JPS62261699A - 流体圧機械特に遠心ポンプ - Google Patents

流体圧機械特に遠心ポンプ

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JPS62261699A
JPS62261699A JP62107940A JP10794087A JPS62261699A JP S62261699 A JPS62261699 A JP S62261699A JP 62107940 A JP62107940 A JP 62107940A JP 10794087 A JP10794087 A JP 10794087A JP S62261699 A JPS62261699 A JP S62261699A
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JP
Japan
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fluid
blade
centrifugal pump
pump chamber
pump
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JP62107940A
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English (en)
Inventor
レオン・ポク・クアー
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BOOGU WARNER IND PROD Inc
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BOOGU WARNER IND PROD Inc
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers 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)
  • Control 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は流体圧機械に係り、特に該機械内のキャビテー
ションサージを実質的に減少せしめる装置に関する。
〈従来の技術〉 当業者に明らかのように、ポンプなどの流体圧機械を広
い出力範囲で運転すると、低い流量のとき、および正味
吸入水頭(Net Po5itive 5uction
Head) (N P S H)が中間ないし低いとき
キャビテーションサージ現象が生ずる。ポンプの流量が
設計流量の約50%以下のとき低い流量であるという。
NPSHが中間ないし低いときとは、ポンプの圧力上昇
がNFSHの影響のないときの圧力上昇より1ないし3
%減少す為状態をいう。
キャビテーションと再循環状態とが同時に存在するとき
は、ポンプの吸入口すなわち入口におけるキャビテーシ
ョンは遠い上流までサージ波として伝達可能であり屡々
伝達する。サージ波は低周波振動を生ずることが多い。
この振動によって多くの機械的問題5例えば軸受の破損
、シールの破損などの問題が生ずる。ポンプのキャビテ
ーションサージを減少させるためのいくつかの提案があ
る。
米国特許第3,504,986号、第4,375,93
7号、第4.375,938号明細書にはポンプのキャ
ビテーションサージを現象させるように再循環流体を捕
捉する流体通路を有する種々のポンプハウジングが示さ
れている。
米国特許第3,384,022号、第3,664,75
9号、第4.150,916号、第4,239,453
号明細書にはポンプ入口通路内に配置されて逆流する流
体をポンプのキャビテーションサージを減少させるよう
に方向を変える種々の制限手段が示されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は流体圧機械、特にポンプなどのキャビテ
ーションサージを減少せしめる新規な装置を得るにある
゛く問題点を解決するための手段〉 本発明は、ポンプ室を有するハウジングと、ハウジング
外からポンプ室に流体を導く導管手段とを有する流体圧
機械に関する。ポンプ室内にインペラなどの回転動力学
手段があって、流体を遠心力によって圧送する。該回転
動力学的手段は最適効率点より著しく少い流量率で運転
されるとき流体の渦巻き逆流を生じ、この逆流がポンプ
室に向う流体流に関して流体の境界層を形成し、該逆流
流体が機械の作動に与えるキャビテーションサージ効果
を減少せしめる作動手段が設けられ、該作動手段が導管
手段内にその中心線に対して横方向に配置された一連の
曲ったブレードを有する環状の組立体を含み、渦巻き再
循環流を導管手段の中心に向って運動せしめてキャビテ
ーションサージ効果を減少せしめる、流体圧機械を提供
する。
ポンプ手段またはインペラが最適効率点から著しく低い
流量で運転されると渦巻き流がポンプ室から逆流して生
ずる。逆流する流体はポンプ室に向う流体に対する流体
境界層を通常形成する。
本発明はポンプのキャビテーションを防止するものでは
ない。本発明はポンプの入口におけるキャビテーション
サージを抑止するものである。インペラの上流の導管手
段内に作動手段が配置されて、逆流流体を充分に収集し
てこれを内方への流れに方向を変え、これによってポン
プのキャビテーションサージを防止する。従来のものと
異り、ハウジングの改変は最小である6本発明の実施例
において作動手段は環状の組立体であって、複数の半径
方向内方に延びるブレードまたはベーンを含み、これら
は逆流する流体流を捕捉するように曲げられている。併
し、ベーンはポンプ室に向う流体流を制限しまたは実質
的に干渉するものではない。本発明による流体圧機械は
最適効率点より著しく低い流量で運転しても、従来のも
のにみられたような騒音や振動を発生しない。
く作 用〉 本発明によれば、流体圧機械と組合せてポンプのキャビ
テーションサージを抑止し、振動や騒音の発生を広い流
量範囲において減少せしめる新規な装置が得られる。
本発明によれば、流体圧機械の吸入側に生ずる逆流を1
本来の流体流に実質的に干渉することなく、その方向を
変更する適切な手段が得られた。
さらに、本発明によれば、流体圧機械と組合せてポンプ
のキャビテーションサージを減少させる新規な手段が、
ポンプハウジングの変更を最小として達成される。
本発明によるポンプのキャビテーションサージ減少手段
は構造が簡単で安価である。
く実 施 例〉 本発明の目的およびその他の特性は本発明の望ましい実
施例を示す添付図面を参照する以下の説明により明らか
となされる。図面において同一または同等の部品は同一
参照数字で示される。
第1図に示す流体圧機械10は遠心ポンプなどであって
よい。機械10はハウジングまたはケーシング12と、
内部を流体が流れる囲まれた空間を限定する導管手段1
6.18とを有している。
図示実施例において、導管16は流体の吸入口または入
口通路として、導管18は出口通路として作用する。回
転動力学的手段2oがポンプ室14内に回転可能に配置
されて通路16.18を通る流体流をつくる。図示実施
例において回転動力学的手段はインペラ20を含み、イ
ンペラ20の上流側に配置されて共に回転するインデュ
ーサ24を含むものとしてもよい。
回転動力学的手段2oは流量の広い範囲について運転可
能である。その最適効率点よりも著しく低い流量で運転
されると流体圧機械内にキャビテーションサージが生ず
る。ポンプのキャビテーションサージは充分な量の流体
がポンプ室から逆流するとき生ずると考えられている。
すなわち、入口通路内には2つの対向する方向の流体流
が存在し、その一方はポンプ室に向う方向で、他方はポ
ンプ室から上流に向う逆流である。逆流は低い流量のと
き生じ、このときポンプを通って前進できない流体が逆
流となる。インペラの回転により逆流は上流に向う渦巻
き流となる。この渦巻き逆流は囲まれた空間の壁に向っ
て遠心力によって外方に動く傾向を持ち、これによって
ポンプ室に向う流体流に対する境界層を形成する。キャ
ビテーションサージを減少させるためには逆流する渦巻
き流を直線状とし、かつ入口通路の中心線に向けて方向
を変える必要がある。
本発明によれば、逆流防止手段30がインペラ2oおよ
びインデューサ24の上流に設けられる。
従来技術によるものと異り、本発明による逆流防止手段
30は入口通路16を大幅に変更することなくハウジン
グの囲まれた空間内に配置される。
第2図、第3図における実施例において逆流防止手段3
0は複数の静止のベーン32を含み、ベーン32は入口
通路の中心線に対して横方向に半径方向に延びる。各半
径方向ベーンは内方方向流体流(第1図で右方)にほぼ
平行に延びるが設計的に曲げられた部分を含む。曲げら
れていることによって、ベーンは逆流する流体を捕捉し
て入口通路の中心線に向けて方向を変える捕捉手段とし
て作用する。この形状によって、逆流する流体はポンプ
室に入る方向の流体流と干渉することがなく、従ってポ
ンプ性能が低下しない。
図に明らかのようにベーン32は入口通路の中心近くま
で半径方向に延びている。ベーン32の半径方向内方端
は通路16の中心線上に配置されたハブ34に固定して
もよい。ベーン32外方端はリング38に固定してもよ
く、リング38はこの環状の組立体のための取付手段と
なる。
本発明による逆流防止手段3oはインペラから逆流する
流体流を充分に捕捉してこれを入力流の方向に方向を変
えることができ、これによってポンプのキャビテーショ
ンサージを防止する。本発明の顕著な特性は、このため
に入口通路、特に重要な点はポンプハウジングに大きい
改変または再加工の必要なしに実施できる点にある。さ
らに、本発明によればポンプへの入力流およびポンプの
性能に大きい影響がない。
上述したとおり1本発明は前述目的、効果を達成する。
本発明は特定実施例について説明したが多くの代替、改
造、変形が前述説明に基いて実施可能であることは当業
者に明らかである。本発明は特許請求の範囲によって限
定され二その技術的範囲に属する代替、改造、変形を含
む6  ゛〈発明の効果〉 本発明によれば、流体圧機械左組合せてポンプのキャビ
テーションサージを抑止し、振動や騒音の発生を広い流
量範囲において減少せしめる新規な装置が得られる。さ
らに、流体圧機械の吸入側に生ずる逆流を、本来の流体
流に実質的に干渉することなく、その方向を適切に変更
することができる。ポンプハウジングの最小の変更によ
って可能である。さらに、構造が簡単で安価である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例を含む流体圧機械の縦断面
図、第2図は本発明の別の実施例の端面図、第3図は第
2図の線3−3に沿う断面図。 10:流体圧機械(遠心ポンプ) 12:ケーシング(ハウジング) 14:ポンプ室 16:導管手段(吸入口または入口) 18:導管手段(出口)フィルタ 20:回転動力学的手段  22:インペラ24:イン
デューサ 30:逆流防止手段 32ニブレードまたはベーン

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流体を運動せしめる流体圧機械において、ポンプ
    室を有するハウジング(12)と、ハウジング外からポ
    ンプ室に流体を導く導管手段(16)と、ポンプ室内で
    回転して導管手段内に流体流を作る回転動力学的手段(
    22〜24)とを含み、該回転動力学的手段は最適効率
    点より著しく少い流量率で運転されるとき流体の渦巻き
    逆流を生じ、この逆流がポンプ室に向う流体流に関して
    流体の境界層を形成し、該逆流流体が機械の作動に与え
    るキャビテーションサージ効果を減少せしめる作動手段
    (30)が設けられ、該作動手段が前記導管手段(16
    )内にその中心線に対して横方向に配置された一連の曲
    ったブレード(32)を有する環状の組立体(38)を
    含み、前記渦巻き再循環流を導管手段の中心に向って運
    動せしめてキャビテーションサージ効果を減少せしめる
    ことを特徴とする前記流体圧機械。
  2. (2)各ブレード(32)が導管手段の中心に近い位置
    まで内方に延びている特許請求の範囲第1項記載の流体
    圧機械。
  3. (3)ブレード(32)の半径方向内方端がハブ(34
    )に固定されている特許請求の範囲第2項記載の流体圧
    機械。
  4. (4)ハウジング(12)に固定される取付リング(3
    8)が設けられ、各ブレードが取付リングに固定されて
    いる特許請求の範囲第3項記載の流体圧機械。
  5. (5)ポンプ室を有するハウジング(12)と、ポンプ
    室(14)の上流側に設けられ流体をポンプ室の上流側
    に指向する入口(16)と、ポンプ室からの流体を導く
    出口(18)と、ポンプ室内に設けられポンプ室に向う
    内方流を作る回転動力学的手段(22〜24)とを含み
    、該回転動力学的手段によって上流に向う流体の渦巻き
    逆流が生じ、複数の半径方向に配置されたベーンがポン
    プ室の上流の前記入口に設けられて逆流する渦巻き流体
    を前記入口の中心に向って指向せしめるようになされて
    いる遠心ポンプ。
  6. (6)各ベーン(32)が前記入口(16)の中心に近
    い位置まで内方に延びている特許請求の範囲第5項記載
    の遠心ポンプ。
  7. (7)ベーン(32)の半径方向内方端がハブ(34)
    に固定されている特許請求の範囲第6項記載の遠心ポン
    プ。
  8. (8)ハウジング(12)に固定される取付リング(3
    8)が設けられ、各ベーンが取付リングに固定されてい
    る特許請求の範囲第5項記載の遠心ポンプ。
  9. (9)入口孔(16)と出口孔(18)とを有するポン
    プ室(14)を含むケーシング(12)と、ポンプ室(
    14)内に回転可能に設けられ入口孔(16)から出口
    孔(18)に向う流体流を作るインペラ(22)と、ケ
    ーシング(12)に固定され入口孔(16)の中心線に
    対して横方向に半径方向に延びる一連の静止ブレード(
    32)を含む逆流防止手段(30)と、を含む遠心ポン
    プ。
  10. (10)各ブレード(32)が曲ったブレード部分を含
    み、該ブレード部分はポンプ室(14)に向う流体流に
    対しては最小の干渉を与えるが入口孔(16)内の再循
    環流体を捕捉して正しい方向に向けるものである特許請
    求の範囲第9項記載の遠心ポンプ。
  11. (11)各ブレード(32)が入口孔(16)の中心に
    近い位置まで半径方向内方に延びている特許請求の範囲
    第9項記載の遠心ポンプ。
  12. (12)各ブレード(32)の半径方向内方端が中央ハ
    ブ(34)に固定されている特許請求の範囲第11項記
    載の遠心ポンプ。
  13. (13)ケーシング(12)に固定される取付リング(
    38)が設けられ、各ブレードが取付リングに固定され
    ている特許請求の範囲第9項記載の遠心ポンプ。
  14. (14)ハウジング(12)と、ハウジングに関連して
    設けられてその内部を流体が第1の方向に流れる囲まれ
    た空間を限定する流体入口通路と、該囲まれた空間を通
    る流体流を作る回転インペラであって最適効率流量より
    低い流量で運転されたとき前記囲まれた空間内に第2の
    方向の流体の渦巻き逆流を生ずるインペラと、前記囲ま
    れた空間内の流体の逆流によるポンプのキャビテーショ
    ンサージを減少せしめるための作動手段(30)とを含
    み、該作動手段が前記インペラ(22)の上流の囲まれ
    た空間内に配置された複数の半径方向ブレード(32)
    を含み、該ブレードは第2の方向に流れる流体の逆流の
    方向をポンプのキャビテーションサージを減少せしめる
    ように変更するように配置されている遠心ポンプ。
  15. (15)各ブレード(32)が、第1の方向の流体流に
    対して干渉を与えずに前記渦巻き逆流を捕捉するように
    設計された曲ったブレード部分を含む特許請求の範囲第
    14項記載の遠心ポンプ。
  16. (16)各ブレード(32)が前記囲まれた空間の中心
    に近い位置まで内方に延びている特許請求の範囲第14
    項記載の遠心ポンプ。
  17. (17)各ブレードの内方端がハブ(34)に固定され
    ている特許請求の範囲第16項記載の遠心ポンプ。
  18. (18)ハウジングに固定されるための取付リング(3
    8)が設けられ、各ブレードが取付リングに固定されて
    いる特許請求の範囲第14項記載の遠心ポンプ。
JP62107940A 1986-04-30 1987-04-30 流体圧機械特に遠心ポンプ Pending JPS62261699A (ja)

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US06/857,666 US4721435A (en) 1986-04-30 1986-04-30 Fluid flow control means for pumps and the like
US857666 1997-05-16

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JPS62261699A true JPS62261699A (ja) 1987-11-13

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