JP7234041B2 - インペラ及び遠心ポンプ - Google Patents
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Description
本発明の第一態様に係るインペラは、軸線を中心とした円盤状のディスク、及び前記ディスクにおいて前記軸線の延びる軸線方向の第一側を向く面から前記軸線方向に延び、前記軸線周りの周方向に間隔をあけて配置された複数のブレード、を備え、前記ブレードは、前記軸線を中心とする径方向の内側に配置された第一ブレードと、前記第一ブレードに対して少なくとも一部が前記径方向の外側に配置された第二ブレードと、を有し、前記第一ブレードは、前記径方向の最も内側の第一内側翼端と前記径方向の最も外側の第一外側翼端とを結ぶ仮想線に対し、前記第一内側翼端と前記第一外側翼端との間の第一中間部が前記周方向の第一側に位置するように湾曲して形成され、前記第二ブレードは、前記径方向の最も内側の第二内側翼端と前記径方向の最も外側の第二外側翼端とを結ぶ仮想線に対し、前記第二内側翼端と前記第二外側翼端との間の第二中間部が前記周方向の第二側に窪むように湾曲して形成され、前記第二ブレードは、前記第一ブレードの前記第一外側翼端に対して前記周方向の第二側に配置され、前記第二ブレードは、前記周方向の第一側を向く第二圧力面を有し、前記第二圧力面における前記径方向の最も外側での出口角は、60°以上120°以下とされ、前記第二ブレードは、前記第一外側翼端に対して、前記周方向の第二側に離れて配置され、前記第二ブレードにおいて前記第二内側翼端は、前記軸線方向から見た際に、前記第一外側翼端に対して前記径方向の内側に配置され、回転方向は、前記周方向の第二側から第一側とされている。
図1は、本発明の第一実施形態に係る遠心ポンプの構成を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態の遠心ポンプ10は、主として、ケーシング20と、回転軸30と、インペラ40Aと、を備えている。
なお、上記第一実施形態において、第二ブレード45Aの第二内側翼端451Aは、軸線方向Daから見た際に、径方向Drにおいて、第一ブレード44の第一外側翼端442とほぼ同じ位置に配置するようにした。しかしながら、第一ブレード44に対する第二ブレードの配置は、これに限られるものではない。図4は、本発明の第一実施形態の変形例である第一変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。
図5は、本発明の第一実施形態の変形例である第二変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図5に示すように、インペラ40Dのブレード42Dは、第一ブレード44及び第二ブレード45Aに対し、周方向Dcの第二側Dc2に離間して配置された第三ブレード46をさらに有している。第三ブレード46における径方向Drの最も内側Driの第三内側翼端461は、外縁部413bと内縁部413aとの間に位置している。本変形例の第三内側翼端461は、第二内側翼端451Aの径方向Drの位置とほぼ同じ位置とされている。第三ブレード46における径方向Drの最も外側Droの第三外側翼端462は、外縁部413b上に位置している。
次に、本発明に係るインペラ及び遠心ポンプの第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する第二実施形態においては、上記第一実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。第二実施形態では、第二ブレードの構成が第一実施形態と異なっている。
なお、上記第二実施形態において、第二ブレード45Eの第二内側翼端451Eは、軸線方向Daから見た際に、径方向Drにおいて、第一ブレード44の第一外側翼端442とほぼ同じ位置に配置した。しかしながら、第一ブレード44に対する第二ブレード45Eの配置関係は、これに限られない。図7は、本発明の第二実施形態の変形例である第三変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。
図8は、本発明の第二実施形態の変形例である第四変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図8に示すように、第一ブレード44と第二ブレード45Gとのオーバーラップ量をより大きくしてもよい。
図9は、本発明の第三実施形態に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図9に示すように、本実施形態のインペラ40Hに設けられた各ブレード42Hは、ブレード材47からなる。
なお、上記第三実施形態において、ブレードは、一つの部材で形成されることに限定されるものではない。ブレードは、複数の部材で形成されていてもよい。図10は、本発明の第三実施形態の変形例である第五変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。
図11は、本発明の第三実施形態の変形例である第六変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図11に示すように、本変形例におけるインペラ40Jのブレード42Jは、主ブレード材48と、副ブレード材49Jと、を有している。第六変形例では、副ブレード材49Jが主ブレード材48と離れて配置されている点が、第五変形例と異なっている。
図12は、本発明の第三実施形態の変形例である第七変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図12に示すように、本変形例におけるインペラ40Kのブレード42Kは、主ブレード材48と、副ブレード材49Kと、を有している。第七変形例では、副ブレード材49Kの形状が、第六変形例と異なっている。
図13は、本発明の第一~第三実施形態の変形例である第八変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図13に示すように、ブレードの外周面70に凹部71を形成してもよい。外周面70は、ブレードにおいて、外縁部413bで径方向Drの外側Droを向く面である。凹部71は、外周面70から径方向Drの内側Driに向かって窪んでいる。凹部71が形成されるブレードとしては、例えば、第二変形例における第三ブレード46、第二実施形態における第二ブレード45E、45F、45G、第三実施形態におけるブレード材47、副ブレード材49、49Jが挙げられる。図13では、例えば、第二実施形態における第二ブレード45Eの外周面70に、凹部71を形成する構成とした。この例では、凹部71を、周方向Dcに間隔をあけて複数形成している。
図14は、本発明の第一~第三実施形態の変形例である第九変形例に係るインペラに設けられたブレードを示す図である。図14に示すように、ブレード42A~42B、42D~42Kを構成する、第一ブレード44の第一内側翼端441及び第一外側翼端442、第二ブレード45A~42B、42D~45G、ブレード材47、主ブレード材48、副ブレード材49等において、径方向Drの内側Driや外側Droの端面に、凹凸80を形成するようにしても良い。凹凸80は、例えば、クサビ状(三角形状)の凸部81及び凹部82からなる。凸部81及び凹部82は、径方向Drと直交する軸線方向Daに並んでいる。
20 ケーシング
20a 一端部
20b 他端部
24 内部空間
25 吸込口
26 排出口
27A、27B 支持孔
28A、28B ジャーナル軸受
29 スラスト軸受
30 回転軸
40A~40K インペラ
401 インペラ流路
41 ディスク
412 背面
413 ディスク主面
413a 内縁部
413b 外縁部
42A~42K ブレード
43 カバー
44 第一ブレード
441 第一内側翼端
442 第一外側翼端
443 第一中間部
444 第一圧力面
445 第一負圧面
45A、45B、45D、45E、45F、45G 第二ブレード
451A、451B、451D、451E、451F 第二内側翼端
452、452E 第二外側翼端
453 第二中間部
454、454B、454E、454F、454G 第二圧力面
455、455E 第二負圧面
46 第三ブレード
461 第三内側翼端
462 第三外側翼端
464 第三圧力面
465、465D 第三負圧面
47 ブレード材
471H 第一端
472H 第二端
474 ブレード材圧力面
475 ブレード材負圧面
4741 内周翼面部
4741b 正圧側外周端部
4742 外周翼面部
4743 ブレード材中間部
4751 湾曲翼面部
4751b 負圧側外周端部
48 主ブレード材
481 主ブレード圧力面
482 主ブレード負圧面
483 主ブレード内端部
484 主ブレード外端部
49、49J、49K 副ブレード材
491、491J、491K 副ブレード内端部
492、492J、492K 副ブレード外端部
493、493J、493K 副ブレード圧力面
494 副ブレード接合面
494J 副ブレード対向面
50 ケーシング側流路
51 ディフューザ部
52 リターンベンド部
53 戻り流路
60 流路部
70 外周面
71 凹部
B 気泡
Da 軸線方向
Dad 他方側
Dau 一方側
Dc 周方向
Dc1 第一側
Dc2 第二側
Dr 径方向
Dri 内側
Dro 外側
L 流体
O 軸線
V1、V2、V4、V7、V8、V9、V11 仮想線
d1、d3、d8 接線
d2、d4、d9 延長線
d7 仮想延長線
θ1、θ2、θ3、θ7 出口角
Claims (6)
- 軸線を中心とした円盤状のディスク、及び前記ディスクにおいて前記軸線の延びる軸線方向の第一側を向く面から前記軸線方向に延び、前記軸線周りの周方向に間隔をあけて配置された複数のブレード、を備え、
前記ブレードは、前記軸線を中心とする径方向の内側に配置された第一ブレードと、前記第一ブレードに対して少なくとも一部が前記径方向の外側に配置された第二ブレードと、を有し、
前記第一ブレードは、前記径方向の最も内側の第一内側翼端と前記径方向の最も外側の第一外側翼端とを結ぶ仮想線に対し、前記第一内側翼端と前記第一外側翼端との間の第一中間部が前記周方向の第一側に位置するように湾曲して形成され、
前記第二ブレードは、前記径方向の最も内側の第二内側翼端と前記径方向の最も外側の第二外側翼端とを結ぶ仮想線に対し、前記第二内側翼端と前記第二外側翼端との間の第二中間部が前記周方向の第二側に窪むように湾曲して形成され、
前記第二ブレードは、前記第一ブレードの前記第一外側翼端に対して前記周方向の第二側に配置され、
前記第二ブレードは、前記周方向の第一側を向く第二圧力面を有し、
前記第二圧力面における前記径方向の最も外側での出口角は、60°以上120°以下とされ、
前記第二ブレードは、前記第一外側翼端に対して、前記周方向の第二側に離れて配置され、
前記第二ブレードにおいて前記第二内側翼端は、前記軸線方向から見た際に、前記第一外側翼端に対して前記径方向の内側に配置され、
回転方向は、前記周方向の第二側から第一側とされているインペラ。 - 前記第二ブレードは、前記周方向の第二側を向く第二負圧面を有し、
前記第二負圧面は、前記周方向の第一側に窪むように湾曲して形成されている請求項1に記載のインペラ。 - 前記第二ブレードは、前記第二圧力面が前記周方向の第二側に窪むように湾曲して形成されている請求項1又は2に記載のインペラ。
- 前記ブレードは、前記第二ブレードに対して、前記周方向の第二側に離間して配置された第三ブレードをさらに有し、
前記第三ブレードは、前記周方向の第一側を向く第三圧力面を有し、
前記第三圧力面における前記径方向の最も外側での出口角は、60°以上120°以下とされている請求項1から3の何れか一項に記載のインペラ。 - 前記ブレードは、前記径方向の最も外側で前記径方向の外側を向く面に、前記径方向の内側に向かって窪む凹部を有している請求項1から4の何れか一項に記載のインペラ。
- 請求項1から5の何れか一項に記載のインペラを備え、
前記インペラは、軸線周りで前記周方向の第一側に向かって回転駆動される遠心ポンプ。
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