JPH03253797A - 段付き軸流インデューサ - Google Patents

段付き軸流インデューサ

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JPH03253797A
JPH03253797A JP2049200A JP4920090A JPH03253797A JP H03253797 A JPH03253797 A JP H03253797A JP 2049200 A JP2049200 A JP 2049200A JP 4920090 A JP4920090 A JP 4920090A JP H03253797 A JPH03253797 A JP H03253797A
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インペラの前部に同軸配置してポンプ等の
水力機械に使用する軸流インデューサの改良に関するも
のである。
〔従来の技術〕
従来、ポンプ等の水力機械において、流体の吸込性能を
著しく高めるため、主インペラの前部にインデューサを
設けた構成が知られている。しかし、この種のインデュ
ーサは、高負荷の一種の細流インペラであるため、例え
ば低流量域において、ポンプ吸込配管内に激しい圧力脈
動を発生し、この場合の振動、騒音等によりポンプ運転
が不能となることがある。
そこで、このような圧力脈動を防止する対策が種々提案
されている。例えば、■特許第1139618号(特公
昭57−32758号公報)には、インデューサの上流
側に、開孔の面積をポンプの軸芯側が外側よりも小さく
した複数個の開孔を穿設した絞り板を配置することによ
り、逆流の形成を防ぎ、低流量域で発生ずる騒音や振動
を防止する構成が開示されている。また、■特許第86
9739号(特公昭51−31681号公報)には、イ
ンデューサ出口流れの一部を吸込側に戻すバイパス配管
付きの構造にして、低流量域での運転を回避するように
した構成が開示されている。さらに、■特許第9528
42号(特公昭53−30522号公報)には、インデ
ューサの最先端外周部にスリーブの一端部を固着し、そ
の他端部を内方に折曲して絞部を形成して、振動や騒音
を防止する構成が開示されている。そして、■特開昭5
8−5500号公報には、インデューサ羽根の流体吸込
側入口端部に、流体を羽根の裏側と表側に案内する通路
を設けることにより、流体の吸込性能の向上を図るよう
にした構成が開示されている 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述した従来のインデューサによる振動
や騒音を防止するための改良された構成によれば、それ
ぞれ次のような問題点を有している。すなわち、前記の
項の構成によれば、絞り板の形状、寸法、設定位置等に
ついて製作能率が良くないために、小形の汎用ポンプに
採用する場合には製造コストが増大する難点がある。ま
た、前記■項の構成によれば、バイパスさせる流量、バ
イパス管の開口位置等について、前記と同様の難点があ
る。さらに、前記■項の構成によれば、振動および騒音
に対する防止効果は大きいが、インデューサ先端にスリ
ーブが一体的に固定されて回転するため、スリーブ外周
で動バランスのアンバランス量を除去しなければならな
い難点がある。さらにまた、前記■項の構成によれば、
圧力脈動および騒音の改善効果は、設計流量付近に限ら
れるため、運転範囲の広い汎用ポンプ等では、完全に脈
動や騒音の発生を防止することは困難である。
前述したように、従来のインデューサにおける圧力脈動
並びに騒音の低減対策は、それぞれ寸法や形状の制約が
多く、従って例えば運転範囲の広い汎用ポンプにおいて
は、経済的な面での考慮をして多種、多様な形状や寸法
のインデューサが製作されているが、いずれも満足すべ
きものではなかった。
そこで、本発明の目的は、インデューサとこれを囲繞す
るポンプケーシングの吸込口部とにそれぞれ対応する段
付き加工を施すことにより、簡単な構成で、製作も容易
であり、しかもインデューサの設計流量に関係なく各種
容量のポンプ等に適用しても圧力脈動および騒音の発生
を確実に防止することのできる段付き軸流インデューサ
を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る段付き軸流インデューサは、主インペラを
軸支する回転軸の先端部に多重軸流羽根からなるインデ
ューサを同軸配置し、このインデューサを前記回転軸と
平行に延在するポンプケーシングの円筒状吸込口部に収
納配置し、前記インデューサの多重軸流羽根に流体吸込
側に位置する前部軸流羽根の外径が小さくなるよう段部
を形成すると共に、これと対応して前記円筒状吸込口部
の内周部に内方へ突出する段部を設けることを特徴とす
る。
前記の段付き軸流インデューサにおいて、前部軸流羽根
の外径を後部軸流羽根の外径より比較的小さく構成し、
この前部軸流羽根と対応するポンプケーシングの円筒状
吸込口部の一部に内方へ突出し前部軸流羽根の外縁部に
接近するリング状の段部を設けて後部軸流羽根に対する
絞り部を形成すれば好適である。
また、前記の段付き軸流インデューサにおいて、前部軸
流羽根の外径を後部軸流羽根の外径より比較的小さく構
成し、この前部軸流羽根と対応するポンプケーシングの
円筒状吸込口部の一部に内方へ突出し前部軸流羽根の外
縁部に接近するリング状の段部を設けて後部軸流羽根に
対する第1の絞り部を形成し、さらにインデューサの最
先端部と対応するポンプケーシングの円筒状吸込口部に
設けた段部の一部を内方へ突出させて第2の絞り部を形
成するよう構成することもできる。
〔作用〕
本発明に係る段付き軸流インデューサによれば、インデ
ューサの多重軸流羽根に流体吸込側に位置する前部軸流
羽根の外径が小さくなるよう段部を形成すると共に、こ
れと対応して前記円筒状吸込口部の内周部に内方へ突出
する段部を設けることにより、主インペラ部分に生じる
流体の逆流を、この主インペラと隣接するインデューサ
の後部軸流羽根との間で部分的な逆流を抑制し、さらに
外径の大きな後部軸流羽根の上流側に生ずる流体の逆流
を、前部軸流羽根と前記段部とで形成される絞り部によ
って抑制することができる。また、インデューサの軸流
羽根において、外径が小さく周速の小さい前部軸流羽根
の回転により昇圧された流体は、外径の大きく周速の大
きい後部軸流羽根側へ円滑に圧送され、流体吸込口部に
おいてキャビテーションは発生することなく、従ってキ
ャビテーションに伴って発生する圧力脈動や騒音を確実
に防止することができる。さらに、インデューサの最先
端部に対応するポンプケーシングの円筒状吸込口部に設
けた段部の一部を内方へ突出させて第2の絞り部を設け
ることにより、外径の小さい前部軸流羽根内に生じる流
体の逆流を有効に抑制することができる。従って、この
ようにインデューサの最先端部に対応して絞り部を設け
た場合には、絞り部のない場合に比べて前部軸流羽根の
外径を太き(することが可能となり、ポンプの運転領域
が拡大される。
〔実施例〕
次に、本発明に係る段付き軸流インデューサの実施例に
つき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第1図は、本発明の段付き軸流インデューサの典型的な
一実施例を示す要部断面図である。第1図において、参
照符号10はポンプケーシングを示し、このポンプケー
シング10内には回転軸12軸着した主インペラ14を
配設する。そして、このインペラ14の流体吸込側前部
にインデューサ16を同軸に配置する。この場合、イン
デューサ16の軸流羽根は2重もしくはそれ以上とする
。これに対し、前記インデューサ16を囲繞するポンプ
ケーシング10の流体吸込口部10aは、回転軸12の
軸心と平行な円筒管部として構成する。
しかるに、本発明においては、前記インデューサ16の
多重軸流羽根に対し、前部軸流羽根16aの外径を後部
軸流羽根16bの外径よりも比較的小さく設定し、一方
この前部軸流羽根16aの外径に対応して、ポンプケー
シング10の流体吸込口部10aの内周部に内方へ突出
して前記前部軸流羽根16aの外縁部に接近するリング
状の段部18を固定配置する。このようにして、前記段
部18は前部軸流羽根16+より外径の大きい後部軸流
羽根16bに対し、絞り部を形成する。
前述した実施例から明らかなように、インデューサ16
を囲繞するポンプケーシング10の流体吸込口部10a
の内周部にリング状の段部18を設け、この段部18に
対応し0 てインデューサ16の前部軸流羽根16aの外径を後部
軸流羽根16bの外径よりも小さく設定して、前部軸流
羽根16aを前記段部18に挿通することにより、主イ
ンペラ14部分に生じる流体の逆流を、この主インペラ
14と隣接するインデューサ16の軸流羽根(特に後部
軸流羽根16b)との間で部分的な逆流を抑制し、さら
に外径の大きな後部軸流羽根16bの上流側に生ずる流
体の逆流を、前部軸流羽根16gと前記段部上8とで形
成される絞り部によって抑制することができる。
また、インデューサ16の軸流羽根において、外径が小
さく周速の小さい前部軸流羽根16gの回転により昇圧
された流体は、外径の大きく周速の大きい後部軸流羽根
161+側へ円滑に圧送される。
しかるに、インデューサ16の細流羽根の外径が大きい
場合、吸込条件が厳しい時には、インデューサ16の入
口側外周部には通常激しいキャビテーション流れを発生
するが、本実施例のようにインデューサ16の軸流羽根
の外径に実質的な段差を設けることにより、インデュー
サ16の入口側に対応する前部軸流羽根16aに対し、
外径の大きな後部軸流羽根16bの部分では流体が昇圧
ないし加圧されているため、この後部軸流羽根16bの
周速が増加しても前記のようなキャビテーションは発生
することなく、従ってキャビテーションに伴って発生す
る圧力脈動や騒音を防止することができる。
第2図は、本発明の段付き軸流インデューサの別の実施
例を示す要部断面図である。本実施例の基本構成は、前
述した第1図に示す実施例とほぼ同一であるため、同一
の構成部分については同一の参照符号を付して、詳細な
説明を省略する。
そこで、本実施例においては、インデューサ16の入口
側に対応する前部軸流羽根16aの最先端部に対応し、
ポンプケーシング10の流体吸込口部10aの内周部に
設けたリン1 2 グ状の段1118の一部を、第2図に示すように内方へ
突出して第2の絞り部20を設けたものである。
このように構成することにより、外径の小さい前部軸流
羽根16B内に生じる流体の逆流を有効に抑制すること
ができる。従って、本実施例によれば、前述した実施例
に比べて前部軸流羽根16aの外径を大きくすることが
可能となり、ポンプの運転領域を拡大することができる
〔発明の効果〕
前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
インデューサの多重軸流羽根に流体吸込側に位置する前
部軸流羽根の外径が小さくなるよう段部を形成すると共
に、これと対応して前記円筒状吸込口部の内周部に内方
へ突出する段部を設けることにより、インデューサの下
流側に発生する流体の逆流が、その上流側である流体吸
込配管側へ波及するのを確実に防止することができる。
しかも、この逆流防止効果は、ポンプの設計流量に拘ら
ず全流量域に亘って有効であり、ポンプ運転中における
騒音の発生を完全に防止することができる。すなわち、
本発明においては、外径の小さい前部軸流羽根に吸込ま
れた流体は昇圧された後、外径の大きい後部軸流羽根へ
流入するため、外径の大きい軸流羽根部分ではキャビテ
ーションを発生せず、従ってこのキャビテーションによ
る騒音の発生が防止される。
また、本発明によれば、外径の大きい後部軸流羽根へ導
入された流体は、外径の小さい前部軸流羽根部分に対し
てポンプケーシングの吸込口部の内周部に一体的に設け
た段部により、外径の小さい軸流羽根部分へ逆流するこ
とができず、外径の大きい軸流羽根の位置する範囲内で
強制的に再循環が行われ、流体吸込配管内での流体の振
動(脈動)を確実に防止することができる。
さらに、インデューサの入口側に対応する↓3 4 前部軸流羽根の最先端部に対応し、ポンプケーシングの
流体吸込口部の内周部に設けたリング状の段部の一部を
、内方へ突出して第2の絞り部を設けることにより、前
部軸流羽根1.6a内に生じる流体の逆流を有効に抑制
することができると共に、前部軸流羽根の外径を大きく
することが可能となり、ポンプの運転領域を拡大するこ
とができる。
しかも、本発明によれば、インデューサおよびポンプケ
ーシングの吸込口部にそれぞれ段部を構成するための段
付き加工を行うのみでよく、構造が極めて簡単で製作が
容易であり、しかもインデューサの設計流量に関係な(
、各種容量のポンプ等の水力機械に対して有効に適用す
ることができる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、例えばイン
デューサ単体からなるインデューサポンプにも有効に適
用することができるばかりでなく、段部の形状および構
造についても多くの変形が可能であり、その池水発明の
精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし
得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る段付き軸流インデューサの一実施
例を示す要部断面図、第2図は本発明に係る段付き軸流
インデューサの別の実施例を示す要部断面図である。 10・・・ポンプケーシング 10a・・・流体吸込口部 12・・・回転軸14・・
・主インペラ   16・・・インデューサ16a・・
・前部軸流羽根 16b・・・後部軸流羽根 18・・・段部20・・・
絞り部 5 6 FIG。 i0 2

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主インペラを軸支する回転軸の先端部に多重軸流
    羽根からなるインデューサを同軸配置し、このインデュ
    ーサを前記回転軸と平行に延在するポンプケーシングの
    円筒状吸込口部に収納配置し、前記インデューサの多重
    軸流羽根に流体吸込側に位置する前部軸流羽根の外径が
    小さくなるよう段部を形成すると共に、これと対応して
    前記円筒状吸込口部の内周部に内方へ突出する段部を設
    けることを特徴とする段付き軸流インデューサ。
  2. (2)前部軸流羽根の外径を後部軸流羽根の外径より比
    較的小さく構成し、この前部軸流羽根と対応するポンプ
    ケーシングの円筒状吸込口部の一部に内方へ突出し前部
    軸流羽根の外縁部に接近するリング状の段部を設けて後
    部軸流羽根に対する絞り部を形成してなる請求項1記載
    の段付き軸流インデューサ。
  3. (3)前部軸流羽根の外径を後部軸流羽根の外径より比
    較的小さく構成し、この前部軸流羽根と対応するポンプ
    ケーシングの円筒状吸込口部の一部に内方へ突出し前部
    軸流羽根の外縁部に接近するリング状の段部を設けて後
    部軸流羽根に対する第1の絞り部を形成し、さらにイン
    デューサの再先端部と対応するポンプケーシングの円筒
    状吸込口部に設けた段部の一部を内方へ突出させて第2
    の絞り部を形成してなる請求項1記載の段付き軸流イン
    デューサ。
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