JP6758924B2 - 羽根車 - Google Patents
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- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
- F04D29/242—Geometry, shape
Description
なお、異物通過径とは、羽根間流路を通過することができる異物の最大直径である。異物通過率は、羽根車が備えられるポンプの吐出口径と異物通過径とから導かれる。
なお、以下の説明においては、本発明に係る羽根車が遠心ポンプに備えられる遠心羽根車である場合を例について説明する。
なお、異物通過径とは、羽根間流路22を通過することができる異物の最大直径であり、異物通過率は、羽根車10が備えられる遠心ポンプ1の流出口4の直径と異物通過径とから導かれる。
図4において、横軸は、図2に示すように、羽根11の圧力面及び負圧面のそれぞれからの距離が等しい仮想中心線に沿って前縁部20を0とし後縁部21を1としたときに、該羽根車10の回転軸心Cを中心とする展開角比θ/θ1を表している。縦軸は、各展開角比θ/θ1における羽根の厚みtを羽根の後縁部の厚みtRで除算した値t/tRを表している。
パターンbの羽根車の羽根は、展開角比θ/θ1が0から約0.15までの範囲において一定であり、展開角比θ/θ1が約0.15から0.3までの範囲に変曲点を有し、展開角比θ/θ1が0.3から1.0までの範囲において前縁部20側から後縁部21側にかけて略一定の割合で薄くなっている。そして、前縁部20における厚みは後縁部21の厚みの3.3倍である。
パターンcの羽根車の羽根は、展開角比θ/θ1が0から約0.15までの範囲において一定であり、展開角比θ/θ1が約0.15から0.3までの範囲に変曲点を有し、展開角比θ/θ1が0.3から0.8までの範囲において前縁部20側から後縁部21側にかけて略一定の割合で薄くなっている。そして、前縁部20における厚みは後縁部21の厚みの2.2倍である。
パターンaの羽根車のポンプ効率Δ%は、パターンcに係る羽根車に比べて、1.5ポイント上昇していることがわかる。
パターンbの羽根車のポンプ効率Δ%は、パターンcに係る羽根車に比べて、2.3ポイント上昇していることがわかる。
各羽根車は、同一の羽根車外径、同一の羽根枚数、及び同一のポンプケーシング形状を有し、前縁部の形状のみが異なっている。図2において、横軸は、図1に示す羽根11のハブ13側を0としシュラウド15側を1.0としたときの、前縁部20のハブ13側から他端14側までの幅Wを表している。縦軸は、図1に示す前縁部20のハブ13側からシュラウド15側までの幅位置における半径rを、シュラウド15側の半径roにより除算した値を表している。
パターン2の羽根車の羽根は、前縁部において、ハブ側であるハブ側の半径roがシュラウド側の半径の約0.55倍であり、中間部の半径rmがシュラウド側の半径の約0.65倍であるような滑らかな湾曲形状である。
パターン3の羽根車の羽根は、前縁部において、ハブ側であるハブ側の半径roがシュラウド側の半径の約0.46倍であり、中間部の半径rmがシュラウド側の半径の約0.55倍であるような滑らかな湾曲形状である。
パターン4の羽根車の羽根は、前縁部において、ハブ側であるハブ側の半径roがシュラウド側の半径の約0.36倍であり、中間部の半径rmがシュラウド側の半径の約0.52倍であるような滑らかな湾曲形状である。
パターン2の羽根車の効率は、パターン1に係る羽根車に比べて、1.8ポイント上昇していることがわかる。
パターン3の羽根車の効率は、パターン1に係る羽根車に比べて、3.5ポイント上昇していることがわかる。
パターン4の羽根車の効率は、パターン1に係る羽根車に比べて、3.4ポイント上昇していることがわかる。
10 :羽根車
11 :羽根
13 :ハブ
15 :シュラウド
19 :吸込口
20 :前縁部
21 :後縁部
30 :羽根車
31 :羽根
33 :ハブ
35 :吸込みライナー
39 :吸込口
40 :前縁部
C :回転軸心
r :半径
ri :半径
rm :半径
ro :半径
rs :半径
Claims (5)
- 遠心ポンプ又は斜流ポンプに備えられる羽根車であって、
羽根とハブとシュラウドとを有し、
前記羽根は、該羽根車の回転軸心を挟んで対向する位置に二枚備えられ、
前記羽根の厚みは、前記羽根の前縁部において前記羽根の後縁部の2.8倍以上かつ5倍以下であり、
前記羽根は、前記ハブ側から前記シュラウド側にかけて前記前縁部における半径が徐々に大きくなり、前記前縁部において前記ハブ側から前記シュラウド側にかけて負圧面側に滑らかな凸形状であり、圧力面側に滑らかな凹形状であり、
前記羽根の厚みは、前記羽根の圧力面及び負圧面のそれぞれからの距離が等しい仮想中心線に沿って前記前縁部を0とし前記後縁部を1としたときに、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0から0.15までの範囲において一定であり、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0.15から0.3までの範囲に変曲点を有し、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0.3から0.7までの範囲において前記前縁部側から前記後縁部側にかけて一定に小さくなり、
前記羽根は、前記前縁部において前記シュラウド側が前記ハブ側に対して回転方向前方に位置し、前記後縁部において前記シュラウド側が前記ハブ側に対して回転方向前方に位置する羽根車。 - 遠心ポンプ又は斜流ポンプに備えられる羽根車であって、
羽根とハブとを有し、
前記羽根は、該羽根車の回転軸心を挟んで対向する位置に二枚備えられ、
前記羽根の厚みは、前記羽根の前縁部において前記羽根の後縁部の2.8倍以上かつ5倍以下であり、
前記羽根は、前記ハブ側から前記羽根を挟んで前記ハブと対向するように設けられる吸込みライナー側にかけて前記前縁部における半径が徐々に大きくなり、前記前縁部において前記ハブ側から前記吸込みライナー側にかけて負圧面側に滑らかな凸形状であり、圧力面側に滑らかな凹形状であり、
前記羽根の厚みは、前記羽根の圧力面及び負圧面のそれぞれからの距離が等しい仮想中心線に沿って前記前縁部を0とし前記後縁部を1としたときに、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0から0.15までの範囲において一定であり、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0.15から0.3までの範囲に変曲点を有し、該羽根車の回転軸心を中心とする展開角比が0.3から0.7までの範囲において前記前縁部側から前記後縁部側にかけて一定に小さくなり、
前記羽根は、前記前縁部において前記吸込みライナー側が前記ハブ側に対して回転方向前方に位置し、前記後縁部において前記吸込みライナー側が前記ハブ側に対して回転方向前方に位置する羽根車。 - 前記前縁部の厚みは、該羽根車の吸込口の直径の0.1〜0.3倍である請求項1又は2に記載の羽根車。
- 前記羽根は、前記前縁部において前記シュラウド側又は前記吸込みライナー側の半径が、該羽根車の吸込口の半径と等しい請求項1から3のいずれか一項に記載の羽根車。
- 異物通過径が76mm以上である請求項1から4のいずれか一項に記載の羽根車。
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