JP6071197B2 - 多方向吸込ケーシングおよび遠心式流体機械 - Google Patents

Description

本発明は、遠心式のポンプなどとして使用される多方向吸込ケーシングおよび遠心式流体機械に関するものである。

従来、例えば、特許文献１に記載の吸込ケーシングは、羽根車の回転軸を中心とする円形状の吸込流路が形成されており、この吸込流路に対して吸込口が回転軸に直角の方向に開口する吸込管を有するとともに、吸込流路が中心部で羽根車の入口に向けて軸方向に向きが転換されたものにおいて、吸込口から吸込流路の範囲内に、吸込管に沿って整流板が設けられている。この吸込ケーシングは、整流板により吸込管の流路を分割することで、羽根車の入口の全周にわたって羽根車に流入する流れの均一化を図っている。

特開平３−１３８４９８号公報

上述した特許文献１に記載の吸込ケーシングは、吸込管が単一であり、この単一の吸込管の流路を整流板により分割したものであるが、吸込管が吸込流路の回りに複数接続されて多方向から流体を吸い込む多方向吸込ケーシングにおいては、各吸込管から吸い込まれた各方向からの流体が吸込流路内で合流する際の衝突により流体に圧力損失が生じることになる。

本発明は上述した課題を解決するものであり、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失を低減することのできる多方向吸込ケーシングおよび遠心式流体機械を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明の多方向吸込ケーシングは、羽根車の回転の中央に設けられた吸入口に対向配置された供給口を有する中空形状の吸込ケーシング本体と、前記羽根車の回転軸に交差する多方向から前記吸込ケーシング本体にそれぞれ接続され、かつ前記供給口の中心を基準として等間隔に配置される多数の吸込管とを備える多方向吸込ケーシングであって、各前記吸込管が前記吸込ケーシング本体に接続される間で、前記吸込ケーシング本体内の外周壁側から前記供給口側に向けて延在する仕切部をそれぞれ配置したことを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、各吸込管に流入された流体は、吸込ケーシング本体内で合流しつつ供給口に至り、流入方向が供給口に向く流体は直接供給口から吸入口に吸入される。一方、各吸込管が吸込ケーシング本体に接続される間であって、吸込ケーシング本体内の外周壁側で、各方向からの流体が衝突することになるが、仕切部が設けられているため、各方向からの流体は、仕切部に沿って供給口側に向けて案内されることになる。この結果、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失を低減することができる。

また、第２の発明の多方向吸込ケーシングは、第１の発明において、各前記仕切部は、前記供給口の中心を基準として対称に設けられていることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、各方向からの流体が、供給口側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第３の発明の多方向吸込ケーシングは、第２の発明において、各前記仕切部は、各前記吸込管が前記吸込ケーシング本体に接続される中央位置に配置されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、各方向からの流体が、供給口側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第４の発明の多方向吸込ケーシングは、第１または第２の発明において、各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央に対して前記供給口の周方向に位相がずれて配置されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、供給口の周方向に沿う旋回流を形成することで、各方向からの流体が、供給口の周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第５の発明の多方向吸込ケーシングは、第１〜第３のいずれか一つの発明において、各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央の位置で前記供給口の周方向に同方向で傾斜する傾斜面を有して形成されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、供給口の周方向に沿う旋回流を形成することで、各方向からの流体が、供給口の周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第６の発明の多方向吸込ケーシングは、第１または第２の発明において、各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央に対して前記供給口の周方向に位相がずれて配置され、かつ前記供給口の周方向に同方向で湾曲する湾曲面を有して形成されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、供給口の周方向に沿う旋回流を形成することで、各方向からの流体が、供給口の周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第７の発明の多方向吸込ケーシングは、第１〜第６のいずれか一つの発明において、各前記仕切部は、前記供給口に向けて窄まって形成されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、供給口付近に対して吸込ケーシング本体内の外周壁付近での仕切部の体積が増し、吸込ケーシング本体内の外周壁と仕切部とがなす部分を埋めるため、当該部分での流体の極度な方向変化を抑えて二次流れを抑制することができる。この結果、各方向からの流体が、仕切部に沿って供給口側に向けてより円滑に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第８の発明の多方向吸込ケーシングは、第４〜第７のいずれか一つの発明において、各前記仕切部は、形成する旋回流を前記羽根車の回転方向に合わせて配置されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、各方向からの流体が、供給口の周方向に沿って案内されるとともに、羽根車の回転方向に合わせて案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第９の発明の多方向吸込ケーシングは、第１〜第８のいずれか一つの発明において、各前記仕切部は、前記吸込ケーシング本体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、仕切部を吸込ケーシング本体と別部品とすることができ、製造を容易にすることができる。しかも、必要に応じて他の構成の仕切部に変更することができる。

また、第１０の発明の多方向吸込ケーシングは、第１〜第９のいずれか一つの発明において、各前記吸込管は、前記供給口の中心に対して自身の管の中心を外して前記吸込ケーシング本体に接続されることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、各吸込管が、供給口の中心に対して自身の管の中心を外して吸込ケーシング本体に接続されると、供給口の周方向に沿う旋回流が形成され易い構成となる。この結果、各方向からの流体が、供給口の周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することができる。

また、第１１の発明の多方向吸込ケーシングは、第１〜第１０のいずれか一つの発明において、前記羽根車が前記回転軸に沿って複数段配置され、前記回転軸に沿って各段の羽根車により段階的に流体を圧縮する構成において、２段目以降の前記羽根車に対して流体を供給する態様で、前記吸込ケーシング本体と、各前記吸込管と、各前記仕切部とを備えることを特徴とする。

この多方向吸込ケーシングによれば、段階的に流体を圧縮する際の圧力損失を低減し、圧縮性能を向上することができる。

上述の目的を達成するために、本発明の遠心式流体機械は、前記羽根車が前記回転軸に沿って複数段配置され、前記回転軸に沿って各段の羽根車により段階的に流体を圧縮する遠心式流体機械において、２段目以降の前記羽根車に対して流体を供給する態様で、第１〜第１０のいずれか一つの発明の多方向吸込ケーシングが適用されることを特徴とする。

この遠心式流体機械によれば、段階的に流体を圧縮する際の圧力損失を低減し、圧縮性能を向上することができる。

本発明によれば、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失を低減することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングが適用される遠心式流体機械の側断面概略図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングであって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングが適用される遠心式流体機械の側断面概略図である。本実施の形態の遠心式流体機械１は、流体を圧送する遠心ポンプとして適用することができる。また、本願でいう「流体」とは液体でも気体でもよい。

遠心式流体機械１において、図１に示すように、ケーシング２は、中空形状をなし、中央部に回転軸３が図示しない軸受により回転自在に支持されている。この回転軸３は、その端部に図示しない駆動装置が連結されている。回転軸３は、外周部に羽根車（インペラ）４が固定されている。なお、符号Ｃは、回転軸３および羽根車４の回転の中心となる軸を示している。

羽根車４は、中央が開口された円環状の前シュラウド４１と、円盤状の後シュラウド４２と、この前シュラウド４１と後シュラウド４２との間に挟まれるように固定される複数の羽根４３とにより構成されている。前シュラウド４１と後シュラウド４２とは、回転軸３の延在方向に沿って並設されている。

後シュラウド４２は、径方向内側のボス部が回転軸３に固定され、当該ボス部から径方向外側に向けて延在して設けられている。後シュラウド４２は、羽根４３が設けられる前シュラウド４１側の面が、回転軸３に近づくほど前シュラウド４１側に漸次近づくように形成されている。

前シュラウド４１は、羽根４３を介して後シュラウド４２に支持されるように設けられ、回転軸３から離れて配置されている。前シュラウド４１は、羽根４３が設けられる後シュラウド４２側の面が、回転軸３に近づくほど後シュラウド４２側から漸次遠ざかるように形成されている。そして、前シュラウド４１と後シュラウド４２との羽根４３が設けられる対向する面は、回転軸３に近い側では回転軸３の延在方向である前シュラウド４１側に向けて開放され、回転軸３から離れる側では回転軸３の径方向外側に向けて開放されている。

複数の羽根４３は、後シュラウド４２と前シュラウド４１との間にて後シュラウド４２および前シュラウド４１の対向する各面に固定されているとともに、周方向に所定間隔をもって並設されている。従って、羽根車４は、回転軸３とともにケーシング２内で回転可能に支持されることとなる。そして、羽根車４は、回転軸３の回転に伴い、自身が回転することで、前シュラウド４１側から流体を取り込み、当該流体を圧縮して外周側である径方向外側に圧送する。

この羽根車４は、前シュラウド４１における中央の円形の開口部を吸入口４４Ａ（４４Ｂ）として構成され、外周側の前シュラウド４１と後シュラウド４２との間を吐出口４５として構成されている。

また、羽根車４は、回転軸３に沿って複数段（本実施の形態では２段）配置されている。具体的に、羽根車４は、第一段羽根車４Ａと第二段羽根車４Ｂとが設けられている。これら第一段羽根車４Ａと第二段羽根車４Ｂとは、相互の後シュラウド４２が対向するように配置されている。

ケーシング２は、第一段羽根車４Ａの軸方向に沿って流体が吸入される吸入通路２Ａが形成されており、この吸入通路２Ａを介して第一段羽根車４Ａの吸入口４４Ａに流体を取り込み可能となっている。また、ケーシング２は、第一段羽根車４Ａの外周側に沿って、第一段羽根車４Ａで圧送された流体を排出するための排出通路２Ｂが形成されている。この排出通路２Ｂは、本実施の形態の多方向吸込ケーシング５が接続されている。詳細を後述するが、多方向吸込ケーシング５は、排出通路２Ｂに排出された流体を、第二段羽根車４Ｂの吸入口４４Ｂに取り込み可能となっている。さらに、ケーシング２は、第二段羽根車４Ｂの外周側に沿って、第二段羽根車４Ｂで圧送された流体を排出するための排出通路２Ｃが形成されている。排出通路２Ｃは、その外周部に流体を吐出する図示しない吐出口が形成されている。なお、本実施の形態では、羽根車４が２段の第一段羽根車４Ａおよび第二段羽根車４Ｂを設けた構成であるが、第二段羽根車４Ｂの後段にさらに第三段羽根車（図示せず）が設けられている場合、排出通路２Ｃは、本実施の形態の多方向吸込ケーシング５が接続され、排出通路２Ｃに排出された流体を、第三段羽根車の吸入口に取り込み可能に設けられる。

従って、図示しない駆動装置により回転軸３が回転すると、羽根車４（第一段羽根車４Ａおよび第二段羽根車４Ｂ）が回転し、流体が吸入通路２Ａを通してケーシング２内に吸い込まれる。すると、この流体は、回転する第一段羽根車４Ａにおける吸入口４４Ａに吸入され、第一段羽根車４Ａを流過する過程で昇圧された後、排出通路２Ｂに排出される。その後、排出通路２Ｂに排出された流体は、第二段羽根車４Ｂの回転により多方向吸込ケーシング５に吸い込まれる。すると、この流体は、回転する第二段羽根車４Ｂにおける吸入口４４Ｂに吸入され、第二段羽根車４Ｂを流過する過程で昇圧された後、排出通路２Ｃに吐出され、排出通路２Ｃの吐出口から吐出される。

［実施の形態１］
図２は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングであって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。多方向吸込ケーシング５は、吸込ケーシング本体５１と、吸込管５２と、仕切部５３とを含んで構成されている。

吸込ケーシング本体５１は、羽根車４において初段の第一段羽根車４Ａの後段である第二段羽根車４Ｂの回転の中央に設けられた吸入口４４Ｂを囲むように中空円形状に形成されている。この吸込ケーシング本体５１は、吸入口４４Ｂに対向配置された供給口５１ａを有している。供給口５１ａは、吸入口４４Ｂとほぼ同じ内径を有して開口するもので、その中心が吸入口４４Ｂの中心である回転軸３の軸Ｃに一致するように設けられている。すなわち、吸込ケーシング本体５１は、供給口５１ａを介して第二段羽根車４Ｂの吸入口４４Ｂに接続されている。

吸込管５２は、多数設けられており、回転軸３の軸Ｃに交差する多方向から吸込ケーシング本体５１にそれぞれ接続されている。図２において、吸込管５２は、２つ設けられて２方向から吸込ケーシング本体５１にそれぞれ接続されている。各吸込管５２は、一例として、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として周方向において等間隔に配置されており、図２において、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として１８０°間隔で配置されている。また、各吸込管５２は、第一段羽根車４Ａに係る排出通路２Ｂに対し、回転軸３の軸Ｃに交差する方向から、軸Ｃを基準として等間隔（１８０°）に接続されている。なお、本実施の形態では、各吸込管５２は、回転軸３の軸Ｃに直交する方向で吸込ケーシング本体５１および排出通路２Ｂに接続されている。

仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に設けられている。この仕切部５３は、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される間で、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて延在してそれぞれ配置されている。図２において、各仕切部５３は、板状に形成され、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される間を、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて仕切るように設けられている。

このように構成された多方向吸込ケーシング５の作用について説明する。図１に示すように、第一段羽根車４Ａで昇圧され排出通路２Ｂに排出された流体が、第二段羽根車４Ｂの回転により各吸込管５２に流入されて吸込ケーシング本体５１の供給口５１ａに至り、供給口５１ａから第二段羽根車４Ｂにおける吸入口４４Ｂに吸入される。このとき、各吸込管５２に流入された流体は、吸込ケーシング本体５１内で合流しつつ供給口５１ａに至り、流入方向が供給口５１ａに向く流体は直接供給口５１ａから吸入口４４Ｂに吸入される。一方、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される間であって、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側で、各方向からの流体が衝突することになるが、本実施の形態の多方向吸込ケーシング５では、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて仕切部５３が設けられているため、各方向からの流体は、仕切部５３に沿って供給口５１ａ側に向けて案内されることになる。この結果、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失を低減することが可能になる。

なお、図２において、各仕切部５３は、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される間を、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて仕切るように板状に形成されているが、板状の構成に限らない。例えば、図には明示しないが、各仕切部５３は、多孔板や網目状部材として構成されていてもよい。この場合、流体の一部が仕切部５３を境に流通されることで多方向から吸い込まれる流体の圧力の均衡を図ることが可能になる。

なお、図２において、吸込管５２は２つ設けられた形態を示しているが、吸込管５２は３つ以上設けられていてもよい。例えば、図３は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。この図３において、吸込管５２は、３つ設けられて、回転軸３の軸Ｃに交差する３方向から吸込ケーシング本体５１にそれぞれ接続されている。各吸込管５２は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として等間隔に配置されており、図３において、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として１２０°間隔で配置されている。これら、各吸込管５２は、第一段羽根車４Ａに係る排出通路２Ｂに対し、軸Ｃを基準として等間隔（１２０°）に接続されている。また、各吸込管５２は、第一段羽根車４Ａに係る排出通路２Ｂに対し、回転軸３の軸Ｃに交差する方向から、軸Ｃを基準として等間隔（１２０°）に接続されている。このような図３に示す構成においても、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて各仕切部５３を設けることで、各方向からの流体が、仕切部５３に沿って供給口５１ａ側に向けて案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失を低減することが可能になる。

なお、本実施の形態の多方向吸込ケーシング５では、図２および図３に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

また、本実施の形態の多方向吸込ケーシング５では、図２および図３に示すように、各仕切部５３は、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される中央位置に配置されることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

また、図２および図３に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して着脱可能に設けられている。具体的に、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して、嵌め込みやネジなどによって着脱可能に設けることができる。この多方向吸込ケーシング５によれば、仕切部５３を吸込ケーシング本体５１と別部品とすることができ、製造を容易にすることが可能になる。

［実施の形態２］
図４および図５は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。本実施の形態において、上述した実施の形態１と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、図４および図５では、吸込管５２が２つ設けられた形態を示しているが、例えば、図３に例示するように、吸込管５２は３つ以上設けられていてもよい。

図４および図５に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、供給口５１ａに向けて窄まって形成されている。

具体的に、図４では、仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて細く窄まるように、各吸込管５２側に向く面が吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に拡がって傾斜する斜面として形成されている。

また、図５では、仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて細く窄まるように、各吸込管５２側に向く面が吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に拡がって湾曲する曲面として形成されている。

この多方向吸込ケーシング５によれば、各仕切部５３が、供給口５１ａに向けて窄まって形成されていることにより、供給口５１ａ付近に対して吸込ケーシング本体５１内の外周壁付近での仕切部５３の体積が増し、吸込ケーシング本体５１内の外周壁と仕切部５３とがなす部分を埋めるため、当該部分での流体の極度な方向変化を抑えて二次流れを抑制することが可能になる。この結果、各方向からの流体が、仕切部５３に沿って供給口５１ａ側に向けてより円滑に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図４および図５においては、供給口５１ａに向けて仕切部５３が窄まって形成されている形態として、回転軸３の軸Ｃに交差する方向での形態を示しており、この場合、回転軸３の軸Ｃに交差する方向に流れる流体の二次流れを抑制する。その他、回転軸３の軸Ｃに沿う方向においても、供給口５１ａに向けて仕切部５３の断面積が漸次減少して形成されていてもよく、この場合、回転軸３の軸Ｃに沿う方向に流れる流体の二次流れを抑制することになる。

なお、図４および図５に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図４および図５に示すように、各仕切部５３は、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される中央位置に配置されることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

また、図４および図５に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して着脱可能に設けられている。具体的に、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して、嵌め込みやネジなどによって着脱可能に設けることができる。この多方向吸込ケーシング５によれば、仕切部５３を吸込ケーシング本体５１と別部品とすることができ、製造を容易にすることが可能になる。しかも、この多方向吸込ケーシング５によれば、必要に応じて他の構成の仕切部５３に変更することが可能になる。

［実施の形態３］
図６〜図８は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。本実施の形態において、上述した実施の形態１と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、図６〜図８では、吸込管５２が２つ設けられた形態を示しているが、例えば、図３に例示するように、吸込管５２は３つ以上設けられていてもよい。

図６〜図８に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成する態様で設けられている。

具体的に、図６では、各仕切部５３は、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相がずれて配置されている。図６に示す形態では、仕切部５３は、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相が４５°ずれて配置されている例を示している。この位相がずれる範囲は、各吸込管５２の間での吸込ケーシング本体５１の外周壁を有する範囲であればよい。

図６に示すように、各仕切部５３が、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相がずれて配置されていることにより、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成することが可能になる。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図６に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図６において、仕切部５３は、図２および図３に示す形態と同様に示しており、板状に形成されているが、多孔板や網目状部材として構成されていてもよい。また、図６において、仕切部５３は、図４および図５に示すように、二次流れを抑制する態様で供給口５１ａに向けて窄まって形成されていてもよい。

また、図７では、各仕切部５３は、各吸込管５２の間の中央の位置で供給口５１ａの周方向に同方向で傾斜する傾斜面を有して形成されている。図７に示す形態では、仕切部５３は、供給口５１ａの周方向に同方向で３０°傾斜する傾斜面を有して形成されている。傾斜面の角度は、吸込管５２の延在方向に平行とならない範囲で０°を超えていればよい。

図７に示すように、各仕切部５３が、各吸込管５２の間の中央の位置で供給口５１ａの周方向に同方向で傾斜する傾斜面を有して形成されていることにより、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成することが可能になる。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図７に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図７において、仕切部５３は、図２および図３に示す形態と同様に示しており、板状に形成されているが、多孔板や網目状部材として構成されていてもよい。また、図７において、仕切部５３は、図４および図５に示すように、二次流れを抑制する態様で供給口５１ａに向けて窄まって形成されていてもよい。

また、図８では、各仕切部５３は、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相がずれて配置され、かつ供給口５１ａの周方向に同方向で湾曲する湾曲面を有して形成されている。

図８に示すように、各仕切部５３が、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相がずれて配置され、かつ供給口５１ａの周方向に同方向で湾曲する湾曲面を有して形成されていることにより、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成することが可能になる。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図８に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図８において、仕切部５３は、図２および図３に示す形態と同様に板状に形成されていてもよく、この場合、多孔板や網目状部材として構成されていてもよい。また、図８において、仕切部５３は、図４および図５に示すように、二次流れを抑制する態様で供給口５１ａに向けて窄まって形成されている。

ところで、図６〜図８に示す多方向吸込ケーシング５のように、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成する場合、各仕切部５３は、形成する旋回流を羽根車４の回転方向ＣＤに合わせて配置されることが好ましい。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるとともに、羽根車４の回転方向ＣＤに合わせて案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

また、図６〜図８に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して着脱可能に設けられている。具体的に、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して、嵌め込みやネジなどによって着脱可能に設けることができる。この多方向吸込ケーシング５によれば、仕切部５３を吸込ケーシング本体５１と別部品とすることができ、製造を容易にすることが可能になる。しかも、この多方向吸込ケーシング５によれば、必要に応じて他の構成の仕切部５３に変更することが可能になる。

［実施の形態４］
図９および図１０は、本実施の形態に係る多方向吸込ケーシングの他の例であって図１におけるＡ−Ａ矢視図である。本実施の形態において、上述した実施の形態１と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。なお、図９および図１０では、吸込管５２が２つ設けられた形態を示しているが、例えば、図３に例示するように、吸込管５２は３つ以上設けられていてもよい。

図９および図１０に示す多方向吸込ケーシング５では、各吸込管５２は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）に対して自身の管の中心５２ａを外すように、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）から供給口５１ａの径方向に所定間隔を空けて自身の管の中心５２ａを配置して吸込ケーシング本体５１に接続されている。

そして、図９に示す多方向吸込ケーシング５は、各仕切部５３が、各吸込管５２が吸込ケーシング本体５１に接続される間で、吸込ケーシング本体５１内の外周壁側から供給口５１ａ側に向けて延在してそれぞれ配置されている。

図９に示すように、各吸込管５２が、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）に対して自身の管の中心５２ａを外すように、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）から供給口５１ａの径方向に所定間隔を空けて自身の管の中心５２ａを配置して吸込ケーシング本体５１に接続されていることにより、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流が形成され易い構成となる。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

さらに、図９に示す多方向吸込ケーシング５は、各仕切部５３が、供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各吸込管５２の間の中央に対して供給口５１ａの周方向に位相がずれて配置され、かつ供給口５１ａの周方向に同方向で湾曲する湾曲面を有して形成されている。このように、仕切部５３により供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成するようにすれば、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図９に示すように、各仕切部５３は、供給口５１ａの中心（軸Ｃ）を基準として対称に設けられていることが好ましい。この多方向吸込ケーシング５によれば、各方向からの流体が、供給口５１ａ側に向けて均等に案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

なお、図９において、仕切部５３は、図２および図３に示す形態と同様に板状に形成されていてもよく、この場合、多孔板や網目状部材として構成されていてもよい。また、図９において、仕切部５３は、図４および図５に示すように、二次流れを抑制する態様で供給口５１ａに向けて窄まって形成されている。

なお、図９に示す多方向吸込ケーシング５では、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して着脱可能に設けられている。具体的に、各仕切部５３は、吸込ケーシング本体５１に対して、嵌め込みやネジなどによって着脱可能に設けることができる。この多方向吸込ケーシング５によれば、仕切部５３を吸込ケーシング本体５１と別部品とすることができ、製造を容易にすることが可能になる。しかも、この多方向吸込ケーシング５によれば、必要に応じて他の構成の仕切部５３に変更することが可能になる。

また、図１０に示す多方向吸込ケーシング５は、図９における各仕切部５３の湾曲面を、吸込ケーシング本体５１の外周壁で形成したものである。このように構成することで、製造を容易にすることが可能になる。

ところで、図９および図１０に示す多方向吸込ケーシング５のように、各吸込管５２の配置により供給口５１ａの周方向に沿う旋回流を形成する場合、各吸込管５２は、形成する旋回流を羽根車４の回転方向ＣＤに合わせて配置されることが好ましい。この結果、各方向からの流体が、供給口５１ａの周方向に沿って案内されるとともに、羽根車４の回転方向ＣＤに合わせて案内されるため、多方向から吸い込まれる流体の圧力損失をより低減することが可能になる。

上述した各実施の形態の多方向吸込ケーシング５は、上述したように羽根車４が回転軸３に沿って複数段配置され、回転軸３に沿って各段の羽根車４により段階的に流体を圧縮する構成である遠心式流体機械１において適用されることが望ましい。すなわち、上述した遠心式流体機械１に各実施の形態の多方向吸込ケーシング５を適用することで、段階的に流体を圧縮する際の圧力損失を低減し、遠心式流体機械１の圧縮性能を向上することが可能である。

１ 遠心式流体機械
２ ケーシング
２Ａ 吸入通路
２Ｂ 排出通路
２Ｃ 排出通路
３ 回転軸
４ 羽根車
４１ 前シュラウド
４２ 後シュラウド
４３ 羽根
４４Ａ，４４Ｂ 吸入口
４５ 吐出口
４Ａ 第一段羽根車
４Ｂ 第二段羽根車
５ 多方向吸込ケーシング
５１ 吸込ケーシング本体
５１ａ 供給口
５２ 吸込管
５３ 仕切部
Ｃ 軸
ＣＤ 回転方向

Claims (12)

1. 羽根車が回転軸に沿って複数段配置され、前記回転軸に沿って各段の前記羽根車により段階的に流体を圧縮し前記回転軸の延在方向で隣接する各前記羽根車が前記回転軸の延在方向において相反する方向に向けて配置され２段目以降の前記羽根車に対して流体を供給する遠心式流体機械の多方向吸込ケーシングであって、
   前記羽根車の回転の中央に設けられた吸入口に対向配置された供給口を有する中空形状の吸込ケーシング本体と、前記羽根車の前記回転軸に交差する多方向から前記吸込ケーシング本体にそれぞれ接続され、かつ前記供給口の中心を基準として等間隔に配置される多数の吸込管とを備え、
   各前記吸込管が前記吸込ケーシング本体に接続される間で、前記吸込ケーシング本体内の外周壁側から前記供給口側に向けて延在する仕切部をそれぞれ配置し、
   各前記仕切部は、前記供給口に向けて窄まって形成され、かつ前記羽根車の回転軸に沿う方向において前記供給口に向けて断面積が漸次減少して形成されることを特徴とする多方向吸込ケーシング。
2. 各前記仕切部は、前記供給口の中心を基準として対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多方向吸込ケーシング。
3. 各前記仕切部は、各前記吸込管が前記吸込ケーシング本体に接続される中央位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載の多方向吸込ケーシング。
4. 各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央に対して前記供給口の周方向に位相がずれて配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の多方向吸込ケーシング。
5. 各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央の位置で前記供給口の周方向に同方向で傾斜する傾斜面を有して形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の多方向吸込ケーシング。
6. 各前記仕切部は、前記傾斜面が前記羽根車の回転方向に沿わせて配置され、形成する旋回流を前記羽根車の回転方向に合わせることを特徴とする請求項５に記載の多方向吸込ケーシング。
7. 各前記仕切部は、前記供給口の周方向に沿う旋回流を形成する態様で、各前記吸込管の間の中央に対して前記供給口の周方向に位相がずれて配置され、かつ前記供給口の周方向に同方向で湾曲する湾曲面を有して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の多方向吸込ケーシング。
8. 各前記仕切部は、前記湾曲面が前記羽根車の回転方向に沿わせて配置され、形成する旋回流を前記羽根車の回転方向に合わせることを特徴とする請求項７に記載の多方向吸込ケーシング。
9. 各前記仕切部は、前記吸込ケーシング本体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の多方向吸込ケーシング。
10. 各前記吸込管は、前記供給口の中心に対して自身の管の中心を外して前記吸込ケーシング本体に接続されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の多方向吸込ケーシング。
11. 前記羽根車が前記回転軸に沿って複数段配置され、前記回転軸に沿って各段の羽根車により段階的に流体を圧縮する構成において、２段目以降の前記羽根車に対して流体を供給する態様で、前記吸込ケーシング本体と、各前記吸込管と、各前記仕切部とを備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の多方向吸込ケーシング。
12. 前記羽根車が前記回転軸に沿って複数段配置され、前記回転軸に沿って各段の羽根車により段階的に流体を圧縮し前記回転軸の延在方向で隣接する各前記羽根車が前記回転軸の延在方向において相反する方向に向けて配置された遠心式流体機械において、
    ２段目以降の前記羽根車に対して流体を供給する態様で、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の多方向吸込ケーシングが適用されることを特徴とする遠心式流体機械。

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