JPH11257292A

JPH11257292A - 遠心式ポンプ及びコンプレッサの渦巻室

Info

Publication number: JPH11257292A
Application number: JP6008498A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sakakida; 勝榊田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】周方向圧力を均一化し、製造を容易化すると
共に、半径方向スラストの発生を防止し、流体損失も低
減する。【解決手段】本発明に係る遠心式ポンプ及びコンプレ
ッサの渦巻室１は、羽根車２２からその半径方向外方に
て作動流体を導入する流路２，３を二つ設け、これら流
路２，３を周方向に所定角度ずらせて配置したものであ
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、液体ポンプやエア
コンプレッサ等に適用される遠心式ポンプ及びコンプレ
ッサの渦巻室に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポンプやコンプレッサにおいて
は、図５に示すように、羽根車ａの外周側に渦巻室ｂが
設けられ、羽根車ａから流出する液体（水等）や気体
（空気等）即ち作動流体を集合させ、出口ｃから吐出す
るようになっている。渦巻室ｂは用途に応じて種々の形
状のものが適用される。

【０００３】ところで、通常の渦巻室ｂは、羽根車ａに
巻き付く格好の一つの流路ｄしか有しておらず、排出経
路も一つしかないため、周方向の圧力を均一化し難いと
いう問題がある。

【０００４】そこで、図４に示すような二重ボリュート
と呼ばれるものがある。これは渦巻室ｂ内部に仕切板ｆ
が設けられ、流路が二つに分割されており、各流路ｄ，
ｅが羽根車ａの周方向１８０°ずつを担当し、半分ずつ
の流体を出口ｃ，ｇに送るようになっている。こうする
と排出経路が二つとなり、作動流体が周方向の複数の位
置で排出されるようになるので、周方向の圧力を均一化
でき、効率を高められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、二重ボリュー
トの場合、渦巻室内部に仕切板が完全に入り込む構造と
なっているため、実際の製造は容易ではない。

【０００６】また、一般に渦巻室の設計に際しては、図
３に示すように、ある特定の設計流量Ｑ_Dにおいて周方
向の圧力分布が一定となるよう、形状が定められる。と
ころが、ポンプ等の運転中に流量Ｑが設計点から外れた
場合が問題となる。図５に示した通常の渦巻室を例にと
ると、流量Ｑが設計流量Ｑ_Dより小さいときは、出口ｃ
側に向かって圧力大となるような圧力勾配が生ずる。逆
に流量Ｑが設計流量Ｑ_Dより大きいときは、出口ｃ側に
向かって圧力小となるような圧力勾配が生ずる。このよ
うな圧力勾配ないし周方向の圧力分布の不均一が生じる
と、羽根車を軸方向と垂直な方向に動かすような半径方
向スラストが働き、好ましくない。

【０００７】また、二重ボリュートにおいては長い流路
ｅと短い流路ｄとがあり、長い流路ｅを通るガスは大き
な流体損失を受けるという問題もある。通常の渦巻室で
も、羽根車から流出した流体が最大３６０°周回するた
め、流体損失が比較的大きい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る遠心式ポン
プ及びコンプレッサの渦巻室は、羽根車からその半径方
向外方にて作動流体を導入する流路を二つ設け、これら
流路を周方向に所定角度ずらせて配置したものである。

【０００９】なお、上記角度が１８０°であるのが好ま
しい。それぞれの上記流路が上記羽根車の周方向１８０
°ずつから作動流体を導入してもよい。それぞれの上記
流路が上記羽根車の全周方向から作動流体を導入しても
よい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。

【００１１】図１は本発明に係る渦巻室を示す。図示す
るようにこの渦巻室１は、同一形状の二つの流路２，３
を周方向に１８０°ずらせて配置したような格好となっ
ている。

【００１２】二つの流路２，３は、ポンプやコンプレッ
サ等のケーシング（図示せず）の内面によって区画形成
され、それぞれ接線方向に延出する直線部９，１０と、
直線部９，１０に連続して羽根車２２を半周巻き付ける
巻き部４，５とからなる。二重ボリュートと違って流路
２，３のオーバーラップ部分はない。巻き部４，５は、
時計回りに回転する羽根車２２からその半径方向外方に
て周方向１８０°ずつから流体を導入するようになって
いる。巻き部４，５はそれぞれの巻き開始点（０°，１
８０°の位置）で巻きを開始し、流路面積を順次拡大し
ながら時計回りに半周して羽根車２２を巻き付ける格好
となっており、導入した流体を集合させて直線部９，１
０に送る。送られた流体は末端の出口６，７から吐出さ
れる。

【００１３】直線部９，１０はそれぞれ１８０°，０°
の位置から対向方向に延出され、出口６，７もやはり対
向方向に臨まされる。一方の直線部９は左斜め下方の位
置で左側に延出され、他方の直線部１０は右斜め上方の
位置で右側に延出される。なお羽根車２２に対する入口
流路は羽根車２２の軸方向に形成される。

【００１４】ここで、各流路２，３の巻き開始点（０
°，１８０°の位置）の付近に、流路２，３の巻き始め
部分と直線部１０，９とを仕切る薄肉部１１，１２が形
成される。薄肉部１１，１２は羽根車２２から僅かに径
方向外方に位置され、羽根車２２との隙間における流体
の周方向の通過を許容している。０°，１８０°の位置
付近はそれぞれの流路２，３に対応した舌部２０，２１
と称され、巻き部４，５で集合される流体の実質的な最
初の入口となる。また舌部２０，２１では、薄肉部１
１，１２と羽根車２２との隙間を通ずる流体の流れも若
干存在する。

【００１５】さて、この渦巻室１の場合、従来の二重ボ
リュートと同様に流体を周方向の複数位置で排出できる
ため、周方向の圧力を均一化し、効率を高められると共
に、高効率な作動領域を広範囲で確保できる。

【００１６】一方、従来の二重ボリュートのように内部
の仕切板がないため、製造が大変容易である。

【００１７】また、作動流体の流量が設計点から外れ、
周方向に沿う圧力勾配が生じても、流路単体では半周し
かしてないので周方向の圧力差を少なくでき、しかも流
路同士ではお互いが１８０°ずれているため相互の圧力
を打ち消すことができ、これによりスラスト力の発生を
防止し、軸受部の耐久性を高め、フリクションロスも大
幅に低減できるようになる。

【００１８】また、それぞれの流路２，３を最短の等長
に形成でき、特に個々の流路２，３で流体の最大周回角
度を１８０°に抑えられるため、流体損失も大幅に低減
できる。

【００１９】図２は他の実施の形態を示す。図示例の如
く本案の流路２ａ，３ａは、薄肉部１１ａ，１２ａを延
長し、巻き部４ａ，５ａの巻き始め位置を０°，１８０
°より所定角度Ａ少ない位置として、舌部２０ａ，２１
ａをその角度Ａだけオーバーラップさせるようにしてい
る。こうしても前記同様の作用効果が達成される。他の
構成は前述の形態と同様であるので説明を省略する。

【００２０】本発明の実施の形態は他にも種々考えられ
る。例えばそれぞれの流路に、１８０°ずつではなく、
３６０°つまり全周方向から作動流体を導入してもよ
い。また上記では流路を１８０°ずらせたが、９０°等
の１８０°以外の角度も考えられる。ただしこのときは
従来以上の効果は期待できるものの、１８０°の場合程
の効果は期待できないと考えられる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２２】（１）作動流体を周方向の複数位置で排
出でき、周方向の圧力を均一化して効率を高められる。

【００２３】（２）製造を容易化できる。

【００２４】（３）半径方向スラストの発生を防止で
きる。

【００２５】（４）流体損失を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す概略縦断面図であ
る。

【図２】他の実施の形態を示す概略縦断面図である。

【図３】渦巻室内の圧力勾配を示すグラフである。

【図４】従来の二重ボリュートを示す概略縦断面図であ
る。

【図５】従来の通常の渦巻室を示す概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１渦巻室２，２ａ，３，３ａ流路２２羽根車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】羽根車からその半径方向外方にて作動流
体を導入する流路を二つ設け、これら流路を周方向に所
定角度ずらせて配置したことを特徴とする遠心式ポンプ
及びコンプレッサの渦巻室。
【請求項２】上記角度が１８０°である請求項１記載
の遠心式ポンプ及びコンプレッサの渦巻室。
【請求項３】それぞれの上記流路が上記羽根車の周方
向１８０°ずつから作動流体を導入する請求項１又は２
記載の遠心式ポンプ及びコンプレッサの渦巻室。
【請求項４】それぞれの上記流路が上記羽根車の全周
方向から作動流体を導入する請求項１又は２記載の遠心
式ポンプ及びコンプレッサの渦巻室。