JP6071644B2 - 多段遠心式流体機械 - Google Patents
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さらに、多段遠心式流体機械では、設置スペースの関係から段間が非常に狭くなっている。従って、上記漏れ流れは、回転の軸方向に向かって流出した後に、羽根車の入口側においてケーシングに形成された流入流路内の主流に対して直交するように直接吹き出されるようになっている。従って、このような流入流路への漏れ流れの直接吹き出しによって、流入流路内の主流を乱してしまうことを抑制する必要がある。
即ち、本発明に係る多段遠心式流体機械は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸と一体に回転することで、前記軸線方向から入口に流入する流体を径方向外側に向かって出口から流出させる複数段の羽根車と、前記回転軸及び前記複数段の羽根車を覆い、各々の該羽根車に流入する前記流体が流通する流入流路を画成するケーシングと、各前記羽根車のカバーと前記ケーシングとの間に形成された漏れ流路の出口である前記流入流路との接続箇所に、前記ケーシング側から前記カバー側に張り出すように設けられ、前記漏れ流路内を前記軸線方向に沿って流れる前記流体が衝突して、該流体を前記軸線に直交する前記径方向に案内する段差部と、を備え、前記段差部には、前記軸線方向、又は、前記軸線の径方向に延びる穴部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る多段遠心式流体機械は、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸と一体に回転することで、前記軸線方向から入口に流入する流体を径方向外側に向かって出口から流出させる複数段の羽根車と、前記回転軸及び前記複数段の羽根車を覆い、各々の該羽根車に流入する前記流体が流通する流入流路を画成するケーシングと、各前記羽根車のカバーと前記ケーシングとの間に形成された漏れ流路の出口である前記流入流路との接続箇所に、前記ケーシング側から前記カバー側に張り出すように設けられ、前記漏れ流路内を前記軸線方向に沿って流れる前記流体が衝突して、該流体を前記軸線に直交する前記径方向に案内する段差部と、を備え、前記段差部には、多孔質体よりなる多孔質部が設けられていることを特徴とする。
また、穴部が設けられていることによって、穴部を漏れ流路からの流体である漏れ流れが通過することで穴部の内周面によって漏れ流路からの流体である漏れ流れの旋回成分を取り除くことができる。さらに、穴部を通過する際に流体は穴部からの抵抗力を受けて軸線方向の速度成分を低減可能となるため、流入流路内の主流を乱してしまうことを抑制でき、漏れ流れが主流に及ぼす影響を低減して性能向上が可能となる。
さらに、多孔質部が設けられていることによって、多孔質部の内部へ漏れ流路からの流体である漏れ流れが流入することで、漏れ流れの旋回成分を取り除くとともに抵抗力を付与可能である。従って、漏れ流れの軸線方向の速度成分を低減可能となるため、流入流路内の主流を乱してしまうことを抑制でき、漏れ流れが主流に及ぼす影響を低減して性能向上が可能となる。
以下、本発明の第一実施形態に係る多段遠心ポンプ(多段遠心式流体機械)1について説明する。
図1に示すように、多段遠心ポンプ1は、例えば給水ポンプであり、外部ケーシング2と、外部ケーシング2の内部に配置されている内部ケーシング(ケーシング)3と、内部ケーシング3を貫通するように配置された軸線Oを中心に延在する回転軸4と、キーを介して回転軸4に一体回転可能に固定された両吸込インペラ5及び複数段のインペラ(羽根車)6とを主に備えている。
また、両吸込インペラ5の吐出側が図示しない給水経路を介して軸線O方向の他方側の端部に設けられた最前段のインペラ6の吸入側に接続され、各々のインペラ6の吐出側は隣接するインペラ6の吸入側に流路7を介して接続されている。また、軸線O方向の一方側の端部に設けられた最後段のインペラ6の吐出側は吐出口9に接続されている。このようにして、吸込口8と吐出口9とはインペラ6及び流路7を介して連通し、流体Wが段階的に昇圧されるように形成されている。
図2に示すように、多段遠心ポンプ1は、漏れ流路の出口である間隙Sと吸込流路22との接続箇所において、内部ケーシング3に取り付けられたライナリング30をさらに備えている。
次に、本発明の第二実施形態に係る多段遠心ポンプ1Aについて説明する。
なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング40が第一実施形態とは異なっている。
なお、段差部42は、不図示のボルト等によって、この環状凹部43に固定されてもよい。
次に、本発明の第三実施形態に係る多段遠心ポンプ1Bについて説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング50が第一実施形態及び第二実施形態とは異なっている。
また、このライナリング50の段差部52には、軸線O方向の一方側(図4(a)の紙面に向かって右側)を向く面から軸線O方向の他方側に向かって、中途位置まで凹むように溝部53が形成されている。
次に、本発明の第四実施形態に係る多段遠心ポンプ1Cについて説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング60が第一実施形態から第三実施形態とは異なっている。
また、このライナリング60の段差部62には、軸線O方向の一方側と他方側とを連通するように、軸線O方向に段差部62を貫通する穴部63が形成されている。
次に、本発明の第四実施形態に係る多段遠心ポンプ1Dについて説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング70が第一実施形態から第四実施形態とは異なっている。
よって、漏れ流れW1が流路7内の主流W0に合流した際に、この主流W0を乱してしまうことを抑制でき、さらなる性能向上が可能となる。
次に、本発明の第六実施形態に係る多段遠心ポンプ1Eについて説明する。
なお、第一実施形態から第五実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング80が第一実施形態から第五実施形態とは異なっている。
なお、多孔質部83は、段差部82全体に設けられていなくともよく、段差部82の一部のみが多孔質体よりなっていてもよい。
次に、本発明の第七実施形態に係る多段遠心ポンプ1Fについて説明する。
なお、第一実施形態から第六実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング90が第一実施形態から第六実施形態とは異なっている。
ここで本実施形態では、ハニカム構造部93は、環状部91における軸線O方向の他方側の一部にも設けられているが、このハニカム構造部93は、段差部92のみに設けられていてもよい。
よって、漏れ流れW1が流路7内の主流W0に合流した際に、この主流W0を乱してしまうことを抑制でき、さらなる性能向上が可能となる。
次に、本発明の第八実施形態に係る多段遠心ポンプ1Gについて説明する。
なお、第一実施形態から第七実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、ライナリング100が第一実施形態から第七実施形態とは異なっている。
なお、ハニカム構造部103は、段差部102および環状部101の径方向全体に設けられていなくともよく、段差部102および環状部101の径方向内側寄りの部分のみがハニカムよりなっていてもよい。
従って、このように跳ね返された漏れ流れF1は、流路7内の主流W0に合流し、この際、この主流W0を乱してしまうことを抑制でき、さらなる性能向上が可能となる。
例えば、本実施形態では多段遠心ポンプについて説明を行ったが、多段遠心圧縮機にライナリング30(40、50、60、70、80、90、100)を適用してもよい。
Claims (5)
- 軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸と一体に回転することで、前記軸線方向から入口に流入する流体を径方向外側に向かって出口から流出させる複数段の羽根車と、
前記回転軸及び前記複数段の羽根車を覆い、各々の該羽根車に流入する前記流体が流通する流入流路を画成するケーシングと、
各前記羽根車のカバーと前記ケーシングとの間に形成された漏れ流路の出口である前記流入流路との接続箇所に、前記ケーシング側から前記カバー側に張り出すように設けられ、前記漏れ流路内を前記軸線方向に沿って流れる前記流体が衝突して、該流体を前記軸線に直交する前記径方向に案内する段差部と、
を備え、
前記段差部には、前記軸線方向、又は、前記軸線の径方向に延びる穴部が形成されていることを特徴とする多段遠心式流体機械。 - 軸線回りに回転する回転軸と、
該回転軸と一体に回転することで、前記軸線方向から入口に流入する流体を径方向外側に向かって出口から流出させる複数段の羽根車と、
前記回転軸及び前記複数段の羽根車を覆い、各々の該羽根車に流入する前記流体が流通する流入流路を画成するケーシングと、
各前記羽根車のカバーと前記ケーシングとの間に形成された漏れ流路の出口である前記流入流路との接続箇所に、前記ケーシング側から前記カバー側に張り出すように設けられ、前記漏れ流路内を前記軸線方向に沿って流れる前記流体が衝突して、該流体を前記軸線に直交する前記径方向に案内する段差部と、
を備え、
前記段差部には、多孔質体よりなる多孔質部が設けられていることを特徴とする多段遠心式流体機械。 - 前記流入流路に、上流側から流通する前記流体の旋回成分を除去するリターンベーンが設けられ、
前記段差部は、前記リターンベーンと前記漏れ流路との間に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の多段遠心式流体機械。 - 前記段差部に、前記流体が衝突する側から前記軸線方向に凹むとともに、前記軸線を中心として放射状に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の多段遠心式流体機械。
- 前記軸線を中心とする環状をなして前記漏れ流路の出口で前記ケーシングに取り付けられたライナリングを備え、
前記段差部は前記ライナリングに設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の多段遠心式流体機械。
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