JP2012215101A - Pump and pump control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一端側に流体吸込み口を設けると共に、他端側に流体吐出口を設けたポンプケーシングの内側に、回転駆動軸を設けると共に、その回転駆動軸に前記流体吸込み口から流体を吸い込む羽根車を取り付け、
前記ポンプケーシングと前記回転駆動軸との間で、且つ、前記羽根車よりも前記流体吐出口側に、前記流体吸込み口から吸い込んだ流体を前記回転駆動軸に沿って案内する案内羽根を、前記回転駆動軸の周りに設けてあるポンプ及びその制御方法に関する。
In the present invention, a rotary drive shaft is provided inside a pump casing provided with a fluid suction port on one end side and a fluid discharge port on the other end side, and fluid is sucked into the rotary drive shaft from the fluid suction port. Install the impeller,
A guide vane for guiding the fluid sucked from the fluid suction port between the pump casing and the rotation drive shaft and closer to the fluid discharge port than the impeller along the rotation drive shaft; The present invention relates to a pump provided around a rotary drive shaft and a control method thereof.
従来、一般的に前記案内羽根はポンプケーシングに固定してあって、羽根車の回転によって発生する流れの速度エネルギーを圧力エネルギーに変換すると共に、羽根車の回転によって発生する旋回流を、回転駆動軸に沿う方向に流れ方向を変換して流体吐出口に向けて案内し、ポンプによるポンプ効率を上げるものである。
しかし、流体吐出口側のバルブが絞られて、ポンプの吐出流量が低下させられると、ポンプの吐出圧力は上昇すると共に、ポンプ効率が低下し、ポンプの回転駆動軸にかかる負荷が上昇し、不必要に駆動エネルギーが消費されてしまう。
そこで、ポンプの回転駆動軸にかかる負荷の上昇を抑制し、不必要にポンプの回転駆動力が消費されるのを防止するために、案内羽根をその傾き角が変更できるように取り付け、ポンプ効率を上げられるようにするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, the guide vanes are generally fixed to a pump casing, and the velocity energy of the flow generated by the rotation of the impeller is converted into pressure energy, and the swirling flow generated by the rotation of the impeller is driven to rotate. The flow direction is changed along the axis and guided toward the fluid discharge port to increase the pump efficiency of the pump.
However, when the valve on the fluid discharge port side is throttled and the discharge flow rate of the pump is reduced, the discharge pressure of the pump increases, the pump efficiency decreases, and the load on the rotary drive shaft of the pump increases. Drive energy is consumed unnecessarily.
Therefore, in order to suppress an increase in load on the rotary drive shaft of the pump and prevent unnecessary consumption of the rotary drive force of the pump, the guide blade is attached so that its inclination angle can be changed, and the pump efficiency Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
上述したポンプは、案内羽根の傾き角を変更して吸込み流量に対する圧力への変換率を調整できるものの、ポンプの構造及び案内羽根の傾斜角の制御が複雑であるという問題点がある。 Although the pump described above can change the inclination angle of the guide vanes to adjust the conversion rate to the pressure with respect to the suction flow rate, there is a problem that the pump structure and the control of the inclination angle of the guide vanes are complicated.
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、簡単な構造と簡単な制御でポンプの吐出流量が減少した時に不必要なエネルギーを減少できるようにして小流量域でのポンプ効率を上げられるようにするところにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above problems and increase pump efficiency in a small flow rate range by reducing unnecessary energy when the pump discharge flow rate is reduced with a simple structure and simple control. It is in place to be able to.
本発明のポンプの第1の特徴構成は、一端側に流体吸込み口を設けると共に、他端側に流体吐出口を設けたポンプケーシングの内側に、回転駆動軸を設けると共に、その回転駆動軸に前記流体吸込み口から流体を吸い込む羽根車を取り付け、前記ポンプケーシングと前記回転駆動軸との間で、且つ、前記羽根車よりも前記流体吐出口側に、前記流体吸込み口から吸い込んだ流体を前記回転駆動軸に沿って案内する案内羽根を、前記回転駆動軸の周りに設けてあるポンプであって、前記案内羽根を前記回転駆動軸の周りに遊転可能に取り付け、前記案内羽根の遊転を制動する制動装置を設けてあるところにある。 The first characteristic configuration of the pump of the present invention is that a fluid suction port is provided on one end side and a rotary drive shaft is provided inside a pump casing provided with a fluid discharge port on the other end side. An impeller that sucks fluid from the fluid suction port is attached, and the fluid sucked from the fluid suction port is disposed between the pump casing and the rotary drive shaft and closer to the fluid discharge port than the impeller. A guide vane for guiding along the rotation drive shaft is provided around the rotation drive shaft, and the guide vane is mounted so as to be free to rotate around the rotation drive shaft. There is a braking device for braking the vehicle.
本発明の第1の特徴構成によれば、前記案内羽根を前記回転駆動軸の周りに遊転可能に取り付けることにより、流体吐出口側のバルブが絞られて、羽根車の下流側の圧力が上昇または流量が低下させられる際には、案内羽根を遊転させることにより、流体の速度エネルギーの圧力エネルギーへの変換が抑制されると共に、羽根車の回転により生じる流体の旋回流は、案内羽根による回転駆動軸に沿った方向への変換機能が減少して旋回流と共に遊転する。そのために、ポンプの駆動に必要な負荷は軽減できる。
また、流体吐出口側のバルブが開放されて羽根車の下流側への供給流体の流量を増加または圧力を減少するように求められる際には、制動装置による案内羽根の遊転を制動するようにすれば、流体吸込み口から取り込まれる流体は、制動された案内羽根で速度エネルギーに変換されると共に、案内羽根により回転駆動軸に沿った方向の流れに変換され、ポンプの駆動に必要な負荷の不必要な増加を抑えながら、流体吐出口から出る流体の流量や圧力を増加させることができる。
従って、案内羽根を遊転可能に取り付け、制動装置を設けるだけの簡単な構造により、ポンプの効率が上がり、効率よくエネルギーを使用することができるようになった。
According to the first characteristic configuration of the present invention, by attaching the guide vane around the rotation drive shaft so as to be free to rotate, the valve on the fluid discharge port side is throttled, and the pressure on the downstream side of the impeller is reduced. When the flow rate is increased or the flow rate is decreased, the guide blades are rotated to suppress the conversion of the velocity energy of the fluid into the pressure energy, and the swirling flow of the fluid generated by the rotation of the impeller is guided by the guide blades. The function of conversion in the direction along the rotational drive shaft by the rotation is reduced, and the free wheel rotates with the swirling flow. Therefore, the load necessary for driving the pump can be reduced.
In addition, when the valve on the fluid discharge port side is opened and it is required to increase the flow rate of the fluid supplied to the downstream side of the impeller or decrease the pressure, the idler of the guide vanes by the braking device is braked. In this case, the fluid taken in from the fluid suction port is converted into velocity energy by the braked guide vane, and is also converted by the guide vane into a flow in a direction along the rotation drive shaft, and a load necessary for driving the pump. It is possible to increase the flow rate and pressure of the fluid exiting from the fluid discharge port while suppressing an unnecessary increase in.
Therefore, a simple structure in which the guide vanes are mounted so as to be free to rotate and a braking device is provided can increase the efficiency of the pump and use energy efficiently.
本発明の第2の特徴構成は、前記流体吐出口側の流体の状態を検出する吐出水状況検出手段を設け、前記吐出水状況検出手段による検出状況に基づいて、前記制動装置による制動操作を調整するポンプの制御装置を設けてあるところにある。 According to a second characteristic configuration of the present invention, there is provided discharge water status detection means for detecting the state of the fluid on the fluid discharge port side, and the braking operation by the braking device is performed based on the detection status by the discharge water status detection means. There is a control device for the pump to be adjusted.
本発明の第2の特徴構成によれば、吐出水の流体の状態の変化に伴う吐出水状況検出手段による検出に基づいて制御装置による制動装置の制動操作を調整するように制御されるために、流体の状態変化に伴うポンプの駆動に必要な負荷が大きく変動することを防止し、ポンプ効率を向上させることができる。
従って、回転駆動軸を駆動回転する駆動装置の出力が小型な物で済むようになり、装置全体を安価なものにすることができるようになった。
According to the second characteristic configuration of the present invention, the control is performed so as to adjust the braking operation of the braking device by the control device based on the detection by the discharge water state detection means accompanying the change in the state of the fluid of the discharge water. It is possible to prevent the load necessary for driving the pump from changing greatly due to a change in the state of the fluid, and to improve the pump efficiency.
Therefore, the output of the drive device that drives and rotates the rotary drive shaft can be small, and the entire device can be made inexpensive.
本発明の第3のポンプの作動方法の特徴構成は、前記流体吐出口側の流体の状態を検出し、その流体の状態が変化するに伴って、前記制動装置による制動操作を調整させて前記回転駆動軸の回転に必要な駆動力を低下させるところにある。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a feature of the third pump operating method, wherein the state of the fluid on the fluid discharge port side is detected, and the braking operation by the braking device is adjusted as the state of the fluid changes. The driving force required for rotating the rotary drive shaft is reduced.
本発明の第3の特徴構成によれば、流体吐出口側のバルブが絞られて流体の状態、つまり水圧が増加または流量が低下しても、制動装置による制動操作を軽減させられるために、案内羽根は遊転し易くなり、羽根車の駆動回転により流体吸込み口から取り込まれる流体が、案内羽根による流体の流動方向の変換率及び、速度エネルギーから圧力エネルギーへの変換率が低下し、ポンプの吐出圧力の上昇が抑えられ、ポンプの駆動に必要な負荷が減少する。
従って、使用する水量が少ない時にも、吐出圧力の上昇が抑えられ、ポンプの駆動に必要な駆動力は、小さな動力で済み、ポンプ効率が向上する。
According to the third characteristic configuration of the present invention, even if the valve on the fluid discharge port side is throttled and the state of the fluid, that is, the water pressure increases or the flow rate decreases, the braking operation by the braking device can be reduced. The guide blades are easy to idle, and the fluid taken in from the fluid suction port by the driving rotation of the impeller decreases the conversion rate of the flow direction of the fluid by the guide blades and the conversion rate from the velocity energy to the pressure energy. The increase in the discharge pressure is suppressed, and the load necessary for driving the pump is reduced.
Therefore, even when the amount of water to be used is small, the increase in the discharge pressure is suppressed, and the driving force necessary for driving the pump can be small power, and the pump efficiency is improved.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図2に示すように、下端部に流体吸込み口1を形成すると共に、上部横側部に流体吐出口2を形成する筒状のポンプケーシング3を設け、ポンプケーシング3内に配置する流体を吸い込む斜流羽根形式の羽根車4と、羽根車4を下端部に回動自在に装着して上端部に駆動装置としてのモーターMに連動連結した回転駆動軸5と、回転駆動軸5の先端側の軸受6を下部に取り付けてなる吐出ボウル8を、作動部として下側に配置し、回転駆動軸5を回転自在に荷重支持するための軸受装置20を、回転駆動軸5の上端側で駆動装置とポンプケーシングとの間に設けて、立軸ポンプを構成してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
前記吐出ボウル8はポンプケーシング3の一部を構成し、ポンプケーシング3と回転駆動軸5との間で、且つ、羽根車4よりも流体吐出口2側に、流体吸込み口1から吸い込んだ流体を整流して回転駆動軸5に沿って案内すると共に、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換する案内羽根9を、回転駆動軸5の周りに軸受部10を介して遊転可能に取り付けてある回転側吐出ボウル15と、流体の流路を形成する壁面と軸受6とを接続するリブ16と、軸受6を介して回転駆動軸5を回転自在に挿入する固定側吐出ボウル14から構成される。
The
前記回転側吐出ボウル15と固定側吐出ボウル14との間には、案内羽根9の遊転を制動する制動装置11が設けられている。流体吐出口2には、流体吐出口側の流体の状態である水圧、流速または流量を検出する吐出水状況検出手段12が設けられ、吐出水状況検出手段12による検出状況、つまり、流体吐出口側の流体の状態である水圧、流速または流量の変化に伴って、制動装置11による制動操作を調整するポンプの制御装置13が設けてある。吐出水状況検出手段12としては、例えば、水圧計、流速計、流量計がある。
Between the rotation-
制動装置11は、固定側吐出ボウル14と回転側吐出ボウル15に夫々設けられた摺動部材と、制御装置からの信号により摺動部材に向けて押付け動作を行う摺動部材駆動部から構成されている。
この摺動部材駆動部は、流体出口側の流体の状態である水圧が上がる、または流速あるいは流量が減少すると押し付けを緩め、最終的には、案内羽根9がポンプケーシング3に対して自在に遊転するように、また、流体吐出口側の流体の状態である水圧が下がる、または流速あるいは流量が増えると押し付けを強め、最終的には、遊転を止め、案内羽根9(回転側吐出ケーシング)がポンプケーシング3に対して停止するように制御を行う。
The
This sliding member driving portion loosens the pressure when the water pressure, which is the fluid state on the fluid outlet side, increases or the flow velocity or flow rate decreases, and finally the guide vanes 9 freely play with respect to the
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
[Another embodiment]
Other embodiments will be described below.
〈1〉 前記羽根車4は、斜流羽根形式のものに限らず、軸流羽根形式のものであってもよい。
〈2〉 ポンプは、回転駆動軸5を縦方向に設置する立軸ポンプの他に、回転駆動軸5を横方向に設置する横軸ポンプであってもよい。
〈3〉 前記制動装置11は、案内羽根9の遊転に無段階で抵抗を与えるブレーキ以外に、段階的に異なった回転抵抗力の付与状態に切換えるクラッチであっても良い。
〈4〉 前記制御装置13は、必ずしも設けなくても良く、その場合は、手動により制動装置を制動操作するようにしてあればよい。
〈5〉 前記制動装置11は、固定側吐出ボウル14と回転側吐出ボウル15との間であって、内側の摺動面に設ける以外に、図3に示すように、固定側吐出ボウル14と回転側吐出ボウル15との間であって、外側の摺動面、つまり、案内羽根9の外周部でポンプケーシング3との間に配設してあってもよい。
〈6〉 流体の状態として水圧、流速、流量で説明したが、これらの組合せから求められるポンプの軸動力などを流体の状態として使用しても良い。つまり、吐出水状況検出手段としては、圧力計、流量計、流速計以外に、ポンプの軸にかかる力を測定するトルク計や、駆動装置のエネルギー消費を測定する電力計、電流計、電圧計、燃料流量計なども利用することができる。
<1> The
<2> The pump may be a horizontal axis pump in which the
<3> The
<4> The
<5> The
<6> Although the fluid state has been described with respect to the water pressure, the flow velocity, and the flow rate, the shaft power of a pump obtained from a combination of these may be used as the fluid state. In other words, in addition to the pressure gauge, flow meter, and current meter, the discharge water status detection means includes a torque meter that measures the force applied to the shaft of the pump, a wattmeter, ammeter, and voltmeter that measures the energy consumption of the drive unit A fuel flow meter can also be used.
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 In addition, as mentioned above, although the code | symbol was written in order to make contrast with drawing convenient, this invention is not limited to the structure of an accompanying drawing by this entry. In addition, it goes without saying that the present invention can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention.
1 流体吸込み口
2 流体吐出口
3 ポンプケーシング
4 羽根車
5 回転駆動軸
9 案内羽根
11 制動装置
12 吐出水状況検出手段
13 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ポンプケーシングと前記回転駆動軸との間で、且つ、前記羽根車よりも前記流体吐出口側に、前記流体吸込み口から吸い込んだ流体を前記回転駆動軸に沿って案内する案内羽根を、前記回転駆動軸の周りに設けてあるポンプであって、
前記案内羽根を前記回転駆動軸の周りに遊転可能に取り付け、
前記案内羽根の遊転を制動する制動装置を設けてあるポンプ。 Provided with a fluid suction port on one end side and provided with a rotary drive shaft inside the pump casing provided with a fluid discharge port on the other end side, and attached an impeller for sucking fluid from the fluid suction port to the rotary drive shaft ,
A guide vane for guiding the fluid sucked from the fluid suction port between the pump casing and the rotation drive shaft and closer to the fluid discharge port than the impeller along the rotation drive shaft; A pump provided around a rotary drive shaft,
The guide blade is attached to the rotation drive shaft so as to be free to rotate,
A pump provided with a braking device for braking the idle rotation of the guide vanes.
前記吐出水状況検出手段による検出状況に基づいて、前記制動装置による制動操作を調整するポンプの制御装置を設けてある請求項1に記載のポンプ。 A discharge water condition detection means for detecting a fluid state on the fluid discharge port side is provided;
The pump according to claim 1, further comprising a pump control device that adjusts a braking operation by the braking device based on a detection state by the discharge water state detection means.
前記流体吐出口側の流体の状態を検出し、
その流体の状態が変化するに伴って、前記制動装置による制動操作を調整させて前記回転駆動軸の回転に必要な駆動力を低下させるポンプの制御方法。 The pump control method according to claim 1,
Detecting the fluid state on the fluid outlet side,
A pump control method for adjusting a braking operation by the braking device to reduce a driving force necessary for the rotation of the rotary drive shaft as the state of the fluid changes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011080279A JP2012215101A (en) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Pump and pump control method |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017075577A (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 株式会社日立産機システム | Centrifugal Pump |
KR102633066B1 (en) * | 2023-10-23 | 2024-02-05 | (주)그린텍 | A suction bell for a pump |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011080279A patent/JP2012215101A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140603 |