JP2024056152A - Flow Control Device and Centrifugal Pump - Google Patents

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Abstract

【課題】インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲を小流量域側に広げる。【解決手段】本発明に係る流速制御装置(4)は、インデューサ(34)を備えた遠心ポンプ(1)の吸込管(35)内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置である。流速制御装置は、吸込管内のインデューサよりも取扱液の上流側に配置される絞り機構(40)を有する。絞り機構は、吸込管の内面側から吸込管内へ吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、インデューサよりも上流側において、インデューサに流入する取扱液の軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材(41,42)を備える。絞り部材の内面から吸込管内への突出量は、遠心ポンプから吐出された取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される。【選択図】図2[Problem] To expand the operating flow rate range of a centrifugal pump equipped with an inducer to the small flow rate region. [Solution] A flow rate control device (4) according to the present invention is a flow rate control device that controls the axial flow rate of handled liquid flowing in a suction pipe (35) of a centrifugal pump (1) equipped with an inducer (34). The flow rate control device has a throttling mechanism (40) arranged in the suction pipe on the upstream side of the handled liquid from the inducer. The throttling mechanism has at least one throttling member (41, 42) that protrudes from the inner surface side of the suction pipe into the suction pipe along the transverse direction of the suction pipe, thereby changing the axial flow rate of the handled liquid flowing into the inducer on the upstream side of the inducer. The amount of protrusion of the throttling member from the inner surface into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled liquid discharged from the centrifugal pump. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、流速制御装置および遠心ポンプに関する。 The present invention relates to a flow rate control device and a centrifugal pump.

遠心ポンプの吸込み性能を向上させるため、インペラの上流側(吸込管内の取扱液の流れにおける上流側)にインデューサが配置される技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。インデューサは、狭い特定の運転流量範囲で用いられるように設計されている。すなわち、例えば、インデューサ翼の入口角度は、吐出流量の最高効率点(Qbep)における取扱液の流入角度に対して数度の迎角で取扱液が流れ込むように設計されている。ここで、取扱液の流入角度は、吸込管の軸方向における取扱液の速度(軸方向流速)、および、同取扱液の周速の関数で表されて、軸方向流速の増減に応じて増減する。 In order to improve the suction performance of a centrifugal pump, a technique is known in which an inducer is disposed upstream of the impeller (upstream in the flow of the handled liquid in the suction pipe) (see, for example, Patent Document 1). The inducer is designed to be used in a narrow specific operating flow rate range. That is, for example, the inlet angle of the inducer vane is designed so that the handled liquid flows in at an attack angle of several degrees with respect to the inflow angle of the handled liquid at the maximum efficiency point (Q bep ) of the discharge flow rate. Here, the inflow angle of the handled liquid is expressed as a function of the velocity of the handled liquid in the axial direction of the suction pipe (axial flow velocity) and the circumferential speed of the handled liquid, and increases or decreases according to an increase or decrease in the axial flow velocity.

米国特許第4150916号明細書U.S. Pat. No. 4,150,916

一般的に、遠心ポンプの流量(吐出流量)は、インバータによるインペラ(インデューサ)の回転数の制御や、吐出管に取り付けられている弁(吐出弁)の開度、により調節されている。ここで、後述のとおり、吐出弁の開度が小さくなることにより流量のみが絞られると、取扱液のインデューサ翼への流入角度は小さくなる。その結果、流入角度とインデューサ翼の入口角度との差異が大きくなり、最終的に、インデューサ翼の表面からの取扱液の剥離が発生して、遠心ポンプの吸込み性能が悪化する。このように、特定の運転流量範囲よりも小さい小流量域では、インデューサを備える遠心ポンプの吸込み性能は、悪化する。 Generally, the flow rate (discharge flow rate) of a centrifugal pump is adjusted by controlling the rotation speed of the impeller (inducer) using an inverter and the opening of a valve (discharge valve) attached to the discharge pipe. Here, as described below, when only the flow rate is restricted by reducing the opening of the discharge valve, the inflow angle of the handled liquid into the inducer vanes becomes smaller. As a result, the difference between the inflow angle and the inlet angle of the inducer vanes becomes larger, and ultimately, the handled liquid peels off from the surface of the inducer vanes, deteriorating the suction performance of the centrifugal pump. Thus, in a small flow rate range smaller than a specific operating flow rate range, the suction performance of a centrifugal pump equipped with an inducer deteriorates.

本発明は、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲を小流量域側に広げることを目的とする。 The present invention aims to expand the operating flow range of a centrifugal pump equipped with an inducer to the low flow range.

本発明の一実施態様における流速制御装置は、インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、 前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材を備え、前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される。 In one embodiment of the present invention, the flow rate control device is a flow rate control device that controls the axial flow rate of the handled liquid flowing in the suction pipe of a centrifugal pump equipped with an inducer, and includes a throttling mechanism arranged upstream of the inducer in the flow of the handled liquid in the suction pipe, and the throttling mechanism includes at least one throttling member that protrudes from the inner surface of the suction pipe into the suction pipe along the transverse direction of the suction pipe to change the axial flow rate of the handled liquid flowing into the inducer upstream of the inducer, and the amount of protrusion of the throttling member from the inner surface into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled liquid discharged from the centrifugal pump.

本発明の一実施形態における遠心ポンプは、回転軸と、前記回転軸の一端部に取り付けられるインペラと、前記インペラに吸い込まれる取扱液を導入する吸込管と、前記吸込管内に配置されるインデューサと、前記吸込管に取り付けられ、前記吸込管内を流れる前記取扱液の軸方向流速を制御する前述の実施態様に記載の流速制御装置と、を有してなる。 The centrifugal pump in one embodiment of the present invention comprises a rotating shaft, an impeller attached to one end of the rotating shaft, a suction pipe for introducing the handled liquid to be sucked into the impeller, an inducer disposed within the suction pipe, and a flow rate control device as described in the above embodiment that is attached to the suction pipe and controls the axial flow rate of the handled liquid flowing within the suction pipe.

本発明によれば、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲が小流量域側に広げられる。 According to the present invention, the operating flow range of a centrifugal pump equipped with an inducer is expanded to the low flow range.

本発明に係る遠心ポンプを備えるポンプシステムの模式配管図である。FIG. 1 is a schematic piping diagram of a pump system including a centrifugal pump according to the present invention. 本発明に係る遠心ポンプの実施の形態を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a centrifugal pump according to the present invention. 本発明に係る流速制御装置の実施の形態を示す模式構成図である。1 is a schematic diagram showing an embodiment of a flow rate control device according to the present invention; 図3の流速制御装置が備える絞り部材が、図2の遠心ポンプが備える吸込管内に突出している状態を示す模式断面図である。4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a throttle member included in the flow rate control device of FIG. 3 protrudes into a suction pipe included in the centrifugal pump of FIG. 2 . 図2の遠心ポンプが備えるインデューサの上流側に隣接する領域における取扱液の流入角度を説明する模式図である。3 is a schematic diagram illustrating an inflow angle of a pumped liquid in a region adjacent to the upstream side of an inducer included in the centrifugal pump of FIG. 2 . FIG. 図4の絞り部材の突出による効果、および、突出量を示す模式図である。5A and 5B are schematic diagrams showing the effect of the protrusion of the diaphragm member in FIG. 4 and the amount of protrusion. 流量に対する開口率の一例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an aperture ratio with respect to a flow rate. 図4のAA線における模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 . 図4の吸込み管の模式斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of the suction pipe of FIG. 4 . 取扱液の逆流を説明する模式図であり、(a)は従来の吸込管を示す模式図であり、(b)は本発明における吸込管を示す模式図である。1A is a schematic diagram illustrating a conventional suction pipe, and FIG. 1B is a schematic diagram illustrating the suction pipe of the present invention. 図3の流速制御装置の各変形例を示す模式断面図であり、(a)は第1変形例を示す模式断面図であり、(b)は第2変形例を示す模式断面図であり、(c)は第3変形例を示す模式断面図であり、(d)は第4変形例を示す模式断面図であり、(e)は第5変形例を示す模式断面図であり、(f)は第6変形例を示す模式断面図である。5A and 5B are schematic cross-sectional views showing each modified example of the flow rate control device of FIG. 3, where (a) is a schematic cross-sectional view showing a first modified example, (b) is a schematic cross-sectional view showing a second modified example, (c) is a schematic cross-sectional view showing a third modified example, (d) is a schematic cross-sectional view showing a fourth modified example, (e) is a schematic cross-sectional view showing a fifth modified example, and (f) is a schematic cross-sectional view showing a sixth modified example. 図11の第2変形例に係る流速制御装置が備える貫通孔に流入する取扱液の流れを説明する模式断面図である。12 is a schematic cross-sectional view illustrating the flow of handled fluid flowing into a through hole provided in the flow rate control device according to the second modified example of FIG. 11 . 図3の流速制御装置の第7変形例の模式配管図である。FIG. 13 is a schematic piping diagram of a seventh modified example of the flow rate control device of FIG. 3 .

以下、図面を参照しながら、本発明に係る流速制御装置および遠心ポンプの実施の形態について説明する。各図において、同一の部材および要素については同一の符号が付されて、重複する説明は省略される。また、各要素の寸法比率は、説明の便宜上、誇張されている場合が有り、各図面に図示されている比率に限定されない。 Below, an embodiment of the flow rate control device and centrifugal pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same members and elements are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted. In addition, the dimensional ratios of each element may be exaggerated for the convenience of explanation, and are not limited to the ratios shown in each drawing.

以下の説明において、本発明に係る遠心ポンプは、取扱液を貯留タンクから外部設備・機器に送液するポンプシステムに備えられているものとする。また、本発明に係る流速制御装置は、本発明に係る遠心ポンプに備えられているものとする。 In the following description, the centrifugal pump according to the present invention is assumed to be provided in a pump system that transfers a handled liquid from a storage tank to an external facility or device. The flow rate control device according to the present invention is assumed to be provided in the centrifugal pump according to the present invention.

●ポンプシステム●
●ポンプシステムの構成
図1は、本発明に係る遠心ポンプを備えるポンプシステムの模式配管図である。
同図の実線は取扱液の流路を示していて、破線は信号の経路を示している。
●Pump system●
Configuration of the Pump System FIG. 1 is a schematic piping diagram of a pump system including a centrifugal pump according to the present invention.
In the figure, the solid lines indicate the flow paths of the pumped fluid, and the dashed lines indicate the paths of signals.

ポンプシステムSは、取扱液が貯留されている貯留タンクT、貯留タンクTと遠心ポンプ1との間に接続されている吸込配管L11、吸込配管L11を開閉する吸込弁V1、遠心ポンプ1と外部機器Oとの間に接続されている吐出配管L12、吐出配管L12を開閉する吐出弁V2、および遠心ポンプ1を備える。遠心ポンプ1は、本発明に係る遠心ポンプの一例である。 The pump system S includes a storage tank T in which the handled liquid is stored, a suction pipe L11 connected between the storage tank T and the centrifugal pump 1, a suction valve V1 that opens and closes the suction pipe L11, a discharge pipe L12 connected between the centrifugal pump 1 and an external device O, a discharge valve V2 that opens and closes the discharge pipe L12, and the centrifugal pump 1. The centrifugal pump 1 is an example of a centrifugal pump according to the present invention.

吸込配管L11は公知の管体であり、後述される吸込管35と共に、後述されるポンプ室33に吸い込まれる取扱液が流れる吸込流路L1を構成している。吐出配管L12は公知の管体であり、後述される吐出管36と共に、ポンプ室33から吐出される取扱液が流れる吐出流路L2を構成している。吸込弁V1および吐出弁V2は公知の弁(例えば、電磁弁)であり、開度が遠隔操作により調整可能(流量が調整可能)に構成されている。吐出弁V2は、本発明における流量調整機器の一例である。 The suction pipe L11 is a known pipe body, and together with the suction pipe 35 described below, constitutes the suction flow path L1 through which the handled liquid flows and is sucked into the pump chamber 33 described below. The discharge pipe L12 is a known pipe body, and together with the discharge pipe 36 described below, constitutes the discharge flow path L2 through which the handled liquid flows and is discharged from the pump chamber 33. The suction valve V1 and the discharge valve V2 are known valves (e.g., solenoid valves) and are configured so that their opening can be adjusted by remote control (the flow rate can be adjusted). The discharge valve V2 is an example of a flow rate adjustment device in the present invention.

外部機器Oは、例えば、エンジン、燃焼炉、または燃料タンクなどの遠心ポンプ1により送液された取扱液を利用・貯留する機器である。本実施の形態において、外部機器Oは、吐出弁V2の開度を制御する制御信号を生成し、生成された制御信号を吐出弁V2および後述される制御装置60に送信する。制御信号は、本発明における、流速制御信号の一例である。 The external device O is a device that uses and stores the handled liquid pumped by the centrifugal pump 1, such as an engine, a combustion furnace, or a fuel tank. In this embodiment, the external device O generates a control signal that controls the opening degree of the discharge valve V2, and transmits the generated control signal to the discharge valve V2 and the control device 60 described below. The control signal is an example of a flow rate control signal in the present invention.

●遠心ポンプ●
次に、本発明に係る遠心ポンプの実施の形態について説明する。
●Centrifugal pump●
Next, an embodiment of a centrifugal pump according to the present invention will be described.

●遠心ポンプの構成
図2は、本発明に係る遠心ポンプの実施の形態を示す模式断面図である。
同図は、説明の便宜上、遠心ポンプ1の一部の図示を省略している。
Configuration of Centrifugal Pump FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a centrifugal pump according to the present invention.
For ease of explanation, part of the centrifugal pump 1 is omitted in the figure.

遠心ポンプ1は、モータ部2、ポンプ部3、および流速制御装置4を有してなる。遠心ポンプ1は、本発明における遠心ポンプの一例である。 The centrifugal pump 1 comprises a motor section 2, a pump section 3, and a flow rate control device 4. The centrifugal pump 1 is an example of a centrifugal pump according to the present invention.

以下の説明において、「前方向」はモータ部2に対してポンプ部3が位置する方向であり、「後方向」はポンプ部3に対してモータ部2が位置する方向である。「上流側」は遠心ポンプ1に送液される液(以下「取扱液」という。)の流れにおける上流側であり、「下流側」は取扱液の流れにおける下流側である。 In the following description, the "forward direction" refers to the direction in which the pump section 3 is located relative to the motor section 2, and the "rearward direction" refers to the direction in which the motor section 2 is located relative to the pump section 3. The "upstream side" refers to the upstream side in the flow of the liquid (hereinafter referred to as the "handled liquid") being pumped to the centrifugal pump 1, and the "downstream side" refers to the downstream side in the flow of the handled liquid.

モータ部2は、所定の駆動電圧・駆動周波数で駆動し、後述されるインペラ32を回転させる。モータ部2は、筐体21、モータ22、および回転軸23を備える。 The motor unit 2 is driven at a predetermined drive voltage and drive frequency to rotate the impeller 32, which will be described later. The motor unit 2 includes a housing 21, a motor 22, and a rotating shaft 23.

筐体21は、モータ22および回転軸23を収容する。モータ22は、回転軸23に取り付けられるロータ(不図示)、および、ロータを回転させるステータ(不図示)から構成される公知のモータである。回転軸23は、モータ22の回転により回転し、回転動力を後述されるインペラ32に伝達する。回転軸23の形状は、円柱状である。回転軸23の前端部23aは、後述されるポンプ室33内に突出している。 The housing 21 houses the motor 22 and the rotating shaft 23. The motor 22 is a known motor consisting of a rotor (not shown) attached to the rotating shaft 23, and a stator (not shown) that rotates the rotor. The rotating shaft 23 rotates with the rotation of the motor 22, and transmits the rotational power to the impeller 32 described below. The rotating shaft 23 is cylindrical in shape. The front end 23a of the rotating shaft 23 protrudes into the pump chamber 33 described below.

ポンプ部3は、取扱液を吸込み、吐出する。ポンプ部3は、筐体31、インペラ32、ポンプ室33、インデューサ34、吸込管35、および吐出管36を備える。 The pump section 3 draws in and discharges the pumped liquid. The pump section 3 includes a housing 31, an impeller 32, a pump chamber 33, an inducer 34, a suction pipe 35, and a discharge pipe 36.

筐体31は、インペラ32を収容するポンプ室33を区画する。筐体31の前端部は、回転軸23と同軸となるように前方に向けて延伸されていて、ポンプ室33に取扱液を吸い込む(導入する)吸込管35を形成している。また、筐体31のうち、インペラ32の径方向の外方側に位置する一部は、インペラ32の接線方向(上方)に延伸されていて、ポンプ室33からの取扱液を吐出する吐出管36を形成している。すなわち、筐体31は、ポンプ室33、吸込管35、および吐出管36を構成している。 The housing 31 defines a pump chamber 33 that houses the impeller 32. The front end of the housing 31 extends forward so as to be coaxial with the rotating shaft 23, forming a suction pipe 35 that draws (introduces) the handled liquid into the pump chamber 33. In addition, a portion of the housing 31 that is located radially outward of the impeller 32 extends in the tangential direction (upward) of the impeller 32, forming a discharge pipe 36 that discharges the handled liquid from the pump chamber 33. In other words, the housing 31 constitutes the pump chamber 33, the suction pipe 35, and the discharge pipe 36.

インペラ32は、回転軸23の前端部23aに取り付けられていて、ポンプ室33に収容されている。 The impeller 32 is attached to the front end 23a of the rotating shaft 23 and is housed in the pump chamber 33.

インデューサ34は、吸込管35内において、インペラ32よりも上流側(前側)に配置されていて、取扱液を加圧してインペラ32による取扱液の吸込みを補助する。インデューサ34は、回転軸23の前端部23aから上流側(前側)に延伸されるインデューサ軸34a、および、インデューサ軸34aの外周面に取り付けられているインデューサ翼34bを備える、公知のインデューサである。インデューサ34は、回転軸23の前端部23aに取り付けられていて、吸込管35内に配置されている。 The inducer 34 is disposed upstream (forward) of the impeller 32 in the suction pipe 35, and pressurizes the handled liquid to assist the impeller 32 in suctioning the handled liquid. The inducer 34 is a known inducer that includes an inducer shaft 34a that extends upstream (forward) from the front end 23a of the rotating shaft 23, and inducer blades 34b that are attached to the outer circumferential surface of the inducer shaft 34a. The inducer 34 is attached to the front end 23a of the rotating shaft 23, and is disposed in the suction pipe 35.

吸込管35の形状は、例えば、円筒状である。吸込管35における上流側(前側)の端部には、吸込管35と共に吸込流路L1を構成している吸込配管L11が接続されている。吸込管35は、収容室35a,35bおよびスリット35c,35dを備える。 The shape of the suction pipe 35 is, for example, cylindrical. The upstream (front) end of the suction pipe 35 is connected to the suction piping L11, which constitutes the suction flow path L1 together with the suction pipe 35. The suction pipe 35 has storage chambers 35a and 35b and slits 35c and 35d.

以下の説明において、「周方向」は吸込管35の円周に沿う方向であり、「径方向」は吸込管35の直径(半径)に沿う方向であり、「軸方向」は吸込管35の軸心方向(延伸方向)である。 In the following description, the "circumferential direction" refers to the direction along the circumference of the suction pipe 35, the "radial direction" refers to the direction along the diameter (radius) of the suction pipe 35, and the "axial direction" refers to the axial direction (extension direction) of the suction pipe 35.

吸込管35の周壁の一部が径方向の外方側に向けて突出していて、後述される絞り部材41,42を収容する収容室35a,35bを形成している。本実施の形態において、収容室35aは吸込管35の上方に配置されていて、収容室35bは吸込管35の下方に配置されている。すなわち、径方向において、収容室35a,35bは、吸込管35を挟み込むように配置されている。換言すれば、周方向において、収容室35a,35bは、180°間隔で均等に配置されている。軸方向において、収容室35a,35bは、インデューサ34(インデューサ翼34b)よりも上流側(前側)に配置されている。 A part of the peripheral wall of the suction pipe 35 protrudes radially outward to form the accommodation chambers 35a, 35b that accommodate the throttling members 41, 42 described later. In this embodiment, the accommodation chamber 35a is disposed above the suction pipe 35, and the accommodation chamber 35b is disposed below the suction pipe 35. That is, in the radial direction, the accommodation chambers 35a, 35b are disposed so as to sandwich the suction pipe 35. In other words, in the circumferential direction, the accommodation chambers 35a, 35b are disposed evenly at 180° intervals. In the axial direction, the accommodation chambers 35a, 35b are disposed upstream (forward) of the inducer 34 (inducer vanes 34b).

スリット35c,35dは、吸込管35と収容室35a,35bとを連通させる通路である。スリット35c,35dは、吸込管35の周壁に形成されている。周方向において、スリット35cは収容室35aと同じ位置に配置されていて、スリット35dは収容室35bと同じ位置にされている。径方向において、スリット35cは収容室35aよりも内方側に配置されていて、スリット35dは収容室35bの内方側に配置されている。スリット35cは吸込管35および収容室35aに開口していて、スリット35dは吸込管35および収容室35bに開口している。 Slits 35c and 35d are passages that connect suction pipe 35 with storage chambers 35a and 35b. Slits 35c and 35d are formed in the peripheral wall of suction pipe 35. In the circumferential direction, slit 35c is located at the same position as storage chamber 35a, and slit 35d is located at the same position as storage chamber 35b. In the radial direction, slit 35c is located on the inner side of storage chamber 35a, and slit 35d is located on the inner side of storage chamber 35b. Slit 35c opens to suction pipe 35 and storage chamber 35a, and slit 35d opens to suction pipe 35 and storage chamber 35b.

吐出管36の形状は、例えば、吐出管36の下流側(上側)に向かうにつれて内径が大きくなるホーン状である。吐出管36の上端部(下流側の端部)には、吐出管36と共に吐出流路L2を構成している吐出配管L12が接続されている。 The shape of the discharge pipe 36 is, for example, a horn shape in which the inner diameter increases toward the downstream side (upper side) of the discharge pipe 36. The upper end (downstream end) of the discharge pipe 36 is connected to the discharge piping L12, which constitutes the discharge flow path L2 together with the discharge pipe 36.

●流速制御装置の構成
図3は、流速制御装置4の実施の形態を示す模式構成図である。
同図は、説明の便宜上、吸込管35も併せて図示している。
Configuration of Flow Velocity Control Device FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the flow velocity control device 4. As shown in FIG.
For ease of explanation, the drawing also illustrates the suction pipe 35 .

流速制御装置4は、吸込管35内を流れる取扱液の、軸方向に沿う流れ(以下「軸方向流」という。)の流速(以下「軸方向流速」という。)を制御する。流速制御装置4は、本発明に係る流速制御装置の一例である。流速制御装置4は、絞り機構40、駆動装置50、および制御装置60を備える。 The flow rate control device 4 controls the flow rate (hereinafter referred to as "axial flow rate") of the handled liquid flowing in the axial direction (hereinafter referred to as "axial flow") through the suction pipe 35. The flow rate control device 4 is an example of a flow rate control device according to the present invention. The flow rate control device 4 includes a throttling mechanism 40, a drive device 50, and a control device 60.

絞り機構40は、複数(本実施の形態では2つ)の絞り部材41,42を備える。 The aperture mechanism 40 has multiple aperture members 41, 42 (two in this embodiment).

絞り部材41,42は、吸込管35の内面側から吸込管35内へ吸込管35の横断方向(すなわち、径方向)に沿うように突出することにより、インデューサ34よりも上流側において、インデューサ34に流入する取扱液の軸方向流速を変化させる。軸方向視において、絞り部材41,42の形状は、例えば、矩形の板状である。絞り部材41,42は、例えば、ステンレス鋼などの金属製である。絞り部材41,42は、両面が軸方向(前後方向)に向けられている状態で、収容室35a,35bに収容されている。すなわち、絞り部材41,42は、インデューサ34よりも上流側に配置されていて、周方向において、180°間隔で均等に配置されている。また、周方向において、絞り部材41,42は、吸込管35内へ突出しても相互に当接しないように構成されている。軸方向視において、絞り部材41の吸込管35側の端部41aは、吸込管35の内面で形成される円の接線と平行な直線状である。同様に、絞り部材42の吸込管35側の端部42aは、吸込管35の内面で形成される円の接線と平行な直線状である。絞り部材41の端部41aは、絞り部材42の端部42aと対向している。すなわち、絞り部材41,42は、吸込管35において、軸方向に垂直な同一の仮想平面上(軸方向における吸込管35の同じ位置)に配置されている。端部41a,42aの長さは、例えば、吸込管35の内径とほぼ同じ長さである。そのため、軸方向視において、絞り部材41,42は、端部41a,42aが吸込管35の内面で形成される円の弦を画定するように、吸込管35内に突出する。以下の説明において、吸込管35のうち、軸方向における絞り部材41,42が配置されている位置は、「絞り位置P」と称呼される。 The throttle members 41, 42 protrude from the inner surface side of the suction pipe 35 into the suction pipe 35 along the transverse direction (i.e., radial direction) of the suction pipe 35, thereby changing the axial flow velocity of the handled liquid flowing into the inducer 34 upstream of the inducer 34. When viewed in the axial direction, the throttle members 41, 42 have, for example, a rectangular plate shape. The throttle members 41, 42 are made of metal such as stainless steel. The throttle members 41, 42 are accommodated in the accommodation chambers 35a, 35b with both sides facing the axial direction (front-back direction). That is, the throttle members 41, 42 are arranged upstream of the inducer 34 and are evenly arranged at 180° intervals in the circumferential direction. In addition, the throttle members 41, 42 are configured not to abut against each other even when they protrude into the suction pipe 35 in the circumferential direction. In the axial view, the end 41a of the throttling member 41 on the suction pipe 35 side is a straight line parallel to the tangent of the circle formed by the inner surface of the suction pipe 35. Similarly, the end 42a of the throttling member 42 on the suction pipe 35 side is a straight line parallel to the tangent of the circle formed by the inner surface of the suction pipe 35. The end 41a of the throttling member 41 faces the end 42a of the throttling member 42. That is, the throttling members 41 and 42 are arranged on the same imaginary plane perpendicular to the axial direction in the suction pipe 35 (the same position of the suction pipe 35 in the axial direction). The length of the end 41a and 42a is, for example, approximately the same as the inner diameter of the suction pipe 35. Therefore, in the axial view, the throttling members 41 and 42 protrude into the suction pipe 35 so that the end 41a and 42a define the chord of the circle formed by the inner surface of the suction pipe 35. In the following description, the position in the suction pipe 35 where the throttling members 41, 42 are located in the axial direction is referred to as the "throttling position P."

絞り部材41,42は、後述される流量情報に基づいて、駆動装置50からの駆動力により、径方向の外方側および内方側に往復移動可能に制御されている。すなわち、絞り部材41,42は、吸込管35の横断方向に沿って往復移動可能である。つまり、絞り部材41の一部(下部)および端部41aは、スリット35cを介して、吸込管35の内面側から吸込管35内に移動(突出)可能であり、かつ、吸込管35内から収容室35a内に移動(収容)可能である。同様に、絞り部材42の一部(上部)および端部42aは、スリット35dを介して、吸込管35の内面側から吸込管35内に移動(突出)可能であり、かつ、吸込管35内から収容室35bに移動(収容)可能である。絞り部材41,42が最も径方向の外方側に位置しているとき、絞り部材41,42は吸込管35内に突出していない。 The throttle members 41 and 42 are controlled to be able to move back and forth radially outward and inward by the driving force from the drive unit 50 based on the flow rate information described later. That is, the throttle members 41 and 42 can move back and forth along the transverse direction of the suction pipe 35. That is, a part (lower part) and an end 41a of the throttle member 41 can move (protrude) from the inner surface side of the suction pipe 35 into the suction pipe 35 through the slit 35c, and can move (contain) from the inside of the suction pipe 35 into the accommodation chamber 35a. Similarly, a part (upper part) and an end 42a of the throttle member 42 can move (protrude) from the inner surface side of the suction pipe 35 into the suction pipe 35 through the slit 35d, and can move (contain) from the inside of the suction pipe 35 into the accommodation chamber 35b. When the throttle members 41 and 42 are positioned at the outermost radial side, the throttle members 41 and 42 do not protrude into the suction pipe 35.

駆動装置50は、絞り部材41,42を吸込管35の横断方向に沿うように移動させる。駆動装置50は、例えば、絞り部材41,42を移動させる駆動力を生成する公知の機器(例えば、モータなど)、および、駆動力を絞り部材41,42に伝達する公知の機構(例えば、クランク機構やギア機構など)などを備える。 The drive unit 50 moves the throttling members 41, 42 in the transverse direction of the suction pipe 35. The drive unit 50 includes, for example, a known device (e.g., a motor, etc.) that generates a driving force to move the throttling members 41, 42, and a known mechanism (e.g., a crank mechanism, a gear mechanism, etc.) that transmits the driving force to the throttling members 41, 42.

制御装置60は、後述される流量情報に基づいて、駆動装置50の動作を制御して、絞り部材41,42を移動させる。制御装置60は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、CPUの作業領域として機能するRAM(Random Access Memory)などの揮発性メモリ、および、各種情報(プログラムなど)を記憶するROM(Read Only Memory)などの不揮発性メモリを備える。 The control device 60 controls the operation of the drive device 50 based on the flow rate information described below, to move the throttle members 41, 42. The control device 60 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory) that functions as a working area for the CPU, and a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory) that stores various information (programs, etc.).

「流量情報」は、遠心ポンプ1から吐出されて、吐出流路L2を流れる取扱液の流量(吐出流量)に関する情報である。流量情報は、例えば、取扱液の流量を示す情報(吐出流量情報)、および、吐出流路L2を流れる取扱液の流量を制御する機器(例えば、吐出弁V2)の動作を制御する情報(動作制御情報)、を含む。前述のとおり、本実施の形態では、流量情報は、外部機器Oにより生成されて、制御装置60に送信される吐出弁V2の開度を制御する制御信号である。本実施の形態では、制御装置60が備えるROMは、例えば、吐出弁V2の開度(流量)と、絞り部材41,42の突出量(例えば、突出する部分の面積など)と、が関連付けられているテーブルを記憶している。 "Flow rate information" is information related to the flow rate (discharge flow rate) of the handled fluid discharged from the centrifugal pump 1 and flowing through the discharge flow path L2. The flow rate information includes, for example, information indicating the flow rate of the handled fluid (discharge flow rate information) and information controlling the operation of a device (e.g., discharge valve V2) that controls the flow rate of the handled fluid flowing through the discharge flow path L2 (operation control information). As described above, in this embodiment, the flow rate information is a control signal that is generated by the external device O and transmitted to the control device 60 to control the opening degree of the discharge valve V2. In this embodiment, the ROM included in the control device 60 stores, for example, a table in which the opening degree (flow rate) of the discharge valve V2 and the protrusion amount (e.g., the area of the protruding portion) of the throttling members 41, 42 are associated with each other.

なお、本発明において、制御装置60が備えるROMは、テーブルに代えて、吐出弁V2の開度(流量)に対応する絞り部材41,42の突出量を算出する関数を記憶していてもよい。 In the present invention, the ROM of the control device 60 may store a function for calculating the protrusion amount of the throttling members 41, 42 corresponding to the opening degree (flow rate) of the discharge valve V2 instead of a table.

また、本発明において、制御装置60は、テーブルや関数を記憶する記憶装置(例えば、フラッシュメモリなど)を備えていてもよい。 In addition, in the present invention, the control device 60 may be equipped with a storage device (e.g., flash memory, etc.) that stores tables and functions.

●流速制御装置による軸方向流速の制御
図4は、絞り部材41,42が吸込管35内に突出している状態を示す模式断面図である。以下の説明において、説明の便宜上、図1および図2も参照される。
Control of Axial Flow Velocity by Flow Velocity Control Device Fig. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the throttle members 41, 42 protrude into the suction pipe 35. In the following description, for convenience of explanation, Figs. 1 and 2 will also be referred to.

絞り部材41,42が吸込管35内に突出しているとき、絞り位置Pにおいて、吸込管35の内部空間S1の横断面積(軸方向に垂直な断面積:図4においてグレーで着色された領域の面積)は、絞り部材41,42の突出量に応じて減少する。ここで、吸込管35(絞り位置P)を流れる(通過する)取扱液の軸方向流速「V」は、次式(1)の関数で表される。 When the throttling members 41, 42 protrude into the suction pipe 35, at the throttling position P, the cross-sectional area (cross-sectional area perpendicular to the axial direction: the area of the region colored gray in FIG. 4 ) of the internal space S1 of the suction pipe 35 decreases according to the protrusion amount of the throttling members 41, 42. Here, the axial flow velocity "V m " of the handled fluid flowing (passing) through the suction pipe 35 (throttling position P) is expressed as a function of the following equation (1).

=Q/A (1) Vm = Q/A (1)

ここで、「Q」は吐出流路L2内を流れる取扱液の流量(吐出流量)であり、「A」は吸込管35(絞り位置P)の内部空間S1の横断面積である。横断面積「A」は、絞り部材41,42が吸込管35内に突出するにつれて減少して、絞り部材41,42が収容室35a,35bに収容されるにつれて増加する。 Here, "Q" is the flow rate (discharge flow rate) of the handled fluid flowing through the discharge flow passage L2, and "A" is the cross-sectional area of the internal space S1 of the suction pipe 35 (throttling position P). The cross-sectional area "A" decreases as the throttling members 41, 42 protrude into the suction pipe 35, and increases as the throttling members 41, 42 are accommodated in the accommodation chambers 35a, 35b.

式(1)に示されるように、吸込管35(絞り位置P)を流れる取扱液の軸方向流速「V」は、横断面積「A」に反比例して増減する。すなわち、軸方向流速は、絞り部材41,42が吸込管35内に突出するにつれて増加して、絞り部材41,42が収容室35a,35bに収容されるにつれて減少する。このように、流速制御装置4は、絞り部材41,42の突出量を制御することにより、吸込管35(絞り位置P)内を流れる取扱液の軸方向流速を制御している。 As shown in formula (1), the axial flow velocity "V m " of the handled fluid flowing through the suction pipe 35 (throttle position P) increases and decreases inversely proportional to the cross-sectional area "A". That is, the axial flow velocity increases as the throttling members 41, 42 protrude into the suction pipe 35, and decreases as the throttling members 41, 42 are accommodated in the accommodation chambers 35a, 35b. In this way, the flow velocity control device 4 controls the axial flow velocity of the handled fluid flowing through the suction pipe 35 (throttle position P) by controlling the protrusion amount of the throttling members 41, 42.

また、式(1)に示されるように、軸方向流速「V」は、吐出流路L2内を流れる取扱液の流量「Q」に比例して増減する。一般的に、遠心ポンプの流量は、インバータによる回転数の制御や、吐出弁の開度、により調節されている。本実施の形態において、流量が吐出弁V2の開度により調整されると、軸方向流速は流量の増減に応じて増減する。すなわち、流量は、吐出弁V2が閉じられるにつれて減少して、吐出弁V2が開けられるにつれて増加する。 Furthermore, as shown in formula (1), the axial flow velocity "V m " increases or decreases in proportion to the flow rate "Q" of the handled fluid flowing through the discharge flow path L2. Generally, the flow rate of a centrifugal pump is adjusted by controlling the rotation speed using an inverter and the opening degree of the discharge valve. In this embodiment, when the flow rate is adjusted by the opening degree of the discharge valve V2, the axial flow velocity increases or decreases according to the increase or decrease in the flow rate. That is, the flow rate decreases as the discharge valve V2 is closed and increases as the discharge valve V2 is opened.

ここで、遠心ポンプ1が取扱液を送液しているとき、吸込流路L1(絞り位置P)から吐出流路L2(吐出弁V2)までの取扱液の流路は、取扱液で満たされている。同流路の体積は一定であり、同流路内の取扱液の体積も一定とみなされる。そのため、吐出される取扱液の流量(質量)が減少すると、質量保存の法則に則り、吸い込まれる取扱液の流量(質量)も減少する。その結果、軸方向流速も減少する。 When the centrifugal pump 1 is pumping the handled liquid, the flow path of the handled liquid from the suction flow path L1 (throttle position P) to the discharge flow path L2 (discharge valve V2) is filled with the handled liquid. The volume of this flow path is constant, and the volume of the handled liquid in this flow path is also considered to be constant. Therefore, when the flow rate (mass) of the handled liquid discharged decreases, in accordance with the law of conservation of mass, the flow rate (mass) of the handled liquid sucked in also decreases. As a result, the axial flow velocity also decreases.

図5は、インデューサ34の上流側に隣接する領域(入口領域)における取扱液の流入角度を説明する模式図である。
同図は、吸込管35の内部空間S1、および、インデューサ34を周方向に沿って展開した状態を模式的に示している。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the inflow angle of the handled fluid in the region (inlet region) adjacent to the upstream side of the inducer 34. As shown in FIG.
The figure shows a schematic diagram of the internal space S1 of the suction pipe 35 and the inducer 34 deployed in the circumferential direction.

「流入角度」は、インデューサ34の回転方向(周方向)に対して、取扱液がインデューサ翼34bへ流入する角度である。 The "inflow angle" is the angle at which the handled liquid flows into the inducer vane 34b relative to the rotational direction (circumferential direction) of the inducer 34.

図5に示されるとおり、インデューサ翼34bはインデューサ軸34aに固定されているため、径方向において、インデューサ翼34bの入口角度「β1」はインデューサ翼34bの位置ごとに固定値である。ここで、「入口角度「β1」」は、インデューサ34の回転方向に対するインデューサ翼34bの角度である。入口角度「β1」は、流量の最高効率点(Qbep)における取扱液の流入角度とほぼ同じになるように設計されている。また、入口角度「β1」は、インデューサ翼34bの外縁部から中心部に向かうにつれて大きくなるように設計されている。 As shown in Fig. 5, since the inducer vane 34b is fixed to the inducer shaft 34a, the inlet angle "β1" of the inducer vane 34b is a fixed value for each position of the inducer vane 34b in the radial direction. Here, the "inlet angle "β1"" is the angle of the inducer vane 34b with respect to the rotation direction of the inducer 34. The inlet angle "β1" is designed to be approximately the same as the inflow angle of the handled liquid at the maximum efficiency point (Q bep ) of the flow rate. Also, the inlet angle "β1" is designed to increase from the outer edge of the inducer vane 34b toward the center.

取扱液の流入角度「βw1」は、次式(2)の関数で表される。 The inflow angle "β w1 " of the pumped fluid is expressed as a function of the following equation (2).

βw1=tan-1(Vm1/u1) (2) β w1 =tan −1 (V m1 /u1) (2)

ここで、「u1」は、入口領域における取扱液の周速(周方向における流速)である。 Here, "u1" is the circumferential velocity (flow velocity in the circumferential direction) of the handled liquid in the inlet region.

流量が吐出弁V2の開度により調整される場合、インペラ32(インデューサ34)の回転数は一定であるため、周速「u1」も一定である。したがって、式(2)に示されるとおり、流入角度「βw1」は、軸方向流速「Vm1」が減少するにつれて減少して、軸方向流速「Vm1」が増加するにつれて増加する。したがって、吐出弁V2が閉じられることにより流量が減少すると、軸方向流速「Vm1」が「V1」から「V2」まで小さくなり、流入角度「βw1」が「X1°」から「X2°」まで減少する。すると、流入角度「βw2」と入口角度「β1」との間の差異が大きくなる。その結果、取扱液の入口角度「β1」に対する流入角度「βw1」の最適角度が保たれなくなる。このとき、インデューサ翼34bの表面からの取扱液の剥離が発生して、遠心ポンプ1の吸込み性能が悪化する。そこで、流速制御装置4は、吐出弁V2の開度(すなわち、流量)に応じて、吸込管35(絞り位置P)の横断面積を増減させることにより、軸方向流速が一定になるように制御している。すなわち、制御装置60は、絞り部材41,42の突出量が、吐出弁V2の開度(流量)が小さくなるにつれて大きくなり、吐出弁V2の開度(流量)が大きくなるにつれて小さくなるように、制御している。換言すれば、流速制御装置4は、入口角度「β1」に対する流入角度「βw1」の最適角度が保たれるように、軸方向流速を制御している。 When the flow rate is adjusted by the opening degree of the discharge valve V2, the rotation speed of the impeller 32 (inducer 34) is constant, and therefore the peripheral speed "u1" is also constant. Therefore, as shown in the formula (2), the inflow angle "β w1 " decreases as the axial flow velocity "V m1 " decreases, and increases as the axial flow velocity "V m1 " increases. Therefore, when the flow rate decreases by closing the discharge valve V2, the axial flow velocity "V m1 " decreases from "V1" to "V2", and the inflow angle "β w1 " decreases from "X1°" to "X2°". Then, the difference between the inflow angle "β w2 " and the inlet angle "β1" becomes large. As a result, the optimal angle of the inflow angle "β w1 " with respect to the inlet angle "β1" of the handled liquid is not maintained. At this time, separation of the handled liquid from the surface of the inducer vane 34b occurs, and the suction performance of the centrifugal pump 1 deteriorates. Therefore, the flow velocity control device 4 controls the axial flow velocity to be constant by increasing or decreasing the cross-sectional area of the suction pipe 35 (throttle position P) according to the opening degree (i.e., flow rate) of the discharge valve V2. That is, the control device 60 controls the protrusion amount of the throttle members 41, 42 so that it increases as the opening degree (flow rate) of the discharge valve V2 decreases and decreases as the opening degree (flow rate) of the discharge valve V2 increases. In other words, the flow velocity control device 4 controls the axial flow velocity so that the optimal angle of the inflow angle "β w1 " relative to the inlet angle "β1" is maintained.

図6は、絞り部材41,42の突出による効果、および、突出量を示す模式図である。
同図のグラフにおいて、横軸は流量を示していて、縦軸はNPSHr(Net Positive Suction Head required)を示している。また、実線は絞り部材41,42が突出していない状態における流量に対するNPSHrの変化を示していて、破線は絞り部材41,42が突出している状態における同変化を示している。さらに、同図は、吸込管35に対する絞り部材41,42の突出量を併せて示している。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the effect of the protrusion of the diaphragm members 41 and 42 and the amount of protrusion.
In the graph of the figure, the horizontal axis indicates the flow rate, and the vertical axis indicates NPSHr (Net Positive Suction Head required). The solid line indicates the change in NPSHr with respect to the flow rate when the throttle members 41, 42 are not protruding, and the dashed line indicates the same change when the throttle members 41, 42 are protruding. The figure also shows the protrusion amount of the throttle members 41, 42 from the suction pipe 35.

図6に示されるとおり、絞り部材41,42が突出していない状態では、NPSHrは、流量が減少するにつれて減少するが、流量がある値よりも減少すると、増加に転じている。このNPSHrの変化がボトムになる流量以下では、入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれなくなり、前述の剥離が発生する。そこで、流速制御装置4は、例えば、このボトムになる流量(第1流量)を起点として、流量と横断面積との比率が一定に保たれるように、流量の減少に応じて絞り部材41,42を吸込管35内に突出させる。絞り部材41,42の突出量は、第2流量(例えば、最高効率点と略同等のNPSHrとなる流量)までの所定流量域において、流量が減少するにつれて連続的に大きくなる。その結果、第1流量よりも小流量域において、入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれて、前述の剥離の発生は抑制されて、NPSHrの増加は抑制される。 As shown in FIG. 6, when the throttle members 41 and 42 are not protruding, the NPSHr decreases as the flow rate decreases, but when the flow rate decreases below a certain value, it starts to increase. Below the flow rate at which the change in NPSHr bottoms out, the optimal angle of the inlet angle relative to the inlet angle is no longer maintained, and the above-mentioned separation occurs. Therefore, the flow rate control device 4 protrudes the throttle members 41 and 42 into the suction pipe 35 as the flow rate decreases, for example, starting from the flow rate at which the bottom occurs (first flow rate), so that the ratio of the flow rate to the cross-sectional area is kept constant. The protrusion amount of the throttle members 41 and 42 increases continuously as the flow rate decreases in a predetermined flow rate range up to the second flow rate (for example, a flow rate at which the NPSHr is approximately equal to the maximum efficiency point). As a result, in a flow rate range smaller than the first flow rate, the optimal angle of the inlet angle relative to the inlet angle is maintained, the above-mentioned separation is suppressed, and the increase in the NPSHr is suppressed.

図7は、流量に対する開口率の一例を示す模式図である。
同図の横軸は流量を示していて、縦軸は開口率を示している。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the aperture ratio with respect to the flow rate.
In the figure, the horizontal axis indicates the flow rate, and the vertical axis indicates the aperture ratio.

「開口率」は、絞り位置Pにおいて、絞り部材41,42が突出していない状態における横断面積に対する、絞り部材41,42が突出している状態における横断面積の割合である。 The "opening ratio" is the ratio of the cross-sectional area when the aperture members 41, 42 are protruding to the cross-sectional area when the aperture members 41, 42 are not protruding at the aperture position P.

前述のとおり、入口角度は、流量の最高効率点における取扱液の流入角度とほぼ同じになるように設計されている。また、インデューサ翼34bは、最高効率点を中心とした所定の運転流量範囲において効果を奏するように設計されている。そのため、最適角度は、設計範囲に応じた所定の角度範囲を有している。したがって、流量が最高効率点よりも小さくなっても、入口角度が最適角度に保たれている間では、絞り部材41,42は突出しないように制御されている。図7に示される一例では、絞り部材41,42は、流量が約60%において突出し始めて、流量が約20%において最大量突出するように制御されている。そして、絞り部材41,42の突出量は、流量が約60%から約20%の範囲内において、流量が減少するにつれて大きくなるように制御されている。 As mentioned above, the inlet angle is designed to be approximately the same as the inflow angle of the handled fluid at the most efficient point of the flow rate. The inducer vane 34b is also designed to be effective in a predetermined operating flow rate range centered on the most efficient point. Therefore, the optimal angle has a predetermined angle range according to the design range. Therefore, even if the flow rate becomes smaller than the most efficient point, the throttle members 41 and 42 are controlled not to protrude while the inlet angle is maintained at the optimal angle. In the example shown in FIG. 7, the throttle members 41 and 42 are controlled to start protruding at a flow rate of about 60% and to protrude to the maximum amount at a flow rate of about 20%. The protrusion amount of the throttle members 41 and 42 is controlled to increase as the flow rate decreases within the range of about 60% to about 20%.

図8は、図4のAA線における模式断面図である。
同図は、軸方向に沿う取扱液の流れ(軸方向流)を矢印で示している。また、同図は、インデューサ34の図示を簡略化している。以下の図8が参照される説明において、図4も適宜参照される。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In the figure, the flow of the pumped fluid along the axial direction (axial flow) is indicated by arrows, and the figure also simplifies the illustration of the inducer 34. In the following description in which Fig. 8 is referred to, Fig. 4 will also be referred to as appropriate.

本実施の形態では、流速制御装置4は2つの絞り部材41,42を備えていて、周方向において、絞り部材41,42は180°間隔で配置されていて、相互に当接していない。そのため、軸方向視において、絞り部材41,42が吸込管35内に突出しているとき、絞り位置Pには、絞り部材41,42が突出している領域(以下「突出領域」という。)と、絞り部材41,42が突出していない領域(以下「非突出領域」という。)と、が形成されている。突出領域では、絞り部材41,42により、吸込管35の実質的な内径は小さくなっていて、軸方向流は遮られている。そのため、突出領域の下流側では、軸方向流が不均一化されて、軸方向流速は減少している。すなわち、突出領域の下流側に位置しているインデューサ翼34bの先端部(径方向の外方側の端部)には、不均一化されて、軸方向流速が減少した軸方向流が流入している。したがって、突出領域の下流側では、インデューサ34の吸込み性能は、低下する。一方、非突出領域では、取扱液の軸方向に沿う流れは遮られていない。そのため、非突出領域の下流側に位置しているインデューサ翼34bの全面には、均一化された軸方向流が流入している。したがって、非突出領域の下流側では、インデューサ34の吸込み性能は低下しない。 In this embodiment, the flow control device 4 is equipped with two throttle members 41, 42, which are arranged at 180° intervals in the circumferential direction and do not abut each other. Therefore, when the throttle members 41, 42 protrude into the suction pipe 35 in the axial direction, a region where the throttle members 41, 42 protrude (hereinafter referred to as the "protruding region") and a region where the throttle members 41, 42 do not protrude (hereinafter referred to as the "non-protruding region") are formed at the throttle position P. In the protruding region, the effective inner diameter of the suction pipe 35 is reduced by the throttle members 41, 42, and the axial flow is blocked. Therefore, downstream of the protruding region, the axial flow is made non-uniform and the axial flow velocity is reduced. That is, an axial flow with a non-uniform axial flow velocity is flowing into the tip (the radially outer end) of the inducer blade 34b located downstream of the protruding region. Therefore, downstream of the protruding region, the suction performance of the inducer 34 is reduced. On the other hand, in the non-projecting region, the flow of the handled liquid along the axial direction is not blocked. Therefore, a uniform axial flow flows onto the entire surface of the inducer vane 34b located downstream of the non-projecting region. Therefore, downstream of the non-projecting region, the suction performance of the inducer 34 does not decrease.

図9は、吸込管35の模式斜視図である。 Figure 9 is a schematic perspective view of the suction pipe 35.

同図は、吸込管35の内面側(径方向の外方側)に位置する取扱液の流れを矢印で示している。流量が大きいとき、取扱液の大部分は、軸方向に沿って流れる成分(軸方向成分)のみを有する均一な軸方向流として、吸込管35に沿って直進するように流れている。一方、流量が小さくなると、取扱液の流れはインデューサ34の直前で、その回転の影響を受ける。ここで、インデューサ翼34bの翼周速は、回転中心ではゼロであるが径方向の外方側に向かうにつれて大きくなる。その結果、吸込管35の内面側(径方向の外方側)に位置する取扱液の一部は、周方向に旋回しながら軸方向に流れる旋回流となる。旋回流は、インデューサ翼34bの周速度の数割程度の流速で周方向に旋回しながら流れている。 In the figure, the arrows indicate the flow of the handled liquid located on the inner surface side (radial outer side) of the suction pipe 35. When the flow rate is large, most of the handled liquid flows straight along the suction pipe 35 as a uniform axial flow that has only a component that flows along the axial direction (axial component). On the other hand, when the flow rate is small, the flow of the handled liquid is affected by the rotation of the inducer 34 just before the inducer 34. Here, the blade circumferential speed of the inducer blade 34b is zero at the center of rotation, but increases toward the radial outer side. As a result, a part of the handled liquid located on the inner surface side (radial outer side) of the suction pipe 35 becomes a swirling flow that flows in the axial direction while swirling in the circumferential direction. The swirling flow flows while swirling in the circumferential direction at a flow speed of about several tens of percent of the circumferential speed of the inducer blade 34b.

旋回流の一部は、非突出領域を通過した後、突出領域の下流側に流れ込み、突出領域の下流側に配置されているインデューサ翼34bに流入する。このとき、同一部は、非突出領域を通過した軸方向流と略同等の軸方向流速で、突出領域の下流側に位置しているインデューサ翼34bの先端部に流入している(図9の実線矢印)。したがって、前述した突出領域の下流側におけるインデューサ34の吸込み性能の悪化は、僅かに抑制されている。一方、非突出領域を通過できない旋回流の他の一部は、絞り部材41,42に遮られている(図9の鎖線矢印)。 After passing through the non-projecting region, a portion of the swirling flow flows downstream of the projecting region and into the inducer vane 34b located downstream of the projecting region. At this time, the same portion flows into the tip of the inducer vane 34b located downstream of the projecting region at an axial flow velocity approximately equal to that of the axial flow that passed through the non-projecting region (solid arrow in Figure 9). Therefore, the deterioration of the suction performance of the inducer 34 downstream of the projecting region described above is slightly suppressed. Meanwhile, the other portion of the swirling flow that cannot pass through the non-projecting region is blocked by the throttle members 41, 42 (chain line arrow in Figure 9).

このように、流速制御装置4は、突出領域および非突出領域を形成することにより、横断面積を減少させて軸方向流速を制御しつつ、吸込み性能の低下を抑制している。 In this way, the flow rate control device 4 forms protruding and non-protruding regions to reduce the cross-sectional area and control the axial flow rate while suppressing a decrease in suction performance.

●取扱液の逆流との関係
図10は、取扱液の逆流を説明する模式図であり、(a)はインデューサの上流側に逆流の対策が施されていない従来の吸込管を示す模式図であり、(b)は本発明における吸込管35を示す模式図である。
Relationship with backflow of handled liquid Figure 10 is a schematic diagram explaining backflow of handled liquid, where (a) is a schematic diagram showing a conventional suction pipe in which no measures against backflow are taken on the upstream side of the inducer, and (b) is a schematic diagram showing the suction pipe 35 of the present invention.

一般的に、インデューサを備える遠心ポンプが小流量域かつ低NPSHrで運転される場合、インデューサの外周部分において、取扱液の逆流が生じる場合がある。逆流が生じると、インペラの撹拌ロスにより温度が上昇した取扱液がインデューサの上流側に送られる。このとき、インデューサ翼の先端部においてキャビテーションが発生する。このキャビテーションの気泡は逆流によりインデューサの上流側に送られてガス溜りを形成し、同ガス溜りが消滅する際に、インデューサの上流側に脈動を生じさせる。 Generally, when a centrifugal pump equipped with an inducer is operated in the low flow rate range and at low NPSHr, backflow of the handled liquid may occur on the outer periphery of the inducer. When backflow occurs, the handled liquid, whose temperature has risen due to mixing loss in the impeller, is sent to the upstream side of the inducer. At this time, cavitation occurs at the tip of the inducer blade. The cavitation bubbles are sent to the upstream side of the inducer by the backflow and form a gas pool, and when the gas pool disappears, it causes pulsation on the upstream side of the inducer.

この逆流を防止するため、特許文献1に記載された技術のように、インデューサよりも上流側の吸込管内に、吸込管の内周面から突出する環状部材(いわゆる、オリフィス)を配置する技術が知られている。同技術は、遠心ポンプが所定の小流量域で運転される場合には、逆流している領域(逆流領域)の上流側への増大を抑制できる。しかしながら、環状部材の大きさ(突出量)は吸込管の形状および流量により定められるため、1つの環状部材で対応可能な流量域は限定されている。したがって、同技術において、流量が対応可能な流量域よりも小さくなると、逆流領域の増大の抑制効果が減少して、吸込み性能が悪化する。一方、流量が対応可能な流量域よりも大きくなると、環状部材が取扱液の流れを阻害し、吸込み性能が悪化する。すなわち、同技術は、所定の小流量域にのみ対応でき、所定の流量域以外の広範な流量域には対応できない。 To prevent this backflow, a technique is known in which an annular member (so-called orifice) protruding from the inner circumferential surface of the suction pipe is arranged in the suction pipe upstream of the inducer, as described in Patent Document 1. This technique can suppress the increase in the backflow area (backflow area) upstream when the centrifugal pump is operated in a predetermined small flow rate range. However, since the size (protrusion amount) of the annular member is determined by the shape and flow rate of the suction pipe, the flow rate range that can be handled by one annular member is limited. Therefore, in this technique, when the flow rate becomes smaller than the applicable flow rate range, the effect of suppressing the increase in the backflow area decreases, and the suction performance deteriorates. On the other hand, when the flow rate becomes larger than the applicable flow rate range, the annular member obstructs the flow of the handled liquid, and the suction performance deteriorates. In other words, this technique can only handle a predetermined small flow rate range, and cannot handle a wide range of flow rates other than the predetermined flow rate range.

本実施の形態において、絞り部材41,42は、前述された環状部材と同様に、逆流領域の増大を抑制する機能を有している。また、絞り部材41,42の突出量は、流量が小さくなると大きくなり、流量が大きくなると小さくなり、所定の流量よりも流量が大きくなるとゼロになる。このように、小流量域では流量に応じて絞り部材41,42の突出量が変わることにより逆流が抑制されて、大流量域では絞り部材41,42が突出しないことにより取扱液の流れが阻害されない。 In this embodiment, the throttling members 41, 42 have the function of suppressing the increase of the backflow area, similar to the annular member described above. In addition, the amount of protrusion of the throttling members 41, 42 increases as the flow rate decreases, decreases as the flow rate increases, and becomes zero when the flow rate exceeds a predetermined flow rate. In this way, in the small flow rate range, the amount of protrusion of the throttling members 41, 42 changes depending on the flow rate, suppressing backflow, and in the large flow rate range, the flow of the handled fluid is not obstructed because the throttling members 41, 42 do not protrude.

また、周方向において逆流は不連続性(非定常性)を有しており、絞り部材41,42も全周で突出しておらず、周方向における不連続性を有している。周方向において全周に突出している環状部材よりも、同じく不連続性を有する絞り部材41,42の方が、不連続性を有する逆流に対する抑制効果は高く、逆流領域の増大の抑制効果も高い。 In addition, the backflow is discontinuous (unsteady) in the circumferential direction, and the throttling members 41, 42 also do not protrude all around, and are discontinuous in the circumferential direction. Compared to an annular member that protrudes all around in the circumferential direction, the throttling members 41, 42, which also have discontinuities, are more effective at suppressing discontinuous backflow and suppressing the increase in the backflow area.

●まとめ●
以上説明した実施の形態によれば、流速制御装置4は、吸込管35において、インデューサ34よりも上流側に配置される絞り機構40を備える。絞り機構40は、吸込管35の内面側から吸込管35内へ横断方向に沿うように突出することにより、インデューサ34よりも上流側において、インデューサ34に流入する取扱液の軸方向流速を変化させる絞り部材41,42を備える。絞り部材41,42の突出量は、遠心ポンプ1から吐出された取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御されている。この構成によれば、流速制御装置4は、流量に応じて、絞り部材41,42の突出量を変更して、絞り位置Pの横断面積を変更できる。したがって、流量が減少したとき、流速制御装置4が流量に応じて横断面積を変更することにより、絞り位置Pにおける軸方向流速は一定になる。その結果、流量が減少しても入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれて、インデューサ34を備える遠心ポンプ1の運転流量範囲が小流量域側に広げられる。
●Summary●
According to the embodiment described above, the flow rate control device 4 includes the throttle mechanism 40 disposed in the suction pipe 35 upstream of the inducer 34. The throttle mechanism 40 includes throttle members 41, 42 that protrude from the inner surface of the suction pipe 35 into the suction pipe 35 in the transverse direction to change the axial flow rate of the handled fluid flowing into the inducer 34 upstream of the inducer 34. The protrusion amount of the throttle members 41, 42 is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled fluid discharged from the centrifugal pump 1. According to this configuration, the flow rate control device 4 can change the protrusion amount of the throttle members 41, 42 according to the flow rate to change the cross-sectional area at the throttle position P. Therefore, when the flow rate decreases, the flow rate control device 4 changes the cross-sectional area according to the flow rate, so that the axial flow rate at the throttle position P becomes constant. As a result, even if the flow rate decreases, the optimal angle of the inlet angle relative to the inlet angle is maintained, and the operating flow rate range of the centrifugal pump 1 including the inducer 34 is expanded to the small flow rate region side.

また、以上説明した実施の形態によれば、絞り部材41,42の突出量は、流量が小さくなるにつれて大きくなるように制御されている。この構成によれば、流量が小さくなるにつれて絞り位置Pの横断面積が小さくなり、絞り位置Pにおける軸方向流速が一定に保たれる。その結果、流量が減少しても入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれて、インデューサ34を備える遠心ポンプ1の運転流量範囲が小流量域側に広げられる。 In addition, according to the embodiment described above, the protrusion amount of the throttling members 41, 42 is controlled so that it increases as the flow rate decreases. With this configuration, the cross-sectional area of the throttling position P decreases as the flow rate decreases, and the axial flow velocity at the throttling position P is maintained constant. As a result, even if the flow rate decreases, the optimal angle of the inlet angle relative to the inlet angle is maintained, and the operating flow rate range of the centrifugal pump 1 equipped with the inducer 34 is expanded toward the small flow rate region.

さらに、以上説明した実施の形態によれば、遠心ポンプ1から吐出された取扱液が流れる吐出管36には、吐出管36内を流れる取扱液の流量を調節する吐出弁V2が取り付けられている。流量情報は、外部機器Oから送信される吐出弁V2の動作を制御する制御情報である。この構成によれば、流速制御装置4は、吐出弁V2に対する流量制御に連動して軸方向流速を制御できる。 Furthermore, according to the embodiment described above, a discharge valve V2 that adjusts the flow rate of the handled liquid flowing through the discharge pipe 36 is attached to the discharge pipe 36 through which the handled liquid discharged from the centrifugal pump 1 flows. The flow rate information is control information that controls the operation of the discharge valve V2 transmitted from the external device O. According to this configuration, the flow rate control device 4 can control the axial flow rate in conjunction with the flow rate control for the discharge valve V2.

さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、絞り機構40は、吸込管35の周方向に等角度(例えば、180°)間隔で配置されている2つの絞り部材41,42を備える。この構成によれば、周方向において、流速制御装置4は、突出領域だけでなく非突出領域を容易に形成できる。非突出領域の下流側ではインデューサ34およびインペラ32の吸込み性能は低下しないため、流速制御装置4は、吸込み性能の低下を抑制しつつ、軸方向流速を制御できる。 Furthermore, according to the embodiment described above, the throttling mechanism 40 includes two throttling members 41, 42 that are arranged at equal angular intervals (e.g., 180°) in the circumferential direction of the suction pipe 35. With this configuration, the flow rate control device 4 can easily form not only protruding regions but also non-protruding regions in the circumferential direction. Because the suction performance of the inducer 34 and impeller 32 does not decrease downstream of the non-protruding regions, the flow rate control device 4 can control the axial flow rate while suppressing the decrease in suction performance.

さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、絞り機構40は、相互に対向するように配置される2つの絞り部材41,42を備える。この構成によれば、流速制御装置4は、横断面積を減少させるための突出量を抑制しつつ、非突出領域を広く形成できる。 Furthermore, according to the embodiment described above, the throttling mechanism 40 includes two throttling members 41, 42 arranged to face each other. With this configuration, the flow rate control device 4 can form a wide non-protruding region while suppressing the amount of protrusion required to reduce the cross-sectional area.

さらにまた、以上説明した実施の形態によれば、絞り部材41,42が吸込管35内へ突出しているとき、周方向において、隣り合う絞り部材41,42同士は、接触しない。この構成によれば、周方向において、隣り合う絞り部材41,42の間には、非突出領域が確実に形成される。 Furthermore, according to the embodiment described above, when the throttling members 41, 42 protrude into the suction pipe 35, the adjacent throttling members 41, 42 do not come into contact with each other in the circumferential direction. With this configuration, a non-protruding region is reliably formed between the adjacent throttling members 41, 42 in the circumferential direction.

●変形例●
次に、流速制御装置4の変形例が、先に説明した実施の形態(以下「第1実施形態」という。)と異なる点を中心に、以下に説明される。以下の変形例の説明において、説明の便宜上、第1実施形態と同じ部材、および、共通している機能を有する部材には、第1実施形態と同じ符号が付されている。以下の変形例において、図1~図9は、適宜参照される。
●Variations●
Next, modified examples of the flow rate control device 4 will be described below, focusing on the differences from the previously described embodiment (hereinafter referred to as the "first embodiment"). In the following description of the modified examples, for convenience of explanation, the same members as those in the first embodiment and members having common functions are given the same reference numerals as those in the first embodiment. In the following modified examples, reference will be made to Figures 1 to 9 as appropriate.

図11は、流速制御装置4の各変形例を示す模式断面図であり、(a)は第1変形例を示す模式断面図であり、(b)は第2変形例を示す模式断面図であり、(c)は第3変形例を示す模式断面図であり、(d)は第4変形例を示す模式断面図であり、(e)は第5変形例を示す模式断面図であり、(f)は第6変形例を示す模式断面図である。
同図は、絞り部材41~48が最大量突出している状態を示している。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing each modified example of the flow rate control device 4, where (a) is a schematic cross-sectional view showing a first modified example, (b) is a schematic cross-sectional view showing a second modified example, (c) is a schematic cross-sectional view showing a third modified example, (d) is a schematic cross-sectional view showing a fourth modified example, (e) is a schematic cross-sectional view showing a fifth modified example, and (f) is a schematic cross-sectional view showing a sixth modified example.
This figure shows the state in which the throttle members 41 to 48 protrude to the maximum extent.

●第1変形例
図11(a)に示されるとおり、第1変形例では、流速制御装置4が1つの絞り部材41を備えている点が、第1実施形態と異なる。第1変形例の絞り部材41の流量に対する突出量は、第1変形例の絞り部材41,42それぞれの流量に対する突出量よりも大きくなる。第1変形例において軸方向流速を制御可能な流量範囲は第1実施形態よりも小さくなり得るが、第1変形例に係る流速制御装置4は、その流量範囲内においては、適正に軸方向流を制御可能である。
11(a), the first modified example differs from the first embodiment in that the flow rate control device 4 includes one throttling member 41. The protrusion amount of the throttling member 41 in the first modified example relative to the flow rate is greater than the protrusion amounts of the throttling members 41 and 42 in the first modified example relative to the flow rate. The flow rate range in which the axial flow rate can be controlled in the first modified example may be smaller than in the first embodiment, but the flow rate control device 4 according to the first modified example can appropriately control the axial flow within that flow rate range.

なお、第1変形例において、流速制御装置4は、1つの絞り部材42を備えていてもよい。 In the first modified example, the flow rate control device 4 may include one throttle member 42.

●第2変形例
図11(b)に示されるとおり、第2変形例では、各絞り部材41,42が複数(第2変形例では3つ)の円形の貫通孔41b,41c,41d,42b,42c,42dを備えている点が第1実施形態と異なる。貫通孔41b~41dは絞り部材41を軸方向に貫通している孔であり、端部41aに沿って等間隔に並んで配置されている。貫通孔42b~42dは絞り部材42を軸方向に貫通している孔であり、端部42aに沿って等間隔に並んで配置されている。少なくとも絞り部材41,42が最大量突出する前に、貫通孔41b~42dの全てが吸込管35内に露出するように、貫通孔41b~42dは、絞り部材41,42に配置されている。
11B, the second modification is different from the first embodiment in that each of the throttle members 41, 42 has a plurality of (three in the second modification) circular through holes 41b, 41c, 41d, 42b, 42c, 42d. The through holes 41b to 41d are holes that penetrate the throttle member 41 in the axial direction and are arranged at equal intervals along the end 41a. The through holes 42b to 42d are holes that penetrate the throttle member 42 in the axial direction and are arranged at equal intervals along the end 42a. The through holes 41b to 42d are arranged in the throttle members 41, 42 so that all of the through holes 41b to 42d are exposed in the suction pipe 35 at least before the throttle members 41, 42 protrude to the maximum extent.

図12は、貫通孔41bに流入する取扱液の流れを説明する模式断面図である。 Figure 12 is a schematic cross-sectional view illustrating the flow of the handled fluid into the through-hole 41b.

貫通孔41bが吸込管35内に露出しているとき、軸方向流の一部は、貫通孔41b内に流入する。また、吸込管35の内周面側を流れる旋回流の一部も、貫通孔41b内に流入する。旋回流は旋回しながら軸方向に流れているため、旋回流は貫通孔41bの内面に衝突して、軸方向へ向きを変える。そして、向きを変えた旋回流は、軸方向流として、貫通孔41b内へ流入した軸方向流と共に下流側へ流れる。したがって、貫通孔41bを通過した旋回流は、軸方向流としてインデューサ翼34bの先端部に流入する。その結果、絞り位置Pの下流側において、軸方向流の均一化が図られて、インデューサ34の吸込み性能は第1実施形態よりも向上する。 When the through hole 41b is exposed in the suction pipe 35, a part of the axial flow flows into the through hole 41b. Also, a part of the swirling flow flowing on the inner peripheral surface side of the suction pipe 35 flows into the through hole 41b. Since the swirling flow flows in the axial direction while swirling, the swirling flow collides with the inner surface of the through hole 41b and changes direction to the axial direction. Then, the swirling flow that has changed direction flows downstream as an axial flow together with the axial flow that has flowed into the through hole 41b. Therefore, the swirling flow that has passed through the through hole 41b flows into the tip of the inducer vane 34b as an axial flow. As a result, the axial flow is made uniform downstream of the throttling position P, and the suction performance of the inducer 34 is improved compared to the first embodiment.

また、取扱液の逆流が生じた場合、貫通孔41bは、逆流している取扱液の旋回成分を同様に減衰させる。そして、貫通孔41bを通過した軸方向流に、逆流領域の一部が巻き込まれる。その結果、絞り部材41,42よりも上流側への逆流領域の増大が、さらに抑制される。 In addition, when the pumped fluid flows backward, the through-hole 41b also attenuates the swirling component of the pumped fluid that flows backward. Then, part of the backflow area is drawn into the axial flow that passes through the through-hole 41b. As a result, the increase in the backflow area upstream of the throttling members 41 and 42 is further suppressed.

なお、第2変形例において、他の貫通孔41c~42dは、貫通孔41bと同様に機能して、同様の効果を奏する。 In the second modified example, the other through holes 41c to 42d function in the same way as through hole 41b and provide the same effect.

また、第2変形例において、貫通孔41b~42dの形状、数、および大きさは、対応する流量に応じて、適宜設定される。 In addition, in the second modified example, the shape, number, and size of the through holes 41b to 42d are set appropriately according to the corresponding flow rate.

さらに、第2変形例において、絞り部材41,42のいずれか一方は、貫通孔41b~42dを備えていなくてもよい。 Furthermore, in the second modified example, either one of the aperture members 41, 42 may not have the through holes 41b to 42d.

●第3変形例
図11(c)に示されるとおり、第3変形例では、絞り部材41,42の大きさが、第1実施形態と異なる。具体的には、端部41a,42aの長さは、例えば、吸込管35の内径よりも小さく設定されている(図11(c)に示される一例では、約2/3の長さ)。そのため、絞り部材41,42が突出し始めてから端部41a,42aの全てが吸込管35内に露出するまでの間、軸方向視において、絞り部材41,42は、端部41a,42aが吸込管35の内面で形成される円の弦を画定するように、吸込管35内に突出する。一方、端部41a,42aの全てが吸込管35内に露出した後は、軸方向視において、絞り部材41,42と吸込管35との間には、四半円状の隙間S2が形成される。この構成では、流速制御装置4は、端部41a,42aの全てが吸込管35内に露出するまでの間、第1実施形態と同様に機能する。一方、端部41a,42aの全てが吸込管35内に露出した後、軸方向流は隙間S2も通過する。また、隙間S2は、第2実施形態における貫通孔41bと同様に機能している。すなわち、隙間S2の下流側に位置しているインデューサ翼34bの先端部には、隙間S2により軸方向流となった旋回流が流入する。その結果、絞り位置Pの下流側において、軸方向流の均一化が図られて、インデューサ34の吸込み性能は第1実施形態よりも僅かに向上する。
3rd Modification As shown in Fig. 11(c), in the third modification, the size of the throttle members 41, 42 is different from that of the first embodiment. Specifically, the length of the end portions 41a, 42a is set to be smaller than the inner diameter of the suction pipe 35, for example (about 2/3 of the length in the example shown in Fig. 11(c)). Therefore, from when the throttle members 41, 42 start to protrude until all of the end portions 41a, 42a are exposed in the suction pipe 35, the throttle members 41, 42 protrude into the suction pipe 35 in the axial direction so that the end portions 41a, 42a define a chord of a circle formed by the inner surface of the suction pipe 35. On the other hand, after all of the end portions 41a, 42a are exposed in the suction pipe 35, a quarter-circular gap S2 is formed between the throttle members 41, 42 and the suction pipe 35 in the axial direction. In this configuration, the flow velocity control device 4 functions in the same manner as in the first embodiment until all of the ends 41a, 42a are exposed in the suction pipe 35. On the other hand, after all of the ends 41a, 42a are exposed in the suction pipe 35, the axial flow also passes through the gap S2. The gap S2 also functions in the same manner as the through hole 41b in the second embodiment. That is, the swirling flow that has become an axial flow due to the gap S2 flows into the tip of the inducer vane 34b located downstream of the gap S2. As a result, the axial flow is made uniform downstream of the throttling position P, and the suction performance of the inducer 34 is slightly improved compared to the first embodiment.

●第4変形例
図11(d)に示されるとおり、第4変形例では、絞り部材41,42の突出量が、第1実施形態と異なる。具体的には、絞り部材41の突出量は、絞り部材42の突出量と異なり、絞り部材42の突出量よりも小さい。この構成では、流量の低下に応じて、最初に絞り部材41のみが突出し始める。このとき、流速制御装置4は、第1変形例に係る流速制御装置4と同様に機能する。次いで、絞り部材42が突出し始める。このとき、絞り部材41は第1実施形態よりも突出し、絞り部材42は第1実施形態よりも突出しない。そのため、軸方向視において、絞り部材41の下流側に位置しているインデューサ34およびインペラ32の一部の先端部(径方向の外方側の端部)には、第1実施形態よりも軸方向流が流入しない。一方、絞り部材42の下流側に位置しているインデューサ34およびインペラ32の一部の先端部(径方向の外方側の端部)には、第1実施形態よりも軸方向流が流入する。その結果、突出領域の下流側におけるインデューサ34およびインペラ32の吸込み性能の低下は、第1実施形態とほぼ同等に抑えられる。
● Fourth Modification As shown in FIG. 11(d), in the fourth modification, the protruding amount of the throttle members 41 and 42 is different from that of the first embodiment. Specifically, the protruding amount of the throttle member 41 is different from that of the throttle member 42 and is smaller than that of the throttle member 42. In this configuration, only the throttle member 41 starts to protrude first in response to a decrease in the flow rate. At this time, the flow rate control device 4 functions in the same manner as the flow rate control device 4 according to the first modification. Next, the throttle member 42 starts to protrude. At this time, the throttle member 41 protrudes more than in the first embodiment, and the throttle member 42 does not protrude more than in the first embodiment. Therefore, in the axial view, less axial flow flows into the tip portions (radially outer ends) of the inducer 34 and part of the impeller 32 located downstream of the throttle member 41 than in the first embodiment. On the other hand, more axial flow flows into the tip portions (radially outer ends) of the inducer 34 and part of the impeller 32 located downstream of the throttle member 42 than in the first embodiment. As a result, the decrease in the suction performance of the inducer 34 and the impeller 32 downstream of the protruding region is suppressed to approximately the same level as in the first embodiment.

また、この構成では、周方向において、絞り部材41,42の周方向における不連続性は、第1実施形態よりも増大する。そのため、逆流領域の増大の抑制効果は、第1実施形態よりも向上する。 In addition, in this configuration, the discontinuity in the circumferential direction of the throttle members 41, 42 is greater than in the first embodiment. Therefore, the effect of suppressing the increase in the backflow area is improved compared to the first embodiment.

●第5変形例
図11(e)に示されるとおり、第5変形例では、流速制御装置4が6つの絞り部材43~48を備える点が、第1実施形態と異なる。軸方向視において、絞り部材43~48は、等脚台形状の板状である。周方向において、絞り部材43~48は、60°間隔で均等に配置されている。絞り部材43~48それぞれの上底に対応する端部43a~48aは、径方向の内方側に向けられて、正六角形を描くように配置されている。この構成では、周方向において、絞り部材43~48は、吸込管35の内面側の略全周に亘り突出する。そのため、絞り部材43~48が突出したとき、インデューサ翼34bの先端部には、軸方向流が流れ込み難い。そこで、周方向において、絞り部材43~48は、吸込管35内へ突出しても相互に当接しないように構成されている。第5変形例では、軸方向視において、隣接する絞り部材43~48それぞれの間には、吸込管35の径方向に沿うスリット状の隙間S3が形成されている。軸方向流がこの隙間S3を通過することにより、インデューサ翼34bの先端部には、軸方向流の一部が流入する。また、隙間S3は、第2実施形態における貫通孔41bと同様に機能している。すなわち、流量が低下したとき、隙間S3の下流側に位置しているインデューサ翼34bの先端部には、隙間S3により軸方向流となった旋回流が流入する。その結果、絞り位置Pの下流側において、軸方向流の均一化が図られる。
5th Modification As shown in FIG. 11(e), the fifth modification is different from the first embodiment in that the flow rate control device 4 includes six throttle members 43-48. In the axial view, the throttle members 43-48 are plate-shaped with an isosceles trapezoid shape. In the circumferential direction, the throttle members 43-48 are evenly arranged at 60° intervals. The ends 43a-48a corresponding to the upper bases of the throttle members 43-48 are oriented radially inward and arranged to form a regular hexagon. In this configuration, the throttle members 43-48 protrude over substantially the entire circumference of the inner surface side of the suction pipe 35 in the circumferential direction. Therefore, when the throttle members 43-48 protrude, it is difficult for the axial flow to flow into the tip of the inducer vane 34b. Therefore, the throttle members 43-48 are configured not to abut against each other even when they protrude into the suction pipe 35 in the circumferential direction. In the fifth modified example, a slit-shaped gap S3 is formed between each of the adjacent throttle members 43 to 48 in the radial direction of the suction pipe 35 when viewed in the axial direction. When the axial flow passes through this gap S3, a part of the axial flow flows into the tip of the inducer vane 34b. The gap S3 functions in the same manner as the through hole 41b in the second embodiment. That is, when the flow rate decreases, a swirling flow that has become an axial flow due to the gap S3 flows into the tip of the inducer vane 34b located downstream of the gap S3. As a result, the axial flow is made uniform downstream of the throttle position P.

また、取扱液の逆流が生じた場合、絞り部材43~48は、流量に応じて、従来の環状部材と同様に逆流領域の増大を抑制できる。このとき、隙間S3は、逆流している取扱液の旋回成分を同様に減衰させる。そして、隙間S3を通過した軸方向流に、逆流領域の一部が巻き込まれる。その結果、絞り部材43~48よりも上流側への逆流領域の増大が、さらに抑制される。 In addition, when backflow of the handled fluid occurs, the throttling members 43-48 can suppress the increase in the backflow area in the same way as conventional annular members, depending on the flow rate. At this time, the gap S3 also attenuates the swirling component of the handled fluid that is flowing back. Then, part of the backflow area is drawn into the axial flow that passes through the gap S3. As a result, the increase in the backflow area upstream of the throttling members 43-48 is further suppressed.

なお、第5変形例において、絞り部材43~48の形状は、等脚台形状に限定されない。また、隙間S3は、径方向に沿って形成されていなくてもよく、曲線状に形成されていてもよい。 In the fifth modified example, the shape of the aperture members 43 to 48 is not limited to an isosceles trapezoid. Furthermore, the gap S3 does not have to be formed along the radial direction, and may be formed in a curved shape.

さらに、第5変形例において、隙間S3それぞれの大きさは、同じであってもよく、または、異なっていてもよい。 Furthermore, in the fifth variant, the size of each gap S3 may be the same or different.

さらにまた、第5変形例において、隙間S3の形状は、スリット状に限定されない。すなわち、例えば、周方向において、隙間S3の長さ(幅)は、絞り部材43~48と同等程度に設定されていてもよい。 Furthermore, in the fifth modified example, the shape of the gap S3 is not limited to a slit shape. That is, for example, the length (width) of the gap S3 in the circumferential direction may be set to be approximately the same as that of the aperture members 43 to 48.

●第6変形例
図11(f)に示されるとおり、第6変形例では、絞り部材43~48が切欠き43b~48bを備える点が第5変形例と異なる。絞り部材43~48の端部43a~48aそれぞれの中央部は、径方向の外方側に向けて切り欠かれて、スリット状の切欠き43b~48bを形成している。すなわち、絞り部材43~48それぞれは、切欠き43b~48bを備える。切欠き43b~48bは、第5変形例の隙間S3と同様に機能している。周方向において、絞り部材43~48は、隣接する絞り部材43~48との間に形成される隙間(不図示。以下同じ。)を閉じるように突出して、最終的に、隣接する絞り部材43~48と当接するように構成されている。そのため、軸方向流および旋回流 は、絞り部材43~48が最大量突出するまでの間、隙間および切欠き43b~48bを通過して、絞り部材43~48が最大量突出しているとき、切欠き43b~48bを通過する。そのため、絞り位置Pの下流側において、第5変形例よりも軸方向流の均一化が図られる。
Sixth Modification As shown in FIG. 11(f), the sixth modification is different from the fifth modification in that the diaphragm members 43-48 have notches 43b-48b. The center of each of the ends 43a-48a of the diaphragm members 43-48 is notched outward in the radial direction to form slit-shaped notches 43b-48b. That is, each of the diaphragm members 43-48 has notches 43b-48b. The notches 43b-48b function in the same way as the gap S3 in the fifth modification. In the circumferential direction, the diaphragm members 43-48 are configured to protrude so as to close the gap (not shown; the same applies below) formed between the adjacent diaphragm members 43-48, and ultimately come into contact with the adjacent diaphragm members 43-48. Therefore, the axial flow and the swirl flow pass through the gaps and the notches 43b to 48b until the throttle members 43 to 48 protrude to their maximum extent, and then pass through the notches 43b to 48b when the throttle members 43 to 48 protrude to their maximum extent. Therefore, the axial flow is more uniform downstream of the throttle position P than in the fifth modified example.

なお、第6変形例において、切欠き43b~48bの位置は、端部43a~48aの中央部に限定されない。 In addition, in the sixth modified example, the positions of the notches 43b to 48b are not limited to the centers of the ends 43a to 48a.

また、第6変形例において、絞り部材43~48それぞれが備える切欠き43b~48bの数は、「1」に限定されない。 In addition, in the sixth modified example, the number of notches 43b to 48b provided on each of the aperture members 43 to 48 is not limited to "1".

●第7変形例
図13は、流速制御装置4の第7変形例の模式配管図である。
Seventh Modification FIG. 13 is a schematic piping diagram of a seventh modification of the flow rate control device 4. As shown in FIG.

第7変形例では、ポンプシステムSは、吐出流路L2に取り付けられている流量計FLを備える。流量計FLは、吐出流路L2内を流れる取扱液の流量を計測して、計測された流量を示す吐出流量情報を生成して、制御装置60に送信する。流速制御装置4は、流量計FLから送信された(流量計FLにより計測された)吐出流量情報に基づいて、絞り部材41,42の突出量を変更する。吐出流量情報は、本発明における流量情報の一例である。この構成でも、流速制御装置4は、第1実施形態と同様に、流量に応じて軸方向流速を制御できる。 In the seventh modified example, the pump system S includes a flow meter FL attached to the discharge flow path L2. The flow meter FL measures the flow rate of the handled fluid flowing through the discharge flow path L2, generates discharge flow rate information indicating the measured flow rate, and transmits it to the control device 60. The flow velocity control device 4 changes the protrusion amount of the throttling members 41, 42 based on the discharge flow rate information transmitted from the flow meter FL (measured by the flow meter FL). The discharge flow rate information is an example of flow rate information in the present invention. Even with this configuration, the flow velocity control device 4 can control the axial flow velocity according to the flow rate, as in the first embodiment.

●その他の実施形態●
なお、本発明において、各変形例に示されるとおり、絞り部材41,42の構成(数、形状、配置など)は、本実施の形態に限定されない。
●Other embodiments●
In the present invention, as shown in each modified example, the configuration (number, shape, arrangement, etc.) of the diaphragm members 41, 42 is not limited to this embodiment.

また、本発明において、制御情報は、外部機器Oではない他の外部装置(例えば、施設の中央制御盤など)により生成されて、吐出弁V2および制御装置60に送信されていてもよい。 In addition, in the present invention, the control information may be generated by an external device other than the external device O (e.g., a central control panel of the facility) and transmitted to the discharge valve V2 and the control device 60.

さらに、本発明において、収容室35a,35bおよびスリット35c,35dの構成(数、形状、配置など)は、絞り部材41,42の構成に応じて、適宜変更されてもよい。すなわち、例えば、第1変形例では、遠心ポンプ1は、1つの収容室35aのみを備えていてもよい。また、第5変形例では、遠心ポンプ1は絞り部材43~48それぞれを収容する収容室(不図示)を備えていてもよく、あるいは、リング状の1つの収容室(不図示)を備えていてもよい。 Furthermore, in the present invention, the configuration (number, shape, arrangement, etc.) of the storage chambers 35a, 35b and the slits 35c, 35d may be appropriately changed according to the configuration of the throttling members 41, 42. That is, for example, in the first modified example, the centrifugal pump 1 may have only one storage chamber 35a. Also, in the fifth modified example, the centrifugal pump 1 may have storage chambers (not shown) that house each of the throttling members 43 to 48, or may have one ring-shaped storage chamber (not shown).

さらにまた、本発明において、絞り部材41,42の形状は、矩形に限定されない。すなわち、例えば、絞り部材41,42の形状は、半円状や三角形状などでもよい。 Furthermore, in the present invention, the shape of the aperture members 41, 42 is not limited to a rectangle. That is, for example, the shape of the aperture members 41, 42 may be a semicircle or a triangle.

さらにまた、本発明において、絞り部材41,42の配置は、周方向において等角度間隔で均等に配置されていなくてもよい。すなわち、例えば、周方向において、絞り部材41,42間の角度は、120°(240°)でもよい。 Furthermore, in the present invention, the arrangement of the throttling members 41, 42 does not have to be uniformly arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. That is, for example, the angle between the throttling members 41, 42 in the circumferential direction may be 120° (240°).

さらにまた、本発明において、絞り部材41の形状は、絞り部材42の形状と異なっていてもよい。すなわち、例えば、軸方向視において、端部41aの長さは、端部42aの長さよりも小さくてもよい。 Furthermore, in the present invention, the shape of the aperture member 41 may be different from the shape of the aperture member 42. That is, for example, when viewed in the axial direction, the length of the end 41a may be smaller than the length of the end 42a.

さらにまた、本発明において、端部41a,42aの形状は、直線状に限定されない。すなわち、例えば、軸方向視において、端部41a,42aの形状は、吸込管35の内面に沿う円弧状でもよい。 Furthermore, in the present invention, the shape of the ends 41a, 42a is not limited to a straight line. That is, for example, when viewed in the axial direction, the shape of the ends 41a, 42a may be an arc that follows the inner surface of the suction pipe 35.

さらにまた、本発明において、絞り部材41,42の突出の起点となる流量は、第1流量に限定されない。すなわち、例えば、絞り部材41,42は、最高効率点と第1流量との間の流量を起点として突出していてもよい。 Furthermore, in the present invention, the flow rate at which the throttling members 41, 42 start to protrude is not limited to the first flow rate. That is, for example, the throttling members 41, 42 may protrude from a flow rate between the maximum efficiency point and the first flow rate.

さらにまた、本発明において、絞り部材41,42が最大量突出する流量は、第2流量よりも大きい流量でもよい。 Furthermore, in the present invention, the flow rate at which the throttle members 41, 42 protrude by the maximum amount may be a flow rate greater than the second flow rate.

さらにまた、本発明において、流量に対する開口率の関係は、入口角度が最適角度に保たれる関係であればよく、図7に示される関係に限定されない。 Furthermore, in the present invention, the relationship of the opening ratio to the flow rate is not limited to the relationship shown in Figure 7, as long as the inlet angle is kept at the optimal angle.

さらにまた、第1実施形態および各変形例の構成は、相互に組み合わせられていてもよい。 Furthermore, the configurations of the first embodiment and each of the modified examples may be combined with each other.

●本発明の実施態様●
次に、以上説明した各実施形態から把握される本発明の実施態様について、各実施形態において記載された用語と符号とを援用しつつ、以下に記載する。
●Embodiments of the present invention●
Next, the embodiments of the present invention that can be understood from the above-described embodiments will be described below, using the terms and symbols described in the respective embodiments.

本発明の第1の実施態様は、インデューサ(例えば、インデューサ34)を備えた遠心ポンプ(例えば、遠心ポンプ1)の吸込管(例えば、吸込管35)内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置(例えば、流速制御装置4)であって、前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構(例えば、絞り機構40)を有してなり、前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材(例えば、絞り部材41,42)を備え、前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される、流速制御装置である。
この構成によれば、流量が減少しても入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれて、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲が小流量域側に広げられる。
A first embodiment of the present invention is a flow rate control device (e.g., flow rate control device 4) that controls the axial flow rate of handled liquid flowing in a suction pipe (e.g., suction pipe 35) of a centrifugal pump (e.g., centrifugal pump 1) equipped with an inducer (e.g., inducer 34), and includes a throttling mechanism (e.g., throttling mechanism 40) arranged upstream of the flow of the handled liquid from the inducer in the suction pipe, and the throttling mechanism includes at least one throttling member (e.g., throttling members 41, 42) that protrudes from the inner surface of the suction pipe into the suction pipe along the transverse direction of the suction pipe, thereby changing the axial flow rate of the handled liquid flowing into the inducer, upstream of the inducer, and the protrusion amount of the throttling member from the inner surface into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled liquid discharged from the centrifugal pump.
According to this configuration, the optimum inlet angle relative to the inlet angle is maintained even if the flow rate decreases, and the operating flow rate range of the centrifugal pump equipped with an inducer is expanded toward the small flow rate region.

本発明の第2の実施態様は、第1の実施態様において、前記突出量は、前記流量が小さくなるにつれて大きくなるように制御される、流速制御装置である。
この構成によれば、流量が小さくなるにつれて絞り位置の横断面積が小さくなり、絞り位置における軸方向流速が一定に保たれる。
A second embodiment of the present invention is a flow velocity control device according to the first embodiment, wherein the protrusion amount is controlled to increase as the flow rate decreases.
With this configuration, the cross-sectional area at the throttle location decreases as the flow rate decreases, and the axial flow velocity at the throttle location remains constant.

本発明の第3の実施態様は、第1または第2の実施態様において、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路(例えば、吐出流路L2)には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を計測する流量計測機器(例えば、流量計FL)が取り付けられ、前記流量情報は、前記流量計測機器により計測された前記流量を示す吐出流量情報である、流速制御装置である。
この構成によれば、流速制御装置は、吐出弁に対する流量制御に連動して軸方向流速を制御できる。
A third embodiment of the present invention is a flow rate control device according to the first or second embodiment, wherein a flow measuring device (e.g., a flow meter FL) that measures the flow rate of the handled liquid flowing through the discharge flow path (e.g., discharge flow path L2) through which the handled liquid discharged from the centrifugal pump flows is attached, and the flow rate information is discharge flow rate information that indicates the flow rate measured by the flow measuring device.
According to this configuration, the flow velocity control device can control the axial flow velocity in conjunction with the flow rate control for the discharge valve.

本発明の第4の実施態様は、第1または第2の実施態様において、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を調節する流量調節機器(例えば、吐出弁V2)が取り付けられ、前記流量情報は、前記流量調節機器の動作を制御する流量制御情報である、流速制御装置である。
この構成によれば、流速制御装置は、吸込み性能の低下を抑制しつつ、軸方向流速を制御できる。
A fourth embodiment of the present invention is a flow rate control device according to the first or second embodiment, in which a flow rate adjustment device (e.g., a discharge valve V2) is attached to a discharge flow path through which the handled liquid discharged from the centrifugal pump flows, and the flow rate information is flow rate control information that controls the operation of the flow rate adjustment device.
According to this configuration, the flow velocity control device can control the axial flow velocity while suppressing a decrease in suction performance.

本発明の第5の実施態様は、第1乃至第4のいずれか1の実施態様において、前記絞り機構は、前記吸込管の周方向に等角度間隔で配置される複数の前記絞り部材を備える、流速制御装置である。
この構成によれば、突出領域だけでなく非突出領域を容易に形成できる。
A fifth embodiment of the present invention is a flow rate control device in any one of the first to fourth embodiments, wherein the throttling mechanism has a plurality of the throttling members arranged at equal angular intervals around the suction pipe.
According to this configuration, not only the protruding regions but also the non-protruding regions can be easily formed.

本発明の第6の実施態様は、第5の実施態様において、前記絞り機構は、相互に対向するように配置される2つの前記絞り部材を備える、流速制御装置である。
この構成によれば、流速制御装置4は、横断面積を減少させるための突出量を抑制しつつ、非突出領域を広く形成できる。
A sixth embodiment of the present invention is the flow rate control device according to the fifth embodiment, wherein the throttle mechanism includes two of the throttle members arranged to face each other.
According to this configuration, the flow velocity control device 4 can form a wide non-protruding region while suppressing the amount of protrusion required to reduce the cross-sectional area.

本発明の第7の実施態様は、第5の実施態様において、複数の前記絞り部材それぞれが前記吸込管内へ突出しているとき、前記周方向において隣り合う前記絞り部材同士は、接触しない、流速制御装置である。
この構成によれば、周方向において、隣り合う絞り部材の間には、非突出領域が確実に形成される。
A seventh embodiment of the present invention is a flow rate control device in which, in the fifth embodiment, when each of the multiple throttling members protrudes into the suction pipe, adjacent throttling members in the circumferential direction do not come into contact with each other.
According to this configuration, a non-protruding region is reliably formed between adjacent throttle members in the circumferential direction.

本発明の第8の実施態様は、第7の実施態様において、前記周方向において、隣接する2つの前記絞り部材(例えば、絞り部材43~48)の間には、スリット状の隙間が形成される、流速制御装置である。
この構成によれば、絞り位置の下流側において、軸方向流の均一化が図られる。
An eighth embodiment of the present invention is a flow rate control device in which, in the seventh embodiment, a slit-shaped gap is formed between two adjacent throttling members (e.g., throttling members 43 to 48) in the circumferential direction.
According to this configuration, the axial flow is made uniform downstream of the throttling position.

本発明の第9の実施態様は、第1乃至第8のいずれか1の実施態様において、前記絞り部材は、前記吸込管内に突出する部分に配置され、前記吸込管の軸方向に沿う貫通孔(例えば、貫通孔41b~42d)、または、前記絞り部材の突出方向側の端部(例えば、端部43a~48a)に切り欠かれる切欠き(例えば、切欠き43b~48b)、を備える、流速制御装置である。
この構成によれば、絞り位置の下流側において、軸方向流の均一化が図られる。
A ninth embodiment of the present invention is a flow rate control device in any one of the first to eighth embodiments, wherein the throttling member is arranged in a portion protruding into the suction pipe and is provided with a through hole (e.g., through holes 41b to 42d) along the axial direction of the suction pipe, or a notch (e.g., notch 43b to 48b) cut into an end portion (e.g., end portion 43a to 48a) of the throttling member on the protruding direction side.
According to this configuration, the axial flow is made uniform downstream of the throttling position.

本発明の第10の実施態様は、回転軸(例えば、回転軸23)と、前記回転軸の一端部(例えば、前端部23a)に取り付けられるインペラと、前記インペラに吸い込まれる取扱液を導入する吸込管と、前記吸込管内に配置されるインデューサと、前記吸込管に取り付けられ、前記吸込管内を流れる前記取扱液の軸方向流速を制御する第1の実施態様に記載の流速制御装置と、を有してなる、遠心ポンプである。
この構成によれば、流量が減少しても入口角度に対する流入角度の最適角度が保たれて、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲が小流量域側に広げられる。
A tenth embodiment of the present invention is a centrifugal pump comprising a rotating shaft (e.g., rotating shaft 23), an impeller attached to one end (e.g., front end 23a) of the rotating shaft, a suction pipe for introducing handled liquid to be sucked into the impeller, an inducer disposed in the suction pipe, and a flow rate control device described in the first embodiment that is attached to the suction pipe and controls the axial flow rate of the handled liquid flowing through the suction pipe.
According to this configuration, the optimum inlet angle relative to the inlet angle is maintained even if the flow rate decreases, and the operating flow rate range of the centrifugal pump equipped with an inducer is expanded toward the small flow rate region.

1 遠心ポンプ
32 インペラ
34 インデューサ
35 吸込管
4 流速制御装置
40 絞り機構
41 絞り部材
42 絞り部材
43~48 絞り部材
43a~48a 端部
43b~48b 切欠き
L2 吐出流路
FL 流量計(流量計測機器)
V2 吐出バルブ(流量調節機器)
1 Centrifugal pump 32 Impeller 34 Inducer 35 Suction pipe 4 Flow rate control device 40 Throttle mechanism 41 Throttle member 42 Throttle members 43 to 48 Throttle members 43a to 48a Ends 43b to 48b Notch L2 Discharge flow path FL Flow meter (flow measuring device)
V2 Discharge valve (flow rate control device)

本発明の一実施態様における流速制御装置は、インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材を備え、前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御されて、前記吸込管の径方向において、前記絞り部材が最も外方側に位置しているとき、前記絞り部材は、前記吸込管内に突出せず、前記絞り部材が前記吸込管内に突出するとき、前記絞り機構のうち、前記絞り部材のみが前記吸込管内に突出する
In one embodiment of the present invention, a flow rate control device is a flow rate control device that controls the axial flow rate of handled liquid flowing through a suction pipe of a centrifugal pump equipped with an inducer, and includes a throttling mechanism arranged upstream of the inducer in the flow of the handled liquid in the suction pipe, and the throttling mechanism includes at least one throttling member that protrudes from the inner surface of the suction pipe into the suction pipe along the transverse direction of the suction pipe, thereby changing the axial flow rate of the handled liquid flowing into the inducer upstream of the inducer, and the amount of protrusion of the throttling member from the inner surface into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled liquid discharged from the centrifugal pump , and when the throttling member is located at the outermost position in the radial direction of the suction pipe, the throttling member does not protrude into the suction pipe, and when the throttling member protrudes into the suction pipe, only the throttling member of the throttling mechanism protrudes into the suction pipe .

本発明の一実施態様における流速制御装置は、インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる、前記吸込管の周方向に等角度間隔で配置される複数の絞り部材を備え、前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御されて、前記吸込管の径方向において、前記絞り部材が最も外方側に位置しているとき、前記絞り機構は、前記内面から前記吸込管内に突出せず、前記絞り部材が前記吸込管内に突出するとき、前記絞り機構のうち、前記絞り部材のみが前記内面から前記吸込管内に突出し、複数の前記絞り部材それぞれが前記吸込管内へ突出しているとき、前記周方向において隣り合う前記絞り部材同士は、接触しない
A flow rate control device in one embodiment of the present invention is a flow rate control device that controls the axial flow rate of a handled liquid flowing in a suction pipe of a centrifugal pump equipped with an inducer, and includes a throttling mechanism that is arranged upstream of the inducer in the flow of the handled liquid in the suction pipe, and the throttling mechanism includes a plurality of throttling members arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the suction pipe, which protrude from the inner surface side of the suction pipe into the suction pipe along a transverse direction of the suction pipe, thereby changing the axial flow rate of the handled liquid flowing into the inducer upstream of the inducer. The amount of protrusion of the throttling member from the inner surface into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to the flow rate of the handled fluid discharged from the centrifugal pump, and when the throttling member is located at the outermost side in the radial direction of the suction pipe, the throttling mechanism does not protrude from the inner surface into the suction pipe, and when the throttling member protrudes into the suction pipe, only the throttling member of the throttling mechanism protrudes from the inner surface into the suction pipe, and when each of the multiple throttling members protrudes into the suction pipe, adjacent throttling members in the circumferential direction do not come into contact with each other .

Claims (10)

インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、
前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、
前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材を備え、
前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される、
流速制御装置。
A flow rate control device for controlling the axial flow rate of a handled liquid flowing through a suction pipe of a centrifugal pump equipped with an inducer,
a throttle mechanism disposed in the suction pipe upstream of the inducer in a flow of the handled fluid,
the throttling mechanism includes at least one throttling member that protrudes from an inner surface side of the suction pipe into the suction pipe along a transverse direction of the suction pipe to change the axial flow velocity of the handled fluid flowing into the inducer upstream of the inducer,
A protrusion amount from the inner surface of the throttle member into the suction pipe is variably controlled based on flow rate information related to a flow rate of the pumped fluid discharged from the centrifugal pump.
Flow rate control device.
前記突出量は、前記流量が小さくなるにつれて大きくなるように制御される、
請求項1に記載の流速制御装置。
The protrusion amount is controlled to increase as the flow rate decreases.
The flow control device according to claim 1 .
前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を計測する流量計測機器が取り付けられ、
前記流量情報は、前記流量計測機器により計測された前記流量を示す吐出流量情報である、
請求項1に記載の流速制御装置。
A flow rate measuring device is attached to a discharge flow path through which the handled liquid discharged from the centrifugal pump flows, the flow rate measuring device measuring the flow rate of the handled liquid flowing through the discharge flow path,
The flow rate information is discharge flow rate information indicating the flow rate measured by the flow rate measuring device.
The flow control device according to claim 1 .
前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を調節する流量調節機器が取り付けられ、
前記流量情報は、前記流量調節機器の動作を制御する流量制御情報である、
請求項1に記載の流速制御装置。
A flow rate adjusting device is attached to a discharge flow path through which the handled fluid discharged from the centrifugal pump flows, the flow rate adjusting device adjusting the flow rate of the handled fluid flowing in the discharge flow path,
The flow rate information is flow rate control information for controlling the operation of the flow rate regulator.
The flow control device according to claim 1 .
前記絞り機構は、前記吸込管の周方向に等角度間隔で配置される複数の前記絞り部材を備える、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の流速制御装置。
The throttling mechanism includes a plurality of the throttling members arranged at equal angular intervals in the circumferential direction of the suction pipe.
The flow rate control device according to any one of claims 1 to 4.
前記絞り機構は、相互に対向するように配置される2つの前記絞り部材を備える、
請求項5に記載の流速制御装置。
The throttling mechanism includes two throttling members arranged to face each other.
The flow control device according to claim 5 .
複数の前記絞り部材それぞれが前記吸込管内へ突出しているとき、前記周方向において隣り合う前記絞り部材同士は、接触しない、
請求項5に記載の流速制御装置。
When each of the plurality of throttle members protrudes into the suction pipe, the throttle members adjacent to each other in the circumferential direction do not come into contact with each other.
The flow control device according to claim 5 .
前記周方向において、隣接する2つの前記絞り部材の間には、スリット状の隙間が形成される、
請求項7に記載の流速制御装置。
A slit-shaped gap is formed between two adjacent throttle members in the circumferential direction.
The flow control device according to claim 7.
前記絞り部材は、前記吸込管内に突出する部分に配置され、前記吸込管の軸方向に沿う貫通孔、または、前記絞り部材の突出方向側の端部に切り欠かれる切欠き、を備える、
請求項5に記載の流速制御装置。
The throttle member is disposed in a portion protruding into the suction pipe, and has a through hole along the axial direction of the suction pipe, or a notch cut into an end portion of the throttle member on the protruding direction side.
The flow control device according to claim 5 .
回転軸と、
前記回転軸の一端部に取り付けられるインペラと、
前記インペラに吸い込まれる取扱液を導入する吸込管と、
前記吸込管内に配置されるインデューサと、
前記吸込管に取り付けられ、前記吸込管内を流れる前記取扱液の軸方向流速を制御する請求項1に記載の流速制御装置と、
を有してなる、
遠心ポンプ。
A rotation axis;
an impeller attached to one end of the rotating shaft;
a suction pipe for introducing a handled liquid to be sucked into the impeller;
an inducer disposed within the suction pipe;
a flow rate control device according to claim 1, which is attached to the suction pipe and controls an axial flow rate of the handled fluid flowing through the suction pipe;
Is there,
Centrifugal pump.
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