JP3497962B2 - 遠心型流体機械 - Google Patents
遠心型流体機械Info
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- JP3497962B2 JP3497962B2 JP33335296A JP33335296A JP3497962B2 JP 3497962 B2 JP3497962 B2 JP 3497962B2 JP 33335296 A JP33335296 A JP 33335296A JP 33335296 A JP33335296 A JP 33335296A JP 3497962 B2 JP3497962 B2 JP 3497962B2
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステージに水返し
羽根を有する多段の遠心型流体機械に係り、特に火力発
電所に設置されるボイラー給水ポンプなどに好適な遠心
型流体機械に関する。 【０００２】 【従来の技術】水返し羽根を有するステージは、吸込側
の側板、吐出側の側板、そして水返し羽根によって構成
される。水返し羽根を有する遠心型流体機械では、ステ
ージとシャフトの摺動部にステージブッシュが取付けら
れる。 【０００３】一般に、図７に示されるように羽根車３、
デイフユ−ザ４、曲り流路５、水返し羽根６、戻り流路
７及びステージブッシュ８を備える遠心型流体機械で
は、ステージブッシュ８に作用する圧力の関係（Ｐ＜
Ｐ'）からステージブッシュ８に作用する流体力による
抜け防止のために、ステージブッシュ８は前記デイフユ
ーザ４、曲り流路５、水返し羽根６及び戻り流路７で構
成されるステージの吐出側から組み立てられる。このた
め、水返し羽根出口径はブッシュの外径よりも大きい構
造となっている。 【０００４】遠心型流体機械の場合、低流量域では遠心
羽根車（以下単に羽根車と称す）下流のディフューザ入
口部で、流れがディフューザ羽根負圧面から剥離して全
揚程が減少し、ポンプの不安定特性（揚程曲線のへこ
み）の原因になる。このため、特開平３−１１１６９８
号公報に示されるように、ディフューザ入口部にディフ
ューザ羽根に沿うように整流羽根を設ける構造のものが
ある。 【０００５】さらに低流量域では、羽根車入口部のシュ
ラウド側に発生する逆流によって、戻り流路内の流れに
余分な旋回がつくため、全揚程が減少してポンプの不安
定特性（揚程曲線のへこみ）の原因になる。この戻り流
路内の流れを適性化させるためには、逆流によって生じ
る余分な予旋回を取り去る必要がある。そのために、不
安定特性を改善してポンプ効率の低下を防止するものと
して、戻り流路内に直線羽根を取付ける構造のものもあ
る。 【０００６】この直線羽根は、羽根車入口部の逆流によ
って発生した戻り流路内の余分な旋回を取り除き、低流
量域で生じる不安定特性を防止するものである。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】戻り流路内に直線羽根
を取付ける構造のものでは、低流量域における余分な旋
回を取り去るには都合が良いが、設計流量点での流れに
ついては配慮されていない。水返し羽根やボリュートケ
ーシングは、設計流量点で次段羽根車入口に適した流れ
が流入するように設計されている。そのため、この下流
に直線羽根を取付けると、設計流量点では次段羽根車入
口に適した流れに余分な旋回がつくため、遠心型流体機
械の性能を低下させる。 【０００８】本発明は、設計流量点での性能に悪影響を
及ぼすことなく、かつ低流量域での全揚程低下による不
安定特性を改善する遠心型流体機械を提供するものであ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的は、主軸に取付
けられ主軸とともに回転する遠心羽根車と、この遠心羽
根車の外周に位置し遠心羽根車から出る流体の流れを外
向きに導いて静圧回復するディフューザ、前記ディフュ
ーザから出る外向き流れを軸方向流れに導く曲り流路、
この曲り流路から出る流れを内向きに導いて集める側板
と羽根が一体に形成された水返し羽根及び次段の遠心羽
根車入口へ導く戻り流路で形成されるステージとを軸方
向に多段に配設した遠心型流体機械において、前記水返
し羽根の羽根出口径を、前記ステ−ジと主軸との間の摺
動部に取り付けられたステージブッシュ外径より小さい
構造とし、且つ前記ステージブッシュは前記ステージの
吸込側から組込まれる構成にすると共に、該ステージブ
ッシュは、その吸込側の流水部に面する断面積をＡ、そ
の吐出側の流水部に面する断面積をＡ ' 、その吸込側に
作用する圧力Ｐ、その吐出側に作用する圧力Ｐ ' とした
とき、 Ｐ×Ａ＞ Ｐ ' ×Ａ ' の関係が成り立つように、その形状が構成されているこ
とにより、 ステージブッシュがステージから抜けるのを
防止するようにしたことによって達成される。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本実施例に係る多段のボイラー給
水ポンプの縦断面図、図２は図１の１段目ステージの主
要部縦断面図である。図１において１は流体を吸込むた
めの吸込口、２は主軸、３は前記主軸２に取付けられた
羽根車、４は前記羽根車３の外周に位置するディフュー
ザＤに設けられたディフューザ羽根である。５は流体の
外向き流れを内向き流れに導く曲り流路、６は前記曲り
流路５を経た流体の流れを内向きに集める水返し羽根、
７は前記水返し羽根６を経た内向き流れを、次段の羽根
車３’の入口へ導く戻り流路である。９は昇圧された流
体をポンプ外に吐出するための吐出口である。 【００１３】図１で示す多段のボイラー給水ポンプは、
図２の上記羽根車３、ディフューザ羽根４、曲り流路
５、水返し羽根６及び戻り流路７を主軸２の方向に多段
に配設し、ポンプ吸込口１から吐出口９までを多段に構
成したものである。 【００１４】上述の実施例のボイラー給水ポンプは、水
返し羽根５に特徴があり、その詳細を図２に示す。水返
し羽根６の出口径φＤを、ステージブッシュ８の外径φ
Ｄ’より小さくしている。 【００１５】上記のように設定する理由を説明する。遠
心型流体機械の場合、低流量域では、羽根車３の入口部
で旋回による遠心力のため心板側から半径方向の流れが
生じ、羽根車３の入口の側板側付近で逆流が発生する。
更にこの逆流が戻り流路内に侵入すると、理論揚程の方
程式において予旋回成分が大きくなるため全揚程が減少
して、揚程曲線の不安定特性が生じる。 【００１６】このため、水返し羽根６の出口径をステー
ジブッシュ８の外径よりも小さくして、戻り流路７内に
おける流れを、低流量域の逆流の影響を受けにくくする
と、全揚程の低下がなくなり安定特性が得られる。ステ
ージブッシュ８を吸込側から組み立てて抜け防止のため
の他の実施例を図３、さらに他の実施例を図４、さらに
他の実施例を図５に示す。 【００１７】 図３はステージブッシュ８を吸込側から
組み立てた時の抜け防止構造の説明図である。図中の
Ａ、Ａ'はステージブッシュ８の吸込側、吐出側の流水
部に面する断面積を表す。ステージブッシュ８が抜けな
いためには、吸込側と吐出側に作用する圧力Ｐ、Ｐ'の
関係から、以下の式が成り立てばよい。 【００１８】 Ｐ×Ａ＞ Ｐ'×Ａ' （１） したがって、（１）式が成り立つような断面積Ａ、Ａ'
のステージブッシュ８の形状にすれば、抜けが防止でき
る。また図４に示すように、ステージブッシュ８をネジ
部８Ｂで固定する構造でも抜けを防止できる。 【００１９】さらに図５に示すように、ステージブッシ
ュ８の外周に軸方向の移動をロックさせるキー８Ｃを付
ける構造にしても抜けを防止できる。 【００２０】以上に説明したように本実施例によれば、
低流量域での羽根車入口から逆流した流れによる戻り流
路内での余分な旋回は少なくなり、不安定特性が解消さ
れる。 【００２１】本発明のさらに他の実施例を図６に示す。
図６は図１のステージ部の断面図である。図に示すよう
に水返し羽根６の羽根下流端に、旋回流を取り除くため
に水返し羽根６とは別の羽根１０を取付けた構造にした
ものである。 【００２２】この構造にすることによって、低流量域の
戻り流路内での余分な旋回成分を取除くことができ、本
実施例によれば、組立てがより容易になる。 【００２３】 【発明の効果】本発明によれば、遠心型流体機械が多段
の場合に、水返し羽根の羽根出口径をステージブッシュ
外径より小さくすることで、低流量域での羽根車入口部
の逆流の影響により発生する戻り流路内の余分な旋回を
取除くことができ、ポンプの不安定特性（揚程曲線のへ
こみ）も回避することができる。また、本発明によれ
ば、ステージブッシュを圧力の低い吸込側から組み立て
るようにしながらステージブッシュの抜け防止をするた
めに、上記「Ｐ×Ａ＞ Ｐ ' ×Ａ ' 」の関係が成り立つよ
うに、ステージブッシュの形状を構成しているので、水
返し羽根の羽根出口径をステージブッシュ外径より小さ
くしてもステージブッシュの組立てが可能となり、しか
もステージブッシュに抜け防止のための係合部等を形成
することなく、確実にその抜け防止ができ、前記抜け防
止ための係合部等が不要であるから、ステージブッシュ
をスライドさせるだけで極めて容易に組み込むことがで
きる効果がある。
羽根を有する多段の遠心型流体機械に係り、特に火力発
電所に設置されるボイラー給水ポンプなどに好適な遠心
型流体機械に関する。 【０００２】 【従来の技術】水返し羽根を有するステージは、吸込側
の側板、吐出側の側板、そして水返し羽根によって構成
される。水返し羽根を有する遠心型流体機械では、ステ
ージとシャフトの摺動部にステージブッシュが取付けら
れる。 【０００３】一般に、図７に示されるように羽根車３、
デイフユ−ザ４、曲り流路５、水返し羽根６、戻り流路
７及びステージブッシュ８を備える遠心型流体機械で
は、ステージブッシュ８に作用する圧力の関係（Ｐ＜
Ｐ'）からステージブッシュ８に作用する流体力による
抜け防止のために、ステージブッシュ８は前記デイフユ
ーザ４、曲り流路５、水返し羽根６及び戻り流路７で構
成されるステージの吐出側から組み立てられる。このた
め、水返し羽根出口径はブッシュの外径よりも大きい構
造となっている。 【０００４】遠心型流体機械の場合、低流量域では遠心
羽根車（以下単に羽根車と称す）下流のディフューザ入
口部で、流れがディフューザ羽根負圧面から剥離して全
揚程が減少し、ポンプの不安定特性（揚程曲線のへこ
み）の原因になる。このため、特開平３−１１１６９８
号公報に示されるように、ディフューザ入口部にディフ
ューザ羽根に沿うように整流羽根を設ける構造のものが
ある。 【０００５】さらに低流量域では、羽根車入口部のシュ
ラウド側に発生する逆流によって、戻り流路内の流れに
余分な旋回がつくため、全揚程が減少してポンプの不安
定特性（揚程曲線のへこみ）の原因になる。この戻り流
路内の流れを適性化させるためには、逆流によって生じ
る余分な予旋回を取り去る必要がある。そのために、不
安定特性を改善してポンプ効率の低下を防止するものと
して、戻り流路内に直線羽根を取付ける構造のものもあ
る。 【０００６】この直線羽根は、羽根車入口部の逆流によ
って発生した戻り流路内の余分な旋回を取り除き、低流
量域で生じる不安定特性を防止するものである。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】戻り流路内に直線羽根
を取付ける構造のものでは、低流量域における余分な旋
回を取り去るには都合が良いが、設計流量点での流れに
ついては配慮されていない。水返し羽根やボリュートケ
ーシングは、設計流量点で次段羽根車入口に適した流れ
が流入するように設計されている。そのため、この下流
に直線羽根を取付けると、設計流量点では次段羽根車入
口に適した流れに余分な旋回がつくため、遠心型流体機
械の性能を低下させる。 【０００８】本発明は、設計流量点での性能に悪影響を
及ぼすことなく、かつ低流量域での全揚程低下による不
安定特性を改善する遠心型流体機械を提供するものであ
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的は、主軸に取付
けられ主軸とともに回転する遠心羽根車と、この遠心羽
根車の外周に位置し遠心羽根車から出る流体の流れを外
向きに導いて静圧回復するディフューザ、前記ディフュ
ーザから出る外向き流れを軸方向流れに導く曲り流路、
この曲り流路から出る流れを内向きに導いて集める側板
と羽根が一体に形成された水返し羽根及び次段の遠心羽
根車入口へ導く戻り流路で形成されるステージとを軸方
向に多段に配設した遠心型流体機械において、前記水返
し羽根の羽根出口径を、前記ステ−ジと主軸との間の摺
動部に取り付けられたステージブッシュ外径より小さい
構造とし、且つ前記ステージブッシュは前記ステージの
吸込側から組込まれる構成にすると共に、該ステージブ
ッシュは、その吸込側の流水部に面する断面積をＡ、そ
の吐出側の流水部に面する断面積をＡ ' 、その吸込側に
作用する圧力Ｐ、その吐出側に作用する圧力Ｐ ' とした
とき、 Ｐ×Ａ＞ Ｐ ' ×Ａ ' の関係が成り立つように、その形状が構成されているこ
とにより、 ステージブッシュがステージから抜けるのを
防止するようにしたことによって達成される。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図１は本実施例に係る多段のボイラー給
水ポンプの縦断面図、図２は図１の１段目ステージの主
要部縦断面図である。図１において１は流体を吸込むた
めの吸込口、２は主軸、３は前記主軸２に取付けられた
羽根車、４は前記羽根車３の外周に位置するディフュー
ザＤに設けられたディフューザ羽根である。５は流体の
外向き流れを内向き流れに導く曲り流路、６は前記曲り
流路５を経た流体の流れを内向きに集める水返し羽根、
７は前記水返し羽根６を経た内向き流れを、次段の羽根
車３’の入口へ導く戻り流路である。９は昇圧された流
体をポンプ外に吐出するための吐出口である。 【００１３】図１で示す多段のボイラー給水ポンプは、
図２の上記羽根車３、ディフューザ羽根４、曲り流路
５、水返し羽根６及び戻り流路７を主軸２の方向に多段
に配設し、ポンプ吸込口１から吐出口９までを多段に構
成したものである。 【００１４】上述の実施例のボイラー給水ポンプは、水
返し羽根５に特徴があり、その詳細を図２に示す。水返
し羽根６の出口径φＤを、ステージブッシュ８の外径φ
Ｄ’より小さくしている。 【００１５】上記のように設定する理由を説明する。遠
心型流体機械の場合、低流量域では、羽根車３の入口部
で旋回による遠心力のため心板側から半径方向の流れが
生じ、羽根車３の入口の側板側付近で逆流が発生する。
更にこの逆流が戻り流路内に侵入すると、理論揚程の方
程式において予旋回成分が大きくなるため全揚程が減少
して、揚程曲線の不安定特性が生じる。 【００１６】このため、水返し羽根６の出口径をステー
ジブッシュ８の外径よりも小さくして、戻り流路７内に
おける流れを、低流量域の逆流の影響を受けにくくする
と、全揚程の低下がなくなり安定特性が得られる。ステ
ージブッシュ８を吸込側から組み立てて抜け防止のため
の他の実施例を図３、さらに他の実施例を図４、さらに
他の実施例を図５に示す。 【００１７】 図３はステージブッシュ８を吸込側から
組み立てた時の抜け防止構造の説明図である。図中の
Ａ、Ａ'はステージブッシュ８の吸込側、吐出側の流水
部に面する断面積を表す。ステージブッシュ８が抜けな
いためには、吸込側と吐出側に作用する圧力Ｐ、Ｐ'の
関係から、以下の式が成り立てばよい。 【００１８】 Ｐ×Ａ＞ Ｐ'×Ａ' （１） したがって、（１）式が成り立つような断面積Ａ、Ａ'
のステージブッシュ８の形状にすれば、抜けが防止でき
る。また図４に示すように、ステージブッシュ８をネジ
部８Ｂで固定する構造でも抜けを防止できる。 【００１９】さらに図５に示すように、ステージブッシ
ュ８の外周に軸方向の移動をロックさせるキー８Ｃを付
ける構造にしても抜けを防止できる。 【００２０】以上に説明したように本実施例によれば、
低流量域での羽根車入口から逆流した流れによる戻り流
路内での余分な旋回は少なくなり、不安定特性が解消さ
れる。 【００２１】本発明のさらに他の実施例を図６に示す。
図６は図１のステージ部の断面図である。図に示すよう
に水返し羽根６の羽根下流端に、旋回流を取り除くため
に水返し羽根６とは別の羽根１０を取付けた構造にした
ものである。 【００２２】この構造にすることによって、低流量域の
戻り流路内での余分な旋回成分を取除くことができ、本
実施例によれば、組立てがより容易になる。 【００２３】 【発明の効果】本発明によれば、遠心型流体機械が多段
の場合に、水返し羽根の羽根出口径をステージブッシュ
外径より小さくすることで、低流量域での羽根車入口部
の逆流の影響により発生する戻り流路内の余分な旋回を
取除くことができ、ポンプの不安定特性（揚程曲線のへ
こみ）も回避することができる。また、本発明によれ
ば、ステージブッシュを圧力の低い吸込側から組み立て
るようにしながらステージブッシュの抜け防止をするた
めに、上記「Ｐ×Ａ＞ Ｐ ' ×Ａ ' 」の関係が成り立つよ
うに、ステージブッシュの形状を構成しているので、水
返し羽根の羽根出口径をステージブッシュ外径より小さ
くしてもステージブッシュの組立てが可能となり、しか
もステージブッシュに抜け防止のための係合部等を形成
することなく、確実にその抜け防止ができ、前記抜け防
止ための係合部等が不要であるから、ステージブッシュ
をスライドさせるだけで極めて容易に組み込むことがで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る多段のボイラー給水ポ
ンプの縦断面図である。 【図２】図１の一段目ステージの主要部縦断面図であ
る。 【図３】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時の説明図である。 【図４】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時の他の実施例の説明図である。 【図５】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時のさらに他の実施例の説明図である。 【図６】本発明に係るさらに他の実施例のステージ部の
断面図である。 【図７】従来のステージブッシュの構造図である。 【符号の説明】 １……ポンプ吸込口、 ２……主軸、 ３……羽根車、 ４……ディフューザ、 ５……曲り流路、 ６……水返し羽根、 ７……戻り流路、 ８……ステージブッシュ、 ９……ポンプ吐出口、 １０……旋回流を取り除くための羽根。
ンプの縦断面図である。 【図２】図１の一段目ステージの主要部縦断面図であ
る。 【図３】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時の説明図である。 【図４】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時の他の実施例の説明図である。 【図５】本発明に係るステージブッシュを吸込側から組
立てる時のさらに他の実施例の説明図である。 【図６】本発明に係るさらに他の実施例のステージ部の
断面図である。 【図７】従来のステージブッシュの構造図である。 【符号の説明】 １……ポンプ吸込口、 ２……主軸、 ３……羽根車、 ４……ディフューザ、 ５……曲り流路、 ６……水返し羽根、 ７……戻り流路、 ８……ステージブッシュ、 ９……ポンプ吐出口、 １０……旋回流を取り除くための羽根。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−249200（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−138497（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−33891（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−318790（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−19985（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F04D 29/44
F04D 1/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】主軸に取付けられ主軸とともに回転する遠
心羽根車と、この遠心羽根車の外周に位置し遠心羽根車
から出る流体の流れを外向きに導いて静圧回復するディ
フューザ、前記ディフューザから出る外向き流れを軸方
向流れに導く曲り流路、この曲り流路から出る流れを内
向きに導いて集める側板と羽根が一体に形成された水返
し羽根及び次段の遠心羽根車入口へ導く戻り流路で形成
されるステージとを軸方向に多段に配設した遠心型流体
機械において、 前記水返し羽根の羽根出口径を、前記ステ−ジと主軸と
の間の摺動部に取り付けられたステージブッシュ外径よ
り小さい構造とし、且つ前記ステージブッシュは前記ス
テージの吸込側から組込まれる構成にすると共に、 該ステージブッシュは、その吸込側の流水部に面する断
面積をＡ、その吐出側の流水部に面する断面積をＡ ' 、
その吸込側に作用する圧力Ｐ、その吐出側に作用する圧
力Ｐ ' としたとき、 Ｐ×Ａ＞ Ｐ ' ×Ａ ' の関係が成り立つように、その形状が構成されているこ
とにより、 ステージブッシュがステージから抜けるのを
防止するようにしたことを特徴とする遠心型流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33335296A JP3497962B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 遠心型流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33335296A JP3497962B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 遠心型流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169598A JPH10169598A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3497962B2 true JP3497962B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=18265159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33335296A Expired - Fee Related JP3497962B2 (ja) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | 遠心型流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3497962B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100365289C (zh) * | 2006-03-03 | 2008-01-30 | 江苏大学 | 一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵 |
| JP6078303B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2017-02-08 | 三菱重工業株式会社 | 遠心式流体機械 |
| CN109681435B (zh) * | 2017-10-18 | 2024-06-07 | 上海凯士比泵有限公司 | 一种低压力脉动的多级离心泵 |
| CN111608931B (zh) * | 2020-05-27 | 2021-10-08 | 江西省子轩科技有限公司 | 一种压缩机的级间反导叶 |
| JP2023001450A (ja) * | 2021-06-21 | 2023-01-06 | 株式会社日立インダストリアルプロダクツ | 多段遠心流体機械 |
| CN114294235A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-08 | 嘉利特荏原泵业有限公司 | 导叶式多级离心泵级间流道设计方法 |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP33335296A patent/JP3497962B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10169598A (ja) | 1998-06-23 |
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