JPH08261195A - うず巻ポンプ - Google Patents

うず巻ポンプ

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JPH08261195A
JPH08261195A JP6749695A JP6749695A JPH08261195A JP H08261195 A JPH08261195 A JP H08261195A JP 6749695 A JP6749695 A JP 6749695A JP 6749695 A JP6749695 A JP 6749695A JP H08261195 A JPH08261195 A JP H08261195A
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JP
Japan
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flow path
pump
pressure
blade
blades
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Pending
Application number
JP6749695A
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English (en)
Inventor
Shinjirou Oonishi
愼次朗 大西
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SOGO PUMP SEISAKUSHO KK
Original Assignee
SOGO PUMP SEISAKUSHO KK
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Publication of JPH08261195A publication Critical patent/JPH08261195A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 うず巻ポンプにおいて、運転効率をさげるこ
となく、吐出圧力の一定化を図ることである。 【構成】 羽根車の吸込み口(8)から径方向の外方へと
湾曲状に延びる羽根(6)を周方向に間隔をおいて複数備
え、吸込み口(8)から吸い込んだ流体を、羽根(6,6)間で
形成される流路(12)を通して外方へと吐き出す渦巻型ポ
ンプにおいて、上記各流路(12)内に、流路(12)の途中か
ら流路出口端に亙り該流路(12)を枝分かれさせる中間羽
根(16)を配置している。したがって、流路(12)の急な拡
大は、中間羽根(16)により途中から緩和される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、羽根車の吸込み口か
ら径方向の外方へと湾曲状に延びる羽根を周方向に間隔
をおいて複数備え、吸込み口から吸い込んだ流体を、羽
根間で形成される流路を通して外方へと吐き出すうず巻
ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のうず巻ポンプの一例を示し
ており、ポンプ軸2に固定された羽根車3をうず巻形ケ
ーシング1内に備えており、羽根車3のR方向の回転に
より、軸芯側の吸込み口8から吸い込んだ流体を流路1
2内で加圧すると共に加速し、渦型室10を通して吐き
出しノズル11から吐き出すようになっている。
【0003】羽根車3は、軸方向の前後方向に間隔をお
いて配置された1対のシュラウド5と、両シュラウド5
間に挟持された複数の羽根6とから構成されている。各
羽根6は、吸込み口8の端縁から湾曲状に径方向の外方
へと延び、羽根車3の外周端縁へと至っており、隣り合
う羽根6間で流路12を形成している。該流路12の流
通断面積は、出口側へ行くほど拡大するようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】羽根6の出口角度β2
、すなわち、羽根6の出口端6bにおける羽根車3の
円周と羽根6とのなす角度は、吐出圧力の性能に関係し
ており、図6に示すように、吸込揚程が一定であると仮
定すると、出口角度β2 が大きくなるほど、吐出圧力が
水平(一定)に近い性能となりやすい。
【0005】ところが単に出口角度β2 を大きくするだ
けでは、図7のようにβ2 を大きくする程、水力損失が
大きく、効率が低下し、吐出圧力全体(揚程)が低下し
てくる。これは、2枚の羽根6で囲まれた流路12の流
通断面積が、出口側に行くに従い急激に大きくなるから
である。
【0006】上記のように単に羽根の出口角度を大きく
する方式以外に、吐出圧力一定を保つために現在行われ
ている別の方式としては、ポンプの回転数を制御する方
式、あるいは、図4に仮想線で示すように、吐出ノズル
11に減圧弁13を接続する方式がある。後者の減圧弁
方式は、図5に斜線で示すように、吐出圧力が上昇する
分を減圧弁により滅殺し、吐出圧力を一定の吐出圧力値
(揚程)H0 に保てるようにしている。
【0007】しかし、前者のポンプ回転数制御方式で
は、可能変速モータまたはインバータ等、高価な制御機
器を使用するため、コスト高になり、メンテナンスにも
手間ががかかる。
【0008】また、後者の減圧弁方式では、次のような
課題がある。 (1)エネルギーの浪費 図5において、ポンプ自体は破線で示す吐出圧力Hに対
応するエネルギーを一旦発生させるが、吐出ノズル経過
後に、減圧弁の圧力絞り作用によって、斜線で示すエネ
ルギーを滅殺することにより、実線で示す吐出圧力H’
のように一定化を図っているので、ポンプ駆動用のエネ
ルギーの浪費になる。一般に、締切圧力(最高吐出圧
力)Hm と所定吐出圧力H0 との比は、汎用ポンプでは
1.2〜1.5程度であり、平均的に1.3程度である
ので、平均30%程度のエネルギーを棄損していること
になり、省エネルギー化に反するものである。運転効率
ηは、減圧弁で減圧することにより、実線で示す変化か
ら破線で示す効率η’まで低下するのである。
【0009】(2)圧力上昇 減圧弁は、その特性上、吐出量0付近で絞ることが不可
能なので、図5のように極小吐出量の範囲では、吐出圧
力はポンプ固有の締切圧力Hm と略同一となり、したが
って、極小吐出時には、吐出圧力が上昇し、その大きさ
は前述のように20乃至50%増になる。
【0010】すなわち、吐出圧力一定は、定格吐出量Q
0 から0に至るまで達されなければならない所を、極小
吐出量範囲では達成されなくなる。
【0011】(3)低信頼性 減圧弁は圧力絞りを行うため、弁内部の寸法が小さく、
使用に伴って弁内部に水垢が付着し始めると、その機能
が阻害され、吐出圧力一定に制御できなくなり、機器と
しての信頼性が維持されにくい。その結果、経年使用後
には、制御不能あるいは制御不十分となって吐出圧力が
変動する。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
羽根車の吸込み口から径方向の外方へと湾曲状に延びる
羽根を周方向に間隔をおいて複数備え、吸込み口から吸
い込んだ流体を、羽根間で形成される流路を通して外方
へと吐き出す渦巻型ポンプにおいて、上記各流路内に、
流路)の途中から流路出口端に亙り該流路を枝分かれさ
せる中間羽根を配置している。
【0013】請求項2記載の発明は、ポンプ効率の一層
の向上化並びに吐出圧の一層の一定化を図るために、請
求項1記載のうず巻ポンプにおいて、中間羽根の入口側
の始端部を、羽根の入口側始端部を通る円周から、流路
の径方向の直線長さの略1/3以上外方の円周上に位置
させ、羽根の出口端の出口角度を、概ね50°以上とし
ている。
【0014】
【作用】軸芯側の吸込み口から吸い込まれた水等の流体
は、回転する羽根車の流路を通過する間に加圧され、か
つ速度エネルギーを付与され、外方の渦型室を通って吐
出ノズルから吐出される。
【0015】流路内を通過する過程において、各流路全
体の流通断面積は途中から急激に拡大するが、中間羽根
により複数の流路に枝分かれさせることにより、急激な
拡大を緩和し、渦型室へと排出する。
【0016】
【実施例】図1は本願発明が適用されるうず巻ポンプの
一例を示す縦断面図であり、羽根車3はうず巻形ケーシ
ング1内に配置されると共にポンプ軸2に固定されてお
り、該ポンプ軸2はケーシング1に回転自在に支持され
ると共に外部へと延び出し、電動モータあるいはエンジ
ン等の適宜の駆動装置に連動連結されている。
【0017】ケーシング1は、軸方向に向いて開口する
軸芯部分の吸込管部14と、羽根車3の周囲を囲む渦型
室10と、該渦型室10に連通して上方に突出する吐出
ノズル11等を有している。
【0018】羽根車3は、軸芯部に吸込み口8を有する
前側シュラウド5aと、ポンプ軸2に固着された後側シ
ュラウド5bと、両シュラウド5a,5b間に挟持され
た複数の羽根6を一体的に備えると共に、図2に示すよ
うに、隣り合う羽根6間で形成された流路12に配置さ
れた中間羽根16を備えている。
【0019】図2において、羽根6は、例えば6枚配置
されると共にその入口端6aは吸込み口8の周縁(円周
C1 )に位置し、該入口端6aから径方向の外方かつ回
転方向Rの後方へと湾曲状に延びており、その出口端6
bはシュラウド5b(5a)の外周端(円周C4 )に位
置している。羽根6間で形成される流路12は出口側に
行くに従い拡大している。
【0020】羽根出口端6bの円周C4 に対する角度、
すなわち出口端6bにおける接線Eに対する出口角度β
2 は、50°以上に大きく取られており、これにより、
流路12の流通断面積は、流路12の1/3程度を過ぎ
たころから急激に拡大している。
【0021】中間羽根16は、流路12を通路長の途中
から2つに枝分かれさせるように配置されており、その
始端部16aは、羽根入口端6aを通る円周(流路始端
部)C1から、羽根入口端6aと出口端6bの径方向の
直線長さLの1/3の距離の円周C2付近に位置し、該
始端部16aから径方向の外方かつ回転方向Rの後方に
向けて湾曲状に延び、羽根出口6bを通る円周(C4)
上まで至っている。
【0022】また、中間羽根16は、流路12の流通断
面を概ね均等に分割しうるように、かつ、羽根6の湾曲
形状と同様な形状に形成されている。
【0023】
【作用】図1において、駆動装置で羽根車3を矢印R方
向に回転することにより、図1の吸込管部14を通して
吸込み口8に水等の流体を吸い込み、遠心作用により流
路12内で加圧かつ加速して、ケーシング1内の渦型室
10へ供給し、速度エネルギーを圧力ヘッドに変換しな
がら、吐出ノズル11から所定の配管へ吐き出す。
【0024】上記流路12内を外方へと流れる過程にお
いて、羽根6間で囲まれて流路12は途中から流通断面
積が急に拡大するが、途中から中間羽根16により枝分
かれさせて流通断面積を実質的に小さくしていることに
より、運転効率の低下を防ぎながら、吐出圧力(揚程)
一定を保っている。
【0025】図3は本願発明を実施した場合のポンプ性
能曲線の一例を示しており、ポンプ効率ηが向上する一
方、吐出圧力(揚程)Hは、吐出量0から定格吐出量Q
0 に至る範囲において、設定吐出圧力H0 の5%以内に
収まる。また、効率ηも高く維持されており、仮想線で
示すようなη’まで低下することはない。
【0026】
【別の実施例】
(1)羽根6の出口端6bの角度β2 は、50°以上で
75°以内が適切である。
【0027】(2)図示の実施例では、中間羽根16の
始端部16aは、前述のように羽根入口端6aから出口
端6bまでの径方向の直線距離Lの1/3の距離を通る
円周(C2)上に位置しているが、それ以上離すことも
可能である。
【0028】(3)羽根6の数は5〜7枚が好ましい
が、勿論これらには限定されない。
【0029】(4)羽根出口端の角度β2 を大きくする
のに応じて、1つの流路内の中間羽根を2枚あるいは3
枚以上に増やすことも可能である。
【0030】(5)本願発明によるうず巻ポンプを適用
する箇所としては、マンション等の各階に所定一定圧力
の水を給水するための給水装置あるいは空調装置の冷温
水及び冷却水循環用のポンプなどがある。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本願発明によると: (1)羽根車3の羽根6間で形成される流路12を、途
中から枝別れさせる中間羽根16を設けているので、従
来のように減圧弁で吐出圧調整することなく、吐出量0
から定格吐出量Q0 までの吐出圧力を、一定圧力に維持
することができる共に高いポンプ効率を維持することが
できる。
【0032】(2)従来の減圧弁方式では、図5のよう
に一旦発生して吐出される流体のエネルギーを殺して、
所定の圧力に下げるようにしているが、本願発明では、
羽根車3内に中間羽根16を設けることにより、吐出さ
れる時点で既に一定の吐出圧となるように制御すること
になるので、省エネルギー化を達成できる。
【0033】(3)従来の減圧弁方式に比べて、吐出量
0付近の極小吐出量でも、所定の吐出圧力に制御するこ
とができる。
【0034】(4)中間羽根を設けることにより、ポン
プ自体の特性を吐出圧力一定となるようにしているの
で、従来の減圧弁方式のようにポンプ以外の特別の制御
機器を備える必要はなく、また、ポンプ軸の回転数制御
を行う必要もないので、製造コストを節約できると共
に、減圧弁方式のように経年使用により水垢が付着し
て、制御不能あるいは制御不十分となって吐出圧力が変
動するという状態に陥ることはなく、経年使用において
も、常に所定圧力への正確な制御機能を保つことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明が適用されるうず巻ポンプの縦断面
図である。
【図2】 図1のII−II断面図である。
【図3】 本願発明によるうず巻ポンプの性能曲線図で
ある。
【図4】 従来例の断面図である。
【図5】 従来ポンプの性能曲線図である。
【図6】 各種出口角度における吐出量と吐出圧力の関
係を示すグラフである。
【図7】 出口角度の変化に対する吐出圧力の変換を示
すグラフである。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 ポンプ軸 3 羽根車 5 シュラウド 6 羽根 6a 入口端 6b 出口端 8 吸込み口 10 渦型室 11 吐出ノズル 12 流路 16 中間羽根 16a 始端部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年5月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】また、後者の減圧弁方式では、次のような
課題がある。 (1)エネルギーの浪費 図5において、ポンプ自体は破線で示す吐出圧力Hに対
応するエネルギーを一旦発生させるが、吐出ノズル経過
後に、減圧弁の圧力絞り作用によって、斜線で示すエネ
ルギーを滅殺することにより、実線で示す吐出圧力H’
のように一定化を図っているので、ポンプ駆動用のエネ
ルギーの浪費になる。一般に、締切圧力(最高吐出圧
力)Hm と所定吐出圧力H0 との比は、汎用ポンプでは
1.2〜1.5程度であり、平均的に1.3程度である
ので、最大30%程度のエネルギーを棄損していること
になり、省エネルギー化に反するものである。運転効率
ηは、減圧弁で減圧することにより、実線で示す変化か
ら破線で示す効率η’まで低下するのである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正内容】
【0025】図3は本願発明を実施した場合のポンプ性
能曲線の一例を示しており、ポンプ効率ηが向上する一
方、吐出圧力(揚程)Hは、吐出量0から定格吐出量Q
0 に至る範囲において、設定吐出圧力H0 の±5%以内
に収まる。また、効率ηも高く維持されており、仮想線
で示すようなη’まで低下することはない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】 出口角度の変化に対する吐出圧力の変化を示
すグラフである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 羽根車の吸込み口(8)から径方向の外方
    へと湾曲状に延びる羽根(6)を周方向に間隔をおいて複
    数備え、吸込み口(8)から吸い込んだ流体を、羽根(6,6)
    間で形成される流路(12)を通して外方へと吐き出すうず
    巻ポンプにおいて、上記各流路(12)内に、流路(12)の途
    中から流路出口端に亙り該流路(12)を枝分かれさせる中
    間羽根(16)を配置していることを特徴とするうず巻ポン
    プ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のうず巻ポンプにおいて、
    中間羽根(16)の入口側の始端部(16a)を、流路(12)の内
    周側の始端部を通る円周(C1)から、流路(12)の径方向の
    直線長さ(L)の略1/3以上外方の円周(C2)上に位置さ
    せ、羽根(6)の出口端(6b)の出口角度(β2)を、概ね50
    °以上としていることを特徴とするうず巻ポンプ。
JP6749695A 1995-03-27 1995-03-27 うず巻ポンプ Pending JPH08261195A (ja)

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