JP2017048703A - Centrifugal Pump - Google Patents
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Description
本発明は、液体を移送するための遠心ポンプに関する。 The present invention relates to a centrifugal pump for transferring a liquid.
液体(例えば、水)を移送するためのポンプとして、遠心ポンプが知られている。遠心ポンプは、羽根車の半径方向外側に案内羽根(ディフューザまたはガイドベーン)が設けられたディフューザポンプと、羽根車の半径方向外側に案内羽根が設けられない渦巻ポンプとに大別される。渦巻ポンプでは、羽根車から吐出された液体が直接ボリュート室に流入し、ディフューザポンプでは、羽根車から吐出された液体は案内羽根を通過し、液体の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。 A centrifugal pump is known as a pump for transferring a liquid (for example, water). Centrifugal pumps are broadly classified into diffuser pumps in which guide vanes (diffusers or guide vanes) are provided on the radially outer side of the impeller and spiral pumps in which guide vanes are not provided on the radially outer side of the impeller. In the vortex pump, the liquid discharged from the impeller directly flows into the volute chamber, and in the diffuser pump, the liquid discharged from the impeller passes through the guide vanes, and the velocity energy of the liquid is converted into pressure energy.
ディフューザポンプには、回転軸に複数段の羽根車が固定された多段ディフューザポンプが含まれる。多段ディフューザポンプでは、各段の羽根車の半径方向外側にディフューザが設けられる。ディフューザは、複数のディフューザ羽根を有し、隣接するディフューザ羽根の間に、羽根車から吐出された液体が通るディフューザ流路が形成される。ディフューザ流路を通った液体は、次段の羽根車に案内される。 The diffuser pump includes a multistage diffuser pump in which a plurality of stages of impellers are fixed to a rotating shaft. In the multistage diffuser pump, a diffuser is provided on the radially outer side of each stage of the impeller. The diffuser has a plurality of diffuser blades, and a diffuser flow path through which liquid discharged from the impeller passes is formed between adjacent diffuser blades. The liquid passing through the diffuser flow path is guided to the next stage impeller.
これら遠心ポンプの羽根車内には、液体が通過する羽根車流路が形成される。また、多段ディフューザポンプでは、羽根車を通過した液体を次段の羽根車に案内する連通流路が形成される。連通流路には上述したディフューザ流路が含まれる。 An impeller flow path through which liquid passes is formed in the impeller of these centrifugal pumps. In the multistage diffuser pump, a communication flow path for guiding the liquid that has passed through the impeller to the next-stage impeller is formed. The communication channel includes the above-described diffuser channel.
液体が羽根車流路および連通流路を通過するときに、液体は、これら流路の壁面と摩擦しながら流れる。図11は、液体の流れを説明するための模式図である。図11において、液体は、地点Aから地点Dに向かって流れており、地点Bおよび地点Cは、地点Aと地点Dとの間の中間点である。液体は、地点A、地点B、地点C、および地点Dをこの順に通過する。図11では、地点A、地点B、地点C、および地点Dにおける液体の速度勾配が描かれている。 When the liquid passes through the impeller channel and the communication channel, the liquid flows while rubbing against the wall surfaces of these channels. FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the flow of the liquid. In FIG. 11, the liquid is flowing from the point A toward the point D, and the points B and C are intermediate points between the points A and D. The liquid passes through point A, point B, point C, and point D in this order. In FIG. 11, the velocity gradient of the liquid at the points A, B, C, and D is drawn.
地点Aにおいて、壁面上の液体の速度は0であり、壁面から離れるにしたがって、液体の速度は上昇する。地点Bでの速度勾配に示されるように、液体と壁面との間の摩擦によって、壁面近傍を流れる液体の速度は徐々に低下していく。液体がさらに流れていくと、地点Cにおいて、壁面近傍の液体は、液体が本来流れるべき流れ方向とは逆向きの速度を持つようになる。すなわち、地点Cにおいて、壁面近傍の液体は、液体が本来流れるべき流れ方向とは逆向きに流れる。この現象は、一般に、「流れの剥離」と称される。地点Cよりも下流側の地点Dでは、液体が逆向きに流れる領域(すなわち、流れの剥離が起こっている領域)が拡大する。このような流れの剥離は、液体の圧力損失の原因となり、ポンプ効率を低下させてしまう。 At the point A, the velocity of the liquid on the wall surface is zero, and the velocity of the liquid increases as the distance from the wall surface increases. As indicated by the velocity gradient at the point B, the velocity of the liquid flowing in the vicinity of the wall surface gradually decreases due to the friction between the liquid and the wall surface. As the liquid further flows, at the point C, the liquid in the vicinity of the wall surface has a velocity opposite to the flow direction in which the liquid should flow. That is, at the point C, the liquid in the vicinity of the wall surface flows in the direction opposite to the flow direction in which the liquid should originally flow. This phenomenon is commonly referred to as “flow separation”. At a point D downstream of the point C, a region where the liquid flows in the opposite direction (that is, a region where flow separation occurs) is enlarged. Such flow separation causes a pressure loss of the liquid and reduces the pump efficiency.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、流路での液体の流れの剥離を低減させて、ポンプ効率を向上させることができる遠心ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a centrifugal pump that can reduce separation of a liquid flow in a flow path and improve pump efficiency.
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、回転軸と、前記回転軸に固定される少なくとも1つの羽根車と、を有する遠心ポンプであって、前記羽根車は、ハブと、前記ハブに立設する複数の翼と、前記翼の前面を覆うシュラウドと、を有し、前記シュラウドの内面に、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部が設けられることを特徴とする遠心ポンプである。 One aspect of the present invention for solving the above-described problem is a centrifugal pump having a rotating shaft and at least one impeller fixed to the rotating shaft, wherein the impeller includes a hub, A plurality of wings standing on a hub; and a shroud covering a front surface of the wings, wherein a plurality of regularly arranged convex portions or a plurality of concave portions are provided on an inner surface of the shroud. It is a centrifugal pump.
本発明の好ましい態様は、複数の凸部または複数の凹部がその表面に形成されたシートを前記シュラウドの内面に貼付することにより、前記複数の凸部または前記複数の凹部が前記シュラウドの内面に設けられることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の凸部または前記複数の凹部は、前記羽根車の半径の3分の2よりも外側の前記シュラウドの内面に設けられていることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of convex portions or the plurality of concave portions are formed on the inner surface of the shroud by attaching a sheet having a plurality of convex portions or a plurality of concave portions formed on the inner surface of the shroud. It is provided.
In a preferred aspect of the present invention, the plurality of convex portions or the plurality of concave portions are provided on the inner surface of the shroud outside of two-thirds of the radius of the impeller.
本発明の他の態様は、回転軸と、前記回転軸に固定される複数の羽根車と、を有する遠心ポンプであって、前記羽根車から吐出された液体を次段の羽根車に案内する連通流路が設けられ、前記連通流路は、前記羽根車の半径方向外側に配置されたディフューザに形成されるディフューザ流路と、前記ディフューザ流路に連通し、かつ前記ディフューザ流路から流出した液体の流れ方向を、前記羽根車の半径方向内側に変更させる転向流路と、前記転向流路に連通し、かつ前記転向流路から流出した液体を、次段の羽根車まで案内する戻り流路と、で構成され、前記転向流路の内側壁面に、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部が設けられることを特徴とする遠心ポンプである。 Another aspect of the present invention is a centrifugal pump having a rotating shaft and a plurality of impellers fixed to the rotating shaft, and guides liquid discharged from the impeller to a next-stage impeller. A communication channel is provided, and the communication channel communicates with the diffuser channel formed in the diffuser disposed on the radially outer side of the impeller, the diffuser channel, and flows out of the diffuser channel. A turning flow path that changes the flow direction of the liquid to the inside in the radial direction of the impeller, and a return flow that communicates with the turning flow path and guides the liquid flowing out of the turning flow path to the next-stage impeller. And a plurality of convex portions or a plurality of concave portions regularly arranged on the inner wall surface of the diverting flow path.
本発明の好ましい態様は、複数の凸部または複数の凹部がその表面に形成されたシートを前記内側壁面に貼付することにより、前記複数の凸部または前記複数の凹部が前記内側壁面に設けられることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the plurality of convex portions or the plurality of concave portions are provided on the inner wall surface by sticking a sheet having a plurality of convex portions or a plurality of concave portions formed on the surface thereof to the inner wall surface. It is characterized by that.
本発明によれば、シュラウドの内面に設けられた複数の凸部または複数の凹部によって、シュラウド内面上を流れる液体に乱流を発生させることができる。この乱流によって、シュラウドの内面での流れの剥離の発生を遅らせることができる。同様に、転向流路の内側壁面に設けられた複数の凸部または複数の凹部によって、転向流路の内側壁面に乱流を発生させることができる。この乱流によって、転向流路の内側壁面での流れの剥離の発生を遅らせることができる。その結果、遠心ポンプを流れる液体の圧力損失が低減されるので、ポンプ効率を向上させることができる。 According to the present invention, turbulent flow can be generated in the liquid flowing on the inner surface of the shroud by the plurality of convex portions or the plurality of concave portions provided on the inner surface of the shroud. This turbulent flow can delay the occurrence of flow separation on the inner surface of the shroud. Similarly, a turbulent flow can be generated on the inner wall surface of the turning channel by the plurality of convex portions or the plurality of concave portions provided on the inner wall surface of the turning channel. This turbulent flow can delay the occurrence of flow separation on the inner wall surface of the turning channel. As a result, the pressure loss of the liquid flowing through the centrifugal pump is reduced, so that the pump efficiency can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1乃至図10において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、各実施形態で示される構成は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, the structure shown by each embodiment is applicable also to other embodiment, as long as it does not contradict each other.
図1は、遠心ポンプの一例であるディフューザポンプを示す概略断面図である。図1に示されるように、ディフューザポンプは回転軸11の端部に固定された羽根車1と、羽根車1を収容するケーシング3とを有する。回転軸11は、図示しない駆動源(例えば、モータ)によって回転され、羽根車1はケーシング3内で回転軸11と一体に回転する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a diffuser pump which is an example of a centrifugal pump. As shown in FIG. 1, the diffuser pump has an
図1に示されるように、ディフューザポンプは、羽根車1の半径方向外側に配置されたディフューザ9を有する。ディフューザ9には、複数のディフューザ羽根9aが形成され、隣接するディフューザ羽根9aの間に、羽根車1から吐出された液体が通るディフューザ流路9bが形成される。ディフューザ流路9bの断面積は、その入口から出口に向かって増大するように形成されており、液体がディフューザ流路9bを通ることにより、液体の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。
As shown in FIG. 1, the diffuser pump has a
ケーシング3の内部には、ボリュート室7が形成される。ボリュート室7は、ディフューザ9の周囲を囲む形状を有している。ケーシング3には、回転軸11の軸方向に延びる円筒状のポンプ吸込口2(図1における点線参照)が形成されている。さらに、ケーシング3には、ポンプ吐出口4が形成される。
A
羽根車1を回転させると、液体はポンプ吸込口2から羽根車1に吸い込まれる。液体には羽根車1の回転により速度エネルギが付与される。さらに、液体がディフューザ流路9bを通ることによって速度エネルギが圧力エネルギに変換され、液体が昇圧される。昇圧された液体は、ボリュート室7の内壁に沿って流れ、ポンプ吐出口4から吐出される。
When the
図2は、図1に示されるディフューザポンプの羽根車1を示す断面図である。図2に示されるように、羽根車1は、円板状のハブ14と、ハブ14から立設する複数の翼15と、翼15の前面を覆うシュラウド16とを備える。翼15は、ハブ14の円周方向に沿って等間隔に配列される。シュラウド16の前端は円筒形状を有しており、このシュラウド16の前端によって、羽根車1の液体入口1aが形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
羽根車1には、ハブ14の内面14aとシュラウド16の内面16aとの間に羽根車流路12が形成される。液体入口1aから吸い込まれた液体は、回転する羽根車1により遠心力を受け、羽根車流路12内を羽根車1の半径方向外側に移動する。羽根車1の外周端部における羽根車流路12の断面積は、羽根車1の液体入口1aにおける羽根車流路12の断面積よりも大きい。したがって、羽根車流路12を流れる液体の流速は徐々に低下し、液体の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。
In the
羽根車流路12では、シュラウド16の内面16aに沿って流れる液体の速度は、ハブ14の内面14aに沿って流れる液体の速度よりも遅いので、シュラウド16の内面16aに沿って流れる液体の圧力は、ハブ14の内面14aに沿って流れる液体の圧力よりも大きくなる。このため、シュラウド16の内面16aと液体との間での摩擦が液体に大きく影響し、流れの剥離がシュラウド16の内面16aで発生しやすい。
In the
このような流れの剥離の発生を抑制するために、本実施形態では、規則的に配列された複数の凸部がシュラウド16の内面16aに形成されている。より具体的には、複数の凸部がその表面に規則的に配列されたシート24がシュラウド16の内面16aに貼付されている。このシート24をシュラウド16の内面16aに貼付することにより、複数の凸部がシュラウド16の内面16aに設けられる。
In order to suppress the occurrence of such flow separation, a plurality of regularly arranged convex portions are formed on the
図3は、複数の凸部24bが形成されたシート24の一部を拡大して示す斜視図である。図3に示されるように、シート24は、シート基部24aと、該シート基部24aの表面から突出する複数の凸部24bとを有する。図3に示した複数の凸部24bは、2次元の正方格子のように、シート基部24a上で規則的に配列されている。
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a part of the
図3に示される実施形態では、各縦列に配列される凸部24bが均等な間隔で一直線に並び、各横列に配列される凸部24bが均等な間隔で一直線に並ぶように、複数の凸部24bがシート基部24aの表面に配列される。横列における隣接する凸部24b間の間隔D1は、縦列における隣接する凸部24b間の間隔D2に等しい。
In the embodiment shown in FIG. 3, a plurality of
間隔D1および間隔D2は、1mm以上10mm以下であるのが好ましい。間隔D1および間隔D2は、通常、数mmである。凸部24bの高さH(すなわち、シート基部24aの表面から凸部24bの頂部までの距離)は、0.5mm以上2mm以下であるのが好ましい。凸部24bの高さHは、通常、1mm程度である。図3に示した凸部24bは円錐形状を有するが、角錐形状、円柱形状、または角柱形状を有してもよい。シート基部24aの厚さtが大きすぎる場合、羽根車流路12の断面積が狭まるので、ポンプ性能が悪化するおそれがある。そのため、シート基部24aの厚さtの範囲は、0.3mm以上1mm以下であるのが好ましい。シート24は、好ましくは、PTFEなどの樹脂材料から構成される。
The interval D1 and the interval D2 are preferably 1 mm or more and 10 mm or less. The distance D1 and the distance D2 are usually several mm. The height H of the
さらに、複数の凸部24bを、正方格子以外の2次元格子に従って規則的に配列してもよい。例えば、正三角形格子、斜方格子、または平行体格子に従って凸部24bを配列してもよい。
Further, the plurality of
図4に示されるように、複数の凸部24bに代えて、規則的に配列された複数の凹部24cをシート基部24aの表面に形成してもよい。図4は、複数の凹部24cが形成されたシート24の一部を拡大して示す斜視図である。図4に示される凹部24cは、2次元の正方格子のように、シート基部24aに規則的に形成されている。図3を参照して説明した凸部24bのように、横列における隣接する凹部24c間の間隔D3は、縦列における隣接する凹部24c間の間隔D4に等しく、間隔D3および間隔D4は、1mm以上10mm以下であるのが好ましい。間隔D3および間隔D4は、通常、数mmである。凹部24cの深さdは、シート基部24aの厚さtに依存する。上述したように、シート基部24aの厚さtは、0.3mm以上1mm以下であるのが好ましいので、凹部24cの深さdも同様に、0.3mm以上1mm以下であるのが好ましい。
As shown in FIG. 4, instead of the plurality of
凹部24cの形状は図4に示した実施形態に限らず、すり鉢状凹部、半球面状凹部などであってもよい。さらに、複数の凹部24cを、正方格子以外の2次元格子に従ってシート基部24aの表面に規則的に配列してもよい。例えば、正三角形格子、斜方格子、または平行体格子に従って凹部24cを配列してもよい。
The shape of the
図2に示されるように、シート24は、シュラウド16の内面16aの外周領域に貼り付けることが好ましい。例えば、羽根車1の半径rの3分の2よりも外側のシュラウド16の内面16aに貼付されることが好ましい。シート24を、羽根車1の半径rの3分の2よりも内側のシュラウド16の内面16aに貼付してもよい。
As shown in FIG. 2, the
遠心ポンプ、特に、後述する多段ディフューザポンプの羽根車1のシュラウド16の内面16aは、該羽根車1の半径rの3分の2よりも外側で平坦面となる場合が多い。平坦面にはシート24を容易に貼付することができるため、シート24は、羽根車1の半径rの3分の2よりも外側のシュラウド16の内面16aに貼付されるのが好ましい。
In many cases, the
規則的に配列された複数の凸部24bまたは複数の凹部24cを有するシート24をシュラウド16の内面16aに貼付することにより、該内面16aでの流れの剥離の発生を遅らせることができる。図5は、複数の凸部24bまたは複数の凹部24cが、流れの剥離の発生を遅らせることができる原理を説明するための模式図である。
By affixing the
図5において、液体は、地点Aから地点Dに向かって流れており、地点Bおよび地点Cは、地点Aと地点Dとの間の中間点である。液体は、地点A、地点B、地点C、および地点Dをこの順に通過する。地点Bと地点Cの間に位置する地点Eから下流側の壁面には複数の凸部または複数の凹部が設けられる。図5では、地点A、地点B、地点C、および地点Dにおける液体の速度勾配が描かれている。 In FIG. 5, the liquid is flowing from the point A toward the point D, and the points B and C are intermediate points between the points A and D. The liquid passes through point A, point B, point C, and point D in this order. A plurality of convex portions or a plurality of concave portions are provided on the wall surface downstream from the point E located between the points B and C. In FIG. 5, the velocity gradient of the liquid at the point A, the point B, the point C, and the point D is drawn.
地点Aにおいて、壁面上の液体の速度は0であり、壁面から離れるにしたがって、液体の速度は上昇する。地点Bでの速度勾配に示されるように、液体と壁面との間の摩擦によって、壁面近傍を流れる液体の速度は徐々に低下していく。液体が複数の凸部または複数の凹部に到達すると、地点Cの速度勾配に示されるように、液体の乱流が発生する。この乱流によって、液体の流れの逆転現象、すなわち流れの剥離が発生しにくくなる。図5に示した例では、地点Dにおいても流れの剥離とその拡大が抑制されている。 At the point A, the velocity of the liquid on the wall surface is zero, and the velocity of the liquid increases as the distance from the wall surface increases. As indicated by the velocity gradient at the point B, the velocity of the liquid flowing in the vicinity of the wall surface gradually decreases due to the friction between the liquid and the wall surface. When the liquid reaches a plurality of convex portions or a plurality of concave portions, a turbulent flow of the liquid occurs as indicated by the velocity gradient at the point C. This turbulent flow makes it difficult for the liquid flow reversal phenomenon, that is, flow separation to occur. In the example shown in FIG. 5, the separation of the flow and the expansion thereof are also suppressed at the point D.
このように、本実施形態によれば、シュラウド16の内面16aに設けられた複数の凸部24bまたは複数の凹部24cによって、シュラウド16の内面16a上に、意図的に乱流を作り出すことができる。この乱流によって、羽根車流路12を流れる液体の、シュラウド16の内面16aでの流れの剥離の発生を遅らせることができる。その結果、液体の圧力損失が低減されるので、ポンプ効率を向上させることができる。
Thus, according to the present embodiment, a turbulent flow can be intentionally created on the
シート24に代えて、シュラウド16の内面16aに直接機械加工(例えば、研削加工)を施すことによって、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部を内面16aに設けてもよい。この場合も、平坦面には機械加工を容易に施すことができるため、羽根車1の半径rの3分の2よりも外側のシュラウド16の内面16aに、機械加工によって形成される複数の凸部または複数の凹部を設けるのが好ましい。
Instead of the
図6は、遠心ポンプの一例である多段ディフューザポンプを示す概略断面図である。図6に示される多段ディフューザポンプは、回転部材30と静止部材40とで構成されている。回転部材30は、回転軸11と、該回転軸11に固定された複数の羽根車1とを有する。回転軸11の両端は、軸受によって回転自在に支持される。静止部材40は、ポンプ吸込口2とポンプ吐出口4とを有する円筒状の外胴25と、外胴25の両端を閉鎖する吸込側板18および吐出側板19とを有する。静止部材40は、さらに、外胴25の内部に配置された複数の中胴(ケーシング)3を有する。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a multistage diffuser pump which is an example of a centrifugal pump. The multistage diffuser pump shown in FIG. 6 includes a rotating
各中胴3には、羽根車1とディフューザ9とが配置されている。各中胴3に配置される羽根車1とディフューザ9とで、各段の昇圧部が形成される。羽根車1は、上述したように回転部材30の一部を構成する一方で、ディフューザ9は中胴3に固定されて、静止部材40の一部を構成する。さらに、多段ディフューザポンプでは、羽根車1から吐出された液体を次段の羽根車1に案内する連通流路20(後述する)が形成される。昇圧部で昇圧された液体は、連通流路20を通って、次段の羽根車1(すなわち、次段の昇圧部)に供給され、そこで更に昇圧される。このように、ポンプ吸込口2を通じて多段ディフューザポンプに流入した液体は、各段の昇圧部によって順次昇圧され、ポンプ吐出口4から吐出される。
An
図7は、本発明の一実施形態に係る多段ディフューザポンプの一部を示す概略断面図である。図7では、回転軸11に固定される羽根車1の上半分が示されている。図7に示されるように、羽根車1の半径方向外側には、ディフューザ9が設けられる。回転軸11は、図示しない駆動源(例えば、モータ)によって回転され、羽根車1は中胴(ケーシング)3内で回転軸11と一体に回転する。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a part of a multistage diffuser pump according to an embodiment of the present invention. In FIG. 7, the upper half of the
図8は、図7のA−A線に沿った断面斜視図である。図8では、ディフューザ9を明瞭に示すために、次段に配置された羽根車1の液体入口1aを除いて、羽根車1、戻り羽根17、および回転軸11の図示を省略している。ディフューザ9は、複数のディフューザ羽根9aを有し、隣接するディフューザ羽根9aの間に、羽根車1から吐出された液体が通るディフューザ流路9bが形成される。ディフューザ流路9bの断面積は、その入口から出口に向かって増大するように形成されており、液体がディフューザ流路9bを通ることにより、液体の速度エネルギが圧力エネルギに変換される。ディフューザ流路9bを通った液体は、図8に示された矢印に沿って連通流路20を流れ、次段の羽根車1の液体入口1aに案内される。
8 is a cross-sectional perspective view taken along line AA in FIG. In FIG. 8, in order to clearly show the
図7に示されるように、羽根車1から吐出された液体を次段の羽根車1に案内する連通流路20は、ディフューザ9内に形成されるディフューザ流路9b(図8参照)と、ディフューザ流路9bに連通し、かつディフューザ流路9bから流出した液体の流れ方向を、該羽根車1の半径方向内側に変更させる転向流路21と、転向流路21に連通し、かつ転向流路21から流出した液体を、次段の羽根車1まで案内する戻り流路22と、で構成される。戻り流路22には、戻り羽根17が配置される。
As shown in FIG. 7, the
各段の羽根車1のシュラウド16の内面16aには、図2乃至図4を参照して説明されたシート24が貼付されるか、またはシュラウド16の内面16aに直接機械加工(例えば、研削加工)を施すことによって、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部が設けられる。本実施形態でも同様に、複数の凸部24bまたは複数の凹部24cによって、シュラウド16の内面16a上に意図的に乱流を作り出すことができる。この乱流によって、シュラウド16の内面16aでの流れの剥離の発生を遅らせることができる。その結果、液体の圧力損失が低減されるので、ポンプ効率を向上させることができる。
The
図9は、別の実施形態に係る多段ディフューザポンプの一部を示す概略断面図である。図9では、回転軸11に固定される羽根車1の上半分が示されている。図9に示される多段ディフューザポンプでは、転向流路21の内側壁面21aに、図2乃至図4を参照して説明されたシート24が貼付される。転向流路21の内側壁面21aは、湾曲する転向流路21の内側面を構成する壁面である。転向流路21の外側壁面21bは、湾曲する転向流路21の外側面を構成する壁面であり、内側壁面21aの外側に位置している。転向流路21の内側壁面21aは、外側壁面21bに比べて羽根車1の近くに配置されている。本実施形態では、シート24によって、転向流路21の内側壁面21aには、規則的に配列された複数の凸部24bまたは複数の凹部24cが設けられる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a part of a multistage diffuser pump according to another embodiment. In FIG. 9, the upper half of the
ディフューザ流路9bから流出した液体の流れ方向は、転向流路21で羽根車1の半径方向内側に変更させられ、転向流路21を通った液体は、戻り流路22に流入する。すなわち、転向流路21では、液体の流れ方向が大きく変えられる。この場合、転向流路21の内側壁面21aに沿って流れる液体の速度は、転向流路21の外側壁面21bに沿って流れる液体の速度に比べて遅くなる。その結果、転向流路21の内側壁面21aに沿って流れる液体の圧力は、転向流路21の外側壁面21bに沿って流れる液体の圧力よりも大きくなる。したがって、転向流路21の内側壁面21aと液体との間での摩擦が液体に大きく影響し、流れの剥離が転向流路21の内側壁面21aで発生しやすい。
The flow direction of the liquid flowing out from the
本実施形態では、シート24を、転向流路21の内側壁面21aに貼付することにより、該壁面21aでの流れの剥離の発生を遅らせることができる。その結果、液体の圧力損失が低減されるので、ポンプ効率を向上させることができる。シート24を貼付せずに、転向流路21の内側壁面21aに直接機械加工(例えば、研削加工)を施すことによって、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部を、転向流路21の内側壁面21aに設けてもよい。
In the present embodiment, by sticking the
図10は、さらに別の実施形態に係る多段ディフューザポンプの一部を示す概略断面図である。図10に示される多段ディフューザポンプでは、シュラウド16の内面16a、および転向流路21の内側壁面21aの両方にそれぞれシート24が貼付されている。このように、シュラウド16の内面16aおよび転向流路21の内側壁面21aの両方に、複数の凹部24cまたは複数の凸部24cを設けてもよい。シュラウド16の内面16aおよび転向流路21の内側壁面21aのうちのどちらか一方にシート24を貼付し、他方に直接機械加工(例えば、研削加工)を施すことによって、複数の凸部または複数の凹部を設けてもよい。あるいは、シュラウド16の内面16aおよび転向流路21の内側壁面21aのうちのどちらか一方に複数の凹部を設け、他方に複数の凸部を設けてもよい。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a part of a multistage diffuser pump according to still another embodiment. In the multistage diffuser pump shown in FIG. 10, the
本実施形態によれば、シュラウド16の内面16a、および転向流路21の内側壁面21aの両方で流れの剥離の発生を遅らせることができる。その結果、多段ディフューザポンプのポンプ効率をさらに向上させることができる。
According to the present embodiment, it is possible to delay the occurrence of flow separation on both the
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.
1 羽根車
2 ポンプ吸込口
3 ケーシング
4 ポンプ吐出口
9 ディフューザ
9a ディフューザ羽根
9b ディフューザ流路
11 回転軸
12 羽根車流路
14 ハブ
15 翼
16 シュラウド
16a 内面
17 戻り羽根
18 吸込側板
19 吐出側板
20 連通流路
21 転向流路
21a 内側壁面
21b 外側壁面
22 戻り流路
24 シート
24a シート基部
24b 凸部
24c 凹部
25 外胴
30 回転部材
40 静止部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転軸に固定される少なくとも1つの羽根車と、を有する遠心ポンプであって、
前記羽根車は、ハブと、前記ハブに立設する複数の翼と、前記翼の前面を覆うシュラウドと、を有し、
前記シュラウドの内面に、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部が設けられることを特徴とする遠心ポンプ。 A rotation axis;
A centrifugal pump having at least one impeller fixed to the rotating shaft,
The impeller has a hub, a plurality of wings standing on the hub, and a shroud covering a front surface of the wings,
A centrifugal pump characterized in that a plurality of regularly arranged convex portions or a plurality of concave portions are provided on the inner surface of the shroud.
前記回転軸に固定される複数の羽根車と、を有する遠心ポンプであって、
前記羽根車から吐出された液体を次段の羽根車に案内する連通流路が設けられ、
前記連通流路は、
前記羽根車の半径方向外側に配置されたディフューザに形成されるディフューザ流路と、
前記ディフューザ流路に連通し、かつ前記ディフューザ流路から流出した液体の流れ方向を、前記羽根車の半径方向内側に変更させる転向流路と、
前記転向流路に連通し、かつ前記転向流路から流出した液体を、次段の羽根車まで案内する戻り流路と、で構成され、
前記転向流路の内側壁面に、規則的に配列された複数の凸部または複数の凹部が設けられることを特徴とする遠心ポンプ。 A rotation axis;
A centrifugal pump having a plurality of impellers fixed to the rotating shaft,
A communication channel for guiding the liquid discharged from the impeller to the next stage impeller is provided;
The communication channel is
A diffuser flow path formed in a diffuser disposed radially outward of the impeller;
A diverting channel that communicates with the diffuser channel and changes the flow direction of the liquid flowing out of the diffuser channel to the radially inner side of the impeller; and
A return flow path that communicates with the turning flow path and guides the liquid flowing out of the turning flow path to the impeller of the next stage,
A centrifugal pump characterized in that a plurality of convex portions or a plurality of concave portions regularly arranged are provided on an inner wall surface of the turning channel.
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