JPS58104400A - キヤビテ−シヨン摩耗の減少装置 - Google Patents

キヤビテ−シヨン摩耗の減少装置

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JPS58104400A
JPS58104400A JP57119680A JP11968082A JPS58104400A JP S58104400 A JPS58104400 A JP S58104400A JP 57119680 A JP57119680 A JP 57119680A JP 11968082 A JP11968082 A JP 11968082A JP S58104400 A JPS58104400 A JP S58104400A
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JP
Japan
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diffuser
impeller
inlet
cavitation
diameter
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JP57119680A
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English (en)
Inventor
ペ−タ−・ヘルグト
ペ−タ−・ブツシユジ−パ−
ベルンハ−ド・ラング
ハンス・デイ−タ−・クネツプエル
ドクトル・ハインツ・ベルンド・マチアス
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.)
Klein Schanzlin and Becker AG
Original Assignee
Klein Schanzlin and Becker AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
    • F04D29/2277—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures for increasing NPSH or dealing with liquids near boiling-point
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4273—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps suction eyes
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸込口を通して設けた軸を有する渦巻ポンプ
、回転ポンプ、またはタービンポンプにおいてキャビテ
ーションによって生ずる摩耗を減らす装置に関する。
広い動作範囲に適応するように設計された上述の種類の
回転ポンプ等の場合、通常の設計に従って作られた流入
口の形状では、そのポンプが特に部分荷重の範囲にある
場合はキャビテーションのために大きい庫擦が生じる結
果となる。
前記回転ポンプ等が大きければ大きいほど、かつ／ある
いは回転数が高ければ高いほど、キャビテーションによ
る損傷が顕著となり、対策を講じることが緊急に要求さ
れている。その対策としてたとえば、部分荷重の範囲で
運転するにあたって、この種のポンプの運転に時間的な
制限を課したりまた、耐摩耗性にすぐれた材料を使用し
たりあるいは特殊な耐摩耗部品を組み込むことも、対策
の１つである。
作動時発生する部分荷重においてキャビテーションの問
題をひき起す要因は１次のように物理的に解明すること
ができる。すなわち、設計に応じて理論的供給流量のω
％から７０％より小とした供給流量の場合、羽根車入口
の外側区域にリング状の渦、いわゆる部分荷重渦が生じ
、この渦は羽根車から離れるとともに、入って来る流れ
に向って移し渦が形成されるのである。
を九、この渦は供給流量がさらに少なくなるに伴って強
力なものとなり、羽根車に到る流れの断面積をますます
狭くする。そして比較的小さい半径になるまで押しやら
れた通過流は、その断面積が狭くされているため、おお
むね設計値の速度レベルに保たれているが、羽根車のハ
ブ区域では相対速度′が比較的低くなるのである。
このような動作は、渦が生じる部分荷重の範囲において
、初期キャビテーションに対しＮＰ８Ｈ（ＮＥＴ　ＰＯ
８ＩＴＩＶＥ　５ＵＣＴＩＯＮ　ＨＥＡＤ）の値（ＮＦ
２社）を低減させることとなる。しかし、渦は既存の羽
根等圧よシその発達が阻止され、したがってＮＰＳＨｉ
値の低下が生じることはなく、ＮＰ８Ｈｉは逆に何倍か
の大きさまで増加する。その結果。
この運転状態にある場合、実際の使用上の理由により通
常の荷重範囲にあわせて設計された流入口の状態では、
キャービテーション損傷が生じる。
本発明の目的は、上記部分荷重運転においてキャビテー
ションにより引き起される前記μ傷を経済的に回避する
ことである。その目的は、円錐状の段付きディフューザ
の入口の直径ＤＩ対ディフューザの出口の直径Ｄムの比
Ｆｉ、０．５から０．９１での範囲にあり、かつディフ
ューザの長さＬ対ディフューザの出口の直径Ｄムの比は
、０．２と１．０の間にあり、さらにディフューザのう
しろに接続され九羽根車は、外側の流線において８度か
ら加炭までの羽根の入口角度を有することＫよって達成
される。
以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図において符号５は内部に段部を設けたデイフ瓢−
ザで、ポンプの軸２０１の羽根車２０２の上流側に設け
である。該ディフューザ５の内側には内側面５ａと層間
とが設けてあり、また羽根車２０２の内側には内側面２
０２Ａが構成される。
符号２０３は本発明の渦巻ポンプが回転時相ずる部分荷
重渦であ条が、該部分荷重渦２０３を形成する流体の流
れ方向を反転させる箇所は前記ディフューザ５の層間の
位置によって決定されるもので、骸層間は入口の直径り
、を有する断面領域と、出口の直径Ｄムを有する断面領
域との間に位置され、核入口の直径り、対出口の直径Ｄ
ムとの比は０．５から０．９までの範囲である。また、
長さＬは層間から羽根車２０２の内側面２０２Ａが８度
から加炭の角度の広がシで始める箇所で測定され、該デ
ィフューザ５の長さＬ対ディフューザ５の出口の麻径り
ムの比は０．２と１．０の間にあるものであり、さらに
ディフューザ５のうしろに接続された羽根車２０２は外
側の流線において８度から加変までの羽根の入口角度を
有するものである。
第２図は第１図に示す層間が環状円錐面６に変型された
もので、−該環状円錐面６は羽根車２０２に面してお°
す、このようにすることにより第１図の場合より一層満
足すべき状態で渦２０３の流れ方向の反転を促進させる
ものである。
本発明の作用効果を説明すると、本発明の段付きディフ
ューザ５は羽根車２０２の上流側に設けられて内側面５
ａを有しかつ前記ディフューザ２０２の通路が入口通路
の直径り、と出口通路の直径Ｄムの割合が０．５から０
．９までであり、さらに羽根車２０２の内面が入目端縁
のすぐ下流において８度から加変までに広がっているか
ら本発明の渦巻ポンプに対するキャビテーションの作用
は、上記の特徴のない場合より遥かに少ないことがわか
った。つまり、ディフューザ５の広がった内側面５ａは
前記部分荷重渦２０３の外部が内側に、しかも放射状に
向けて流れるように強制する。また、前記羽根車２０２
から渦２０３を生じる箇所における渦の回転速度の周成
分は−、羽根車２０２に隣接する部分の回転数（Ｒ，Ｐ
、Ｍ、）に近似し該渦の軸方向成分は比較的に小さく、
このことは渦の回転速度の周成分を増加させ、また静圧
はベルヌーイ方程式に従って減少する。
本発明は以上のように実施されるものでディフューザの
下流側にある羽根車の前記特徴ある配列と相俟って、キ
ャビテーションのない領域が従来の渦巻ポンプの場合よ
り遥かに広くなって現在公知のポンプに見られる望まし
くない附随効果をすべて除去することができ、そのため
ポンプを長時間部分荷重領域内で操作しても、羽根車の
大部分は浸蝕を受けることがない。その結果、羽根車の
有用寿命を長くしポンプの操作の信頼性を高めることが
できる。また本発明によればキャビテーションによる著
しい浸蝕に各部材をさらす、危険を伴わないで、非常に
遅い流速で部分荷重領域における操作を可能にする利益
がある。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図は段付き
ディフューザが羽、根車の上流側に設けられた渦巻ポン
プの部分図、第２図は第１図の変型で、ディフューザの
肩を環状円錐面にした渦巻ポンプの部分図である。 ５・・・・・・段付きディフューザ、５ａ・・・・・・
内側面、５ｄ・・・・・・肩、　　　　　２０１・・・
・・・ポンプの軸、２０２・・・・・・羽根車、　　２
０３・・・・・・部分荷重渦、２０２Ａ・・・・・・内
側面、　６・・・・・・環状円錐面。 第１図 第２図 第１頁の続き ■発　明　者　ハンス・ディーター・クネップエル ドイツ連邦共和国フランケンタ ール市すヒヤード・ワーグナー ・リング４イー ■発　明　者　ドクトル・ハイフン・ベルンド・マチア
ス ドイツ連邦共和国フランケンタ ール市コロンベスストラーセ１４

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）吸込口を通して設けた軸を有する回転ポンプ等の
    キャビテーション摩耗を減らす装置において、既知の円
    錐状の段付きディフユーザ５０入 径Ｄ＾の比は、０．５から０．９までの範囲にあり、か
    つディフューザの長さＬ対ディフューザの出口の直径Ｄ
    ムの比は、０．２と１．０の間にあり、さらにディフュ
    ーザ５のうしろに接続された羽根車２０２は、外側の流
    線において８度から加炭までの羽根の入口角度を有する
    ことを特徴とするキャビテーシ曹ン摩耗の減少装置。
  2. （２）前記ディフューザ５の軸方向の長さの一部分が、
    羽根車２０２０回転部分にはめられている特許請求の範
    囲第１項記載の装置。
  3. （３）前記ディフューザの長さＬが、ディフューザの入
    口直径Ｄｍから羽根車２０２０入口直径の回転羽根の縁
    部まで伸びている特許請求の範囲第１項または第２項記
    載の装置。
  4. （４）前記段付きディフューザ５が、該ディフューザの
    入口において、後方環状円錐面６を有する特許請求の範
    囲第１項に記載の装置。
JP57119680A 1975-12-27 1982-07-09 キヤビテ−シヨン摩耗の減少装置 Pending JPS58104400A (ja)

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GB (1) GB1567938A (ja)
IN (1) IN145949B (ja)
IT (1) IT1064367B (ja)
NL (1) NL177038C (ja)
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