CN204610367U - 离心泵叶轮及离心泵 - Google Patents

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CN204610367U CN201290001298.2U CN201290001298U CN204610367U CN 204610367 U CN204610367 U CN 204610367U CN 201290001298 U CN201290001298 U CN 201290001298U CN 204610367 U CN204610367 U CN 204610367U
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centrifugal pump
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清水宽正
佐藤航大朗
橘木孝尚
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Abstract

离心泵叶轮包括角度被设定为小于360°的单片叶片。当设单片叶片前缘的角度为0且后缘的角度为1以后,单片叶片的压力面的、自叶轮中心算起的半径相对于该单片叶片的角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值。并且,单片叶片的翼形中心线的、自叶轮中心算起的半径相对于单片叶片的角度增大而增加的增加量在所述规定的角度范围内为负值。

Description

离心泵叶轮及离心泵
技术领域
这里公开的技术涉及一种离心泵叶轮及离心泵。
背景技术
到目前为止,已知具有单片叶片的叶轮是非常适合输送污水等的离心泵叶轮之一。具有单片叶片的叶轮的优点是,即使在含杂物等固体物的污水等中也不容易产生堵塞。但是,具有单片叶片的叶轮形状相对于旋转中心轴非对称。因此,具有单片叶片的叶轮的静态不平衡和动态不平衡容易增大(此外,以下有时将静态不平衡和动态不平衡总称为机械不平衡)。
专利文献1中记载了以下技术内容:具有角度被设定在360°以上的单片叶片的离心泵叶轮,通过适当地调节单片叶片的叶片厚度来减小叶轮的静态不平衡。
另一方面,在专利文献2中记载的虽然不是与叶轮的平衡相关的技术,但是,在具有单片叶片的离心泵叶轮中,在从60~150°到180°的角度范围内,将压力面的翼角(叶片表面的切线与该表面的叶轮的同心圆的切线之间的角度)设定为0°。该叶轮减小产生在压力面一侧的逆流区域来提高泵的效率。
专利文献1:日本公开特许公报特开昭50-403号公报
专利文献2:日本公开特许公报特开平11-6496号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
像在专利文献1中所记载的那样,即使减小了叶轮的静态不平衡,也会由于偶不平衡(couple unbalance)而出现动态不平衡。特别是,为了增大通过粒径(能够通过流路的球的最大直径)而将单片叶片的角度设定成小于360°由此来尽量地增大叶片出口那样的叶轮,因为在周向的一部分区域没形成叶片,所以不仅静态不平衡会增大,动态不平衡也会增大。一般是难以使该静态不平衡和动态不平衡减小的。
例如像专利文献1、2中所记载的、设置有前盖板和后盖板的闭式叶轮,即使单片叶片的角度小于360°,也能够通过增加前盖板和后盖板二者中至少一盖板的厚度或者减少前盖板和后盖板二者中至少一盖板的厚度,或者在前盖板和后盖板二者中至少一盖板上安装平衡锤,以减小静态不平衡和动态不平衡。然而,安装平衡锤等会导致出现增加叶轮重量那样的不良现象。将盖板加厚或者将盖板减厚则会出现以下不良现象。即,盖板的表面会变成极其不良的凹凸形状,叶轮在液体中旋转时要做无用功,而给叶轮造成流体性的不良影响,导致叶轮性能下降。这也将引起使泵动力增加那样的问题。仅有后盖板的半开式叶轮,因为没有前盖板,所以无法将上述闭式叶轮的平衡手法直接应用到该半开式叶轮中。
这里所公开的技术是为解决上述问题而完成的。其目的在于:既抑制具有单片叶片的离心泵叶轮的叶轮性能下降,又减小该离心泵叶轮的机械不平衡。
用以解决技术问题的技术方案
到目前为止,设计上述离心泵叶轮的单片叶片时的技术常识如下:为实现所希望的泵特性,让单片叶片的压力面的从叶轮中心算起的半径、及叶片的翼形中心线(从叶片的前缘到后缘将压力面和自叶轮中心算起的负压面的中点连接起来的线)的自叶轮中心算起的半径随着角度增大而一样地增大(至少不减小)。也就是说,一直认为:因为叶轮的单片叶片应该随着角度增大,而从叶轮的径向内侧朝着外侧一样地延伸,从叶片的前缘到后缘途中的部分从径向外侧朝着内侧位移那样的叶片形状不连续,所以导致泵特性大幅度地恶化。
相对于此,本申请发明人等进行了研究明确了以下事实。即使叶轮的单片叶片呈以下形状也能够确保所希望的泵特性。该单片叶片的形状为:相对于角度的增大,不从叶轮的径向内侧朝着外侧一样地延伸,途中的部分从径向外侧朝着内侧位移。另一方面,在从单片叶片的前缘到后缘的途中,让叶片的位置从径向外侧位移到内侧时,叶轮重心会偏向于中心一侧,并且叶轮旋转时作用于该部分的离心力变小。能够很好地用它来减小包括角度被设定为小于360°的单片叶片的叶轮的静态不平衡和动态不平衡。
这里所公开的技术违背现有的技术常识,让单片叶片的形状既具有压力面的半径相对于角度增大而减少的部分,也具有叶片的翼形中心线的半径相对于角度增大而减少的部分。由此而既能够实现所希望的泵特性,又能够减小包括角度被设定为小于360°的单片叶片的叶轮的机械不平衡。
具体而言,这里所公开的技术涉及角度被设定为小于360°的单片叶片的离心泵叶轮。
该叶轮的具体情况如下:当设所述单片叶片前缘的角度为0且后缘的角度为1以后,所述单片叶片的压力面的自叶轮中心算起的半径相对于该单片叶片的角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值,并且,所述单片叶片的翼形中心线的、自叶轮中心算起的半径相对于所述单片叶片的角度增大而增加的增加量在所述规定的角度范围内为负值。
具有该结构的单片叶片,压力面的自叶轮中心算起的半径相对于角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值。因此,压力面的径向位置是在从单片叶片的前缘到后缘不一样地增大,在规定的角度范围内从径向外侧朝着内侧位移。也就是说,规定的角度范围内的压力面的径向位置比该角度范围的前缘侧的压力面的径向位置靠径向内侧。
所述结构的单片叶片,翼形中心线的自叶轮中心算起的半径的增加量相对于角度增大在规定的角度范围内为负值。也就是说,翼形中心线的径向位置也是在从单片叶片的前缘到后缘这一范围内不一样地增大,在与所述一样的规定的角度范围内从径向外侧朝着内侧位移。因此,规定的角度范围内的翼形中心线的径向位置比该角度范围的前缘侧的翼形中心线的径向位置靠径向内侧。
在这样的与压力面的径向位置相关的规定和与翼形中心线的径向位置相关的规定下,所述结构的单片叶片在从其前缘到后缘的途中具有比前缘侧的叶片径向位置更靠近径向内侧的部分(以下称为内侧位移部分)。也就是说,因为翼形中心线能够成为代表单片叶片的质量位置的参数,所以相对于叶轮的机械不平衡而言能够代表叶片的位置。
因为内侧位移部分的质量位置偏向于叶轮的中心一侧,所以该内侧位移部分能够用于调整叶轮的重心。也就是说,可以非常好地将它应用于减小静态不平衡上。内侧位移部分当叶轮旋转以后使作用于该部分的离心力减小,该离心力偏向于轴向作用在叶轮盖板上,所以能够很好地用它来减小动态不平衡。
只要伴随着压力面的径向位置位于径向内侧,使内侧位移部分的叶片的叶片厚度相对较薄,该部分的质量就会减少,因此能够更有效地发挥减小上述静态不平衡和动态不平衡的效果。也就是说,叶轮的机械不平衡能够进一步减小。
所述结构的叶轮,因为其单片叶片的角度被设定为小于360°,所以叶片出口增大,通过粒径被设定得较大。另一方面,因为在叶轮周向的一部分区域(亦即与叶片出口相对应的区域)没有叶片,所以静态不平衡和动态不平衡增大。但是,如上所述,通过规定单片叶片的压力面和翼形中心线来设定内侧位移部分,就能够减小叶轮的机械不平衡。其结果是,具有角度被设定为小于360°的单片叶片的叶轮也能够实现规定水平的机械平衡。
另一方面,即使在从单片叶片的前缘到后缘的途中设置内侧位移部分,泵特性的恶化也会因为如上所述得到抑制,从而能够确保所希望的泵特性。
上述构造,通过改进单片叶片的形状来减小机械不平衡,因此与例如加厚盖板、安装平衡锤等那样的现有平衡手法不同,当叶轮在液体中旋转以后,能够避免给叶轮造成流体性质的不良影响。而且,不利用盖板实现平衡对于仅具有后盖板的半开式叶轮适用。该技术对具有前盖板和后盖板闭式叶轮也适用。此外,半开式叶轮和闭式叶轮中,也能够在上述构造的基础上再增加盖板的厚度和减小盖板的厚度、安装平衡锤等。这样做能够实现更高层次的机械平衡。而且,如上所述,通过改进单片叶片的形状减小了机械不平衡,而且也能够将用于抵消在液体中旋转时作用于叶轮的流体力的不平衡质量设置在盖板上。
可以是这样的,所述压力面的半径的增加量和翼形中心线的半径的增加量分别为在0.3的角度位置处为负值。
该结构是本申请发明人为了让机械不平衡达到平衡并实现所希望的泵特性而对叶轮进行设计的结果,涉及单片叶片的最佳形状。也就是说,优选,在单片叶片中角度小于0.3的区域,换句话说,单片叶片的前缘附近,压力面的半径及翼形中心线的半径为极大值,相对于此,在单片叶片中角度大于0.3的区域,换句话说,单片叶片的中间部分,压力面的半径及翼形中心线的半径为极小值。这样一来,在0.3的角度位置处,压力面的半径的增加量和翼形中心线的半径的增加量分别为负值。
可以是这样的,所述压力面的半径在0.4以上且0.6以下的角度范围内为极小值。
0.4~0.6的角度范围相当于单片叶片的前缘和后缘的大致中心部位,但是在包括角度小于360°的单片叶片的叶轮中,该0.4~0.6的角度范围大致相当于夹着叶轮中心与叶片出口相反一侧的区域。也就是说,使压力面的半径在叶轮的周向上夹着叶轮中心与不存在叶片、质量相对较小的区域相反一侧的区域为极小值。这样一来,该相反一侧的区域内的单片叶片的位置就在径向内侧,且能够使叶片厚度较薄,质量小。结果是有利于减小叶轮的静态不平衡和动态不平衡。
在使压力面的半径为极小值的角度位置的后缘侧,只要使压力面的半径相对于角度增大一样地增大即可。这样一来,单片叶片的后缘侧就会有利于提高扬程和泵效率。即使设置上述内侧位移部分,也能够实现所希望的泵特性。
可以是这样的,所述压力面的半径在0以上且0.2以下的角度范围内为极大值。此外,0角度位置与单片叶片的前缘位置相对应,前缘位置处的压力面的半径为极大值意味着只要负压面的半径的增加量不变成负值,叶片形状如下所述,即,压力面和负压面不会在叶片的前缘位置处彼此连在一起是分开的。
使压力面的半径在单片叶片的前缘或前缘附近极大就是增厚该部分的叶片厚度,增大其质量。在具有角度被设定为小于360°的单片叶片的叶轮中,叶片的前缘附近是与不存在叶片的叶片出口相邻的区域。因此,增加前缘附近的质量有利于减小叶轮的机械不平衡。
此外,为增大叶轮的与叶片出口相邻的区域的质量可以考虑加厚单片叶片的后缘附近的叶片厚度。但是这样做以后,就有可能使叶片出口变窄。也就是说,使压力面的半径在单片叶片的前缘附近极大,就既能够将通过粒径设定得较大,又能够减小叶轮的机械不平衡。
可以是这样的,所述单片叶片的叶片厚度在0.3的角度位置的前缘侧最大。
如上所述,使前缘附近的叶片厚度很厚,就有利于既将通过粒径设定得较大又减小叶轮的机械不平衡。
这里所公开的另一技术涉及包括叶轮和驱动所述叶轮的驱动源的离心泵。
在该离心泵中,所述叶轮具有角度被设定为小于360°的单片叶片。当设所述单片叶片前缘的角度为0且后缘的角度为1以后,所述单片叶片的压力面的自叶轮中心算起的半径相对于该单片叶片的角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值,并且,所述单片叶片的翼形中心线的、自叶轮中心算起的半径相对于所述单片叶片的角度增大而增加的增加量在所述规定的角度范围内为负值。
如上所述,因为该结构的叶轮机械不平衡小,故往离心泵上安装该结构的叶轮之际,既能够确保所希望的泵特性,又能够降低泵的振动和噪音。
发明的效果
如上所述,上述离心泵叶轮作为包括角度被设定为小于360°的单片叶片的离心泵叶轮,既能够抑制性能下降,机械不平衡又会变小。因此,根据包括该离心泵叶轮的离心泵,既能够确保所希望的泵特性,又能够降低泵的振动和噪音。
附图说明
图1是离心泵的纵向剖视图。
图2是从后盖板一侧看到的离心泵叶轮的立体图。
图3是从叶片一侧看到的离心泵叶轮的立体图。
图4是离心泵叶轮的侧视图。
图5是沿图4中的V-V线剖开的剖视图。
图6是表示实施例所涉及的叶轮的角度与压力面的半径之间的关系的图。
图7是表示实施例所涉及的叶轮的角度与翼形中心线的半径之间的关系的图。
图8是对实施例中的叶轮的叶片形状和现有例中的叶轮的叶片形状进行比较的图。
图9是表示图8所示的实施例中的叶轮和比较例中的叶轮的角度和压力面的半径之间的关系的图。
图10是表示图8所示的实施例中的叶轮和比较例中的叶轮的角度和翼形中心线的半径之间的关系的图。
图11是对安装了实施例的叶轮的离心泵和安装了比较例的叶轮的离心泵的泵特性进行比较的图。
符号说明
1  离心泵
15 马达(驱动源)
2  叶轮
22 单片叶片
具体实施方式
下面参照附图说明离心泵叶轮及离心泵。此外,以下实施方式是示例。图1示出包括离心泵叶轮2的离心泵1。该离心泵1是用于处理污水的水中泵。离心泵1包括叶轮2、覆盖叶轮2的泵壳11、让叶轮2旋转的密闭型水中马达12。
水中马达12包括由定子13和转子14组成的马达15、覆盖马达15的马达壳体16。马达15的驱动轴17固定在转子14的中心上。上轴承18和下轴承19支承着沿上下方向延伸的驱动轴17自由旋转。叶轮2安装在驱动轴17的下端部。驱动轴17将马达15的旋转驱动力传递给叶轮2。
泵壳11在其内部具有覆盖叶轮2的涡旋形室110。涡旋形室110由横向俯视时弯曲成半圆形状的侧壁划分出来。进水口111形成在泵壳11的下端。另一方面,出水部112以从泵壳11的一侧朝外突出的方式与泵壳11形成为一体。出水部112与涡形室110连通,且具有口朝着一侧敞开的出水口113。
如图2到图5所示,叶轮2是半开式叶轮。也就是说,该叶轮2具有近似圆盘形状的后盖板21、立着设置在该后盖板21上的单片叶片(以下有时简称为叶片)22。盖板21在其中心位置具有轮毂23。驱动轴17的下端部内插并固定在该轮毂23上。由马达15驱动叶轮2旋转,叶轮2由此通过进水口111将水吸入,并通过出水部112的出水口113将水喷出。
叶片22以相对于后盖板21的盖板面210呈铅直状态的方式立着设置在后盖板21上。如图3、图5所示,叶片22被设置成从叶轮2的径向内侧朝着外侧大致呈涡卷状,其后缘位于叶轮2(换句话说,后盖板21)的外周缘附近。叶片22的角度被设定为小于360°,因此在叶轮2的周向区域叶片出口24被设定为较大的宽度C,在该叶片出口24没有形成叶片22。和叶片出口24的宽度C一样,叶片22的高度b也被设定得较高(参照图4),由此该叶轮2的通过粒径大。
接下来,参照图5和图6、图7详细地说明叶轮2所具有的单片叶片22的形状。图6示出单片叶片22的压力面221的形状特性,以用从前缘到后缘的整个角度将单片叶片22的角度无量纲化(Nondimensionalization)以后得到的参数,换句话说,与单片叶片的角度位置相关的“角度参数”为横轴,以用压力面221的最大半径将单片叶片22的压力面221的自叶轮中心算起的半径rp(也参照图5)无量纲化以后得到的参数,换句话说,与压力面221的形状相关的“压力面参数”为纵轴。压力面参数最大为1.0。角度参数最小为0.0(亦即前缘),最大为1.0(亦即后缘)(也参照图5。此外,图5所示的0、0.2~0.6、1各个数值表示角度参数)。
图7示出单片叶片22的翼形中心线的形状特性。亦即,如图5中虚线所示,从前缘到后缘将压力面221与负压面222的中点连接起来后而形成的线的形状特性。图7与图6一样,以角度参数为横轴,以用该翼形中心线的最大半径将单片叶片22的翼形中心线的从叶轮中心算起的半径rm(也参照图5)无量纲化以后得到的中心线参数为纵轴。中心线参数最大为1.0。
图6、图7中的实施例A到实施例D的具体情况如下:使叶片22的高度b和叶片出口24的宽度C都一定而使通过粒径一定,却使该叶轮2的形状不同。具体而言,叶片高度b和盖板直径D之比b/D不同(参照图4)。实施例A中的b/D最大,且按照实施例B、实施例C、实施例D这样的顺序b/D逐渐减小。换句话说,实施例A的情况是,与叶片高度b相比,盖板直径D较小,叶轮2的形状高且细。相对于此,实施例D的情况是,与叶片高度b相比,盖板直径D较大,叶轮2的形状矮且粗(扁平)。而且,因为叶片出口24的宽度C相同,所以就实施例A到实施例D而言,盖板直径D较小的实施例A,叶片22的角度(亦即从前缘到后缘的涡旋角度)最小,盖板直径D较大的实施例D,叶片22的角度(亦即从前缘到后缘的涡旋角度)最大。
首先,如图6所示,实施例A到实施例D中任一个实施例,叶轮2上的单片叶片22都存在一个越靠右压力面221的半径rp越小的角度区域。换句话说,压力面221的半径rp不随角度增大一样地增加,半径rp的增加量为负值这样的区域。具体而言,实施例A到实施例D都一样,压力面221的半径rp的增加量在约0.2~0.4的角度范围内为负值(换句话说,包括压力面221的半径rp的增加量在约0.1~0.6的角度范围内为负值的部分)。
如果对压力面221的形状做更详细的分析的话,实施例A到实施例D都一样。即,在0.5左右的角度位置,换句话说,在0.4~0.6的角度范围内,压力面221的半径rp为极小值。另一方面,在0.1左右的角度位置,换句话说,在0~0.2的角度范围内,压力面221的半径rp为极大值。这样取了极小值和极大值以后,在0.3的角度位置处,压力面221的半径rp的增加量在实施例A到实施例D中任一实施例中皆为负值。
压力面221的半径rp在0.4~0.6这一角度范围内变成极小值以后,便随着角度的增大而一样地增大。
接下来,参照图7,翼形中心线的特性也和图6所示的压力面221的特性大致相同。也就是说,实施例A到实施例D中任一实施例,叶轮2上的单片叶片22都存在一个翼形中心线的半径rm不随着角度增大而一样地增加,半径rm的增加量为负值这样的区域。具体而言,实施例A到实施例D都一样,翼形中心线的半径rm的增加量在约0.2~0.4的角度范围内为负值。
实施例A到实施例D都一样,翼形中心线的半径rm在0.5左右的角度位置处为极小值。也就是说,翼形中心线的半径rm也是在0.4~0.6的角度范围内为极小值。而且,实施例A到实施例D都一样,翼形中心线的半径rm在0.1左右的角度位置处为极大值。也就是说,翼形中心线的半径rm也是在0~0.2的角度范围内为极大值。因此,在0.3的角度位置处,翼形中心线的半径rp的增加量在实施例A到实施例D中任一实施例中皆为负值。
翼形中心线的半径rm在0.4~0.6的角度范围内变成极小值以后,便随着角度的增大一样地增大。
此外,如图5所示,为确保通过粒径,单片叶片22的负压面222的形状的情况如下,在其前缘侧,更具体而言,在0~0.6左右的角度范围内,由相当于以叶轮2的中心轴为中心的直径b的圆弧构成负压面222。而且,在0.6附近的角度位置的后缘侧,负压面222的半径和压力面221的半径rp一样,相对于角度增大一样地增大。
与负压面222的半径一定相结合,具有图6、图7所示那样的压力面221特性和翼形中心线特性的单片叶片22的在0.5左右的角度位置处的那一部分,位于比该部分的前缘侧还靠近径向内侧的位置处,且该部分的叶片厚度也局部变薄。该部分(称为内侧位移部分)在叶轮2中位于夹着叶轮2的中心轴与较大的叶片出口24相反的一侧,如图5中的示例所示。也就是说,在叶轮2的与不存在叶片22的区域相反的一侧,让叶片22位于径向内侧,并使其叶片厚度较薄,质量较小,因此能够让叶轮2的重心位于叶轮2中心附近。当叶轮2旋转以后,作用于内侧位移部分的离心力变小。这样一来,实施例A到实施例D中的叶轮2的静态不平衡和动态不平衡就变小。
由于压力面221的半径的极大值设定在前缘附近,另一方面,负压面222的半径一定,因此,如图5所示,单片叶片22的叶片厚度被设定成在其前缘附近,具体而言,在0.3的角度位置的前缘侧最大。这相当于在没有叶片22的叶片出口24附近布置了较大的质量,因此有利于减小叶轮2的静态不平衡和动态不平衡。而且,因为能够使前缘附近且径向外侧叶片厚度较厚,所以叶片出口24不会变窄。对于具有角度小于360°的单片叶片22的叶轮2而言,这就能够将该叶轮2的通过粒径设定得较大,并使叶轮2的机械不平衡减小,二者两立。
这样改进单片叶片22的形状来减小叶轮2的机械不平衡,与现有的例如加厚后盖板21或安装平衡锤这样的平衡手法不同,难以给叶轮2造成流体性质的不良影响。也就是说,能够使抑制泵性能降低和减小叶轮2的机械不平衡这两件事两立。叶轮2的轻量化既有利于降低安装了它的离心泵1的动力,又有利于降低泵驱动时的振动、噪音等。而且,这样的不包括前盖板的半开式叶轮2能够使叶轮2的重心位置位于图1中较高的位置处,换句话说,位于离下轴承19近的位置处。这也有利于降低泵驱动时的振动、噪音。不使用盖板来减小机械不平衡的手法对于半开式叶轮2特别有效。
此外,如图2所示,就叶轮2而言,可以在后盖板21的背面设置减厚部25。而且,虽未图示,还可以在后盖板21上形成加厚部或者设置平衡锤。这样做则能够实现叶轮2的机械不平衡的进一步减小。
接下来,参照图8~图11对安装有实施例E所涉及的叶轮2的离心泵1、和安装有现有例所涉及的叶轮的离心泵的泵特性做一比较。图8对实施例E所涉及的叶轮的单片叶片22(实线)和现有例所涉及的叶轮的单片叶片(虚线)的形状进行比较。实施例E所涉及的叶轮2和现有例所涉及的叶轮,尽管叶片的涡旋角度稍有不同,但是使叶片外径、前缘部半径以及后缘部半径彼此一致。另一方面,如图9、图10中实线所示,实施例E所涉及的叶轮2上的单片叶片22,压力面221的半径和翼形中心线的半径在规定的角度区域的增加量相对于角度的增大为负值。也就是说,压力面221的半径和翼形中心线的半径分别在0~0.2的角度范围取极大值,在0.4~0.6的角度范围取极小值。而且,叶片厚度在前缘附近最大(也参照图8)。
相对于此,现有例所涉及的叶轮的单片叶片,压力面的半径和翼形中心线的半径的增加量不取负值。也就是说,如图9中虚线所示,压力面的半径从前缘到后缘的变化情况如下:即,在前缘附近压力面的半径增大率有变化,但随着角度增大,压力面的半径一样地增大。而且,如图10中虚线所示,翼形中心线的半径从前缘到后缘的变化情况如下:在中途增大率有变化,但是随着角度增大一样地增大。
因此,如上所述,实施例E所涉及的叶轮2能够有效地抑制由于角度被设定为小于360°的单片叶片22所引起的机械不平衡,与现有例所涉及的叶轮相比,叶轮2的机械不平衡小。
图11是对图8~图10所示的、安装有实施例E所涉及的叶轮2的离心泵1、和安装有现有例所涉及的叶轮的离心泵的泵特性,亦即相对于流量系数φ的扬程系数ψ、泵效率η以及动力系数τ进行比较的图。根据图11,尽管与现有例所涉及的离心泵相比,实施例E所涉及的离心泵1的动力升高了,但是在同一流量下扬程系数和泵效率都比现有例高。
针对上述各实施例中的叶轮2是这样考虑的:尽管将内侧位移部分设置在单片叶片22的前缘侧,扬程、泵效率伴随着设置该内侧位移部分而有所下降,但该下降量是非常微小的,单片叶片22的后缘侧与现有例中的叶轮一样,随着角度增大而从径向内侧朝着外侧一样地延伸,由此而能够提高扬程和泵效率。
因此,安装有实施例所涉及的叶轮2的离心泵1,能够边因叶轮2的机械不平衡小而抑制振动、噪音的产生,边确保所希望的泵特性。而且,只要对机械不平衡小、实施例的叶轮2设置抵消流体力的不平衡质量,就有希望使泵特性进一步提高。
此外,在上述说明中,以仅包括后盖板21的半开式叶轮2为例对这里所公开的技术做了说明,但是该技术对于包括前盖板和后盖板的闭式叶轮也适用。在闭式叶轮中,除了如上所述改进单片叶片的形状以外,还可以增加前盖板和后盖板中至少一盖板的厚度或减小前盖板和后盖板中至少一盖板的厚度,在前盖板和后盖板中至少一盖板上安装平衡锤。

Claims (10)

1.一种离心泵叶轮,其包括角度被设定为小于360°的单片叶片,其特征在于:
当设所述单片叶片前缘的角度为0且后缘的角度为1以后,所述单片叶片的压力面的、自叶轮中心算起的半径相对于该单片叶片的角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值,并且,
所述单片叶片的翼形中心线的、自叶轮中心算起的半径相对于所述单片叶片的角度增大而增加的增加量在所述规定的角度范围内为负值。
2.根据权利要求1所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述压力面的半径的增加量和翼形中心线的半径的增加量分别为在0.3的角度位置处为负值。
3.根据权利要求1或2所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述压力面的半径在0.4以上且0.6以下的角度范围内为极小值。
4.根据权利要求1或2所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述压力面的半径在0以上且0.2以下的角度范围内为极大值。
5.根据权利要求3所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述压力面的半径在0以上且0.2以下的角度范围内为极大值。
6.根据权利要求1或2所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述单片叶片的叶片厚度在0.3的角度位置的前缘侧最大。
7.根据权利要求3所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述单片叶片的叶片厚度在0.3的角度位置的前缘侧最大。
8.根据权利要求4所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述单片叶片的叶片厚度在0.3的角度位置的前缘侧最大。
9.根据权利要求5所述的离心泵叶轮,其特征在于:
所述单片叶片的叶片厚度在0.3的角度位置的前缘侧最大。
10.一种离心泵,其包括叶轮和驱动该叶轮的驱动源,所述叶轮包括角度被 设定为小于360°的单片叶片,其特征在于:
当设所述单片叶片前缘的角度为0且后缘的角度为1以后,所述单片叶片的压力面的、自叶轮中心算起的半径相对于该单片叶片的角度增大而增加的增加量在规定的角度范围内为负值,并且,
所述单片叶片的翼形中心线的、自叶轮中心算起的半径相对于所述单片叶片的角度增大而增加的增加量在所述规定的角度范围内为负值。
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