JPH05306698A - 羽根車圧力面のキャビテーション低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 羽根車５の圧力面５０Ａに液体を吐出して、
圧力面５０Ａに沿って流れる液体のハクリを抑制して、
キャビテーションの発生を低減または防止し、ポンプ性
能を向上させる。 【構成】 主軸１および羽根車５の回転によって、ケー
シング２内を通過する液体の一部を羽根車ボス５１に形
成した液体取入れ口１０から通路１１に取入れ、羽根車
５の回転によって生じる遠心力を作用させて、通路１１
内の液体に大きい圧力を与え、羽根車５の圧力面５０Ａ
に形成した複数の液体吐出口１２、１２……から吐き出
し、圧力面５０Ａに沿って流れる液体のハクリを抑制し
て、キャビテーションの発生を低減または防止するよう
にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オープン形の羽根車を
用いた軸流ポンプや斜流ポンプの大流量運転時に、羽根
車に対して負の入射角で流入する液体によって圧力面に
発生するキャビテーションを有効に低減する羽根車圧力
面のキャビテーション低減構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５ないし図７に示す主軸１がケーシン
グ２に設けた封液軸受３とケーシング２内の水中軸受４
によって回転自在に支持され、この主軸１に羽根車５を
同時回転可能に固着した軸流ポンプでは、主軸１および
羽根車５を矢印Ｒ方向に回転させて、液体を主軸１の軸
方向（矢印Ｘ）に大流量で通過させる場合、液体が負の
入射角αで流入してくると、羽根車５におけるチップ
（翼端）５ａ側と羽根車ボス５１側の取付け角の差によ
る影響で、圧力面５０Ａにおけるチップ５ａ側の領域の
翼５０の前縁Ａ付近に沿って流れる液体が低圧になり、
さらにハクリが起こり、これによってキャビテーション
を生じて、ポンプ性能を低下を低下させる一因になって
る。しかし、従来より、軸流ポンプや斜流ポンプにおけ
る羽根車の圧力面５０Ａに発生するキャビテーションを
有効に低減するするための対策は講じられていない現状
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、大流量運転時に負の入射角で流入する液体によっ
て、羽根車の圧力面における特にチップ側の領域にキャ
ビテーションが発生し、ポンプ性能を低下させている点
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸に固着さ
れた羽根車の前記主軸側の領域に液体取入れ口を形成
し、羽根車の圧力面に開口する液体吐出口を形成すると
ともに、この液体吐出口と前記液体取入れ口とを羽根車
の内部に形成した通路によって連通させていることを特
徴とし、羽根車の圧力面に液体を吐出して、圧力面に沿
って流れる液体のハクリを抑制して、キャビテーション
の発生を低減または防止し、ポンプ性能を向上させる目
的を達成した。

【０００５】

【作用】本発明によれば、主軸および羽根車の回転によ
ってケーシング内を通過する液体の一部は、液体の流れ
に向って開口する液体取入れ口から羽根車の内部に連続
的に取入れられ、羽根車の回転によって生じる遠心作用
により大きい圧力を与えられて通路内を径外方向に移動
し、羽根車の圧力面に形成された液体吐出口から吐出さ
れ、圧力面に沿って流れる液体のハクリを抑制して、キ
ャビテーションの発生を低減または防止することができ
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は要部の縦断面図、図２は図１のアーア線断
面図、図３は１枚の翼の拡大正面図、図４は図３の平面
図である。なお、前記従来例と同一もしくは相当部分に
は同一符号を付して説明する。これらの図において、羽
根車５は、羽根車ボス５１と４枚の翼５２、５２……に
よって構成され、各翼５２、５２……の雄ねじ部５２Ａ
が羽根車ボス５１の周壁を貫通して止めナット７により
締結されることで、羽根車ボス５１に一体に取付けら
れ、羽根車ボス５１は羽根車キー８を介して主軸１に同
時回転可能に取付けられるとともに、羽根車ロックカラ
ー９によって軸方向の移動を防止されている。

【０００７】一方、羽根車ボス５１における液体の流れ
方向上流側（図１の左側）には、液体の流れに向って開
口する液体取入れ口１０が円周方向に等間隔で複数（た
とえば４つ）形成され、これら液体取入れ口１０は、羽
根車ボス５１と翼５２、５２……に形成した通路１１を
介して、各翼５２、５２……ににおけるチップ（翼端）
５ａ側の前縁Ａ付近の領域の圧力面５０Ａに形成された
複数の液体吐出口１２、１２……、つまり、羽根車５の
平均二乗断面よりも径外側の前縁Ａ付近の領域の圧力面
５０Ａに開口している複数の液体吐出口１２、１２……
に連通している。すなわち、前記通路１１は、主軸１の
軸線に平行に羽根車ボス５１に形成された上流側通路１
１Ａと、この上流側通路１１Ａに連通して各翼５２、５
２……内において形成された空洞によってなる下流側通
路１１Ｂによって構成され、下流側通路１１Ｂが各翼５
２、５２……の圧力面５０Ａにおけるチップ５ａ側の前
縁Ａ付近の領域に形成された複数の液体吐出口１２、１
２……に通じている。

【０００８】このような構成であれば、主軸１および羽
根車５の回転によってケーシング２内を軸方向に通過す
る液体の一部は、液体の流れに向って開口する複数の液
体取入れ口１０から通路１１における上流側通路１１Ａ
に連続的に取入れられる。上流側通路１１Ａに連続的に
取入れられた液体は、上流側通路１１Ａから下流側通路
１１Ｂに流入し、ここでは羽根車５の回転、つまり各翼
５２、５２……の回転によって生じる遠心作用により大
きい圧力を与えられて、下流側通路１１Ｂ内を径外方向
に移動し、圧力面５０Ａにおけるチップ５ａ側の前縁Ａ
付近の領域に形成されている複数の液体吐出口１２、１
２……から吐出される。したがって、圧力面５０Ａの前
記領域に沿って流れる液体に運動エネルギーを与えるこ
とにより、ハクリを抑制して、キャビテーションの発生
を低減または防止し、ポンプ性能を向上させることがで
きる。一方、圧力面５０Ａが低圧になった時に、高圧水
により圧力エネルギーを与える効果もある。また、出口
径、通路ロス等を調節することにより、大流量時にのみ
液体吐出口１２、１２……から液体を吐出させるように
することも可能である。

【０００９】なお、前記実施例では、羽根車５の平均二
乗断面よりも径外側の前縁Ａ付近の領域の圧力面５０Ａ
に複数の液体吐出口１２、１２……を形成して説明して
いるが、液体吐出口１２、１２……の形成領域は前記実
施例にのみ限定されるものではなく、羽根車５に対応し
て形成領域を拡大してもよい。また、羽根車ボス５１に
おける液体の流れ方向上流側に、液体の流れに向って開
口する複数の液体取入れ口１０を形成して説明している
が、各翼５２、５２……の付け根部またはその近傍、つ
まり各翼５２、５２……の主軸１側の領域に液体取入れ
口１０を形成してもよい。さらに、前記実施例で説明し
た軸流ポンプに限らず、斜流ポンプにも適用可能である
ことはいうまでもない。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、主軸お
よび羽根車の回転によってケーシング内を通過する液体
の一部を羽根車内部の通路に連続的に取入れ、羽根車の
回転によって生じる遠心作用により大きい圧力を与えて
羽根車の圧力面に形成した液体吐出口から吐き出し、圧
力面に沿って流れる液体のハクリを抑制して、キャビテ
ーションの発生を低減または防止することができるの
で、ポンプ性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部を示す縦断面図である。

【図２】図１のアーア線断面図である。

【図３】圧力面側から見た１枚の翼の拡大図である。

【図４】図３の平面図である。

【図５】軸流ポンプの一例を示す断面図である。

【図６】図７イーイ線断面図である。

【図７】翼型の説明図である。

【符号の説明】

１ 主軸 ５ 羽根車 １０ 液体取入れ口 １１ 通路 １１Ａ 上流側通路 １１Ｂ 下流側通路 １２ 液体吐出口 ５０Ａ 羽根車の圧力面 ５２ 羽根車の翼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸に固着された羽根車の前記主軸側の
   領域に液体取入れ口を形成し、羽根車の圧力面に開口す
   る液体吐出口を形成するとともに、この液体吐出口と前
   記液体取入れ口とを羽根車の内部に形成した通路によっ
   て連通させていることを特徴とする羽根車圧力面のキャ
   ビテーション低減構造。