WO2020075378A1 - Centrifugal fluid machine - Google Patents

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和寛 塚本
ロマン プリュニエール
崇 沖原
孝英 長原
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株式会社日立インダストリアルプロダクツ
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Abstract

The present invention provides a centrifugal fluid machine in which flow separation in a return flow passageway is suppressed and efficiency improvement is achieved. This centrifugal fluid machine comprises: a centrifugal impeller; a diffuser flow passageway disposed downstream of the centrifugal impeller; a curving flow passageway; and cross-over blades formed so as to provide communication between return flow passageways. The centrifugal fluid machine is characterized in that the trailing edge of the cross-over blades is inclined in the circumferential direction.

Description

遠心式流体機械Centrifugal fluid machine
本発明は、遠心式流体機械に関する。 The present invention relates to a centrifugal fluid machine.
 回転する遠心羽根車を有する遠心式流体機械は、従来から様々なプラントや各種機器のポンプや圧縮機として使用されている。特に、近年、環境負荷(消費電力)の低減要求の高まりを受けて、これら流体機械には、従来以上の高効率化と広作動範囲化とが求められている。 Centrifugal fluid machines with rotating centrifugal impellers have been used as pumps and compressors for various plants and various equipment. In particular, in recent years, with the increasing demand for reduction of environmental load (power consumption), these fluid machines are required to have higher efficiency and wider operating range than ever before.
 こうした本技術分野の背景技術として、特開2016―169672号公報(特許文献1)がある。この公報には、羽根車を通過した流体を半径方向外方に導くむディフューザ流路と、反対側の環状隔壁の第2面側に形成されリターン流路と、環状隔壁、ディフューザ流路及びリターン流路の外周側において、ディフューザ流路からリターン流路に流体を軸方向に導くように構成された環状流路と、少なくともディフューザ流路部内に形成されたディフューザベーン部と、少なくともリターン流路部内に形成されたリターンベーン部と、を備え、ディフューザベーン部又はリターンベーン部の少なくとも一方が環状流路内に延設されていることが記載されている(要約参照)。 As background art of this technical field, there is JP-A-2016-169672 (Patent Document 1). In this publication, a diffuser flow path that guides fluid that has passed through an impeller radially outward, a return flow path formed on the second surface side of an annular partition wall on the opposite side, an annular partition wall, a diffuser flow path, and a return channel. On the outer peripheral side of the flow passage, an annular flow passage configured to guide the fluid from the diffuser flow passage to the return flow passage in the axial direction, at least a diffuser vane portion formed in the diffuser flow passage portion, and at least in the return flow passage portion And a return vane portion formed in the above, and at least one of the diffuser vane portion and the return vane portion is extended into the annular flow path (see summary).
 また、こうした本技術分野の背景技術として、特開2010―255451号公報(特許文献2)がある。この公報には、エアガイドが、略円盤状の土台部と、土台部を挟んで構成される複数の上面翼および複数の下面翼と、土台部の外周位置に上面翼と下面翼を繋ぐ外周翼とを有し、上面翼と下面翼と外周翼は略均一厚みの板状とし、隣り合う前記外周翼の一部が、回転軸向から見た投影面上で重なる構成としたことにより、上面流路から下面流路へスムーズに空気を流すことが可能となるため、曲がり損失を低減させ、送風効率を向上させることができることが記載されている(要約参照)。 Further, as background technology of this technical field, there is JP-A-2010-255451 (Patent Document 2). In this publication, an air guide has a substantially disk-shaped base portion, a plurality of upper surface blades and a plurality of lower surface blades sandwiching the base portion, and an outer periphery connecting the upper surface blade and the lower surface blade to an outer peripheral position of the base portion. By having a blade, the upper surface blade, the lower surface blade, and the outer peripheral blade are plate-shaped with a substantially uniform thickness, and a part of the adjacent outer peripheral blades are configured to overlap on the projection plane viewed from the rotation axis direction, It is described that it is possible to smoothly flow air from the upper surface flow path to the lower surface flow path, so that it is possible to reduce the bending loss and improve the ventilation efficiency (see the abstract).
特開2016―169672号公報JP, 2016-169672, A 特開2010―255451号公報JP, 2010-255451, A
 特許文献1に記載される遠心ポンプは、ディフューザ流路またはリターン流路に設けられた翼列の少なくとも一方が曲がり流路にまで延長されている。また、特許文献2に記載される電動送風機は、曲がり流路の内部の翼を変形させている。いずれも曲がり流路の内部の損失を低減し、効率向上を図っている。しかし、特許文献1や特許文献2は、リターン流路における流れのはく離を抑制し、効率向上を図るものではない。また、特許文献1や特許文献2には、遠心式流体機械の径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、効率を維持できる遠心式流体機械は記載されていない。 In the centrifugal pump described in Patent Document 1, at least one of the blade rows provided in the diffuser flow passage or the return flow passage is extended to the curved flow passage. Further, in the electric blower described in Patent Document 2, the blade inside the curved flow path is deformed. In each case, the loss inside the curved flow path is reduced to improve efficiency. However, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not attempt to improve the efficiency by suppressing flow separation in the return flow passage. Further, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not describe a centrifugal fluid machine that can maintain efficiency even when the outer diameter dimension in the radial direction of the centrifugal fluid machine is reduced.
 そこで、本発明は、リターン流路における流れのはく離を抑制し、効率向上を図った遠心式流体機械を提供する。 Therefore, the present invention provides a centrifugal fluid machine that suppresses flow separation in the return flow path and improves efficiency.
 上記課題を解決するために、本発明の遠心式流体機械は、遠心羽根車と、遠心羽根車の下流に配置されるディフューザ流路、曲がり流路、およびリターン流路を連通して形成されるクロスオーバー翼と、を有し、このクロスオーバー翼の後縁が、周方向に傾斜していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a centrifugal fluid machine of the present invention is formed by connecting a centrifugal impeller with a diffuser flow passage, a curved flow passage, and a return flow passage that are arranged downstream of the centrifugal impeller. A crossover blade, and a trailing edge of the crossover blade is inclined in the circumferential direction.
 本発明によれば、リターン流路における流れのはく離を抑制し、効率向上を図った遠心式流体機械を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a centrifugal fluid machine that suppresses flow separation in the return flow path and improves efficiency.
 なお、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 The problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
遠心式流体機械を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining a centrifugal fluid machine. 本実施例に係るクロスオーバーディフューザを拡大した子午面断面図である。It is a meridional surface sectional view which expanded the crossover diffuser which concerns on a present Example. 比較例に係るクロスオーバーディフューザの静止流路を説明する外形図である。It is an outline view explaining a static channel of a crossover diffuser concerning a comparative example. 比較例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。It is an outline view explaining the return channel side of the crossover diffuser concerning a comparative example. 本実施例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。It is an outline view explaining the return channel side of the crossover diffuser concerning this example. 比較例と本実施例とに係るクロスオーバー翼の翼間の流路断面積の変化を比較したグラフである。7 is a graph comparing changes in the flow passage cross-sectional area between the blades of the crossover blade according to the comparative example and the present embodiment. 数値流体解析によって得られた、比較例と本実施例とに係るクロスオーバー翼の後縁付近の流速分布を比較した解析図である。It is an analysis figure which compared the flow velocity distribution near the trailing edge of the crossover blade which concerns on a comparative example and this example obtained by numerical fluid analysis. 本実施例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を拡大した説明図である。It is explanatory drawing which expanded the return flow path side of the crossover diffuser which concerns on a present Example. 実施例2に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。FIG. 7 is an outline view illustrating a return flow path side of the crossover diffuser according to the second embodiment.
 以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合は、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the same configurations are denoted by the same reference numerals, and when the description is duplicated, the description may be omitted.
 図1は、遠心式流体機械を説明する断面図である。本実施例では、遠心式流体機械として、多段の遠心ポンプを使用して説明する。なお、単段の遠心ポンプ、多段の遠心圧縮機や単段の遠心圧縮機にも適用できる。 FIG. 1 is a sectional view illustrating a centrifugal fluid machine. In this embodiment, a multistage centrifugal pump will be used as the centrifugal fluid machine for description. It is also applicable to a single-stage centrifugal pump, a multi-stage centrifugal compressor, and a single-stage centrifugal compressor.
 本実施例に記載する遠心ポンプは、ケーシング11を貫通して、水平方向に伸びる回転軸12が配置される。ケーシング11の内部には、8個の羽根車13と、最終段を除く7個の遠心羽根車(以下、「羽根車」と称して説明する)13に対応する7個の静止流路(図1では、U字が逆さになっているような流路)21が収容される。 The centrifugal pump described in the present embodiment has a rotating shaft 12 that extends horizontally through the casing 11. Inside the casing 11, eight impellers 13 and seven static flow passages corresponding to seven centrifugal impellers (hereinafter, referred to as “impellers”) 13 excluding the final stage (see FIG. In FIG. 1, a flow path 21 in which the U-shape is inverted is accommodated.
 羽根車13は、回転軸12に固定され、静止流路21はケーシング11に固定される。
なお、羽根車13の数は、8個に限定されるものではない。静止流路21は最終段を除く羽根車13に対応するように配置される。
The impeller 13 is fixed to the rotating shaft 12, and the stationary flow path 21 is fixed to the casing 11.
The number of impellers 13 is not limited to eight. The stationary flow passage 21 is arranged so as to correspond to the impeller 13 except the final stage.
 ケーシング11は、吸込口15と吐出口16とを備え、回転軸12の軸方向において、吸込口15の側を上流とし、吐出口16の側を下流とする。 The casing 11 includes a suction port 15 and a discharge port 16, and the suction port 15 side is the upstream side and the discharge port 16 side is the downstream side in the axial direction of the rotating shaft 12.
 回転軸12は、図1においては図示しない駆動源によって回転される。羽根車13は回転軸12に固定され、回転軸12と共に回転する。 The rotary shaft 12 is rotated by a drive source not shown in FIG. The impeller 13 is fixed to the rotating shaft 12 and rotates together with the rotating shaft 12.
 つまり、流体は、上流側の吸込口15から流入し、羽根車13および静止流路21介して、下流側の吐出口16から流出することになる。 That is, the fluid flows in from the suction port 15 on the upstream side and flows out from the discharge port 16 on the downstream side via the impeller 13 and the stationary flow passage 21.
 図2は、本実施例に係るクロスオーバーディフューザを拡大した子午面断面図である。 FIG. 2 is an enlarged meridional sectional view of the crossover diffuser according to the present embodiment.
 流体は、羽根車13の径方向の中心に位置する羽根車入口13Aから流入し、羽根車13の径方向の外周側に位置する羽根車出口13Bから流出する。羽根車出口13Bから流出した流体は、静止流路21を通過して、次段の羽根車13に流入する。 The fluid flows in from the impeller inlet 13A located at the center of the impeller 13 in the radial direction and flows out from the impeller outlet 13B located at the radial outer side of the impeller 13. The fluid flowing out from the impeller outlet 13B passes through the stationary flow path 21 and flows into the next-stage impeller 13.
 隣り合う羽根車13と羽根車13との間の流路は、静止流路21によって構成される。
静止流路21は、ディフューザ流路22、曲がり流路23、リターン流路24から構成される。ディフューザ流路22を通過した流体は、曲がり流路23を通過する際に、流れ方向が外向きから内向きへと転向する。転向した流体は、リターン流路24を通過して、次段の羽根車13に流入する。
The flow path between the impellers 13 adjacent to each other is formed by the stationary flow path 21.
The stationary flow channel 21 is composed of a diffuser flow channel 22, a curved flow channel 23, and a return flow channel 24. When the fluid that has passed through the diffuser flow path 22 passes through the curved flow path 23, the flow direction changes from the outward direction to the inward direction. The turned fluid passes through the return flow path 24 and flows into the impeller 13 at the next stage.
 また、静止流路21は、羽根車13の下流に配置され、ディフューザ流路22、曲がり流路23、リターン流路24にかけて連通して形成されるクロスオーバー翼(周方向に配置される静止翼列)25を有し、周方向に均一に複数枚が配置される。なお、クロスオーバーディフューザは、クロスオーバー翼25を有する静止流路21からなる。 In addition, the static flow passage 21 is arranged downstream of the impeller 13 and is formed in communication with the diffuser flow passage 22, the curved flow passage 23, and the return flow passage 24 so as to form a crossover blade (a stationary blade arranged in the circumferential direction). (Rows) 25, and a plurality of sheets are arranged uniformly in the circumferential direction. The crossover diffuser is composed of the stationary flow path 21 having the crossover blades 25.
 また、静止流路21の内側をハブ壁面(ハブ)26と、静止流路21の外側をシュラウド壁面(シュラウド)27と称する。 The inside of the stationary flow passage 21 is referred to as a hub wall surface (hub) 26, and the outside of the stationary flow passage 21 is referred to as a shroud wall surface (shroud) 27.
 静止流路21は、羽根車13から流出した流体の流れの速度を減速させ、流体の圧力を回復する効果と、次段の羽根車13へ流入する流体の流れの旋回角(流れの角度)を調整する効果と、を有するものである。 The stationary flow passage 21 has an effect of decelerating the flow speed of the fluid flowing out from the impeller 13 and recovering the fluid pressure, and a swirl angle (flow angle) of the flow of the fluid flowing into the impeller 13 at the next stage. And the effect of adjusting.
 図3は、比較例に係るクロスオーバーディフューザの静止流路を説明する外形図である。 FIG. 3 is an outline view illustrating a static flow path of the crossover diffuser according to the comparative example.
 なお、図3の左側の図は、クロスオーバーディフューザをディフューザ流路22側から、図3の中の図は、クロスオーバーディフューザを曲がり流路23側から、図3の右側の図は、クロスオーバーディフューザをリターン流路24側(斜視的に)から、それぞれ表したものである。 The left side of FIG. 3 shows the crossover diffuser from the diffuser flow path 22 side, the figure in FIG. 3 shows the crossover diffuser from the curved flow path 23 side, and the right side view of FIG. 3 shows the crossover. The diffuser is shown from the return flow path 24 side (perspectively).
 クロスオーバー翼25は、ディフューザ流路22、曲がり流路23、リターン流路24にかけて連通する10枚の翼を有する。なお、本実施例では、クロスオーバー翼25の枚数は10枚であったが、10枚に限定されるものではなく、8枚でも12枚でもよい。 The crossover blade 25 has ten blades that communicate with the diffuser flow path 22, the curved flow path 23, and the return flow path 24. Although the number of the crossover blades 25 is 10 in this embodiment, the number is not limited to 10 and may be 8 or 12.
 また、クロスオーバー翼25は、一般的には、ハブ壁面26との一体物として、鋳物で形成されることが多い。 Also, the crossover blade 25 is generally formed of a casting as an integrated body with the hub wall surface 26.
 そして、クロスオーバー翼25は、その翼間を矢印で示す方向(クロスオーバー翼25の前縁30からクロスオーバー翼25の後縁31に向かう方向)に流体が流れ、流体が流れる過程で、流体の圧力を回復する機能と流体の流れの旋回角を調整する機能とを有する。 The crossover blades 25 flow between the blades in a direction indicated by an arrow (a direction from the leading edge 30 of the crossover blades 25 toward the trailing edge 31 of the crossover blades 25). It has a function of recovering the pressure of and a function of adjusting the swirling angle of the fluid flow.
 なお、図3の左側の図、図3の中の図、および、図3の右側の図に、共通して記載されている中心線(一点鎖線)は、クロスオーバーディフューザの中心であり、羽根車13の回転中心を表すものである。 It should be noted that the center line (dashed line) commonly described in the drawing on the left side of FIG. 3, the drawing in FIG. 3, and the drawing on the right side of FIG. 3 is the center of the crossover diffuser, and The center of rotation of the vehicle 13 is shown.
 図4は、比較例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。 FIG. 4 is an outline view illustrating the return flow passage side of the crossover diffuser according to the comparative example.
 図5は、本実施例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。 FIG. 5 is an outline view illustrating the return flow passage side of the crossover diffuser according to the present embodiment.
 図4および図5は、クロスオーバー翼25をリターン流路24側から表したものであり、回転軸12と平行な視線で、リターン流路24側から静止流路21を俯瞰したものである。図4に示すクロスオーバー翼25、および、図5に示すクロスオーバー翼25は、周方向に均一に複数枚が配置される。 4 and 5 show the crossover blade 25 from the return flow path 24 side, and a bird's eye view of the stationary flow path 21 from the return flow path 24 side with a line of sight parallel to the rotating shaft 12. A plurality of the crossover blades 25 shown in FIG. 4 and the crossover blades 25 shown in FIG. 5 are evenly arranged in the circumferential direction.
 図4と図5とを比較すると、本実施例の特徴は、静止流路21のうち、主に曲がり流路23からリターン流路24にかけての翼形状の構造にあることがわかる。逆に言うと、ディフューザ流路22の翼形状の構造については、本実施例に記載する翼形状の構造(以下「本実施例形状」と称して説明する場合がある)と比較例に記載する翼形状の構造(以下「比較例形状」と称して説明する場合がある)とは同一である。 Comparing FIG. 4 and FIG. 5, it can be seen that the feature of the present embodiment resides in the wing-shaped structure of the stationary flow channel 21 mainly from the curved flow channel 23 to the return flow channel 24. Conversely, regarding the blade-shaped structure of the diffuser flow path 22, the blade-shaped structure described in this embodiment (may be referred to as “the shape of this embodiment” hereinafter) and the comparative example will be described. It is the same as the wing-shaped structure (may be referred to as “comparative example shape” hereinafter).
 つまり、本実施例に記載する翼形状の構造と比較例に記載する翼形状の構造とは、クロスオーバー翼25の後縁31の翼形状の構造に違いがあることがわかる。 In other words, it can be seen that the blade-shaped structure described in the present example and the blade-shaped structure described in the comparative example are different in the blade-shaped structure of the trailing edge 31 of the crossover blade 25.
 比較例に記載する翼形状の構造は、クロスオーバー翼25の後縁31が、回転軸12と平行に配置される。このため、図4に示すアングル(視線角度)からでは、クロスオーバー翼25の圧力面28は図示されるが、クロスオーバー翼25の負圧面29は図示されない。 In the blade-shaped structure described in the comparative example, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is arranged parallel to the rotating shaft 12. Therefore, from the angle (line of sight) shown in FIG. 4, the pressure surface 28 of the crossover blade 25 is shown, but the suction surface 29 of the crossover blade 25 is not shown.
 一方、本実施例に記載する翼形状の構造は、クロスオーバー翼25の後縁31が周方向に傾斜する。このとき、クロスオーバー翼25の後縁31は、シュラウド壁面27側の後縁33が、ハブ壁面26側の後縁32に対して、羽根車13の回転方向の上流側に、傾斜して配置される。つまり、クロスオーバー翼25の後縁31は、シュラウド壁面27側の後縁33が、ハブ壁面26側の後縁32に対して、羽根車13の回転方向の上流側に、シフトした位置に配置される。 On the other hand, in the blade-shaped structure described in this embodiment, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is inclined in the circumferential direction. At this time, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is arranged such that the trailing edge 33 on the shroud wall surface 27 side is inclined with respect to the trailing edge 32 on the hub wall surface 26 side on the upstream side in the rotational direction of the impeller 13. To be done. That is, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is arranged at a position where the trailing edge 33 on the shroud wall surface 27 side is shifted to the upstream side in the rotational direction of the impeller 13 with respect to the trailing edge 32 on the hub wall surface 26 side. To be done.
 このため、図5に示すアングル(視線角度)からでも、クロスオーバー翼25の圧力面28、および、クロスオーバー翼25の負圧面29が図示される。つまり、本実施例に記載する翼形状の構造では、比較例に記載する翼形状の構造では図示されなかったクロスオーバー翼25の負圧面29が、図示される。 Therefore, even from the angle (line of sight) shown in FIG. 5, the pressure surface 28 of the crossover blade 25 and the suction surface 29 of the crossover blade 25 are illustrated. That is, in the blade-shaped structure described in the present embodiment, the suction surface 29 of the crossover blade 25, which is not illustrated in the blade-shaped structure described in the comparative example, is illustrated.
 このように本実施例では、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させることにより、クロスオーバー翼25の翼間の流路断面積を調整する。 As described above, in this embodiment, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is inclined in the circumferential direction to adjust the flow passage cross-sectional area between the blades of the crossover blade 25.
 そして、本実施例に記載する遠心ポンプは、静止流路21に配置されるクロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させるため、リターン流路24における流体の流れの壁面からのはく離を抑制することができ、効率向上を図ることができる。そして、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、その効率を維持することができる。 Further, in the centrifugal pump described in the present embodiment, since the trailing edge 31 of the crossover blade 25 arranged in the stationary flow passage 21 is inclined in the circumferential direction, separation of the fluid flow in the return flow passage 24 from the wall surface is prevented. It can be suppressed and efficiency can be improved. Then, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, the efficiency can be maintained.
 図6は、比較例と本実施例とに係るクロスオーバー翼の翼間の流路断面積の変化を比較したグラフである。 FIG. 6 is a graph comparing changes in the flow passage cross-sectional area between the blades of the crossover blade according to the comparative example and the present embodiment.
 つまり、図6は、クロスオーバー翼25の翼間の流路断面積の変化を、子午面断面方向位置と翼間の流路断面積との関係で示すものである。この翼間の流路断面積は、隣接するクロスオーバー翼25とクロスオーバー翼25との間を通過する流体の流れ方向に対して垂直な断面上の流路断面積を表す。また、クロスオーバー翼25の前縁30を0とし、クロスオーバー翼25の後縁31を1とし、この0から1までで、クロスオーバー翼25の前縁30からクロスオーバー翼25の後縁31までを表す。 That is, FIG. 6 shows a change in the flow passage cross-sectional area between the blades of the crossover blade 25 in the relationship between the meridional plane cross-sectional direction position and the flow passage cross-sectional area between the blades. The flow passage cross-sectional area between the blades represents a flow passage cross-sectional area on a cross section perpendicular to the flow direction of the fluid passing between the adjacent crossover blades 25 and 25. Further, the leading edge 30 of the crossover blade 25 is set to 0, and the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is set to 1. From 0 to 1, the leading edge 30 of the crossover blade 25 to the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is set. Represents up to.
 ディフューザ流路22から曲がり流路23の前半までにかけては、比較例形状と本実施例形状とでは、その翼間の流路断面積に差異はない。しかし、クロスオーバー翼25の傾斜が始まる曲がり流路23の中半(中間位置)からリターン流路24までにかけては、その違いが確認され、本実施例形状は、従来例形状に比較して、翼間の流路断面積が狭くなっていることがわかる。 From the diffuser flow path 22 to the first half of the curved flow path 23, there is no difference in the flow path cross-sectional area between the blades between the comparative example shape and the present example shape. However, the difference is confirmed from the middle half (intermediate position) of the curved flow path 23 where the inclination of the crossover blade 25 starts to the return flow path 24, and the shape of the present embodiment is compared with the shape of the conventional example, It can be seen that the flow passage cross-sectional area between the blades is narrow.
 このため、曲がり流路23の中半(中間位置)から下流に至る(リターン流路24までにかけての)翼間の流路断面積の拡大角は小さくなっていると言える。 Therefore, it can be said that the expansion angle of the flow passage cross-sectional area between the blades from the middle half (intermediate position) of the curved flow passage 23 to the downstream (up to the return flow passage 24) is small.
 一般的に、翼間の流路断面積の拡大角が大きいほど、ディフューザ効果が大きくなり、静圧回復率は高くなる。一方、翼間の流路断面積の拡大角が大きすぎると、流体の流れが壁面からはく離し、損失が増大するため、逆に、静圧回復率は低くなる(悪化する)。このため、静止流路21の設計には、翼間の流路断面積の拡大角を大きくしすぎないように、調整することが求められる。 Generally speaking, the larger the expansion angle of the flow passage cross section between the blades, the greater the diffuser effect and the higher the static pressure recovery rate. On the other hand, if the expansion angle of the flow passage cross-sectional area between the blades is too large, the fluid flow separates from the wall surface, increasing the loss, and conversely, the static pressure recovery rate becomes low (worse). For this reason, the design of the static flow passage 21 needs to be adjusted so that the expansion angle of the flow passage cross-sectional area between the blades is not made too large.
 また、幾何学的には、クロスオーバー翼25を周方向から径方向に曲げると、翼間の流路断面積が大きくなる。このため、翼間の流路断面積を調整するためには、周方向から径方向へのクロスオーバー翼25の曲げ方が重要になる。 Further, geometrically, when the crossover blade 25 is bent in the radial direction from the circumferential direction, the flow passage cross-sectional area between the blades becomes large. Therefore, in order to adjust the flow passage cross-sectional area between the blades, it is important to bend the crossover blade 25 from the circumferential direction to the radial direction.
 一方、静止流路21、特にリターン流路24においては、ディフューザ流路22から曲がり流路23を経て、リターン流路24へと流入する流体の周方向への旋回速度成分を除去しなければならない。これは、リターン流路24の下流に位置する次段の羽根車13への影響を小さくするためである。 On the other hand, in the stationary flow passage 21, particularly the return flow passage 24, the swirling velocity component in the circumferential direction of the fluid flowing from the diffuser flow passage 22 to the return flow passage 24 through the curved flow passage 23 must be removed. . This is to reduce the influence on the impeller 13 of the next stage located downstream of the return flow path 24.
 このため、曲がり流路23からリターン流路24にかけて、クロスオーバー翼25を周方向から径方向に曲げる必要がある。この曲げにより、流体の周方向への旋回速度成分を除去する。しかし、クロスオーバー翼25を周方向から径方向に曲げると、翼間の流路断面積が拡大する。このため、翼間の流路断面積の過度の拡大を抑えつつ、流体の流れを周方向から径方向へと転向させる必要がある。 Therefore, it is necessary to bend the crossover blade 25 from the circumferential direction to the radial direction from the curved flow path 23 to the return flow path 24. By this bending, the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction is removed. However, when the crossover blades 25 are bent in the radial direction from the circumferential direction, the flow passage cross-sectional area between the blades increases. Therefore, it is necessary to divert the flow of the fluid from the circumferential direction to the radial direction while suppressing an excessive expansion of the flow passage cross-sectional area between the blades.
 そこで、本実施例では、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させることにより、翼間の流路断面積を調整する。クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させると、シュラウド壁面27側のクロスオーバー翼25は周方向から径方向に急激に曲げられ、一方、ハブ壁面26側のクロスオーバー翼25は周方向から径方向に緩やかに曲げられる。このため、ハブ壁面26側の流路断面積は、狭くなり、翼間の流路断面積の変化も小さくなり、一方、シュラウド壁面27側の流路断面積は、広くなり、翼間の流路断面積の変化も大きくなる。 Therefore, in the present embodiment, the cross-sectional area of the flow path between the blades is adjusted by inclining the trailing edge 31 of the crossover blade 25 in the circumferential direction. When the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is inclined in the circumferential direction, the crossover blade 25 on the shroud wall surface 27 side is sharply bent in the radial direction from the circumferential direction, while the crossover blade 25 on the hub wall surface 26 side is curved. From the direction to the radial direction. Therefore, the flow passage cross-sectional area on the hub wall surface 26 side is narrowed, and the change in the flow passage cross-sectional area between the blades is small, while the flow passage cross-sectional area on the shroud wall surface 27 side is wide and the flow between the blades is small. The change in road cross-sectional area also becomes large.
 シュラウド壁面27側は、流れの遠心力の作用により、翼間の流路断面積の拡大角が大きくても、比較的、流体の流れが壁面からはく離しにくい。一方、ハブ壁面26側は、流れが壁面からはく離する方向に、流れの遠心力が作用するため、翼間の流路断面積の拡大角を小さくしなければ、流体の流れが壁面からはく離し、損失が増加する。 On the shroud wall surface 27 side, due to the action of centrifugal force of the flow, the flow of fluid is relatively difficult to separate from the wall surface even if the expansion angle of the flow passage cross-sectional area between the blades is large. On the other hand, on the hub wall surface 26 side, since the centrifugal force of the flow acts in the direction in which the flow separates from the wall surface, the flow of the fluid separates from the wall surface unless the expansion angle of the flow passage cross-sectional area between the blades is reduced. , Increase loss.
 つまり、本実施例では、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させるによって、ハブ壁面26側の翼間の流路断面積の拡大を抑制し、ハブ壁面26側のはく離を抑制することができる。 That is, in this embodiment, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is inclined in the circumferential direction to suppress the expansion of the flow passage cross-sectional area between the blades on the hub wall surface 26 side and the peeling on the hub wall surface 26 side. be able to.
 このように、本実施例では、ハブ壁面26側の流路断面積が狭くなるように、そして、シュラウド壁面27側の流路断面積が広くなるように、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させることにより、リターン流路24における流体の流れの壁面からのはく離を抑制することができ、効率向上を図ることができる。そして、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、その効率を維持することができる。 As described above, in the present embodiment, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is formed so that the flow passage cross-sectional area on the hub wall surface 26 side is narrowed and the flow passage cross-sectional area on the shroud wall surface 27 side is widened. By inclining in the circumferential direction, it is possible to suppress separation of the fluid flow in the return flow path 24 from the wall surface, and it is possible to improve efficiency. Then, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, the efficiency can be maintained.
 また、図6に示す翼間の流路断面積の変化を見ると、翼間の流路断面積の拡大は、曲がり流路23の中半(中間位置)から生じていることがわかる。これは、クロスオーバー翼25を曲がり流路23の内部で、周方向から径方向に曲げ始めていると言える。逆に言えば、この位置からクロスオーバー翼25を曲げ始めないと、静止流路21の出口(クロスオーバー翼25の後縁31またはリターン流路24の出口)までに流体の周方向の旋回速度成分を除去しきれないことを意味する。 Also, looking at the change in the flow passage cross-sectional area between the blades shown in FIG. 6, it can be seen that the expansion of the flow passage cross-sectional area between the blades occurs from the middle half (intermediate position) of the curved flow passage 23. This means that the crossover blade 25 starts to be bent from the circumferential direction to the radial direction inside the curved flow path 23. Conversely, unless the crossover blade 25 is bent from this position, the swirling speed of the fluid in the circumferential direction reaches the outlet of the stationary flow passage 21 (the trailing edge 31 of the crossover blade 25 or the outlet of the return flow passage 24). It means that the components cannot be completely removed.
 特に、本実施例の目的の一つである遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくする、つまり静止流路21の外径を縮小すると、ディフューザ流路22の最外径部の流路断面積も小さくなる。これにより、ディフューザ流路22の出口の流速の絶対値は、静止流路21の外径を縮小する前と比較して、大きくなる。すなわち、流体の周方向への旋回速度成分が大きくなることを意味する。流体の周方向への旋回速度成分が大きくなると、流体の流れを転向させるためにクロスオーバー翼25を大きく周方向から径方向へ曲げなければならない。 In particular, if the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction, which is one of the purposes of this embodiment, is reduced, that is, the outer diameter of the stationary flow passage 21 is reduced, the outermost diameter portion of the diffuser flow passage 22 is cut off. The area becomes smaller. As a result, the absolute value of the flow velocity at the outlet of the diffuser flow passage 22 becomes larger than that before the outer diameter of the stationary flow passage 21 is reduced. That is, it means that the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction increases. When the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction increases, the crossover blade 25 must be largely bent in the radial direction from the circumferential direction in order to turn the flow of the fluid.
 一方、静止流路21の外径を縮小するためには、静止流路21の外径を縮小する前と比較して、静止流路21の外径を縮小する前よりも、更に短い静止流路21で、更に早い流速の流体を転向しなければならない。 On the other hand, in order to reduce the outer diameter of the static flow passage 21, the static flow shorter than that before reducing the outer diameter of the static flow passage 21 is smaller than that before the outer diameter of the static flow passage 21 is reduced. In the passage 21, the fluid of higher flow velocity must be diverted.
 また、静止流路21が短くなるため、静止流路21の出口(クロスオーバー翼25の後縁31またはリターン流路24の出口)の流路断面積においては、より適切に、翼間の流路断面積の拡大角を設定する必要がある。 Further, since the static flow passage 21 becomes shorter, the flow path between the blades can be more appropriately set in the flow passage cross-sectional area of the outlet of the static flow passage 21 (the trailing edge 31 of the crossover blade 25 or the outlet of the return flow passage 24). It is necessary to set the expansion angle of the road cross-sectional area.
 静止流路21の外径を縮小することによって、ディフューザ流路22における流体の減速効果が小さくなるため、曲がり流路23へ流入する流体の流速が大きくなる。特に、ディフューザ流路22が短くなることにより、ディフューザ流路22の翼列が担う、流れを転向させる効果も小さくなるため、流体の周方向の旋回速度成分が大きくなる。 By reducing the outer diameter of the static flow passage 21, the effect of decelerating the fluid in the diffuser flow passage 22 is reduced, so that the flow velocity of the fluid flowing into the curved flow passage 23 is increased. In particular, as the diffuser flow path 22 becomes shorter, the effect of turning the flow, which is taken by the blade row of the diffuser flow path 22, becomes smaller, so that the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction increases.
 流体の周方向の旋回速度成分が大きいまま、曲がり流路23へと流入した流体の流れは、曲がり流路23の翼面またはリターン流路24の翼面からはく離しやすくなる。流体の周方向の旋回速度成分が支配的ということは、クロスオーバー翼25から流れがはく離する方向の成分が支配的ということであるため、比較例形状では、流れが壁面からはく離することとなる。 The fluid flow that has flowed into the curved flow path 23 while the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction is large is easily separated from the blade surface of the curved flow path 23 or the blade surface of the return flow path 24. The fact that the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction is dominant means that the component in the direction in which the flow separates from the crossover blade 25 is dominant. Therefore, in the comparative example shape, the flow separates from the wall surface. .
 流れが壁面からはく離すると、損失が増加するため、効率の低下につながる。加えて、翼面に添って流体が流れないため、流体の周方向の旋回速度成分が支配的なまま、リターン流路24の出口に流体が到達するため、次段の羽根車13への流入角が小さくなり、次段の羽根車13における流体性能の低下につながる。 When the flow separates from the wall surface, the loss increases, leading to a decrease in efficiency. In addition, since the fluid does not flow along the blade surface, the fluid reaches the outlet of the return flow passage 24 while the swirling velocity component of the fluid in the circumferential direction remains dominant, so that the fluid flows into the impeller 13 of the next stage. The angle becomes smaller, which leads to deterioration of fluid performance in the impeller 13 at the next stage.
 ディフューザ流路22における流れの転向を大きくするために、ディフューザ流路22の翼列を周方向に立てることにより、静止流路21の外径を縮小する前と同程度の減速効果を得ることも可能だが、ディフューザ流路22の翼列を周方向に立てると、低流量運転時に翼列におけるはく離が生じやすくなり、安定に運転ができなくなる可能性がある。 In order to increase the diversion of the flow in the diffuser flow path 22, the blade rows of the diffuser flow path 22 are erected in the circumferential direction to obtain the same deceleration effect as before the outer diameter of the stationary flow path 21 was reduced. However, if the blade row of the diffuser flow path 22 is set up in the circumferential direction, the blade row is likely to be peeled during low flow rate operation, and stable operation may not be possible.
 そこで、本実施例では、こうした課題を解決するため、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜させることにより、翼間の流路断面積を調整し、翼間の流路断面積の拡大が始まる、つまり、クロスオーバー翼25の傾斜が始めるポイントを、曲がり流路23の内部とする。さらに、クロスオーバー翼25の傾斜が始めるポイントを、曲がり流路23の中半(中間位置)とすることが好ましい。 Therefore, in the present embodiment, in order to solve such a problem, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is tilted in the circumferential direction to adjust the flow passage cross-sectional area between the blades, thereby reducing the flow passage cross-sectional area between the blades. The point where the expansion starts, that is, the inclination of the crossover blade 25 starts is set inside the curved flow path 23. Furthermore, it is preferable to set the point at which the inclination of the crossover blade 25 starts to be in the middle half (intermediate position) of the curved flow path 23.
 これにより、リターン流路24における流体の流れの壁面からのはく離を抑制することができ、効率向上を図ることができる。そして、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、その効率を維持することができる。 By this, it is possible to suppress the separation of the fluid flow in the return flow path 24 from the wall surface, and to improve the efficiency. Then, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, the efficiency can be maintained.
 また、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくすることは、遠心ポンプの体積の低減につながり、コスト低減に直結する。本実施例では、高い効率を維持しつつ、より小さい遠心ポンプを開発することできる。 Also, reducing the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction leads to a reduction in the volume of the centrifugal pump, which directly leads to cost reduction. In this embodiment, a smaller centrifugal pump can be developed while maintaining high efficiency.
 図7は、数値流体解析によって得られた、比較例と本実施例とに係るクロスオーバー翼の後縁付近の流速分布を比較した解析図である。 FIG. 7 is an analysis diagram comparing the flow velocity distributions near the trailing edge of the crossover blade according to the comparative example and the present example, which are obtained by numerical fluid analysis.
 比較例形状、および、本実施例形状ともに、ハブ壁面26側の流速が低くなっていることがわかる。比較例形状では、負圧面29付近に、流れのはく離の影響による低流速域が確認できる。一方、本実施例形状では、この低流速域は確認されず、流れのはく離を抑制していることがわかる。これにより、効率向上が期待できる。 It can be seen that the flow velocity on the hub wall surface 26 side is low for both the comparative example shape and the present example shape. In the comparative example shape, a low flow velocity region due to the effect of flow separation can be confirmed near the suction surface 29. On the other hand, in the shape of this embodiment, this low flow velocity region is not confirmed, and it can be seen that flow separation is suppressed. This can be expected to improve efficiency.
 これにより、リターン流路24における流体の流れの壁面からのはく離を抑制することができ、効率向上を図ることができる。そして、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、その効率を維持することができる。 By this, it is possible to suppress the separation of the fluid flow in the return flow path 24 from the wall surface, and to improve the efficiency. Then, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, the efficiency can be maintained.
 図8は、本実施例に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を拡大した説明図である。 FIG. 8 is an explanatory view in which the return flow passage side of the crossover diffuser according to the present embodiment is enlarged.
 クロスオーバー翼25のハブ側のキャンバーライン34とクロスオーバー翼25のシュラウド側のキャンバーライン35とが交差する交差点36が、曲がり流路23の内部に位置する。 An intersection 36 where the camber line 34 on the hub side of the crossover blade 25 and the camber line 35 on the shroud side of the crossover blade 25 intersect is located inside the curved flow path 23.
 つまり、クロスオーバー翼25のシュラウド壁面27上のキャンバーライン35と、クロスオーバー翼25のハブ壁面26上のキャンバーライン34とは、羽根車13の回転軸方向から俯瞰した際に、曲がり流路23の内部に交差点36を有することになる。 That is, the camber line 35 on the shroud wall surface 27 of the crossover blade 25 and the camber line 34 on the hub wall surface 26 of the crossover blade 25 are curved when viewed from the rotation axis direction of the impeller 13. Will have an intersection 36 inside.
 また、この交差点36は、曲がり流路23の中間位置より下流に位置することが好ましい。 Also, this intersection 36 is preferably located downstream of the intermediate position of the curved flow path 23.
 これにより、曲がり流路部23の内部における翼間の流路断面積の変化を調整することができる。具体的には、主に、ハブ壁面26側の翼間の流路断面積の変化を小さくすることができ、ハブ壁面26側の流体の流れのはく離を抑制することができる。 With this, it is possible to adjust the change in the flow passage cross-sectional area between the blades inside the curved flow passage portion 23. Specifically, mainly, it is possible to reduce the change in the flow passage cross-sectional area between the blades on the hub wall surface 26 side and suppress the separation of the fluid flow on the hub wall surface 26 side.
 比較例形状では、この交差点36は、クロスオーバー翼25の後縁31と一致し、この交差点36は、存在しない。この交差点36の存在は、本実施例形状の構造上の特徴点の一つである。 In the comparative example shape, this intersection 36 coincides with the trailing edge 31 of the crossover wing 25, and this intersection 36 does not exist. The existence of the intersection 36 is one of the structural feature points of the shape of this embodiment.
 また、図8に示すように、クロスオーバー翼25の後縁31が、周方向に傾斜を有するため、αで示すような周方向リーン角37を、新たに形状パラメータとして得ることができる。 Further, as shown in FIG. 8, since the trailing edge 31 of the crossover blade 25 has an inclination in the circumferential direction, a circumferential lean angle 37 as indicated by α can be newly obtained as a shape parameter.
 この周方向リーン角37は、クロスオーバー翼25の後縁31が周方向に傾斜を有するため、つまり、シュラウド壁面27側の後縁33が、ハブ壁面26側の後縁32に対して、羽根車13の回転方向の上流側にシフトした位置に配置されるため、得ることができる。 This circumferential lean angle 37 is because the trailing edge 31 of the crossover blade 25 has an inclination in the circumferential direction, that is, the trailing edge 33 of the shroud wall surface 27 side is smaller than the trailing edge 32 of the hub wall surface 26 side. Since it is arranged at a position shifted upstream in the rotation direction of the vehicle 13, it can be obtained.
 この周方向リーン角37(α)は、クロスオーバーディフューザの中心から、シュラウド壁面27側の後縁33に対して形成した直線と、ハブ壁面26側の後縁32に対して形成した直線と、の間の角度である。 The circumferential lean angle 37 (α) is a straight line formed from the center of the crossover diffuser to the rear edge 33 on the shroud wall surface 27 side and a straight line formed to the rear edge 32 on the hub wall surface 26 side. Is the angle between.
 つまり、この角度は、シュラウド壁面27側の後縁33と羽根車13の回転中心とを結んだ線分と、ハブ壁面26側の後縁32と羽根車13の回転中心とを結んだ線分とが、羽根車13の回転中心においてなす角である。 That is, this angle is a line segment that connects the trailing edge 33 on the shroud wall surface 27 side and the rotation center of the impeller 13 and a line segment that connects the trailing edge 32 on the hub wall surface 26 side and the rotation center of the impeller 13. And are angles formed at the center of rotation of the impeller 13.
 この周方向リーン角37(α)の値は、3~20°とすると効果的である。αを20°以上とすると、主にシュラウド壁面27側のクロスオーバー翼25の転向角が過大となり、シュラウド壁面27側の翼面における流体の流れがはく離し、損失が生じてしまう。また、αを3°以下では、クロスオーバー翼25の後縁31を周方向に傾斜する効果が十分に発揮されない可能性がある。なお、この周方向リーン角37(α)の値は、5~15°であることが、より好ましい。 -It is effective to set the value of the circumferential lean angle 37 (α) to 3 to 20 °. When α is 20 ° or more, the turning angle of the crossover blade 25 mainly on the shroud wall surface 27 side becomes excessively large, the fluid flow on the blade surface on the shroud wall surface 27 side is separated, and loss occurs. If α is 3 ° or less, the effect of inclining the trailing edge 31 of the crossover blade 25 in the circumferential direction may not be sufficiently exhibited. The value of the circumferential lean angle 37 (α) is more preferably 5 to 15 °.
 このように、本実施例によれば、低流量運転から高流量運転まで適用できる、いわゆる広作動範囲に適用でき、効率低下を抑制する遠心ポンプを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a centrifugal pump that can be applied from a low flow rate operation to a high flow rate operation, that is, can be applied to a so-called wide operating range and that suppresses a decrease in efficiency.
 また、本実施例によれば、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、高い効率を維持しつつ、全流量範囲域において安定して運転することができる。 Further, according to the present embodiment, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, it is possible to stably operate in the entire flow rate range while maintaining high efficiency.
 また、本実施例によれば、静止流路21における損失発生を抑制し、高効率化を図かることができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of loss in the stationary flow passage 21 and achieve high efficiency.
 また、本実施例によれば、翼間の流路断面積を調整することができ、特に、曲がり流路23からリターン流路24までの流路で、翼間の流路断面積の変化を緩やかにし、翼間の流路断面積の急拡大に伴う損失の増加を抑制することができる。また、翼間の流路断面積の急拡大に伴う流体の流れの壁面からのはく離を抑制することができ、損失の低減と次段の羽根車13への流体の流入角を適切に調整することができる。 Further, according to this embodiment, the flow passage cross-sectional area between the blades can be adjusted, and in particular, in the flow passage from the curved flow passage 23 to the return flow passage 24, the change of the flow passage cross-sectional area between the blades can be suppressed. It can be made gentle and the increase in loss due to the rapid expansion of the flow passage cross-sectional area between the blades can be suppressed. Further, it is possible to suppress the separation of the fluid flow from the wall surface due to the rapid expansion of the flow passage cross-sectional area between the blades, reduce the loss, and appropriately adjust the inflow angle of the fluid to the next-stage impeller 13. be able to.
 また、本実施例によれば、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、その効率を維持することができるため、コスト低減と運用効率の向上とが期待でき、遠心ポンプの設置面積も低減することができる。 Further, according to the present embodiment, even when the radial outer diameter of the centrifugal pump is reduced, the efficiency can be maintained, so that cost reduction and improvement in operational efficiency can be expected. The installation area of the pump can also be reduced.
 図9は、実施例2に係るクロスオーバーディフューザのリターン流路側を説明する外形図である。 FIG. 9 is an external view illustrating the return flow path side of the crossover diffuser according to the second embodiment.
 本実施例では、実施例1と同様にクロスオーバー翼25の後縁31は、周方向に傾斜しているが、そのクロスオーバー翼25の後縁31の下流には、下流静翼38が配置される。下流静翼38は、リターン流路24の内部に配置され、クロスオーバー翼25では転向しきれなかった流体の流れを、更に転向させる際に有効なデバイスである。 In this embodiment, the trailing edge 31 of the crossover blade 25 is inclined in the circumferential direction similarly to the first embodiment, but the downstream stationary blade 38 is arranged downstream of the trailing edge 31 of the crossover blade 25. To be done. The downstream vanes 38 are arranged inside the return flow passage 24, and are effective devices for further diverting the fluid flow that could not be diverted by the crossover vanes 25.
 下流静翼38の配置箇所は種々考えることができるが、クロスオーバー翼25と同様に、リターン流路24の内部に配置され、クロスオーバー翼25のシュラウド壁面27側の後縁33に対して、羽根車13の回転方向の上流側に位置する様に配置される。これにより、最も流れの転向角が大きくなる。なお、下流静翼38は、クロスオーバー翼25と同一枚数を配置することが好ましい。 Although various arrangement positions of the downstream vanes 38 can be considered, like the crossover blade 25, they are arranged inside the return flow path 24, and with respect to the trailing edge 33 of the crossover blade 25 on the shroud wall surface 27 side. The impeller 13 is arranged so as to be located on the upstream side in the rotation direction. This maximizes the turning angle of the flow. The downstream vanes 38 are preferably arranged in the same number as the crossover blades 25.
 本実施例では、下流静翼38は2次元的な翼構造であったが、この構造も種々考えることができ、クロスオーバー翼25と同様に周方向に傾斜させてもよいし、3次元的な翼構造であってもよい。 In the present embodiment, the downstream stationary blade 38 has a two-dimensional blade structure, but various structures can be considered, and the downstream stationary blade 38 may be inclined in the circumferential direction similarly to the crossover blade 25, or three-dimensional. It may have a different wing structure.
 このように、遠心ポンプの径方向の外径寸法を小さくした場合であっても、高い効率を維持しつつ、全流量範囲域において安定して運転することができる。 In this way, even when the outer diameter of the centrifugal pump in the radial direction is reduced, it is possible to operate stably in the entire flow rate range while maintaining high efficiency.
 また、これら実施例は、多段の遠心ポンプを想定して説明したが、ディフューザ流路22、曲がり流路23、リターン流路24を有するような遠心ポンプであれば、単段の遠心ポンプにも適用できる。更には、類似構造を有する単段又は多段の遠心式の気体機にも適用できる。 Further, although these embodiments have been described on the assumption of a multi-stage centrifugal pump, any centrifugal pump having a diffuser flow passage 22, a curved flow passage 23, and a return flow passage 24 may be a single-stage centrifugal pump. Applicable. Further, it can be applied to a single-stage or multi-stage centrifugal gas machine having a similar structure.
 なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described above.
11…ケーシング、12…回転軸、13…遠心羽根車、13A…羽根車入口、13B…羽根車出口、15…吸込口、16…吐出口、21…静止流路、22…ディフューザ流路、23…曲がり流路、24…リターン流路、25…クロスオーバー翼、26…ハブ壁面、27…シュラウド壁面、28…クロスオーバー翼の圧力面、29…クロスオーバー翼の負圧面、30…クロスオーバー翼の前縁、31…クロスオーバー翼の後縁、32…ハブ壁面側の後縁、33…シュラウド壁面側の後縁、34…ハブ側キャンバーライン、35…シュラウド側キャンバーライン、36…交差点、37…周方向リーン角、38…下流静翼 11 ... Casing, 12 ... Rotating shaft, 13 ... Centrifugal impeller, 13A ... Impeller inlet, 13B ... Impeller outlet, 15 ... Suction port, 16 ... Discharge port, 21 ... Stationary flow path, 22 ... Diffuser flow path, 23 ... Bending flow path, 24 ... Return flow path, 25 ... Crossover blade, 26 ... Hub wall surface, 27 ... Shroud wall surface, 28 ... Crossover blade pressure surface, 29 ... Crossover blade suction surface, 30 ... Crossover blade Leading edge, 31 ... trailing edge of crossover blade, 32 ... hub wall side trailing edge, 33 ... shroud wall side trailing edge, 34 ... hub side camber line, 35 ... shroud side camber line, 36 ... intersection, 37 ... circumferential lean angle, 38 ... downstream vane

Claims (8)

  1.  遠心羽根車と、前記遠心羽根車の下流に配置されるディフューザ流路、曲がり流路、およびリターン流路を連通して形成されるクロスオーバー翼と、を有し、
     前記クロスオーバー翼の後縁が、周方向に傾斜していることを特徴とする遠心式流体機械。
    A centrifugal impeller, and a crossover blade formed by communicating a diffuser flow passage, a curved flow passage, and a return flow passage arranged downstream of the centrifugal impeller,
    A centrifugal fluid machine, wherein a trailing edge of the crossover blade is inclined in a circumferential direction.
  2.  前記クロスオーバー翼の後縁であって、シュラウド壁面側の後縁が、ハブ壁面側の後縁に対して、遠心羽根車の回転方向の上流側に傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の遠心式流体機械。 The trailing edge of the crossover blade, wherein the trailing edge on the shroud wall surface side is inclined toward the upstream side in the rotational direction of the centrifugal impeller with respect to the trailing edge on the hub wall surface side. 1. The centrifugal fluid machine according to 1.
  3.  前記クロスオーバー翼のシュラウド壁面上のキャンバーラインと、前記クロスオーバー翼のハブ壁面上のキャンバーラインとは、遠心羽根車の回転軸方向から俯瞰した際に、前記曲がり流路の内部に交差点を有することを特徴とする請求項2に記載の遠心式流体機械。 The camber line on the shroud wall surface of the crossover blade and the camber line on the hub wall surface of the crossover blade have an intersection inside the curved flow path when viewed from the rotation axis direction of the centrifugal impeller. The centrifugal fluid machine according to claim 2, wherein.
  4.  前記交差点が、前記曲がり流路の中間位置より下流に位置することを特徴とする請求項3に記載の遠心式流体機械。 The centrifugal fluid machine according to claim 3, wherein the intersection is located downstream of an intermediate position of the curved flow path.
  5.  前記シュラウド壁面側の後縁と遠心羽根車の回転中心とを結んだ線分と、前記ハブ壁面側の後縁と遠心羽根車の回転中心とを結んだ線分とが、前記遠心羽根車の回転中心においてなす角が、3~20°であることを特徴とする請求項2に記載の遠心式流体機械。 A line segment that connects the trailing edge of the shroud wall surface and the rotation center of the centrifugal impeller and a line segment that connects the trailing edge of the hub wall surface side and the rotation center of the centrifugal impeller are The centrifugal fluid machine according to claim 2, wherein the angle formed at the center of rotation is 3 to 20 °.
  6.  前記クロスオーバー翼の後縁の下流に、下流静翼を有することを特徴とする請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の遠心式流体機械。 The centrifugal fluid machine according to any one of claims 1 to 5, further comprising a downstream stationary blade downstream of a trailing edge of the crossover blade.
  7.  前記下流静翼は、前記リターン流路に配置されることを特徴とする請求項6に記載の遠心式流体機械。 The centrifugal fluid machine according to claim 6, wherein the downstream vane is arranged in the return flow passage.
  8.  前記下流静翼は、前記クロスオーバー翼のシュラウド壁面上の後縁に対して、遠心羽根車の回転方向の上流側に位置することを特徴とする請求項6に記載の遠心式流体機械。 The centrifugal fluid machine according to claim 6, wherein the downstream vane is located upstream of the trailing edge on the shroud wall surface of the crossover blade in the rotational direction of the centrifugal impeller.
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JP2004340000A (en) * 2003-05-14 2004-12-02 Torishima Pump Mfg Co Ltd Multistage fluid machinery
JP2015094293A (en) * 2013-11-12 2015-05-18 株式会社日立製作所 Centrifugal turbomachine

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