立轴泵制造技术

本发明专利技术提供一种使轴方向尺寸缩短化、同时具备能够降低损失的流路形状的立轴泵。立轴泵(10)具备：沿着铅垂方向的旋转轴(9)、安装在旋转轴(9)下端的叶轮(2)、插入有旋转轴(9)并使流体铅垂向上流动的抽水管(4)、连接在抽水管(4)的下游侧并使从该抽水管(4)输送的流体的流动向接近水平方向的方向变化的喷出弯头(6)和围绕旋转轴(9)周围的保护管(5)。并且，从抽水管(4)的入口(41)到喷出弯头(6)的出口(64)，流路的截面面积在持续无增减后单调减少，或在单调增加后单调减少。

【技术实现步骤摘要】
立轴泵
本专利技术涉及一种具备喷出弯头的立轴泵。
技术介绍
作为本
的
技术介绍
，专利文献1和2中记载了立轴泵的例子。这种立轴泵具备：沿着铅垂方向的旋转轴；安装在旋转轴的下端的叶轮；连接在叶轮的上游侧的吸入壳体；连接在叶轮的下游侧的导叶；将流体的流动改变为水平方向的喷出弯头；在导叶的内侧围绕在旋转轴周围的保护管；连接在喷出弯头的下游侧的排水管；以及连接在旋转轴的上端部的马达等发动机。并且，当叶轮通过发动机的驱动经由齿轮和旋转轴旋转时，从吸入壳体流入的水升压，并由导叶恢复压力，经由喷出弯头和排水管向排水路排出。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4092962号公报专利文献2：日本专利第4770681号公报另外，为了缩减具备立轴泵的泵站整体的建设费用，需要将泵站的土木、建筑结构设计成小型结构。在设置在排水泵站等的立轴泵(以下仅称为“泵”)中，若泵的总高度变高则泵房变大，需要花费大量费用。因此，降低了总高度的立轴泵备受期望，作为泵站的建设费用缩减方法之一，正在推进喷出弯头的流路的轴方向尺寸的缩短化(短轴化)。另一方面，为了使泵房不会很大，根据泵的喷出流量来确定喷出弯头的出口的内径。因此，为了使喷出弯头短轴化且维持泵的喷出流量，有喷出弯头内的流速增大的倾向。并且，当喷出弯头内的流速增大时，喷出弯头中的损失将增大。另外，为了抑制引起泵的大型化的因素，很难充分确保喷出弯头的曲率半径，在曲率半径小的情况下，水流从喷出弯头的弯曲部内部的内侧壁面上剥离，由该水流的紊乱造成损失增大，所以泵的性能降低。专利文献1记载的立轴泵，为了不降低泵的性能而降低泵的总高度，通过在喷出弯头内设置整流板，以使即便喷出弯头的弯曲部的曲率半径变小，喷出弯头内部的损失也不会增大。但是，在不能确保整流板的曲率半径足够大的情况下，会有在整流板的外周面流动的水流中产生剥离而增加损失的可能。另一方面，专利文献1中也记载了如下内容，即，使喷出弯头的入口侧的内径大、出口侧的内径依次变小的变形例也是可行的(段落[0019]、参照图5)。但是，在该变形例中，在喷出弯头入口附近，保护管外径减小的锥形部向喷出弯头内突出，从导叶出口到喷出弯头出口之间的流路的截面面积呈缩小、扩大、缩小地进行变化，所以有水流紊乱、损失增大的可能。专利文献2中记载的立轴泵，为了改良专利文献1中记载的立轴泵，通过在喷出弯头内设置第一整流板和在该第一整流板的下游侧且内侧具有间隙地设置第二整流板，以使沿着整流板的外周面流动的水流中不会产生剥离。但是，关于用于实现降低损失的适当的流路形状，并没有作出充分的研究。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是鉴于上述情况而作出的，本专利技术的目的是提供一种使轴方向尺寸缩短化、同时具备能够降低损失的流路形状的立轴泵。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术的立轴泵具备沿着铅垂方向的旋转轴、安装在上述旋转轴下端的叶轮、插入有上述旋转轴并使流体铅垂向上流动的抽水管、连接在上述抽水管的下游侧并使从该抽水管输送的流体的流动向接近水平方向的方向变化的喷出弯头、和围绕上述旋转轴周围的保护管，从上述抽水管的入口到上述喷出弯头的出口，流路的截面面积在持续不增减后单调减少，或单调增加后单调减少。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种使轴方向尺寸缩短化同时具备能够降低损失的流路形状的立轴泵。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的立轴泵的概略纵剖视图。图2是图1所示的实施方式的变形例的立轴泵的概略纵剖视图。图3是比较例的以往的立轴泵的概略纵剖视图。图4是表示图1的实施方式、图2的变形例和图3的比较例中的、从抽水管的入口到喷出弯头的出口的流路的与轴方向的位置相对应的截面面积比的变化的图。图5是表示图1的实施方式、图2的变形例和图3的比较例中的、从抽水管的入口到喷出弯头的出口的流路的与轴方向的各区域相对应的流路的损失的图。图6是用于说明图3的比较例中的、在喷出弯头的弯曲部内部的内侧产生的剥离水流的图。图7是表示与喷出弯头的入口相对于抽水管的入口的截面面积比率相对应的流路损失的图。图8是本专利技术的另一实施方式的立轴泵的概略纵剖视图。图9是本专利技术的再一实施方式的立轴泵的概略纵剖视图。具体实施方式对于本专利技术的实施方式，参照适当附图进行详细说明。在以下所示的附图中，对同一构件或相当的构件标注同一参考附图标记，适当地省略重复的说明。另外，为了便于说明，有时会对构件的尺寸和形状进行变形或夸大而模式化地表示。图1是本专利技术的一实施方式的立轴泵10的概略纵剖视图。如图1所示，立轴泵10是例如设置在排水泵站，从叶轮2向相对于旋转轴9倾斜的方向喷出流体的斜流泵。立轴泵10具备沿着铅垂方向的旋转轴9、安装在旋转轴9的下端的叶轮2、连接在叶轮2的上游侧的吸入壳体1、和连接在叶轮2的下游侧的导叶3。在此，导叶3的外观呈现为圆筒形状。另外，立轴泵10具备连接在导叶3的下游侧并且插入有旋转轴9，使流体铅垂向上流动的抽水管4、连接在抽水管4的下游侧并使从该抽水管4输送的流体的流动向接近水平方向的方向变化的喷出弯头6、在导叶3的内侧围绕在旋转轴9周围的保护管5、连接在喷出弯头6的下游侧的排水管7、和在从喷出弯头6的上方侧突出的旋转轴9的上端部连接的马达等发动机(未图示)。而且，当叶轮2通过发动机的驱动经由齿轮(未图示)和旋转轴9旋转时，从吸入壳体1流入的水升压，并通过导叶3使回旋方向的流动尽可能地转向为轴方向的流动来恢复压力，变成残留有回旋方向成分的流动，经由喷出弯头6和排水管7向排水路(未图示)排出。接下来，说明抽水管4、保护管5和喷出弯头6。如图1所示，抽水管4形成为内径朝向下游侧并保持相等。另外，保护管5具有外径朝向下游侧平滑地减少的缩径部51。在本说明书中，“平滑”是指，在流路的直径或者截面面积以与流路的轴方向的位置相对应的函数来表示的情况下，该函数在对象区间内能够微分。缩径部51的外侧面在此呈现为形成圆锥的侧面的锥形形状。但并不一定限定于此，缩径部51的外侧面也可以呈现为曲面形状。另外，保护管5的缩径部51的下游端在此位于喷出弯头6的入口61。但并不一定限定于此，保护管5的缩径部51的下游端也可以位于比该入口61靠上游侧的位置。并且，从抽水管4的入口41到喷出弯头6的入口61，在抽水管4和保护管5之间形成的流路的截面面积在此变成平滑地增加。但不一定限定于此，从抽水管4的入口41到喷出弯头6的入口61的特定区间或整个区间内，在抽水管4和保护管5之间形成的流路的截面面积也可以没有增减。喷出弯头6由与流体的流动方向即流路的轴方向垂直的平面切断时的内表面的截面形状为圆形。这样的话，更能够抑制从抽水管4输送的流体的流动的损失。此外，在本说明书中“圆形”这一用语除了作为正圆形状，还包括椭圆形状、长圆形状使用。在本实施方式中，喷出弯头6通过例如像制罐加工那样对平板进行弯曲加工而形成的多个筒状构件的端部彼此接合而构成。这样的话，能够更为容易且经济地制造喷出弯头6。例如具体来说，喷出弯头6通过流路弯曲的部分即弯曲部分被分割为5部分而形成为使流动方向90度变化的形状。此外，在图1中，喷出弯头6的弯曲部分被分割为5部分，但也可以是除此以外的分割数，或者也可以采用平滑的圆弧状的喷出弯头(参照图9)。另外，流动方向的变化角度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立轴泵，其特征在于，所述立轴泵具备：沿着铅垂方向的旋转轴；安装在所述旋转轴的下端的叶轮；插入有所述旋转轴，并使流体铅垂向上流动的抽水管；连接在所述抽水管的下游侧，使从该抽水管输送的流体的流动向接近水平方向的方向变化的喷出弯头；以及围绕所述旋转轴的周围的保护管，从所述抽水管的入口到所述喷出弯头的出口，流路的截面面积在持续无增减后单调减少，或在单调增加后单调减少。

【技术特征摘要】
2013.11.13 JP 2013-2350801.一种立轴泵，其特征在于，所述立轴泵具备：沿着铅垂方向的旋转轴；安装在所述旋转轴的下端的叶轮；插入有所述旋转轴，并使流体铅垂向上流动的抽水管；连接在所述抽水管的下游侧，使从该抽水管输送的流体的流动向接近水平方向的方向变化的喷出弯头；以及围绕所述旋转轴的周围的保护管，从所述抽水管的入口到所述喷出弯头的出口，流路的截面面积在持续无增减后单调减少，或在单调增加后单调减少，从所述抽水管的入口到所述喷出弯头的入口，在所述抽水管和所述保护管之间形成的流路的截面面积相等或平滑地增加。2.根据权利要求1所述的立轴泵，其特征在于，所述喷出弯头的入口处的流路的截面面积相对于所述抽水管的入口处的流路的截面面积的比率在1以上且1.5以下。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：八塚健太郎，大西刚史，大豆生田祐介，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP