JPH11182482A

JPH11182482A - 高比速度の斜流ポンプ

Info

Publication number: JPH11182482A
Application number: JP36456397A
Authority: JP
Inventors: Tomitarou Toyokura; 富太郎豊倉; Hideyuki Ota; 秀之太田
Original assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Current assignee: Dengyosha Machine Works Ltd; DMW Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】締切点付近における軸動力の急激な増加を抑
制するようにした高比速度の斜流ポンプを提供する。【解決手段】羽根車より上流側で吸込ケーシング２４
の内周壁に、同一周上で均等分割位置に４枚の板状部材
からなる突出部材３０、３０…を配設し、この突出部材
３０、３０…で、羽根車の回転方向に対してポンプ軸と
平行であるとともに突出先端側が羽根車の回転方向の下
流側に倒れて傾斜した面を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、締切点付近におけ
る軸動力の急激な増加を抑制するようにした高比速度の
斜流ポンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、高揚程ポンプは比速度が小さ
く、低揚程ポンプは比速度が大きく、流量および全揚程
などの使用条件に応じて最適な形式のポンプが採用され
る。しかるに、近年にあってはポンプ設備費の軽減を図
るために、比速度の大きなポンプを高揚程で用いて、ポ
ンプを小型化することが要望されている。そこで、比速
度Ｎｓが１０００以上の高比速度の斜流ポンプを高揚程
で用いる研究が盛んになされている。

【０００３】従来の高比速度の斜流ポンプの一例を図６
を参照して説明する。図６は、従来の高比速度の斜流ポ
ンプの要部の構造を示し、（ａ）は縦断面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視端面図である。

【０００４】図６において、内ケーシング１０に軸受１
２を介して主軸１４が軸回りに回転自在に支承される。
この主軸１４の先端部にハブ１６が固定され、このハブ
１６の外周壁に複数枚の羽根車羽根１８、１８…が設け
られる。ハブ１６と羽根車羽根１８、１８…で羽根車が
形成されている。また、内ケーシング１０と同軸上に外
ケーシング２０が配設され、この外ケーシング２０と内
ケーシング１０の間に複数枚の案内羽根２２、２２…が
設けられていて両者が一体化される。そして、羽根車羽
根１８、１８…の外周縁の回転軌跡の外周囲で外ケーシ
ング２０の先端に、吸込ケーシング２４が連接される。
さらに、２４の内周壁には、１枚の板状リブ２６がポン
プ軸（主軸１４と同軸上で流体が羽根車に流入する中心
軸）と平行であるとともにその内側先端をポンプ軸に向
けて配設される。そこで、この板状リブ２６は、図６
（ｂ）で明らかなように、羽根車の回転方向に対して直
交する平面を有する。

【０００５】かかる構成の高比速度の斜流ポンプにあっ
ては、図２に点線で示すごとく、締切点付近で軸動力が
著しく増加している。なお、図２は、本発明と従来例の
高比速度の斜流ポンプのポンプ特性図である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図２に点線で示される
ごとく、従来例にあっては、締切点付近で軸動力が規定
吐出し量よりも大幅に増加している。そこで、規定吐出
し量に応じた軸動力を有する駆動機（図示せず）を選定
するならば、締切点付近で増大する軸動力が限界を超え
て駆動機を破損する虞がある。また、軸動力の大きな大
容量の駆動機を選定して余裕を持たせるならば、駆動機
が高価なものとなり経済的でない。

【０００７】かかる締切点付近の軸動力の増加は、次の
ごとき作用によるものと考えられる。すなわち、吐出し
量が減少すると、羽根車内の流体に作用する遠心力が半
径方向の圧力勾配より大きくなって、流体には半径方向
に移動させようとする大きな力が作用する。その結果、
流体はハブ側からチップ側にメリディアン方向に対して
斜めに移動し、さらには流体の一部が吸込ケーシング２
４の内周壁に添って入口側に向かう逆流Ｃが発生する。
この逆流Ｃは、羽根車回転と同じ円周方向速度を有す
る。さらに、この逆流Ｃは、板状リブ２６によりその円
周方向の移動が制限されて円周方向速度が急激に減衰さ
れ、円周方向速度を持たずまたは僅かしか持たない逆流
Ｄとなって、吸込ケーシング２４の入口側から流出し、
またその一部が吸込ケーシング２４の中心部を通って吸
込まれる正の流れＥと混合されて再び羽根車内に流れ込
んで循環流れを生じさせる。そして、この循環流れの正
の流れＥの周方向速度とこれに混合される羽根車作用に
よる逆流Ｄの周方向速度が大きく相違するために動力損
出が大きくなり、もってポンプを駆動するのに必要とさ
れる軸動力が増加する。

【０００８】本発明は、かかる知見に基ずいて、従来の
高比速度の斜流ポンプの問題点を解消すべくなされたも
ので、逆流を円周方向速度を損なわせずに正の流れに混
合させることで、締切点付近における軸動力の急激な増
加を抑制するようにした高比速度の斜流ポンプを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の高比速度の斜流ポンプは、羽根車より上
流側で吸込ケーシングの内周壁に突出部材を配設し、こ
の突出部材で、前記羽根車の回転方向に対してポンプ軸
と平行であるとともに突出先端側が前記羽根車の回転方
向の下流側に倒れて傾斜した面が構成されている。

【００１０】また、前記突出部材を板状部材で形成し、
この突出部材を前記内周壁の同一周上の均等分割位置に
複数配設して構成することもできる。

【００１１】さらに、前記面を平面で構成しても良い。

【００１２】さらに、前記面を前記羽根車の回転方向の
下流側に凹な円弧状の湾曲面で構成しても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例を図１
および図２を参照して説明する。図１は、本発明の高比
速度の斜流ポンプの第１実施例の要部の構造を示し、
（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視
端面図である。図２は、本発明と従来例の高比速度の斜
流ポンプのポンプ特性図である。図１において、図６と
同じ部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略す
る。

【００１４】図１において、図６に示す高比速度の斜流
ポンプの構成と相違する点は以下の通りである。すなわ
ち、従来例の板状リブ２６を省き、吸込ケーシング２４
の内周壁に同一周上の均等分割位置に４枚の突出部材３
０、３０…が配設される。これらの突出部材３０、３０
…は、それぞれに略細長い平板の板状部材からなり、そ
の長さ方向をポンプ軸と平行にしてその基端側が吸込ケ
ーシング２４の内周壁に連接され、幅方向の内側の突出
先端側が羽根車の回転方向の下流側に倒されて傾斜して
固定される。そこで、これらの突部材３０、３０…によ
り、羽根車の回転方向に対して、ポンプ軸と平行である
とともに突出先端側が羽根車の回転方向の下流側に倒れ
て傾斜した平面が構成される。

【００１５】かかる構成において、突出部材３０、３０
…の長さ方向の寸法Ｌを７０ｍｍ、幅方向の寸法ｄを２
５ｍｍ、羽根車回転の接線方向に対する傾斜角度θを５
０度としてポンプ特性を測定したところ、図２に実線で
示すごとく、締切点付近の軸動力が、従来例の破線で示
すものと比較して明らかに減少することが確認された。
そこで、締切点における締切軸動力比が従来では１３０
％であったものが、本発明にあっては１１６％となって
いる。かかる実験結果から、駆動機を従来例よりも軸動
力が小さく容量の小さなものを選定することができ、そ
れだけ駆動機が安価なものとなり、ポンプ設備費を安価
なものとすることができる。

【００１６】この本発明の締切点付近における軸動力の
低減は、以下のごとき作用によるものと考えられる。突
出部材３０、３０…は、ポンプ軸に平行であるとともに
基端側より突出先端側が羽根車の回転方向の下流側に倒
れて傾斜した平面を備えているので、羽根車回転と同じ
円周方向速度を有する逆流Ｃが突出部材３０、３０…に
より円周方向速度をさほど減衰されずに、吸込ケーシン
グ２４の内周壁に添った流れから中心方向に向かう流れ
Ｆに変換される。そして、この流れＦが正の流れＥと混
合されて再び羽根車内に流れ込んで循環流れを生じさせ
る。そこで、この循環流れの正の流れＥの周方向速度と
これと混合される流れＦの周方向速度の相違が小さく、
動力損出が小さくなり、もってポンプを駆動するのに必
要とされる軸動力が減少する。

【００１７】さらに、発明者らは、本発明の構造に対す
る上述の知見が正しいことを確認するために、突出部材
の形状および枚数などを変えて同様の実験を行った。図
３に示す第２実施例にあっては、突出部材３２、３２…
を３枚配設し、長さ方向の寸法Ｌを８５ｍｍ、幅方向の
寸法ｄを６５ｍｍ、接線方向に対する傾斜角度θを５０
度としたものである。図４に示す第３実施例にあって
は、突出部材３４、３４…を８枚配設し、長さ方向の寸
法Ｌを８５ｍｍ、幅方向の寸法ｄを３５ｍｍ、接線方向
に対する傾斜角度θを５０度としたものである。さら
に、図５に示す第４実施例にあっては、突出部材３６、
３６…を４枚配設し、羽根車の回転方向に対して、基端
側より突出先端側ほど傾斜が少なく、羽根車の回転方向
の下流側に凹な円弧状の湾曲面としたものである。これ
らの第２ないし第４実施例のいずれにあっても、第１実
施例と同様に、締切点付近の軸動力の低減効果が得られ
た。

【００１８】なお、上記実施例において、突出部材３
０、３２、３４、３６は板状部材で形成されているが、
これに限られず、基端側が厚く突出先端側が薄い略断面
三角形などであっても良い。また、突出部材３０、３
２、３４、３６は、吸込ケーシング２４と鋳造などで一
体的に形成されても良い。さらに、突出部材３０、３
２、３４、３６の形状および枚数は、上記実施例に限ら
れず、適宜に設定すれば良いことは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高比速度
の斜流ポンプは構成されているので、以下のごとき格別
な効果を奏する。

【００２０】本発明の高比速度の斜流ポンプにあって
は、締切点付近の軸動力が、従来例のものと比較して低
減するので、駆動機として軸動力が小さく容量の小さな
ものを選定することができ、それだけ駆動機が安価なも
のとなる。もって、ポンプ設備費が安価なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高比速度の斜流ポンプの第１実施例の
要部の構造を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ矢視端面図である。

【図２】本発明と従来例の高比速度の斜流ポンプのポン
プ特性図である。

【図３】本発明の高比速度の斜流ポンプの第２実施例の
要部の構造を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ矢視端面図である。

【図４】本発明の高比速度の斜流ポンプの第３実施例の
要部の構造を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ矢視端面図である。

【図５】本発明の高比速度の斜流ポンプの第４実施例の
要部の構造を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ矢視端面図である。

【図６】従来の高比速度の斜流ポンプの要部の構造を示
し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
矢視端面図である。

【符号の説明】

１６ハブ１８羽根車羽根２４吸込ケーシング３０、３２、３４、３６突出部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】羽根車より上流側で吸込ケーシングの内
周壁に突出部材を配設し、この突出部材で、前記羽根車
の回転方向に対してポンプ軸と平行であるとともに突出
先端側が前記羽根車の回転方向の下流側に倒れて傾斜し
た面を構成したことを特徴とする高比速度の斜流ポン
プ。
【請求項２】請求項１記載の高比速度の斜流ポンプに
おいて、前記突出部材を板状部材で形成し、この突出部
材を前記内周壁の同一周上の均等分割位置に複数配設し
て構成したことを特徴とする高比速度の斜流ポンプ。
【請求項３】請求項１または２記載の高比速度の斜流
ポンプにおいて、前記面を平面で構成したことを特徴と
する高比速度の斜流ポンプ。
【請求項４】請求項１または２記載の高比速度の斜流
ポンプにおいて、前記面を前記羽根車の回転方向の下流
側に凹な円弧状の湾曲面で構成したことを特徴とする高
比速度の斜流ポンプ。