本发明涉及多段潜水泵用的吸入外壳。
背景技术：
公知有处理液体的多段潜水泵(例如深井用潜水泵)。对于这样的多段潜水泵而言，在轴线方向连结多个在内部收纳了叶轮的外壳而构成。例如下述专利文献1公开了具备：固定于水中马达的吸入外壳、具有导流叶片并在吸入外壳的上部层叠为多段状的多个中间外壳、以及安装于最上部的中间外壳的排出外壳的多段潜水泵。在该多段潜水泵中，从吸入外壳吸入的水沿着轴线方向呈直线地向中间外壳流入。
专利文献1：日本特开平6-323291号公报
专利文献2：日本特开2005-320869号公报
专利文献3：日本公开实用新型昭和54-24103号公报
在上述那样的多段潜水泵中，通常如何抑制损失，提高泵效率成为课题。为了抑制损失，理想的情况是向叶轮流入的水在轴线方向(泵的轴所延伸的方向)呈直线地流动。另一方面，损失的原因之一是水在具有导流叶片的中间外壳内的剥离。为了抑制该剥离，优选避免水在水流方向的极端变化。在多段潜水泵中，通过第1段的叶轮被施加了旋转成分的水流向第2段以后的中间外壳流入。为了接近上述理想状态，而将具有该旋转成分的流入水改变为直线的水流，但这带来水在水流方向的极端变化，其结果是，容易产生剥离。即，将向叶轮流入的水的水流设为轴线方向的直线水流来抑制损失、和避免水在水流方向的极端变化来抑制损失具有折衷选择的关系。
这样在向第1段的中间外壳流入的水的水流方向为直线但向第2段以后流入的水的水流具有旋转成分的多段潜水泵中，近几年，从多段潜水泵整体来看，考虑具有旋转成分的水的水流占据主导这一情况，而在具有规定的旋转成分的流入水流中，有时以叶轮能够发挥最高的性能的方式设计多段潜水泵的叶轮。这样设计出的叶轮也被称为旋转设计叶轮。在具备旋转设计叶轮的多段潜水泵中，作为泵整体，能够确保某种程度良好的效率。
然而，在旋转设计叶轮中，向第1段流入的水的水流方向是与设计最佳条件不同的直线水流，所以第1段的叶轮的性能比第2段以后的叶轮的性能差。因此，具备旋转设计叶轮的多段潜水泵在效率方面存在改善的余地。
作为改善具备旋转设计叶轮的多段潜水泵的效率的方法之一，考虑相对于第2段以后的叶轮，另行设计第1段的叶轮，以能够相对于不具有旋转成分的直线水流发挥最高的性能。然而，在该情况下，无法在各段使用相同形状的叶轮，部件的种类增加。其结果是，导致制造工时的增加、高成本化、维持管理性降低等。
作为改善具备旋转设计叶轮的多段潜水泵的效率的其它方法，考虑改进吸入外壳，以使得向第1段流入的水的水流方向包含旋转成分。作为对泵的流入水赋予旋转成分的技术，例如公知有上述专利文献2、3。在专利文献2、3中，通过在吸入流路设置圆弧状的整流板(导水板)，对流入水赋予旋转成分(也称为预旋转)。然而，附加这样的整流板会导致装置的复杂化、高成本化、维护的复杂化等。
基于上述情况，谋求在多段潜水泵中，不附加特别的部件便能使向泵的流入水产生预旋转的技术。
技术实现要素：
本发明正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，例如能够作为以下的形态来实现。
根据本发明的第一形态，提供一种处理液体的多段潜水泵用的吸入外壳。该吸入外壳具备沿着轴线延伸并且以轴线为中心在周向上隔开间隔配置的多个外壳主体。利用多个外壳主体彼此的间隙，在周向形成多个吸入口。对于多个吸入口而言，在与轴线正交的剖面中，多个吸入口每一个的液体的流入方向处于与朝向轴线的方向不同的方向，多个吸入口每一个的液体的流入方向形成为，使多个吸入口中的一个吸入口的液体的流入方向处于以轴线为中心旋转了规定角度的方向。
根据上述吸入外壳，从多个吸入口流入的液体能够形成旋流。即能够使向多段潜水泵的第1段流入的液体产生预旋转。并且，因此不需要追加整流板等部件。
根据本发明的第二形态，提供一种处理液体的多段潜水泵用的吸入外壳。该吸入外壳具备沿着轴线延伸并且以轴线为中心在周向上隔开间隔配置的多个外壳主体。利用多个外壳主体彼此的间隙，沿着周向形成多个吸入口。多个吸入口形成为，从该多个吸入口流入的液体在与轴线正交的剖面中向与朝向该轴线的方向不同的方向流入而产生旋流。根据上述吸入外壳，实现与第一形态相同的效果。
根据本发明的第三形态，在第一或者第二形态中，多个吸入口形成为，该多个吸入口每一个的液体的流入方向以轴线为中心呈旋转对称。根据上述形态，能够产生更均匀的预旋转。
根据本发明的第四形态，在第一～第三任一个形态中，吸入外壳还具备凸缘部，该凸缘部在多个外壳主体的轴线方向上的一端或者两端将该多个外壳主体彼此在周向上连结起来。根据上述形态，利用凸缘部，能够容易地将吸入外壳与中间外壳、马达连结，所以多段潜水泵的组装变得容易。
根据本发明的第五形态，提供一种处理液体的多段潜水泵。该多段潜水泵具备第一～第四任一个形态的吸入外壳；马达，其配置于吸入外壳的轴线方向上的一侧；以及中间外壳，其在吸入外壳的另一侧配置为多段，并在各段中收纳被马达旋转驱动的叶轮。根据上述多段潜水泵，实现与第一～第四任一个形态相同的效果。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施方式的多段潜水泵的简要结构的剖视图。
图2是吸入外壳的立体图。
图3是沿着图1的a-a线剖切的吸入外壳的剖视图。
图4是作为比较例的吸入外壳的与图3对应的剖视图。
具体实施方式
a.实施例：
图1是表示本发明的一实施方式的多段潜水泵20的简要结构的剖视图。多段潜水泵20(以下，也简称为泵20)在本实施例中，是被设置为其整体淹没在井水中的深井用潜水泵。但是，泵20的用途并不被限定，泵20可以为处理液体的任意多段潜水泵。另外，段数能够设为2以上的任意数。
如图示的那样，泵20具备马达30、轴40、吸入外壳100、以及连结为多段的中间外壳50、60、70。轴40在泵20的内部沿长度方向延伸，具有轴线al。该轴40经由联轴器41与马达30连结。
吸入外壳100配置为与轴线al同轴。吸入外壳100具备吸入外壳主体110以及凸缘部120、130。在该吸入外壳100形成有吸入口111(在本实施例中，如后述那样，虽形成有4个吸入口111a～111d，但在这里将它们统称为吸入口111)。对于上述吸入外壳100而言，轴线al方向的一端侧通过螺栓125固定于马达30，另一端侧通过螺栓135固定于中间外壳50。
中间外壳50、60、70沿着轴线al从马达30侧观察以该顺序连结为多段。在中间外壳50、60、70的内部分别收纳有叶轮51、61、71。叶轮51、61、71围绕轴40而被固定。另外，在中间外壳50、60、70的内部分别与叶轮51、61、71连接地设置有导流叶片52、62、72。
在上述泵20中，若驱动马达30，则轴40与叶轮51、61、71一起旋转。由此，如箭头a1所示水从吸入口111向吸入外壳100内流入，并沿着轴线al朝向中间外壳50侧流动。而且，流入到第1段的中间外壳50内的水通过叶轮51被送往导流叶片52，被导流叶片52升压，并向第2段的中间外壳60流入。同样，流入到第2段的中间外壳60的水通过叶轮61被送往导流叶片62，被导流叶片62升压，并向第3段的中间外壳70流入。这样，从吸入口111流入的水在各段中被依次升压，并且被送往后段，从与最后段的中间外壳(未图示)的后段连结的排出外壳(未图示)排出。
图2是吸入外壳100的立体图。图3是沿着与轴线al正交的图1的a-a线剖切的吸入外壳100的剖视图。如图3所示，吸入外壳100在本实施例中，具备4个吸入外壳主体110a～110d。如图2所示，上述吸入外壳主体110a～110d沿着轴线al延伸。另外，如图3所示，吸入外壳主体110a～110d以轴线al为中心在周向上隔开间隔配置。吸入外壳主体110a～110d在本实施例中，具有相同形状，剖面形状形成为l字形。但是，吸入外壳主体110a～110d的形状能够任意地设定。另外，在本实施例中，吸入外壳主体110a～110d配置为以轴线al为中心呈旋转对称。
如图3所示，利用上述吸入外壳主体110a～110d中的邻接的吸入外壳主体彼此的间隙，沿着周向形成有4个吸入口111a～111d。在本实施例中，由于具有相同形状的吸入外壳主体110a～110d配置为以轴线al为中心呈旋转对称，所以吸入口111a～111d也配置为以轴线al为中心呈旋转对称。
如图3所示，吸入口111a～111d形成为各个吸入口111a～111d中的水的流入方向a2～a5成为与朝向轴线al的方向不同的方向。由于吸入口111a～111d配置为以轴线al为中心呈旋转对称，所以水的流入方向a2～a5也以轴线al为中心呈旋转对称(在本实施例中，90度旋转对称)。
如图3所示，根据上述吸入口111a～111d的流入方向a2～a5，能够利用从吸入口111a～111d流入的水，产生箭头a6所示的旋流。即从吸入口111a～111d流入的水以轴线al为中心旋转的同时沿着轴线al流动，并向第1段的中间外壳50流入。因此，不增加整流板等部件便能使向第1段的中间外壳50流入的水产生预旋转。其结果是，在包含第1段在内的全部的段中，能够将流入的水的流动设为旋流。因此，能够提高具备旋转设计叶轮的多段潜水泵的效率。并且，在本实施例中，吸入口111a～111d的流入方向a2～a5形成为以轴线al为中心呈旋转对称，所以能够产生更均匀的预旋转。
其中，对于流入方向a2～a5而言，能够将吸入口111a～111d中的一个吸入口的水的流入方向以成为以轴线al为中心旋转规定角度的方向的方式，进行任意的设定。即，能够以从吸入口流入的水的流动方向不成为抵消旋流的方向的方式，任意地设定各吸入口的流入方向。另外，吸入口的数量并不局限于4个，能够设为2以上的任意数量。换言之，吸入外壳主体的数量能够设为3以上的任意数量。并且，吸入外壳主体的内表面(形成流路的内表面)能够设为任意形状，例如为了极力抑制水的流动方向的急剧的变化，也可形成为圆弧状(例如以轴线al为中心的圆的一部分的形状)。
另外，如图2所示，吸入外壳100具备凸缘部120、130。凸缘部120、130形成于轴线al方向上的吸入外壳主体110a～110d的两端，在周向上将吸入外壳主体110a～110d连结起来。凸缘部120形成于吸入外壳主体110a～110d中的马达30侧的端部。在凸缘部120沿周向形成有多个螺栓孔121。如上所述，能够利用该螺栓孔121，通过螺栓125固定马达30与吸入外壳100。
凸缘部130形成于吸入外壳主体110a～110d中的中间外壳50侧的端部。凸缘部130具备与吸入外壳主体110a～110d邻接的第一大径部131、与中间外壳50邻接的第二大径部133、以及第一大径部131与第二大径部133之间的小径部132。在第二大径部133沿周向形成有多个螺栓孔134。螺栓孔134形成于比小径部132的外周面靠近径向外侧的位置。如上所述，能够利用该螺栓孔134，通过螺栓135固定吸入外壳100与中间外壳50。另外，通过形成有小径部132，良好地确保螺栓拧紧用工具的插入以及可动区域，所以即使在与轴线al正交的平面上的吸入外壳主体110a～110d的形成位置，也能够容易地拧紧螺栓135。
另外，如图3所示，在凸缘部120形成有切口122、123。上述切口122、123能够作为与马达30连接的动力电缆的收纳空间而被利用。
图4是作为比较例的吸入外壳200的、与图3对应的剖视图。如图示那样，吸入外壳200具备近似u字形的4个吸入外壳主体210a～210d，利用它们之间的间隙形成有吸入口211a～211d。吸入口211a～211d的水的流入方向a7～a10成为朝向轴线al的方向。在上述吸入外壳200中，不产生图3中由箭头a6所示的旋流，从吸入口211a～211d流入的水沿着轴线al呈直线地朝向中间外壳50。因此，在具备旋转设计叶轮的多段潜水泵中使用吸入外壳200时，与使用本实施例的吸入外壳100的情况相比，第1段的效率降低。
以上，虽对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述发明的实施方式是为了便于理解本发明，而不是对本发明的限定。本发明在不脱离其宗旨的情况下，能够进行改变、改进，并且不言而喻本发明包含其等同物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围，或者在实现效果的至少一部分的范围内，能够组合或者省略技术方案以及说明书所记载的各构成要素。
附图标记的说明
20…多段潜水泵
30…马达
40…轴
41…联轴器
50、60、70…中间外壳
51、61、71…叶轮
52、62、72…导流叶片
100…吸入外壳
110、110a、110b、110c、110d…吸入外壳主体
111、111a、111b、111c、111d…吸入口
120、130…凸缘部
121、134…螺栓孔
122、123…切口
125、135…螺栓
131…第一大径部
132…小径部
133…第二大径部
al…轴线