特表 2024-510980 羽根車のハイブリッド製造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-12

(54)【発明の名称】羽根車のハイブリッド製造

(51)【国際特許分類】

   F04D 1/08 20060101AFI20240305BHJP

   F04D 29/44 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

F04D1/08 C

F04D29/44 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023555599

(86)(22)【出願日】2022-03-04

(85)【翻訳文提出日】2023-11-09

(86)【国際出願番号】 EP2022055541

(87)【国際公開番号】W WO2022189289

(87)【国際公開日】2022-09-15

(31)【優先権主張番号】102021105624.1

(32)【優先日】2021-03-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591040649

【氏名又は名称】カーエスベー ソシエタス ヨーロピア ウント コンパニー コマンディート ゲゼルシャフト アウフ アクチェン

【氏名又は名称原語表記】ＫＳＢ ＳＥ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100169018

【弁理士】

【氏名又は名称】網屋 美湖

(72)【発明者】

【氏名】ノベル，タムズ

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA03

3H130AB22

3H130AB42

3H130AB69

3H130AC01

3H130BA91A

3H130BA96A

3H130BA98A

3H130CA06

3H130CA08

3H130CA21

3H130EA04A

3H130EA07A

(57)【要約】

本発明は、少なくとも１つの羽根車（５、９）を備える遠心ポンプ（１）に関する。羽根車の下流側に案内要素（２３）が配置される。案内要素（２３）は、少なくとも１つの従来法で製造された構成部品と少なくとも１つの生成的に製造された構成部品とからなるハイブリッド構成部品として設計される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの羽根車（５、９）を有する遠心ポンプ（１）であって、前記少なくとも１つの羽根車の下流側に案内装置（２３）が配置されるものにおいて、
前記案内装置（２３）が、少なくとも１つの従来法で製造された構成要素と少なくとも１つの生成的に製造された構成要素とを備えるハイブリット構成部品として構成されていることを特徴とする、遠心ポンプ。

【請求項2】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が案内要素（１７）の形態であることを特徴とする、請求項１に記載の遠心ポンプ。

【請求項3】

前記案内装置（２３）が、３つ以上、好ましくは４つ以上、特に５つ以上の、および／または、２０未満、好ましくは１８未満、特に１６未満の案内要素（１７）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心ポンプ。

【請求項4】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が半径方向外方に湾曲した形状を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項5】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が流れ誘導用形成部（２５）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項6】

前記流れ誘導用形成部（２５）が、少なくとも１つの受け成形部分（２７）と、流路形成成形部分（２８）と、流出ベーン輪郭を有する後部成形部分（３０）とを備えることを特徴とする、請求項５に記載の遠心ポンプ。

【請求項7】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が、案内リング（１９）を殆ど隙間なく取り囲むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項8】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が、案内リング（１９）への隙間のない接続のための密封要素（２６）を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項9】

少なくとも１つの生成的に製造された構成要素が、対要素（２１）に係合するための要素（２４）を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項10】

少なくとも１つの従来法で製造された構成要素が一体型二重リング（２２）の形態であり、前記一体型二重リング（２２）が丸断面案内リング（１９）および角縁リング（２０）を備えることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項11】

少なくとも１つの従来法で製造された構成要素が、案内リング（１９）を角縁リング（２０）に接続するための少なくとも２つの接続ウェブ（１８）を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項12】

従来法で製造された構成要素が、要素（２４）の係合のための対要素（２１）を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項13】

生成的に製造された構成要素と従来法で製造された構成要素とが、解放不可能な接続部、好ましくは溶接接続部によって接続されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項14】

生成的に製造された構成要素と従来法で製造された構成要素とが、解放可能な接続部、好ましくはプラグイン接続部によって接続されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。

【請求項15】

少なくとも１つの羽根車（５、９）を有する遠心ポンプ（１）用の案内装置（２３）として少なくとも１つの生成的に製造された構成要素と少なくとも１つの従来法で製造された構成要素とを有するハイブリッド構成部品の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下流側に案内装置が配置されている少なくとも１つの羽根車を有する遠心ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

ポンプは、複数の羽根車が前後に配置され、吐出流が羽根車を通って連続して流れる場合に多段式と称される。ボイラ給水ポンプは、給水ポンプおよび多段ラジアルポンプの別名である。ボイラ給水ポンプの目的は、ボイラや原子炉などの蒸気発生器に、放出される蒸気の量に対応する多量の給水を行うことである。

【0003】

バレルケーシングポンプは、発電所技術では給水ポンプはバレル型ポンプまたはバレルケーシングポンプとも呼ばれており、バレル状ケーシングによって囲まれた遠心ポンプである。バレルは、吸込ノズルおよび吐出ノズルを備え、端面で吐出カバーおよび入口リングにボルト締めされる。ドライブシャフトは、吐出側でカバーを挿通し、吸込側で入口リングを挿通し、シャフトシールを用いて密封される。したがって、バレルケーシングは、ポンプが分解されるときにパイプ類およびポンプ基礎に接続されたままにすることができる。超高圧ポンプの場合、バレルケーシングは、しばしばパイプライン内に溶接される。バレルケーシングポンプは水平構成の多段ポンプである。バレルケーシングポンプは、超高圧ポンプおよび高圧ポンプとして、特にボイラ給水ポンプとして使用される。

【0004】

多段遠心ポンプでは、２つの羽根車の間に案内装置が従来方式で配置される。一般に案内装置はガイドベーン（案内羽根）を有しており、２つのガイドベーンの間にポンプで圧送された媒体のための案内流路を形成している。この種の案内装置は案内車の形をとることができる。ポンプで圧送された媒体は羽根車を出て案内装置に入る。案内装置では、運動エネルギーが圧力エネルギーに変換される。媒体の偏向がさらに起こる。渦は、別のポンプ段への接近流のために随意に減じられる。

【0005】

特許文献１は、少なくとも１つの羽根車を有する単段型または多段型の遠心ポンプを記述している。羽根車の流れ方向下流側に案内車が配置される。案内車は複数のガイドベーンを有する。

【0006】

羽根車、特に案内装置は、大規模であまり繊細でないデザインが特徴であり、通常、再成形プロセスおよび一次成形プロセスによって製造される。ポンプ効率の向上委は、流れに関してあまり最適化されない、案内装置の固体形状によってほとんど制限される。特にボイラ給水ポンプとして連続的に使用される場合、わずかな効率の向上が大きな経済効果をもたらすことになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＤＥ３９１２２７９Ｃ２

【発明の概要】

【0008】

本発明の目的は、最適化された流れ誘導を有する遠心ポンプを提供するとともに、多段遠心ポンプを提供することである。遠心ポンプは、可能な限り高い効率を有するものであり、流れの分離を大幅に低減し、可能な限り低い損失を有する遅延が確保されるものである。遠心ポンプは、顧客の要件に合わせて個別に構成できるものである。この遠心ポンプは、部品点数をできる限り少なくし、組立てをできる限り容易にするものである。遠心ポンプの構造により部品の交換が容易になり、遠心ポンプは、簡単にかつ安価に製造されることができるものである。

【0009】

この目的は、本発明によれば、少なくとも１つの羽根車を有する遠心ポンプによって達成される。好ましい変形形態は、従属請求項、本明細書および図面に見出されるものである。

【0010】

本発明によれば、遠心ポンプの案内装置は、少なくとも１つの従来法で製造された構成要素（在来造形要素）と少なくとも１つの生成的に製造された構成要素（生成的造形要素）とを備えるハイブリッド構成部品として構成される。

【0011】

生成的に製造された構成要素は、生成的製造プロセスによって製造されている。生成的製造プロセスという用語は、材料が層ごとに供給され、それによって３次元構成部品が製造されるすべての製造プロセスを含む。層単位での積層は、所定の寸法および形状に従って１つまたは複数の液体材料または固体材料からコンピュータ制御下で行われる。物理的もしくは化学的硬化プロセスまたは溶融プロセスは積層中に行われる。３Ｄ印刷用の典型的な材料は、プラスチック材料、合成樹脂、セラミックス、金属、炭素材料、およびグラファイト材料である。

【0012】

生成的または付加的製造プロセスは、３次元構成部品を製造するために材料が層ごとに供給されるプロセスであると理解される。本発明によれば、案内装置の少なくとも１つの案内要素が、生成的に製造された構成要素の形態を有する。案内要素は、特に、肉盛溶接としても知られている選択的レーザ溶融およびレーザクラッディングを用いて形成される。本発明の代替変形形態では、同様に使用することができるプロセスが、溶融可能なプラスチック材料の付加と組み合わせた冷却ガス吹付けおよび押出しである。

【0013】

有利には、生成的に製造された案内要素は、特に繊細でありかつ肉薄である。ＣＦＤを用いて流れを最適化した微細ウェブが、前の羽根車の流れを後続の羽根車へ実質的損失なしに案内する。案内要素の複雑な構造は、渦の滞留と流れの分離を防ぎ、構成部品の質量が少ないことが特徴である、

【0014】

選択的レーザ溶融では、案内要素は、積層材料の層が最初に基板に供給されるプロセスによって製造される。案内装置の案内要素を製造するための積層材料は、好ましくは金属粉末粒子である。本発明の一変形形態では、鉄含有粉末粒子および／またはコバルト含有粉末粒子がこの目的で使用される。これらの粉末粒子は、クロム、モリブデン、ニッケルなどの添加物を含有することができる。金属積層材料は、板に粉末の形で薄く堆積される。次いで、粉末状材料は、放射を用いて所望の場所で局所的に完全に溶融され、固化後、固体材料層が形成される。次いで、基板は、層厚さの量だけ下げられ、粉末が再び堆積される。このサイクルは、すべての層が生成され、完成した案内要素が形成されるまで繰り返される。本発明によれば、特にフィリグリーであり、流れに関して最適化される構造がここで製造され、この構造は、従来のプロセスでは技術的に生成することができない。

【0015】

放射として、例えばレーザビームを使用することができ、レーザビームは、個々の粉末層から案内要素を生成する。レーザビームを案内するためのデータは、３次元ＣＡＤ本体をベースとするソフトウェアを用いて生成される。選択的レーザ溶融の代わりに、電子ビーム（ＥＢＮ）を使用することもできる。

【0016】

肉盛溶接またはクラッディングでは、案内要素は、溶接で基礎構造を被覆するプロセスによって製造される。ワイヤまたは粉末の形をした溶加材を用いて、肉盛溶接は、特にフィリグリーであり、流れに関して最適化される案内要素の形を生成する体積を構成する。

【0017】

マルチセクション高圧遠心ポンプおよびボイラ給水ポンプの使用には、これまで、生成的に製造された案内装置を使用することができなかった、というのは、これらの案内装置の寸法は、技術的に達成できないか、または困難を伴ってしか達成できなかったからである。案内装置の生成的に製造された構成要素は、切断または鋳造製造プロセスでは実現することができない流体力学的に最適化された幾何形状で区別される。従来法で製造された構成要素に取り付けられる複数の生成的に製造された案内要素を用いてハイブリッド案内装置を形成すると、一方で流体力学的に最適化された幾何形状が可能になり、他方で生成的方法によって可能な既知の製造寸法を超える構成部品サイズが可能になる。

【0018】

本発明によれば、案内装置は、３つ以上、好ましくは４つ以上、特に５つ以上の、および／または２０個未満、好ましくは１８個未満、特に１６個未満の案内要素を有する。したがって、複数の生成的に製造されかつ流体力学的に最適化された案内要素からなるハイブリッド案内装置が生成され得ることが有利である。案内要素の構成部品サイズは、すべてのそれらの利点を有する共通の生成的プロセスによって生成することができ、従来型構成要素を有するハイブリッド構成のおかげで、非常に大きい寸法になることもできる。

【0019】

有利には、生成的に製造された構成要素、特に案内要素は半径方向外方に湾曲した形状を有する。案内要素は繊細かつ薄肉であり、案内要素の形状に関してＣＦＤによって流体力学的に最適化され、渦を流れの分離なしにかつ渦の滞留なしに減少させながら流れを偏向させる。案内要素の半径方向に湾曲した形状は、流れを次のポンプ段へ特に理想的な態様で案内する。

【0020】

本発明の特に有利な実施形態では、生成的に製造された構成要素、特に案内要素は、流れ誘導用形成部を有する。流れ誘導用形成部は、案内要素の成形した部分、ウェブおよび湾曲した部分であり、これらは、特に微細な形状を有しており、ポンプの水圧効率を非常に有利な態様で最適化する。流れ誘導用形成部は、流れが次のポンプ段へ偏向されることを可能にし、流れの渦を理想的に減少させる。

【0021】

案内要素はこの場合、受け羽根の形で羽根車からの吐出流を受ける第１の前部成形部分を有することが好ましく、羽根車からの吐出流は、従来法で製造された二重リングの隙間を通って案内要素にぶつかる。受け成形部分は、流れを特に低損失態様で第２の成形部分へ案内し、第２の成形部分は、二重リングの丸いリングおよび隣接する案内要素と共に、流路を形成する。流れは、流路によって下流側に配置された羽根車に向かう方向に流れるように偏向される。その際、流れは、案内要素の後部成形部分を通ることが好ましく、後部成形部分は流出ベーン輪郭（flow-off vane contour）を有する。この流出ベーン輪郭は、多段遠心ポンプの次のポンプ段への特に渦や損失のない流出を可能にする。

【0022】

成形部分は、理想的には特にフィリグリー形態であり、特に微細に定義された曲率半径を有する。好ましくは、案内要素は、流れに影響を及ぼさない箇所に補強ウェブを有する。したがって、生成的に製造された案内要素は、特に薄く、同時に極めて強固である。このような微細に定義された羽根輪郭を有する案内要素は、既知の従来の製造プロセスでは製造することができず、ポンプ効率を非常に有利な態様で高める。

【0023】

本発明によれば、生成的に製造された構成要素、特に案内要素は、案内リングをほとんど隙間なく取り囲む。したがって、誤った流れおよび効率損失が回避される。案内要素の生成的製造は、極めて精密で正確な製造、したがってハイブリッド案内装置の従来法で製造された構成要素への隙間のない取付けを可能にする。

【0024】

理想的には、生成的に製造された構成要素、特に案内要素は、案内リングへの隙間のない接続のための密封要素を有する。生成的製造プロセスは、案内要素の精巧に設計された幾何形状を可能にし、したがって、案内装置のハイブリッド要素が１つに組み合わされると、隙間のない接続部を形成することができ、それにより遠心ポンプの効率は流体力学的に最適化される。

【0025】

本発明の代替変形形態では、案内要素の壁は非常に薄く、案内要素は、壁の強度を上げるための内部格子構造を有する。この有利な態様では、質量対構成部品体積の特に優れた比率を有する案内要素を実現することができる。特に従来法で製造された案内装置と比べると、案内装置のハイブリッド形態は低い質量を有する。

【0026】

本発明の特に有利な実施形態では、案内装置のハイブリッド構成は、追加の接合技術を必要としない。本発明によれば、生成的に製造された構成要素、特に案内要素は、対要素内に係合するための要素を有する。例えば、案内要素上に短い円筒形ピンを形成することができ、このピンは、従来型構成要素上の対応する凹部内に挿入され、したがって安定した関連性を形成することができる。したがって、遠心ポンプの組立ては著しく簡略化される、というのは、ハイブリッド案内装置の構成部品は単純に互いに嵌合することができるからである。

【0027】

理想的には、係合するための要素は、対応する対要素内に接続態様で係合することができるピンの形をとり、対要素はピンの精密な凹所として形成される。得られるプラグイン接続は、単純な組立ておよび分解で区別される。

【0028】

従来型構成要素という用語は、一次成形、再成形、または、除去製造プロセスによって製造される構成要素を意味する。一次成形は、形状のない材料から幾何学的に定義された形状を有する固体を製造する製造プロセスの主要なグループである。一次成形は、固形体の初期形状を形成するとともに、材料の結合を作り出すために使用される。再成形の場合は、塑性的に変形可能な材料からなるブランクは、ブランクから材料を除去することなく意図的に異なる形状に加工される。除去製造プロセスでは、ワークピースから一部の材料が除去されるので、製造される構成部品に加えて主にチップが生成される。

【0029】

本発明によれば、少なくとも１つの従来法で製造された構成要素が、一体型二重リングの形態を有する。単純なリングは、鋳造によって特に経済的にかつ正確に製造される。案内装置のハイブリッド構成は、それぞれの場合において最も有利な製造プロセスによって製造されかつ流体力学的に最適化された構成部品を組み合わせて、多段遠心ポンプの可能な限り最高の効率を達成する装置を実現する。

【0030】

有利には、従来法で製造された構成部品は、丸断面案内リングおよび角縁リングを備える。丸断面案内リングは、案内要素をその上に隙間のない態様で配置することができる流れを最適化した曲線が特徴である。角縁リングは、羽根車の吐出流を半径方向に囲む案内装置へ直接吐出する、羽根車への接続に特に有利である。

【0031】

本発明によれば、従来法で製造された構成要素は一体型二重リングの形態を有し、そのリングは、少なくとも２つの接続ウェブに接続される。接続ウェブは、角縁リングに対する丸断面案内リングの固定関連性および配置を実現する。同時に、リング相互間の隙間は、案内要素による流れ偏向のための十分大きな通路を有する。

【0032】

理想的には、少なくとも１つの従来法で製造された構成要素、特に案内リングは、要素の係合のための対要素を有する。例えば、対要素は、案内要素のピン状要素が係合する円筒形凹所の形をとり、したがって案内要素と案内リングとの間のプラグイン接続を実現することができる。したがって、ハイブリッド案内装置の組立ては、特に簡単にかつ時間的に効率的に実施することができる。

【0033】

代替変形形態では、生成的に製造された構成要素と従来法で製造された構成要素とは、案内装置を形成するために、解放不可能な接続部、好ましくは溶接接続部によって接合される。この種の接続部は、接続部の強固で耐久性のある形状によって区別される。

【0034】

この接合の場合、幾何学的に定義された形状を有する２以上の固体の被接合部分は恒久的に結合される。溶接の場合、案内要素および案内リングの解放不可能な接続部は、溶加材の有無にかかわらず、熱および／または圧力を加えることによって製造される。溶加材は、通常は棒またはワイヤの形で供給され、溶融され、したがってボンドを生成するために接合パートナ相互間の接合部において凝固する。溶接は物質対物質接着方法のうちの１つであり、高強度を有する結合が形成される。

【0035】

統合的なプロセスを用いて大型のハイブリッド案内装置を製造することも特に有利である。一体型二重リングは、最初に一次成形および／または切断によって形成される。案内要素は、生成的プロセスを用いて製造される。ハイブリッド案内装置は、案内リングを案内要素に取り付けることによって完成する。

【0036】

案内要素の流動流体との接触面を製造するための積層材料は、好ましくは金属粉末粒子である。本発明の一変形形態では、鉄含有粉末粒子および／またはコバルト含有粉末粒子がこの目的で使用される。これらの粉末粒子は、例えばクロム、モリブデン、ニッケルなどの添加物を含有することができる。

【0037】

本発明によれば、案内装置の少なくとも１つの案内要素が積層造形プロセスで形成される。案内要素の３次元形態は、データセットとしてソフトウェアに保存される。様々な付加プロセスのツールを取り付けられたロボットアームが、案内要素が形成されるべき場所で働き、流動媒体との接触面および接触面の支持格子構造を層ごとに形成する。有利には、各積層材料の適切な積層プロセスは、各層に対して順にまたは同時に実行することができ、したがって様々な材料から複雑な案内要素も形成され、案内要素の各領域は、案内要素のその後の使用の要件に最適に適応される。

【0038】

本発明の一変形形態では、点群のグリッドパターンが溶融可能なプラスチック材料として表面に付着される積層造形プロセスの溶融層ツールを用いて格子構造が製造される。ノズルによる押出しおよびその後の所望の位置での冷却による硬化により、特に格子状および／またはハニカム状の耐荷重構造が製造される。案内要素の支持領域は、空隙を形成するように、特に高い耐荷重能力を有して製造されるので、案内要素は、かなりの強度を有し、同時に低質量を有する。案内要素は、通常、作業面の上でラインごとに繰り返し移動し、次いで作業面を上方へ積層方式で移動させ、案内要素の支持領域が形成されることで構成される。

【0039】

本発明の特に有利な変形形態では、案内要素の流動流体との接触面は、積層材料から、放射を用いて層を連続的に溶融し固化することによって製造される。案内要素の各領域の異なる特性は、この場合は放射の変動によって生成される。熱の局所導入を意図的に制御することにより、案内要素の積層中でも材料特性の変更が行われる。その結果、案内要素の一領域内に、化学的に均質な材料の様々な材料状態、したがって様々な特性のゾーンおよび微細構造を製造することが可能である。

【0040】

金属積層材料は、板に粉末の形で薄く堆積される。粉末状材料は、放射線を用いて所望の場所で局所的に完全に溶融され、固化後、固体材料層を形成する。次いで、この底板は、層厚さの量だけ下げられ、粉末が再び堆積される。このサイクルは、すべての層が生成されるまで繰り返される。余分の粉末は、完成した案内要素から取り除かれる。

【0041】

案内装置のハイブリッド構成は、特に個別に構成される案内装置を可能にする。遠心ポンプの要件による案内装置、特に羽根状案内要素の適合は、生成的製造によって考慮され得る。高価な個々の製造は、従来法で製造された構成要素および生成的に製造された構成要素の比較的低コストのハイブリッド構成の結果として、費用対効果が有意に高くなる。加えて、生成的に製造された構成要素は、より高いポンプ効率を達成することができ、これまで従来の製造方法では達成できなかった形状を有することができる。

【0042】

理想的には、案内装置は、少なくとも１つの生成的に製造された構成要素および少なくとも１つの従来法で製造された構成要素からハイブリッド形態で製造されるものであり、遠心ポンプ、特に多段高圧ポンプ用の案内装置として使用される。案内装置は優れた流体機械特性を特徴とする。

【0043】

本発明の他の特徴および利点は、図面を参照する例示的な実施形態の説明から、また図面自体からも明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】案内装置の斜視図である。

【図2】案内要素の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0045】

図１は、本発明による案内装置２３の透視画法の図を示す。案内装置２３は一体型二重リング２２を備え、一体型二重リングは、丸断面案内リング１９、角縁リング２０、および接続ウェブ１８からなる。案内リング１９は対要素２１を有し、対要素内に要素２４（この図には示されていない）が係合される。さらに、図１では、案内要素１７が、例として案内装置２３の案内リング１９上に配置される。本発明による案内装置２３は、３つ以上、好ましくは４つ以上、特に５つ以上、および／または、２０個未満、好ましくは１８個未満、特に１６個未満の生成的に製造された案内要素１７を備える。

【0046】

角縁リング２０は、羽根車（図示せず）を半径方向に囲み、羽根車の流体吐出しを受ける。流体流れは、丸断面案内リング１９と角縁案内リング２０との間の隙間を通って案内要素１７まで流れる。案内要素１７は、渦を減少させながら、案内要素の半径方向外方に湾曲した形状および流れ誘導用形成部２５で流体流れを偏向させる。案内要素の最適化流れ形状の結果として、案内要素１７は、渦の滞留および流れの分離を回避し、したがって遠心ポンプの効率を向上させるのに寄与する。

【0047】

案内装置２３は、従来法で製造された一体型二重リング２２と生成的に製造された案内要素１７からなるハイブリッド構成部品である。したがって、案内装置２３のハイブリッド構成は、本発明による遠心ポンプの最適効率を達成するために、それぞれの製造プロセスの利点を組み合わせている。

【0048】

案内要素１７は、好ましくは、受け羽根の形で羽根車の吐出しを受ける第１の前部成形部分２７を有し、羽根車の吐出しは、従来法で製造された二重リング２２内の隙間を通って案内要素１７にぶつかる。受け成形部分２７は、流れを特に無損失態様で第２の成形部分２８へ案内し、第２の成形部分は、二重リング２２の丸いリング１９および隣接する案内要素１７と共に、流路を形成する。流れは、流路を用いて、流れが下流側に配置された羽根車に向かう方向に流れるように偏向される。その際、流れは、好ましくは、案内要素１７の後部成形部分３０を通り、後部成形部分は流出ベーン輪郭を有する。この流出ベーン輪郭は、多段遠心ポンプの次のポンプ段への特に渦のないかつ損失のない流出を可能にする。

【0049】

この例示的な実施形態では、流れ誘導用形成部２５は、前部成形部分２７、第２の成形部分２８、および後部成形部分３０からなる。これらの流れ誘導用形成部は、特にフィリグリーであり、極めて微細な曲率半径を有する。好ましくは、案内要素１７は、接続点に補強リブ２９を有する。

【0050】

図２は、案内要素の半径方向外方に湾曲した形状を有する案内要素１７の概略図を示す。生成的に製造された案内要素１７は、改良された流れ誘導のための形成部２５と案内リング１９（図示せず）への隙間のない接続のための密封要素２６とを有する。対要素２１（図示せず）内に係合するための要素２４は、ハイブリッド形態の案内装置２３のプラグイン設計を可能にする。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】