JPH0445688B2

JPH0445688B2 -

Info

Publication number: JPH0445688B2
Application number: JP17576885A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamamoto
Original assignee: Ebara Corp; Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp; Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1985-08-12
Filing date: 1985-08-12
Publication date: 1992-07-27
Also published as: JPS6237504A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、液液或いは固液２相流を移送中の配
管内で、周期的なキヤビテーシヨンを局所的に発
生させ、２相間の反応或いは混合を移送中に促進
させるようにしたキヤビテーシヨン発生装置に関
する。

（従来の技術）従来から、キヤビテーシヨン現象は、異種液体
或いは固体と液体との間の化学的反応或いは混合
を促進させる手段として利用されて来た。また、
一方、キヤビテーシヨンの発生手段には、超音波
発信器などの振動発生器を用いる方法、ポンプ吸
込圧力を低下させポンプ羽根車入口部で発生させ
る方法、配管内に弁又はオリフイスなどの絞りを
設け、局所的に低圧部を作り発生させる方法など
がある。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来のキヤビテーシヨンの発生手段の
一つである、ポンプ吸込圧力を低下させポンプ羽
根車入口部で発生させる方法においては、キヤビ
テーシヨンによりポンプの内部に損傷を生じ、ま
た、配管内に弁又はオリフイスなどの絞りを設
け、局部的に低圧部を作り発生させる方法では、
多大のエネルギ損失を伴うという問題点があつ
た。

本発明は、超音波発生器のような振動発生器を
用いず、エネルギ損失が少ない状態で且つポンプ
損傷させることなく、１台のポンプで液体の移送
と同時に配管内にキヤビテーシヨンを発生させる
装置を得ることを技術的課題としている。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記した従来技術の問題点及び技術
的課題を解決するために、液液又は固液２相流を
送水する系で、吸込タンク又は水槽と、流量制御
用弁の上流側に設置した吐出しタンク又は水槽と
を有するターボ形ポンプ配管系において、その吸
込管長さLs、吐出し管長さLd、ポンプの等価管
路長さLpを加えた等価管路長さＬと、ポンプ回
転数Ｎと羽根枚数Ｚとで定まる羽根通過周波数の
定在波の波長λ（＝ａ／NZ，ａ：音速）とがＬ≒ｎ／２λ（ｎは整数）なる関係にあり、その圧力定在波の節の位置にポ
ンプを位置させ、吸込管路途中に周期的にキヤビ
テーシヨンを発生させるようにしたことを特徴と
している。

（作用）本発明は上記のように構成したことにより、渦
巻ポンプのようなターボ形ポンプを駆動すると、
羽根車の回転に伴つて圧力脈動を発生する。発生
した圧力波は吸込管路及び吐出し管路を伝播し、
それぞれ吸込タンク、吐出タンクで反射する。ポ
ンプからタンクへ向う圧力の進行波と、タンクで
反射した反射波とが干渉して配管内に圧力の定在
波が発生する。この定在波は吸入及び吐出しタン
クを圧力脈動の節として、ｎ／２λとなるモードのものが存在する。即ち、吸込タンクから吐出しタ
ンクまでの等価管路長さＬがｎ／２λとなるようなポンプの回転数の時、管路内の液柱は共振し、圧
力脈動の腹の部分では大きな圧力脈動が発生す
る。

ポンプは配管系に現れる圧力定在波の節の位置
に設置させると大きな圧力脈動が得られる。従つ
て、管路途中に節が存在する２次、４次…のモー
ドの定在波が現れるような回転数の場合の圧力脈
動値が大きくなる。

このようにして共振を発生させると、ポンプ吸
込管路内で圧力脈動の腹の部分には、圧力が蒸気
以下に到達して周期的なキヤビテーシヨンが発生
する。

（実施例）次に、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例を示すポンプ配管
系の概略図であつて、吸込タンク１に、長さLs
の吸込管路２、等価管路長さLpの渦巻ポンプの
ようなターボ形ポンプ３、長さLdの吐出し管路
４が直列に接続され、吐出し管路４は更に吐出し
タンク５に接続され、流量制御用弁６が吐出しタ
ンク５に付設されている。

次に作用について説明する。上記のポンプ配管
系においてターボ形ポンプ３を駆動すると、該ポ
ンプの羽根車の回転に伴つて圧力脈動を発生す
る。発生した圧力波は吸込管路２及び吐出し管路
４を伝播し、それぞれ吸込タンク１、吐出しタン
ク５で反射する。ポンプ３からタンク１及び５へ
向かう圧力の進行波と、タンク１及び５で反射し
た反射波とが干渉して配管内に圧力の定在波が発
生する。この定在波は吸入及び吐出しタンク１と
５を圧力脈動の節としてｎ／２λとなるモードのものが存在する。即ち、吸込タンク１から吐出しタ
ンク５までの等価管路長さＬ＝Ls＋Ld＋Lpと、
ポンプ回転数Ｎと羽根枚数Ｚとで定まる羽根通過
周波数の定在波の波長λ（＝ａ／NZ，ａ：音速）
とがＬ≒ｎ／２λ（ｎは整数）なる関係にあるようなポンプ回転数の時、管路内の液柱は共振し、圧力
脈動の腹の部分では大きな圧力脈動が発生する。

第２図は、等価管路長さＬを一定とし、ポンプ
回転数を変化させた場合の、羽根車通過周波数の
圧力脈動の大きさを示している。₂，₄，…に示
すような２次、４次…のモードの定在波が現れる
ような回転数の場合の圧力脈動値が大きく、ポン
プは配管系に現れる圧力定在波の節の位置に設置
すると大きな圧力脈動が得られる。

第３図イ，ロは、本発明のポンプ配管系を共振
させた場合の圧力定在波のモードとキヤビテーシ
ヨンの発生場所を示す二つの場合の説明図であつ
て、これらの図に示すように、共振を発生させる
と、同図イ，ロに示すａ，ｂ部分即ち特に、ポン
プ３の吸込側における定在波の腹の部分に周期的
なキヤビテーシヨンが発生する。

この実施例によれば、従来の超音波発信器のよ
うな振動発生器を用いずに、エネルギ損失が少な
い状態で、且つポンプを損傷させることなしに、
１台のポンプで液体の移送と同時に配管内にキヤ
ビテーシヨンを発生させることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、等価管
路長さＬと羽根通過周波数の定在波の波長λと
を、Ｌ≒ｎ／２λになるようなポンプの回転数で回転させ、圧力定在波の節の位置にポンプを位置さ
せるようにしたことにより、別個の振動発生器を
用いないで管路内の液柱が共振し、圧力脈動の腹
の部分で大きな圧力脈動が得られ、この部分で周
期的なキヤビテーシヨンを発生させることができ
る。

このようにして、１台のターボ形ポンプで２相
流を移送すると同時に吸込管路途中にキヤビテー
シヨンを発生させることができ、液液或いは固液
の反応又は混合が促進されるため、撹拌槽が省略
できるなど、プラントを小形化するのに有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すポンプ配管系
の概略図、第２図は等価管路長さ一定の場合の圧
力脈動の大きさと、ポンプ回転数の関係を示す線
図、第３図イ，ロは共振させた場合の圧力定在波
のモードとキヤビテーシヨンの発生場所を示す概
略図である。１…吸込タンク、２…吸込管路、３…ターボ形
ポンプ、４…吐出し管路、５…吐出しタンク、６
…流量制御用弁。

Claims

【特許請求の範囲】１液液或いは固液２相流を送水する系で、吸込
タンク又は水槽と、流量制御用弁の上流側に設置
した吐出しタンク又は水槽とを有するターボ形ポ
ンプ配管系において、その吸込管長さをLs、吐
出し管長さをLd、ポンプの等価管路長さをLp、
とすると、等価管路長さＬ＝Ls＋Ld＋Lpと、ポ
ンプ回転数Ｎと羽根枚数Ｚとで定まる羽根通過周
波数の定在波の波長λ（＝ａ／NZ，ａ：音速）と
がＬ≒ｎ／２λ なる関係にあり（ｎは整数）、その圧力定在波の
節の位置にポンプを位置させ、吸込管路途中に周
期的にキヤビテーシヨンを発生させるようにした
ことを特徴とするポンプ配管を用いたキヤビテー
シヨン発生装置。