JP2002039093A - 流体機械 - Google Patents

流体機械

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JP2002039093A
JP2002039093A JP2000222322A JP2000222322A JP2002039093A JP 2002039093 A JP2002039093 A JP 2002039093A JP 2000222322 A JP2000222322 A JP 2000222322A JP 2000222322 A JP2000222322 A JP 2000222322A JP 2002039093 A JP2002039093 A JP 2002039093A
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fluid
impeller
water
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guide mechanism
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Junya Kawabata
潤也 川畑
Satoshi Kuroiwa
聡 黒岩
Shoji Ito
昭二 伊藤
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Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体機械の効率を向上させ、又、流体音等を
低減して、総じてその性能を向上することができる流体
機械を提供する。 【解決手段】 流体に運動エネルギーを与える手段とし
て羽根車12の回転による遠心力を用いる流体機械にお
いて、該羽根車の回転により高圧となった流体がライナ
リング17と羽根車マウス部18の隙間から羽根車入口
側に漏洩する流体を、羽根車へ流入する流体の流れ方向
Cと一致させるように、方向転換するガイド機構21を
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ・ファン等
の流体機械に係り、特に流体に運動エネルギーを与える
手段として羽根車の回転による遠心力を用いる流体機械
における、羽根車マウス部から漏出する高圧の漏洩流体
による損失を低減させる機構を備えた流体機械に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の典型的な流体機械である
遠心ポンプの構成例を示す。遠心ポンプは、吸込口11
から流入した水に羽根車12の回転による遠心力を与
え、ケーシング13で羽根車12から運動エネルギーを
与えられた水を集めて、吐出口14に導く構造を有して
いる。即ち、羽根車12に流入する水は、回転する羽根
車12により加圧されて高圧水となり、ケーシング13
内を通過してその吐出口14に導かれる。
【0003】遠心ポンプには、主軸15に1個の羽根車
12を備えた単段ポンプと、主軸15に複数段の羽根車
12を備えた多段ポンプとがある。このような単段ポン
プ又は多段ポンプにおいては、各段においてケーシング
内に必然的に羽根車12による加圧前の吸込圧力部A
と、羽根車12による加圧後の吐出圧力部Bが存在す
る。しかしながら、吸込圧力部Aと吐出圧力部Bとは、
羽根車12の存在する室を介した連通した空間であり、
吐出圧力部Bの高圧水が吸込圧力部Aに逆流することを
防止するため、羽根車マウス部18にライナリング17
による絞り機構が設けられている。この絞り機構により
羽根車12により加圧された高圧水は吸込圧力部Aに逆
流することが抑制される。
【0004】しかしながら、回転する羽根車12に大き
な摩擦を与えないようにするために、ライナリング17
と羽根車マウス部18との間にわずかな隙間が設定され
ている。このため、この隙間から高圧水がリング状の噴
出水として吸込圧力部Aに漏出することになる。羽根車
12への流入水の流れ方向と、高圧の漏洩水の流れ方向
とを、それぞれ符号C,Dで示す。
【0005】このように従来の遠心ポンプでは、ライナ
リング17と羽根車マウス部18との隙間から流入側に
向けて高圧水が噴出するので、この流れDがポンプ吸込
口11から羽根車12に向けて流れる本来の流入水の流
れCと干渉することになる。そして、このような干渉に
より乱流が発生して、ポンプ効率の低下、吸込性能の低
下、流体音発生等の問題が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、流体機械の効率を向上させ、
又、流体音等を低減して、総じてその性能を向上するこ
とができる流体機械を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体に運動エ
ネルギーを与える手段として羽根車の回転による遠心力
を用いる流体機械において、該羽根車の回転により高圧
となった流体がライナリングと羽根車マウス部の隙間か
ら羽根車入口側に漏洩する流体を、羽根車へ流入する流
体の流れ方向と一致させるように、方向転換するガイド
機構を備えたことを特徴とする。
【0008】従って、高圧の漏洩流体と羽根車に流入す
る流体とが干渉しなくなるので、これにより乱流の発生
が抑制され、ポンプ効率、吸込性能等の改善が図れ、か
つ流体音等を低減することができる。総じて本発明によ
れば、流体機械の性能を向上させることができる。
【0009】前記ガイド機構は、前記ライナリングに漏
洩流体の流れ方向を転換する案内部材を備えたことを特
徴とする。
【0010】また、前記案内部材は、ライナリングに固
定した板金製の案内部材とすることができる。
【0011】また、前記案内部材は、ゴム又は樹脂製ラ
イナリングの補強用板金の一部を用いて構成することが
できる。
【0012】また、前記ガイド機構は、ケーシングに前
記漏洩流体の流れ方向を転換する案内部分を備えるよう
にしてもよい。
【0013】また、前記ガイド機構は、ケーシングに前
記漏洩流体の流れ方向を転換する板金製のガイドを備え
るようにしてもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図1乃至図6を参照しながら説明する。図1は本発明の
実施形態の流体機械の典型例である遠心ポンプを示す。
この遠心ポンプは、羽根車マウス部からの漏洩水を案内
するガイド機構を除き、従来の遠心ポンプと同様の構成
であり、同一又は相当する構成要素には同一の符号を付
して説明する。即ち、主軸15に固定された羽根車12
が回転することで、吸込口11からの流入水が羽根車1
2に向けて流れ込み(符号C参照)、羽根車12により
遠心力が与えられ、羽根車12の周辺に配置されたケー
シング13により集められた加圧水が吐出口14に向け
て流出する。
【0015】羽根車12の裏側(流入側と反対側)には
軸封部材19を備え、これにより加圧水のモータ側への
漏洩が抑制される。一方で羽根車12の表側(流入側)
には、ライナリング17を備え、羽根車マウス部18と
の間の隙間を小さくすることで高圧水の羽根車流入側へ
の漏出を抑制する。しかしながら、ここにはある程度の
隙間を設けているため、高圧の漏洩水が羽根車流入水の
流れ方向Cと反対方向に向けて流出することは上述した
通りである。そして、本発明の流体機械においては、こ
の漏洩水を羽根車流入水の流れ方向Cと一致させるよう
に案内するガイド機構21を備えている。
【0016】このガイド機構21は、ライナリング17
と羽根車マウス部18との間の隙間から噴出する漏洩水
を受け止め、あたかも反射するように漏洩水の流れ方向
を流入水の流れ方向と一致させるように流れを転換する
湾曲部を備えている。これにより従来の構造による流入
水と漏洩水との流れ方向が反対方向であるため、2つの
流れが衝突し、乱流が発生して、ポンプ効率、吸込性能
を低下させるという問題が防止される。即ち、ガイド機
構21により漏洩水の流れ方向Dが流入水の流れ方向C
と一致することで、ポンプ効率の向上が図れ、ポンプ性
能を改善することができる。
【0017】尚、図示の例は単段ポンプに適用した例を
示すが、多段ポンプにおいても各段のポンプマウス部に
同様の機構を設けることが可能なことは勿論である。
又、図示の例は遠心ポンプに適用した例を示したが、フ
ァン・コンプレッサ等の気体を羽根車により加圧するも
のについても、水も空気も流体であるため、同様に適用
が可能である。
【0018】次に、漏洩水の流れ方向を転換するガイド
機構の具体例について説明する。
【0019】図2は、ガイド機構の第1実施例を示す。
漏洩水の流れ方向を転換するガイド機構として、板金製
の漏洩水ガイド22をライナリング17に設けた例であ
る。ここで、ライナリング17は、金属、ゴム又は樹脂
等の材料が用いられている。この板金製の漏洩水ガイド
22は、ライナリング17にリング状の金属円板の内周
開口部を図示するように羽根車側に向けて湾曲した板金
である。この湾曲部の存在により、ライナリング17と
羽根車マウス部18の隙間から噴出する漏洩水は、漏洩
水ガイド22の平板部に衝突し、その湾曲部分に案内さ
れて流れ方向が羽根車側に向かうように転換される。従
って、漏洩水の流れ方向Dは流入水の流れ方向Cと同じ
方向となり、羽根車12に向けて流入することになる。
【0020】図3は、ガイド機構の第2実施例を示す。
このガイド機構は、ライナリング17の補強用芯金を用
いた漏洩水ガイド23を用いたものである。この実施例
においては、ライナリング17はゴム又は樹脂等の材料
から成り、補強用芯金23aを備えている。従って、こ
の補強用芯金23aを漏洩水が噴出する位置に延在さ
せ、その内周側を図示するように湾曲させたものであ
る。従って、ライナリング17と羽根車マウス部18の
隙間から噴出する漏洩水は、漏洩水ガイド23に衝突
し、その湾曲部に案内されて、流れ方向Dが流入水の流
れ方向Cと同じ方向に転換される。これにより、ライナ
リング17と羽根車マウス部18の隙間から噴出する漏
洩水がポンプ羽根車側に向かう流入水と干渉して乱流を
生じるという問題が回避され、ポンプ効率等の低下が防
止される作用効果は上述と同様である。
【0021】図4は、ガイド機構の第3実施例を示す。
この実施例では、ガイド機構としてライナリング固定用
ホルダ24aを用いた漏洩水ガイド24を用いている。
ライナリング17は、上述と同様にゴム又は樹脂等の材
料から成り、固定用ホルダ24aを備えている。そし
て、固定用ホルダ24aの一部が漏洩水の噴射位置に延
在し、その内周側が図示するように羽根車側に向けて湾
曲している。この漏洩水ガイド24により、漏洩水がこ
れに衝突し、流れ方向Dが流入水の流れ方向Cと一致す
るように転換されることは上述と同様である。
【0022】図5は、第4実施例のガイド機構を示す。
このガイド機構は、ライナリングではなくケーシング1
3のライナリング17の配置位置近傍に設けられてい
る。この実施例は、ライナリング17と羽根車マウス部
18の隙間から噴出する漏洩水がケーシング13の一部
に設けた漏洩水ガイド25に衝突し、その衝突部位の内
周側に設けられた湾曲部により案内され、漏洩水の流れ
方向Dが流入水の流れ方向Cと一致するように方向転換
するようにしたものである。これにより上述と同様の作
用効果が生じる。
【0023】図6は、第5実施例のガイド機構を示す。
この実施例は、ケーシング13に板金製の漏洩水ガイド
26を固定したものである。この実施例においては、ラ
イナリング17と羽根車マウス部18の隙間から噴出す
る漏洩水が、ケーシング13に固定された板金製の漏洩
水ガイド26に衝突し、その湾曲部に案内されて漏洩水
の流れ方向Dが流入水の流れ方向Cと一致するように方
向転換される。この作用効果も上述と同様である。この
実施例は、図5に示す第4実施例と比べてポンプケーシ
ングの構造の変更が少ないという利点がある。
【0024】尚、上述した各実施例は、ガイド機構の例
示であり、ガイド機構としては羽根車への流入水の流れ
方向に対して反対側に噴出してくる漏洩水の流れ方向を
逆方向に転換できるものであればよい。
【0025】又、上述したガイド機構の実施例は流体と
して水を扱う場合について説明したが、取扱い流体とし
ては水に限らず、空気等の気体であっても、全く同様に
考えることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
イナリングと羽根車マウス部との隙間から噴出する漏洩
流体の流れを流入流体と同じ方向に転換することができ
る。従って、流入流体と漏洩流体の干渉が防止でき、こ
れにより流体機械の効率が向上して、その特性を改善す
ることができる。尚、この例は遠心ポンプの例について
説明したが、ファン・コンプレッサ等の流体機械にも同
様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施形態の遠心ポンプの断面
図であり、(b)はそのガイド機構の拡大図である。
【図2】(a)は本発明の実施形態の遠心ポンプの断面
図であり、(b)は第1実施例のガイド機構の拡大図で
ある。
【図3】(a)は本発明の第2実施例の遠心ポンプの断
面図であり、(b)は第2実施例のガイド機構の拡大図
である。
【図4】(a)は本発明の第3実施例の遠心ポンプの断
面図であり、(b)は第3実施例のガイド機構の拡大図
である。
【図5】(a)は本発明の第4実施例の遠心ポンプの断
面図であり、(b)は第4実施例のガイド機構の拡大図
である。
【図6】(a)は本発明の第5実施例の遠心ポンプの断
面図であり、(b)は第5実施例のガイド機構の拡大図
である。
【図7】(a)は従来の遠心ポンプの断面図であり、
(b)はその要部の拡大図である。
【符号の説明】
11 吸込口 12 羽根車 13 ポンプケーシング 14 吐出口 15 主軸 17 ライナリング 18 羽根車マウス部 19 軸封部材 21 ガイド機構 22,23,24,25,26 漏洩水ガイド C 流入水の流れ方向 D 漏洩水の流れ方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 昭二 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 Fターム(参考) 3H022 AA01 BA02 CA34 CA54 DA11 3H034 AA01 BB01 CC04 DD04 DD24 EE06 EE08 EE18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体に運動エネルギーを与える手段とし
    て羽根車の回転による遠心力を用いる流体機械におい
    て、該羽根車の回転により高圧となった流体がライナリ
    ングと羽根車マウス部の隙間から羽根車入口側に漏洩す
    る流体を、羽根車へ流入する流体の流れ方向と一致させ
    るように、方向転換するガイド機構を備えたことを特徴
    とする流体機械。
  2. 【請求項2】 前記ガイド機構は、前記ライナリングに
    漏洩流体の流れ方向を転換する案内部材を備えたことを
    特徴とする請求項1記載の流体機械。
  3. 【請求項3】 前記案内部材は、ライナリングに固定し
    た板金製の案内部材であることを特徴とする請求項2記
    載の流体機械。
  4. 【請求項4】 前記案内部材は、ゴム又は樹脂製ライナ
    リングの補強用板金の一部を用いて構成したことを特徴
    とする請求項2記載の流体機械。
  5. 【請求項5】 前記ガイド機構は、ケーシングに前記漏
    洩流体の流れ方向を転換する案内部材を備えたことを特
    徴とする請求項1記載の流体機械。
  6. 【請求項6】 前記ガイド機構は、ケーシングに前記漏
    洩流体の流れ方向を転換する板金製のガイドを備えたこ
    とを特徴とする請求項1記載の流体機械。
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