JPS61142395A - インデユ−サ付ポンプ - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は羽根車の上流側圧インデューサを設けたインデ
ューサ付ポンプに係妙、特に小形の汎用ポンプに好適な
インデューサ付ポンプに関するも説明すると、ポンプの
吸込性能改善するために主羽根車ａの前方にインデュー
サｂを設ける場合がある。

しかし、インデューサは高負荷の一種の軸流羽根車のた
め低流量域の運転ではチップ側入口に旋にけ低周波数の
激しい圧力脈動が発生して、騒音へ 等のため運転不能に陥ることがある。

湖、図において、ｄは主羽根車ａ１インデューサｂ２取
付ける回転軸、ｅおよびｆは上記主羽根車ａ１インデュ
ーサｂ１回転軸ｄに固定するナツトおよび回わり止めキ
ーである。、また、ｇは吸込配管、ｈは吐出ボリュート
ｉを有するケーシングである。

上記のような低周波数の圧力脈動を防ぐための種々の対
策がなされている。例えば、低流量域で生ずる逆流は過
大な迎角を小さくする目的で入口角と出口角の異なる所
謂、反り付き羽根のインデューサにする場合がある。ま
た、特許第１１３９６１８号に開示のように、インデュ
ーサに生じた逆流を抑制するためインデューサの前方に
絞抄板を設けたり、特許第８６９７３９号のようにイン
デューサ出口流れの一部を吸込側に戻すバイパス配管材
の構造にし低流量域運転を避けるものがある。

しかし、上記反り付羽根車のインデューサでは吸込性能
の要求から羽根人口角を極端に小さくすることはできな
いため、圧力脈動の改善効果は比較曲流骨の大きい場合
に限られ、運転範囲の広い汎用ポツプではこれだけでは
完全な脈動低減策にけならない。また上記絞り板の場合
、インデューサ直前に設けると縮流効果によって性能へ
の悪影響が大きくなるため、インデューサ前方に比較的
長い配管が必要となり、バイパス配管では主配管の他に
特別な配管が必要となるなど、脈動対策のために通常の
配管とは異なる配管にしなければならなかった。

このように、従来の圧力脈動の低減策は、寸法形状の制
約が多く、運転範囲の広い汎用ポンプに対しては、対策
による性能低下を除いても、寸法的、価格的な面から適
用は困難であった。

〔発明の目的〕 本発明は低流量域で発生する圧力脈動や振動を防止し、
かつ高性能で小形のインデューサ付ポンプを提供するこ
とを目的とするものである。

〔発明の概要〕

低流量、低ＮＰＳＨ時に問題となる圧力脈動はインデュ
ーサから生ずる逆流と吸込配管中に生ずるキャビティが
干渉する結果発生することが、ＡＳＭＥ、　Ｃａｖｉ　
ｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｌｙｐｈａｓｅ　ＦＩＯＷ
Ｆｏｒｕｎｃ（１９７４）におけるＹｅｄｉｄａｈ、　
８．に↓る蟻Ｏｓｉ　ｌ　ｌａｔ　ｉｏｎ’ｓ　ａｔ　
ｌｏｗ　ＮＰ８Ｈｃａｓｕｅｄ　ｂｙｆｌｏｗ−ｃｏｎ
ｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　　ｔｈｅ　５ｕｃｔｉｏｎ　ｐ
ｉｐｅ”と題する論文で知られている吸込配管中のキャ
ビ１テイは、逆流がもつ旋回流れによって吸込配管中に
半径方向の静圧分布を生じこの結果、管中心が著しく低
圧になることが原因と考えられるので、旋回流れを抑制
するための整流板の最適形状を実験的に検討した。この
結果、旋回流れの大きい特定の範囲に比較的小形の整流
板を設けるだけでも旋回流れは十分抑制されることまた
過大な整流板は付加的なキャビティを生じて低周波圧力
脈動の新たな要因となることが明らかとなった。

本発明はインデューサの羽根チップ側の入口端を三角状
に切欠き、この切欠き部に位置し、切欠き部に対応する
三角状の整流板をケーシングに複数固定し配置して構成
し、インデューサで生ずる逆流のもつ旋回流れを三角状
の整流板で抑制することにより、インデューサ部の軸方
向長を長かくすることなく、すなわち小形で高性能のイ
ンデューサ付ポンプを得るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図〜第４図について説明す
る。

第１図は本発明のインデューサ付ポンプの要部縦断面図
である。

図において、１はケーシング、２はケーシング１内に設
けられた主羽根車、３は主羽根車２の前方に配置された
インデューサ、６けインデューサ３の直前のケーシング
壁に設けられた整流板である。上記インデューサ３は主
羽根車２とともに回転軸７−に装着され、キー８、ナツ
ト９で回転軸７に固定され、主羽根車２とともに一体に
回転する。

インデューサ３Ｆｉ、羽根５のチップ側入口部５ａを三
角形状に切り欠き、＃１ぼこの切り欠き部に対応する位
置にケーシング１の吸込管管壁部を底辺として、内径側
が頂角となる三角形状の整流板６が管軸方向に配置され
ている。

本発明のインデューサ付ポンプは上記構成のため、定格
点付近の運転では、流れは軸方向に吸込配管１０を流入
するため、インデューサおよびポンプ性能に対してはほ
とんど悪影響を及ぼさないしかし、低流量域の運転にお
いては、整流板６がない場合にはインデューサ３の羽根
入ロチツブ側５ａに強い旋回を伴なう逆流１１が発生す
るが、整流板６はこの旋回流れを以下に述べるように抑
制する。即ち、低流量域のインデューサ入口流れについ
ての測定結果によれば、第２図に示すように軸方向流速
Ｖ、は流量の減少とともに外周側の逆流域が拡大し締切
点付近ではほぼ直線的な分布となる。また旋回速度成分
Ｖ、は、逆流開始流量付近では外周部の一部に限られる
が、逆流域の拡大とともにインデューサから持ち込まれ
るエネルギーが増加するため中心部へ広がり、締切点付
近では管壁部で最大、管中心部ではほぼ零の強制渦形の
分布となる。この結果、インデューサ入口流れの速度三
角形は半径位置に応じて第３図に示すように変化する。

従って、整流板６け内径側６ａで軸方向長さが短かく構
成されているが、第３図かられかるように内径側では流
れ角αが周方向に近づくため、整流板６の全域で逆流の
もつ旋回速度成分を抑制することができる。またさらに
中心部には整流板を設けてはいないため、正流の速度三
角形がいかに変化しようとも、インデューサ３の上流側
で流れと整流板の方向が一致しないことにより整流板部
に新たにキャビテーションを生ずる恐れは全くない。

さらにインデューサ入口流れを詳細に検討すると、逆流
はインデューサ人口角が大きい時はど、流量が少ない時
はど吸込配管１０の内径側まで発達す、５が、最大に発
達した場合の逆流範囲は吸込配管径のほぼ２／３程度で
ある。また逆流の軸流速度Ｖヨと旋回速度ｖ、で構成す
る速度三角形のなす角ａ＝ｔａｎｖ、、／ｗａＶｉ、管
壁部では流！正、インデューサ人口角の影響は少なくα
＝１５〜２５度である。従って、整流板６で付加的なキ
ャビテーションを生じないためＫは、整流板６の内径は
Ｄ／Ｄｓ＝０．６５〜０．７程度にしなければならない
。また軸方向長さｔＦｉ次式で示す値程度あれば十分で
ある。

ここでＤｔＶｉインデューサ入口部の外径、Ｚけ整流板
の板枚数である。

この場合の整流板６の部分の流れは、第４図の整流板外
周円筒展開図に示す如く、逆流１１のもつ旋回流れは整
流板によりほぼ完全に拘束され、かつ正流に対しては影
響はほとんど与えない。さらに本整流板寸法の場合、整
流板の必要面積はインデューサ羽根面積の１０〜１５チ
前後で済むため、インデューサの一部を切り欠いてこの
空間に整流板を設置しても、インデューサの性能を極端
に低下させることはないので、寸法の制約の大きい汎用
ポンプには適している。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように１本発明のインデューサ付ポ
ンプでは、インデューサの羽根入口部の一部を切り欠き
、インデューサ直前のほぼこの切９欠き部に対応する位
置に、軸方向長さ、内径ともに逆流のもつ旋回速度を拘
束するに必要最小限の整流板を設けたので、特別の配管
を要したり、最高効率点付近の性能を低下することなく
、低流量域の逆流の旋回速度を抑制して吸込管内の静圧
を一様化し、かつ整流板による付加的なキャビテーショ
ンが発生しないようＫでき、低流量域における圧力脈動
や振動、騒音のない運転が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインデューサ付ポンプの縦断面図、第
２図はイ斤流量域に卦けるインデューサ入口の流れの状
態を示す説明図、第３図Ｖｉ第２図のＡ−ｆ断面の流れ
の速度三角形を示す図で、第３図（ａ）は第２図のＡ断
面の状態図、第３図（ｂ）は第２図のＢ断面の状態図、
第３図（ｃ）ｉｊ第２図のＣ断面の状態図、第３図（ｄ
）は第２図のＤ断面の状態図、第３図（ｅ）は第２図の
Ｅ断面の状態図、第３図（ｆ）ｉｊｌ・・・ケーシング
、２・・・主羽根車、３・・・インデューサ、４・・・
インデューサハブ、５・・・インデューサ羽竿１囚 竿４因 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和５９年特許願第　２６２７４０　　号λ発明の名称 インデューサ付ポンプ ３、補正をする者 事件との関係　　　特許比　　願　人 名　称　　ＣＳ＋Ｏ）株式会は　日　立　製作所４、代
　　理　　人 ６、補正の対象　明細書の発明の詳細な説明の欄。 ２、補正の内容　別紙の通シ０ １、明細書第４頁第９行〜第１２行のＩＡＳＭＥ。 ＣａＶｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　・”’・・−１ｈｅ　
３ｕｃｔｉＯｎ　Ｐｉｐｅ’Ｊを［＃アスメ、キャビテ
ーション　アンドポリフェイズフロー　フォーラム’　
（ＡＳＭＥ、　Ｃａｖｉｔａｔｉｏｎａｎｄ　ｐｏｌｙ
ｐｈａｓｅ　ＦＩＯＷ　ｌｉ’ｏｒｕｍ　）　、　１９
７４　Ｋおける′イエデイダー、　ｘ　ス、’　（Ｙｅ
ｄｉｄａｈ　、　Ｓ−）による′オシレーションズ　ア
ット　ロー　エヌピーエスエイチコーズドバイ　７０−
コンデイシヨンズイン　シイ　サクション　パイプ’　
（−０ｓｉｌｌａｔｉｏｎｓａｔ　ｌｏｗ　ＮＰＳ）１
　ｃａｓｕｅｄ　ｂｙ　ｆｌｏｗ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｓ　１ｎｔｈｅ　５ｕｃｔｉｏｎ　ｐｉｐｅ”）」に訂
正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主羽根車の前方の回転軸上にインデューサを設置し
   たインデューサ付ポンプにおいて、前記インデューサの
   羽根チップ側の入口端を三角状に切欠き、前記切欠き部
   に対応する三角状の整流板をケーシング内周面に複数個
   固定して配置したことを特徴とするインデューサ付ポン
   プ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記三角状の整流
   板の内径は前記インデューサ外径の０．６５〜０．７０
   であることを特徴とするインデューサ付ポンプ。