JP3060079B2 - ディフューザポンプ及び地下排水ポンプ機場 - Google Patents
ディフューザポンプ及び地下排水ポンプ機場Info
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- JP3060079B2 JP3060079B2 JP4005160A JP516092A JP3060079B2 JP 3060079 B2 JP3060079 B2 JP 3060079B2 JP 4005160 A JP4005160 A JP 4005160A JP 516092 A JP516092 A JP 516092A JP 3060079 B2 JP3060079 B2 JP 3060079B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、片吸込遠心ポンプの羽
根車の外周にディフューザ羽根が配設されたディフュー
ザポンプに関する。特に、高い揚程で、かつ振動及び騒
音の低減が要求されるポンプ設備、例えば大深度地下に
設置される排水ポンプに好適なディフューザポンプに関
する。
根車の外周にディフューザ羽根が配設されたディフュー
ザポンプに関する。特に、高い揚程で、かつ振動及び騒
音の低減が要求されるポンプ設備、例えば大深度地下に
設置される排水ポンプに好適なディフューザポンプに関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、遠心ポンプのポンプ羽根車の出
口付近における流体の流れは、羽根車内流路における境
界層の発達や、羽根肉厚部の後流および羽根まわりの循
環流れ等の影響を受け、不均一な流速分布になることが
知られている。この不均一な流速分布は、羽根車の羽根
間隔を１ピッチとするものである。このような非定常な
流れが、ディフューザポンプの場合は羽根車の外側に設
置されたディフューザ羽根の入口と干渉し、渦巻ポンプ
の場合はケーシング舌部と干渉し、いずれもポンプの回
転数Ｎ（１／ｓｅｃ)と羽根車の羽根枚数Ｚｉの積ｆ＝
Ｎ×Ｚｉ（１／ｓｅｃ)を基本周波数とする圧力脈動を
生じる。この圧力脈動がポンプの吐出管路および吸込管
路を伝わり、ポンプシステムの騒音および振動発生の原
因となることが知られている。
口付近における流体の流れは、羽根車内流路における境
界層の発達や、羽根肉厚部の後流および羽根まわりの循
環流れ等の影響を受け、不均一な流速分布になることが
知られている。この不均一な流速分布は、羽根車の羽根
間隔を１ピッチとするものである。このような非定常な
流れが、ディフューザポンプの場合は羽根車の外側に設
置されたディフューザ羽根の入口と干渉し、渦巻ポンプ
の場合はケーシング舌部と干渉し、いずれもポンプの回
転数Ｎ（１／ｓｅｃ)と羽根車の羽根枚数Ｚｉの積ｆ＝
Ｎ×Ｚｉ（１／ｓｅｃ)を基本周波数とする圧力脈動を
生じる。この圧力脈動がポンプの吐出管路および吸込管
路を伝わり、ポンプシステムの騒音および振動発生の原
因となることが知られている。
【０００３】上記のような羽根車出口の非定常な流れ
は、流れが羽根出口から離れるにしたがって、変動幅が
減衰するので、羽根車羽根出口とディフューザ入口ある
いはケーシング舌部との隙間を大きくすることにより、
圧力脈動を低減できる。しかし、それらの間隙を大きく
すると、ポンプ効率の低下を招くことから好ましくな
い。
は、流れが羽根出口から離れるにしたがって、変動幅が
減衰するので、羽根車羽根出口とディフューザ入口ある
いはケーシング舌部との隙間を大きくすることにより、
圧力脈動を低減できる。しかし、それらの間隙を大きく
すると、ポンプ効率の低下を招くことから好ましくな
い。
【０００４】また、他の圧力脈動低減方法として、特開
昭５３−３３４０４号公報に記載されているように、渦
巻ポンプにおいて、羽根車の前後シュラウド間に先端が
羽根車流出口まで伸びた隔壁を設け、互いに独立した水
の流路を前後に形成し、各流路に配設される羽根の位置
を、一方の通路の流出口の羽根間に他方の通路の羽根が
位置する様にずらす方法が知られている。この方法の場
合は、２つの流路の羽根位置を、半ピッチ（隣接する羽
根の出口における間隔の１/２）だけずらすと、圧力脈
動の位相が両通路で１/２波長ずれることになるから、
２つの流路の出口圧力のアンバランスが相殺されて圧力
脈動が小さくなる。
昭５３−３３４０４号公報に記載されているように、渦
巻ポンプにおいて、羽根車の前後シュラウド間に先端が
羽根車流出口まで伸びた隔壁を設け、互いに独立した水
の流路を前後に形成し、各流路に配設される羽根の位置
を、一方の通路の流出口の羽根間に他方の通路の羽根が
位置する様にずらす方法が知られている。この方法の場
合は、２つの流路の羽根位置を、半ピッチ（隣接する羽
根の出口における間隔の１/２）だけずらすと、圧力脈
動の位相が両通路で１/２波長ずれることになるから、
２つの流路の出口圧力のアンバランスが相殺されて圧力
脈動が小さくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような羽根車の
流路を隔壁により２分割し、互いに羽根の位置をずらす
ことにより圧力脈動を低減する方法は、両吸込形の遠心
ポンプに適用することが容易であることから、広く採用
されており、文献（藤波、他：ポンプ機場の低騒音化、
日立評論、Ｖol６１Ｎo.７（１９７９−７））に示すよ
うに、大幅な圧力脈動低減効果が得られている。つま
り、両吸込羽根車の場合は、図６（ａ）の羽根車断面図
に示すように、羽根車３０のハブ３１の外径を円板状に
羽根車の出口まで延長すれば、前後シュラウド３３Ａ，
３３Ｂにより形成される流路を２分する隔壁３２を容易
に形成できる。しかも、この隔壁３２は羽根車の流路入
口付近の形状に影響を与えることがないため、適用が容
易で、圧力脈動低減の有効な手段として実施されてい
る。なお、羽根車の２つの流路に設けられる羽根３４
Ａ，３４Ｂは、図６（ｂ）に示すように、回転角方向に
互いに位置をずらして配置されている。
流路を隔壁により２分割し、互いに羽根の位置をずらす
ことにより圧力脈動を低減する方法は、両吸込形の遠心
ポンプに適用することが容易であることから、広く採用
されており、文献（藤波、他：ポンプ機場の低騒音化、
日立評論、Ｖol６１Ｎo.７（１９７９−７））に示すよ
うに、大幅な圧力脈動低減効果が得られている。つま
り、両吸込羽根車の場合は、図６（ａ）の羽根車断面図
に示すように、羽根車３０のハブ３１の外径を円板状に
羽根車の出口まで延長すれば、前後シュラウド３３Ａ，
３３Ｂにより形成される流路を２分する隔壁３２を容易
に形成できる。しかも、この隔壁３２は羽根車の流路入
口付近の形状に影響を与えることがないため、適用が容
易で、圧力脈動低減の有効な手段として実施されてい
る。なお、羽根車の２つの流路に設けられる羽根３４
Ａ，３４Ｂは、図６（ｂ）に示すように、回転角方向に
互いに位置をずらして配置されている。
【０００６】しかし、前記特開昭５３−３３４０４号公
報に記載されている片吸込羽根車の場合は、図７（ａ）
の断面図に示すように、羽根車４０の流路が片側だけで
あることから、前後シュラウド４１Ａ，４１Ｂにより形
成される流路を２分する隔壁４２を、羽根車の流線に沿
った曲面状に形成し、図７（ｂ）に示すように、その両
側に位置をずらして羽根４３Ａ、４３Ｂを形成する必要
がある。そのため、羽根車４０の形状、構造が複雑とな
り、鋳造が難かしく、高価になるという問題がある。
報に記載されている片吸込羽根車の場合は、図７（ａ）
の断面図に示すように、羽根車４０の流路が片側だけで
あることから、前後シュラウド４１Ａ，４１Ｂにより形
成される流路を２分する隔壁４２を、羽根車の流線に沿
った曲面状に形成し、図７（ｂ）に示すように、その両
側に位置をずらして羽根４３Ａ、４３Ｂを形成する必要
がある。そのため、羽根車４０の形状、構造が複雑とな
り、鋳造が難かしく、高価になるという問題がある。
【０００７】また、片吸込羽根車の場合は隔壁４２によ
り羽根車の流路入口の有効な流路面積が減少するため、
キャビテーション性能が悪化するという問題がある。
り羽根車の流路入口の有効な流路面積が減少するため、
キャビテーション性能が悪化するという問題がある。
【０００８】また、ポンプを設計流量より小流量側で運
転する場合、隔壁４２により羽根車内の遠心流れおよび
逆流の発生が抑制されるため、失速に基づく不安定な揚
程曲線の特性になり易いという問題がある。
転する場合、隔壁４２により羽根車内の遠心流れおよび
逆流の発生が抑制されるため、失速に基づく不安定な揚
程曲線の特性になり易いという問題がある。
【０００９】一方、大深度地下に設けられる排水ポンプ
は、高揚程が要求されるのでディフューザポンプが好適
であることから、ディフューザポンプの圧力脈動を低減
して、騒音や振動が少なく、かつ特性悪化を伴わない排
水ポンプの実現が要望されている。
は、高揚程が要求されるのでディフューザポンプが好適
であることから、ディフューザポンプの圧力脈動を低減
して、騒音や振動が少なく、かつ特性悪化を伴わない排
水ポンプの実現が要望されている。
【００１０】本発明の第１の目的は、圧力脈動を低減で
き、かつ製作が簡単で、特性悪化が少ない片吸込遠心型
のディフューザポンプを提供することにある。
き、かつ製作が簡単で、特性悪化が少ない片吸込遠心型
のディフューザポンプを提供することにある。
【００１１】また、本発明の第２の目的は、騒音や振動
の少ない高揚程の排水ポンプを備えた地下排水ポンプ機
場を提供することにある。
の少ない高揚程の排水ポンプを備えた地下排水ポンプ機
場を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明のディフューザポンプは、ディフューザ
の流路を隔壁により軸方向に２分割し、該２分割された
各流路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転角方
向の位置を２つの流路相互間でずらしたことを特徴とす
る。
るため、本発明のディフューザポンプは、ディフューザ
の流路を隔壁により軸方向に２分割し、該２分割された
各流路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転角方
向の位置を２つの流路相互間でずらしたことを特徴とす
る。
【００１３】この場合、ディフューザ羽根の２つの流路
相互間の位置ずれが、ディフューザ羽根の回転角ピッチ
の１／２にすることが好ましい。
相互間の位置ずれが、ディフューザ羽根の回転角ピッチ
の１／２にすることが好ましい。
【００１４】また、ディフューザの隔壁を、入口側の肉
厚が薄く、入口側から中間又は出口に向かうにつれて肉
厚が徐々に増大するテーパ状に形成し、かつこれに合わ
せて前記ディフューザの流路の軸方向幅を、入口側から
中間又は出口に向かうにつれて徐々に拡大するテーパ状
に形成することが好ましい。
厚が薄く、入口側から中間又は出口に向かうにつれて肉
厚が徐々に増大するテーパ状に形成し、かつこれに合わ
せて前記ディフューザの流路の軸方向幅を、入口側から
中間又は出口に向かうにつれて徐々に拡大するテーパ状
に形成することが好ましい。
【００１５】また、本発明の第２の目的を達成するた
め、地下に埋設された流入主管路を通して雨水等が流入
されるポンプ井の流入水を放流先の河川等に排水する排
水ポンプを備えてなる地下排水ポンプ機場において、前
記排水ポンプとして、上記本発明に係るディフューザポ
ンプを用いたことを特徴とする。
め、地下に埋設された流入主管路を通して雨水等が流入
されるポンプ井の流入水を放流先の河川等に排水する排
水ポンプを備えてなる地下排水ポンプ機場において、前
記排水ポンプとして、上記本発明に係るディフューザポ
ンプを用いたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】このように構成することにより、本発明によれ
ば次の作用により上記目的が達成される。
ば次の作用により上記目的が達成される。
【００１７】まず、本発明の片吸込遠心型のディフュー
ザポンプの場合の圧力脈動は、前述したように、羽根車
の出口流れとディフューザ羽根入口との干渉により生
じ、羽根車の１ピッチの回転に要する時間を基本周期と
する圧力脈動を生ずる。また、その圧力脈動は各ディフ
ューザ羽根の入口で発生し、これらがボリュート出口へ
伝わり、それらの合成された圧力脈動波が吐出し配管に
伝わることになる。また、一部は羽根車内を通って吸込
配管に伝わる。
ザポンプの場合の圧力脈動は、前述したように、羽根車
の出口流れとディフューザ羽根入口との干渉により生
じ、羽根車の１ピッチの回転に要する時間を基本周期と
する圧力脈動を生ずる。また、その圧力脈動は各ディフ
ューザ羽根の入口で発生し、これらがボリュート出口へ
伝わり、それらの合成された圧力脈動波が吐出し配管に
伝わることになる。また、一部は羽根車内を通って吸込
配管に伝わる。
【００１８】ところで、本発明のディフューザポンプ
は、ディフューザの流路を隔壁により軸方向に２分割し
ていることから、羽根車から流出される流れがディフュ
ーザの２つの流路に分散して流れる。そして、２分割さ
れた各流路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転
角方向の位置を２つの流路相互間でずらしていることか
ら、一の羽根車流路から流出する流体は、前記ずれ量に
応じた回転角の位相がずれた関係で、２つのディフュー
ザ流路に流入し、かつ流出することになる。したがっ
て、２つのディフューザ流路の入り口部で発生した圧力
脈動は、その位相ずれに応じて出口部で相殺され、ディ
フューザ流路出口部における圧力脈動が低減される。
は、ディフューザの流路を隔壁により軸方向に２分割し
ていることから、羽根車から流出される流れがディフュ
ーザの２つの流路に分散して流れる。そして、２分割さ
れた各流路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転
角方向の位置を２つの流路相互間でずらしていることか
ら、一の羽根車流路から流出する流体は、前記ずれ量に
応じた回転角の位相がずれた関係で、２つのディフュー
ザ流路に流入し、かつ流出することになる。したがっ
て、２つのディフューザ流路の入り口部で発生した圧力
脈動は、その位相ずれに応じて出口部で相殺され、ディ
フューザ流路出口部における圧力脈動が低減される。
【００１９】特に、各ディフューザ流路の羽根の入口端
を、ほぼ羽根車の羽根ピッチの半分の角度だけずらせた
場合は、各ディフューザ流路で交互に発生する圧力脈動
の位相が、互いに１/２波長ずれるので、両流路の圧力
脈動が相殺しあって圧力脈動を大幅に減少することにな
る。
を、ほぼ羽根車の羽根ピッチの半分の角度だけずらせた
場合は、各ディフューザ流路で交互に発生する圧力脈動
の位相が、互いに１/２波長ずれるので、両流路の圧力
脈動が相殺しあって圧力脈動を大幅に減少することにな
る。
【００２０】また、ディフューザの隔壁の肉厚を、入口
から中間又は出口に向かって厚くなるテーパ状に形成し
たものによれば、流入流れに対する衝突損失を低減で
き、かつ必要な強度を確保できる。また、これに合わせ
てディフューザの流路幅を、入口側から中間又は出口に
向かうにつれて徐々に拡大するテーパ状に形成している
ことから、ディフューザ流路断面積の減少を防ぐことが
できる。
から中間又は出口に向かって厚くなるテーパ状に形成し
たものによれば、流入流れに対する衝突損失を低減で
き、かつ必要な強度を確保できる。また、これに合わせ
てディフューザの流路幅を、入口側から中間又は出口に
向かうにつれて徐々に拡大するテーパ状に形成している
ことから、ディフューザ流路断面積の減少を防ぐことが
できる。
【００２１】また、地下排水ポンプ機場の排水ポンプと
して、本発明に係るディフューザポンプを用いたものに
よれば、良好な特性を保持しつつ、高揚程、振動や騒音
の低減、かつ特性悪化のを実現することができる。
して、本発明に係るディフューザポンプを用いたものに
よれば、良好な特性を保持しつつ、高揚程、振動や騒音
の低減、かつ特性悪化のを実現することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図５を用い
て説明する。
て説明する。
【００２３】図１〜図３に本発明の一実施例の片吸込み
遠心型のディフューザポンプを示す。図１は、ポンプ回
転軸に直角な方向の断面図、図２は図１におけるII−II
から見た断面図、図３は図1のIII−IIIから見た断面図
である。それらの図に示すように、片吸込遠心型の羽根
車１の外側にディフューザ３が設けられ、さらにその外
側にボリュートケーシング１０が設けられている。この
ボリュートケーシング１０にはポンプ吐出口１１が一体
に形成されている。また、このボリュートケーシング１
０に接続して、ポンプ吸込口１５を有する吸込ケーシン
グ１６が設けられ、これらによりディフューザポンプの
流水部が構成されている。
遠心型のディフューザポンプを示す。図１は、ポンプ回
転軸に直角な方向の断面図、図２は図１におけるII−II
から見た断面図、図３は図1のIII−IIIから見た断面図
である。それらの図に示すように、片吸込遠心型の羽根
車１の外側にディフューザ３が設けられ、さらにその外
側にボリュートケーシング１０が設けられている。この
ボリュートケーシング１０にはポンプ吐出口１１が一体
に形成されている。また、このボリュートケーシング１
０に接続して、ポンプ吸込口１５を有する吸込ケーシン
グ１６が設けられ、これらによりディフューザポンプの
流水部が構成されている。
【００２４】ディフューザ３の側壁４Ａ，４Ｂの中間に
隔壁５が設けられている。そして、隔壁５によりディフ
ューザ３内の流路は、軸方向に独立した２つの流路６
Ａ，６Ｂに分割されている。この２つの流路６Ａ，６Ｂ
にそれぞれディフューザ羽根７Ａ，７Ｂが配設されてい
る。これらの羽根７Ａ，７Ｂは互いに回転角方向の位置
をずらして配置されている。本実施例では、一方の流路
のディフューザ羽根の入口端の中間に、他方の流路のデ
ィフューザ羽根の入口端が位置するように位置をずらし
てある。図１の例では、羽根７Ｂの入口端７Ｂ’は羽根
７Ａの入口７Ａ’に対し、羽根車の回転方向に角度ζ°
だけずらしている。
隔壁５が設けられている。そして、隔壁５によりディフ
ューザ３内の流路は、軸方向に独立した２つの流路６
Ａ，６Ｂに分割されている。この２つの流路６Ａ，６Ｂ
にそれぞれディフューザ羽根７Ａ，７Ｂが配設されてい
る。これらの羽根７Ａ，７Ｂは互いに回転角方向の位置
をずらして配置されている。本実施例では、一方の流路
のディフューザ羽根の入口端の中間に、他方の流路のデ
ィフューザ羽根の入口端が位置するように位置をずらし
てある。図１の例では、羽根７Ｂの入口端７Ｂ’は羽根
７Ａの入口７Ａ’に対し、羽根車の回転方向に角度ζ°
だけずらしている。
【００２５】このように構成される本実施例の動作につ
いて次に説明する。
いて次に説明する。
【００２６】ポンプ吸込口１５から流入した流れは、羽
根車１の回転により昇圧され、ディフューザ３へ吐出さ
れる。ここで流れは減速し、静圧回復した流れはさらに
ボリュートケーシング１０を通り、ポンプ吐出口１１か
ら吐出される。
根車１の回転により昇圧され、ディフューザ３へ吐出さ
れる。ここで流れは減速し、静圧回復した流れはさらに
ボリュートケーシング１０を通り、ポンプ吐出口１１か
ら吐出される。
【００２７】羽根車１の出口部の流れは、前述したよう
に、羽根の厚み、羽根車１内の羽根面に沿う流れの境界
層の発達等の影響を受けて、羽根車１の羽根間隔を１ピ
ッチとする不均一な流速分布になっている。そして、こ
の不均一な流れがディフューザ羽根７Ａ，７Ｂの入口を
通過する際に、この１ピッチの回転に要する時間を基本
周期とする圧力脈動が生ずる。発生した圧力脈動はボリ
ュート出口に伝達され、それらの合成された圧力脈動波
が吐出配管に伝わることになる。また、一部は羽根車内
を通って吸込配管へ伝わることになる。
に、羽根の厚み、羽根車１内の羽根面に沿う流れの境界
層の発達等の影響を受けて、羽根車１の羽根間隔を１ピ
ッチとする不均一な流速分布になっている。そして、こ
の不均一な流れがディフューザ羽根７Ａ，７Ｂの入口を
通過する際に、この１ピッチの回転に要する時間を基本
周期とする圧力脈動が生ずる。発生した圧力脈動はボリ
ュート出口に伝達され、それらの合成された圧力脈動波
が吐出配管に伝わることになる。また、一部は羽根車内
を通って吸込配管へ伝わることになる。
【００２８】しかし、本実施例によれば、ディフューザ
流路を隔壁５により独立した流路６Ａ，６Ｂに分割し、
かつそれらの流路のディフューザ羽根入口端７Ａ’，７
Ｂ’の位置を、羽根車の回転方向に対し、互いにずれた
位置にしている。したがって、羽根車流路から流出する
流体は、そのずれ量に応じた回転角の位相角度ζ°がず
れた関係で、２つのディフューザ流路６Ａ，６Ｂに流入
して、流出することになる。したがって、２つのディフ
ューザ流路６Ａ，６Ｂの入り口部で発生した圧力脈動
は、その位相ずれに応じて出口部で相殺され、ディフュ
ーザ流路出口部における圧力脈動が低減される。
流路を隔壁５により独立した流路６Ａ，６Ｂに分割し、
かつそれらの流路のディフューザ羽根入口端７Ａ’，７
Ｂ’の位置を、羽根車の回転方向に対し、互いにずれた
位置にしている。したがって、羽根車流路から流出する
流体は、そのずれ量に応じた回転角の位相角度ζ°がず
れた関係で、２つのディフューザ流路６Ａ，６Ｂに流入
して、流出することになる。したがって、２つのディフ
ューザ流路６Ａ，６Ｂの入り口部で発生した圧力脈動
は、その位相ずれに応じて出口部で相殺され、ディフュ
ーザ流路出口部における圧力脈動が低減される。
【００２９】特に、各ディフューザ流路６Ａ，６Ｂの羽
根の入口端７Ａ’，７Ｂ’を、ほぼ羽根車の羽根ピッチ
の半分の角度だけずらせた場合は、各ディフューザ流路
６Ａ，６Ｂで交互に発生する圧力脈動の位相が、互いに
１/２波長ずれるので、両流路の圧力脈動が相殺しあっ
て圧力脈動を大幅に減少することになる。即ち、羽根車
の羽根枚数をＺｉ、ディフューザの羽根枚数をＺｄと
し、前記角度ζ°について、下記の関係に設定した場
合、 ζ°＝１／２×３６０°／Ｚｉ あるいは ３６０°／Ｚｄ−ζ°＝１／２×３６０°／Ｚｉ 両流路６Ａ，６Ｂから交互に発生する脈動は、互いに位
相が１／２波長ずれるため、両流路を伝わる圧力脈動が
干渉し、圧力脈動は著るしく減少する。
根の入口端７Ａ’，７Ｂ’を、ほぼ羽根車の羽根ピッチ
の半分の角度だけずらせた場合は、各ディフューザ流路
６Ａ，６Ｂで交互に発生する圧力脈動の位相が、互いに
１/２波長ずれるので、両流路の圧力脈動が相殺しあっ
て圧力脈動を大幅に減少することになる。即ち、羽根車
の羽根枚数をＺｉ、ディフューザの羽根枚数をＺｄと
し、前記角度ζ°について、下記の関係に設定した場
合、 ζ°＝１／２×３６０°／Ｚｉ あるいは ３６０°／Ｚｄ−ζ°＝１／２×３６０°／Ｚｉ 両流路６Ａ，６Ｂから交互に発生する脈動は、互いに位
相が１／２波長ずれるため、両流路を伝わる圧力脈動が
干渉し、圧力脈動は著るしく減少する。
【００３０】なお、両流路６Ａ，６Ｂの羽根入口端７
Ａ’，７Ｂ’の位置をずらせたことにより、これらの位
置とポンプ吐出口までの距離が異なってくる。しかし、
この距離の違いは、一般に圧力脈動の波長にくらべ著る
しく小さいので、前記位相のずれに与える影響は無視で
きる。したがって、一般に上記式を満足するζ°だけず
らせればよい。
Ａ’，７Ｂ’の位置をずらせたことにより、これらの位
置とポンプ吐出口までの距離が異なってくる。しかし、
この距離の違いは、一般に圧力脈動の波長にくらべ著る
しく小さいので、前記位相のずれに与える影響は無視で
きる。したがって、一般に上記式を満足するζ°だけず
らせればよい。
【００３１】上述したように、本実施例は、ディフュー
ザ部の形状の工夫により脈動低減を図ったのである。そ
して、隔壁５は円板状となり、ディフューザの羽根も通
常２次元形状になる。これに対し、羽根車内の流路を隔
壁により仕切り、この隔壁の両側の羽根をずらして圧力
脈動を減少させる従来技術によれば、片吸込遠心型羽根
車の場合の隔壁は流線に沿った曲面形状となり、かつ羽
根車の羽根は通常３次元曲面に形成することが多い。し
たがって、従来技術にくらべ本実施例によればポンプの
製作が容易で、安価に製作できる。
ザ部の形状の工夫により脈動低減を図ったのである。そ
して、隔壁５は円板状となり、ディフューザの羽根も通
常２次元形状になる。これに対し、羽根車内の流路を隔
壁により仕切り、この隔壁の両側の羽根をずらして圧力
脈動を減少させる従来技術によれば、片吸込遠心型羽根
車の場合の隔壁は流線に沿った曲面形状となり、かつ羽
根車の羽根は通常３次元曲面に形成することが多い。し
たがって、従来技術にくらべ本実施例によればポンプの
製作が容易で、安価に製作できる。
【００３２】また、本実施例によれば、羽根車入口部に
隔壁を設けていないので、キャビテーション性態の悪化
を生じない。
隔壁を設けていないので、キャビテーション性態の悪化
を生じない。
【００３３】また、羽根車内の中央流線に沿った隔壁が
ないため、ポンプを小流量で運転するとき、羽根車内の
遠心流れおよび逆流の発生が抑制されず、ポンプ揚程曲
線の不安定化等の特性悪化を生ずることがない。
ないため、ポンプを小流量で運転するとき、羽根車内の
遠心流れおよび逆流の発生が抑制されず、ポンプ揚程曲
線の不安定化等の特性悪化を生ずることがない。
【００３４】図４に、本発明の他の実施例の要部拡大図
を示す。図示のように、ディフューザの隔壁５は、入口
側（内径側）の肉厚ｔ1を小さくし、入口より中間部に
かけて肉厚がｔ1からｔ2まで徐々に増大するテーパ状と
している。またディフューザの側壁４Ａ，４Ｂは、入口
における側壁間の幅をＷ1としたとき、入口より中間部
にかけて側壁間の幅をＷ1よりＷ2まで徐々に増大するテ
ーパ状に形成している。
を示す。図示のように、ディフューザの隔壁５は、入口
側（内径側）の肉厚ｔ1を小さくし、入口より中間部に
かけて肉厚がｔ1からｔ2まで徐々に増大するテーパ状と
している。またディフューザの側壁４Ａ，４Ｂは、入口
における側壁間の幅をＷ1としたとき、入口より中間部
にかけて側壁間の幅をＷ1よりＷ2まで徐々に増大するテ
ーパ状に形成している。
【００３５】すなわち、隔壁５は、流れに対し衝突損失
をもたらすので、隔壁５の入口端は極力薄肉とすること
が望ましい。一方、強度の面からは隔壁の断面積をある
値以下に小さくできなくなる。したがって、前記隔壁の
肉厚は、入口で薄く、中間又は出口にかけて肉厚が増大
するテーパ状に形成することにより、ディフューザ入口
での衝突損失を小さくし、かつ強度の確保をはかること
ができる。また、これに伴い、ディフューザの両側壁４
Ａ，４Ｂ間の幅もテーパ状にして、入口よりも中間又は
出口にかけて広げることにより、ディフューザ流路の断
面積の減少を防ぐことができる。
をもたらすので、隔壁５の入口端は極力薄肉とすること
が望ましい。一方、強度の面からは隔壁の断面積をある
値以下に小さくできなくなる。したがって、前記隔壁の
肉厚は、入口で薄く、中間又は出口にかけて肉厚が増大
するテーパ状に形成することにより、ディフューザ入口
での衝突損失を小さくし、かつ強度の確保をはかること
ができる。また、これに伴い、ディフューザの両側壁４
Ａ，４Ｂ間の幅もテーパ状にして、入口よりも中間又は
出口にかけて広げることにより、ディフューザ流路の断
面積の減少を防ぐことができる。
【００３６】図５に上記実施例のディフューザポンプ
を、大深度地下の排水ポンプ機場に用いた実施例を示
す。同図は、大深度地下の排水ポンプ機場の概念構成を
縦断面で示したものである。排水対象区域に配設された
流入主管路４１により集められた雨水などの流入水はポ
ンプ井４２に流入される、ポンプ井４２内の流入水は排
水ポンプ群４３によって汲み揚げられ、集合吐出管路４
４と排水路４５を介して放流先の河川４６に排出される
ようになっている。排水ポンプ群４３は設置レベルを異
ならせて２階層状に配置された複数の排水ポンプＰＬ１
〜ｎ（ｎは自然数）とＰＨ１〜ｎから構成されている。
ここで、排水ポンプＰＨには低揚程・大容量のポンプが
適用され、排水ポンプＰＬには高揚程・小容量のポンプ
が適用されている。これらの排水ポンプＰＨ，ＰＬは階
層別にそれぞれ円形状に設置されている。各排水ポンプ
ＰＨ，ＰＬの吸込管路は環状の集合吸込管路４７，４８
を介してそれぞれポンプ井４２に連通されている。特
に、ポンプ井４２の水位が低いときはそれほど速やかに
排水する必要はないから、低い階層の排水ポンプＰＬは
高揚程ではあるが、小容量でよい。
を、大深度地下の排水ポンプ機場に用いた実施例を示
す。同図は、大深度地下の排水ポンプ機場の概念構成を
縦断面で示したものである。排水対象区域に配設された
流入主管路４１により集められた雨水などの流入水はポ
ンプ井４２に流入される、ポンプ井４２内の流入水は排
水ポンプ群４３によって汲み揚げられ、集合吐出管路４
４と排水路４５を介して放流先の河川４６に排出される
ようになっている。排水ポンプ群４３は設置レベルを異
ならせて２階層状に配置された複数の排水ポンプＰＬ１
〜ｎ（ｎは自然数）とＰＨ１〜ｎから構成されている。
ここで、排水ポンプＰＨには低揚程・大容量のポンプが
適用され、排水ポンプＰＬには高揚程・小容量のポンプ
が適用されている。これらの排水ポンプＰＨ，ＰＬは階
層別にそれぞれ円形状に設置されている。各排水ポンプ
ＰＨ，ＰＬの吸込管路は環状の集合吸込管路４７，４８
を介してそれぞれポンプ井４２に連通されている。特
に、ポンプ井４２の水位が低いときはそれほど速やかに
排水する必要はないから、低い階層の排水ポンプＰＬは
高揚程ではあるが、小容量でよい。
【００３７】このような地下排水ポンプ機場の排水ポン
プＰＬとして、前記実施例のディフューザポンプを適用
すれば、良好な特性を保持しつつ、高揚程、振動や騒音
の低減、かつ特性悪化のを実現することができる。
プＰＬとして、前記実施例のディフューザポンプを適用
すれば、良好な特性を保持しつつ、高揚程、振動や騒音
の低減、かつ特性悪化のを実現することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の片吸込遠
心型のディフューザポンプによれば、ディフューザの流
路を隔壁により軸方向に２分割し、該２分割された各流
路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転角方向の
位置を２つの流路相互間でずらしたことことから、両方
のディフューザ流路の出口部の圧力脈動の位相がずれる
ことにより、それらの相殺作用が生じ、圧力脈動を低減
できる。
心型のディフューザポンプによれば、ディフューザの流
路を隔壁により軸方向に２分割し、該２分割された各流
路に設けられる複数のディフューザ羽根の回転角方向の
位置を２つの流路相互間でずらしたことことから、両方
のディフューザ流路の出口部の圧力脈動の位相がずれる
ことにより、それらの相殺作用が生じ、圧力脈動を低減
できる。
【００３９】また、ディフューザ部で圧力脈動を減少さ
せるようにしたことから、製作が簡単で、キャビテーシ
ョン性能の悪化や揚程曲線の不安定化を伴なわない特性
を実現できる。
せるようにしたことから、製作が簡単で、キャビテーシ
ョン性能の悪化や揚程曲線の不安定化を伴なわない特性
を実現できる。
【００４０】また、本発明の地下排水ポンプ機場によれ
ば、圧力脈動が少ない高揚程のディフューザポンプを適
用したことから、騒音や振動を少なくできる。
ば、圧力脈動が少ない高揚程のディフューザポンプを適
用したことから、騒音や振動を少なくできる。
【図１】本発明の一実施例のディフューザポンプの正面
縦断図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図に一致
する。
縦断図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う矢視断面図に一致
する。
【図２】図１のII−II線に沿う断面積である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面積である。
【図４】本発明の他の実施例のディフューザ部の詳細図
である。
である。
【図５】本発明のディフューザポンプを適用してなる地
下排水ポンプ機場の一実施例の断面構成図である。
下排水ポンプ機場の一実施例の断面構成図である。
【図６】両吸込型の羽根車部の従来例を示す図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂから
見た矢視図である。
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂから
見た矢視図である。
【図７】片吸込型の羽根車部の従来例を示す図であり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩIｂ−ＶＩIｂか
ら見た矢視図である。
（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩIｂ−ＶＩIｂか
ら見た矢視図である。
１ 羽根車 ３ ディフューザ ４Ａ，４Ｂ ディフューザの側壁 ５ ディフューザの隔壁 ６Ａ，６Ｂ ディフューザの流路 ７Ａ，７Ｂ ディフューザの羽根 １０ ボリュートケーシング １１ 吐出口 １５ 吸込口 １６ 吸込ケーシング ２０ 舌部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−124296（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−6310（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04D 29/40 - 29/56 E03F 5/22
Claims (7)
- 【請求項１】 片吸込遠心ポンプの羽根車の外周にディ
フューザが配設されたディフューザポンプにおいて、前
記ディフューザの流路を隔壁により軸方向に２分割し、
該２分割された各流路に設けられる複数のディフューザ
羽根の回転角方向の位置を２つの流路相互間でずらして
なり、前記ディフューザの隔壁を、入口側の肉厚が薄
く、入口側から中間又は出口に向かうにつれて肉厚が徐
々に増大するテーパ状に形成したことを特徴とするディ
フューザポンプ。 - 【請求項２】 前記ディフューザの流路の軸方向幅を、
入口側から中間又は出口に向かうにつれて徐々に拡大す
るテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１に記載
のディフューザポンプ。 - 【請求項３】 前記ディフューザの隔壁の肉厚をテーパ
状に形成したことに合わせて、前記ディフューザの流路
の軸方向幅を、入口側から中間又は出口に向かうにつれ
て徐々に拡大するテーパ状に形成したことを特徴とする
請求項１に記載のディフューザポンプ。 - 【請求項４】 地下に埋設された流入主管路を通して雨
水等が流入されるポンプ井の流入水を放流先の河川等に
排水する排水ポンプを備えてなる地下排水ポンプ機場に
おいて、前記排水ポンプを、片吸込遠心ポンプの羽根車
の外周にディフューザを配設したディフューザポンプと
し、該ディフューザポンプは、前記ディフューザの流路
を隔壁により軸方向に２分割し、該２分割された各流路
に設けられる複数のディフューザ羽根の回転角方向の位
置を２つの流路相互間でずらし、前記ディフューザの隔
壁を、入口側の肉厚が薄く、入口側から中間又は出口に
向かうにつれて肉厚が徐々に増大するテーパ状に形成し
てなるものであることを特徴とする地下排水ポンプ機
場。 - 【請求項５】 地下に埋設された流入主管路を通して雨
水等が流入されるポンプ井の流入水を放流先の河川等に
排水する複数の排水ポンプを備え、該複数の排水ポンプ
が設置レベルを異ならせて少なくとも２階以上の階層状
に設置されてなる地下排水ポンプ機場において、前記排
水ポンプのうち低い階層に設置される排水ポンプを、片
吸込遠心ポンプの羽根車の外周にディフューザを配設し
たディフューザポンプとし、該ディフューザポンプは、
前記ディフューザの流路を隔壁により軸方向に２分割
し、該２分割された各流路に設けられる複数のディフュ
ーザ羽根の回転角方向の位置を２つの流路相互間でずら
し、前記ディフューザの隔壁を、入口側の肉厚が薄く、
入口側から中間又は出口に向かうにつれて肉厚が徐々に
増大するテーパ状に形成してなるものであることを特徴
とする地下排水ポンプ機場。 - 【請求項６】 前記ディフューザの流路の軸方向幅を、
入口側から中間又は出口に向かうにつれて徐々に拡大す
るテーパ状に形成していることを特徴とする、請求項４
又は５に記載の地下排水ポンプ機場。 - 【請求項７】 前記ディフューザの隔壁の肉厚をテーパ
状に形成したことに合わせて、前記ディフューザの流路
の軸方向幅を、入口側から中間又は出口に向かうにつれ
て徐々に拡大する拡大するテーパ状に形成したことを特
徴とする請求項４又は５に記載の地下排水ポンプ機場。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4005160A JP3060079B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | ディフューザポンプ及び地下排水ポンプ機場 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4005160A JP3060079B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | ディフューザポンプ及び地下排水ポンプ機場 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187398A JPH05187398A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3060079B2 true JP3060079B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=11603503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4005160A Expired - Fee Related JP3060079B2 (ja) | 1992-01-14 | 1992-01-14 | ディフューザポンプ及び地下排水ポンプ機場 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060079B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100135765A1 (en) * | 2007-05-21 | 2010-06-03 | Kevin Edward Burgess | Pumps |
| WO2016167456A1 (ko) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 한화테크윈 주식회사 | 볼류트 케이싱 및 이를 구비한 회전 기계 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2013202764B2 (en) * | 2007-05-21 | 2016-01-07 | Weir Minerals Australia Ltd | Improvements in and relating to pumps |
| JP5291363B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-09-18 | 三菱重工業株式会社 | ポンプ |
| JP2013132573A (ja) | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Jtekt Corp | 混合分散装置 |
| CN114251277B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-07-26 | 南水北调东线江苏水源有限责任公司 | 一种通过对比泵段前后水流脉动情况监测水泵运行工况的方法 |
-
1992
- 1992-01-14 JP JP4005160A patent/JP3060079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100135765A1 (en) * | 2007-05-21 | 2010-06-03 | Kevin Edward Burgess | Pumps |
| WO2016167456A1 (ko) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 한화테크윈 주식회사 | 볼류트 케이싱 및 이를 구비한 회전 기계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05187398A (ja) | 1993-07-27 |
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