JP2001073993A - 遠心式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部分流量域におけるサージングの発生を防止
して揚程を増大させることが可能であり、簡易かつ低コ
ストで構成できる遠心式流体機械の提供。 【解決手段】 遠心ポンプ１では、羽根車８のシュラウ
ド端部８０に羽根車入口８ａで発生する逆流を返し羽根
１２に導くための流体流通孔８１が形成されており、遠
心ポンプ１Ａでは、ライナリング５１の内周面に主軸１
０と略平行に延在する流体流通溝５２が複数形成される
と共に、シュラウド端部８０に羽根車入口８ａで発生す
る逆流を流体流通溝５２に導くための流体流通孔８１が
形成されており、遠心ポンプ１Ｂでは、羽根車８の前シ
ュラウド８ｆ側に配置された返し羽根１２の一端に返し
羽根延設部１２ａが羽根車入口８ａ内に位置するように
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心ポンプ等の各
種遠心式流体機械に関し、特に、主軸に取り付けられた
羽根車をケーシング内で回転させて流体を圧送する遠心
式流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、遠心式流体機械としての遠心
ポンプが様々な分野において広く用いられているが、こ
のような遠心ポンプは、全効率が最も高くなる流量付近
を設計点とし、この設計点において計画性能が実現され
るように設計される。ここで、遠心ポンプの流量Ｑと揚
程Ｈとの関係を示す特性曲線（以下「Ｑ−Ｈ曲線」とい
う）は、基本的に、流量Ｑが増加するにつれて揚程Hが
減少する右下がりの曲線となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年では、遠心
ポンプの性能をより向上させることが望まれている。し
かしながら、従来から、遠心ポンプには、つぎのような
問題点が存在していた。すなわち、遠心ポンプでは、取
り扱い対象となる流体は、図７において二点鎖線の矢印
で示すように、本来、羽根車１００の羽根車入口１００
ａから羽根１０１に対してスムースに流入し、羽根１０
１によって昇圧されて羽根車出口１００ｂから流出すべ
きである。これに対して、実際には、羽根車入口１００
ａに流入する流体の一部は、羽根１０１の縁部によって
跳ね返され、同図において実線の矢印で示すように渦状
の逆流を形成する。

【０００４】かかる逆流は、羽根車１００の回転方向に
沿って旋回しながら、再度、羽根１０１に対して流入す
る（予旋回流入）。このようにして発生する予旋回流
入、すなわち、旋回成分をもった逆流の羽根１０１に対
する再流入は、揚程を低下させると共にサージングを発
生させる要因となり、Ｑ−Ｈ曲線に凹みを表出させてし
まう。そして、予旋回流入は、特に、部分流量域におい
て顕著に発生する傾向にある。従って、遠心ポンプの性
能をより向上させるためには、設計点における効率を維
持した上で、部分流量域における予旋回流入を抑制する
ことによりサージングの発生を防止し、揚程を増大させ
ることが必要とされる。

【０００５】そこで、本発明は、部分流量域におけるサ
ージングの発生を防止し、揚程を増大させることが可能
であり、簡易かつ低コストで構成できる遠心式流体機械
の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による遠心式流体機械は、主軸に取り付けられた羽根車
をケーシング内で回転させて流体を圧送する遠心式流体
機械において、羽根車の前シュラウドに形成されて羽根
車入口を画成するシュラウド端部と、羽根車の前シュラ
ウド側に配置された返し羽根と、シュラウド端部に形成
されており、羽根車入口で発生する流体の逆流成分を返
し羽根に導くための流体流通孔とを備えることを特徴と
する。

【０００７】遠心式流体機械は、羽根車入口から羽根に
対して流体がスムースに流入するように設計されてはい
るが、一般的に、羽根車入口に流入する流体の一部は、
羽根の縁部によって跳ね返されてしまう。そして、かか
る現象によって渦状の逆流が形成されてしまうことを完
全に回避するのは困難である。また、遠心式流体機械の
運転中、羽根車は回転しているので、かかる逆流は必然
的に旋回成分を有することになる。

【０００８】これに対して、この遠心式流体機械では、
羽根車入口を画成するシュラウド端部に流体流通孔が形
成されているので、遠心式流体機械の運転中に羽根車入
口で発生し、かつ、羽根車の回転方向と同方向の旋回成
分を有する逆流は、そのまま逆行して羽根に再流入する
ことなく流体流通孔に流れ込むことになる。そして、逆
流は流体流通孔によって返し羽根へと導かれ、返し羽根
と衝突する。これにより、逆流から旋回成分が除去され
る。流体流通孔を流通し、かつ、返し羽根と衝突して旋
回成分が除去された流体は、返し羽根の上流側から流れ
込む流体と合流し、再度、羽根車入口に流入する。

【０００９】このように、この遠心式流体機械によれ
ば、羽根車入口で発生する逆流を簡易かつ安価な構成に
よって極めて効果的に抑制することが可能となる。従っ
て、この遠心式流体機械では、羽根車入口における予旋
回流入の発生が低減されるので、設計点以外の部分流量
域におけるサージングの発生を防止し、揚程を増大させ
ることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表出し
てしまうことを抑制可能となる。

【００１０】また、流体流通孔は、返し羽根側の開口が
羽根車入口側の開口よりも主軸から遠ざかるように傾斜
させられていると好ましい。

【００１１】このような構成のもとでは、羽根車を回転
させた場合、遠心力の作用によって、流体の流速が流体
流通孔の羽根車入口側の開口付近よりも返し羽根側の開
口付近で速まることになる。従って、流体の圧力は、流
体流通孔の返し羽根側の開口付近よりも羽根車入口側の
開口付近で高まることになり、羽根車入口で発生した逆
流を効率よく流体流通孔に流入させることが可能とな
る。

【００１２】更に、シュラウド端部の内周面には、流体
流通孔と連通する凹部が形成されていると好ましい。

【００１３】このような構成を採用すれば、流体流通孔
の羽根車入口側の開口と返し羽根側の開口との間の差圧
を維持しつつ、羽根車入口側の開口の径を実質的に拡大
することができるので、羽根車入口で発生した逆流をよ
り一層効率よく流体流通孔に流入させることが可能とな
る。

【００１４】上述した各構成は、特に、羽根車と返し羽
根とをそれぞれ複数備えており、各返し羽根が各羽根車
の間に配置されている多段ポンプに適用すると好まし
い。

【００１５】請求項５に記載の本発明による遠心式流体
機械は、主軸に取り付けられた羽根車をケーシング内で
回転させて流体を圧送する遠心式流体機械において、羽
根車の前シュラウドに形成されて羽根車入口を画成する
シュラウド端部と、ケーシングに対して静止すると共に
シュラウド端部を包囲するライナリングと、ライナリン
グの内周面に所定間隔を隔てて複数本形成されており、
主軸と略平行に延在する流体流通溝と、シュラウド端部
に形成されており、羽根車入口で発生する流体の逆流成
分を流体流通溝に導くための流体流通孔とを備えること
を特徴とする。

【００１６】この遠心式流体機械では、羽根車入口を画
成するシュラウド端部に流体流通孔が形成されているの
で、遠心式流体機械の運転中に羽根車入口で発生し、か
つ、羽根車の回転方向と同方向の旋回成分を有する逆流
は、そのまま逆行して羽根に再流入することなく流体流
通孔に流れ込むことになる。そして、逆流は流体流通孔
によってライナリングの内周面に複数形成された流体流
通溝へと導かれる。各流体流通溝は主軸と略平行に延在
しており、かつ、流体流通溝が形成されているライナリ
ングは、ケーシングに対して静止しているので、流体流
通孔から流体流通溝に流れ込んだ流体から旋回成分が除
去される。流体流通溝を流通した流体は、羽根車の上流
側から流れ込む流体と合流し、再度、羽根車入口に流入
する。

【００１７】このように、この遠心式流体機械によって
も、羽根車入口で発生する逆流を簡易かつ安価な構成に
よって極めて効果的に抑制することが可能となる。従っ
て、この遠心式流体機械では、羽根車入口における予旋
回流入の発生が低減されるので、設計点以外の部分流量
域におけるサージングの発生を防止し、揚程を増大させ
ることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表出し
てしまうことを抑制可能となる。ここで、かかる構成
は、返し羽根を有していない遠心式流体機械であっても
適用可能であることから、特に、単段ポンプ等に好適で
ある。

【００１８】また、羽根車の前シュラウド側に配置され
た返し羽根を更に備え、流体流通溝は、流体流通孔から
流入した流体を返し羽根に導くものであると好ましい。

【００１９】このような構成を採用すれば、羽根車入口
で発生する逆流の旋回成分が流体流通溝のみならず、返
し羽根によっても除去されることになるので、羽根車入
口で発生する予旋回流入をより一層効果的に防止可能と
なる。かかる構成は、羽根車と返し羽根とをそれぞれ複
数備える多段ポンプ等に好適である。

【００２０】請求項７に記載の本発明による遠心式流体
機械は、主軸に取り付けられた羽根車をケーシング内で
回転させて流体を圧送する遠心式流体機械において、羽
根車の前シュラウドに形成されて羽根車入口を画成する
シュラウド端部と、羽根車の前シュラウド側に配置され
た返し羽根と、返し羽根の一端から延出されており、羽
根車入口内に位置する返し羽根延設部とを備えることを
特徴とする。

【００２１】この遠心式流体機械では、羽根車の前シュ
ラウド側に返し羽根が配置されており、当該返し羽根の
一端には、羽根車の羽根車入口内、すなわち、シュラウ
ド端部内に位置するように延出された返し羽根延設部が
設けられている。これにより、遠心式流体機械の運転中
に羽根車入口で発生し、かつ、羽根車の回転方向と同方
向の旋回成分を有する逆流は、返し羽根延設部と衝突す
る。この結果、羽根車入口で発生した逆流は、その旋回
成分が除去された状態で、羽根車の上流側から流れ込む
流体と合流し、再度、羽根車の羽根に対して流入する。

【００２２】このように、この遠心式流体機械によって
も、羽根車入口で発生する逆流を簡易かつ安価な構成に
よって極めて効果的に抑制することが可能となる。従っ
て、この遠心式流体機械では、羽根車入口における予旋
回流入の発生が低減されるので、設計点以外の部分流量
域におけるサージングの発生を防止し、揚程を増大させ
ることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表出し
てしまうことを抑制可能となる。

【００２３】また、かかる構成も、羽根車と返し羽根と
をそれぞれ複数備えており、各返し羽根が各羽根車の間
に配置されている多段ポンプに適用すると好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による遠心式流体機械の好適な実施形態について詳細に
説明する。

【００２５】〔第１実施形態〕図１は本発明による遠心
式流体機械の一例である遠心ポンプの第１実施形態を示
す部分断面図である。同図に示す遠心ポンプ１は、例え
ば、いわゆる横形の多段ポンプであり、ボイラ給水ポン
プ等として用いるのに好適なものである。図１に示すよ
うに、遠心ポンプ１は、吸込口２と吐出口３とを有する
外部ケーシング４を備え、外部ケーシング４の内部に
は、いわゆる輪切構造の内部ケーシング５が複数（この
場合、５体）配置されている。外部ケーシング４の一端
側（図中右側の端部）には、複数の締結ボルトＶを介し
てケーシングカバー６が固定されている。これにより、
外部ケーシング４、各内部ケーシング５、及び、ケーシ
ングカバー６が一体化される。

【００２６】外部ケーシング４の内部には、吸込口２か
ら流体を吸込む両吸込羽根車７が収容されており、各内
部ケーシング５の内部には、それぞれ、複数の羽根９
（図２等参照）を有する羽根車（遠心羽根車、計５体）
８が収容されている。両吸込羽根車７及び各羽根車８
は、図示しない原動機によって回転駆動される主軸１０
に取り付けられている。また、各内部ケーシング５に
は、各羽根車８の羽根車出口８ｂ（図２等参照）から流
出した流体を整流する案内羽根１１が固定されており、
各羽根車８の間には、それぞれ複数の返し羽根（戻り案
内羽根）１２が放射状に複数配置されている。案内羽根
１１によって減速された流体は、各羽根車８の間に配置
された返し羽根１２によって正圧回復（昇圧）させら
れ、後段の羽根車８に導かれる。

【００２７】両吸込羽根車７及び各羽根車８が取り付け
られた主軸１０は、吸込口２側において、グランドパッ
キンやメカシール等が収容されると共に外部ケーシング
４に装着されたスタッフィングボックス（図示せず）を
貫通しており、外部ケーシング４に固定された軸受箱１
４内のラジアル軸受（図示せず）によって支持されてい
る。同様に、主軸１０は、吐出口３側において、ケーシ
ングカバー６に装着されたスタッフィングボックス（図
示せず）を貫通しており、ケーシングカバー６に固定さ
れた軸受箱１５内のスラスト軸受（図示せず）によって
支持されている。

【００２８】図２は、図１に示す遠心ポンプ１の主軸１
０に取り付けられた羽根車８の周囲を示す拡大部分断面
図である。同図に示すように、羽根車８の前シュラウド
８ｆには、図中、主軸１０と略平行に延在するシュラウ
ド端部８０が形成されており、このシュラウド端部８０
によって羽根車入口８ａが画成される。シュラウド端部
８０の開口部、すなわち、羽根車入口８ａは、羽根車８
の前シュラウド８ｆ側に配置されている返し羽根１２と
対向する。また、内部ケーシング５には、シュラウド端
部８０の周囲を包囲するライナリング５１が固定されて
いる。ライナリング５１は内部ケーシング５に対して常
に静止しており、シュラウド端部８０と共に、羽根車８
の羽根車出口８ｂから流出する流体が羽根車入口８ａ側
に漏洩するのを防止する。

【００２９】図２及び図３に示すように、シュラウド端
部８０には、羽根車入口８ａと、シュラウド端部８０と
返し羽根１２との間に画成される空間部とを連通する流
体流通孔８１が形成されている。流体流通孔８１は、羽
根車８の各羽根９間に位置するように、所定角度をおい
て複数設けると好ましい。また、図３に示すように、流
体流通孔８１は、返し羽根１２側の開口８１ｂが羽根車
入口８ａ側の開口８１ａよりも主軸１０から遠ざかるよ
うに傾斜させられている。これにより、主軸１０が回転
駆動されて羽根車８が回転すると、遠心力の作用によっ
て、流体の流速が流体流通孔８１の羽根車入口８ａ側の
開口８１ａ付近よりも返し羽根１２側の開口８１ｂ付近
で速まることになる。

【００３０】また、シュラウド端部８０の内周面には、
流体流通孔８１と連通する凹部８２が形成されている。
凹部８２は、略半円形の断面形状を有し、羽根車８の羽
根９と干渉する部分を除いて、シュラウド端部８０の内
周面の全周にわたって形成されている。このような構成
を採用すれば、流体流通孔８１の羽根車入口８ａ側の開
口８１ａと返し羽根１２側の開口８１ｂとの間の差圧を
維持しつつ、羽根車入口８ａ側の開口８１ａの径を実質
的に拡大することができる。

【００３１】次に、図２を参照しながら、上述した遠心
ポンプ１の動作について説明する。

【００３２】遠心ポンプ１を運転するに際しては、図示
しない原動機を作動させて主軸１０を回転駆動する。こ
れにより、回転する両吸込羽根車７によって吸込口２を
介して遠心ポンプ１の取り扱い対象となる流体が吸込ま
れ、最前段の羽根車８に対して流体が供給される。流体
は、羽根車入口８ａを介して羽根車８の内部に流入し、
羽根９によって昇圧された後、羽根車出口８ｂから流出
する。そして、案内羽根１１及び後シュラウド８ｂ側に
位置する返し羽根１２とによって後段に位置する羽根車
８の羽根車入口８ａまで導かれる。そして、流体は、順
次各羽根車８によって昇圧された後、吐出口３から吐出
される。

【００３３】ここで、遠心ポンプ１は、羽根車入口８ａ
から羽根９に対して流体がスムースに流入するように設
計されてはいるが、羽根車入口８ａに流入する流体の一
部は、羽根９の縁部によって跳ね返されるので、渦状の
逆流（図７参照）が形成されてしまうことを完全に回避
するのは困難である。また、遠心ポンプ１の運転中、各
羽根車８は回転しているので、かかる逆流は必然的に旋
回成分を有することになる。これに対して、この遠心ポ
ンプ１では、羽根車入口８ａを画成するシュラウド端部
８０に流体流通孔８１が形成されている。従って、遠心
ポンプ１の運転中に羽根車入口８ａで発生し、かつ、羽
根車８の回転方向（主軸１０の回転方向）と同方向の旋
回成分を有する逆流は、そのまま逆行して羽根９に再流
入することなく流体流通孔８１に流れ込むことになる。

【００３４】また、流体流通孔８１は、返し羽根１２側
の開口８１ｂが羽根車入口８ａ側の開口８１ａよりも主
軸１０から遠ざかるように傾斜させられており、かつ、
シュラウド端部８０の内周面には、流体流通孔８１と連
通する凹部８２が形成されている。従って、流体の圧力
は、流体流通孔８１の返し羽根１２側の開口８１ｂ付近
よりも羽根車入口８ａ側の開口８１ａ付近で高まること
になり、羽根車入口８ａで発生した逆流は、凹部８２を
介して流体流通孔８１にスムースに流入する（吸い込ま
れる）ことになる。そして、逆流は流体流通孔８１によ
って返し羽根１２へと導かれ、各返し羽根１２と衝突す
る。これにより、逆流から旋回成分が除去される。流体
流通孔８１を流通し、かつ、返し羽根１２と衝突して旋
回成分が除去された流体は、返し羽根１２の上流側から
流れ込む流体と合流し、再度、羽根車入口８ａに流入す
る。

【００３５】このように、この遠心ポンプ１によれば、
羽根車入口８ａで発生する逆流を簡易かつ安価な構成に
よって極めて効果的に抑制することが可能となる。従っ
て、この遠心ポンプ１では、羽根車入口８ａにおける予
旋回流入の発生が低減されるので、設計点以外の部分流
量域におけるサージングの発生を防止し、揚程を増大さ
せることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表出
してしまうことを抑制可能となる。

【００３６】なお、傾斜させられた流体流通孔８１や、
凹部８２を含む構成は、特に、羽根車８と返し羽根１２
とをそれぞれ複数備え、各返し羽根１２が各羽根車８の
間に配置されている多段ポンプに適用すると特に効果的
であるが、これに限られるものではない。すなわち、単
段式の遠心ポンプの場合は、流体流通孔８１や、凹部８
２に加えて、羽根車の前シュラウド側に、返し羽根に相
当する旋回成分除去手段（固定羽根等）を設ければよ
い。

【００３７】〔第２実施形態〕以下、図４及び図５を参
照しながら、本発明による遠心式流体機械の第２実施形
態について説明する。なお、上述した第１実施形態に関
して説明した要素と同一の要素については同一の符号を
付し、重複する説明は省略する。

【００３８】図４及び図５に示す遠心ポンプ１Ａも、上
述した第１実施形態に係る遠心ポンプ１と同様に、主軸
１０に取り付けられた複数の羽根車８を内部ケーシング
５内で回転させて流体を圧送する遠心式の多段ポンプで
ある（但し、図４では、一体の羽根車８のみを示し、他
を省略する）。また、各羽根車８同士の間には、複数の
返し羽根１２が放射状に複数配置されている（図４で
は、羽根車８の前シュラウド８ｆ側に配置された返し羽
根１２のみを示す）。羽根車８の前シュラウド８ｆに
は、羽根車入口８ａを画成するシュラウド端部８０が形
成されている。更に、内部ケーシング５には、シュラウ
ド端部８０の周囲を包囲するライナリング５１が固定さ
れている。ライナリング５１は内部ケーシング５に対し
て常に静止しており、シュラウド端部８０と共に、羽根
車８の羽根車出口（図４では図示省略）から流出する流
体が羽根車入口８ａ側に漏洩するのを防止する。

【００３９】一方、この遠心ポンプ１Ａでは、シュラウ
ド端部８０を包囲するライナリング５１の内周面に、複
数本の流体流通溝５２が形成されている。図４に示すよ
うに、各流体流通溝５２は、ライナリング５１の返し羽
根１２側の端部のみが開放されるように所定距離にわた
って設けられており、主軸１０と略平行に延在してい
る。ライナリング５１に対しては、各流体流通溝５２
を、図５に示すように、所定角度間隔で複数設けると好
ましい。

【００４０】また、シュラウド端部８０には、ライナリ
ング５１の流体流通溝５２と連通する流体流通孔８１が
形成されている。流体流通孔８１も、羽根車８の各羽根
９間に位置するように、所定角度をおいて複数設けると
好ましい。流体流通孔８１は、返し羽根１２側の開口８
１ｂが羽根車入口８ａ側の開口８１ａよりも主軸１０か
ら遠ざかるように傾斜させられており、かつ、シュラウ
ド端部８０の内周面には、流体流通孔８１と連通する凹
部８２が形成されている。従って、流体の圧力は、流体
流通孔８１の返し羽根１２側の開口８１ｂ付近よりも羽
根車入口８ａ側の開口８１ａ付近で高まることになり、
羽根車入口８ａで発生した逆流は、凹部８２を介して流
体流通孔にスムースに流入する（吸い込まれる）ことに
なる。そして、羽根車入口８ａで発生する逆流は、流体
流通孔８１を介して流体流通溝５２に導かれる。

【００４１】この遠心ポンプ１Ａを作動させた場合、羽
根車入口８ａで発生し、かつ、羽根車８の回転方向と同
方向の旋回成分を有する逆流は、そのまま逆行して羽根
９に再流入することなく凹部８２を介して流体流通孔８
１に流れ込むことになる。そして、逆流は流体流通孔８
１によってライナリング５１の内周面に複数形成された
流体流通溝５２へと導かれる。各流体流通溝５２は主軸
１０と略平行に延在しており、かつ、流体流通溝５２が
形成されているライナリング５１は、内部ケーシング５
に対して静止しているので、流体流通孔８１から流体流
通溝５２に流れ込んだ流体から旋回成分が除去される。

【００４２】更に、流体流通溝５２に流れ込んだ流体
は、返し羽根１２に導かれる。これにより、羽根車入口
８ａで発生する逆流の旋回成分は、流体流通溝５２のみ
ならず、返し羽根１２によっても除去されることにな
る。流体流通溝５２を流通して返し羽根１２と衝突した
流体は、羽根車８の上流側から流れ込む流体と合流し、
再度、羽根車入口８ａに流入する。

【００４３】このように、この遠心ポンプ１Ａによって
も、羽根車入口８ａで発生する逆流を簡易かつ安価な構
成によって極めて効果的に抑制することが可能となる。
従って、この遠心ポンプ１Ａでは、羽根車入口８ａにお
ける予旋回流入の発生が低減されるので、設計点以外の
部分流量域におけるサージングの発生を防止し、揚程を
増大させることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹み
が表出してしまうことを抑制可能となる。

【００４４】なお、本発明の第２実施形態に係る遠心ポ
ンプ１Ａは、羽根車８の前シュラウド８ｆ側に配置され
た返し羽根１２を備える多段ポンプとして説明したがこ
れに限られるものではない。すなわち、流体流通孔８１
及び流体流通溝５２を設ければ、羽根車入口８ａで発生
する逆流の旋回成分は、流体流通溝５２によって除去さ
れる。従って、シュラウド端部８０に流体流通孔８１を
形成すると共に、ライナリング５１に流体流通溝５２を
形成すれば、返し羽根を有していない遠心式流体機械で
ある単段ポンプ等においても、羽根車入口８ａにおける
予旋回流入の発生が低減されるので、設計点以外の部分
流量域におけるサージングの発生を防止し、揚程を増大
させることが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表
出してしまうことを抑制可能となる。

【００４５】〔第３実施形態〕以下、図６を参照しなが
ら、本発明による遠心式流体機械の第３実施形態につい
て説明する。なお、上述した第１実施形態等に関して説
明した要素と同一の要素については同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。

【００４６】図６に示す遠心ポンプ１Ｂも、上述した第
１実施形態に係る遠心ポンプ１等と同様に、主軸１０に
取り付けられた複数の羽根車８を内部ケーシング５内で
回転させて流体を圧送する遠心式の多段ポンプである
（但し、図６では、一体の羽根車８のみを示し、他を省
略する）。また、各羽根車８同士の間には、複数の返し
羽根１２が放射状に複数配置されており、羽根車８の前
シュラウド８ｆには、羽根車入口８ａを画成するシュラ
ウド端部８０が形成されている。

【００４７】一方、この遠心ポンプ１Ｂでは、羽根車８
同士の間に配置されている各返し羽根１２の一端に返し
羽根延設部１２ａが設けられている。返し羽根延設部１
２ａは、羽根車８の前シュラウド８ｆ側に配置された返
し羽根１２の下端部を羽根車８側に延出することにより
形成されている。従って、各返し羽根１２は略Ｌ字形状
を呈し、返し羽根延設部１２ａは、シュラウド端部８０
の内部、すなわち、羽根車入口８ａ内に位置することに
なる。

【００４８】この遠心ポンプ１Ｂを作動させた場合、羽
根車入口８ａで発生し、かつ、羽根車８の回転方向と同
方向の旋回成分を有する逆流は、返し羽根延設部１２ａ
と衝突する。この結果、羽根車入口８ａで発生した逆流
は、その旋回成分が除去された状態で、羽根車８の上流
側から流れ込む流体と合流し、再度、羽根車８の羽根９
に対して流入することになる。これにより、この遠心ポ
ンプ１Ｂによっても、羽根車入口８ａで発生する逆流を
簡易かつ安価な構成によって極めて効果的に抑制するこ
とが可能となる。

【００４９】従って、この遠心ポンプ１Ｂでは、羽根車
入口８ａで発生する逆流を簡易かつ安価な構成によって
極めて効果的に抑制することが可能となる。従って、こ
の遠心ポンプ１では、羽根車入口８ａにおける予旋回流
入の発生が低減されるので、設計点以外の部分流量域に
おけるサージングの発生を防止し、揚程を増大させるこ
とが可能となり、かつ、Ｑ−Ｈ曲線に凹みが表出してし
まうことを抑制可能となる。

【００５０】

【発明の効果】本発明による遠心式流体機械は、以上説
明したように構成されているため、次のような効果を得
る。すなわち、羽根車のシュラウド端部に羽根車入口で
発生する逆流を返し羽根に導くための流体流通孔を設け
たり、シュラウド端部を包囲するライナリングの内周面
に流体流通溝を設けると共にシュラウド端部に羽根車入
口で発生する逆流を流体流通溝に導くための流体流通孔
を設けたり、羽根車の前シュラウド側に配置された返し
羽根の一端に羽根車入口内に位置する返し羽根延設部を
設けたりすることによって、部分流量域におけるサージ
ングの発生を防止し、揚程を増大させることが可能であ
り、簡易かつ低コストで構成できる遠心式流体機械の実
現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による遠心式流体機械の第１実施形態に
係る遠心ポンプを示す部分断面図である。

【図２】図１の遠心ポンプの要部を示す拡大部分断面図
である。

【図３】図２におけるシュラウド端部の周囲を示す拡大
断面図である。

【図４】本発明による遠心式流体機械の第２実施形態に
係る遠心ポンプを示す拡大断面図である。

【図５】図４におけるＶ−Ｖ線についての断面図であ
る。

【図６】本発明による遠心式流体機械の第３実施形態に
係る遠心ポンプを示す拡大部分断面図である。

【図７】従来の遠心ポンプに設けられた羽根車内におけ
る流体の流通状態を説明するための部分断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ…遠心ポンプ（遠心式流体機械）、２…
吸込口、３…吐出口、４…外部ケーシング、５…内部ケ
ーシング、６…ケーシングカバー、７…両吸込羽根車、
８…羽根車、８ａ…羽根車入口、８ｂ…羽根車出口８、
８ｆ…前シュラウド、８ｂ…後シュラウド、９…羽根、
１０…主軸、１２…返し羽根、１２ａ…返し羽根延設
部、５１…ライナリング、５２…流体流通溝、８０…シ
ュラウド端部、８１…流体流通孔、８１ａ，８１ｂ…開
口、８２…凹部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に取り付けられた羽根車をケーシン
   グ内で回転させて流体を圧送する遠心式流体機械におい
   て、 前記羽根車の前シュラウドに形成されて羽根車入口を画
   成するシュラウド端部と、 前記羽根車の前シュラウド側に配置された返し羽根と、 前記シュラウド端部に形成されており、前記羽根車入口
   で発生する逆流を前記返し羽根に導くための流体流通孔
   とを備えることを特徴とする遠心式流体機械。
2. 【請求項２】 前記流体流通孔は、前記返し羽根側の開
   口が前記羽根車入口側の開口よりも前記主軸から遠ざか
   るように傾斜させられていることを特徴とする遠心式流
   体機械。
3. 【請求項３】 前記シュラウド端部の内周面には、前記
   流体流通孔と連通する凹部が形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の遠心式流体機械。
4. 【請求項４】 前記羽根車と前記返し羽根とをそれぞれ
   複数備え、前記各返し羽根が前記各羽根車の間に配置さ
   れている多段ポンプであることを特徴とする請求項１〜
   ３の何れかに記載の遠心式流体機械。
5. 【請求項５】 主軸に取り付けられた羽根車をケーシン
   グ内で回転させて流体を圧送する遠心式流体機械におい
   て、 前記羽根車の前シュラウドに形成されて羽根車入口を画
   成するシュラウド端部と、 前記ケーシングに対して静止すると共に前記シュラウド
   端部を包囲するライナリングと、 前記ライナリングの内周面に所定間隔を隔てて複数本形
   成されており、前記主軸と略平行に延在する流体流通溝
   と、 前記シュラウド端部に形成されており、前記羽根車入口
   で発生する逆流を前記流体流通溝に導くための流体流通
   孔とを備えることを特徴とする遠心式流体機械。
6. 【請求項６】 前記羽根車の前シュラウド側に配置され
   た返し羽根を更に備え、前記流体流通溝は、前記流体流
   通孔から流入した流体を前記返し羽根に導くことを特徴
   とする請求項５に記載の遠心式流体機械。
7. 【請求項７】 主軸に取り付けられた羽根車をケーシン
   グ内で回転させて流体を圧送する遠心式流体機械におい
   て、 前記羽根車の前シュラウドに形成されて羽根車入口を画
   成するシュラウド端部と、 前記羽根車の前シュラウド側に配置された返し羽根と、 前記返し羽根の一端から延出されており、前記羽根車入
   口内に位置する返し羽根延設部とを備えることを特徴と
   する遠心式流体機械。
8. 【請求項８】 前記羽根車と前記返し羽根とをそれぞれ
   複数備え、前記各返し羽根が前記各羽根車の間に配置さ
   れている多段ポンプであることを特徴とする請求項７に
   記載の遠心式流体機械。