装 了叶轮直径较小、在叶轮出口的主板与侧板的间隔较大的叶轮的情况下， 也能够使用相同的导流叶片侧板而使从叶轮流出的水的流动不乱流地流入 导流叶片，因此降低水力损失。
并且，该圆板状部件的内侧与该叶轮的外侧的重叠尺寸，为在该叶轮 的叶轮出口的主板与侧板的间隔的20%以上。由此，通过叶轮与导流叶片 侧板的间隙的漏泄流减少，因此能够降低水力损失。
在本多级泵的其他方式中，在由原动机驱动的主轴上安装多个叶轮， 以包围各个叶轮的方式设置有壳体，在该壳体上设置有将从该叶轮流出的 水向内导向的回流叶片，通过该叶轮和一对该壳体而构成1级泵，在该主 轴上安装多级的该1级泵，该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入 水，该水由该叶轮赋予压力能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内， 通过该内壳体的内壁而将流向改变为向内，流入该回流叶片，流入该下一
级的叶轮；该多级泵的特征在于，通过沿与该主轴大致垂直的平面而设置
的圆板状部件，分割该壳体内的从该叶轮到该壳体内壁为止的流路。由此， 即使在不具有导流叶片的泵中，从叶轮到回流叶片的流路的面积变化也变 缓，水力损失降低。
并且，在该壳体内设置从该壳体的内壁朝向该主轴而圆板状地扩大的 圆板状部件，通过该圆板状部件分割该壳体内从该叶轮到该壳体内壁为止的流路。由此，即使在不具有导流叶片的泵中，从叶轮到回流叶片为止的 流路的面积变化也变缓，水力损失降低。
通过以下结合附图的说明，本发明的这些和其他的特征、目的和优点 将变得更加明显。
图1为本发明的实施例的多级泵的剖视图。
图2为本发明的其他实施例的多级泵的剖视图。
图3为现有技术的多级泵的剖视图。
图4为其他的现有技术的多级泵的剖视图。
具体实施例方式
虽然表示和说明了本发明的几个实施方式，但显而易见，这些实施方 式很容易在不超出本发明的范围内进行改变或改进。因此，我们并不打算 通过具体的表示和详细的描述来限制本发明，而是通过附加的权利请求来 覆盖所有的改变和改进。
下面使用附图详细说明本发明的实施例。图1是在实施例的多级泵的 主要部分剖视图中表示主轴1的上半部分。在主轴1上沿轴向安装有多个 叶轮2，在叶轮2的外侧设置有导流叶片3，该导流叶片3与主轴1大致呈 直角地从外侧向主轴延伸。导流叶片3具有导流叶片侧板4，并一起安装在 内壳体5内。内壳体5与叶轮2之间具有作为密封部件的衬环7。通过叶轮 2、导流叶片3、导流叶片侧板4和一对内壳体5而构成1级泵，将主轴l 作为轴心而沿轴向重叠有3级的该1级泵，并包围它们地设置外壳体6，构 成3级泵。8为与外壳体6的前端连接的吸嘴的凸缘。另外，根据说明的情 况而不显示原动机。
本实施例的导流叶片侧板4为，设置有将其内壁的一部分沿与主轴1 大致呈直角的平面向内侧(向主轴1)延伸而形成的环形的圆板状部件4a。圆 板状部件4a形成为内侧端4b向主轴1的前端la侧弯曲的形状。圆板状部 件4a的内侧端4b的内径比叶轮2的外侧端2a的外径小，而与叶轮2的重 叠部分的长度，是在叶轮出口的主板2b和侧板2c之间的开口间隔的20% 以上的同等尺寸。上述圆板状部件4a为，如上所述前端4b形成为向主轴1的前端la侧弯曲的形状，因此在稍微离开叶轮2的侧板2c的状态下沿其
曲面设置。
上述圆板状部件4a分割了壳体内的从叶轮2的出口到导流叶片3为止 的流路。换言之，在上述流路中形成由上述圆板状部件4a和导流叶片3所 夹的通路12，并成为从叶轮2的出口流出的水的导向流路12。上述结构在 各级泵中相同。
本实施例，通过形成上述导向流路，使叶轮的出口面积S1、叶轮2与 导流叶片3之间的面积S2和导流叶片的入口面积S3的变化，与图3所示 的现有技术相比变缓，在箭头方向的水流中水力损失变得极小。
并且，在本实施例中，导流叶片侧板4的环形圆板状部件4a的内侧端 与叶轮形成有重叠部，因此能够减少从叶轮出口通过衬环7而向叶轮入口 流出的漏泄流量。即，在现有技术中，如图3所示漏泄流从叶轮2的出口 自由地流动而到达衬环7，因此漏泄流量较大。与此相对，在本实施例中， 如图1所示漏泄流为了从叶轮2的出口到达衬环7，必须通过导流叶片侧板 4的圆板状部件4a与叶轮2的重叠部的间隙，因此必须急剧改变流向。但 是，水流由于惯性力而不能急剧改变流向，因此漏泄流量大幅度降低。
因此，与现有技术相比，能够提供高效率的多级泵。
图2是在其他实施例的多级泵的主要部分剖视图中表示主轴1的上半 部分。在主轴1上沿轴向安装有多个叶轮2，叶轮2被内壳体5包围，在内 壳体5上设置有回流叶片9。回流叶片9安装在下一级泵的内壳体5上，沿 与主轴大致呈直角的方向而向主轴1延伸。通过叶轮2和一对内壳体5而 构成1级泵，将主轴1作为轴心而重叠2级该1级泵，并以包围它们的方 式设置外壳体6，构成2级泵。
在本实施例的内壳体5的内壁的内侧设置有环形的部件10。并且，设 置有使其内壁的一部分沿与主轴1大致呈直角的平面向内侧(向主轴l)延伸 而形成的环状的圆板状部件10a。圆板状部件10a形成为内侧端10b向主轴 1的前端la侧弯曲的形状。圆板状部件10a的内侧端10b的内径比叶轮2 的外侧端2a的外径小，而与叶轮2重叠部分的长度，是在叶轮出口的主板 2b和侧板2c之间的开口间隔的20。/。以上的同等尺寸。上述圆板状部件10a 为，如上所述前端10b形成为向主轴l的前端la侧弯曲的形状，因此在稍 微离开叶轮2的侧板2c的状态下沿其曲面设置上述圆板状部件10a分割了壳体内的从叶轮2的出口到内壳体5为止 的流路。换言之，在上述流路中形成由上述圆板状部件10a和回流叶片9 所夹的通路12，并成为从叶轮2的出口流出的水的导向流路12。上述结构 在各级泵中相同。
本实施例，通过形成上述导向流路，与之前的实施例同样，使叶轮的 出口面积Sl、叶轮2与导流叶片3之间的面积S2和导流叶片的入口面积 S3的变化，与图4所示的现有技术相比变缓，在箭头方向的水流中水力损 失变得极小。
并且，在本实施例中，导流叶片侧板4的环状的圆板状部件10a的内 侧端与叶轮形成有重叠部，因此与之前的实施例同样，能够减少从叶轮出 口通过衬环7而向叶轮入口流出的漏泄流量。即，在现有技术中，如图4 所示漏泄流从叶轮2的出口自由地流动而到达衬环7，因此漏泄流量较多。 与此相对，在本实施例中，如图2所示漏泄流为了从叶轮2的出口到达衬 环7，必须通过环形的部件10的圆板状部件10a与叶轮2的重叠部的间隙， 因此必须急剧改变流向。但是，水流由于惯性力而不能急剧改变流向，因 此漏泄流量大幅度降低。
因此，与现有技术相比能够提供高效率的多级泵。并且，根据本多级 泵，即使在同一壳体中组合叶轮外径不同的叶轮的情况下，也能够降低从 叶轮到导流叶片为止的流路的水力损失。并且，即使在不具有导流叶轮的 多级泵中，也能够降低从叶轮到回流叶片为止的流路的水力损失，因此能 够提高多级泵的效率。
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权利要求
1.一种多级泵，其特征在于，在由原动机驱动的主轴上安装有多个叶轮，在各个该叶轮的外周侧设置导流叶片，以包围各个该导流叶片的方式设置有壳体，通过该叶轮、该导流叶片和一对该壳体而构成1级泵，在该主轴上安装多级的该1级泵，该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入水，该水由该叶轮赋予压力能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内，流入该导流叶片，被该导流叶片导向而流向改变为向内，流入该下一级叶轮；在该多级泵中，通过沿与该主轴大致呈直角的平面而设置的圆板状部件，分割该壳体内的从该叶轮到该导流叶片为止的流路。
2. —种多级泵，其特征在于，在由原动机驱动的主轴上安装有多个叶轮，在各个该叶轮的外周侧设 置导流叶片，并以包围各个该导流叶片的方式设置有壳体，通过该叶轮、 该导流叶片和一对该壳体而构成1级泵，在该主轴上安装多级的该1级泵， 该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入水，该水由该叶轮赋予压力 能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内，流入该导流叶片，被该导流 叶片导向而流向改变为向内，流入该下一级叶轮；在该多级泵中，在该壳体内的从该叶轮到该导流叶片为止的流路中形 成导向流路，该导向流路通过沿与该主轴大致呈直角的平面而设置的环状 的圆板状部件对从该叶轮流出的水进行导向。
3. 如权利要求1或2所述的多级泵，其特征在于， 在该导流叶片与该壳体之间设置导流叶片侧板，使该导流叶片侧板的内侧圆板状地向内侧延伸而形成该圆板状部件。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的多级泵，其特征在于， 使该导流叶片侧板的内侧圆板状地向内侧延伸而形成的该圆板状部件的内径比该叶轮的外径小。
5. 如权利要求1~4中任一项所述的多级泵，其特征在于， 该圆板状部件的内侧部分向主轴前端弯曲。
6. 如权利要求4所述的多级泵，其特征在于，该圆板状部件的内侧与该叶轮的外侧的重叠尺寸，为在该叶轮的叶轮出口的主板与侧板之间的间隔的20%以上。
7. —种多级泵，其特征在于，在由原动机驱动的主轴上安装多个叶轮，以包围各个叶轮的方式设置 有壳体，在该壳体上设置有将从该叶轮流出的水向内进行导向的回流叶片， 通过该叶轮和一对该壳体而构成1级泵，在该主轴上安装多级的该1级泵， 该多级的泵在轴向上被结合，从该初级泵吸入水，该水由该叶轮赋予压力 能，从该叶轮流出的该水向外通过该壳体内，由该内壳体的内壁将流向改 变为向内，流入该回流叶片，并流入该下一级的叶轮；在该多级泵中，通过沿与该主轴大致呈直角的平面而设置的圆板状部 件，分割该壳体内从该叶轮到该壳体内壁为止的流路。
8. 如权利要求7所述的多级泵，其特征在于，在该壳体内设置从该壳体的内壁朝向该主轴圆板状地扩大的圆板状部 件，通过该圆板状部件分割该壳体内从该叶轮到该壳体内壁为止的流路。
全文摘要
提供一种用于通用多级泵等中的高效率的多级泵。在由原动机驱动的主轴上设置多个叶轮和导流叶片，以包围各个该导流叶片的方式设置有壳体，通过叶轮、导流叶片和一对壳体而构成1级泵，在安装了多级该1级泵的多级泵中，通过沿与主轴呈直角的平面而设置的圆板状部件，分割壳体内的从叶轮到导流叶片为止的流路。提供一种降低在从叶轮到导流叶片之间产生的水力损失、高效率的通用多级泵。
文档编号F04D1/00GK101493092SQ20091000592
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月20日 优先权日2008年1月25日
发明者田中雄司, 齐藤信彦 申请人:株式会社日立产机系统