JP2020125734A - Design method for impeller, manufacturing method for impeller, design system for impeller, and manufacturing system for impeller - Google Patents

Design method for impeller, manufacturing method for impeller, design system for impeller, and manufacturing system for impeller Download PDF

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隼夫 阪口
Hayao SAKAGUCHI
隼夫 阪口
野口 学
Manabu Noguchi
学 野口
涼太郎 山本
Ryotaro Yamamoto
涼太郎 山本
浩章 中本
Hiroaki Nakamoto
浩章 中本
雅裕 海藤
Masahiro Kaido
雅裕 海藤
瞬 長山
Shun NAGAYAMA
瞬 長山
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Abstract

To restrain a formation failure even if a plane of a formed layer becomes large when it is formed by lamination molding.SOLUTION: A design method for an impeller of a pump comprises a design change step of changing design of the impeller so as to perform lamination molding of the impeller on the basis of information of the impeller while the impeller comprises a plurality of main blades for giving energy to pumped liquid.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、羽根車の設計方法、羽根車の製造方法、羽根車の設計システム及び羽根車の製造システムに関する。 The present invention relates to an impeller design method, an impeller manufacturing method, an impeller design system, and an impeller manufacturing system.

従来ポンプに応じて、様々な羽根車が用いられている。クローズドインペラ、オープンインペラ、ノンクロッグ形インペラなどがある。クローズドインペラは、遠心ポンプ及び斜流ポンプで側板のあるインペラである。オープンインペラは、遠心ポンプ及び斜流ポンプで側板のないインペラである。このうち主板が羽根外周まであるものをセミオープン形インペラといい,主板を極力短くしたものがフルオープン形インペラである。 Conventionally, various impellers are used according to the pump. There are closed impeller, open impeller, non-clog type impeller and so on. The closed impeller is an impeller having a side plate in a centrifugal pump and a mixed flow pump. The open impeller is a centrifugal pump and a mixed flow pump and has no side plate. Of these, the one with the main plate extending to the outer circumference of the blade is called a semi-open type impeller, and the one with the main plate as short as possible is the full-open type impeller.

また、吸込形式に応じて異なる形態の羽根車が用いられている。片吸込ポンプの場合、片吸込用の羽根車が用いられており、両吸込ポンプの場合、両吸込用の羽根車が用いられる。両吸込用の羽根車は、羽根車の左右両方から均等に流体を吸い込んで加速する。例えば、両吸込用の羽根車は、横軸両吸込渦巻ポンプに使用される。 Further, different types of impellers are used depending on the suction type. In the case of a single suction pump, a single suction impeller is used, and in the case of a double suction pump, a double suction impeller is used. The impeller for both suction sucks fluid from both the left and right sides of the impeller evenly and accelerates. For example, a double suction impeller is used in a horizontal shaft double suction centrifugal pump.

3Dプリンタの適用技術として、レーザ等による積層造形法と呼ばれる技術が知られている。例えば、この技術は、レーザ等により金属粉末を実質的な二次元平面上で焼結または溶融させ、これを積み上げていくことで三次元形状を得るものである。特許文献1には、タービンホイールに適用される羽根車を、積層造形法により形成する方法が記載されている。 As a technique applied to the 3D printer, a technique called a layered manufacturing method using a laser or the like is known. For example, this technique obtains a three-dimensional shape by sintering or melting metal powder on a substantially two-dimensional plane by a laser or the like and stacking these. Patent Document 1 describes a method of forming an impeller applied to a turbine wheel by an additive manufacturing method.

特開2016−037901号公報JP, 2016-037901, A

積層造形で形成する場合、形成される層の平面が小さい程成形しやすく、当該平面が大きくなるほど変形などの形成不良が発生しやすい。主板および/または側板をもつ羽根車は、主翼の枚数が少ないと、主板および/または側板の平面部分が大きくなり、積層造形で形成しにくい。また、特に、主板と側板に挟まれた流路は、後加工による形状補正が困難であるため成形不良を避けたい。 In the case of the layered manufacturing, the smaller the flat surface of the layer to be formed, the easier the molding, and the larger the flat surface, the more easily defective formation such as deformation occurs. In the impeller having the main plate and/or the side plate, when the number of the main blades is small, the flat surface portion of the main plate and/or the side plate becomes large, and it is difficult to form by the additive manufacturing. In addition, in particular, it is difficult to correct the shape of the flow path sandwiched between the main plate and the side plate due to the post-processing, so it is desirable to avoid defective molding.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、羽根車を積層造形で形成する場合において、形成不良を抑制することを可能とする羽根車の設計方法、羽根車の製造方法、羽根車の設計システム及び羽根車の製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the case of forming an impeller by additive manufacturing, a method for designing an impeller, a method for manufacturing an impeller, and an impeller that enable formation defects to be suppressed. It is an object of the present invention to provide a design system and an impeller manufacturing system.

本発明の第1の態様に係る羽根車の設計方法は、ポンプの羽根車の設計方法であって、前記羽根車は、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備え、前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形する当該羽根車の設計を変更する設計変更工程を有する。 A design method for an impeller according to a first aspect of the present invention is a design method for a pump impeller, wherein the impeller includes a plurality of main blades that give energy to pumping liquid, and information on the impeller is provided. On the basis of the above, there is a design change process for changing the design of the impeller that laminate-molds the impeller.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、羽根車を積層造形するよう設計を変更することができるので、当該羽根車の積層造形中の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case where the impeller is formed by additive manufacturing, the design can be changed so that the impeller is additive manufactured. Therefore, deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed, and thus formation defects can be suppressed. can do.

本発明の第2の態様に係る羽根車の設計方法は、第1の態様に係る羽根車の設計方法であって、前記設計変更工程では、前記羽根車を積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。 An impeller designing method according to a second aspect of the present invention is the impeller designing method according to the first aspect, wherein in the design changing step, an intermediate blade required to laminate-mold the impeller. Change the design of the impeller to add.

この構成によれば、この構成によれば、積層造形で形成する場合において、形成される層の平面が大きくなっても、中間翼を隣り合う当該主翼の間に設けるように設計することができるので、当該羽根車の積層造形中の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case of forming by additive manufacturing, it is possible to design the intermediate blade to be provided between the adjacent main blades even if the plane of the formed layer becomes large. Therefore, the deformation of the impeller during the additive manufacturing can be suppressed, and thus the formation failure can be suppressed.

本発明の第3の態様に係る羽根車の設計方法は、第1の態様に係る羽根車の設計方法であって、前記羽根車の情報は、前記羽根車の素材の情報と、隣り合う前記主翼が形成される積層面における当該隣り合う前記主翼の間の距離とを含み、前記設計変更工程において、当該隣り合う前記主翼の間に前記中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。 An impeller designing method according to a third aspect of the present invention is the impeller designing method according to the first aspect, wherein the impeller information is adjacent to the impeller material information. Including the distance between the adjacent main wings in the laminated surface on which the main wings are formed, in the design changing step, the design of the impeller is changed to add the intermediate blade between the adjacent main wings. ..

この構成によれば、主翼と中間翼の間の距離を、隣り合う主翼が形成される積層面における当該隣り合う主翼の間の距離と羽根車の素材に応じて設定することができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 According to this configuration, the distance between the main blade and the intermediate blade can be set according to the distance between the adjacent main blades on the laminated surface on which the adjacent main blades are formed and the material of the impeller. The deformation of the impeller during modeling can be suppressed.

本発明の第4の態様に係る羽根車の設計方法は、第3の態様に係る羽根車の設計方法であって、前記設計変更工程において、前記羽根車の素材によって異なる所定の許容距離よりも前記複数の主翼間の積層面における距離が短くなるように前記中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。 An impeller design method according to a fourth aspect of the present invention is the impeller design method according to the third aspect, wherein in the design changing step, a predetermined allowable distance that differs depending on a material of the impeller is used. The design of the impeller is changed so that the intermediate blade is added so that the distance between the plurality of main blades on the stacking surface becomes short.

この構成によれば、主翼と中間翼の間の距離を、羽根車の素材に応じた所定の許容距離よりも短くすることができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 With this configuration, the distance between the main blade and the intermediate blade can be made shorter than a predetermined allowable distance according to the material of the impeller, so that the deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed. ..

本発明の第5の態様に係る羽根車の設計方法は、第1から4のいずれかの態様に係る羽根車の設計方法であって、前記羽根車はクローズドインペラであって、前記主翼間の積層面は、前記主翼よりも後に形成される前記羽根車の主板または側板である。 An impeller design method according to a fifth aspect of the present invention is the impeller design method according to any one of the first to fourth aspects, wherein the impeller is a closed impeller, and The laminated surface is a main plate or a side plate of the impeller formed after the main blade.

この構成によれば、羽根車の上に形成される主板または側板に表面において、主翼と中間翼の間の距離を、羽根車の素材に応じた所定の許容距離よりも短くすることができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 With this configuration, on the surface of the main plate or the side plate formed on the impeller, the distance between the main blade and the intermediate blade can be made shorter than a predetermined allowable distance according to the material of the impeller. It is possible to suppress the deformation of the impeller during the additive manufacturing.

本発明の第6の態様に係る羽根車の設計方法は、第1から5のいずれかの態様に係る羽根車の設計方法であって、前記設計変更工程の後に、前記中間翼が設けられた羽根車を備える前記ポンプを流体解析する工程を更に有する。 An impeller design method according to a sixth aspect of the present invention is the impeller design method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the intermediate blade is provided after the design change step. The method further comprises the step of performing fluid analysis on the pump provided with an impeller.

この構成によれば、設計変更により中間翼が設けられた羽根車を流体解析することにより、当該中間翼が設けられた羽根車が客先要求を満たすか否か確認することができる。 According to this configuration, it is possible to confirm whether or not the impeller provided with the intermediate blade meets the customer's request by performing a fluid analysis on the impeller provided with the intermediate blade due to the design change.

本発明の第7の態様に係る羽根車の製造方法は、第8の態様に係る羽根車の製造方法であって、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含する場合、積層造形が実行されるように積層造形機を制御する工程を有する。 A method for manufacturing an impeller according to a seventh aspect of the present invention is the method for manufacturing an impeller according to the eighth aspect, including an operating point in which a selection range based on the result of the fluid analysis satisfies the customer requirement. If so, the method includes controlling the additive manufacturing machine so that additive manufacturing is performed.

この構成によれば、設計変更により中間翼が設けられた羽根車が客先要求を満たす場合に、当該設計にて羽根車を製造することができる。 According to this configuration, when the impeller provided with the intermediate blade meets the customer's request due to the design change, the impeller can be manufactured with the design.

本発明の第8の態様に係る羽根車の設計方法は、第6または7の態様に係る羽根車の設計方法であって、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合、前記羽根車の素材の情報、前記羽根車の設計形状のうち、少なくとも一つを変更し、当該変更後に再度、流体解析する工程を更に有する。 An impeller design method according to an eighth aspect of the present invention is the impeller design method according to the sixth or seventh aspect, wherein an operating point in which a selection range based on the result of the fluid analysis satisfies the customer requirement. When not including, the method further includes a step of changing at least one of the information on the material of the impeller and the design shape of the impeller, and performing the fluid analysis again after the change.

この構成によれば、当該変更後の羽根車を流体解析することにより、当該変更後の羽根車が客先要求を満たすか否か確認することができる。 According to this configuration, it is possible to confirm whether or not the changed impeller satisfies the customer's request by performing a fluid analysis on the changed impeller.

本発明の第9の態様に係る羽根車の設計方法は、第6から8のいずれかの態様に係る羽根車の設計方法であって、複数のポンプ機種群から客先要求に応じてポンプ機種を選定する工程と、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合に、前記選定したポンプ機種を再選定する工程と、を更に有する。 An impeller designing method according to a ninth aspect of the present invention is the impeller designing method according to any one of the sixth to eighth aspects, in which a pump model is selected from a plurality of pump model groups according to a customer request. And a step of re-selecting the selected pump model when the selection range based on the result of the fluid analysis does not include an operating point that satisfies the customer's request.

この構成によれば、ポンプ機種を再選定することによって、客先要求を満たすようにすることができる。 According to this configuration, it is possible to satisfy the customer's request by reselecting the pump model.

本発明の第10の態様に係る羽根車の設計方法は、第1から9のいずれかの態様に係る羽根車の設計方法であって、前記設計変更工程では、当該羽根車の外径の変更、及び/または主翼及び/または中間翼の翼角を設計変更する。 An impeller design method according to a tenth aspect of the present invention is the impeller design method according to any one of the first to ninth aspects, wherein in the design changing step, an outer diameter of the impeller is changed. , And/or the wing angle of the main wing and/or the intermediate wing is redesigned.

本発明の第11の態様に係る羽根車の製造方法は、第1から10のいずれかの態様に係る羽根車の設計方法にて設計された羽根車を積層造形にて形成する、羽根車の製造方法である。 The method for manufacturing an impeller according to an eleventh aspect of the present invention is a method for manufacturing an impeller, the impeller designed by the method for designing an impeller according to any one of the first to tenth aspects being formed by additive manufacturing. It is a manufacturing method.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、形成される層の平面が大きくなっても、中間翼を隣り合う当該主翼の間に設けるように設計することができるので、当該羽根車の積層造形中における変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case of forming by additive manufacturing, even if the plane of the layer to be formed becomes large, the intermediate blade can be designed to be provided between the adjacent main blades. Since deformation during the additive manufacturing can be suppressed, formation defects can be suppressed.

本発明の第12の態様に係る羽根車の設計システムは、ポンプの羽根車であって、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備える羽根車の設計システムであって、前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更部を備える。 An impeller design system according to a twelfth aspect of the present invention is an impeller design system for a pump, the impeller having a plurality of main blades for imparting energy to the pumping liquid, comprising: On the basis of the above, the design changing unit is provided for changing the design of the impeller so that the impeller is laminated and manufactured.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、羽根車を積層造形するよう設計することができるので、当該羽根車の積層造形中における変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case where the impeller is formed by additive manufacturing, the impeller can be designed so as to be additive manufactured. Therefore, deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed, and thus formation defects can be suppressed. You can

本発明の第13の態様に係る羽根車の設計システムは、第12の態様に係る羽根車の設計システムであって、前記設計変更部は、積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。 An impeller design system according to a thirteenth aspect of the present invention is the impeller design system according to the twelfth aspect, wherein the design change section adds an intermediate blade necessary for additive manufacturing. Change the design of the impeller.

本発明の第14の態様に係る羽根車の製造システムは、ポンプの羽根車であって、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備える羽根車の製造システムであって、前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更部と、設計変更後の羽根車を積層造形する積層造形機と、を備える。 An impeller manufacturing system according to a fourteenth aspect of the present invention is an impeller of a pump, which is provided with a plurality of main blades that give energy to the pumping liquid, and is provided in the information of the impeller. Based on the design change unit, the design change unit changes the design of the impeller so that the impeller is additively manufactured, and the additive manufacturing machine that additively modifies the impeller after the design change.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、羽根車を積層造形するよう設計することができるので、当該羽根車の積層造形中における変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case where the impeller is formed by additive manufacturing, the impeller can be designed so as to be additive manufactured. Therefore, deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed, and thus formation defects can be suppressed. You can

本発明の一態様によれば、羽根車を積層造形で形成する場合において、羽根車を積層造形するよう設計することで、当該羽根車の積層造形中における変形を抑えることができ、形成不良を抑制することができる。 According to one embodiment of the present invention, in the case of forming an impeller by additive manufacturing, by designing the impeller to be additive manufacturing, it is possible to suppress deformation of the impeller during additive manufacturing and to prevent formation defects. Can be suppressed.

本実施形態に係るポンプの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pump which concerns on this embodiment. 図1に示すポンプのポンプケーシングの正面図である。It is a front view of the pump casing of the pump shown in FIG. 図1に示す羽根車の断面図である。It is sectional drawing of the impeller shown in FIG. 本実施形態に係る第1の実施例に係る羽根車を、図3の吸込口側から見たときの一部切断の正面図である。FIG. 4 is a partially cut front view of the impeller according to the first example of the present embodiment as seen from the suction port side of FIG. 3. 本実施形態に係る第2の実施例に係る羽根車を、図3の吸込口側から見たときの一部切断の正面図である。It is a front view of the impeller which concerns on the 2nd Example which concerns on this embodiment, when it sees from the suction inlet side of FIG. ポンプ選定図の一例である。It is an example of a pump selection diagram. 本実施形態に係る羽根車の製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the manufacturing system of the impeller which concerns on this embodiment. 全揚程と吐出し流量との間の関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the total head and the discharge flow rate. 羽根車の外径が大きくなるように変更する場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where it changes so that the outer diameter of an impeller may become large. 本実施形態に係る羽根車の製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of the flow of the manufacturing method of the impeller concerning this embodiment.

以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, each embodiment will be described with reference to the drawings. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed description of well-known matters and repeated description of substantially the same configuration may be omitted. This is for avoiding unnecessary redundancy in the following description and for facilitating understanding by those skilled in the art.

本実施形態では、ベースプレートの上に金属粉末を用いた積層造形法により、本実施形態に係る羽根車の原型となる構造体を形成する。ここで、積層造形法は、所望の羽根車の形状に合わせて配置した金属粉末を、レーザ又は電子ビーム等による熱エネルギーにより焼結させる。金属粉末の配置及び焼結といった工程を順次繰り返すことで、焼結された金属粉末が積層され、所望の形状の羽根車の原型となる構造体が形成される。 In the present embodiment, a structure serving as a prototype of the impeller according to the present embodiment is formed on the base plate by an additive manufacturing method using metal powder. Here, in the additive manufacturing method, the metal powder arranged according to the desired shape of the impeller is sintered by thermal energy such as laser or electron beam. By sequentially repeating the steps of arranging and sintering the metal powder, the sintered metal powder is laminated to form a structure that is a prototype of the impeller having a desired shape.

図1は、本実施形態に係るポンプの構造を示す断面図である。図2は、図1に示すポンプのポンプケーシングの正面図である。図1及び図2に示すように、ポンプは、吸込口1aと吐出し口1bを有するポンプケーシング1と、ケーシングカバー2とを備えている。羽根車3は、その吸込口がポンプケーシング1の吸込口1aを向くようにポンプケーシング1の内部に配置され、吸込口1aからポンプケーシング1の内部に入った流体は、羽根車3を通って昇圧され、ポンプケーシング1の吐出し口1bから外部に排出される。羽根車3は、軸受胴体4に組込まれた軸受5a,5bに支持された主軸であるポンプ軸6のポンプケーシング1側の端部に固定されている。ポンプ軸6の他端には図示しない駆動機が連結されており、ポンプ軸6を介して羽根車3が回転駆動される。図2は、ポンプケーシング1を吸込口1a側からみた図を示す。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the pump according to this embodiment. FIG. 2 is a front view of the pump casing of the pump shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the pump includes a pump casing 1 having a suction port 1a and a discharge port 1b, and a casing cover 2. The impeller 3 is arranged inside the pump casing 1 so that its suction port faces the suction port 1 a of the pump casing 1, and the fluid that has entered the pump casing 1 through the suction port 1 a passes through the impeller 3 The pressure is increased and discharged from the discharge port 1b of the pump casing 1 to the outside. The impeller 3 is fixed to an end portion of a pump shaft 6, which is a main shaft supported by bearings 5a and 5b incorporated in a bearing body 4, on the pump casing 1 side. A drive machine (not shown) is connected to the other end of the pump shaft 6, and the impeller 3 is rotationally driven via the pump shaft 6. FIG. 2 shows a view of the pump casing 1 viewed from the suction port 1a side.

図3は、図1に示す羽根車の断面図である。図3には、主板11と側板12との間に形成された流路20の出口幅B2が示されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the impeller shown in FIG. FIG. 3 shows the outlet width B2 of the flow path 20 formed between the main plate 11 and the side plate 12.

<第1の実施例>
図4は、本実施形態に係る第1の実施例に係る羽根車を、図3の吸込口側から見たときの一部切断の正面図である。図4に示すように、羽根車3は、インペラハブ10、主板11、側板12及び主板11と側板12との間に配置された複数の主翼13を備える。インペラハブ10は、ポンプ軸6に固定され,主翼13を取り付ける回転体である。主板11は、羽根車3を形成する側壁のうち、インペラハブ10に連なる側の側壁である。側板12は、羽根車3を形成する側壁のうち、主翼13に支えられる側の側壁である。主翼13は、揚液にエネルギーを与える羽根であり、インペラハブ10に取り付けられる。主翼13は、この例では、厚さt1の板状に形成されて、互いに隣接する一方の主翼13の回転方向側の表面13aと他方の主翼13の反回転方向側の裏面13bとの間に、流路20がそれぞれ区画形成されている。第1の実施例では一例として羽根車の積層造形で用いられる素材はチタンである。チタンは成形不良がおこりにくいので、隣り合う主翼13の間に比較的大きな距離d1があったとしても成形不良がおこりにくいからである。また、主翼13の間に中間翼を設けないことにより、使用する材料を少なくすることができる。
<First embodiment>
FIG. 4 is a partially cut front view of the impeller according to the first example of the present embodiment as viewed from the suction port side of FIG. 3. As shown in FIG. 4, the impeller 3 includes an impeller hub 10, a main plate 11, a side plate 12, and a plurality of main wings 13 arranged between the main plate 11 and the side plates 12. The impeller hub 10 is a rotating body which is fixed to the pump shaft 6 and to which the main wing 13 is attached. The main plate 11 is a side wall of the side walls forming the impeller 3 and connected to the impeller hub 10. The side plate 12 is a side wall of the side walls forming the impeller 3 that is supported by the main wing 13. The main wing 13 is a blade that gives energy to the pumped liquid, and is attached to the impeller hub 10. In this example, the main wing 13 is formed in a plate shape with a thickness t1 and is provided between the front surface 13a of one main wing 13 on the rotation direction side and the back surface 13b of the other main wing 13 on the anti-rotation side of the other main wing 13. The flow paths 20 are formed in sections. In the first embodiment, as an example, the material used in the additive manufacturing of the impeller is titanium. This is because titanium is unlikely to cause defective molding, and therefore, defective molding is unlikely to occur even if there is a relatively large distance d1 between the adjacent main wings 13. Further, by not providing the intermediate wing between the main wings 13, the material used can be reduced.

<第2の実施例>
図5は、本実施形態に係る第2の実施例に係る羽根車を、図3の吸込口側から見たときの一部切断の正面図である。図5の第2の実施例に係る羽根車は、図4の第1の実施例に係る羽根車に比べて、更に主板11と側板12との間に配置されており且つ隣り合う二つの主翼の間に設けられた中間翼14を複数備える。また、図5の第2の実施例に係る羽根車は、図4の第1の実施例に係る羽根車と同径且つ積層造形における同一の手段にて形成される羽根車である。中間翼14と、隣の主翼13との間の距離は、中間翼14の輪郭の各点において、距離dだけ離れている。この距離dは、積層造形で変形が主板11及び/または側板12に生じない限界距離D以下の範囲で決められている。なお、限界距離Dは、積層造形で用いられる素材や積層造形の手段等に応じて決められる。
<Second embodiment>
FIG. 5 is a partially cut front view of the impeller according to the second example of the present embodiment as viewed from the suction port side of FIG. 3. Compared with the impeller according to the first embodiment of FIG. 4, the impeller according to the second embodiment of FIG. 5 is further disposed between the main plate 11 and the side plate 12, and has two adjacent main blades. A plurality of intermediate blades 14 provided between the two are provided. The impeller according to the second embodiment of FIG. 5 is an impeller having the same diameter as the impeller according to the first embodiment of FIG. 4 and formed by the same means in additive manufacturing. The distance between the intermediate wing 14 and the adjacent main wing 13 is separated by a distance d at each point of the contour of the intermediate wing 14. This distance d is determined within a range of a limit distance D or less at which deformation does not occur in the main plate 11 and/or the side plate 12 in additive manufacturing. The limit distance D is determined according to the material used in additive manufacturing, the additive manufacturing method, and the like.

第2の実施例では一例として羽根車の積層造形で用いられる素材はステンレスである。ステンレスはチタンに比べて成形不良がおこりやすく、且つ羽根車は外周に向かって、隣り合う主翼13の間の距離が大きくなるので、流路20に中間翼14を追加で設けることにより、隣り合う主翼13の間において、中間翼14で主板11または側板12を支持することによって、積層造形の工程において、主板11及び/または側板12が変形することを抑制することができる。 In the second embodiment, as an example, the material used in the additive manufacturing of the impeller is stainless steel. Molding failure is more likely to occur in stainless steel than in titanium, and the distance between adjacent main blades 13 in the impeller increases toward the outer circumference. By supporting the main plate 11 or the side plate 12 with the intermediate wing 14 between the main wings 13, it is possible to suppress the deformation of the main plate 11 and/or the side plate 12 in the additive manufacturing process.

つまり、第1の実施例の羽根車3の素材であるチタンの限界距離D1は、第2の実施例の羽根車3の素材であるステンレスの限界距離D2に比べて長い(D1>D2)。そのため、第1の実施例では、隣り合う主翼13の間の最大距離d0(隣り合う主翼13の間の主板11の円周の長さ)がチタンの限界距離D1(d0<D1)以下のため、主翼13のみで主板11と側板12とを支持できる。それに比して第2の実施例では、隣り合う主翼13の間の最大距離d0がステンレスの限界距離D2(d0>D2)より大きいため、中間翼14を設け、当該中間翼14にて主板11と側板12とを支持することによって、積層造形の工程において、主板11及び/または側板12が変形することを抑制する。なお、羽根径が大きい等で、吸込み側(羽根の中心側)でも支持する必要があれば、中間羽根ではなく、主翼を追加してもよい。 That is, the limit distance D1 of titanium, which is the material of the impeller 3 of the first embodiment, is longer than the limit distance D2 of stainless steel, which is the material of the impeller 3 of the second embodiment (D1>D2). Therefore, in the first embodiment, the maximum distance d0 between the adjacent main wings 13 (the length of the circumference of the main plate 11 between the adjacent main wings 13) is equal to or less than the limit distance D1 (d0<D1) of titanium. The main plate 11 and the side plate 12 can be supported only by the main wing 13. On the other hand, in the second embodiment, since the maximum distance d0 between the adjacent main blades 13 is larger than the limit distance D2 (d0>D2) of stainless steel, the intermediate blade 14 is provided and the main blade 11 is attached to the intermediate blade 14. By supporting the side plate 12 and the side plate 12, deformation of the main plate 11 and/or the side plate 12 is suppressed in the process of additive manufacturing. If it is necessary to support the suction side (the center side of the blade) due to the large diameter of the blade, the main blade may be added instead of the intermediate blade.

積層造形では、積層面を形成する場合、変形を抑えるために所定の間隔にて下から支持する必要があり、一般的には、当該支持するために、製造工程にて除去されるサポート部材が用いられる。しかしながら、主板11と側板12間にサポート部材を形成し、当該サポート部材を除去することは困難である。なぜならば、主板11と側板12間は流路であって、サポート部材が除去しきれずに残ってしまったり、サポート部材の除去工程で誤って流路を損傷してしまったりした場合、圧力損失等の原因となって客先が所望する性能(つまり設計した性能)が確保できなくなる。よって、積層造形にて羽根車を造形する際には、主板11と側板12間の流路は極力形状変更等の加工することなく積層造形し、なお且つ客先要求を満たす設計とするとよい。 In additive manufacturing, when forming a laminated surface, it is necessary to support from below from a predetermined interval in order to suppress deformation, and in general, in order to support the support member removed in the manufacturing process. Used. However, it is difficult to form a support member between the main plate 11 and the side plate 12 and remove the support member. This is because there is a flow path between the main plate 11 and the side plate 12, and if the support member is not completely removed and remains, or if the flow path is accidentally damaged in the process of removing the support member, pressure loss, etc. As a result, the performance desired by the customer (that is, the designed performance) cannot be secured. Therefore, when molding an impeller by additive manufacturing, it is advisable to design the flow path between the main plate 11 and the side plate 12 to be additive manufactured without processing such as changing the shape as much as possible, and to meet customer requirements.

図6は、ポンプ選定図の一例である。図6に示すように、ポンプ選定図は、横軸がポンプの吐出し量で縦軸が全揚程である。また、ポンプ選定図では、機種(すなわち、機種A、機種B、機種C)毎に、選定可能な領域が割り当てられている。例えば、客先要求が運転点Xの吐出し量及び全揚程である場合、ポンプは機種Bが選定される。 FIG. 6 is an example of a pump selection diagram. As shown in FIG. 6, in the pump selection diagram, the horizontal axis represents the discharge amount of the pump and the vertical axis represents the total head. Further, in the pump selection diagram, selectable regions are assigned to each model (that is, model A, model B, model C). For example, when the customer request is the discharge amount and the total head at the operating point X, the model B pump is selected.

図7は、本実施形態に係る羽根車の製造システムの概略構成図である。図8は、選定されたポンプ機種における全揚程と吐出し流量との間の関係の一例を示すグラフである。図7に示すように、羽根車の製造システムS1は、情報処理装置7と、積層造形機8とを備える。図7に示すように、情報処理装置7は、ストレージ71と、メモリ72と、入力インタフェース73と、出力インタフェース74と、通信モジュール75と、プロセッサ76を備える。
ここでストレージ71には、プロセッサ76が読み出して実行するための本実施形態に係るプログラム及び各種のデータが格納されている。ストレージ71は、不揮発性メモリであり、例えばROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等である。メモリ72は、データ及びプログラムを一時的に保持する。メモリ72は、揮発性メモリであり、例えばRAM(Random Access Memory)である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the impeller manufacturing system according to the present embodiment. FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the total head and the discharge flow rate in the selected pump model. As shown in FIG. 7, the impeller manufacturing system S<b>1 includes an information processing device 7 and an additive manufacturing machine 8. As shown in FIG. 7, the information processing device 7 includes a storage 71, a memory 72, an input interface 73, an output interface 74, a communication module 75, and a processor 76.
Here, the storage 71 stores the program and various data according to the present embodiment to be read and executed by the processor 76. The storage 71 is a non-volatile memory, such as a ROM (Read Only Memory) or a flash memory. The memory 72 temporarily holds data and programs. The memory 72 is a volatile memory, for example, a RAM (Random Access Memory).

入力インタフェース73は、GUI(Graphical User Interface)として、ユーザからの入力を受け付ける。
出力インタフェース74は、積層造形機8に接続されており、積層造形機へ信号を出力する。一実施形態では、出力インタフェース74はGUI(Graphical User Interface)としても機能するとよい。
通信モジュール75は、ネットワークに接続されて、ネットワークに接続されている他のコンピュータと通信する。一実施形態では、通信モジュール75は積層造形機8とネットワーク接続されて、積層造形機へ信号を出力してもよい。
The input interface 73 is a GUI (Graphical User Interface) and receives an input from a user.
The output interface 74 is connected to the additive manufacturing machine 8 and outputs a signal to the additive manufacturing machine. In one embodiment, the output interface 74 may also function as a GUI (Graphical User Interface).
The communication module 75 is connected to the network and communicates with other computers connected to the network. In one embodiment, the communication module 75 may be networked with the additive manufacturing machine 8 to output signals to the additive manufacturing machine.

プロセッサ76は、ストレージ71から本実施形態に係るプログラムをメモリ72にロードし、当該プログラムに含まれる一連の命令を実行することによって、ポンプ機種選定部760、外径決定部761、形状決定部762、性能算出部763、判定部764、及び再度決定部765として機能する。ここで、本実施形態に係る羽根車の設計システムS11は、これらの外径決定部761、形状決定部762、性能算出部763、判定部764、及び再度決定部765を備える。 The processor 76 loads the program according to the present embodiment from the storage 71 into the memory 72 and executes a series of instructions included in the program, whereby the pump model selection unit 760, the outer diameter determination unit 761, and the shape determination unit 762. , The performance calculation unit 763, the determination unit 764, and the determination unit 765 again. Here, the impeller design system S11 according to the present embodiment includes the outer diameter determination unit 761, the shape determination unit 762, the performance calculation unit 763, the determination unit 764, and the determination unit 765 again.

ポンプ選定部760は、複数のポンプ機種群の中から、例えば入力インタフェース73を介してユーザによって入力される客先要求を満たすポンプ機種を選定する。例えばポンプ選定部760は、用途(陸上ポンプ、水中ポンプ等)、揚液(清水、汚水、汚物、雑排水、海水、等)、設置状況(立形、横形、自吸、可搬式等)、ポンプ性能(揚程、水量、軸動力等)等の客先要求を満たすポンプを選定する。具体的には、ストレージ71は、用途、揚液、および設置状況等に対応するポンプ機種群を選定可能なデータテーブルもしくは選定プログラム、ポンプ機種群(ここでは、図6に示す機種A,機種B,機種Cがひとつのポンプ機種群を成す。)毎の選定範囲が示されるポンプ選定図(例えば図6)、ポンプ機種毎の代表性能曲線、等を記憶し、選定用途、揚液、設置状況等により複数のポンプ機種群の中から選択したポンプ機種群のポンプ選定図(例えば図6)より、客先要求の揚程と吐出し流量(例えば図6の運転点X)が選定範囲内に入るポンプ機種(図6の例ではポンプ機種B)を選定する。 The pump selection unit 760 selects, from a plurality of pump model groups, a pump model that satisfies a customer request input by the user via the input interface 73, for example. For example, the pump selection unit 760 can be used for applications (land pumps, submersible pumps, etc.), pumped liquids (fresh water, sewage, filth, miscellaneous drainage, seawater, etc.), installation conditions (vertical, horizontal, self-priming, portable, etc.), Select a pump that meets customer requirements such as pump performance (lift, water volume, shaft power, etc.). Specifically, the storage 71 is a data table or a selection program capable of selecting a pump model group corresponding to the use, pumping, installation condition, etc. (here, model A and model B shown in FIG. 6). , Model C constitutes one pump model group.) A pump selection diagram (for example, Fig. 6) showing the selection range for each pump type, a representative performance curve for each pump model, etc. are stored, and the selection application, pumping, and installation status are stored. From the pump selection chart (eg, FIG. 6) of the pump model group selected from the plurality of pump model groups, etc., the customer's requested head and discharge flow rate (eg, operating point X in FIG. 6) are within the selected range. Select the pump model (Pump model B in the example of FIG. 6).

外径決定部761は、選定されたポンプ機種と、羽根径と運転点の関係性とを用いて、当該ポンプに用いられる羽根車の外径を決定する。具体的には、図8に示すように、羽根の外形が小さくなると吐出し流量と全揚程が小さくなる。吐出し流量は羽根の外形比のm乗に比例し、揚程は羽根の外形比のn乗に比例(mとnは、ポンプの機種や羽根車の形状等によって決まる定数)する。ストレージ71は羽根径と運転点の関係性を示すデータテーブルまたは計算式を記憶し、外径決定部761は、ポンプ機種と、当該計算式またはデータテーブルに基いて、ポンプに要求される揚程と吐出し流量を満たす羽根車3の外径を決定する。 The outer diameter determination unit 761 determines the outer diameter of the impeller used for the pump, using the selected pump model and the relationship between the blade diameter and the operating point. Specifically, as shown in FIG. 8, when the outer shape of the blade becomes smaller, the discharge flow rate and the total head become smaller. The discharge flow rate is proportional to the m-th power of the outer shape ratio of the blade, and the lift is proportional to the n-th power of the outer shape ratio of the blade (m and n are constants determined by the pump model, the shape of the impeller, etc.). The storage 71 stores a data table or a calculation formula indicating the relationship between the blade diameter and the operating point, and the outer diameter determination unit 761 determines the pump model and the lift required for the pump based on the calculation formula or the data table. The outer diameter of the impeller 3 that satisfies the discharge flow rate is determined.

形状決定部762は、羽根車を積層造形するのに最適な羽根車の設計形状を決定する。具体的には形状決定部(設計変更部)762は、羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。例えば形状決定部762は、ポンプ選定部760により選定されたポンプ機種Bの羽根車と、当該羽根車3の素材の情報とを用いて、隣り合う当該主翼13の間に設けられる中間翼14の形状及び配置態様を決定する。なお、羽根車の素材は、ポンプ機種によって決められた標準的な素材でもよいし、特殊な用途等の客先要望で変更されてもよい。具体的には例えば、ストレージ71は、ポンプ機種毎の羽根車の形状(主翼の枚数や配置等)と、羽根車の素材と限界距離Dとの関係を示すデータテーブルまたは関係式等と、を記憶しており、形状決定部762は、羽根車の形状と限界距離Dに基いて、当該羽根車を積層造形にて形成する際に追加する中間翼14の形状及び配置態様や枚数を決定する。
この構成によれば、積層造形で形成する場合において、ポンプ選定部760により選定されたポンプ機種の主翼13と主翼13との間の距離が広くても、中間翼14を隣り合う当該主翼13の間に設けるようにすることで、主板11及び/または側板12の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。
The shape determination unit 762 determines the optimum design shape of the impeller for additive manufacturing of the impeller. Specifically, the shape determining unit (design changing unit) 762 changes the design of the impeller based on the information of the impeller so as to add an intermediate blade required for layered manufacturing of the impeller. For example, the shape determining unit 762 uses the impeller of the pump model B selected by the pump selecting unit 760 and the information on the material of the impeller 3 to determine the intermediate blade 14 provided between the adjacent main blades 13. Determine the shape and layout. The material of the impeller may be a standard material determined by the pump model, or may be changed according to the customer's request such as a special purpose. Specifically, for example, the storage 71 stores the shape of the impeller (the number and arrangement of the main blades) for each pump model, and a data table or a relational expression indicating the relationship between the impeller material and the limit distance D. The shape determining unit 762 stores the shape, the arrangement mode, and the number of intermediate blades 14 to be added when the impeller is formed by additive manufacturing, based on the shape of the impeller and the limit distance D. ..
According to this configuration, in the case of forming by additive manufacturing, even if the distance between the main blades 13 of the pump model selected by the pump selection unit 760 is wide, the intermediate blades 14 of the adjacent main blades 13 are By providing the gap between the main plate 11 and/or the side plate 12, deformation of the main plate 11 and/or the side plate 12 can be suppressed, and thus formation defects can be suppressed.

具体的には例えば、形状決定部762は、隣り合う主翼13が形成される積層面における当該隣り合う主翼13の間の距離dと羽根車の素材の情報を用いて、中間翼14の要否を判定し(例えば、主翼13の間の距離dが、羽根車の素材に応じた限界距離D以下であるか否か判定し)、当該中間翼14が必要な場合(例えば、主翼13の間の距離dが当該限界距離を超える場合)、当該中間翼14を追加し、当該中間翼14が必要でない場合(例えば、主翼13の間の距離dが当該限界距離以下の場合)、ポンプ選定部760により選定されたポンプ機種の主翼13にて羽根車3の形状を決定する。これにより、羽根車の素材によって異なる所定の許容距離よりも複数の主翼13間における積層面における距離が小さくなるように中間翼を追加する。ここで図5のように羽根車がクローズドインペラの場合、主翼間での積層面は、主翼13よりも後に形成される羽根車の主板11または側板12である、この構成によれば、主翼13の間の距離dが当該限界距離を超える場合には、中間翼14を造形するようにすることで形成不良を抑制し、主翼13の間の距離dが当該限界距離以下の場合には、選定図より選定した羽根車を造形することで、流体解析の手順を省略し設計工数を低減することができる。 Specifically, for example, the shape determining unit 762 uses the information on the distance d between the adjacent main blades 13 on the laminated surface on which the adjacent main blades 13 are formed and the material of the impeller to determine whether or not the intermediate blade 14 is necessary. (For example, it is determined whether or not the distance d between the main wings 13 is less than or equal to the limit distance D depending on the material of the impeller), and when the intermediate blade 14 is required (for example, between the main wings 13). When the distance d exceeds the limit distance), the intermediate blade 14 is added, and when the intermediate blade 14 is not necessary (for example, when the distance d between the main blades 13 is equal to or less than the limit distance), the pump selection unit The shape of the impeller 3 is determined by the main wing 13 of the pump model selected by 760. As a result, the intermediate blade is added so that the distance on the laminated surface between the plurality of main blades 13 becomes smaller than the predetermined allowable distance that differs depending on the material of the impeller. Here, when the impeller is a closed impeller as shown in FIG. 5, the laminated surface between the main blades is the main plate 11 or the side plate 12 of the impeller formed after the main blade 13. According to this configuration, the main blade 13 When the distance d between the main blades 13 exceeds the limit distance, formation defects of the intermediate blades 14 are suppressed, and when the distance d between the main blades 13 is less than the limit distance, the selection is performed. By modeling the impeller selected from the figure, the procedure of fluid analysis can be omitted and the number of design steps can be reduced.

中間翼14が追加された場合、性能算出部763は、中間翼14が追加された羽根車3にて、流体解析する。ここで、この流体解析は、例えば、CFD(Computational Fluid Dynamics)であって、公知のシミュレーションによって行われてもよい。その際、例えば、中間翼14が必要な場合、性能算出部763は、中間翼14の影響のみを流体解析し、当該流体解析結果を性能曲線に反映してもよい。これにより、流体解析の工数が削減できると共により正確な解析結果を得ることができる。
また、中間翼14が追加された羽根車3を用いたポンプ機種Bの流体解析結果と、中間翼14が追加される前の羽根車3を用いたポンプ機種Bの性能曲線図と、を比較してもよい。これにより、積層造形にて形成するため中間翼14が追加された羽根車3と、例えば鋳造等で形成される中間翼14のない羽根車3との性能比較ができる。
When the intermediate blade 14 is added, the performance calculation unit 763 performs fluid analysis with the impeller 3 to which the intermediate blade 14 is added. Here, this fluid analysis is, for example, CFD (Computational Fluid Dynamics), and may be performed by a known simulation. At that time, for example, when the intermediate blade 14 is required, the performance calculation unit 763 may perform fluid analysis only on the influence of the intermediate blade 14 and reflect the fluid analysis result on the performance curve. As a result, the number of man-hours for fluid analysis can be reduced, and more accurate analysis results can be obtained.
Further, the fluid analysis result of the pump model B using the impeller 3 with the additional intermediate blades 14 is compared with the performance curve diagram of the pump model B with the impeller 3 before the additional intermediate blades 14 are added. You may. As a result, it is possible to compare the performance of the impeller 3 to which the intermediate blade 14 is added because it is formed by the additive manufacturing and the impeller 3 without the intermediate blade 14 formed by, for example, casting.

図8には、積層造形にて形成するため中間翼14が追加された羽根車3を備えたポンプ機種Bにおける選定範囲が示されている。性能算出部763によって、中間翼14が追加された羽根車3を備えたポンプ機種Bにおける選定範囲C1(図8(A)参照)が決定される。なお、選定範囲はポンプ性能が保証できる範囲内であって、例えば、ポンプ性能の最高効率点に基づいて決定されるとよい。例えば、ポンプ性能の最高効率点の±10パーセント以内の揚程並びに吐出し流量の範囲である。 FIG. 8 shows a selection range in the pump model B including the impeller 3 to which the intermediate blade 14 is added for forming by additive manufacturing. The performance calculation unit 763 determines the selection range C1 (see FIG. 8A) in the pump model B including the impeller 3 to which the intermediate blade 14 is added. The selection range is within a range in which the pump performance can be guaranteed, and may be determined based on the highest efficiency point of the pump performance, for example. For example, the range of the head and the discharge flow rate within ±10% of the maximum efficiency point of pump performance.

判定部764は、流体解析結果(例えば揚程と吐出し流量)が要求レベルを満たすか否か判定する。要求レベルは、例えば、客先要求の揚程と吐出し流量である運転点Xである。判定部764は、図8(A)に示すように、積層造形にて形成するため中間翼14が追加された羽根車3を備えたポンプ機種Bにおける選定範囲C1内に運転点Xが入る場合、決定された当該羽根車の外径、及び前記決定された羽根車の形状を含む信号を、積層造形機8へ出力するよう出力インタフェース74を制御する。その後、積層造形機8は、決定された当該羽根車3の外径、及び決定された羽根車3に設けられる主翼13の枚数、または当該主翼13の枚数と中間翼14の枚数で、当該羽根車3を積層造形する。この構成によれば、揚程と吐出し流量が要求レベルを満たしつつ積層造形できることが担保して積層造形における形成不良を抑制することができる。 The determination unit 764 determines whether the fluid analysis result (for example, the lift and the discharge flow rate) satisfies the required level. The request level is, for example, the operating point X which is the lift and discharge flow rate requested by the customer. As shown in FIG. 8A, when the operating point X falls within the selection range C1 in the pump model B including the impeller 3 to which the intermediate blade 14 is added, the determination unit 764 is formed by additive manufacturing. The output interface 74 is controlled to output a signal including the determined outer diameter of the impeller and the determined shape of the impeller to the additive manufacturing machine 8. After that, the additive manufacturing machine 8 uses the determined outer diameter of the impeller 3 and the determined number of the main blades 13 provided in the impeller 3, or the number of the main blades 13 and the number of the intermediate blades 14 for the blade. Car 3 is additive manufactured. According to this configuration, it is possible to ensure that the additive manufacturing can be performed while the lift and the discharge flow rate satisfy the required levels, and it is possible to suppress the formation failure in the additive manufacturing.

再度決定部765は、流体解析結果(例えば揚程と吐出し流量)が要求レベルを満たさない場合、つまり図8(B)に示すように、客先要求の運転点Xが流体解析結果である選定範囲C1´外の場合、羽根車3の設計形状を変更し、変更後の設計形状で再度、流体解析することによって、揚程と吐出し流量との間の関係を再度決定する。ここで、羽根車の設計形状の変更は例えば、中間翼の形状の変更、当該羽根車3の外径の変更、及び/または主翼13及び/または中間翼14の翼角の変更である。 Again, the determination unit 765 selects when the fluid analysis result (for example, the lift and discharge flow rate) does not satisfy the required level, that is, the operating point X requested by the customer is the fluid analysis result, as shown in FIG. 8B. Outside the range C1′, the design shape of the impeller 3 is changed, and the fluid is analyzed again with the changed design shape to determine again the relationship between the head and the discharge flow rate. Here, the change in the design shape of the impeller is, for example, the change in the shape of the intermediate blade, the change in the outer diameter of the impeller 3, and/or the change in the blade angle of the main blade 13 and/or the intermediate blade 14.

図9は、羽根車の外径が大きくなるように変更する場合を説明するための図である。図8(B)に示すように、客先要求の運転点Xが流体解析結果である選定範囲C1´よりも上の場合、羽根車の外径を大きくすることで、選定範囲C1´内に運転点Xが入る可能性がある。しかしながら、図9に示すように、羽根車3の外径を矢印A1に示すように破線121まで大きくすると、主板11の外周面における主翼13の距離がL1からL2に広がる。これにより、積層造形する際には、外周面側の主板及び/または外周面側の側板が変形する恐れがある。 FIG. 9 is a diagram for explaining a case where the outer diameter of the impeller is changed to be large. As shown in FIG. 8(B), when the operating point X requested by the customer is higher than the selection range C1′ which is the fluid analysis result, the outer diameter of the impeller is increased so that it falls within the selection range C1′. Operating point X may enter. However, as shown in FIG. 9, when the outer diameter of the impeller 3 is increased to the broken line 121 as shown by the arrow A1, the distance of the main wing 13 on the outer peripheral surface of the main plate 11 increases from L1 to L2. As a result, the main plate on the outer peripheral surface side and/or the side plate on the outer peripheral surface side may be deformed during the additive manufacturing.

この変形を予防するために、本実施形態に係る再度決定部765は、揚程と吐出し流量との間の関係を再度決定する際に、例えば、羽根車3の設計形状を変更する場合において当該変更後の羽根車3の外径が変更前の外径よりも大きい場合には、中間翼14の設計形状の変更(例えば、中間翼14を羽根車3の外周面の近傍まで延長)を含む設計変更を実行する。そして、再度決定部765は、変更後の設計形状で積層造形できるか否か判定し(主翼13の間の距離dが限界距離D以下であるか否か)、積層造形できる(主翼13の間の距離d≦限界距離D)場合には、変更後の設計形状で再度、流体解析することによって、選定範囲を再度決定する。例えば、変更後の羽根車3の外径が変更前の外径よりも大きい場合に、中間翼14を羽根車3の外周面の近傍まで延長することによって、変更後の設計形状で積層造形できるようにすることができる。この構成によれば、変更後の羽根車3の外径が変更前の外径よりも大きい場合であっても積層造形できることを担保しつつ、積層造形における形成不良を抑制することができる。また、一実施形態で再度決定部765は、主翼13および又は中間翼14の翼角を変更することで性能を変化させてもよい。一般的にポンプの流量は一定の揚程に対し翼角にほぼ比例して変化する。よって、客先要望の運転点Xを満たすように主翼13および又は中間翼14の翼角を変更するとよい。 In order to prevent this deformation, the re-determination unit 765 according to the present embodiment, for example, when changing the design shape of the impeller 3 when re-determining the relationship between the lift and the discharge flow rate, When the outer diameter of the impeller 3 after the change is larger than the outer diameter before the change, the design shape of the intermediate blade 14 is changed (for example, the intermediate blade 14 is extended to the vicinity of the outer peripheral surface of the impeller 3). Make design changes. Then, the determining unit 765 determines again whether or not the modified design shape can be additively manufactured (whether or not the distance d between the main wings 13 is the limit distance D or less), and the additive manufacturing can be performed (between the main wings 13). If the distance d≦the limit distance D), the selected range is determined again by performing a fluid analysis again with the changed design shape. For example, when the outer diameter of the impeller 3 after the change is larger than the outer diameter before the change, by extending the intermediate blade 14 to the vicinity of the outer peripheral surface of the impeller 3, it is possible to perform additive manufacturing with the changed design shape. You can According to this configuration, it is possible to suppress the formation failure in the additive manufacturing while ensuring that the additive manufacturing can be performed even when the outer diameter of the impeller 3 after the change is larger than the outer diameter before the change. Also, in one embodiment, the determining unit 765 may change the performance by changing the blade angles of the main wing 13 and/or the intermediate wing 14. Generally, the flow rate of a pump changes almost in proportion to the blade angle for a certain head. Therefore, the blade angles of the main wing 13 and/or the intermediate wing 14 may be changed so as to satisfy the operating point X requested by the customer.

判定部764は、再度決定部765によって再度決定された羽根車3の形状にて要求レベルを満たすか否か判定する。そして、再度決定された羽根車3の形状にて要求レベルを満たす場合に判定部764は、変更された羽根車3の設計形状に関する情報を含む信号を、積層造形機8へ出力するよう出力インタフェース74を制御する。その後、積層造形機8は、変更された羽根車3の設計形状で、当該羽根車3を積層造形する。この構成によれば、客先要望毎に変更された羽根車3の設計形状で、羽根車3を積層造形する。よって、個別の要求レベルを満たす羽根車を鋳物や溶接等で製作するのに比べて短納期で製作することができる。 The determination unit 764 determines whether the shape of the impeller 3 determined again by the determination unit 765 satisfies the required level. When the shape of the impeller 3 determined again satisfies the required level, the determination unit 764 outputs the signal including the information about the changed design shape of the impeller 3 to the additive manufacturing machine 8. Control 74. After that, the additive manufacturing machine 8 performs additive manufacturing of the impeller 3 with the changed design shape of the impeller 3. According to this configuration, the impeller 3 is layered and shaped with the design shape of the impeller 3 changed for each customer's request. Therefore, it is possible to manufacture the impeller satisfying the individual required level in a short delivery time as compared with the case where the impeller is manufactured by casting or welding.

以上、本実施形態に係る羽根車の設計システムS11は、ポンプに要求される揚程と、当該ポンプの要求される吐出し流量とを用いて、当該ポンプに用いられる羽根車の外径を決定する外径決定部761と、当該決定された羽根車3の外径と、当該羽根車3を積層造形する際に用いる金属の素材の情報とを用いて、当該羽根車3を積層造形するのに必要な、当該羽根車3に設けられる主翼13の枚数、または隣り合う当該主翼13の間に設けられる中間翼14の枚数とを決定する形状決定部762と、を備える。 As described above, the impeller design system S11 according to the present embodiment determines the outer diameter of the impeller used for the pump, using the lift required for the pump and the discharge flow rate required for the pump. By using the outer diameter determining unit 761, the determined outer diameter of the impeller 3 and information on the metal material used when the impeller 3 is layered and molded, the impeller 3 is layered and modeled. The shape determining unit 762 determines the necessary number of main blades 13 provided on the impeller 3 or the number of intermediate blades 14 provided between the adjacent main blades 13.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、主翼13と主翼13との間の距離が広がっても、中間翼14を隣り合う当該主翼13の間に設けるようにすることで、主板11及び/または側板12の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case of forming by laminated manufacturing, even if the distance between the main wings 13 increases, the intermediate blades 14 are provided between the adjacent main wings 13 so that the main plate 11 Since the deformation of the side plate 12 and/or the side plate 12 can be suppressed, defective formation can be suppressed.

また、本実施形態に係る羽根車の製造システムS1は、ポンプに要求される揚程と、当該ポンプの要求される吐出し流量とを用いて、当該ポンプに用いられる羽根車3の外径を決定する外径決定部761を備える。更に羽根車の製造システムS1は、当該決定された羽根車3の外径と、当該羽根車3を積層造形する際に用いる金属の素材の情報とを用いて、当該羽根車3を積層造形するのに必要な、当該羽根車3に設けられる主翼13の枚数、または隣り合う当該主翼13の間に設けられる中間翼14の枚数を決定する形状決定部762を備える。更に羽根車の製造システムS1は、当該決定された当該羽根車の外径と、当該羽根車3に設けられる主翼13の枚数、または当該主翼13の枚数と中間翼14の枚数とを用いて、流体解析することによって、揚程と吐出し流量との間の関係を決定する性能算出部763を備える。更に羽根車の製造システムS1は、当該決定された揚程と吐出し流量が要求レベルを満たす場合、前記決定された当該羽根車3の外径、及び前記決定された羽根車3に設けられる主翼13の枚数、または当該主翼13の枚数と中間翼14の枚数で、当該羽根車3を積層造形する積層造形機8を備える。 Further, the impeller manufacturing system S1 according to the present embodiment determines the outer diameter of the impeller 3 used for the pump, using the lift required for the pump and the discharge flow rate required for the pump. The outer diameter determining unit 761 is provided. Further, the impeller manufacturing system S1 laminate-molds the impeller 3 by using the determined outer diameter of the impeller 3 and the information of the metal material used when the impeller 3 is additive-molded. A shape determining unit 762 that determines the number of main blades 13 provided in the impeller 3 or the number of intermediate blades 14 provided between the adjacent main blades 13 necessary for the above. Further, the impeller manufacturing system S1 uses the determined outer diameter of the impeller, the number of main wings 13 provided in the impeller 3, or the number of main wings 13 and the number of intermediate wings 14, A performance calculation unit 763 is provided that determines the relationship between the head and the discharge flow rate by performing fluid analysis. Further, in the impeller manufacturing system S1, the determined outer diameter of the impeller 3 and the determined main blade 13 provided in the impeller 3 when the determined head and discharge flow rate satisfy the required levels. Or the number of the main blades 13 and the number of the intermediate blades 14 are included in the laminate molding machine 8 for laminate-molding the impeller 3.

この構成によれば、積層造形で形成する場合において、主翼13と主翼13との間の距離が広がっても、中間翼14を隣り合う当該主翼13の間に設けるようにすることで、主板11及び/または側板12の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 According to this configuration, in the case of forming by laminated manufacturing, even if the distance between the main wings 13 increases, the intermediate blades 14 are provided between the adjacent main wings 13 so that the main plate 11 Since the deformation of the side plate 12 and/or the side plate 12 can be suppressed, defective formation can be suppressed.

続いて図10を用いて、本実施形態に係る羽根車の設計方法、及び本実施形態に係る羽根車の製造方法の流れについて説明する。図10は、本実施形態に係る羽根車の製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、図10のフローチャートは設計システムS1にて実施される。 Next, the flow of the method for designing the impeller according to this embodiment and the method for manufacturing the impeller according to this embodiment will be described with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of the method for manufacturing an impeller according to this embodiment. In this embodiment, the flowchart of FIG. 10 is implemented by the design system S1.

(ステップS110)まず、例えば羽根車3を製造する製造者は、入力インタフェース73を用いて、客先要望を入力する。客先要望は、少なくとも上述の客先要求(用途、揚液、設置状況、性能、運転点X等)のうちの何れかを含む。すなわち、入力インタフェース73は客先要望を製造者から受け付ける。これにより、プロセッサ76は、客先要望を取得する。なお、説明を簡単にするため、本実施形態では、客先要望として客先要求の運転点Xが入力されるとして説明する。 (Step S110) First, for example, a manufacturer who manufactures the impeller 3 inputs a customer request using the input interface 73. The customer request includes at least one of the above-mentioned customer requirements (use, pumping, installation status, performance, operating point X, etc.). That is, the input interface 73 receives a customer request from a manufacturer. As a result, the processor 76 acquires the customer request. In addition, in order to simplify the description, in the present embodiment, the operating point X of the customer request is input as the customer request.

(ステップS120)次に、ポンプ機種選定部760は、ステップS110で入力された、客先要望を満たすポンプ機種を選定する。具体的には、該当するポンプ選定図(ここでは図6)より運転点Xに該当するポンプ機種Bを選定する。 (Step S120) Next, the pump model selection unit 760 selects a pump model that satisfies the customer's request input in step S110. Specifically, the pump model B corresponding to the operating point X is selected from the corresponding pump selection diagram (FIG. 6 here).

(ステップS130)次に、形状決定部762は、ステップS120で決定された外径の羽根車が積層造形できるか否か(例えば、主翼13の間の距離dが限界距離D以下であるか否か、羽根車3の大きさが積層造形機の最大造形エリア以下か否か)を判定する。 (Step S130) Next, the shape determination unit 762 determines whether or not the impeller having the outer diameter determined in step S120 can be layered (for example, whether or not the distance d between the main blades 13 is equal to or less than the limit distance D). Or whether the size of the impeller 3 is less than or equal to the maximum modeling area of the additive manufacturing machine).

(ステップS140)ステップS130で、選定されたポンプ機種で使用される羽根車が積層造形できない(主翼13の間の距離d>限界距離D、羽根車3の大きさが積層造形機の最大造形エリア以上)と判定された場合、形状決定部762は、ポンプ選定部760により選定されたポンプ機種Bの羽根車と、当該羽根車3の素材の情報とを用いて、隣り合う当該主翼13の間に設けられる中間翼14の形状及び配置態様を決定する。また、羽根車3の大きさが積層造形機の最大造形エリア以上であれば、羽根車の外径を小さくする代わりに翼の枚数や翼角を変更する等にて性能を調整する。 (Step S140) In step S130, the impeller used in the selected pump model cannot be additively manufactured (the distance d between the main blades 13>the limit distance D, and the size of the impeller 3 is the maximum modeling area of the additive manufacturing machine. If it is determined that the above), the shape determining unit 762 uses the impeller of the pump model B selected by the pump selecting unit 760 and the information on the material of the impeller 3 to cause a gap between the adjacent main wings 13. The shape and arrangement of the intermediate blades 14 provided in the. If the size of the impeller 3 is equal to or larger than the maximum modeling area of the additive manufacturing machine, the performance is adjusted by changing the number of blades or the blade angle instead of reducing the outer diameter of the impeller.

(ステップS150)次に、性能算出部763は、ステップS140にて形状変更された羽根車3(例えば、中間翼14が追加された羽根車3)にて、流体解析する。 (Step S150) Next, the performance calculation unit 763 performs fluid analysis with the impeller 3 whose shape has been changed in step S140 (for example, the impeller 3 to which the intermediate blade 14 has been added).

(ステップS160)次に判定部764は、流体解析結果が客先要望を満たすか否か判定する。具体的には、図8に示すように、使用範囲内に運転点Xが含まれるか否かを判定し、使用範囲内に運転点Xが含まれる場合(図8(A))は客先要望を満たす、とし、使用範囲外に運転点Xがある場合(図8(B))は客先要望を満たさない、と判断する。 (Step S160) Next, the determination unit 764 determines whether the fluid analysis result satisfies the customer's request. Specifically, as shown in FIG. 8, it is determined whether the operating point X is included in the usage range, and if the operating point X is included in the usage range (FIG. 8A), the customer is If the demand is satisfied, and the operating point X is outside the usage range (FIG. 8(B)), it is determined that the customer's demand is not satisfied.

(ステップS170)ステップS160で流体解析結果が客先要望を満たさない場合(ステップS160:NO)、判定部764は、選択したポンプ機種Bにて対応不可であるか否か判定する。つまり、羽根径や翼角を変更しても使用範囲内に運転点Xが含まれないと判断したら選択したポンプ機種Bにて対応不可であり、その場合はステップS120に戻って、再度、ポンプ機種が選定される。 (Step S170) When the fluid analysis result does not satisfy the customer's request in step S160 (step S160: NO), the determination unit 764 determines whether the selected pump model B is incompatible. In other words, if it is determined that the operating point X is not included in the operating range even if the blade diameter or the blade angle is changed, the selected pump model B cannot be used. In that case, the process returns to step S120, and the pump is pumped again. The model is selected.

(ステップS180)ステップS170で、選択したポンプ機種にて対応不可でない場合、再度決定部765は、羽根車3の設計形状を変更する。そしてステップS150に戻って、変更された羽根車3の設計形状で、再度、流体解析が実行される。なお、本実施形態では、再度決定部765にて羽根車3の設計形状を変更した後にステップS150に戻っている。一実施形態では再度決定部765にて羽根車3の設計形状を変更した後にステップS130に戻ってもよい。 (Step S180) In step S170, if the selected pump model is not compatible, the determining unit 765 changes the design shape of the impeller 3 again. Then, returning to step S150, the fluid analysis is performed again with the changed design shape of the impeller 3. In the present embodiment, the determining unit 765 changes the design shape of the impeller 3 again and then returns to step S150. In one embodiment, the determining unit 765 may change the design shape of the impeller 3 again, and then the process may return to step S130.

(ステップS190)ステップS130で羽根車が積層造形できると判定された場合、または、ステップS160で流体解析結果が客先要望を満たす場合(流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点Xを包含する場合)、例えばプロセッサ76は、出力インタフェース74を介して、積層造形が実行されるように積層造形機8を制御する。なお、この制御は、人手を介して実行されてもよい。これにより、積層造形機8は、客先要望を満たす羽根車3を積層造形する。 (Step S190) When it is determined in step S130 that the impeller can be additively manufactured, or when the fluid analysis result satisfies the customer's request in step S160 (operation in which the selection range based on the fluid analysis result satisfies the customer's requirement) When the point X is included), for example, the processor 76 controls the additive manufacturing machine 8 via the output interface 74 so that the additive manufacturing is performed. Note that this control may be executed manually. Thereby, the additive manufacturing machine 8 effects additive manufacturing of the impeller 3 that satisfies the customer's request.

(ステップS200)ステップS190で、積層造形された羽根車3は、その外周が旋盤等で切削加工される。積層造形された羽根車3は、図8(A)に示す客先の運転点Xを満たすために、その外周を旋盤等で切削加工する。つまり、図8(A)の場合、φ180以上の外径(例えば、φ210の外径)にて積層造形され、その後切削加工にて外径をφ180とすることで、客先要求の運転点Xを満たす。但し、この切削加工が省略され、外径がφ180の羽根車を積層造形にて形成してもよい。 (Step S200) In step S190, the outer periphery of the laminated molding impeller 3 is cut by a lathe or the like. In order to satisfy the customer's operating point X shown in FIG. 8(A), the laminated molding impeller 3 has its outer periphery cut by a lathe or the like. In other words, in the case of FIG. 8A, the outer diameter of φ180 or more (for example, the outer diameter of φ210) is layered, and then the outer diameter is φ180 by cutting, so that the operating point X requested by the customer can be obtained. Meet However, this cutting process may be omitted, and an impeller having an outer diameter of φ180 may be formed by additive manufacturing.

以上、本実施形態に係る羽根車の設計方法は、ポンプの羽根車の設計方法であって、当該羽根車は、揚液にエネルギーを与える複数の主翼13を備え、当該羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更工程を有する。この構成によれば、積層造形で形成する場合において、羽根車を積層造形するよう設計を変更することができるので、当該羽根車の積層造形中の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 As described above, the design method of the impeller according to the present embodiment is the design method of the impeller of the pump, and the impeller includes the plurality of main wings 13 that give energy to the pumping liquid, and is based on the information of the impeller. Then, there is a design change process for changing the design of the impeller so that the impeller is laminated and manufactured. According to this configuration, in the case where the impeller is formed by additive manufacturing, the design can be changed so that the impeller is additive manufactured. Therefore, deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed, and thus formation defects can be suppressed. can do.

例えば、当該設計変更工程では、当該羽根車を積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。この構成によれば、積層造形で形成する場合において、主翼13と主翼13との間の距離が広がっても、中間翼14を隣り合う当該主翼13の間に設けるようにすることで、当該羽根車の積層造形中の変形を抑えることができるので、形成不良を抑制することができる。 For example, in the design changing step, the design of the impeller is changed so as to add an intermediate blade required for additive manufacturing of the impeller. According to this configuration, in the case of forming by additive manufacturing, even if the distance between the main wings 13 increases, by providing the intermediate wings 14 between the adjacent main wings 13, Since the deformation during the additive manufacturing of the car can be suppressed, the formation failure can be suppressed.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法において、前記羽根車の情報は、当該羽根車の素材の情報と、隣り合う主翼13が形成される積層面における当該隣り合う主翼13の間の距離とを含み、設計変更工程において、当該隣り合う前記主翼の間に前記中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。 Further, in the impeller designing method according to the present embodiment, the information on the impeller is the information on the material of the impeller and the distance between the adjacent main wings 13 on the laminated surface on which the adjacent main wings 13 are formed. In the design change step, the design of the impeller is changed so as to add the intermediate blade between the adjacent main blades.

この構成によれば、主翼13と中間翼の間の距離を、隣り合う主翼13が形成される積層面における当該隣り合う主翼13の間の距離と羽根車の素材に応じて設定することができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 According to this configuration, the distance between the main blades 13 and the intermediate blades can be set according to the distance between the adjacent main blades 13 on the laminated surface on which the adjacent main blades 13 are formed and the material of the impeller. Therefore, the deformation of the impeller during the additive manufacturing can be suppressed.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法では、前記設計変更工程において、当該羽根車の素材によって異なる所定の許容距離よりも複数の主翼間の積層面における距離が短くなるように中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する。この構成によれば、主翼13と中間翼14の間の距離を、羽根車の素材に応じた所定の許容距離よりも短くすることができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 Further, in the design method of the impeller according to the present embodiment, in the design change step, the intermediate blade is configured such that the distance in the laminated surface between the plurality of main blades is shorter than a predetermined allowable distance that varies depending on the material of the impeller. Change the design of the impeller to add. According to this configuration, the distance between the main blade 13 and the intermediate blade 14 can be made shorter than a predetermined allowable distance according to the material of the impeller, so that the deformation of the impeller during additive manufacturing is suppressed. You can

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法では、一例として前記羽根車はクローズドインペラであって、前記主翼間の積層面は、前記主翼よりも後に形成される前記羽根車の主板または側板である。この構成によれば、羽根車の上に形成される主板または側板に表面において、主翼13と中間翼14の間の距離を、羽根車の素材に応じた所定の許容距離よりも短くすることができるので、積層造形中における羽根車の変形を抑制することができる。 In the method for designing an impeller according to the present embodiment, as an example, the impeller is a closed impeller, and the laminated surface between the main blades is a main plate or a side plate of the impeller formed after the main blade. is there. According to this configuration, on the surface of the main plate or the side plate formed on the impeller, the distance between the main wing 13 and the intermediate wing 14 can be made shorter than a predetermined allowable distance according to the material of the impeller. Therefore, the deformation of the impeller during additive manufacturing can be suppressed.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法では、前記設計変更工程の後に、前記中間翼が設けられた羽根車を備える前記ポンプを流体解析する工程を更に有する。この構成により、設計変更により中間翼が設けられた羽根車を流体解析することにより、当該中間翼が設けられた羽根車が客先要求を満たすか否か確認することができる。 Further, the impeller design method according to the present embodiment further includes, after the design change step, a step of performing a fluid analysis on the pump including the impeller provided with the intermediate blade. With this configuration, it is possible to confirm whether or not the impeller provided with the intermediate blade meets the customer's request by performing a fluid analysis on the impeller provided with the intermediate blade due to the design change.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法では、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含する場合、積層造形が実行されるように積層造形機を制御する工程を有する。この構成により、設計変更により中間翼が設けられた羽根車が客先要求を満たす場合に、当該設計にて羽根車を製造することができる。 Further, in the impeller design method according to the present embodiment, when the selection range based on the result of the fluid analysis includes an operating point that satisfies the customer requirement, the additive manufacturing machine is controlled so that additive manufacturing is performed. Have steps. With this configuration, when the impeller provided with the intermediate blades meets the customer requirements due to the design change, the impeller can be manufactured with the design.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法では、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合、前記羽根車の素材の情報、前記羽根車の設計形状のうち、少なくとも一つを変更し、当該変更後に再度、流体解析する工程(図10のステップS160でNOの後のステップS180、ステップS150に対応)を更に有する。この構成により、当該変更後の羽根車を流体解析することにより、積層造形にて製造する前に当該変更後の羽根車が客先要求を満たすか否か確認することができる。 Further, in the method for designing an impeller according to the present embodiment, when the selection range based on the result of the fluid analysis does not include an operating point that satisfies the customer requirement, information on the material of the impeller and a design shape of the impeller Of these, at least one is changed, and after the change, the step of performing fluid analysis again (corresponding to step S180 and step S150 after NO in step S160 of FIG. 10) is further included. With this configuration, it is possible to confirm whether or not the changed impeller satisfies the customer's request before manufacturing by additive manufacturing by performing a fluid analysis of the changed impeller.

また、本実施形態に係る羽根車の設計方法は、複数のポンプ機種群から客先要求に応じてポンプ機種を選定する工程(図10のステップS120に対応)と、前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合に、前記選定したポンプ機種を再選定する工程(図10のステップS170でYESの後のステップS120に対応)と、を更に有する。この構成により、ポンプ機種を再選定することによって、客先要求を満たすようにすることができる。 In addition, the impeller design method according to the present embodiment includes a step of selecting a pump model from a plurality of pump model groups according to a customer request (corresponding to step S120 in FIG. 10) and a selection based on the result of the fluid analysis. When the range does not include an operating point that satisfies the customer requirement, the step of reselecting the selected pump model (corresponding to step S120 after YES in step S170 of FIG. 10) is further included. With this configuration, it is possible to meet customer requirements by re-selecting the pump model.

なお、本実施形態において、羽根車を構成する材料は、金属に限らず、合成樹脂、カーボン、または複合材などであってもよく、その場合、合成樹脂の粉末、カーボンの粉末、または複合材の粉末を用いて積層造形してもよい。また、各実施形態において、粉末を用いて積層造形したが、これに限らず、ワイヤーを積層するような積層造形であってもよい。 In the present embodiment, the material forming the impeller is not limited to metal, but may be synthetic resin, carbon, or a composite material. In that case, synthetic resin powder, carbon powder, or composite material. You may laminate-mold using the powder of. Further, in each of the embodiments, the powder is used for additive manufacturing, but the present invention is not limited to this, and wire additive may be applied for additive manufacturing.

なお、上述した実施形態で説明した羽根車の設計システムS1の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ハードウェアで構成する場合には、羽根車の設計システムS1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやCD−ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。 Note that at least a part of the impeller design system S1 described in the above-described embodiment may be configured by hardware or software. When it is configured by hardware, a program that realizes at least a part of the functions of the impeller design system S1 may be stored in a recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM, and may be read and executed by a computer. .. The recording medium is not limited to a removable medium such as a magnetic disk or an optical disk, and may be a fixed recording medium such as a hard disk device or a memory.

また、羽根車の設計システムS1の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。 Moreover, you may distribute the program which implement|achieves at least one part function of the impeller design system S1 via communication lines (a wireless communication is also included), such as the internet. Furthermore, the program may be distributed in a state of being encrypted, modulated, or compressed via a wired line or wireless line such as the Internet or stored in a recording medium.

さらに、一つまたは複数の情報処理装置によって羽根車の設計システムS1を機能させてもよい。複数の情報処理装置を用いる場合、情報処理装置のうちの1つをコンピュータとし、当該コンピュータが所定のプログラムを実行することにより羽根車の設計システムS1の少なくとも1つの手段として機能が実現されてもよい。 Further, the impeller design system S1 may be operated by one or more information processing devices. When using a plurality of information processing devices, one of the information processing devices may be a computer, and the computer may execute a predetermined program to realize a function as at least one means of the impeller design system S1. Good.

また、方法の発明においては、全ての工程(ステップ)をコンピュータによって自動制御で実現するようにしてもよい。また、各工程をコンピュータに実施させながら、工程間の進行制御を人の手によって実施するようにしてもよい。また、さらには、全工程のうちの少なくとも一部を人の手によって実施するようにしてもよい。 Further, in the method invention, all steps may be automatically controlled by a computer. Further, the progress of the steps may be controlled manually by a computer while the steps are performed by a computer. Furthermore, at least a part of all the steps may be performed manually.

以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and constituent elements can be modified and embodied without departing from the scope of the invention in an implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, the constituent elements of different embodiments may be combined appropriately.

1 ポンプケーシング
1a 吸込口
1b 吐出し口
11 主板
11a 外周面
12 側板
12a 外周面
13 主翼
13a 表面
13b 裏面
14 中間翼
2 ケーシングカバー
20 流路
21 ベースプレート
22〜28 支持部材
3 羽根車
30、40、40c、51、52、64a、64b、65a、65b、66a、66c、82、83 補強部材
31、41、41c 第1の部材
32、42 第2の部材
4 軸受胴体
43、43b 第2の補強部材
5a 軸受
6 ポンプ軸
7 情報処理装置
71 ストレージ
72 メモリ
73 入力インタフェース
74 出力インタフェース
75 通信モジュール
76 プロセッサ
761 外径決定部
762 形状決定部
763 性能算出部
764 判定部
765 決定部
8 積層造形機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump casing 1a Suction port 1b Discharge port 11 Main plate 11a Outer peripheral surface 12 Side plate 12a Outer peripheral surface 13 Main wing 13a Front surface 13b Rear surface 14 Intermediate blade 2 Casing cover 20 Channel 21 Base plate 22-28 Support member 3 Impellers 30, 40, 40c , 51, 52, 64a, 64b, 65a, 65b, 66a, 66c, 82, 83 Reinforcing members 31, 41, 41c First member 32, 42 Second member 4 Bearing body 43, 43b Second reinforcing member 5a Bearing 6 Pump shaft 7 Information processing device 71 Storage 72 Memory 73 Input interface 74 Output interface 75 Communication module 76 Processor 761 Outer diameter determination unit 762 Shape determination unit 763 Performance calculation unit 764 Determination unit 765 Determination unit 8 Additive molding machine

Claims (14)

ポンプの羽根車の設計方法であって、
前記羽根車は、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備え、
前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更工程
を有する羽根車の設計方法。
A method of designing an impeller of a pump,
The impeller includes a plurality of main wings that give energy to the pumping liquid,
An impeller designing method comprising: a design changing step of changing the design of the impeller so as to laminate-mold the impeller based on the information of the impeller.
前記設計変更工程では、前記羽根車を積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する、
請求項1に記載の羽根車の設計方法。
In the design changing step, the design of the impeller is changed so as to add an intermediate blade necessary for additive manufacturing of the impeller,
The method for designing an impeller according to claim 1.
前記羽根車の情報は、
前記羽根車の素材の情報と、
隣り合う前記主翼が形成される積層面における当該隣り合う前記主翼の間の距離とを含み、
前記設計変更工程において、当該隣り合う前記主翼の間に前記中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する、
請求項1または2に記載の羽根車の設計方法。
The information on the impeller is
Information on the material of the impeller,
Including the distance between the adjacent main wings in the laminated surface on which the adjacent main wings are formed,
In the design changing step, changing the design of the impeller so as to add the intermediate blade between the adjacent main blades,
The method for designing an impeller according to claim 1 or 2.
前記設計変更工程において、前記羽根車の素材によって異なる所定の許容距離よりも前記複数の主翼間の積層面における距離が短くなるように前記中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する、
請求項3に記載の羽根車の設計方法。
In the design changing step, the design of the impeller is changed to add the intermediate blade so that the distance in the laminated surface between the plurality of main blades is shorter than a predetermined allowable distance that differs depending on the material of the impeller,
The method for designing an impeller according to claim 3.
前記羽根車はクローズドインペラであって、
前記主翼間の積層面は、前記主翼よりも後に形成される前記羽根車の主板または側板である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の羽根車の設計方法。
The impeller is a closed impeller,
The laminated surface between the main wings is a main plate or a side plate of the impeller formed after the main wings,
The method for designing an impeller according to any one of claims 1 to 4.
前記設計変更工程の後に、前記中間翼が設けられた羽根車を備える前記ポンプを流体解析する工程を更に有する
請求項1から5のいずれか一項に記載の羽根車の設計方法。
The impeller design method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a step of performing a fluid analysis on the pump including the impeller provided with the intermediate blade after the design changing step.
前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含する場合、積層造形が実行されるように積層造形機を制御する工程を有する
請求項6に記載の羽根車の設計方法。
The method for designing an impeller according to claim 6, further comprising: controlling an additive manufacturing machine so that additive manufacturing is performed when a selected range based on a result of the fluid analysis includes an operating point that satisfies the customer requirement. ..
前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合、前記羽根車の素材の情報、前記羽根車の設計形状のうち、少なくとも一つを変更し、当該変更後に再度、流体解析する工程を更に有する
請求項6または7に記載の羽根車の設計方法。
When the selected range based on the result of the fluid analysis does not include an operating point that satisfies the customer's requirement, at least one of the information on the material of the impeller and the design shape of the impeller is changed, and after the change, the operation is performed again. The impeller design method according to claim 6 or 7, further comprising a step of performing fluid analysis.
複数のポンプ機種群から客先要求に応じてポンプ機種を選定する工程と、
前記流体解析の結果による選定範囲が前記客先要求を満たす運転点を包含しない場合に、前記選定したポンプ機種を再選定する工程と、
を更に有する請求項6から8のいずれか一項に記載の羽根車の設計方法。
The process of selecting a pump model from multiple pump model groups according to customer requirements,
Reselecting the selected pump model when the selection range based on the result of the fluid analysis does not include an operating point that satisfies the customer requirement,
The impeller design method according to any one of claims 6 to 8, further comprising:
前記設計変更工程では、当該羽根車の外径の変更、及び/または主翼及び/または中間翼の翼角を設計変更する
請求項1から9のいずれか一項に記載の羽根車の設計方法。
The impeller design method according to any one of claims 1 to 9, wherein in the design changing step, an outer diameter of the impeller is changed, and/or a blade angle of a main blade and/or an intermediate blade is changed.
請求項1から10のいずれか一項に記載の羽根車の設計方法にて設計された羽根車を積層造形にて形成する、羽根車の製造方法。 An impeller manufacturing method for forming an impeller designed by the method for designing an impeller according to any one of claims 1 to 10 by additive manufacturing. ポンプの羽根車であって、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備える羽根車の設計システムであって、
前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更部を備える
羽根車の設計システム。
An impeller design system for a pump, comprising:
An impeller design system, comprising: a design change unit that changes the design of the impeller so that the impeller is layered based on the information of the impeller.
前記設計変更部は、積層造形するのに必要な中間翼を追加するよう当該羽根車の設計を変更する、
請求項12に記載の羽根車の設計システム。
The design change section changes the design of the impeller so as to add an intermediate blade necessary for additive manufacturing.
The impeller design system according to claim 12.
ポンプの羽根車であって、揚液にエネルギーを与える複数の主翼を備える羽根車の製造システムであって、
前記羽根車の情報に基づいて、当該羽根車を積層造形するよう当該羽根車の設計を変更する設計変更部と、
設計変更後の羽根車を積層造形する積層造形機と、
を備える羽根車の製造システム。
An impeller manufacturing system for a pump, comprising: a plurality of main blades for providing pumping liquid with energy.
A design change unit for changing the design of the impeller so as to laminate-mold the impeller based on the information of the impeller;
An additive manufacturing machine that additive-molds the impeller after design change,
An impeller manufacturing system equipped with.
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