JPH0968184A - 渦流ポンプ - Google Patents

渦流ポンプ

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Publication number
JPH0968184A
JPH0968184A JP24244395A JP24244395A JPH0968184A JP H0968184 A JPH0968184 A JP H0968184A JP 24244395 A JP24244395 A JP 24244395A JP 24244395 A JP24244395 A JP 24244395A JP H0968184 A JPH0968184 A JP H0968184A
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JP
Japan
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water channel
pump
cross
impeller
casing
Prior art date
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Pending
Application number
JP24244395A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Makino
力 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締切軸動力を低下させた渦流ポンプ又は締切
軸動力を増加させずに最大給水量を増加させることがで
きる渦流ポンプを提供する。 【解決手段】 周方向に水路2形成されたケーシング
と、このケーシング内に、水路2に縁部を配置させて回
転自在に収容された羽根車3と、この羽根車3の縁部に
形成された放射状に延びるカスケード羽根4と、水路2
の吸込側と吐出側を仕切る水切り部とを有する渦流ポン
プにおいて、水路2は、回転軸を含む平面で切った断面
において外側が幅広になるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、縁部にカスケード
羽根を有する羽根車と、これを囲む水路が形成されたケ
ーシングとを有する渦流ポンプに関する。 【0002】 【従来の技術】従来の渦流ポンプの構造を、図3ないし
図5に示す。符号1で示すのは、2つの側壁を有するケ
ーシングであり、その周縁部には断面が長方形をなす水
路2が周方向に延びて形成されている。このケーシング
1の中には、ほぼ円板状の羽根車3が軸回りに回転自在
に収容されており、その縁部には複数のカスケード羽根
4が周方向等間隔に、それぞれが放射状に延びて形成さ
れている。このカスケード羽根4は、軸を含む面に平行
な表面を持つ長方形の板状をなし、図に示すようにケー
シングの水路2の中に配置されている。 【0003】ケーシング1には、水路2に通じる吸込口
5と吐出口6が近接して形成され、水路2の内部には吸
込側と吐出側を仕切る水切り部7が形成されている。水
切り部7は、カスケード羽根4の回転により昇圧された
液体が、圧力勾配により吸込口側に流れ込むのを防ぎ、
かつ吐出口6に導く目的で作られている。回転軸を含む
平面で切った水路断面形状は長方形、又はその水路の隅
にRをつけたものとなっている。この形式のポンプは、
小型であるが、1枚の羽根車で優に数段の渦巻きポンプ
に匹敵する揚程を出すことができるので、少容量高揚程
の目的に広く用いられる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】このような渦流ポンプ
では、図3(b)に示すように最大軸動力は締切揚程に
おいて生じ、その値は最高効率点での軸動力の値よりは
るかに大きいという特性がある。ポンプの設計は最大軸
動力を勘案して行われるので、それがポンプの最高効率
点での軸動力の値よりはるかに大きいのは、ポンプの設
計上問題となる。例えば、同一の羽根車の渦流ポンプで
最大給水量を増加させるために水路断面積を拡大する
と、全運転点領域で軸動力が増加してしまい、結局設計
変更を行なう必要が生じる。つまり、軸動力を増加させ
ずに最大給水量を増加させるのは困難であった。この発
明は、締切軸動力を低下させた渦流ポンプ又は締切軸動
力を増加させずに最大給水量を増加させることができる
渦流ポンプを提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、請求項1に記載の発明は、周方向に水路が形成され
たケーシングと、このケーシング内に上記水路に縁部を
配置させて回転自在に収容された羽根車と、この羽根車
の縁部に形成された放射状に延びるカスケード羽根と、
上記水路の吸込側と吐出側を仕切る水切り部とを有する
渦流ポンプにおいて、上記水路を回転軸を含む平面で切
った断面において外側が幅広になるように形成したこと
を特徴とする渦流ポンプである。 【0006】この請求項1に記載の発明においては、長
方形の水路断面を同一断面積のままで外側の幅を広くす
るように変形すると、水路面積中心がやや水路外径側に
偏り、羽根と水路の間を液体が出入りする頻度が少し抑
えられる。このため、締切側での全揚程が低下し、これ
に伴って、同一断面積であれば締切側の軸動力が低下す
る。 【0007】請求項2に記載の発明は、上記水路の外側
の幅が内側幅の1.1〜1.4倍に設定されていることを
特徴とする請求項1に記載の渦流ポンプである。これに
よれば、上記水路の外側の幅が内側幅の1.1倍以上で
あれば締切軸動力の低下作用が得られる。この状態で水
路断面積を増加させると、最大給水量が増加するととも
に、全運転領域で軸動力が増加するが、すでに水路断面
の形状変更で締切側の軸動力を低減させているため、元
の長方形水路断面からみると、締切軸動力を増加させず
に最大給水量を増加させることが可能となる。水路の外
側の幅が内側幅の1.4倍以内であれば最大給水量が大
きく低下することもない。 【0008】請求項3に記載の発明は、上記水路が外側
が幅広な台形であることを特徴とする請求項1又は2に
記載の渦流ポンプである。請求項4に記載の発明は、前
記水路断面の隅にRをつけたことを特徴とする請求項1
ないし3のいずれかに記載の渦流ポンプである。請求項
5に記載の発明は、水路の断面積を、同一規定流量の長
方形断面の水路のポンプに対して1.05〜1.2倍に
設定したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
に記載の渦流ポンプである。 【0009】請求項6に記載の発明は、周方向に水路が
形成されたケーシングと、このケーシング内に上記水路
に縁部を配置させて回転自在に収容された羽根車と、こ
の羽根車の縁部に形成された放射状に延びるカスケード
羽根と、上記水路の吸込側と吐出側を仕切る水切り部と
を有する渦流ポンプにおいて、上記水路の側壁と上記カ
スケード羽根の間の距離は、外側に向かうに従い、幅広
になるように形成されていることを特徴とする渦流ポン
プである。 【0010】 【発明の実施の形態】図1ないし図2は、それぞれこの
発明の実施の形態を示すものである。図1は、従来の長
方形断面の断面積を変えずに、形状だけを外側が幅広な
台形に変えたもので、水路2の外側の幅が内側幅の1.
1〜1.4倍に設定されている。図2は、さらに面積を
1.05〜1.2倍に設定したものである。これらのポ
ンプの特性について、以下、図面を参照して説明する。
ポンプの特性を表す係数には、以下のようなものがあ
る。 (Q:流量(m3/s),A:水路断面積(m2),μ:
周速(m/s)) (H:全揚程(m),g=9.8(m/s2 )) (L:軸動力(W),ρ=1000(kg/m3) ) 【0011】Aの変化に対するφ,ψの変化をみるた
め、φ,ψをA・Dについて整理した一例を図6に及び
図7示す(D:羽根車半径)。添字のbepは最高効率
点、maxは最大値を表す。一方、水路断面積の影響以
外には水路断面形状の影響がある。図8に示すように、
水路断面形状としては、羽根車の先端から水路外壁まで
の水路深さδ,羽根車の角から水路の隅に向かって測っ
た角度α,水路の隅のRなど、種々のパラメータが考え
られるが、ここで、羽根車の角から水路の隅に向かって
測った距離lを考えると、図8(c)に示すように、l
はδ,α,Rの関数で表される。すなわち、 【0012】最高効率点におけるφbep ,ψbep につい
ては、Aが大きくなると、同一水量の水が水路を通過す
る際の損失が小さくなることから、lよりAの影響を強
く受けており、A・Dをパラメータとして整理した方が
傾向の明らかなグラフになる。一方、ψmax について
は、l・Dについて整理した方が、水路断面形状に関す
る因子がより多元的に含まれて、より収斂したグラフと
なる。この場合の一例を図9に示す。 【0013】大水量側の全揚程は、入口から出口への流
れ易さに影響を受け、あまりバランスの悪い水路断面形
状でない限りは水路断面積が支配的である。一方、締切
側の全揚程は、水路断面内の方向での渦の流れ易さ、つ
まり、水路断面形状に関する因子が支配的であるという
違いがある。図9より、同一断面積の水路断面で、締切
全揚程を低下させるためには、lを大きくすることが有
効である。 【0014】図1又は図2に示すように、外側の水路幅
を内側のそれより若干大きくした台形状水路断面は、同
一断面積の長方形状水路断面と比較してlが増加してい
るために締切全揚程が低下している。一方、水路断面形
状のバランスはそれほど崩していないため、水路断面積
の影響が支配的となる大水量側ではあまり特性に変化を
与えない。 【0015】図10に、ψとνの関係を表した一例を示
す。ψとνは、水路断面形状、水路断面積の変化にかか
わらず、ほぼ一対一に対応する。従って、ψmax が低下
すればνmax も低下し、 であるので、同一断面積であれば、Lmaxが低下する
(図1参照)。また、形状を変更するとともに、断面積
を適当に大きくすると、定常運転時の給水量を変えるこ
となく、締切運転時の軸動力を低下させることができる
(図2参照)。なお、図11に示すように、断面の隅に
Rを付すると、同じ流量ではより軸動力を低下させるこ
とができる。 【0016】 【実施例】従来の長方形の水路断面に対して、水路外径
での水路幅を水路内径での幅の1.2倍にし、水路断面
積を1.06倍にしたポンプを作成し、特性変化を調べ
た結果を図11に示す。従来の場合と比較して、本発明
の実施例では、締切流量近傍での全揚程及び軸動力が低
下し、一方、最高効率点での全揚程及び軸動力は低下し
ていることが分かる。 【0017】 【発明の効果】以上説明したように、この発明は、周方
向に水路が形成されたケーシングと、このケーシング内
に上記水路に縁部を配置させて回転自在に収容された羽
根車と、この羽根車の縁部に形成された放射状に延びる
カスケード羽根と、上記水路の吸込側と吐出側を仕切る
水切り部とを有する渦流ポンプにおいて、上記水路を回
転軸を含む平面で切った断面において外側が幅広になる
ように形成したことにより、大水量側の特性に殆ど変化
を与えずに締切側の全揚程及び軸動力を低下させ、従っ
て、給水量当たりのポンプの設計強度を低下させて製造
コストを軽減することができる。 【0018】さらに、水路断面積を1.05〜1.2倍
に拡大することにより、締切軸動力を従来の長方形水路
とほぼ同一にしたままで最大水量を増加させた渦流ポン
プを提供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】(a)は発明の第1の実施の形態を示す図であ
り、(b)はその特性を示すグラフである。 【図2】(a)は発明の第2の実施の形態を示す図であ
り、(b)はその特性を示すグラフである。 【図3】(a)は従来例を示す図であり、(b)はその
特性を示すグラフである。 【図4】従来の渦流ポンプの正面断面図である。 【図5】従来の渦流ポンプの側面断面図である。 【図6】Aの変化に対するφの変化を表すグラフであ
る。 【図7】Aの変化に対するψの変化を表すグラフであ
る。 【図8】従来のポンプの断面における寸法関係を示す図
である。 【図9】ψとlDの関係を表すグラフである。 【図10】ψとνの関係を表すグラフである。 【図11】発明の第3の実施の形態を示す図である。 【図12】本発明と従来のポンプの特性を比較して示す
グラフである。 【符号の説明】 1 ケーシング 2 水路 3 羽根車 4 カスケード羽根

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 周方向に水路が形成されたケーシング
    と、 このケーシング内に、上記水路に縁部を配置させて回転
    自在に収容された羽根車と、 この羽根車の縁部に形成された放射状に延びるカスケー
    ド羽根と、 上記水路の吸込側と吐出側を仕切る水切り部とを有する
    渦流ポンプにおいて、 上記水路は、回転軸を含む平面で切った断面において外
    側が幅広になるように形成されていることを特徴とする
    渦流ポンプ。 【請求項2】 水路の外側の幅が内側幅の1.1〜1.4
    倍に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の
    渦流ポンプ。 【請求項2】 水路は外側が幅広な台形であることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の渦流ポンプ。 【請求項4】 水路断面の隅にRをつけたことを特徴と
    する請求項1ないし3のいずれかに記載の渦流ポンプ。 【請求項5】 水路の断面積を、同一規定流量の長方形
    断面の水路のポンプに対して1.05〜1.2倍に設定
    したことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
    載の渦流ポンプ。 【請求項6】 周方向に水路が形成されたケーシング
    と、 このケーシング内に上記水路に縁部を配置させて回転自
    在に収容された羽根車と、 この羽根車の縁部に形成された放射状に延びるカスケー
    ド羽根と、 上記水路の吸込側と吐出側を仕切る水切り部とを有する
    渦流ポンプにおいて、 上記水路の側壁と上記カスケード羽根の間の距離は、外
    側に向かうに従い幅広になるように形成されていること
    を特徴とする渦流ポンプ。
JP24244395A 1995-08-28 1995-08-28 渦流ポンプ Pending JPH0968184A (ja)

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JP24244395A JPH0968184A (ja) 1995-08-28 1995-08-28 渦流ポンプ

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JP (1) JPH0968184A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008101469A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Denso Corp 燃料ポンプ
US8007226B2 (en) 2006-10-17 2011-08-30 Denso Corporation Fuel pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008101469A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Denso Corp 燃料ポンプ
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