JP7240130B2 - impeller used in pump - Google Patents
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本発明は、液体を移送するためのポンプに使用される羽根車に関する。 The present invention relates to impellers used in pumps for transferring liquids.
一般的に、ポンプに使用される羽根車は、側板(表側シュラウドともいう)を持たないセミオープン形の羽根車か、または側板を持たず、主板(裏側シュラウドともいう)を小さくしたフルオープン形の羽根車である。しかし、これらのタイプの羽根車は組立性が悪く、ポンプ性能も低い。そこで、ポンプ性能が比較的良いリバースオープン形の羽根車がポンプに使用されることがある。リバースオープン形の羽根車は、主板を持たず、翼が側板に固定された羽根車である。 In general, impellers used in pumps are semi-open impellers that do not have side plates (also called front shrouds), or full-open impellers that do not have side plates and have a smaller main plate (also called back shrouds). is the impeller of However, these types of impellers are difficult to assemble and have poor pump performance. Therefore, a reverse-open impeller with relatively good pump performance is sometimes used for the pump. A reverse-open impeller is an impeller that does not have a main plate and has blades fixed to side plates.
しかしながら、このタイプの羽根車には、モータに向かう大きなスラスト力が作用するため、ポンプは、ラジアル力のみならずスラスト力を受けることができる許容荷重が大きい軸受を備える必要がある。例えばアンギュラ玉軸受の場合は、一般に高価であり、しかも、両方向のスラスト力を受けるために少なくとも2つのアンギュラ玉軸受を互いに逆向きに配置する必要がある。このため、ポンプ全体のコストが上昇するのみならず、堅牢な軸受システムを構築するためにポンプ自体が大きくなる。さらに、軸受を冷却するための装置が必要となり、ポンプのコストが上昇する。 However, since this type of impeller is subjected to a large thrust force directed toward the motor, the pump must be provided with a bearing having a large allowable load capable of receiving not only the radial force but also the thrust force. For example, angular contact ball bearings are generally expensive and require at least two opposite angular contact ball bearings to receive thrust forces in both directions. This not only increases the cost of the overall pump, but also makes the pump itself bulky in order to build a robust bearing system. Furthermore, a device is required to cool the bearings, increasing the cost of the pump.
そこで、本発明は、スラスト力を低減させることができる羽根車を提供する。 Accordingly, the present invention provides an impeller capable of reducing thrust force.
一態様では、ポンプに使用される二重星型羽根車であって、複数の翼と、前記ポンプの回転軸が嵌合する孔が形成された星型の主板と、流体入口を有する星型の側板を備え、前記主板の外径は、前記側板の外径よりも小さく、前記主板は、前記複数の翼にそれぞれ接する複数の突出部を備えており、前記突出部は、前記二重星型羽根車の半径方向において外側に突出した形状を有しており、前記複数の突出部は互いに隣接している、二重星型羽根車が提供される。
一態様では、前記側板の外面の面積は、前記主板の外面の面積よりも大きい。
一態様では、前記側板は、前記複数の翼の間に位置する複数の窪み部を有しており、前記窪み部は、前記二重星型羽根車の半径方向において内側に窪んだ形状を有している。
一態様では、前記二重星型羽根車は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。
In one aspect, there is provided a double star impeller used in a pump, comprising a plurality of blades, a star-shaped main plate having a hole in which a rotating shaft of the pump is fitted, and a star-shaped fluid inlet. the outer diameter of the main plate is smaller than the outer diameter of the side plate, the main plate includes a plurality of protrusions that contact the plurality of blades, respectively, and the protrusions are provided in the double A double star impeller is provided having a shape projecting outward in the radial direction of the star impeller, wherein the plurality of projections are adjacent to each other.
In one aspect, the area of the outer surface of the side plate is larger than the area of the outer surface of the main plate.
In one aspect, the side plate has a plurality of recesses located between the plurality of blades, and the recesses have a shape that is recessed inward in the radial direction of the double star impeller. are doing .
In one aspect, the double star impeller is a centrifugal impeller without balance holes.
一態様では、ポンプに使用される一重星型羽根車であって、複数の翼と、前記ポンプの回転軸が嵌合する孔が形成された円形の主板と、流体入口を有する星型の側板を備え、前記主板の外径は、前記側板の外径よりも小さい、一重星型羽根車が提供される。
一態様では、前記側板の外面の面積は、前記主板の外面の面積よりも大きい。
一態様では、前記側板は、前記複数の翼の間に位置する複数の窪み部を有しており、前記窪み部は、前記一重星型羽根車の半径方向において内側に窪んだ形状を有している。
一態様では、前記一重星型羽根車は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。
In one aspect, a single star-shaped impeller used in a pump, comprising a plurality of blades, a circular main plate formed with a hole into which the rotating shaft of the pump is fitted, and a star-shaped side plate having a fluid inlet. wherein the outer diameter of the main plate is smaller than the outer diameter of the side plate.
In one aspect, the area of the outer surface of the side plate is larger than the area of the outer surface of the main plate.
In one aspect, the side plate has a plurality of recesses located between the plurality of blades, and the recesses have a shape that is recessed inward in the radial direction of the single star impeller. ing.
In one aspect, the single star impeller is a centrifugal impeller without balance holes.
一態様では、ポンプに使用される円形羽根車であって、複数の翼と、前記ポンプの回転軸が嵌合する孔が形成された円形の主板と、流体入口を有する円形の側板を備え、前記複数の翼は、前記主板の外周縁から半径方向外側に突出しており、前記主板の外径は、前記側板の外径よりも小さく、前記側板の外面の面積は、前記主板の外面の面積よりも大きい、円形羽根車が提供される。
一態様では、前記円形羽根車は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。
In one aspect, a circular impeller used in a pump, comprising a plurality of blades, a circular main plate having a hole for fitting the rotating shaft of the pump, and a circular side plate having a fluid inlet, The plurality of blades protrude radially outward from the outer peripheral edge of the main plate, the outer diameter of the main plate is smaller than the outer diameter of the side plate, and the area of the outer surface of the side plate is equal to the outer surface area of the main plate. A circular impeller is provided that is larger than the area .
In one aspect, the circular impeller is a centrifugal impeller without balance holes.
本発明によれば、主板の直径が側板の直径よりも小さいので、液体が側板を主板に向かって押す力と、液体が主板を側板に向かって押す力の差が小さくなる。結果として、羽根車から軸受に伝わるスラスト力を低減することができる。また、本発明によれば、バランスホールを羽根車に設けることが不要であり、ポンプ効率の低下を防止することができる。 According to the present invention, since the diameter of the main plate is smaller than the diameter of the side plate, the difference between the force with which the liquid pushes the side plate toward the main plate and the force with which the liquid pushes the main plate toward the side plate becomes small. As a result, the thrust force transmitted from the impeller to the bearing can be reduced. Moreover, according to the present invention, it is not necessary to provide a balance hole in the impeller, and a decrease in pump efficiency can be prevented.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、ポンプ1、ポンプ2、およびポンプ3を含むポンプ群100の一実施形態を示す模式図である。これら3つのポンプ1,2,3は、3つの異なるタイプの羽根車をそれぞれ備え、異なる比速度を有する。より具体的には、ポンプ1の比速度は、ポンプ2の比速度よりも高く、ポンプ2の比速度は、ポンプ3の比速度よりも高い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of a
ポンプ群100に含まれる各ポンプ1,2,3は、液体を移送する用途に使用される。ユーザーは、必要とする比速度に基づいて、3つのポンプ1,2,3から最適な1台を選択することができる。本実施形態では、ポンプ群100は、比速度が互いに異なる3つのポンプ1,2,3を含むが、ポンプ群100は、これら3つのポンプ1,2,3のうちのいずれか2つのみを含んでもよいし、または上記3つのポンプ1,2,3に加えて、比速度が異なる1つ以上のポンプをさらに含んでもよい。
Each
図2は、ポンプ1を示す断面図である。本実施形態のポンプ1は、単段の渦巻きポンプである。このポンプ1は、円形羽根車10と、円形羽根車10が収容されたポンプケーシング11と、円形羽根車10が固定された回転軸12と、回転軸12を支持する2つの軸受15を備えている。2つの軸受15は、ポンプケーシング11に固定された軸受ハウジング16に保持されている。2つの軸受15は、回転軸12に沿って互いに離れて配置されている。各軸受15は、玉軸受から構成されている。円形羽根車10の裏側には、軸封装置としてのメカニカルシール17が配置されている。このメカニカルシール17は、回転軸12の自由な回転を許容しつつ、回転軸12とポンプケーシング11との間の隙間を封止する機能を有する。
FIG. 2 is a sectional view showing the
ポンプケーシング11は、円形羽根車10に連通する吸込み口11Aと、円形羽根車10を囲むボリュート室11Cと、ボリュート室11Cに接続された吐出し口11Bを有している。回転軸12の一端は円形羽根車10に固定されており、円形羽根車10と回転軸12は一体に回転可能となっている。回転軸12の他端は、図示しない原動機(例えば電動機)に連結されている。原動機によって円形羽根車10および回転軸12が回転されると、液体は吸込み口11Aを通じて円形羽根車10に吸い込まれる。液体には、回転する円形羽根車10によって速度エネルギーが与えられ、液体がボリュート室11Cを流れるときに速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は吐出し口11Bから吐出される。
The
図3は、図2に示す円形羽根車10を吸込み側から見た図であり、図4は、図2に示す円形羽根車10を吐出し側から見た図である。円形羽根車10は、複数の翼21と、回転軸12が嵌合する孔22が形成された円形の主板24と、流体入口25を有する円形の側板27を備えている。複数の翼21は、孔22の周囲(すなわち、回転軸12の周囲)に等間隔で配列されている。複数の翼21は、側板27と主板24との間に配置されており、かつ側板27と主板24の両方に固定されている。
3 is a view of the
図2および図3から分かるように、円形羽根車10は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。よって、円形羽根車10は、ポンプ効率を向上させることができる。さらに、円形羽根車10は、バランスホールを持たないので、粒子を含むスラリーの移送に適している。もし、円形羽根車10がバランスホールを有していると、スラリーがバランスホールを通過するときにバランスホールが摩耗して、バランスホールが徐々に拡大し、ポンプ効率が低下してしまう。また、スラリーは、バランスホールを閉塞することもあり、この場合は、スラスト力が増加し、軸受15がダメージを受けてしまう。円形羽根車10は、バランスホールを持たないので、このような問題が生じない。よって、バランスホールを持たない円形羽根車10を備えたポンプ1は、スラリーポンプとして好適に使用することができる。
2 and 3, the
主板24の外径は、側板27の外径よりも小さく、主板24の外面24aの面積は、側板27の外面27aの面積よりも小さい。複数の翼21の最外端21aは、側板27の外周縁27b上にある。主板24の外周縁24bは、側板27の外周縁27bおよび複数の翼21の最外端21aよりも半径方向において内側に位置している。すなわち、図4に示すように、翼21は、主板24の外周縁24bから半径方向外側に突出している。
The outer diameter of the
円形羽根車10を備えたポンプ1が液体を移送しているとき、円形羽根車10の側板27の外面27aおよび主板24の外面24aには、液体の圧力が加わる。主板24の外面24aの面積は、側板27の外面27aの面積よりも小さいので、円形羽根車10の全体を、側板27から主板24に向かう方向に押すスラスト力が発生する。このスラスト力は、図2に示す回転軸12を伝って軸受15によって受けられる。
When the
円形羽根車10から軸受15に伝わるスラスト力は、側板27の外面27aの面積と、主板24の外面24aの面積との比に依存して変わりうる。上記スラスト力が軸受15の許容荷重限度未満となるように、側板27の外面27aの面積と、主板24の外面24aの面積との比が予め定められている。言い換えれば、側板27の外面27aの面積と、主板24の外面24aの面積との比は、円形羽根車10から軸受15に伝わるスラスト力が、軸受15の許容荷重限度未満となる比である。このような形状を持つ円形羽根車10は、軸受15に加わるスラスト力を低減させ、ポンプ1での許容荷重の大きい軸受の使用を不要とすることができる。
The thrust force transmitted from the
図5は、ポンプ2を示す断面図である。本実施形態のポンプ2は、単段の渦巻きポンプである。このポンプ2は、一重星型羽根車30と、一重星型羽根車30が収容されたポンプケーシング31と、一重星型羽根車30が固定された回転軸32と、回転軸32を支持する2つの軸受35を備えている。2つの軸受35は、ポンプケーシング31に固定された軸受ハウジング36に保持されている。2つの軸受35は、回転軸32に沿って互いに離れて配置されている。各軸受35は、玉軸受から構成されている。一重星型羽根車30の裏側には、軸封装置としてのメカニカルシール37が配置されている。このメカニカルシール37は、回転軸32の自由な回転を許容しつつ、回転軸32とポンプケーシング31との間の隙間を封止する機能を有する。
FIG. 5 is a sectional view showing the
ポンプケーシング31は、一重星型羽根車30に連通する吸込み口31Aと、一重星型羽根車30を囲むボリュート室31Cと、ボリュート室31Cに接続された吐出し口31Bを有している。回転軸32の一端は一重星型羽根車30に固定されており、一重星型羽根車30と回転軸32は一体に回転可能となっている。回転軸32の他端は、図示しない原動機(例えば電動機)に連結されている。原動機によって一重星型羽根車30および回転軸32が回転されると、液体は吸込み口31Aを通じて一重星型羽根車30に吸い込まれる。液体には、回転する一重星型羽根車30によって速度エネルギーが与えられ、液体がボリュート室31Cを流れるときに速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は吐出し口31Bから吐出される。
The
図6は、図5に示す一重星型羽根車30を吸込み側から見た図であり、図7は、図5に示す一重星型羽根車30を吐出し側から見た図である。一重星型羽根車30は、複数の翼41と、回転軸32が嵌合する孔42が形成された円形の主板44と、流体入口45を有する星型の側板47を備えている。複数の翼41は、孔42の周囲(すなわち、回転軸32の周囲)に等間隔で配列されている。複数の翼41は、側板47と主板44との間に配置されており、かつ側板47と主板44の両方に固定されている。図6および図7から分かるように、一重星型羽根車30は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。よって、一重星型羽根車30は、スラリーの移送に適しているのみならず、ポンプ効率を向上させることができる。一重星型羽根車30を備えたポンプ2は、スラリーポンプとして好適に使用することができる。
6 is a view of the
主板44の外径は、側板47の外径よりも小さく、主板44の外面44aの面積は、側板47の外面47aの面積よりも小さい。複数の翼41の最外端41aは、側板47の外周縁47b上にある。主板44の外周縁44bは、側板47の外周縁47bおよび複数の翼41の最外端41aよりも半径方向において内側に位置している。すなわち、図7に示すように、翼41は、主板44の外周縁44bから半径方向外側に突出している。
The outer diameter of the
一重星型羽根車30を備えたポンプ2が液体を移送しているとき、一重星型羽根車30の側板47の外面47aおよび主板44の外面44aには、液体の圧力が加わる。主板44の外面44aの面積は、側板47の外面47aの面積よりも小さいので、一重星型羽根車30の全体を、側板47から主板44に向かう方向に押すスラスト力が発生する。このスラスト力は、図5に示す回転軸32を伝って軸受35によって受けられる。
When the
一重星型羽根車30を備えたポンプ2は、円形羽根車10を備えたポンプ1よりも低い比速度を有する。一般に、吐出し流量が同じ条件下では、比速度が低くなるに従って、羽根車の外径は大きくなる。結果として、羽根車から軸受に伝わるスラスト力は大きくなる。このスラスト力が軸受の許容荷重限度を超えると、軸受が破損してしまう。そこで、一重星型羽根車30は、スラスト力を低減するために、星型の側板47を有している。
図6および図7に示すように、星型の側板47は、複数の翼41の間に位置した複数の窪み部49を有する。各窪み部49は、隣り合う2つの翼41の間に位置しており、一重星型羽根車30の半径方向において内側に窪んだ形状を有している。これらの窪み部49は、側板47の外面47aの面積を小さくするのに寄与する。上述したように、吐出し流量が同じ条件下では、比速度が低くなるに従って、羽根車の外径は大きくなる。よって、本実施形態では、一重星型羽根車30の外径は、円形羽根車10の外径よりも大きいが、側板47の外周縁47bには複数の窪み部49が形成されているので、側板47の外面47aの受圧面積が減り、結果として、一重星型羽根車30から軸受35に伝わるスラスト力を、軸受35の許容荷重限度未満にすることが可能となる。
As shown in FIGS. 6 and 7 , the star-shaped
一重星型羽根車30から軸受35に伝わるスラスト力は、側板47の外面47aの面積と、主板44の外面44aの面積との比に依存して変わりうる。上記スラスト力が軸受35の許容荷重限度未満となるように、側板47の外面47aの面積と、主板44の外面44aの面積との比が予め定められている。言い換えれば、側板47の外面47aの面積と、主板44の外面44aの面積との比は、一重星型羽根車30から軸受35に伝わるスラスト力が、軸受35の許容荷重限度未満となる比である。星型の側板47を持つ一重星型羽根車30は、低い比速度を達成しつつ、軸受35に加わるスラスト力を低減させることができる。
The thrust force transmitted from the
図8は、ポンプ3を示す断面図である。本実施形態のポンプ3は、単段の渦巻きポンプである。このポンプ3は、二重星型羽根車50と、二重星型羽根車50が収容されたポンプケーシング51と、二重星型羽根車50が固定された回転軸52と、回転軸52を支持する2つの軸受55を備えている。2つの軸受55は、ポンプケーシング51に固定された軸受ハウジング56に保持されている。2つの軸受55は、回転軸52に沿って互いに離れて配置されている。各軸受55は、玉軸受から構成されている。二重星型羽根車50の裏側には、軸封装置としてのメカニカルシール57が配置されている。このメカニカルシール57は、回転軸52の自由な回転を許容しつつ、回転軸52とポンプケーシング51との間の隙間を封止する機能を有する。
FIG. 8 is a sectional view showing the
ポンプケーシング51は、二重星型羽根車50に連通する吸込み口51Aと、二重星型羽根車50を囲むボリュート室51Cと、ボリュート室51Cに接続された吐出し口51Bを有している。回転軸52の一端は二重星型羽根車50に固定されており、二重星型羽根車50と回転軸52は一体に回転可能となっている。回転軸52の他端は、図示しない原動機(例えば電動機)に連結されている。原動機によって二重星型羽根車50および回転軸52が回転されると、液体は吸込み口51Aを通じて二重星型羽根車50に吸い込まれる。液体には、回転する二重星型羽根車50によって速度エネルギーが与えられ、液体がボリュート室51Cを流れるときに速度エネルギーは圧力に変換される。昇圧された液体は吐出し口51Bから吐出される。
The
図9は、図8に示す二重星型羽根車50を吸込み側から見た図であり、図10は、図8に示す二重星型羽根車50を吐出し側から見た図である。二重星型羽根車50は、複数の翼61と、回転軸52が嵌合する孔62が形成された星型の主板64と、流体入口65を有する星型の側板67を備えている。複数の翼61は、孔62の周囲(すなわち、回転軸52の周囲)に等間隔で配列されている。複数の翼61は、側板67と主板64との間に配置されており、かつ側板67と主板64の両方に固定されている。図9および図10から分かるように、二重星型羽根車50は、バランスホールを持たない遠心羽根車である。よって、二重星型羽根車50は、スラリーの移送に適しているのみならず、ポンプ効率を向上させることができる。二重星型羽根車50を備えたポンプ3は、スラリーポンプとして好適に使用することができる。
9 is a view of the
主板64の外径は、側板67の外径よりも小さく、主板64の外面64aの面積は、側板67の外面67aの面積よりも小さい。複数の翼61の最外端61aは、側板67の外周縁67b上にある。主板64の外周縁64bは、側板67の外周縁67bおよび複数の翼61の最外端61aよりも半径方向において内側に位置している。すなわち、図10に示すように、翼61は、主板64の外周縁64bから半径方向外側に突出している。
The outer diameter of the
二重星型羽根車50を備えたポンプ3が液体を移送しているとき、二重星型羽根車50の側板67の外面67aおよび主板64の外面64aには、液体の圧力が加わる。主板64の外面64aの面積は、側板67の外面67aの面積よりも小さいので、二重星型羽根車50の全体を、側板67から主板64に向かう方向に押すスラスト力が発生する。このスラスト力は、図8に示す回転軸52を伝って軸受55によって受けられる。
When the
二重星型羽根車50を備えたポンプ3は、一重星型羽根車30を備えたポンプ2よりも低い比速度を有する。上述したように、一般に、吐出し流量が同じ条件下では、比速度が低くなるに従って、羽根車の外径は大きくなる。結果として、羽根車から軸受に伝わるスラスト力は大きくなる。そこで、二重星型羽根車50は、スラスト力を低減するために、星型の側板67と、星型の主板64を有する。
図9および図10に示すように、星型の側板67は、複数の翼61の間に位置した複数の窪み部69を有する。各窪み部69は、隣り合う2つの翼61の間に位置しており、二重星型羽根車50の半径方向において内側に窪んだ形状を有している。これらの窪み部69は、側板67の外面67aの面積を小さくするのに寄与する。つまり、側板67の外周縁67bには複数の窪み部69が形成されているので、側板67の外面67aの受圧面積が減り、結果として、二重星型羽根車50から軸受55に伝わるスラスト力が低下する。しかしながら、側板67の外径自体が大きいために、窪み部69を形成することのみでは、スラスト力を軸受55の許容荷重限度未満にすることは難しい。
As shown in FIGS. 9 and 10 , the star-shaped
そこで、液体が主板64の外面64aを押す力を増加させるために、主板64も、星型を有している。より具体的には、星型の主板64は、複数の翼61にそれぞれ接する複数の突出部71を有する。各突出部71は、二重星型羽根車50の半径方向において外側に突出している。これらの突出部71は、側板67に形成された窪み部69とは異なり、主板64の外面64aの面積を大きくするのに寄与する。つまり、比較的大きな受圧面積を持つ側板67に加わる液体の力の大部分をキャンセルするために、主板64に突出部71を設けて主板64の受圧面積を増加させる。液体が側板67の外面67aを押す力の大部分は、液体が主板64を押す力によってキャンセルされる。結果として、二重星型羽根車50から軸受55に加わるスラスト力を、軸受55の許容荷重限度未満とすることができる。
Therefore, the
二重星型羽根車50から軸受55に伝わるスラスト力は、側板67の外面67aの面積と、主板64の外面64aの面積との比に依存して変わりうる。上記スラスト力が軸受55の許容荷重限度未満となるように、側板67の外面67aの面積と、主板64の外面64aの面積との比が予め定められている。言い換えれば、側板67の外面67aの面積と、主板64の外面64aの面積との比は、二重星型羽根車50から軸受55に伝わるスラスト力が、軸受55の許容荷重限度未満となる比である。星型の側板67および星型の主板64を持つ二重星型羽根車50は、低い比速度を達成しつつ、軸受55に加わるスラスト力を低減させることができる。
The thrust force transmitted from
円形羽根車10を持つポンプ1、一重星型羽根車30を持つポンプ2、および二重星型羽根車50を持つポンプ3を少なくとも備えたポンプ群100は、スラスト力を軸受15,35,55の許容荷重限度未満に収めつつ、広い比速度をカバーすることができる。
A
図11は、吐出し流量が同じ条件下で比較した、円形羽根車10、一重星型羽根車30、および二重星型羽根車50の模式図である。円形羽根車10を持つポンプ1の比速度は、一重星型羽根車30を持つポンプ2の比速度よりも高く、一重星型羽根車30を持つポンプ2の比速度は、二重星型羽根車50を持つポンプ3比速度よりも高い。図11から分かるように、吐出し流量が同じ条件下では、比速度が低くなるに従って羽根車の外径は大きくなっている。
FIG. 11 is a schematic diagram of a
円形羽根車10の側板27および主板24には液体から力F1および力F2がそれぞれ加わる(F1>F2)。力F1と力F2の差Δ1は、円形羽根車10を軸方向に押すスラスト力に相当する。一重星型羽根車30の側板47および主板44には液体から力F3および力F4がそれぞれ加わる(F3>F4)。力F3と力F4の差Δ2は、一重星型羽根車30を軸方向に押すスラスト力に相当する。二重星型羽根車50の側板67および主板64には液体から力F5および力F6がそれぞれ加わる(F5>F6)。力F5と力F6の差Δ3は、二重星型羽根車50を軸方向に押すスラスト力に相当する。
A force F1 and a force F2 are respectively applied from the liquid to the
スラスト力Δ1,Δ2,Δ3は、軸受15,35,55によってそれぞれ受けられる。スラスト力Δ1,Δ2,Δ3のいずれも、軸受15,35,55の許容荷重限度未満である。言い換えれば、スラスト力Δ1,Δ2,Δ3が軸受15,35,55の許容荷重限度未満となるように、円形羽根車10の側板27および主板24、一重星型羽根車30の側板47および主板44、二重星型羽根車50の側板67および主板64の形状および大きさが決定される。
Thrust forces Δ1, Δ2, Δ3 are received by
図12は、円形羽根車10、一重星型羽根車30、および二重星型羽根車50をそれぞれ有する3つのポンプ1,2,3の比速度と、各ポンプ1,2,3の軸受15,35,55に加わるスラスト力との関係を説明するグラフである。円形羽根車10を持つポンプ1の比速度は、第1比速度範囲R1内にあり、一重星型羽根車30を持つポンプ2の比速度は、第1比速度範囲R1よりも低い第2比速度範囲R2内にあり、二重星型羽根車50を持つポンプ3の比速度は、第2比速度範囲R2よりも低い第3比速度範囲R3内にある。
FIG. 12 shows the specific speed of the three
第1比速度範囲R1内では、円形羽根車10を備えたポンプ1が使用される。円形羽根車10は、図3および図4を参照して説明したように、側板27および主板24のいずれもが円形である。円形の側板27および円形の主板24は、ポンプ1が第1比速度範囲R1内の比速度を実現できる大きさを有している。しかしながら、図12のグラフに示すように、比速度が低くなるに従って、スラスト力が増加し、軸受15(図2参照)の許容荷重限度Lを超えてしまう。
Within the first specific speed range R1, a
そこで、スラスト力が軸受15の許容荷重限度Lを超える前に、円形羽根車10を備えたポンプ1から、一重星型羽根車30を備えたポンプ2に切替えられる。一重星型羽根車30は、図6および図7を参照して説明したように、側板47が星型であり、主板44は円形である。星型の側板47および円形の主板44は、ポンプ2が第2比速度範囲R2内の比速度を実現できる大きさおよび形状を有している。しかしながら、図12のグラフに示すように、比速度が低くなるに従って、スラスト力が増加し、軸受35(図3参照)の許容荷重限度Lを超えてしまう。
Therefore, the
そこで、スラスト力が軸受35の許容荷重限度Lを超える前に、一重星型羽根車30を備えたポンプ2から、二重星型羽根車50を備えたポンプ3に切替えられる。二重星型羽根車50は、図9および図10を参照して説明したように、側板67および主板64のいずれもが星型である。星型の側板67および主板64は、ポンプ3が第3比速度範囲R3内の比速度を実現できる大きさおよび形状を有している。
Therefore, the
このように、3つの異なるタイプの羽根車10,30,50を備えたポンプ1,2,3は、スラスト力を所定の許容荷重限度L未満に抑えつつ、第1比速度範囲R1、第2比速度範囲R2、および第3比速度範囲R3の全体をカバーする比速度を実現することができる。ユーザーは、必要とする比速度に基づいて、3つの異なるタイプの羽根車10,30,50を備えた3つのポンプ1,2,3の中から最適な1つを選択することができる。
Thus, the
図13は、第1比速度範囲R1、第2比速度範囲R2、および第3比速度範囲R3を、ポンプ1,2,3の揚程および吐出し流量で表したポンプ選定グラフである。図13に示す、点a、b、cは、同じ吐出し流量を持つ3つのポンプ1,2,3の運転点を示しており、図11に示す円形羽根車10、一重星型羽根車30、二重星型羽根車50にそれぞれ対応する。
FIG. 13 is a pump selection graph showing the first specific speed range R1, the second specific speed range R2, and the third specific speed range R3 by the pump head and discharge flow rate of the
同じ吐出し流量を持つ上述した3つのポンプ1,2,3は、一例であり、揚程および吐出し流量が図13に示す第1比速度範囲R1、第2比速度範囲R2、および第3比速度範囲R3内にある限り、3つの異なるタイプの羽根車10,30,50を備えた3つのポンプは異なる吐出し流量を有してもよい。すなわち、円形羽根車を持つポンプは第1比速度範囲R1内に運転点を持つポンプであり、一重星型羽根車を持つポンプは第2比速度範囲R2内に運転点を持つポンプであり、二重星型羽根車を持つポンプは第3比速度範囲R3内に運転点を持つポンプである。
The three
ユーザーは、必要とする揚程および吐出し流量に基づいて、3つのポンプ1,2,3の中から最適な1つを選択することができる。要求される比速度、すなわち要求される吐出し流量および揚程が、第1比速度範囲R1、第2比速度範囲R2、および第3比速度範囲R3内であれば、スラスト力は軸受15,35,55の許容荷重限度L未満である。よって、安価なポンプをユーザーに提供することができる。
The user can select the optimum one among the three
ユーザーが必要とする比速度は、第1比速度範囲R1および第2比速度範囲R2のみ、または第2比速度範囲R2および第3比速度範囲R3のみでカバーできる場合もありうる。そこで、一実施形態では、ポンプ群100は、円形羽根車10を備えたポンプ1と、一重星型羽根車30を備えたポンプ2のみから構成されてもよい。あるいは、他の実施形態では、ポンプ群100は、一重星型羽根車30を備えたポンプ2と、二重星型羽根車50を備えたポンプ3のみから構成されてもよい。
The specific speed required by the user may be covered only by the first specific speed range R1 and the second specific speed range R2, or by only the second specific speed range R2 and the third specific speed range R3. Therefore, in one embodiment, the
図14は、上述したポンプ群100から1つのポンプを選定して表示するポンプ選定装置81を示す模式図である。このポンプ選定装置81は、入力装置82、処理装置83、記憶装置84、画面表示器85、および印刷機86を備えている。ポンプ選定装置81は、専用のコンピュータ、汎用のコンピュータ、またはタブレット形コンピュータなどから構成される。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a
入力装置82は、キーボードおよびマウスなどを含む。ユーザーは、入力装置82を用いて、必要とする揚程および/または吐出し流量をポンプ選定装置81に入力する。入力された揚程および/または吐出し流量は、記憶装置84に記憶される。処理装置83は、記憶装置84に格納されているプログラムに従って演算を行うCPU(中央処理装置)またはGPU(グラフィックプロセッシングユニット)などを含む。記憶装置84は、処理装置83がアクセス可能な主記憶装置(例えばランダムアクセスメモリ)と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置(例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ)を備えている。
記憶装置84は、その内部に、図13に示すポンプ選定グラフと、図12に示す比速度とスラスト荷重との関係を示すグラフを予め格納している。処理装置83は、ユーザーによって入力された揚程および/または吐出し流量に対応するポンプを選択する。選択されるポンプは、図13に示す第1比速度範囲R1、第2比速度範囲R2、および第3比速度範囲R3のうちの少なくとも1つの中に運転点を持つポンプである。例えば、ユーザーが必要とする揚程および吐出し流量が第1比速度範囲R1にあれば、処理装置83は円形羽根車を備えたポンプを選択する。ユーザーによって入力された情報が揚程のみであった場合は、処理装置83はその揚程に対応する複数のポンプを選択する。
The
処理装置83によって選択されたポンプは、画面表示器85上に表示される。ポンプ選定装置81は、図12に示すグラフ、および図13に示すポンプ選定グラフも画面表示器85上に表示することができる。
The pump selected by
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments are described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiments can be made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in its broadest scope in accordance with the technical spirit defined by the claims.
1,2,3 ポンプ
10 円形羽根車
11 ポンプケーシング
12 回転軸
15 軸受
16 軸受ハウジング
17 メカニカルシール
21 翼
22 孔
24 円形の主板
25 流体入口
27 円形の側板
30 一重星型羽根車
31 ポンプケーシング
32 回転軸
35 軸受
36 軸受ハウジング
37 メカニカルシール
41 翼
42 孔
44 円形の主板
45 流体入口
47 星型の側板
49 窪み部
50 二重星型羽根車
51 ポンプケーシング
52 回転軸
55 軸受
57 メカニカルシール
61 翼
62 孔
64 星型の主板
65 流体入口
67 星型の側板
69 窪み部
71 突出部
81 ポンプ選定装置
82 入力装置
83 処理装置
84 記憶装置
85 画面表示器
86 印刷機
100 ポンプ群
1, 2, 3
Claims (4)
複数の翼と、
前記ポンプの回転軸が嵌合する孔が形成された星型の主板と、
流体入口を有する星型の側板を備え、
前記主板の外径は、前記側板の外径よりも小さく、
前記主板は、前記複数の翼にそれぞれ接する複数の突出部を備えており、前記突出部は、前記二重星型羽根車の半径方向において外側に突出した形状を有しており、
前記複数の突出部は互いに隣接している、二重星型羽根車。 A double star impeller used in a pump, comprising:
a plurality of wings;
a star-shaped main plate having a hole into which the rotating shaft of the pump is fitted;
having a star-shaped side plate with a fluid inlet,
The outer diameter of the main plate is smaller than the outer diameter of the side plate,
The main plate has a plurality of protrusions that are in contact with the plurality of blades, and the protrusions have a shape that protrudes outward in the radial direction of the double star impeller,
A double star impeller, wherein the plurality of protrusions are adjacent to each other.
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