专利名称：离心泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及离心泵，特别是，涉及离心泵的外壳结构。
背景技术：
过去，作为这种离心泵中的一种的双吸入式离心泵，如图13所示，配备有外壳I和设置在主轴2上的叶轮3。外壳I 具有在叶轮3的旋转轴心方向上位于叶轮3的侧方的涡旋形的吸入流路11、和围绕叶轮3的旋转轴心形成的排出流路12。叶轮3在内部具有叶轮内流路13，叶轮内流路13利用向着旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部14与外壳I的吸入流路11连通，并且，利用向着与旋转轴心正交的径向方向开ロ的排出ロ部15与外壳I的排出流路12连通。在叶轮3通过主轴2的驱动而围绕旋转轴心旋转的状态下，流入外壳I的吸入流路11的水，一边沿着吸入流路11的涡旋形旋转，一边从吸入流路11的朝向叶轮的终端部通过叶轮3的吸入ロ部14向叶轮内流路13流入。流入叶轮内流路13的水受到由叶轮3的旋转产生的离心力，从排出ロ部15喷出到外壳I的排出流路12。作为现有技术文献，已知日本专利公开公报(特开平3 — 290096号公报及特开昭61 — 49195号公报)。
发明内容
发明所要解决的课题在上述结构中，当在外壳I的吸入流路11中旋转的水流从吸入流路11的朝向叶轮的终端部向叶轮3的吸入ロ部14流入时，如图13中箭头所示，在沿着叶轮3的旋转轴心的方向上旋转。该水流的急剧转向产生水流的剥离，使水头损失増大。由于水头损失的增大加大了压カ下降，所以，导致由于空穴的产生而引起的吸入性能的降低。当发生空穴时，引起泵性能的降低、振动及噪音的发生、腐蚀、损伤等有害的现象。因此，在第一个现有技术文献中，使水流向叶轮流入的吸入ロ部形成类似于喇叭ロ的形状，吸入ロ部从外壳的内表面突出，在吸入ロ部与外壳内表面之间配备有环形或者弧形的槽部，在与泵轴正交的方向上流动的水流进入吸入ロ部的槽部，既使其流速降低又借助槽部的水流诱导作用使旋转成分变大，借此，水流一边旋转一边越过吸入ロ部，向与泵轴平行的方向进行方向转换。在第二个现有技术文献中，在双吸入式离心泵中，朝向叶轮的吸入ロ部的整个圆周部截面形状按照下述方式形成，即，在向吸入ロ部旋转的状态下，从被吸入的水流的上游侧起点向着下游侧终点，曲面的曲率半径以及叶轮端面与曲面顶点之间的间隔逐渐变小，上游侧起点的水流，由于曲面的曲率半径比其它的下游侧的曲面的曲率半径大，所以沿着曲面进行方向转换。本申请的发明的目的是提供ー种离心泵，力图对成为由泵产生的噪音的主要原因的外壳形状、成为泵吸入性能的阻碍的主要原因的外壳形状进行改迸。
解决课题的方案为了解决上述课题，本发明的离心泵，其特征在于，围绕旋转轴心旋转的叶轮具有叶轮内流路和配置在叶轮内流路内的叶片，叶轮内流路具有向叶轮的旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部、和向叶轮的径向方向开ロ的排出ロ部，围绕叶轮的外壳具有在叶轮的旋转轴心方向上位于叶轮的侧方并与叶轮的吸入ロ部连通的涡旋形的吸入流路、和围绕叶轮的旋转轴心形成并与叶轮的排出ロ部连通的排出流路，在吸入流路的内壁面中与叶轮内流路的吸入口部的开ロ边缘周围相连的部位形成向叶轮的旋转轴心方向隆起的凸状部，该凸状部，在将通过水流伴随着叶轮的半径方向的速度成分、即半径方向流速通过的顶点并与叶轮的旋转轴心正交的直线作为第一基线，将在从第一基线沿着叶轮的旋转轴心方向向叶轮侧隔开规定距离h的位置处与叶轮的旋转轴心正交的平面作为基准面，将通过基准面与凸状部的内周面的交线且与叶轮的旋转轴心平行的线作为第二基线的情况下，在从前述顶点到第 一基线和第二基线的交点的距离Lx中，在叶轮的旋转轴心周围，水流的半径方向流速变成最大的半径方向流速最大位置处的前述距离Lxa,比在半径方向流速变成最小的半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。本发明的离心泵，其特征在于，围绕旋转轴心旋转的叶轮具有叶轮内流路和配置在叶轮内流路内的叶片，叶轮内流路具有向叶轮的旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部、和向叶轮的径向方向开ロ的排出ロ部，围绕叶轮的外壳具有在叶轮的旋转轴心方向上位于叶轮的侧方并与叶轮的吸入ロ部连通的涡旋形的吸入流路、和围绕叶轮的旋转轴心形成并与叶轮的排出ロ部连通的排出流路，在吸入流路的内壁面中与叶轮内流路的吸入ロ部的开ロ边缘周围相连的部位形成向叶轮的旋转轴心方向隆起的凸状部，该凸状部形成满足以下条件的形状，所述条件为以从叶轮内流路内的叶片起始端位置到凸状部的顶点为止的旋转轴心方向的距离为B，以在叶轮的旋转轴心方向上从叶轮内流路内的叶片起始端位置到与叶轮的吸入ロ部对向的涡旋形的外壳的吸入流路的内壁面中的最远位置为止的距离为A，B/A为 O. 23 至 O. 31。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部的从第一基线到沿着叶轮的旋转轴心方向的吸入ロ部的开ロ边缘为止的距离H，在叶轮的旋转轴心的周围是恒定的。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部的在包含半径方向流速最大位置在内的沿着周向方向的规定距离范围中的前述距离Lxa，比半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部的内周面形成向着叶轮的旋转轴心侧平滑地变化的凸状的曲面。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部的内周面形成沿着周向方向平滑地变化的曲面。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部的内周面形成向着叶轮的旋转轴心侧以圆弧形平滑地变化的凸状的曲面，从半径方向流速最大位置到在周向方向上120°的位置为止，前述距离Lx比半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，形成满足B/A为O. 25至O. 29的条件的形状。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部是独立于外壳形成的可更换的凸状部。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部和外壳是一体成形的。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，凸状部是由环形构件形成的，并安装在夕卜壳上。另外，在本发明的离心泵中，其特征在于，所述离心泵是在叶轮的旋转轴心方向的两侧具有外壳的吸入流路的双吸入式离心泵。发明的效果根据本发明，通过使在叶轮的旋转轴心周围水流的半径方向流速成为最大的半径方向流速最大位置的距离Lxa比半径方向流速成为最小的半径方向流速最小位置的距离Lxb大，可以抑制在水流一边旋转一边越过凸状部向与叶轮的旋转轴心平行的方向进行方向转换时产生的水流的剥离，可以抑制由于空穴的发生而引起的噪音的发生。另外，通过在外壳的吸入流路的内壁面上与叶轮内流路的吸入ロ部的开ロ边缘周围相连的部位具有向·叶轮的旋转轴心方向隆起的凸状部，可以缓和急剧转向的水流，提高泵吸入性能。
图I是表示本发明的实施例I中的离心泵的主要部分的透视图。图2 Ca)是图I的A部分的剖视图，(b)是图I的B部分的剖视图。图3是表示实施例I中的离心泵的剖视图。图4是表示解析上的半径方向流速分布的模式图。图5是表示半径方向流速的圆周方向分布的曲线图。图6是表示半径方向流速的圆周方向分布的曲线图。图7是表示实施例I中的离心泵的正视图。图8是表示实施例I中的离心泵的连接的俯视图。图9是表示噪音的改进的曲线图。图10是本发明的实施例2中的离心泵的剖视图。图11是表示实施例2中的离心泵的B/A与表示吸入性能的在降低3%扬程时的吸入比速度S3%的关系的曲线图。图12是表示在实施例2中的离心泵的B/A与最高效率nmax的关系的曲线图。图13是表示现有技术的离心泵的剖视图。
具体实施例方式实施例I下面，根据
本发明的实施例I。在图3中，双吸入式离心泵在外壳51的内部配备有由主轴52驱动的叶轮53。外壳51具有在叶轮53的旋转轴心方向上位于叶轮53的侧方的涡旋形的吸入流路54，并且具有围绕叶轮53的旋转轴心形成的排出流路55。另外，如图4所示，当以连接旋转轴中心与舌部511的直线作为0°、由涡旋角度Θ表示水流622的流动方向的旋转角度吋，吸入流路54形成从外壳51的舌部511的特定旋转角度0°到360°、旋转轴心方向及半径方向的宽度变窄的形状。叶轮53在轮毂56与护罩57之间具有叶轮内流路58，在轮毂56与护罩57的规定位置形成多个叶片59。叶轮内流路58利用向着叶轮53的旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部60与外壳51的吸入流路54连通，并且，利用向着与叶轮53的旋转轴心正交的径向方向开ロ的排出ロ部61与外壳51的排出流路55连通。叶片59接合到轮毂56和护罩57上，从吸入ロ部60处的起始端位置延伸到排出ロ部61处的终端位置。在吸入流路54的内壁面中与叶轮内流路58的吸入ロ部60的开ロ边缘周围相连的部位，外壳51沿着叶轮53的旋转轴心的周围具有凸状部62，凸状部62可以在铸造外壳51时一体成形，也可以与外壳51分开独立地形成并且可更换地构成。凸状部62形成满足以下条件的形状。即，如图I及图2所示，凸状部62在叶轮53的旋转轴心方向上隆起，水流622伴随着构成叶轮53的半径方向的速度成分的半径方向流速通过其顶部621，面对吸入ロ部60，从顶点623到开ロ边缘601的内周面624形成向着叶轮53的旋转轴心侧以二次曲线(圆、椭圆、抛物线、双曲线等的一部分)状平滑地变化的凸状的曲面。
而且，对于凸状部62，在将从其顶点623向与叶轮53的旋转轴心X正交的方向延伸的线作为第一基线LI，将在从第一基线LI起在叶轮53的旋转轴心方向上隔开规定距离h的位置处与叶轮53的旋转轴心X正交的平面作为基准面α，将通过基准面α与凸状部62的内周面624的交线625且与叶轮53的旋转轴心X平行的线作为第二基线L2，将从顶点623沿着第一基线LI直到第一基线LI与第二基线L2的交点的距离作为Lx的情况下，按照在叶轮53的旋转轴心周围、水流622的半径方向流速成为最大的半径方向流速最大位置A处的距离Lxa比半径方向流速成为最小的半径方向流速最小位置B处的距离Lxb大的方式，将凸状部62的内周面形成沿着周向方向平滑地变化的曲面。另外，凸状部62的从第一基线LI沿着叶轮53的旋转轴心方向到吸入ロ部60的开ロ边缘601为止的距离H，在叶轮53的旋转轴心周围是恒定的。在本实施例中，从半径方向流速最大位置A沿着周向方向的规定距离区间La处的距离Lx,比在半径方向流速最小位置B处的距离Lxb大，但是，规定距离区间La的长度可以任意设定，对于这一点，将在后面描述。在上述结构中，在叶轮53借助主轴52的驱动而围绕旋转轴心旋转的状态下，流入外壳51的吸入流路54的水，一边沿着吸入流路54的涡旋形旋转，一边从吸入流路54的终端部通过叶轮53的吸入ロ部60向叶轮内流路58流入。向叶轮内流路58流入的水，受到由叶轮53的旋转产生的离心力，从排出口部61向外壳51的排出流路55喷出。在外壳51的吸入流路54中旋转的水流622，在从吸入流路54向叶轮53的吸入ロ部60流入时，沿着叶轮53的旋转轴心X的旋转轴心X的方向转向。这时，伴随着半径方向流速的水流622，越过沿着叶轮53的旋转轴心周围形成的凸状部62，借此使向旋转轴心方向急剧转向的水流、特别是沿着外壳51的水流放缓，抑制水流从外壳51的剥离，从而，可以抑制空穴的发生，以便抑制噪音的发生。进而，可以抑制由于发生空穴而造成的泵吸入性能的降低、泵性能的降低、振动的发生、腐蚀、损伤。下面将进行详细描述。图4是表示本发明的离心泵中的水流622的流动的模式图，图5是表示吸入流路54的旋转角度Θ、距离Lx以及半径方向流速V的关系的曲线图。距离Lx (无量纲)，是将在叶轮53的旋转轴心周围的各个旋转角度的距离Lx的值除以在使距离Lx在凸状部62的整个长度上恒定的情况下的距离Lx的标准值得到的无量纲化的值。半径方向流速V (无量纲)，是将叶轮53的旋转轴心周围的各个旋转角度的半径方向流速V的值除以平均流速得到的无量纲化的值，而平均流速是将泵吸入量除以吸入ロ部60的面积得到的。在图5中，轨迹Kl表示使距离Lx在凸状部62的整个长度上恒定的參考例的情况，在这种条件下，利用轨迹K2表示在叶轮53的旋转轴心周围的各个旋转角度的半径方向流速V。轨迹K3是与本实施例相关的轨迹，表示如下的情况，即在从半径方向流速最大位置A沿着周向方向的规定距离区间La、从旋转角度0°到90°的范围内，距离Lx比半径方向流速最小位置B处的距离Lxb大，并且与在各个旋转角度的半径方向流速V相对应地使距离Lx逐渐减小，如轨迹K4所示，也可以是在从旋转角度0°到120°的范围内，距离Lx比半径方向流速最小位置B处的距离Lxb大、并且与各个旋转角度的半径方向流速V相对应地使距离Lx逐渐减小的条件。在轨迹K3的条件下，用轨迹K5表示在叶轮53的旋转轴心周围的各个旋转角度的半径方向流速V。另外，在轨迹K4中，半径方向流速V基本上和轨迹K5中的情况相同。如可以从图5中看出的那样，在本实施例中，半径方向流速最大位置A，在从旋转角度0°到30°的范围内，在从半径方向流速最大位置A沿着周向方向的规定距离区间La、从旋转角度0°到90°的范围内，或者，从旋转角度0°到120°的范围(区域)内，距离Lx比半径方向流速最小位置B处的距离Lxb大，借此，本实施例中的水流622的半径方向流速V (K5)变得比參考例的情况下的半径方向流速V (K2)小，如表I所示，与參考例相比较，在本实施例中，表示剥离、空穴的状况的负压状况减少。表I从凸状部上部起，在内周面上发生负压(空穴)的状况
权利要求
1.ー种离心泵，其特征在于，围绕旋转轴心旋转的叶轮具有叶轮内流路和配置在叶轮内流路内的叶片，叶轮内流路具有向叶轮的旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部、和向叶轮的径向方向开ロ的排出ロ部， 围绕叶轮的外壳具有在叶轮的旋转轴心方向上位于叶轮的侧方并与叶轮的吸入ロ部连通的涡旋形的吸入流路、和围绕叶轮的旋转轴心形成并与叶轮的排出ロ部连通的排出流路， 在吸入流路的内壁面中与叶轮内流路的吸入ロ部的开ロ边缘周围相连的部位形成向叶轮的旋转轴心方向隆起的凸状部， 该凸状部，在将通过水流伴随着叶轮的半径方向的速度成分、即半径方向流速通过的顶点并与叶轮的旋转轴心正交的直线作为第一基线，将在从第一基线沿着叶轮的旋转轴心方向向叶轮侧隔开规定距离h的位置处与叶轮的旋转轴心正交的平面作为基准面，将通过基准面与凸状部的内周面的交线且与叶轮的旋转轴心平行的线作为第二基线的情况下，在从前述顶点到第一基线和第二基线的交点的距离Lx中，在叶轮的旋转轴心周围，水流的半径方向流速变成最大的半径方向流速最大位置处的前述距离Lxa，比在半径方向流速变成最小的半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。
2.ー种离心泵，其特征在于，围绕旋转轴心旋转的叶轮具有叶轮内流路和配置在叶轮内流路内的叶片，叶轮内流路具有向叶轮的旋转轴心方向开ロ的吸入ロ部、和向叶轮的径向方向开ロ的排出ロ部， 围绕叶轮的外壳具有在叶轮的旋转轴心方向上位于叶轮的侧方并与叶轮的吸入ロ部连通的涡旋形的吸入流路、和围绕叶轮的旋转轴心形成并与叶轮的排出ロ部连通的排出流路， 在吸入流路的内壁面中与叶轮内流路的吸入ロ部的开ロ边缘周围相连的部位形成向叶轮的旋转轴心方向隆起的凸状部， 该凸状部形成满足以下条件的形状，所述条件为以从叶轮内流路内的叶片起始端位置到凸状部的顶点为止的旋转轴心方向的距离为B，以在叶轮的旋转轴心方向上从叶轮内流路内的叶片起始端位置到与叶轮的吸入ロ部对向的涡旋形的外壳的吸入流路的内壁面中的最远位置为止的距离为A, B/Α为O. 23至O. 31。
3.如权利要求I所述的离心泵，其特征在干，凸状部的从第一基线到沿着叶轮的旋转轴心方向的吸入ロ部的开ロ边缘为止的距离H，在叶轮的旋转轴心的周围是恒定的。
4.如权利要求I或3所述的离心泵，其特征在于，凸状部的在包含半径方向流速最大位置在内的沿着周向方向的规定距离范围中的前述距离Lxa，比半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。
5.如权利要求I或3所述的离心泵，其特征在于，凸状部的内周面形成向着叶轮的旋转轴心侧平滑地变化的凸状的曲面。
6.如权利要求I或3所述的离心泵，其特征在于，凸状部的内周面形成沿着周向方向平滑地变化的曲面。
7.如权利要求I或3所述的离心泵，其特征在干，凸状部的内周面形成向着叶轮的旋转轴心侧以圆弧形平滑地变化的凸状的曲面，从半径方向流速最大位置到在周向方向上.120°的位置为止，前述距离Lx比半径方向流速最小位置处的前述距离Lxb大。
8.如权利要求2所述的离心泵，其特征在干，形成满足B/Α为O.25至O. 29的条件的形状。
9.如权利要求I或2所述的离心泵，其特征在于，凸状部是独立于外壳形成的可更换的凸状部。
10.如权利要求I或2所述的离心泵，其特征在干，凸状部和外壳是一体成形的。
11.如权利要求I或2所述的离心泵，其特征在于，凸状部是由环形构件形成的，并安装在外売上。
12.如权利要求I或2所述的离心泵，其特征在于，所述离心泵是在叶轮的旋转轴心方向的两侧具有外壳的吸入流路的双吸入式离心泵。
全文摘要
外壳(51)的凸状部(62)，在将通过水流伴随着叶轮的半径方向的速度成分、即半径方向流速通过的顶点(623)并与叶轮(53)的旋转轴心(X)正交的直线作为第一基线(L1)，将在从第一基线(L1)沿着叶轮(53)的旋转轴心方向向叶轮侧隔开规定距离(h)的位置处，与叶轮(53)的旋转轴心正交的平面作为基准面(α)，将通过基准面(α)与凸状部(62)的内周面(624)的交线且与叶轮(53)的旋转轴心(X)平行的线作为第二基线(L2)的情况下，在从前述顶点(623)到第一基线(L1)和第二基线(L2)的交点的距离(Lx)中，在叶轮(53)的旋转轴心周围，水流的半径方向流速(V)变成最大的半径方向流速最大位置(A)处的前述距离(Lxa)，比在半径方向流速变成最小的半径方向流速最小位置(B)处的前述距离(Lxb)大。
文档编号F04D29/44GK102667176SQ20108005338
公开日2012年9月12日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年11月26日
发明者柳田浩贵, 桥本靖志, 永冈圭介, 细见弘树 申请人:株式会社久保田