JP2003343473A - 斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽根車 - Google Patents

斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽根車

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JP2003343473A
JP2003343473A JP2002151958A JP2002151958A JP2003343473A JP 2003343473 A JP2003343473 A JP 2003343473A JP 2002151958 A JP2002151958 A JP 2002151958A JP 2002151958 A JP2002151958 A JP 2002151958A JP 2003343473 A JP2003343473 A JP 2003343473A
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suction
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Eiichi Ishigaki
栄一 石垣
Tomonori Yoshida
智紀 吉田
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Ishigaki Co Ltd
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Ishigaki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜流ポンプの吸込性能とバランス効率を向上
させ、回転軸にインデューサを配設して、高速回転を可
能とした羽根車を提供する。 【解決手段】 円錐状のハブ(14)に巻き掛けた斜流
羽根部(15a)と、その外周縁部(15c)をポンプ
ケーシング(3)の内周面に接近させて外周先端部(1
5d)を吸込ケーシング(4)に突設させたスクリュー
羽根部(15b)とからなる2〜4枚のら旋状翼(15
…)をポンプケーシング(3)に配設したもので、軸対
称にバランスよく配設したら旋状翼のスクリュー羽根部
(15b)に広い吸込口が形成され、吸込み性能を発揮
して斜流羽根部(15a)への押込圧が高められる。ら
旋状翼の吸込み性能が優れているため、インデューサ
(13)の羽根長さ(d)を吸込ケーシング(4)の直
径(D)の0.3〜0.6とすることができる。インデ
ューサ(13)の負荷が小さいことから、インデューサ
(13)の羽根枚数を2〜3枚と少なくすることが可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、斜流ポンプに関
し、特に、吸込性能を改善して高速回転を可能とした羽
根車の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、斜流ポンプは高速回転させると、
羽根車の入口圧力が下がり羽根前縁付近にキャビテーシ
ョンが発生する。キャビテーションを防止するために、
図6に示すように、羽根車18を配設するポンプケーシ
ング19の前段の吸込ケーシング20に、インデューサ
21を配設して吸込性能を改善している。羽根先端にイ
ンデューサを配設した遠心ポンプは、軸流ポンプと遠心
ポンプの両方の長所を生かしたもので吸込流量が増加す
る利点がある。インデューサはら旋状に巻く必要がある
ため、従来のインデューサ21の羽根長さd1は吸込ケ
ーシング20の直径D1の0.5〜1.0D1とし、図7
に示すように、インデューサ21の羽根枚数を3〜4枚
としてある。このような羽根車の吸込側にインデューサ
を配設して吸込圧力を高める液体ポンプは、例えば、特
開平10−18994号公報に記載してあるように公知
である。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】従来の軸流ポンプは、
吐出し量が非常に大きくなるが、比速度が1200〜2
000程度であり、高揚程領域で使用するとキャビテー
ションが発生するため、高圧力、高揚程とすることが困
難であった。また、遠心ポンプは羽根の遠心作用によっ
て流体に圧力及び速度エネルギーを与え高揚程が可能と
なるが、比速度が100〜300と小さくなり、吐出し
量が少なくなる。吐出し量を大きくした時のキャビテー
ションによる性能低下を防止するために、羽根車の入口
径を大きくしても遠心ポンプではキャビテーション性能
の向上には限界がある。
【0004】吸込み性能を高めるためにインデューサを
配設した遠心ポンプは、インデューサをら旋状に巻く必
要があるため、通常のインデューサの羽根枚数は2〜4
枚となる。通常の遠心羽根の羽根枚数が6枚以上であ
り、インデューサと遠心羽根間に分断が発生して異物を
含む汚水などでは詰りの原因となる。そのために吸込み
性能を確保しつつ、高揚程で異物通過性に優れたポンプ
を実現することが困難であった。そして、斜流ポンプ
は、吐出し量が遠心ポンプより大きく、揚程が軸流ポン
プよりも大きくなるものであるが、吐出し流体を大容
量、高揚程とするには限界がある。この発明は、斜流羽
根と軸流羽根の特性を組合せ、羽根車の前段にインデュ
ーサを配設して、吸込性能を確保しつつ、吐出し量の大
容量と高揚程で異物通過性に優れたポンプを提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨とすると
ころは、羽根車を配設したポンプケーシングに、吸込口
を水没させた吸込ケーシングと、案内羽根を配設したガ
イドケーシングを連設し、吸込ケーシングに流入した水
を羽根車で加圧し、加圧された旋回流をガイドケーシン
グの案内羽根で直線流に整流化して、吐出ケーシングか
ら排出する斜流ポンプにおいて、前記ポンプケーシング
に延設した回転軸に円錐状のハブを止着して、このハブ
に巻き掛けた斜流羽根部と、その外周縁部をポンプケー
シングの内周面に接近させて外周先端部を吸込ケーシン
グに突設させたスクリュー羽根部とからなる複数枚のら
旋状翼をポンプケーシングに配設すると共に、羽根車を
止着した回転軸の先端部にインデューサを配設したもの
で、滑らかに変化する羽根車の羽根となり、斜流羽根に
スクリュー羽根を付加することで、動力的には平坦で扱
いやすいポンプとなり、吸込性能を確保しつつ、高揚程
のポンプとなる。
【0006】ポンプの羽根枚数は、ハブに巻き掛けたら
旋状翼を2〜4枚としたので、主軸に垂直な全ての面に
おいてら旋状翼が軸対称にバランスよく配設され、流体
にエネルギーを与えるので、体積効率と回転バランスが
よくなる。スクリュー付斜流羽根車はら旋状翼の吸込み
性能が優れているため、インデューサの羽根長さを吸込
ケーシングの直径の0.3〜0.6として、コンパクト
な形状にすることができる。また、インデューサの負荷
が小さいことから、インデューサの羽根枚数を2〜3枚
と少なくすることが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】この発明に係る斜流ポンプにおけ
るスクリュー付斜流羽根車は、吸込ケーシングの吸込口
から吸引した水をインデューサで加圧して羽根車入口圧
を昇圧させ、ら旋状翼のスクリュー羽根部の流路に水が
送込まれる。羽根長さが短いインデューサが低速回転時
の吸込側に生じる流体の逆流を最小限に防止して、キャ
ビテーション抑制効果が得られる。このスクリュー羽根
部が容積形ポンプの機能を発揮して、その推力により軸
心方向に流入する流体の吸込量を増加させ、軸心方向に
流入した流体を、スクリュー羽根部が斜流羽根部への押
込圧を高める。スクリュー羽根部が吸込性能を向上させ
るので、斜流羽根部での局所的に圧力が低下することが
なく、キャビテーションによる振動と騒音が防止され
る。吸込性能の向上により、吐出し量が増加して大容量
の吐出圧と高揚程のポンプとなり、羽根車の高速回転が
可能となる。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図面に基づき詳述する
と、図1はこの発明に係るスクリュー付斜流羽根車を用
いた縦軸斜流ポンプの縦断側面図であって、縦軸斜流ポ
ンプ1は羽根車2を配設したポンプケーシング3と、ポ
ンプケーシング3の前後に吸込口4aを水没させた吸込
ケーシング4と、案内羽根5を配設したガイドケーシン
グ6が連設してある。羽根車2で加圧した旋回流をガイ
ドケーシング6に配設した案内羽根5で直線流に整流化
して、ガイドケーシング6の後端に連設した吐出ケーシ
ング7から排出するようにしてある。そして、羽根車2
を止着した回転軸8は吐出ケーシング7の背面の軸受9
に軸支して電動機10に連結してあり、回転軸8の下端
が吸込ケーシング4に連結した整流羽根11の水中軸受
12に支架してある。回転軸8先端に止着したインデュ
ーサ13が吸込側の吸込ケーシング4に配設してある。
【0009】図2は羽根車の斜視図であって、実施例で
はポンプケーシング3に配設した羽根車2は、図示する
実施例では、回転軸8に止着した円錐状のハブ14に2
枚の斜流羽根部15aが巻き掛けてある。この斜流羽根
部15aにハブ14の始端部から回転軸8に沿って突設
したスクリュー羽根部15bが、その外周縁部15cを
ポンプケーシング3の内周面に接近させて外周先端部1
5dを吸込ケーシング4の方向に突設させたスクリュー
羽根部15bが斜流羽根部15aに連設してある。スク
リュー羽根部15bの外周先端部15dを吸込ケーシン
ク4の方向に突設したので、ら旋状翼15の流入部に広
い吸込口が形成されて口径も大きくなり、スクリュー羽
根部15bに流入する吸込流量が増加される。羽根車2
の始端部のスクリュー羽根部15bが容積形ポンプの機
能を発揮し、その推力により軸心方向に流入する流体の
吸込量が増加して、流入部での吸引効率を高めることが
出来るので、繊維等の異物が羽根に絡み付くこともな
い。
【0010】ポンプ口径が大きい大型ポンプでは、ら旋
状翼15は3〜4枚で構成してもよく、この一連の羽根
面を形成したスクリュー羽根部15bと斜流羽根部15
aで回転軸8に垂直な全ての面において、軸対称に羽根
がバランスよく配置されて流体にエネルギーを与えるの
で、体積効率とバランス効率がよくなる。ら旋状翼15
の羽根車2は、軸心方向に流入した流体をスクリュー羽
根部15bで加圧するので、斜流羽根部15aへの押込
圧が高められ、吸込性能が向上してキャビテーションが
防止され、振動と騒音が防止される。
【0011】図3に示すように、ら旋状翼15はスクリ
ュー羽根部15bの吸込み性能が優れているため、イン
デューサ13の羽根長さdを吸込ケーシング4の直径D
の0.3D〜0.6Dとして、羽根長さdの短いコンパ
クトな形状としてある。また、インデューサ13の負荷
が小さいことから、図4に示すように、インデューサ1
3の羽根枚数を2〜3枚と少なくしてある。このインデ
ューサ13で羽根車2の入口圧をキャビテーションが起
こらない程度に昇圧させる。インデューサ13で昇圧さ
れたら旋状翼15は、スクリュー羽根部15bからの押
込圧を受けた水を斜流羽根部15aの遠心力と羽根面の
揚力で加圧増速させる。ら旋状翼15の流入部に広い吸
込口が形成されて吸込流量が増加されるので、インデュ
ーサ13の羽根長さdを短くして、羽根枚数も少なくで
きる。
【0012】ら旋状翼15にインデューサ13を組合せ
ることにより、斜流羽根部15aで加圧された流体の流
量が低下して負圧となることがなく、インデューサ13
が部分的に負荷作動して逆流することもなく、キャビテ
ーションによる振動と騒音が防止され、羽根車2の高速
回転も可能となる。そして、口径を大きくした吸込口か
ら吸引した水の吸込性能と容積効率が向上し、吐出し量
が増加して大容量の吐出圧と高揚程の羽根車2となる。
図5はスクリュー付斜流羽根車を用いた縦軸斜流ポンプ
の他の実施例であって、吸込ケーシング16の吸込口1
6aを縦軸斜流ポンプ1aの横方向に開口して渦巻状に
形成してあり、回転軸8の下端を吸込ケーシング16の
底部に設けた軸受17に軸支してある。なお、図1及び
図3に示す実施例では、斜流ポンプは縦軸斜流ポンプと
してあるが、横軸斜流ポンプにら旋状翼とインデューサ
を配設してもよいものである。
【0013】
【表1】
【0014】表1はこの発明のスクリュー付斜流羽根と
従来の斜流羽根の吸込性能を対比した図表であって、必
要吸込実揚程を7m3/min×26m×3500rp
m×55kwの値と理論比速度900でテストを行っ
た。斜流羽根に軸流羽根を組合せることにより、従来の
斜流羽根より吸込比速度が1.4倍となり、必要吸込実
揚程が従来の斜流羽根の0.62倍となる。上記のテス
トから、昇圧の程度が高い場合には羽根長さが長く、枚
数の多いインデューサが必要となる。本願発明のスクリ
ュー付斜流羽根車はら旋状翼による昇圧が従来型と比較
して少なくてすみ、回転軸方向長さで40%程度インデ
ューサをコンパクトな物とすることができる。また、イ
ンデューサ負荷が少ないことから、インデューサの羽根
枚数を少なくすることも可能であり、スクリュー付斜流
羽根はスクリュー部の吸込口が広いので、異物通過性も
確保できる。例えば、従来のインデューサは吸込ケーシ
ングの直径Dの0.5〜1.0Dの羽根長さのインデュ
ーサが3〜4枚必要であるが、この発明では、インデュ
ーサの羽根長さは0.3D〜0.6Dで良いことにな
り、スクリュー羽根部の吸込性能の向上によりインデュ
ーサの羽根枚数も2〜3枚が可能となる。羽根長さが短
いインデューサが低速回転時の吸込側に生じる流体の逆
流を最小限に防止して、キャビテーション抑制効果が得
られる。
【0015】
【発明の効果】この発明に係るスクリュー付斜流羽根車
は上記のように構成してあり、ら旋状翼にインデューサ
を組合せることにより、キャビテーションによる振動と
騒音が防止され、口径を大きくした吸込口から吸引した
水の吸込性能と容積効率が向上し、吐出し量が増加して
大容量の吐出圧と高揚程のポンプとなり、羽根車の高速
回転が可能となる。即ち、ポンプケーシングにハブに巻
き掛けた斜流羽根部と、その外周縁部をポンプケーシン
グの内周面に接近させて外周先端部を吸込ケーシングに
突設させたスクリュー羽根部とからなる複数枚のら旋状
翼をポンプケーシングに配設し、羽根車を止着した回転
軸の先端部にインデューサを配設したので、滑らかに変
化する羽根車の羽根となり、斜流羽根にスクリュー羽根
を付加することで、動力的には平坦で扱いやすいポンプ
となり、吸込性能を確保しつつ、高揚程のポンプとな
る。そして、羽根車の入口圧をインデューサが昇圧さ
せ、軸心方向に流入した流体をスクリュー羽根部で加圧
するので、斜流羽根部への押込圧が高められ、キャビテ
ーションが防止される。
【0016】ポンプの羽根枚数は、ハブに巻き掛けたら
旋状翼を2〜4枚としたので、主軸に垂直な全ての面に
おいてら旋状翼が軸対称にバランスよく配設され、流体
にエネルギーを与えるので、体積効率と回転バランスが
よくなる。そして、ら旋状翼のスクリュー羽根部に広い
吸込口が形成されるので、羽根車の入口圧を昇圧させる
インデューサは、その羽根長さを吸込ケーシングの直径
の0.3〜0.6として、コンパクトな形状にすること
ができる。また、インデューサの負荷が小さいことか
ら、インデューサの羽根枚数を2〜3枚と少なくするこ
とが可能となり羽根長さが短いインデューサが低速回転
時の吸込側に生じる流体の逆流を最小限に防止して、キ
ャビテーション抑制効果が得られる。枚数の少ない短い
インデューサと、スクリュー羽根部の吸込口が繊維等の
異物通過性を高める。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るスクリュー付斜流羽根車を配設
した斜流ポンプの縦断面図である。
【図2】この発明に係るら旋状翼を有する羽根車の斜視
図である。
【図3】この発明に係る斜流ポンプの要部縦断面図であ
る。
【図4】この発明に係るインデューサの展開図である。
【図5】他の実施例の、スクリュー付斜流羽根車を配設
した斜流ポンプの縦断面図である。
【図6】従来の、インデューサを配設した斜流ポンプの
要部縦断面図である。
【図7】従来のインデューサの展開図である。
【符号の説明】
2 羽根車 3 ポンプケーシング 4 吸込ケーシング 4a 吸込口 5 案内羽根 6 ガイドケーシング 7 吐出ケーシング 8 回転軸 13 インデューサ 14 ハブ 15 ら旋状翼 15a 斜流羽根部 15b スクリュー羽根部 15c 外周縁部 15d 外周先端部 D 直径 d 羽根長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04D 29/24 F04D 29/24 E 29/66 29/66 B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車(2)を配設したポンプケーシン
    グ(3)に、吸込口(4a)を水没させた吸込ケーシン
    グ(4)と、案内羽根(5)を配設したガイドケーシン
    グ(6)を連設し、吸込ケーシング(4)に流入した水
    を羽根車(2)で加圧し、加圧された旋回流をガイドケ
    ーシング(6)の案内羽根(5)で直線流に整流化し
    て、吐出ケーシング(7)から排出する斜流ポンプにお
    いて、前記ポンプケーシング(3)に延設した回転軸
    (8)に円錐状のハブ(14)を止着して、このハブ
    (14)に巻き掛けた斜流羽根部(15a)と、その外
    周縁部(15c)をポンプケーシング(3)の内周面に
    接近させて外周先端部(15d)を吸込ケーシング
    (4)に突設させたスクリュー羽根部(15b)とから
    なる複数枚のら旋状翼(15…)をポンプケーシング
    (3)に配設すると共に、羽根車(2)を止着した回転
    軸(8)の先端部にインデューサ(13)を配設したこ
    とを特徴とする斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽
    根車。
  2. 【請求項2】 上記ハブ(14)に巻き掛けたら旋状翼
    (15)を2〜4枚としたことを特徴とする請求項1に
    記載の斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽根車。
  3. 【請求項3】 上記インデューサ(13)の羽根長さ
    (d)を吸込ケーシング(4)の直径(D)の0.3〜
    0.6としたことを特徴とする請求項1または2に記載
    の斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽根車。
  4. 【請求項4】 上記インデューサ(13)の羽根枚数を
    2〜3枚としたことを特徴とする請求項1乃至3に記載
    の斜流ポンプにおけるスクリュー付斜流羽根車。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101968062A (zh) * 2010-10-26 2011-02-09 王茂博 一种绞龙抽渣泵的叶轮装置
CN103299081A (zh) * 2010-12-04 2013-09-11 欧根·施密特博士仪器和泵制造有限责任公司 冷却剂泵
CN108443214A (zh) * 2018-05-22 2018-08-24 三联泵业股份有限公司 一种立式泵
KR102563079B1 (ko) * 2022-12-22 2023-08-03 주식회사 신정기공 수중펌프의 임펠러장치

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