JP2010019220A - Pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体機械であるポンプ装置に関し、特に、かかるポンプ装置におけるスラスト調整構造の改良に関する。 The present invention relates to a pump device that is a fluid machine, and more particularly to an improvement of a thrust adjustment structure in such a pump device.
従来、ポンプの羽根車に作用する軸方向の流体力は軸スラストと呼ばれ、軸受けの大きさや羽根車の強度を決定する上で重要なパラメータである。この軸スラストが大きくなると、軸受けを大きくしなければならず、そのため、ポンプの製造コストが増大する。また、羽根車の強度を確保するためにその構造をも強固にしなければならず、そのため、更に、ポンプの製造コストが増大することとなる。 Conventionally, the axial fluid force acting on the impeller of the pump is called axial thrust and is an important parameter in determining the size of the bearing and the strength of the impeller. If this axial thrust becomes large, the bearing must be enlarged, which increases the manufacturing cost of the pump. Moreover, in order to ensure the strength of the impeller, its structure must be strengthened, which further increases the manufacturing cost of the pump.
また、ケーシング内に軸装した回転軸に装着された多段の羽根車に対して、前記ケーシングに配設された多段の案内羽根ディフューザと戻り羽根流路を有する、所謂、多段ディフューザポンプにおいて、ケーシングに働く流体加振力を低減して、ポンプの振動騒音を低減するためのポンプ構造は、例えば、以下の特許文献１により、既に、知られている。
In a so-called multistage diffuser pump having a multistage guide vane diffuser and a return vane channel disposed in the casing with respect to a multistage impeller mounted on a rotary shaft mounted in the casing. A pump structure for reducing the vibration excitation force acting on the pump and reducing the vibration noise of the pump is already known, for example, from
ところで、ポンプは、液体を吸い込み側から吐き出し側の方向に輸送する流体機械であるため、作用・反作用の関係から、羽根車に作用する軸スラストは通常、吸込側に発生する。この軸スラストを低減するために使用される方法の一つとして、例えば、バランスホールの設置がある。 By the way, since the pump is a fluid machine that transports liquid in the direction from the suction side to the discharge side, the axial thrust acting on the impeller is normally generated on the suction side due to the relationship between action and reaction. One method used to reduce this axial thrust is, for example, the installation of a balance hole.
添付の図９は、羽根車の羽根を挟む二つの側板のうち、吐き出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するために、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている、従来のポンプを示している。ここでは、回転支持された回転軸１と、当該回転軸に装着された羽根車２と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路４で構成されるポンプにおいて、液体は、矢印１８で示すように、吸込み側から流入し、羽根車を通って案内羽根流路へと輸送される。よって、その作用・反作用効果により軸スラストは、通常、矢印１９で示すように、吸込み側方向に働く。この軸スラストの大きさを低減するために、バランスホール１７が側板７に開けられている。
In FIG. 9 attached, a balance hole called a
一方、ポンプでは、その経年劣化により軸スラストが小さくなり、極端な例として、当該軸スラストが吸い込み側方向ではなく、その反対方向の吐き出し側方向に発生するという現象がある。この吐き出し側方向に作用する軸スラストを「逆スラスト」と呼ぶ。羽根車の吐き出し側への移動を抑制する軸受けが設置されていない場合、このような逆スラストが発生した時には、ポンプの運転を止めなければならない。通常、軸スラストは吸込み側方向のみに働くため、コスト削減の目的から、吐き出し側への移動を抑制する軸受けを設置しないことが多い。そのため、このようなポンプにおいては、逆スラスト発生現象は大きな問題となる。 On the other hand, in the pump, the axial thrust becomes small due to the aging deterioration, and as an extreme example, there is a phenomenon that the axial thrust occurs not in the suction side direction but in the discharge side direction in the opposite direction. This axial thrust acting in the discharge side direction is called “reverse thrust”. When the bearing which suppresses the movement to the discharge side of an impeller is not installed, when such a reverse thrust generate | occur | produces, the driving | operation of a pump must be stopped. Usually, since the axial thrust works only in the suction side direction, a bearing that suppresses movement toward the discharge side is often not installed for the purpose of cost reduction. Therefore, the reverse thrust generation phenomenon becomes a big problem in such a pump.
しかしながら、従来、上述したポンプの軸スラストを低減するための技術やそれに関する特許出願は多数行われているが、しかしながら、当該逆スラストの発生を防ぎ、更には、吸込側方向へ作用する軸スラストの増大を抑制するための構造や方法に関しては未だ知られていない。従って、かかる逆スラストの発生を防ぎ、更には、吸込み側へ作用する軸スラストの増大を抑制するポンプの開発が必要である。 However, a number of techniques for reducing the axial thrust of the pump described above and patent applications relating thereto have been filed. However, however, the axial thrust that prevents the occurrence of the reverse thrust and further acts in the suction side direction has been made. It is not yet known about the structure and method for suppressing the increase of the above. Therefore, it is necessary to develop a pump that prevents the occurrence of such reverse thrust and further suppresses the increase of the axial thrust acting on the suction side.
そこで、本発明では、上述した従来技術に鑑み、即ち、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、吸込み側方向に働く軸スラストの増大を抑制するためのポンプ装置の構造やそのための方法に関し、これによれば、逆スラストの発生を防ぐこと、又は、吸込み側へ作用する軸スラストの増大を抑制すること、更には、これら二つを同時に達成することが可能な改良されたポンプ装置の構造を提供することをその目的とする。 Therefore, in the present invention, in view of the above-described prior art, that is, the structure of a pump device for avoiding the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction and suppressing the increase in the axial thrust acting in the suction side direction, With regard to the method for this, according to this, it is possible to prevent the occurrence of reverse thrust, or to suppress the increase of the axial thrust acting on the suction side, and to improve both of these simultaneously. It is an object of the present invention to provide a structure of a pump device.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、かつ、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備えたポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成した、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したポンプ装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, first, a rotating shaft that is rotatably supported in a casing, an impeller mounted on the rotating shaft, and a guide vane existing outside the impeller And the impeller includes two side plates sandwiching the impeller blades, and the guide vane channel includes a pair of side plates sandwiching the guide vanes. The flow path length of the gap flow path formed between the suction side plate of the two side plates sandwiching the blades of the car and the suction side plate of the two side plates sandwiching the guide blades is between The blade is configured to be longer than the width of the side plate on the suction side and the outlet of the leakage flow flowing through the clearance channel is on the outer diameter side of the inlet, or the blade of the impeller Of the two side plates sandwiched, the side plate on the discharge side and the guide vane Leakage between the two side plates, and the flow path length of the gap flow path formed between them is longer than the width of the discharge side plate. There is provided a pump device configured such that the outlet of the flow exists on the outer diameter side of the inlet.
そして、本発明では、上記のポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよく、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよい。 In the present invention, in the above-described pump device, the discharge side of the two side plates sandwiching the blades of the impeller and the discharge side of the two side plates sandwiching the guide blades The side of the gap flow path formed between them is longer than the width of the side plate on the discharge side, and the outlet of the leakage flow flowing through the gap flow path is on the outer diameter side of the inlet. Or the suction side plate of the two side plates sandwiching the blades of the impeller, and the suction side plate of the two side plates sandwiching the guide blades. The flow path length of the gap flow path formed therebetween is longer than the width of the side plate on the suction side, and the outlet of the leakage flow flowing through the gap flow path is on the outer diameter side of the inlet. It may be configured to exist.
更に、本発明によれば、やはり、上記の目的を達成するため、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸と、当該回転軸に装着された羽根車と、当該羽根車の外側に存在する案内羽根流路とで構成され、前記羽根車は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板を備え、案内羽根流路は、案内羽根を挟む二枚の側板を備え、かつ、前記羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板の羽根前縁近傍に軸スラストを低減するためのバランスホールが開けられているポンプ装置において、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成し、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成したポンプ装置が提供される。 Furthermore, according to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, the rotary shaft that is rotatably supported in the casing, the impeller mounted on the rotary shaft, and the outer side of the impeller exist. The impeller includes two side plates that sandwich the impeller blades, the guide vane channel includes two side plates that sandwich the guide vanes, and the impeller In the pump device in which a balance hole for reducing axial thrust is opened in the vicinity of the blade leading edge of the discharge side plate of the two side plates sandwiching the blades, the two side plates sandwiching the blades of the impeller Between the suction side plate and the suction side plate between the two side plates sandwiching the guide vane, the flow path length of the gap channel formed between the vane and the suction side plate Leakage flow longer than the width and flowing through the gap channel Of the two side plates sandwiching the blades of the impeller and the two side plates sandwiching the guide blades The discharge-side side plate is formed so that the flow path length of the gap flow path formed therebetween is longer than the width of the discharge-side side plate, and the leak flow outlet flowing through the gap flow path is A pump device configured to be present on the outer diameter side of the inlet is provided.
そして、本発明では、上記のポンプ装置において、更に、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吐出し側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記吐出し側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよく、又は、当該羽根車の羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板と、前記案内羽根を挟む二枚の側板のうちの吸込み側の側板とを、その間に形成される隙間流路の流路長が前記羽根を前記吸込み側の側板の幅よりも長く、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れの出口がその入口よりも外径側に存在するように構成してもよい。 In the present invention, in the above-described pump device, the discharge side of the two side plates sandwiching the blades of the impeller and the discharge side of the two side plates sandwiching the guide blades The side of the gap flow path formed between them is longer than the width of the side plate on the discharge side, and the outlet of the leakage flow flowing through the gap flow path is on the outer diameter side of the inlet. Or the suction side plate of the two side plates sandwiching the blades of the impeller, and the suction side plate of the two side plates sandwiching the guide blades. The flow path length of the gap flow path formed therebetween is longer than the width of the side plate on the suction side, and the outlet of the leakage flow flowing through the gap flow path is on the outer diameter side of the inlet. It may be configured to exist.
加えて、本発明では、上記に記載したポンプ装置において、前記隙間流路は、前記回転軸に対し、所定の角度で傾斜して形成されていることが、又は、垂直方向に形成されていることが好ましい。 In addition, according to the present invention, in the pump device described above, the gap channel is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation shaft, or is formed in a vertical direction. It is preferable.
上述した本発明によれば、逆スラストの発生防止と、吸込側へ作用する軸スラストの増大抑制の二つの効果を同時に達成することができる。 According to the present invention described above, the two effects of preventing the occurrence of reverse thrust and suppressing the increase of the axial thrust acting on the suction side can be achieved at the same time.
以下、本発明の実施の形態について、添付の図を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、流体機械であるポンプ装置として、特に、多段ディフューザポンプについて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a multi-stage diffuser pump will be particularly described as a pump device that is a fluid machine.
添付の図１及び２は、多段ディフューザポンプの断面図及びその概念図であり、これらの図において、符号１００は当該多段ディフューザポンプ全体を示している。この多段ディフューザポンプ１００の内部において、その回転軸４００には複数の羽根車６００が固定されている。なお、図中の符号７００は案内羽根を示す。また、符号８００ａは、円板８００に設けられた戻り羽根である。これら羽根車６００、案内羽根７００、そして、戻り羽根８００ａが一のセットとなって、複数段、当該回転軸の軸方向に配置されて、かつ、これらの外側がケーシング９００で覆われ、もって、多段ディフューザポンプが構成されている。
1 and 2 attached herewith are a sectional view and a conceptual diagram of a multi-stage diffuser pump, in which the
そして、かかる多段ディフューザポンプでは、その吸い込み口から吸入された液体が羽根車６００の端縁から遠心方向に放出されて加圧され、これを複数段にわたって行い、もって、当該加圧された液体が吐き出し口から吐出される。
In such a multi-stage diffuser pump, the liquid sucked from the suction port is discharged from the edge of the
また、添付の図３及び図４は、上記で説明した多段ディフューザポンプにおける、特に、羽根車６００の側面断面図と、そのＡＡ’断面図である。即ち、これらの図からも明らかなように、羽根車６００は、羽根車の羽根を挟む二枚の側板２００、３００を備えており、また、羽根は、回転軸４００を中心にして、螺旋状に、複数枚が配置されている。
3 and 4 attached hereto are a side sectional view of the
続いて、上記にその概要構成を説明したポンプにおいて、特に、本発明が関連する、軸スラストが吐き出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更には、吸込側に働く軸スラストの増大を抑制するためのポンプ装置の構造の詳細について、以下の実施例に従って、詳細に説明する。 Subsequently, in the pump whose outline configuration has been described above, in particular, the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction, which is related to the present invention, is avoided, and further, the increase in the axial thrust acting on the suction side is suppressed. Details of the structure of the pump device for this purpose will be described in detail according to the following embodiments.
添付の図５は、本発明の実施例１になるポンプの構造を示しており、この図において、ポンプは、上記ケーシング内において回転可能に支持された回転軸１と、この回転軸に装着された羽根車２と、その羽根車の外側に存在する案内羽根４を含む流路３とで構成されている。かかるポンプにおいて、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板５と、そして、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板６の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２０が、上記側板５の幅２１よりも長い流路となるように構成されている。更に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（図の符号１０側）が、その入口（図の符号９側）よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して外径に向かって形成されている。
FIG. 5 attached herewith shows the structure of the pump according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the pump is mounted on the
即ち、かかる構成によれば、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車の出口での圧力よりも低くなる。その結果、この低下した圧力ＰＳＢにより、側板５の裏面には、図に矢印１４で示す軸スラストが、吐出し側に向かって作用する。
That is, according to such a configuration, as indicated by
ここで、例えば、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合を考える。この場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。その結果、隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失も大きくなり、そして、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, for example, as shown by an
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側方向に働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。このように隙間流路の幅が広くなることから、その圧力損失は小さくなり、その結果、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が大きくなるため、吸込み側方向に作用する軸スラストを抑制することになる。
On the other hand, although not illustrated, contrary to the above, when the axial thrust acting in the suction side direction becomes large, the
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, by configuring the gap channel structure as described above, it is possible to suppress both the occurrence of reverse thrust and the increase in axial thrust acting toward the suction side.
更に、上記の実施例１では、上記構成のポンプにおいて、上記羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうちの、吐出し側の側板7と、上記案内羽根４を挟む二枚の側板のうちの、吐出し側の側板8の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２２が、側板７の幅２３よりも長くなり、かつ、当該隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１２、１３を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して内径に向かって形成されている。
Further, in the first embodiment, in the pump having the above-described configuration, of the two side plates sandwiching the blades of the
かかる構成によれば、図に矢印１２、１３で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、羽根車出口３に戻ってくるが、この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車出口３での圧力よりも高くなる。その結果、この昇圧した圧力ＰＳＢにより、側板７の裏側には矢印１５で示す軸スラストが、吸込み側に向かって作用する。
According to such a configuration, as indicated by
なお、ここで、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失が大きくなり、その結果、圧力ＰＨＢは上昇する（高くなる）。このように、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, as shown by an
これとは逆に、吸込み側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に向かって移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることに伴って、その圧力損失は小さくなり、その結果、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側方向に作用する軸スラスト１５が小さくなるため、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
On the contrary, when the axial thrust acting toward the suction side becomes large, the
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, by configuring the gap channel structure as described above, it is possible to suppress both the occurrence of reverse thrust and the increase in axial thrust acting toward the suction side.
更に、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
［実施例１の変形例］
Furthermore, by using the above configuration together, it is possible to avoid the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction, and more reliably realize the suppression of the increase in the axial thrust acting in the suction side direction. Is possible.
[Modification of Example 1]
次に、添付の図６には、本発明の実施例１の変形例になるポンプの構造を示している。なお、この変形例では、ポンプは、上記の実施例１と同様の構成のポンプに対して、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側の側板５と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込側の側板６との間に形成される隙間流路の流路長２４が、側板５の幅２１よりも長い流路となるように、そして、流路の方向を、回転軸１に対して垂直方向に形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（矢印１０を参照）が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、羽根車２の吸込み側の側板５を、回転軸１の軸心に対して垂直方向に伸ばし、他方、案内羽根４の側板６を、やはり、回転軸１の軸心に対して垂直方向に切り取って構成されている。
Next, FIG. 6 attached shows a structure of a pump that is a modification of the first embodiment of the present invention. In this modification, the pump is different from the pump having the same configuration as that of the above-described first embodiment, in the two
かかる構成によれば、上記実施例１と同様に、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、隙間流路での圧力損失により、側板裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＳＢにより、側板裏側には矢印１４で示す軸スラストが吐き出し側に向かって作用する。
According to such a configuration, as shown by the
また、ここで、矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合、羽根車２は吐出し側に向かって移動するため、当該隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなることにより、その圧力損失が大きくなり、もって、圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側に向かって作用する軸スラスト１４は小さくなり、換言すれば、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, as indicated by an
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側に働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込側に向かって移動することから、上記の隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失は小さくなり、その結果、圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐き出し側に向かって作用する軸スラスト１４が大きくなり、吸込み側に作用する軸スラストを抑制することになる。
On the other hand, although not illustrated, contrary to the above, when the axial thrust acting on the suction side becomes large, the
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、上記の実施例１と同様に、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, by configuring the gap channel structure as described above, it is possible to suppress both the generation of reverse thrust and the increase in axial thrust acting toward the suction side, as in the first embodiment. Can do.
更に、上記図６の変形例では、やはり、上記構成のポンプにおいて、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板7と、案内羽根６を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２５が、側板７の幅２３よりも長くなるように、そして、流路の方向が回転軸１に対して垂直になるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１２、１３を参照）の出口（特に、矢印１３を参照）が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、図にも示すように、羽根車２の吐出し側の側板７の端部を、回転軸１の軸方向に伸ばして形成されている。
Further, in the modified example of FIG. 6 described above, in the pump having the above-described configuration, of the two side plates sandwiching the blades of the
上記の構成によれば、上記実施例１と同様に、図に矢印１２、１３で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、羽根車出口３に戻ってくる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも高くなる。この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に向かって作用する。
According to the above configuration, a part of the liquid pressurized by the
なお、ここで、図に矢印１６で示すような吐出し側に作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐き出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。そして、この隙間流路の幅が狭くなるのに伴い、その圧力損失が大きくなり、圧力ＰＨＢは上昇する（高くなる）。このように、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, when an axial thrust acting on the discharge side as indicated by an
他方、逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、図示はしないが、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記の隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失は小さくなり、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側方向に作用する軸スラスト１５が小さくなり、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
On the other hand, when the axial thrust acting toward the suction side increases, the
即ち、この変形例でも、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、より容易に製造することが可能となると共に、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, also in this modified example, the structure of the gap channel as described above can be manufactured more easily, and the reverse thrust is generated and the axial thrust acting toward the suction side is also achieved. It is possible to suppress both of the increase.
更に、上記の構成を併用することによれば、上記実施例１と同様に、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。 Further, by using the above-described configuration together, as in the first embodiment, the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction is avoided, and further, the increase in the axial thrust acting in the suction side direction is suppressed. Can be realized more reliably.
続いて、添付の図７には、本発明の実施例２になるポンプの構造を示しており、この実施例２になるポンプでは、上記実施例１になるポンプとは異なり、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板のうち、吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている。なお、本発明の実施例２になるポンプも、上記と同様に、ケーシング内において回転可能に支持された回転軸１と、この回転軸に装着された羽根車２と、その羽根車の外側に存在する案内羽根４を含む流路３とで構成されている。
Subsequently, FIG. 7 attached shows the structure of the pump according to the second embodiment of the present invention. Unlike the pump according to the first embodiment, the pump according to the second embodiment is different from the pump according to the first embodiment. Among the two side plates sandwiching the blades, a so-called
そして、本発明の実施例２になるポンプでは、まず、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板５と、そして、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうち、吸込み側（図の右側）に配置された側板６の構造を、図にも示すように、それらが対向する端部において、その間に形成される隙間流路の流路長２０が、上記側板５の幅２１よりも長い流路となるように構成されている。更に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口（図の符号１０側）が、その入口（図の符号９側）よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、図からも明らかなように、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ傾斜して外径に向かって形成されている。
In the pump according to the second embodiment of the present invention, first, of the two
かかる構成によれば、上記と同様、図に矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは、羽根車の出口３での圧力よりも低くなる。その結果、この低下した圧力ＰＳＢにより、側板５の裏面には、図に矢印１４で示す軸スラストが、吐出し側に向かって作用する。
According to such a configuration, as indicated by
ここで、例えば、図に矢印１６で示すように、吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合を考える。この場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。その結果、隙間流路の幅が狭くなるのに伴って、その圧力損失も大きくなり、そして、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは低くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, for example, as shown by an
一方、図示はしないが、上記とは逆に、吸込側方向に働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。このように隙間流路の幅が広くなることから、その圧力損失は小さくなり、その結果、側板５の裏側での圧力ＰＳＢは高くなる。従って、吐出し側方向に作用する軸スラスト１４が大きくなるため、吸込み側方向に作用する軸スラストを抑制することになる。
On the other hand, although not illustrated, contrary to the above, when the axial thrust acting in the suction side direction becomes large, the
即ち、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, by configuring the gap channel structure as described above, it is possible to suppress both the occurrence of reverse thrust and the increase in axial thrust acting toward the suction side.
更に、この実施例２では、図７からも明らかなように、上述した構成のポンプに対し、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吐出し側の側板７と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２７が、側板７の幅２３よりも長い流路となるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１９、２０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように形成する。即ち、上記の隙間流路と同様に、当該隙間流路を形成する端面が、回転軸１の軸心に対して所定の角度だけ（但し、反対方向に）傾斜して内径に向かって形成されている。
Furthermore, in the second embodiment, as is clear from FIG. 7, the
かかる構成によれば、図に矢印１８、１９、２０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が上記の隙間流路を通って、側板７の裏側を流れる（但し、この場合、上記バランスホール１７により、その流れの方向は、上記実施例１とは逆になる）。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。なお、この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に作用する。
According to such a configuration, as indicated by
ここで、図の矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記の隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなるのに伴い、その圧力損失が小さくなり、その結果、圧力ＰＨＢは高くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, when an axial thrust acting toward the discharge side as indicated by an
上記とは逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込側に移動するため、上記の隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることにより、その圧力損失は大きくなり、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が小さくなるため、吸込み側に作用する軸スラストが抑制されることとなる。
Contrary to the above, when the axial thrust acting toward the suction side increases, the
即ち、羽根車２を構成する吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている、本発明の実施例２になるポンプにおいて、特に、吐出し側の側板７と、案内羽根４の吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路を、上述した構造にすることによれば、逆スラストの発生と吸込み側に作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。
That is, a so-called
更には、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。
［実施例２の変形例］
Furthermore, by using the above-described configuration in combination, the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction can be avoided, and further, the increase in the axial thrust acting in the suction side direction can be more reliably realized. It becomes possible.
[Modification of Example 2]
添付の図８には、上記実施例２の変形例になるポンプの構造を示している。なお、この変形例では、ポンプは、上記の実施例２と同様、羽根車２を構成する吐出し側の側板７の羽根前縁近傍に、軸スラストを低減するための、所謂、バランスホール１７と呼ばれる釣り合い穴が開けられている。
FIG. 8 attached herewith shows a structure of a pump that is a modification of the second embodiment. In this modified example, the pump is a so-called
そして、この変形例では、図８にも明らかなように、実施例２と同様構成のポンプに対し、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吸込み側の側板５と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吸込み側の側板６との間に形成される隙間流路の流路長２８が、側板５の幅２１よりも長い流路となるよう、そして、流路の方向を回転軸１に対して垂直方向に形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印９、１０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成されている。即ち、この変形例では、羽根車２の吸込み側の側板５を、回転軸１の軸心に対して垂直方向に伸ばし、他方、案内羽根４の側板６を、やはり、回転軸１の軸心に対して垂直方向に切り取って構成されている。
In this modified example, as is clear from FIG. 8, the
かかる構成によれば、上記と同様、図の矢印９、１０で示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板５の裏側を流れる。この時、上記隙間流路での圧力損失により、側板５の裏側の圧力ＰＳＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＳＢにより、側板５の裏側には、矢印１４で示す軸スラストが吐き出し側に向かって作用する。
According to such a configuration, as indicated by
ここで、矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることに伴い、その圧力損失が大きくなり、その結果、圧力ＰＳＢは低くなる。よって、吐出し側に作用する軸スラスト１４が小さくなり、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, when an axial thrust acting toward the discharge side as indicated by an
逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。そして、この隙間流路の幅が広くなることに伴い、その圧力損失は小さくなり、圧力ＰＳＢは高くなる。よって、吐出し側に作用する軸スラスト１４が大きくなり、吸込み側に作用する軸スラストを抑制することになる。
On the contrary, when the axial thrust acting toward the suction side becomes large, the
即ち、この変形例でも、上記隙間流路の構造を上述したように構成することにより、逆スラストの発生と、吸込み側に向かって作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 That is, also in this modification, both the generation of the reverse thrust and the increase of the axial thrust acting toward the suction side can be suppressed by configuring the gap channel structure as described above.
更に、この変形例では、羽根車２の羽根を挟む二枚の側板５、７のうちの吐出し側の側板７と、案内羽根４を挟む二枚の側板６、８のうちの吐出し側の側板８との間に形成される隙間流路の流路長２９が、側板７の幅２３よりも長い流路となるように、そして、その流路の方向が回転軸１に対して垂直になるように形成すると共に、その隙間流路を流れる漏れ流れ（図の矢印１９、２０を参照）の出口が、その入口よりも外径側に存在するように構成する。即ち、この変形例では、図にも示すように、羽根車２の吸込み側の側板５及び吐出し側の７の端部を、回転軸１に対して垂直に、外周方向に伸ばして形成されている。
Furthermore, in this modification, the discharge side of the two
上記の構成によれば、図の矢印１８、１９、２０が示すように、羽根車２によって昇圧された液体の一部が、上記の隙間流路を通って、側板７の裏側を流れる。この時、この隙間流路での圧力損失により、側板７の裏側の圧力ＰＨＢは、羽根車２の出口３の圧力よりも低くなる。この圧力ＰＨＢにより、側板７の裏側には、矢印１５で示す軸スラストが吸込み側に向かって作用する。
According to the above configuration, as indicated by the
なお、ここで、矢印１６で示すような吐出し側に向かって作用する軸スラスト、即ち、逆スラストが発生した場合には、羽根車２は吐出し側に移動するため、上記隙間流路の幅は広くなる。この隙間流路の幅が広くなることにより、その圧力損失が小さくなり、圧力ＰＨＢは高くなる。よって、吸込み側に向かって作用する軸スラスト１５が大きくなるため、逆スラストの発生を抑制することになる。
Here, when an axial thrust acting toward the discharge side as indicated by an
逆に、吸込側に向かって働く軸スラストが大きくなった場合には、羽根車２は吸込み側に移動するため、上記の隙間流路の幅は狭くなる。この隙間流路の幅が狭くなることに伴い、その圧力損失は大きくなり、その結果、圧力ＰＨＢは低くなる。よって、吸込み側に作用する軸スラスト１５が小さくなり、吸込み側に向かって作用する軸スラストを抑制することになる。
Conversely, when the axial thrust acting toward the suction side increases, the
即ち、上述した隙間流路の構造によっても、より容易に製造することが可能となると共に、逆スラストの発生と吸込み側に作用する軸スラストの増大の両方を抑制することができる。 In other words, the gap channel structure described above can be manufactured more easily, and both the generation of the reverse thrust and the increase in the axial thrust acting on the suction side can be suppressed.
更には、上記の構成を併用することによれば、軸スラストが吐出し側方向に働く逆スラスト現象を回避し、更に、吸込み側方向に働く軸スラストの増大の抑制を、より確実に実現することが可能となる。 Furthermore, by using the above-described configuration in combination, the reverse thrust phenomenon in which the axial thrust acts in the discharge side direction can be avoided, and further, the increase in the axial thrust acting in the suction side direction can be more reliably realized. It becomes possible.
以上の実施例では、本発明を、流体機械であるポンプ装置として、特に、多段ディフューザポンプに適用した例について述べたが、本発明はこれにのみ限定されることなく、その他の流体機械であるポンプ装置にも適用することが出来ることは、当業者であれば明らかであろう。 In the above embodiments, the present invention has been described as an example where the present invention is applied to a multistage diffuser pump as a pump device that is a fluid machine. However, the present invention is not limited to this, and is another fluid machine. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can also be applied to a pump device.
１…回転軸、２…羽根車、３…羽根後縁、４…案内羽根流路、５…吸込み側の側板、６…吸込み側の側板、７…吐出し側の側板、８…吐出し側の側板、１７…バランスホール。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008182542A JP2010019220A (en) | 2008-07-14 | 2008-07-14 | Pump device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008182542A JP2010019220A (en) | 2008-07-14 | 2008-07-14 | Pump device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010019220A true JP2010019220A (en) | 2010-01-28 |
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ID=41704364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008182542A Pending JP2010019220A (en) | 2008-07-14 | 2008-07-14 | Pump device |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2010019220A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107013472A (en) * | 2017-04-18 | 2017-08-04 | 江苏大学 | It is a kind of to measure the method that pump chamber size influences on centrifugal pump external characteristics and axial force |
| JP2018135816A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 株式会社荏原製作所 | Centrifugal Pump |
-
2008
- 2008-07-14 JP JP2008182542A patent/JP2010019220A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018135816A (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 株式会社荏原製作所 | Centrifugal Pump |
| CN107013472A (en) * | 2017-04-18 | 2017-08-04 | 江苏大学 | It is a kind of to measure the method that pump chamber size influences on centrifugal pump external characteristics and axial force |
| CN107013472B (en) * | 2017-04-18 | 2018-11-06 | 江苏大学 | A kind of method that measuring pump chamber size influences centrifugal pump external characteristics and axial force |
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