JP2003343493A - Diffuser of pump and pump - Google Patents

Diffuser of pump and pump

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JP2003343493A
JP2003343493A JP2002149756A JP2002149756A JP2003343493A JP 2003343493 A JP2003343493 A JP 2003343493A JP 2002149756 A JP2002149756 A JP 2002149756A JP 2002149756 A JP2002149756 A JP 2002149756A JP 2003343493 A JP2003343493 A JP 2003343493A
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JP
Japan
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diffuser
impeller
vane
fluid
flow path
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002149756A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichita Kobayashi
一太 小林
Kazuyoshi Miyagawa
和芳 宮川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the degradation of a flow rate/head characteristic curve. <P>SOLUTION: In a diffuser 10 related to the embodiment 1, the straight line part 20s is provided in the diffuser flow path 20, and the diffuser bending part 20b is arranged on the latter half part 20t of the diffuser flow path 20. After the pressure of fluid is recovered by sufficiently reducing the speed of the fluid at the first half 201 of the diffuser flow path 20, the direction of flow can be changed into the rotating shaft 9 side of an impeller 3 at the diffuser bending part 20b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ポンプに関し、
さらに詳しくは、流量/揚程特性を改善し、安定して運
転できるポンプのディフューザ及びポンプに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pump,
More specifically, the present invention relates to a diffuser of a pump and a pump having improved flow rate / lift characteristics and capable of stable operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポンプは流体にエネルギーを与え、これ
を低圧部から高圧部へ送り出す機械である。このような
ポンプの中で、ターボ形機械に属する斜流ポンプや遠心
ポンプは、広範囲の流量、圧力に対して適用される。図
8は、ポンプの吐出し量Qと揚程Hとの関係を示す流量
/揚程(以下Q/H)特性の一例を示す説明図である。
一般に、斜流ポンプや遠心ポンプでは、吐出し量Qが小
さいときに揚程Hが大きくなり、吐出し量Qの増加とと
もに揚程Hは小さくなる。そして、図8中の曲線Aで示
すように、揚程Hは吐出し量Qの増加とともに減少する
ことがポンプを安定して運転する上で好ましい。
A pump is a machine that applies energy to a fluid and sends it from a low pressure section to a high pressure section. Among such pumps, mixed flow pumps and centrifugal pumps belonging to turbomachines are applied to a wide range of flow rates and pressures. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a flow rate / lift (hereinafter referred to as Q / H) characteristic showing a relationship between the discharge amount Q of the pump and the lift H.
Generally, in a mixed flow pump or a centrifugal pump, the head H becomes large when the discharge amount Q is small, and the head H becomes smaller as the discharge amount Q increases. Then, as shown by the curve A in FIG. 8, it is preferable that the pumping head H be decreased with the increase of the discharge amount Q in order to operate the pump stably.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、設計上の制
約等に起因して、図8中の曲線Bで示すようにQ/H特
性に凹みができると、この凹みの領域Cにおける吐出し
量Qcでポンプを運転しようとするとサージングが起こ
り、ポンプの運転が不安定になる場合がある。そこで、
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Q/
H特性の凹みを低減し、安定して運転できるポンプのデ
ィフューザ及びポンプを提供することを目的とする。
By the way, if a Q / H characteristic is dented as shown by a curve B in FIG. 8 due to design restrictions or the like, the ejection amount in the dent region C is reduced. When the pump is operated with Qc, surging may occur and the operation of the pump may become unstable. Therefore,
The present invention has been made in view of the above, and Q /
It is an object of the present invention to provide a pump diffuser and a pump that can be stably operated by reducing the depression of the H characteristic.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に係るポンプのディフューザは、インペ
ラから送られる流体を減速させ、且つ流れの向きを前記
インペラの回転軸方向へ変化させるための曲がり部を有
する、前記回転軸の周囲へ設けられた環状のディフュー
ザ流路を備え、当該曲がり部を前記ディフューザ流路の
後半部に配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a diffuser of a pump according to a first aspect of the invention slows down the fluid sent from an impeller and changes the direction of flow in the direction of the axis of rotation of the impeller. An annular diffuser flow path is provided around the rotary shaft and has a curved portion for causing the curved portion to be arranged in the latter half of the diffuser flow channel.

【0005】本発明者らはポンプのQ/H特性を改善す
るため鋭意研究した結果、速度の速い流体がディフュー
ザ曲がり部を通過する際には、この曲がりに流体の流れ
が追従できず、流体の剥離が生ずることを見出した。そ
して、従来のディフューザにおいては、この剥離がディ
フューザ流路内の上流側、すなわち流体の流速が高く圧
力が十分回復していない領域で発生していたので、流体
のエネルギー損失が大きく、Q/H特性に凹みを発生さ
せていることを見出した。
The inventors of the present invention have conducted extensive studies to improve the Q / H characteristics of the pump. As a result, when a fluid having a high velocity passes through the bend portion of the diffuser, the fluid flow cannot follow the bend, It was found that peeling occurred. In the conventional diffuser, this separation occurs on the upstream side in the diffuser flow path, that is, in the region where the flow velocity of the fluid is high and the pressure is not sufficiently recovered, so that the energy loss of the fluid is large and the Q / H It was found that a dent was generated in the characteristics.

【0006】このポンプのディフューザは、流体の流れ
をインペラの回転軸方向へ変化させる曲がり部をディフ
ューザ流路の後半部へ設けている。このような構造によ
って、ディフューザ流路の前半部で十分に流体を減速さ
せて流体の圧力を回復させるので、流体の圧力回復領域
を従来よりも大きくできる。その結果、ディフューザに
おける流体のエネルギー損失を従来よりも低減させて、
Q/H特性の凹みを低減できるので、安定してポンプを
運転することができる。
In the diffuser of this pump, a bent portion that changes the flow of fluid in the direction of the rotation axis of the impeller is provided in the latter half of the diffuser flow path. With such a structure, the pressure of the fluid is recovered by sufficiently decelerating the fluid in the front half of the diffuser flow path, and thus the pressure recovery area of the fluid can be made larger than in the conventional case. As a result, the energy loss of the fluid in the diffuser is reduced more than before,
Since the dent of the Q / H characteristic can be reduced, the pump can be operated stably.

【0007】また、請求項2に係るポンプのディフュー
ザのように、上記曲がり部は、上記ディフューザ流路の
入口から上記ディフューザ流路長さの50%よりも下流
の位置に配置することが好ましい。これは、通常のディ
フューザではこの領域まで流体が流れると、流体の圧力
は十分に回復するので、この領域以降で剥離等が発生し
ても、流体のエネルギー損失にはほとんど影響を与えな
いからである。
Further, as in the diffuser of the pump according to the second aspect, it is preferable that the bent portion is arranged at a position downstream from the inlet of the diffuser flow passage by more than 50% of the length of the diffuser flow passage. This is because, in a normal diffuser, when the fluid flows to this area, the pressure of the fluid is sufficiently recovered, so even if peeling occurs in this area or later, it has almost no effect on the energy loss of the fluid. is there.

【0008】また、請求項3に係るポンプのディフュー
ザは、さらに、請求項1又は2に記載のポンプのディフ
ューザにおいて、さらに、上記ディフューザ流路内に
は、当該ディフューザ流路の入口から出口に向かうディ
フューザベーンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフ
ューザ流路の曲がり部においては、上記インペラの回転
軸側における前記ディフューザベーンの付け根部が圧力
面側に傾斜していることを特徴とする。
A diffuser for a pump according to a third aspect of the present invention is the diffuser for a pump according to the first aspect or the second aspect, further, in the diffuser passage, from the inlet to the outlet of the diffuser passage. A diffuser vane is provided, and at least in a bent portion of the diffuser flow path, a base portion of the diffuser vane on a rotation shaft side of the impeller is inclined toward a pressure surface side.

【0009】このポンプのディフューザは、さらに、少
なくともディフューザ曲がり部においてはインペラの回
転軸側におけるディフューザベーンの付け根部が圧力面
側に傾斜している。このような構成によって、インペラ
の回転軸側におけるディフューザベーンの付け根部近傍
で生ずる速度境界層の発達や低エネルギー流体の集積を
抑制できる。その結果、さらに流体のエネルギー損失を
抑えて流体の圧力を十分に回復させることができるの
で、Q/H特性の凹みをさらに低減できる。なお、ディ
フューザベーンは、その高さ方向全体にわたって圧力面
側に傾けてもよいし、インペラの回転軸側におけるディ
フューザベーンの付け根部のみを圧力面側に傾けてもよ
い。ここで圧力面とは、子午面に対して湾曲しているデ
ィフューザベーンの腹側(湾曲部の内側)における面を
いい、負圧面とは背側(湾曲部の外側)、すなわち圧力
面の反対側における面をいう(以下同様)。図4(b)
で説明すると、符号31pで示す面が圧力面であり、符
号31dで示す面が負圧面である。圧力面においては、
負圧面よりも圧力が高くなる(以下同様)。
In the diffuser of this pump, the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined to the pressure surface side at least at the diffuser bend portion. With such a configuration, it is possible to suppress the development of the velocity boundary layer and the accumulation of the low energy fluid near the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller. As a result, the energy loss of the fluid can be further suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored, so that the depression of the Q / H characteristic can be further reduced. The diffuser vane may be tilted toward the pressure surface over the entire height direction, or only the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller may be tilted toward the pressure surface. Here, the pressure surface is the surface on the ventral side (inside the curved portion) of the diffuser vane that is curved with respect to the meridional surface, and the suction surface is the back side (outside the curved portion), that is, the opposite of the pressure surface. The surface on the side (the same applies hereinafter). Figure 4 (b)
The surface indicated by reference numeral 31p is a pressure surface, and the surface indicated by reference numeral 31d is a negative pressure surface. In terms of pressure,
The pressure is higher than that on the suction surface (the same applies below).

【0010】また、請求項4に係るポンプのディフュー
ザは、請求項1又は2に記載のポンプのディフューザに
おいて、さらに、上記ディフューザ流路内には、当該デ
ィフューザ流路の入口から出口に向かうディフューザベ
ーンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフューザ流路
の曲がり部においては前記ディフューザベーンの流れ方
向に垂直な断面形状をバウ翼形状に形成して、上記イン
ペラの回転軸側における前記ディフューザベーンの付け
根部を圧力面側に傾斜させたことを特徴とする。
A diffuser for a pump according to a fourth aspect is the diffuser for a pump according to the first or second aspect, and further, in the diffuser flow passage, a diffuser vane from an inlet to an outlet of the diffuser flow passage. Is provided, and at least in the bent portion of the diffuser flow path, a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the diffuser vane is formed into a bow blade shape, and the root portion of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is pressed The feature is that it is inclined to the surface side.

【0011】このポンプのディフューザは、さらに、少
なくともディフューザ曲がり部においてはディフューザ
ベーンの流れ方向に垂直な断面をバウ翼形状とし、ディ
フューザベーンを圧力面側に傾けるようにしてある。こ
のような構成によって、インペラの回転軸側におけるデ
ィフューザベーンの付け根部近傍で生ずる低エネルギー
流体の集積等を抑制できる。その結果、さらに流体のエ
ネルギー損失を抑えて流体の圧力を十分に回復させるこ
とができるので、Q/H特性の凹みをさらに低減して、
より安定したポンプの運転が可能になる。ここで、バウ
翼形状とは、ディフューザの流れ方向に垂直な断面形状
が円弧状となっている翼形状をいう(以下同様)。
In the diffuser of this pump, a cross section perpendicular to the flow direction of the diffuser vane has a bow blade shape at least in the curved portion of the diffuser, and the diffuser vane is inclined toward the pressure surface side. With such a configuration, it is possible to suppress the accumulation of the low-energy fluid that occurs near the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller. As a result, the energy loss of the fluid can be further suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored, so that the dent of the Q / H characteristic can be further reduced,
More stable pump operation becomes possible. Here, the bow wing shape refers to a wing shape in which the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the diffuser is an arc shape (the same applies hereinafter).

【0012】また、請求項5に係るポンプのディフュー
ザは、請求項1又は2に記載のポンプのディフューザに
おいて、さらに、上記ディフューザ流路内には当該ディ
フューザ流路の入口から出口に向かうディフューザベー
ンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフューザ流路の
曲がり部においては、上記インペラの回転軸側における
上記ディフューザベーンの負圧面側付け根部に生ずる死
水域を埋める構造としたことを特徴とする。
A diffuser for a pump according to a fifth aspect is the diffuser for a pump according to the first or second aspect, further comprising a diffuser vane in the diffuser passage from an inlet to an outlet of the diffuser passage. It is characterized in that at least the curved portion of the diffuser flow path has a structure for filling a dead water region generated at the base portion of the diffuser vane on the suction surface side on the rotary shaft side of the impeller.

【0013】このポンプのディフューザは、さらに、イ
ンペラの回転軸側におけるディフューザベーンの負圧面
側付け根部を製造時に予め肉厚としたり、スペーサを接
合したりして、この部分に生ずる死水域を埋めるように
してある。これによって、死水域の発生を抑え、低エネ
ルギー流体の集積等を抑制することができる。また、速
度境界層の発達等を抑制して、ディフューザを通過する
流体の逆流を抑えることができるので、ディフューザ曲
がり部における流体の剥離を抑えることもできる。これ
らの相互作用によって、さらに流体のエネルギー損失を
抑えてQ/H特性の凹みを低減し、安定してポンプを運
転できる。
In the diffuser of this pump, the root portion of the diffuser vane on the negative pressure surface side on the rotary shaft side of the impeller is preliminarily thickened at the time of manufacturing or a spacer is joined to fill the dead water region generated in this portion. Is done. As a result, it is possible to suppress the occurrence of dead water regions and suppress the accumulation of low energy fluid and the like. Further, since it is possible to suppress the backflow of the fluid passing through the diffuser by suppressing the development of the velocity boundary layer and the like, it is possible to suppress the separation of the fluid at the curved portion of the diffuser. By these interactions, the energy loss of the fluid can be further suppressed, the depression of the Q / H characteristic can be reduced, and the pump can be operated stably.

【0014】また、請求項6に係るポンプのディフュー
ザは、インペラから送られる流体を減速させ、且つ流れ
の向きを変化させる曲がり部を有したディフューザ流路
と、このディフューザ流路内に設けられた当該ディフュ
ーザ流路の入口から出口に向かうディフューザベーンと
を備え、少なくとも前記ディフューザ流路の曲がり部に
おいては、上記インペラの回転軸側における前記ディフ
ューザベーンの付け根部が圧力面側に傾斜していること
を特徴とする。
The diffuser of the pump according to claim 6 is provided in the diffuser flow passage having a curved portion for decelerating the fluid sent from the impeller and changing the direction of the flow, and the diffuser passage. A diffuser vane from the inlet to the outlet of the diffuser flow passage, and at least in the curved portion of the diffuser flow passage, the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined toward the pressure surface side. Is characterized by.

【0015】このポンプのディフューザは、少なくとも
ディフューザ曲がり部においてはインペラの回転軸側に
おけるディフューザベーンの付け根部が圧力面側に傾斜
している。このような構成によって、インペラの回転軸
側におけるディフューザベーンの付け根部近傍で生ずる
速度境界層の発達や低エネルギー流体の集積を抑制でき
る。その結果、流体のエネルギー損失を抑えて流体の圧
力を十分に回復させることができるので、Q/H特性の
凹みを低減できる。なお、このポンプのディフューザ
は、斜流ポンプのみならず、遠心ポンプのディフューザ
にも適用できる。
In the diffuser of this pump, the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined to the pressure surface side at least at the diffuser bend portion. With such a configuration, it is possible to suppress the development of the velocity boundary layer and the accumulation of the low energy fluid near the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller. As a result, the energy loss of the fluid can be suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored, so that the depression of the Q / H characteristic can be reduced. The diffuser of this pump can be applied not only to the mixed flow pump but also to the diffuser of the centrifugal pump.

【0016】また、請求項7に係るポンプのディフュー
ザは、インペラから送られる流体を減速させ、且つ流れ
の向きを変化させる曲がり部を有したディフューザ流路
と、このディフューザ流路内に設けられた当該ディフュ
ーザ流路の入口から出口に向かうディフューザベーンと
を備え、少なくとも前記ディフューザ流路の曲がり部に
おいては前記ディフューザベーンの流れ方向に垂直な断
面形状をバウ翼形状に形成して、前記インペラの回転軸
側における前記ディフューザベーンの付け根部を圧力面
側に傾斜させたことを特徴とする。
The diffuser of the pump according to claim 7 is provided in the diffuser flow passage having a bent portion for decelerating the fluid sent from the impeller and changing the direction of the flow, and the diffuser passage. A diffuser vane directed from an inlet to an outlet of the diffuser flow passage, and at least at a curved portion of the diffuser flow passage, a cross-sectional shape perpendicular to a flow direction of the diffuser vane is formed into a bow blade shape, and rotation of the impeller is performed. The base portion of the diffuser vane on the shaft side is inclined to the pressure surface side.

【0017】このポンプのディフューザは、少なくとも
ディフューザ曲がり部においてはディフューザベーンの
流れ方向に垂直な断面をバウ翼形状とし、ディフューザ
ベーンを圧力面側に傾けるようにしてある。このような
構成によって、インペラの回転軸側におけるディフュー
ザベーンの付け根部近傍で生ずる低エネルギー流体の集
積等を抑制できる。その結果、流体のエネルギー損失を
抑えて流体の圧力を十分に回復させることができるの
で、Q/H特性の凹みを低減できる。なお、このポンプ
のディフューザは、斜流ポンプのみならず、遠心ポンプ
のディフューザにも適用できる。
In the diffuser of this pump, a cross section perpendicular to the flow direction of the diffuser vane has a bow blade shape at least in the curved portion of the diffuser, and the diffuser vane is inclined toward the pressure surface side. With such a configuration, it is possible to suppress the accumulation of the low-energy fluid that occurs near the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller. As a result, the energy loss of the fluid can be suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored, so that the depression of the Q / H characteristic can be reduced. The diffuser of this pump can be applied not only to the mixed flow pump but also to the diffuser of the centrifugal pump.

【0018】また、請求項8に係るポンプのディフュー
ザは、インペラから送られる流体を減速させ、且つ流れ
の向きを変化させる曲がり部を有したディフューザ流路
と、このディフューザ流路内に設けられたディフューザ
ベーンとを備え、少なくとも前記ディフューザ流路の曲
がり部においては、前記インペラの回転軸側における前
記ディフューザベーンの負圧面側付け根部に生ずる死水
域を埋める構造としたことを特徴とする。
The diffuser of the pump according to claim 8 is provided in the diffuser passage having a bent portion for decelerating the fluid sent from the impeller and changing the direction of the flow, and in the diffuser passage. A diffuser vane is provided, and at least the curved portion of the diffuser flow path is configured to fill a dead water region generated at the suction surface side root portion of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller.

【0019】このポンプのディフューザは、インペラの
回転軸側におけるディフューザベーンの負圧面側付け根
部を製造時に予め肉厚としたり、スペーサを接合したり
して、この部分に生ずる死水域を埋めるようにしてあ
る。これによって、死水域の発生を抑え、低エネルギー
流体の集積等を抑制することができるので、流体のエネ
ルギー損失を抑えてQ/H特性の凹みを低減し、安定し
てポンプを運転できる。なお、このポンプのディフュー
ザは、斜流ポンプのみならず、遠心ポンプのディフュー
ザにも適用できる。
In the diffuser of this pump, the root portion of the diffuser vane on the negative pressure surface side on the rotary shaft side of the impeller is preliminarily thickened at the time of manufacturing, or a spacer is joined to fill the dead water region generated in this portion. There is. As a result, it is possible to suppress the occurrence of dead water regions and suppress the accumulation of low-energy fluids, etc. Therefore, it is possible to suppress the energy loss of the fluids, reduce the dents in the Q / H characteristics, and stably operate the pump. The diffuser of this pump can be applied not only to the mixed flow pump but also to the diffuser of the centrifugal pump.

【0020】また、請求項9に係るポンプは、流体に速
度エネルギーを与えるインペラと、このインペラから送
られてくる流体の速度エネルギーを圧力エネルギーに変
換する請求項1〜8のいずれか1項に記載のディフュー
ザと、を備えたことを特徴とする。このポンプは、上記
ポンプのディフューザを備えているので、流体の圧力回
復領域を大きくとることができる。また曲がり部におけ
る剥離や低エネルギー流体の蓄積等を抑制できるので、
これらの作用によって、広い流量範囲においても安定し
て運転できる。
A pump according to a ninth aspect is the impeller for imparting velocity energy to the fluid, and the velocity energy of the fluid sent from the impeller is converted into pressure energy. And a diffuser as described above. Since this pump is provided with the diffuser of the above-mentioned pump, it is possible to secure a large fluid pressure recovery region. Also, because it is possible to suppress peeling at the bend and accumulation of low-energy fluid, etc.
Due to these effects, stable operation is possible even in a wide flow rate range.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
の或いは実質的に同一のものが含まれる。また、この発
明は、特に斜流ポンプや遠心ポンプに好適である。ま
た、この発明が適用されるポンプは、水やスラリーある
いは化学プラントで使用されるような低温燃料等の流体
を送る場合に好適である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same. Further, the present invention is particularly suitable for a mixed flow pump and a centrifugal pump. Further, the pump to which the present invention is applied is suitable for sending water, a slurry, or a fluid such as a low temperature fuel used in a chemical plant.

【0022】(実施の形態1)図1は、この発明の実施
の形態1に係るポンプを示す断面図である。また、図2
は、この発明の実施の形態1に係るポンプのディフュー
ザを示す説明図である。このポンプ100は、ディフュ
ーザ10を構成するディフューザ流路20の曲がり部2
0bをこのディフューザ10の後半部20tに配置した
ことを特徴とする。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing a pump according to Embodiment 1 of the present invention. Also, FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a diffuser of the pump according to Embodiment 1 of the present invention. The pump 100 includes a curved portion 2 of a diffuser flow passage 20 that constitutes the diffuser 10.
0b is arranged in the rear half 20t of the diffuser 10.

【0023】このポンプ100は斜流ポンプであり、ポ
ンプ入口1から取り込まれた流体はインペラ3によって
ディフューザ10(図1中点線で囲んだ部分)を構成す
るディフューザ流路20へ送られる。なお、図1からは
明らかではないが、ディフューザ流路20は、インペラ
3の回転軸9の周囲へ設けられており、前記回転軸9に
垂直な断面形状は環状である。ディフューザ流路20へ
送られた流体はここで整流された後、ポンプ出口5から
排出される。ディフューザ10は、インペラ3で流体に
与えられた速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する
役割を果たす。
This pump 100 is a mixed flow pump, and the fluid taken in from the pump inlet 1 is sent by the impeller 3 to the diffuser flow passage 20 which constitutes the diffuser 10 (the portion surrounded by the dotted line in FIG. 1). Although not apparent from FIG. 1, the diffuser flow passage 20 is provided around the rotary shaft 9 of the impeller 3, and the sectional shape perpendicular to the rotary shaft 9 is annular. The fluid sent to the diffuser flow path 20 is rectified here and then discharged from the pump outlet 5. The diffuser 10 plays a role of converting velocity energy given to the fluid by the impeller 3 into pressure energy.

【0024】図3は、従来のディフューザを示す説明図
である。従来のディフューザ910では、インペラ90
1を流れ出た流体はディフューザ流路920の前半部に
設けられたディフューザ曲がり部920bによって、流
れの方向をインペラ901の回転軸909側に変えられ
ていた。本発明者らは鋭意研究の結果、速度の速い流体
がディフューザ曲がり部920bを通過する際には、こ
の曲がりに流体の流れが追従できず、図3に示すように
ディフューザ曲がり部920bでは流体の剥離940が
生ずることを見出した。そして、従来のディフューザ9
10においては、この剥離940がディフューザ流路9
20内の上流側、すなわち流体の流速が高く圧力が十分
回復していない領域で発生していたので、流体のエネル
ギー損失が大きく、Q/H特性に凹みを発生させている
ことを見出した。
FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional diffuser. In the conventional diffuser 910, the impeller 90
The fluid flowing out of No. 1 was changed in its flow direction to the rotating shaft 909 side of the impeller 901 by the diffuser bending portion 920b provided in the front half of the diffuser flow passage 920. As a result of earnest studies by the present inventors, when a fluid having a high velocity passes through the diffuser bending portion 920b, the flow of the fluid cannot follow this bending, and as shown in FIG. It was found that peeling 940 occurred. And the conventional diffuser 9
In FIG. 10, this peeling 940 is the diffuser flow path 9
It has been found that the energy loss of the fluid is large and the Q / H characteristic is dented because it occurs in the upstream side of 20, that is, in the region where the flow velocity of the fluid is high and the pressure is not sufficiently recovered.

【0025】そこで、この発明の実施の形態1に係るデ
ィフューザ10では、図2に示すように、ディフューザ
流路20に直線部20sを設け、ディフューザ流路20
の後半部20tにディフューザ曲がり部20bが配置さ
れるようにしてある。また、ディフューザベーン30
も、ディフューザ流路20をこのような形状にしたこと
にともなって、ディフューザ流路20の断面形状と同様
の形状となる。なお、直線部20sは文字通りの直線で
はなく、図2中点線で示したように緩やかな曲線部20
cを設けて、ディフューザ曲がり部20bをディフュー
ザ流路20の後半部20tに配置してもよい。
Therefore, in the diffuser 10 according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the diffuser flow passage 20 is provided with the straight portion 20s, and the diffuser flow passage 20 is provided.
The diffuser bent portion 20b is arranged in the latter half portion 20t of the. Also, the diffuser vane 30
Also, with the diffuser channel 20 having such a shape, the diffuser channel 20 has a shape similar to the cross-sectional shape of the diffuser channel 20. The straight line portion 20s is not a literal straight line, but a gentle curved line portion 20 as shown by a dotted line in FIG.
The diffuser bent portion 20b may be provided in the rear half portion 20t of the diffuser flow path 20 by providing the c.

【0026】このような構造によって、このディフュー
ザ10では、ディフューザ流路20の前半部20lで十
分に流体を減速させて流体の圧力を回復させてから、デ
ィフューザ曲がり部20bで流れ方向をインペラ3の回
転軸9側に変えることができる。これによって、流体の
圧力回復領域を従来よりも大きくできるので、ディフュ
ーザ10における流体のエネルギー損失を従来よりも低
減させることができる。その結果、Q/H特性の凹みを
低減できるので、安定してポンプ100を運転すること
ができる。
With such a structure, in the diffuser 10, the pressure of the fluid is recovered by sufficiently decelerating the fluid in the front half portion 20l of the diffuser flow passage 20, and then the flow direction of the impeller 3 is changed by the diffuser bending portion 20b. It can be changed to the rotating shaft 9 side. As a result, the pressure recovery region of the fluid can be made larger than in the conventional case, so that the energy loss of the fluid in the diffuser 10 can be made smaller than in the conventional case. As a result, the dent of the Q / H characteristic can be reduced, and the pump 100 can be operated stably.

【0027】流体は、ディフューザ10内で速度が減速
されて、ディフューザ入口20iからディフューザ出口
20eにかけて流体の圧力が徐々に回復するが、この発
明においては、流体が十分に減速して圧力が十分に回復
した後にディフューザ曲がり部20bを設けるものであ
る。かかる観点から、ディフューザ曲がり部20bを設
ける位置は、ディフューザ流路20の流路長x/L(無
次元表示)で表すと0.5以上(%表示では50%以
上)の領域が好ましい。これは、通常のディフューザで
はこの領域まで流体が流れると、流体の圧力は十分に回
復するので、この領域以降で剥離等が発生しても、流体
のエネルギー損失にはほとんど影響を与えないからであ
る。また、さらに流体のエネルギー損失を低減したい場
合には、x/Lが0.6以上の領域にディフューザ曲が
り部20bを設けるとよい。ここで、ディフューザ曲が
り部20bは、できるだけディフューザ流路20の後半
に配置することが好ましいが、あまり後半に配置する
と、ポンプ100自体の外形寸法が大きくなり、また重
量も増加するので、x/Lの値は0.7程度までが現実
的である。ここで、Lはディフューザ流路20の全流路
長さであり、ディフューザ流路20の高さ方向における
中心位置(図2中の一点鎖線C1)に沿って、ディフュ
ーザ入口20iからディフューザ出口20eまで測った
ときの長さである。また、xはディフューザ入口20i
からの距離である。
The speed of the fluid is reduced in the diffuser 10 and the pressure of the fluid gradually recovers from the diffuser inlet 20i to the diffuser outlet 20e. In the present invention, however, the fluid is sufficiently decelerated and the pressure is sufficiently reduced. The diffuser bent portion 20b is provided after the recovery. From this point of view, the position where the diffuser bent portion 20b is provided is preferably a region of 0.5 or more (50% or more in% display) when expressed by the flow channel length x / L (dimensionless display) of the diffuser flow channel 20. This is because, in a normal diffuser, when the fluid flows to this area, the pressure of the fluid is sufficiently recovered, so even if peeling occurs in this area or later, it has almost no effect on the energy loss of the fluid. is there. If it is desired to further reduce the energy loss of the fluid, the diffuser bent portion 20b may be provided in the region where x / L is 0.6 or more. Here, it is preferable to arrange the diffuser bent portion 20b in the latter half of the diffuser flow path 20 as much as possible, but if it is arranged too much in the latter half, the outer dimension of the pump 100 itself becomes large and the weight also increases, so x / L The value of is realistic up to about 0.7. Here, L is the total flow path length of the diffuser flow path 20, and along the center position in the height direction of the diffuser flow path 20 (the one-dot chain line C 1 in FIG. 2), from the diffuser inlet 20i to the diffuser exit 20e. It is the length when measured up to. Further, x is the diffuser inlet 20i
Is the distance from.

【0028】(実施の形態2)図4は、この発明の実施
の形態2に係るポンプのディフューザを示す正面図であ
る。このディフューザ11は、ディフューザ曲がり部2
1bにおいて、負圧面31d側のハブ7(回転軸9)側
におけるディフューザベーン31の付け根部31xにお
けるベーン取り付け角度θを、90度よりも大きくして
ある。すなわち、ディフューザ曲がり部21bにおい
て、インペラ3の回転軸9側におけるディフューザベー
ン31の付け根部31xを圧力面31p側に傾斜させて
ある点に特徴がある。なお、少なくとも曲がり部21b
においてディフューザベーン31を傾斜させる必要があ
るが、ディフューザ流路21の他の領域あるいは全領域
においてディフューザベーン31を傾斜させてもよい。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a front view showing a diffuser of a pump according to a second embodiment of the present invention. This diffuser 11 includes a diffuser bending portion 2
In 1b, the vane mounting angle θ in the root portion 31x of the diffuser vane 31 on the hub 7 (rotating shaft 9) side on the suction surface 31d side is larger than 90 degrees. That is, the diffuser bent portion 21b is characterized in that the root portion 31x of the diffuser vane 31 on the rotary shaft 9 side of the impeller 3 is inclined toward the pressure surface 31p side. At least the bent portion 21b
It is necessary to incline the diffuser vane 31 in, but the diffuser vane 31 may be inclined in other regions or the entire region of the diffuser flow passage 21.

【0029】図4(d)に示すように、従来のディフュ
ーザ910のディフューザ曲がり部920bにおいて、
ディフューザベーン930の負圧面930d側における
付け根部930x近傍では、速度境界層が発達したり低
エネルギー流体が集積したりして死水域942を生じて
いた。その結果、ディフューザ910を流れる流体のエ
ネルギー損失が大きくなっていた。したがって、この部
分に死水域942が生じなくなるか、あるいは死水域9
42が生じたとしてもそれができるだけ小さい領域であ
れば、流体のエネルギー損失を低減できる。
As shown in FIG. 4D, in the diffuser bending portion 920b of the conventional diffuser 910,
In the vicinity of the root portion 930x on the negative pressure surface 930d side of the diffuser vane 930, the velocity boundary layer was developed and the low energy fluid was accumulated to form the dead water region 942. As a result, the energy loss of the fluid flowing through the diffuser 910 was large. Therefore, the dead water area 942 does not occur in this portion, or the dead water area 9
Even if 42 occurs, if it is in a region as small as possible, energy loss of the fluid can be reduced.

【0030】そこで、図4(a)に示すように、この発
明の実施の形態2に係るポンプのディフューザ11で
は、ディフューザ曲がり部21bにおけるディフューザ
ベーン31を圧力面31p側に傾けて、負圧面31dの
ハブ7(回転軸9)側におけるベーン取り付け角度θ
を、90度よりも大きくしてある。具体的には、例えば
図4(b)に示すような形状に、ハブ側ベーン形状31
hと中央部ベーン形状31mとチップ側ベーン形状31
cとを形成する。このようにすることによって、ディフ
ューザベーン31を圧力面31p側に傾けて、ディフュ
ーザベーン31の負圧面31d側のベーン取り付け角度
θを90度よりも大きくできる。ここで、図4(b)
は、ディフューザベーン31を、そのチップ2側から見
た図である。また、インペラ(図示せず)から送られる
流体は、図4(b)中の矢印Y方向へ進む。
Therefore, as shown in FIG. 4 (a), in the diffuser 11 of the pump according to the second embodiment of the present invention, the diffuser vane 31 in the diffuser bent portion 21b is inclined toward the pressure surface 31p side to form the negative pressure surface 31d. Mounting angle θ on the hub 7 (rotating shaft 9) side of
Is larger than 90 degrees. Specifically, for example, the hub-side vane shape 31 is formed into a shape as shown in FIG.
h, central vane shape 31m, tip side vane shape 31
and c. By doing so, the diffuser vane 31 can be inclined to the pressure surface 31p side, and the vane mounting angle θ on the negative pressure surface 31d side of the diffuser vane 31 can be made larger than 90 degrees. Here, FIG. 4 (b)
FIG. 6 is a view of the diffuser vane 31 as viewed from the chip 2 side thereof. Further, the fluid sent from the impeller (not shown) proceeds in the direction of arrow Y in FIG. 4 (b).

【0031】このような構成によって、付け根部31x
の負圧面31d側における速度境界層の発達及び低エネ
ルギー流体の蓄積を抑制できるので、流体のエネルギー
損失を抑えてQ/H特性の凹みを低減できる。なお、デ
ィフューザベーン31'を、ディフューザベーン31'の
高さ方向全体にわたって傾けるのではなく、図4(c)
に示すように、付け根部31'x近傍のみを傾けてもよ
い。このようにしても、同様の作用・効果を得ることが
できる。
With such a structure, the base portion 31x
Since the development of the velocity boundary layer and the accumulation of the low energy fluid on the negative pressure surface 31d side can be suppressed, the energy loss of the fluid can be suppressed and the depression of the Q / H characteristic can be reduced. It should be noted that the diffuser vanes 31 'are not tilted over the entire height direction of the diffuser vanes 31', but are shown in FIG.
As shown in, only the vicinity of the base 31'x may be inclined. Even in this case, the same action and effect can be obtained.

【0032】また、実施の形態2に係るディフューザベ
ーン31等に、さらに実施の形態1に係る発明をさらに
適用してもよい。このようにすれば、実施の形態1に係
るディフューザ10の奏する曲がり部をディフューザ流
路の後半に配置することによる流体の圧力回復領域の拡
大効果も利用できる。これによって、流体のエネルギー
損失をさらに低減してQ/H特性を改善できるので、よ
り広い流量範囲においてポンプ100を安定して運転で
きる。
Further, the invention according to the first embodiment may be further applied to the diffuser vane 31 and the like according to the second embodiment. By doing so, the effect of expanding the pressure recovery region of the fluid by arranging the bent portion produced by the diffuser 10 according to the first embodiment in the latter half of the diffuser flow path can also be used. As a result, the energy loss of the fluid can be further reduced and the Q / H characteristic can be improved, so that the pump 100 can be stably operated in a wider flow rate range.

【0033】(実施の形態3)図5は、実施の形態3に
係るディフューザベーンを示す正面図である。このディ
フューザベーン32は、上記実施の形態2に係るディフ
ューザベーン31と略同一の構成であるが、少なくとも
ディフューザ流路22の曲がり部22bにおいては、デ
ィフューザベーン32にバウ翼を用いる点が異なる。そ
の他の構成は実施の形態2と同様なのでその説明を省略
すると共に、同一の構成要素には同一の符号を付する。
なお、少なくとも曲がり部22bにおいてはディフュー
ザベーン32の形状をバウ翼形状とする必要があるが、
ディフューザ流路22の他の領域あるいは全領域におい
てディフューザベーン32の形状をバウ翼形状としても
よい。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a front view showing a diffuser vane according to a third embodiment. The diffuser vane 32 has substantially the same configuration as the diffuser vane 31 according to the second embodiment, except that at least the bent portion 22b of the diffuser flow path 22 uses a bow blade for the diffuser vane 32. Since other configurations are similar to those of the second embodiment, the description thereof will be omitted and the same components will be denoted by the same reference numerals.
In addition, at least in the curved portion 22b, the shape of the diffuser vane 32 needs to be a bow blade shape.
The shape of the diffuser vane 32 may be a bow blade shape in another region or the entire region of the diffuser flow path 22.

【0034】このように、ディフューザベーン32にバ
ウ翼を使用することによって、ディフューザベーン32
の負圧面32d側における付け根部32xのベーン取り
付け角度θを90度よりも大きくできる。これによっ
て、ディフューザベーン32の付け根部32xにおける
負圧面32d側で生じていた速度境界層の発達及び低エ
ネルギー流体の蓄積を抑制できる。また、速度境界層の
発達等を抑制することによって、ディフューザ12を通
過する流体の逆流を抑えることができるので、ディフュ
ーザ曲がり部22bにおける流体の剥離を抑えることも
できる。これらの相互作用によって、流体のエネルギー
損失を低減してQ/H特性の凹みを低減できる。
As described above, by using the bow blades for the diffuser vane 32, the diffuser vane 32
The vane attachment angle θ of the root portion 32x on the negative pressure surface 32d side can be made larger than 90 degrees. As a result, it is possible to suppress the development of the velocity boundary layer and the accumulation of the low energy fluid that have occurred on the suction surface 32d side of the root portion 32x of the diffuser vane 32. Further, since the backflow of the fluid passing through the diffuser 12 can be suppressed by suppressing the development of the velocity boundary layer, the separation of the fluid at the diffuser curved portion 22b can also be suppressed. Due to these interactions, the energy loss of the fluid can be reduced and the depression of the Q / H characteristic can be reduced.

【0035】なお、実施の形態3に係るディフューザベ
ーン32に、さらに実施の形態1又は2に係る発明のう
ち少なくとも一方をさらに適用してもよい。このように
すれば、実施の形態1に係るディフューザ10の奏する
曲がり部をディフューザ流路の後半に配置することによ
る流体の圧力回復領域の拡大効果も利用できる。また、
ディフューザベーン32の負圧面32d側における付け
根部32x近傍に蓄積される低エネルギー流体をより効
率よく排除できる。これによって、流体のエネルギー損
失をさらに低減してQ/H特性を改善できるので、より
広い流量範囲においてポンプ100を安定して運転でき
る。
At least one of the inventions according to the first or second embodiment may be further applied to the diffuser vane 32 according to the third embodiment. By doing so, the effect of expanding the pressure recovery region of the fluid by arranging the bent portion produced by the diffuser 10 according to the first embodiment in the latter half of the diffuser flow path can also be used. Also,
The low energy fluid accumulated in the vicinity of the root portion 32x on the suction surface 32d side of the diffuser vane 32 can be removed more efficiently. As a result, the energy loss of the fluid can be further reduced and the Q / H characteristic can be improved, so that the pump 100 can be stably operated in a wider flow rate range.

【0036】(実施の形態4)図6は、実施の形態4に
係るディフューザベーンを示す正面図である。このディ
フューザベーン33は、少なくとも、ディフューザ流路
23の曲がり部23bにおいては、ディフューザベーン
33の負圧面側における付け根部33x近傍に生ずる死
水域を埋める構造とした点が異なる。その他の構成は実
施の形態2と同様なのでその説明を省略すると共に、同
一の構成要素には同一の符号を付する。なお、少なくと
も曲がり部23bにおいては、ディフューザベーン33
の負圧面側における付け根部33xを上記構造とする必
要があるが、ディフューザ流路23の他の領域あるいは
全領域を上記構造としてもよい。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 is a front view showing a diffuser vane according to a fourth embodiment. The diffuser vane 33 is different in that at least the curved portion 23b of the diffuser flow path 23 is configured to fill a dead water region generated near the root portion 33x on the suction surface side of the diffuser vane 33. Since other configurations are similar to those of the second embodiment, the description thereof will be omitted and the same components will be denoted by the same reference numerals. In addition, at least in the bent portion 23b, the diffuser vane 33
The root portion 33x on the negative pressure surface side is required to have the above structure, but the other region or the entire region of the diffuser flow path 23 may be configured to be the above structure.

【0037】図4(d)に示すように、従来のディフュ
ーザ910のディフューザ曲がり部920bにおいて、
ディフューザベーン930の負圧面930dのハブ90
7側における付け根部930xでは、速度境界層が発達
したり低エネルギー流体が集積したりして、死水域94
2を形成していた。その結果、ディフューザ910を流
れる流体のエネルギー損失を大きくしており、Q/H特
性に凹みを生じさせる原因の一つとなっていた。
As shown in FIG. 4D, in the diffuser bending portion 920b of the conventional diffuser 910,
Hub 90 of suction surface 930d of diffuser vane 930
At the base portion 930x on the 7 side, the velocity boundary layer develops and the low energy fluid accumulates, and the dead water area 94
Had formed 2. As a result, the energy loss of the fluid flowing through the diffuser 910 is increased, which is one of the causes of causing a dent in the Q / H characteristics.

【0038】したがって、図6(a)に示すように、負
圧面33dのハブ7(回転軸9)側における付け根部3
3xに生ずる死水域を予め埋めておけば、死水域の発生
を抑え、低エネルギー流体の集積等を抑制することがで
きる。また、速度境界層の発達等も抑制できるので、デ
ィフューザ13を通過する流体の逆流を抑えることもで
きる。その結果、ディフューザ曲がり部23bにおける
流体の剥離を抑えることができる。これらの相互作用に
よって、流体のエネルギー損失を抑えてQ/H特性の凹
みを低減できる。
Therefore, as shown in FIG. 6A, the root portion 3 of the suction surface 33d on the hub 7 (rotating shaft 9) side.
If the dead water area generated in 3x is filled in advance, the occurrence of the dead water area can be suppressed, and the accumulation of the low energy fluid can be suppressed. Further, since the development of the velocity boundary layer can be suppressed, the backflow of the fluid passing through the diffuser 13 can also be suppressed. As a result, it is possible to suppress the separation of the fluid in the diffuser bent portion 23b. By these interactions, the energy loss of the fluid can be suppressed and the depression of the Q / H characteristic can be reduced.

【0039】死水域を埋める手段としては、例えば図6
(a)に示すように、鋳造によってチップ2及びハブ7
とディフューザベーン33とを一体で製造する際に、予
め負圧面33dのハブ7(回転軸9)側における付け根
部33xを肉厚にしてこの部分を埋めるようにする手段
がある。また、同図(b)に示すように、溶接等によっ
てスペーサ33sを負圧面33dのハブ7(回転軸9)
側における付け根部33xに接合しておいてもよい。さ
らに、ディフューザベーン33とハブ7とを接合後、負
圧面33dのハブ7(回転軸9)側における付け根部3
3xを肉盛した後、切削等によって仕上げても良い。
As means for filling the dead water area, for example, FIG.
As shown in (a), the tip 2 and the hub 7 are formed by casting.
When integrally manufacturing the diffuser vane 33 and the diffuser vane 33, there is a means to make the root portion 33x of the negative pressure surface 33d on the hub 7 (rotating shaft 9) side thick in advance so as to fill this portion. Further, as shown in FIG. 7B, the spacer 33s is attached to the hub 7 (rotating shaft 9) of the suction surface 33d by welding or the like.
You may join to the root part 33x in the side. Furthermore, after joining the diffuser vane 33 and the hub 7, the base portion 3 of the suction surface 33d on the hub 7 (rotating shaft 9) side.
After overlaying 3x, it may be finished by cutting or the like.

【0040】ここで、図6(c)に示すように、ディフ
ューザ入口23iからディフューザ曲がり部23bにか
けて、負圧面33dのハブ7(回転軸9)側における付
け根部33xを徐々に埋めるようにすることが好まし
い。ここで、図6(c)中の矢印Y方向からインペラ
(図示せず)から流体が送られる。このようにすれば、
流体は負圧面33dのハブ7(回転軸9)側における付
け根部33xに沿って滑らかに流れる。そして、流体の
剥離を抑え、流体のエネルギー損失をより低減するの
で、Q/H特性の改善に寄与する。なお、この例はスペ
ーサ33sを用いた場合であるが、鋳造や肉盛でも同様
の構成とすることにより、流体の剥離を抑えることがで
きる。
Here, as shown in FIG. 6 (c), the root portion 33x of the suction surface 33d on the hub 7 (rotating shaft 9) side is gradually filled from the diffuser inlet 23i to the diffuser bent portion 23b. Is preferred. Here, the fluid is sent from an impeller (not shown) in the direction of the arrow Y in FIG. 6 (c). If you do this,
The fluid smoothly flows along the root 33x on the hub 7 (rotating shaft 9) side of the negative pressure surface 33d. Further, the separation of the fluid is suppressed and the energy loss of the fluid is further reduced, which contributes to the improvement of the Q / H characteristic. Note that this example is a case where the spacer 33s is used, but fluid separation can be suppressed by using a similar configuration for casting and overlaying.

【0041】なお、実施の形態4に係るディフューザベ
ーン33に、実施の形態1〜3の少なくとも1つに係る
発明をさらに適用してもよい。このようにすれば、実施
の形態1に係るディフューザ10の奏する曲がり部をデ
ィフューザ流路の後半に配置することによる流体の圧力
回復領域の拡大効果も利用できる。また、ディフューザ
ベーン33の負圧面33d側のハブ7(回転軸9)側に
おける付け根部33x近傍における死水域を埋める構造
では排除し切れなかった低エネルギー流体も効率よく排
除できる。これによって、流体のエネルギー損失をさら
に低減してQ/H特性を改善できるので、より広い流量
範囲においてポンプ100を安定して運転できる。
The invention according to at least one of the first to third embodiments may be further applied to the diffuser vane 33 according to the fourth embodiment. By doing so, the effect of expanding the pressure recovery region of the fluid by arranging the bent portion produced by the diffuser 10 according to the first embodiment in the latter half of the diffuser flow path can also be used. Further, the low energy fluid that could not be eliminated by the structure that fills the dead water region in the vicinity of the root portion 33x on the hub 7 (rotating shaft 9) side on the suction surface 33d side of the diffuser vane 33 can be efficiently eliminated. As a result, the energy loss of the fluid can be further reduced and the Q / H characteristic can be improved, so that the pump 100 can be stably operated in a wider flow rate range.

【0042】(実施の形態5)図7は、この発明の実施
の形態5に係るディフューザを示す説明図である。実施
の形態5においては、上記実施の形態2〜4に係るディ
フューザ11〜13を、遠心ポンプに適用したものであ
る。図7(a)は、遠心ポンプ101を示す軸方向に平
行な断面図である。流体は矢印Yからインペラ4内へ吸
込まれて、速度のエネルギーを与えられた後、ディフュ
ーザ入口24iからディフューザ流路24内へ吐出され
る。そして、この流体はディフューザ流路24内に設け
られたディフューザベーン34を通過する間に、速度エ
ネルギーが圧力エネルギーへ変換されて、ディフューザ
出口24eから吐出される。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 is an explanatory view showing a diffuser according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the diffusers 11 to 13 according to the second to fourth embodiments are applied to a centrifugal pump. FIG. 7A is a sectional view showing the centrifugal pump 101 parallel to the axial direction. The fluid is sucked into the impeller 4 from the arrow Y, given velocity energy, and then discharged from the diffuser inlet 24i into the diffuser passage 24. Then, while this fluid passes through the diffuser vane 34 provided in the diffuser flow path 24, velocity energy is converted into pressure energy and discharged from the diffuser outlet 24e.

【0043】図7(b)は、実施の形態2に係るディフ
ューザを適用した例を、同図(c)は、実施の形態3に
係るディフューザを適用した例を、そして同図(d)
は、実施の形態4に係るディフューザを適用した例を示
す。それぞれの実施の形態に係るディフューザは、遠心
ポンプ101に対してこのように適用される。これらの
ディフューザ14〜14''においては、ディフューザベ
ーン34等の負圧面34d側における付け根部34x等
の近傍で発生する剥離や低エネルギー流体の蓄積等を抑
えることができる。その結果、流体のエネルギー損失を
低減してQ/H特性の凹みを改善し、広い流量範囲にお
いて遠心ポンプ101を安定して運転できる。
FIG. 7 (b) shows an example in which the diffuser according to the second embodiment is applied, FIG. 7 (c) shows an example in which the diffuser according to the third embodiment is applied, and FIG. 7 (d).
Shows an example in which the diffuser according to the fourth embodiment is applied. The diffuser according to each embodiment is thus applied to the centrifugal pump 101. In these diffusers 14 to 14 ″, it is possible to suppress separation and accumulation of low-energy fluid that occur near the root portion 34 x and the like on the negative pressure surface 34 d side of the diffuser vane 34 and the like. As a result, the energy loss of the fluid is reduced, the dent of the Q / H characteristic is improved, and the centrifugal pump 101 can be stably operated in a wide flow rate range.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るポ
ンプのディフューザ(請求項1)では、流体の流れを変
化させる曲がり部をディフューザ流路の後半部へ設け
た。このような構造によって、流体の圧力回復領域を従
来よりも大きくできるので、ディフューザにおける流体
のエネルギー損失を従来よりも低減できる。これによっ
て、Q/H特性の凹みを低減できるので、安定してポン
プを運転することができる。
As described above, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 1), the bent portion for changing the flow of the fluid is provided in the latter half of the diffuser flow passage. With such a structure, the pressure recovery region of the fluid can be made larger than in the conventional case, so that the energy loss of the fluid in the diffuser can be reduced as compared with the conventional case. As a result, the dent of the Q / H characteristic can be reduced, and the pump can be operated stably.

【0045】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項2)では、上記曲がり部を、上記ディフュー
ザ流路の入口から上記ディフューザ流路長さの50%よ
りも下流の位置に配置するようにした。このため、流体
の圧力が十分に回復してから曲がり部に流体が流れるの
で、流体のエネルギー損失を低減してQ/H特性の凹み
を改善できる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 2), the bent portion is arranged at a position downstream from the inlet of the diffuser flow path by more than 50% of the length of the diffuser flow path. did. For this reason, since the fluid flows to the bent portion after the fluid pressure is sufficiently recovered, the energy loss of the fluid can be reduced and the dent of the Q / H characteristic can be improved.

【0046】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項3)では、少なくともディフューザ曲がり部
において、インペラの回転軸側におけるディフューザベ
ーンの付け根部を圧力面側に傾斜させるようにした。こ
れにより、速度境界層の発達や低エネルギー流体の集積
を抑制して、さらに流体のエネルギー損失を抑えて流体
の圧力を十分に回復させることができるので、Q/H特
性の凹みをさらに低減できる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 3), the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined toward the pressure surface side at least in the diffuser bend portion. As a result, it is possible to suppress the development of the velocity boundary layer and the accumulation of the low energy fluid, and further suppress the energy loss of the fluid to sufficiently recover the pressure of the fluid, so that the dent of the Q / H characteristic can be further reduced. .

【0047】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項4)では、少なくともディフューザ曲がり部
においてはディフューザベーンの流れ方向に垂直な断面
をバウ翼形状とし、ディフューザベーンを圧力面側に傾
けるようにした。このため、低エネルギー流体の集積等
を抑制できるので、さらに流体のエネルギー損失を抑え
て流体の圧力を十分に回復させることができる。これに
よって、Q/H特性の凹みをさらに低減して、より安定
したポンプの運転が可能になる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 4), the cross section perpendicular to the flow direction of the diffuser vane has a bow blade shape at least in the curved portion of the diffuser, and the diffuser vane is inclined toward the pressure surface side. did. Therefore, the accumulation of the low-energy fluid can be suppressed, so that the energy loss of the fluid can be further suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored. As a result, it is possible to further reduce the dent of the Q / H characteristic and operate the pump more stably.

【0048】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項5)では、インペラの回転軸側におけるディ
フューザベーンの負圧面側付け根部に生ずる死水域を埋
める構造とした。これによって、この部分に発生する死
水域の発生を抑え、低エネルギー流体の集積等を抑制す
ることができ、また、ディフューザ曲がり部における流
体の剥離を抑えることもできる。これらの相互作用によ
って、さらに流体のエネルギー損失を抑えてQ/H特性
の凹みを低減し、安定してポンプを運転できる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 5), the dead water region generated at the root portion of the diffuser vane on the suction surface side on the rotary shaft side of the impeller is filled. As a result, it is possible to suppress the occurrence of dead water regions that occur in this portion, suppress the accumulation of low-energy fluid, etc., and also suppress the separation of fluid in the curved portion of the diffuser. By these interactions, the energy loss of the fluid can be further suppressed, the depression of the Q / H characteristic can be reduced, and the pump can be operated stably.

【0049】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項6)では、少なくともディフューザ曲がり部
においては、インペラの回転軸側におけるディフューザ
ベーンの付け根部を圧力面側に傾斜させるようにした。
このため、流体のエネルギー損失を抑えて流体の圧力を
十分に回復させることができるので、Q/H特性の凹み
を低減でき、斜流ポンプや遠心ポンプを安定して運転で
きる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 6), the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined toward the pressure surface side at least at the diffuser bend portion.
Therefore, the energy loss of the fluid can be suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored, so that the depression of the Q / H characteristic can be reduced and the mixed flow pump and the centrifugal pump can be stably operated.

【0050】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項7)では、少なくともディフューザ曲がり部
においてはディフューザベーンの流れ方向に垂直な断面
をバウ翼形状とし、ディフューザベーンを圧力面側に傾
けるようにした。その結果、流体のエネルギー損失を抑
えて流体の圧力を十分に回復させることができる。そし
て、Q/H特性の凹みを低減して、斜流ポンプや遠心ポ
ンプを安定して運転できる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 7), the cross section perpendicular to the flow direction of the diffuser vane has a bow blade shape at least in the curved portion of the diffuser, and the diffuser vane is inclined toward the pressure surface side. did. As a result, the energy loss of the fluid can be suppressed and the pressure of the fluid can be sufficiently restored. Then, the dent of the Q / H characteristic can be reduced, and the mixed flow pump and the centrifugal pump can be stably operated.

【0051】また、この発明に係るポンプのディフュー
ザ(請求項8)では、インペラの回転軸側におけるディ
フューザベーンの負圧面側付け根部に生ずる死水域を埋
める構造とした。これによって、低エネルギー流体の集
積等を抑制することができるので、流体のエネルギー損
失を抑えてQ/H特性の凹みを低減できる。そして、広
い流量範囲において、斜流ポンプや遠心ポンプを安定し
て運転できる。
Further, in the diffuser of the pump according to the present invention (claim 8), the dead water region generated in the root portion of the diffuser vane on the suction surface side on the rotary shaft side of the impeller is filled. As a result, it is possible to suppress the accumulation of the low energy fluid and the like, so that it is possible to suppress the energy loss of the fluid and reduce the depression of the Q / H characteristic. Then, the mixed flow pump and the centrifugal pump can be stably operated in a wide flow rate range.

【0052】また、この発明に係るポンプ(請求項9)
では、上記ポンプのディフューザを備えるようにしたの
で、広い流量範囲においても安定して運転できる。
A pump according to the present invention (claim 9)
Then, since the diffuser of the pump is provided, stable operation is possible even in a wide flow rate range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態1に係るポンプを示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a pump according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態1に係るポンプのディフ
ューザを示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a diffuser of the pump according to the first embodiment of the present invention.

【図3】従来のディフューザを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional diffuser.

【図4】この発明の実施の形態2に係るポンプのディフ
ューザを示す正面図である。
FIG. 4 is a front view showing a diffuser of a pump according to a second embodiment of the present invention.

【図5】実施の形態3に係るディフューザベーンを示す
正面図である。
FIG. 5 is a front view showing a diffuser vane according to a third embodiment.

【図6】実施の形態4に係るディフューザベーンを示す
正面図である。
FIG. 6 is a front view showing a diffuser vane according to a fourth embodiment.

【図7】この発明の実施の形態5に係るディフューザを
示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a diffuser according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】ポンプの吐出し量Qと揚程Hとの関係を示す流
量/揚程(以下Q/H)特性の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a flow rate / lift (hereinafter referred to as Q / H) characteristic showing a relationship between a pump discharge amount Q and a lift H.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ入口 2 チップ 3、4 インペラ 5 ポンプ出口 7 ハブ 9 回転軸 10、11、12、13、14、 ディフューザ 20、21、22、23、24 ディフューザ流路 20b、21b、22b、23b 曲がり部 20e、24e ディフューザ出口 20i、23i、24i ディフューザ入口 20l 前半部 20t 後半部 30、31、32、33、34 ディフューザベーン 31p 圧力面 31x、31'x、32x、33x、34x 付け根部 31d、32d、34d 負圧面 100 ポンプ 101 遠心ポンプ 1 pump inlet 2 chips Three and four impellers 5 pump outlet 7 hub 9 rotation axis 10, 11, 12, 13, 14, diffuser 20, 21, 22, 23, 24 Diffuser flow path 20b, 21b, 22b, 23b Bent part 20e, 24e diffuser outlet 20i, 23i, 24i diffuser inlet 20l first half 20t latter half 30, 31, 32, 33, 34 Diffuser vanes 31p pressure side 31x, 31'x, 32x, 33x, 34x Root 31d, 32d, 34d Suction surface 100 pumps 101 Centrifugal pump

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インペラから送られる流体を減速させ、
且つ流れの向きを前記インペラの回転軸方向へ変化させ
るための曲がり部を有する、前記回転軸の周囲へ設けら
れた環状のディフューザ流路を備え、当該曲がり部を前
記ディフューザ流路の後半部に配置したことを特徴とす
るポンプのディフューザ。
1. A fluid sent from an impeller is decelerated,
And having a bent portion for changing the direction of flow in the direction of the rotation axis of the impeller, an annular diffuser flow path provided around the rotation shaft is provided, and the bend portion is provided in the latter half of the diffuser flow path. The diffuser of the pump characterized by having been arranged.
【請求項2】 上記曲がり部は、上記ディフューザ流路
の入口から上記ディフューザ流路長さの50%よりも下
流の位置に配置されていることを特徴とする請求項1に
記載のポンプのディフューザ。
2. The diffuser for a pump according to claim 1, wherein the bent portion is arranged at a position downstream from an inlet of the diffuser flow path by more than 50% of the diffuser flow path length. .
【請求項3】 さらに、上記ディフューザ流路内には、
当該ディフューザ流路の入口から出口に向かうディフュ
ーザベーンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフュー
ザ流路の曲がり部においては、上記インペラの回転軸側
における前記ディフューザベーンの付け根部が圧力面側
に傾斜していることを特徴とする請求項1又は2に記載
のポンプのディフューザ。
3. Further, in the diffuser channel,
A diffuser vane is provided from the inlet to the outlet of the diffuser flow passage, and at least in the curved portion of the diffuser flow passage, the root of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined toward the pressure surface side. The diffuser for a pump according to claim 1 or 2, characterized in that.
【請求項4】 さらに、上記ディフューザ流路内には、
当該ディフューザ流路の入口から出口に向かうディフュ
ーザベーンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフュー
ザ流路の曲がり部においては前記ディフューザベーンの
流れ方向に垂直な断面形状をバウ翼形状に形成して、上
記インペラの回転軸側における前記ディフューザベーン
の付け根部を圧力面側に傾斜させたことを特徴とする請
求項1又は2に記載のポンプのディフューザ。
4. The diffuser flow path further includes:
A diffuser vane is provided from the inlet to the outlet of the diffuser flow passage, and at least in the curved portion of the diffuser flow passage, a cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the diffuser vane is formed into a bow blade shape, and the impeller of the impeller is formed. The diffuser of the pump according to claim 1 or 2, wherein a root portion of the diffuser vane on the rotating shaft side is inclined toward the pressure surface side.
【請求項5】 さらに、上記ディフューザ流路内には当
該ディフューザ流路の入口から出口に向かうディフュー
ザベーンが備えられ、且つ少なくとも上記ディフューザ
流路の曲がり部においては、上記インペラの回転軸側に
おける上記ディフューザベーンの負圧面側付け根部に生
ずる死水域を埋める構造としたことを特徴とする請求項
1又は2に記載のポンプのディフューザ。
5. A diffuser vane is provided in the diffuser flow passage from an inlet of the diffuser flow passage toward an outlet thereof, and at least in a curved portion of the diffuser flow passage, the diffuser vane is provided on a rotation shaft side of the impeller. The diffuser for a pump according to claim 1 or 2, wherein the diffuser vane has a structure that fills a dead water region generated at a root portion on the suction surface side.
【請求項6】 インペラから送られる流体を減速させ、
且つ流れの向きを変化させる曲がり部を有したディフュ
ーザ流路と、 このディフューザ流路内に設けられた当該ディフューザ
流路の入口から出口に向かうディフューザベーンとを備
え、 少なくとも前記ディフューザ流路の曲がり部において
は、上記インペラの回転軸側における前記ディフューザ
ベーンの付け根部が圧力面側に傾斜していることを特徴
とするポンプのディフューザ。
6. The fluid sent from the impeller is decelerated,
And a diffuser flow path having a bent portion for changing the flow direction, and a diffuser vane provided in the diffuser flow path from the inlet to the outlet of the diffuser flow path, and at least the bent portion of the diffuser flow path In the pump diffuser, the base portion of the diffuser vane on the rotary shaft side of the impeller is inclined toward the pressure surface side.
【請求項7】 インペラから送られる流体を減速させ、
且つ流れの向きを変化させる曲がり部を有したディフュ
ーザ流路と、 このディフューザ流路内に設けられた当該ディフューザ
流路の入口から出口に向かうディフューザベーンとを備
え、 少なくとも前記ディフューザ流路の曲がり部においては
前記ディフューザベーンの流れ方向に垂直な断面形状を
バウ翼形状に形成して、前記インペラの回転軸側におけ
る前記ディフューザベーンの付け根部を圧力面側に傾斜
させたことを特徴とするポンプのディフューザ。
7. The fluid sent from the impeller is decelerated,
And a diffuser flow path having a bent portion for changing the flow direction, and a diffuser vane provided in the diffuser flow path from the inlet to the outlet of the diffuser flow path, and at least the bent portion of the diffuser flow path In, the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the diffuser vane is formed into a bow blade shape, and the root of the diffuser vane on the rotating shaft side of the impeller is inclined to the pressure surface side. Diffuser.
【請求項8】 インペラから送られる流体を減速させ、
且つ流れの向きを変化させる曲がり部を有したディフュ
ーザ流路と、 このディフューザ流路内に設けられたディフューザベー
ンとを備え、 少なくとも前記ディフューザ流路の曲がり部において
は、前記インペラの回転軸側における前記ディフューザ
ベーンの負圧面側付け根部に生ずる死水域を埋める構造
としたことを特徴とするポンプのディフューザ。
8. The fluid sent from the impeller is decelerated,
And a diffuser flow path having a curved portion that changes the direction of flow, and a diffuser vane provided in the diffuser flow channel. At least in the curved portion of the diffuser flow channel, the diffuser flow path on the rotary shaft side of the impeller is provided. A diffuser for a pump, characterized in that it has a structure that fills a dead water region that occurs at the root of the diffuser vane on the suction surface side.
【請求項9】 流体に速度エネルギーを与えるインペラ
と、 このインペラから送られてくる流体の速度エネルギーを
圧力エネルギーに変換する請求項1〜8のいずれか1項
に記載のディフューザと、 を備えたことを特徴とするポンプ。
9. An impeller for imparting velocity energy to the fluid, and a diffuser according to claim 1, which converts velocity energy of the fluid sent from the impeller into pressure energy. A pump characterized by that.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009090934A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Method of setting performance characteristic of pump and method of manufacturing diffuser vane
CN105358834A (en) * 2013-06-28 2016-02-24 赛莱默知识产权管理有限公司 Propeller pump for pumping liquid

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