JPH03130598A

JPH03130598A - 流体機械用インペラ

Info

Publication number: JPH03130598A
Application number: JP26958889A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sugiura; 杉浦　榮市
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-16
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1991-06-04

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）この発明はポンプやコンプレッサのような流体機械にお
いて利用されるインペラに関する。

（従来技術）一般に、この種のインペラは中心部にボスを有する主盤
と、この主盤の少なくとも一方の側面から前記ボスの軸
方向に突出する円周方向等間隔に配置された複数の羽根
とを有し、これらの羽根は隣り合う各羽根との間に前記
ボスのまわりから前記主盤の外周部に至る流体通路を形
成して構成されている。このような流体通路は従来ボス
側すなわち入口側から主盤の外周側すなわち出口側に至
り徐々に幅が広くなるように構成されている。

本出願人は特許第１０３８８１５号（アメリカ合衆国特
許第４２５３７９８号）　（特公昭第５５−９５６０号
）において、従来とは異なり、流体通路を入口側から出
口側に至り徐々に幅が狭くなるように構成したインペラ
を提案しており、このインペラを利用したポンプは従来
に比してはるかに優れた揚程及び効率が得られることが
立証されている。

また本出願人は上記特許の構成を基本構成として特願昭
用６１−０５３３６９号（特開昭第６２−２１０２９７
号）において、羽根が一定厚さ（インペラの円周方向の
厚さで、以下厚さという場合は特に明記しない限り円周
方向の厚さをいう）を有し、かつ後面と前面とが円弧状
をなす、重量バランスに優れかつ製造が簡単なインペラ
を提供している。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記特願昭用６１−０５３３６９号のよ
うに羽根を一定厚さとした構成では、例えば羽根を金属
板により形成する場合のように、羽根の厚さが比較的薄
い場合には問題はないが、例えばインペラを主盤と羽根
とを含み鋳造や樹脂成形により一体で形成するような場
合には羽根にはある程度以上の厚さが必要となる。この
ため第６図に示すように羽根Ａ−ＡのボスＢ側の部分す
なわち流体通路Ｃ−Ｃの入口部り側の部分Ａ１〜Ａ１に
よってボスＢ側の目玉部Ｅから入口部りに流入する流体
の流れが妨げられ、ポンプの揚程、効率に悪影響をもた
らすため、より改良されたインペラ構造が希求されてい
た。

（課題を解決するための手段）上記従来技術の課題を解決するため本発明の流体機械用
インペラは中心部にボスを有する主盤と、この主盤の少
なくとも一方の側面から前記ボスの軸方向に突出する円
周方向等間隔に配置された複数の羽根とを有し、これら
の羽根は隣り合う各羽根との間に前記ボスのまわりから
前記主盤の外周部に至る流体通路を形成し、かつこれら
の流体通路はその断面積が前記ボスのまわりから前記主
盤の外周に向って徐々に小さくなるように構成され、前
記主盤の回転により前記ボスのまわりの流体を前記流体
通路を経て前記主盤の外周方向に導くようにした流体機
械用インペラであって、前記羽根を前記ボスに近接する
部位を除きその全長に亘りほば均一の厚さを有して形成
し、その前記ボスに近接する部位の断面積を前記ボス側
に向けて徐々に小さくなるように構成しである。

（作用）本発明の流体機械用インペラは各羽根の間に形成される
流体通路はその断面積がボスのまわりから主盤の外周に
向って徐々に小さくなっており、また羽根はボスに近接
する部位を除きその全長に亘りほぼ均一の厚さを有して
形成しであるので、上記特願昭用６１−０５３３６９号
におけると同様に、重量バランスに優れ、かつ揚程及び
効率に優れたポンプを構成できる一方、各羽根のボスに
近接する部位の断面積がボス側に向けて徐々に小さくな
るように構成しであるので、流体はボス側から各羽根の
間の入口部に流入するに際し羽根のボス側の端部により
流れが妨げられることなく円滑に流入できる。

（実施例）次に本発明の実施例を添附の図面を参照して説明する。

まず本発明の第１実施例を第１図〜第３図を参照して説
明すると、第１図及び第２図において、インペラ１は中
央部にボス２を有する円板状の主盤３と、この主盤３の
一方の側面からボス２の軸方向に一定＾さで突出する複
数の羽根４〜４を備えている。これらの羽根４〜４は円
周方向等間隔に配置されており、ボス２と羽根４〜４は
鋳造により主盤３と一体に成形されている。また各羽根
４の一端はボス２に対し半径方向に隔てられてボス２と
の間に目玉部５を形成しており、また他端は主１２の周
縁部に至っている。各羽根４はほぼ円弧状をなしており
、相互間に流体通路６を各々形成している。

ここで、流体通路６の幅はボス２側の入口部７から主盤
３の周縁部側の出口部８に至り徐々に小さくなるように
設定されており、また各羽根４はその全長に至り同一厚
さを有しているが、ボス２側の端部９のみはボス２側に
向かうにつれ厚さが小さくなるように形成されている。

また第２図に示すようにボス２内にはモータ等の回転駆
動軸１０の端部が嵌込まれ、ナツト１１により締付は固
定されている。なお１２は回り止め用のキーである。

以下上記のような羽根４〜４の具体的な形状及び配置を
第３図を参照して詳しく説明する。なお同図にはインペ
ラ１が説明のため簡略化して示してあり、また説明のた
め羽根４〜４には４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・がそれぞれ付
番しである。

図中羽根４Ａのインペラ１の回転方向（矢印で示す）に
関し前面４Ａ１及び後面４Ａ２は同一の中心Ｐ１を中心
としてそれぞれ半径Ｒ１，Ｒ２の円弧状に形成されてい
る。同様に羽根４Ｂの前面４８１及び後面４Ｂ２は中心
Ｐ２を中心する上記と同様な半径Ｒ１，Ｒ２の円弧状に
形成され、羽根４Ｃの前面４Ｃ１及び後面４Ｃ２は中心
Ｐ３を中心とする半径Ｒ１，Ｒ２の円弧状に形成されて
いる。

ここで中心Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３は主盤２の中心Ｃを中心と
する円Ｅ上に等間隔で位置しており、これによって各羽
根４Ａ、４Ｂ、４Ｃ間の流体通路６の幅は入口部７から
出口部８に至り徐々に狭くなる。

また、このような円Ｅ上の各中心Ｐｉ、Ｐ２゜Ｒ３の位
置決めは、以下のようにして行われている。

まず各羽根４Ａ、４Ｂ、４Ｇ・・・の外周縁を定める円
Ｅ上に羽根の枚数に応じて等間隔に点Ｑ１゜Ｑ２．Ｑ３
・・・をとる。点Ｑ１と中心Ｃを結ぶ直線Ｓ１を描き、
次に点Ｑ１を中心として直線Ｓ１に対し時計方向に角度
α傾いた直線Ｔ１を描き、この直線Ｔ１と円Ｅとの交点
をＰｌと定める。点Ｑ２、Ｑ３についても同様にして直
線Ｔ２．Ｔ３・・・を描きそれらと円Ｅとの交点をＲ２
，Ｒ３・・・とする。

また、特に本実施例において、各羽根４Ａ、４Ｂ、４Ｃ
・・・のボス２側の端部９は上記したようにボス２側に
至り徐々に狭くなるように構成されており、この構成は
各羽根４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・の前面４Ａ１．４８１．
４Ｃ１・・・の端部９に対応する部分４Ａ１１．４Ｂ１
１．４Ｃ１１・・・を、部分４Ａ１１については前方に
位置する羽根４Ｆに関連する中心Ｐ６を中心とする半径
Ｒ３の円弧で、部分４Ｂ１１についても同様に前方に位
置する羽根４Ａに関連する上記中心Ｐ１を中心とする半
径Ｒ３の円弧で、部分４Ｃ１１についても前方に位置す
る羽根４Ｂの対応する中心Ｐ２を中心とする半径Ｒ３の
円弧でそれぞれ形成し、対応する前面４Δ１．４Ｂ１，
４０１・・・になだらかにつなげることで達成されてい
る。すなわち半径Ｒ３は上記半径Ｒ１よりも小さくなり
、端部９はボス２側に向けて先細状となる。

なお本実施例のインペラ１の各部の仕様は以下のようで
ある。

主盤３の直径　　　　　　　　　１１９ｍ目玉５の外径
　　　　　　　　　　５６８円Ｅの直径　　　　　　　
　　　　４８履羽根４の厚さ（ｆｆａ部９部外以外ＭＲ１（羽根４の前面の曲率半径）　４５履Ｒ２（羽根４
の後面の曲率半径）　　４１ｓＲ３（羽根４のボス２側
の端部９２６＃の前面の曲率半径）角度α　　　　　　　　　　　　　１４゜本実施例にお
いて、羽根４〜４の幅は主盤３と鋳造により一体で成形
されるため、比較的大寸法となっている。しかしながら
、各羽根４の端部９１１：の厚さはボス２側に向けて先細状となっているため、流
体は端部９により流れを妨げられることなく目玉部５よ
り流体通路６の入口部９内に円滑に流入する。

従って羽根４〜４が比較的大きな幅を有していた場合に
おいても本インペラ１の採用により先に説明した本出願
人による特願昭第６１−０５３３６９号と同様に優れた
揚程及び効率を備えたポンプを構成できる。

次に本発明の第２実施例を第４図及び第５図を参照して
説明する。なお、本実施例は目玉部が小さなインペラに
関するもので、基本的な構造は第１実施例と同様であり
、同様な部材には同一符号を付してその説明を省略する
。

第４図に示した本実施例のインペラ１３の羽根１４〜１
４は上記第１実施例の羽根４〜４と同様に羽根１４〜１
４の間に形成される流体通路１６の幅が入口部１７から
出口部１８に至り徐々に小さくなるように設定されてお
り、また各羽根１４はその全長に至り同一幅を有してい
るが、ボス２側の端部１９のみはボス２側に向かうにつ
れ徐々に厚さが小となる構成となっている。

しかしながら、本実施例の羽根１４〜１４は上記第１実
施例の羽根４〜４に比べて半径方向内側（ボス２側）に
長く延びている。このためボス２との間の目玉部１５は
上記第１実施例の目玉部５よりも半径方向の幅が狭くな
っている。これに関連してボス２側の端部１９のインペ
ラ１３の回転方向に関し前方の面（後述する１４Ａ１１
．１４８１１．１４Ｃ１１・・・）は上記第１実施例の
対応する前方の面４Ａ１１．４Ｂ１１．４Ｃ１１・・・
とは異なる描き方で形成されている。

以下上記のような羽根１４〜１４の具体的な形状及び配
置を第５図を参照して詳しく説明する。

図中円弧Ｅ１は第１実施例の円弧Ｅに対応するもので、
円弧Ｅ１上には羽根１４Ａの前面１４Ａ１及び後面１４
Ａ２の中心Ｐ１１、羽根１４８の前面１４Ｂ１及び後面
１４Ｂ２の中心Ｐ１２、羽根１４Ｇの前面１４Ｃ１及び
後面１４Ｃ２の中心Ｐ１３・・・が等間隔で位置してお
り、各羽根１４Ａ。

１４８．１４０・・・間の流体通路１６の幅は入口部１
７から出口部１８に至り徐々に狭くなっている。

なお円Ｅ１の半径は上記１実施例の円Ｅの半径よりも僅
かに大きく設定されており、円Ｅ１上の各中心Ｐ１１．
Ｐ１２．Ｐ１３・・・の位置決めは、先の実施例の直線
Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３・・・に対応する直線Ｔ１１．Ｔ１２
．Ｔ１３・・・を描いてそれらの円Ｅ１との交点を中心
Ｐｉ　１．Ｐｌ　２．Ｐｌ　３・・・としである。

また、本実施例の、各羽根１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ・・
・の前面１４Ａ１．１４Ｂ１．１４Ｃ１・・・のボス２
側の端部１９に対応する部分１４Ａ１１゜１４Ｂ１１．
１４Ｃ１１・・・は、上記円Ｅ１と同心でこれよりも半
径が僅かに小さな円Ｅ２上の等間隔の点Ｕ１．Ｕ２．Ｕ
３・・・を中心とする半径Ｒ１３の円弧状に形成されて
いる。ここで、点Ｕ１は前方に位置する羽根１４Ｆに関
連する直線Ｔ１６と円Ｅ２との交点、点Ｕ２も同様に前
方に位置する羽根１４Ａ１．：関連する直線Ｔ１１と円
Ｅ２との交点、点Ｕ３も前方に位置する羽根１４Ｂに関
連する直線Ｔ１２と円Ｅ２との交点というように順次決
定されている。

なお本実施例のインペラ１３の各部の仕様は以下のよう
である。（記載のない部位の仕様は上記第１実施例と同
様である。

目玉１５の外径　　　　　　　　　４８ａａ＋円Ｅ１の
直径　　　　　　　　　　４２麿円Ｅ２の直径　　　　
　　　　　　４０Ｍ１羽根１４の前面の曲率半径　　　
　４２ｍ羽根１４の後面の曲率半径　　　　３８履Ｒ１
３（羽根１４のボス２側の　　２２Ｍ１端部１９の前面
の曲率半径）本実施例の作用は上記第１実施例と同様であるが、前面
１４Ａ１．１４Ｂ１．１４Ｃ１・・・を描くための円Ｅ
１と部分１４Ａ１１．１４Ｂ１１，１４Ｃ１１・・・を
描くための円Ｅ２を異ならせることにより、羽根１４Ａ
、１４Ｂ、１４Ｇ・・・の長さ、目玉１５の幅に応じて
、部分１４Ａ１１．１４Ｂ１１．１４Ｃ１１・・・が前
面１４Ａ１．１４８１゜１４０１・・・になだらかにつ
ながるように形成できる。

なお、第２実施例は羽根１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ・・・
の長さが第１実施例の羽根４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・・より
も良く、目玉１５が第１実施例の目玉５よりも幅狭の場
合に関連して説明したが、逆に第１実施例のものよりも
羽根が長く、目玉の幅が広い場合には、例えば上記円Ｅ
２の半径を円Ｅ１よりも大きく設定することで前面１４
Ａ１．１４Ｂ１゜１４Ｃ１・・・になだらかにつながる
部分１４△１１゜１４Ｂ１１，１４Ｃ１１・・・を容易
に形成できる。

（発明の効果）本発明において流体はボス側から各羽根の間の入口部に
流入するに際し羽根のボス側の端部により流れが妨げら
れることなく円滑に流入できるので、例えば羽根がｌｉ
ｔ造や樹脂成形によりインペラと一体で形成される場合
のように羽根の厚さが比較的厚い場合でも、インペラの
重量バランスが良く、優れた揚程及び効率が得られるポ
ンプやコンプレッサを提供できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例の流体灘械用イン
ペラを示すもので、第１図はインペラの正面図、第２図
は第１図のｎ−ＩＩ線に沿う断面図、第３図は第１図に
示したインペラにおける羽根の位置決めの様子を図解す
る説明図、第４図及び第５図は本発明の第２実施例を示
づもので、第４図はインペラの正面図、第５図は第４図
に示したインペラの第３図と同様な説明図、第６図は従
来のインペラの正面図である。１．１３・・・インペラ　２・・・ボス３・・・主盤４．４八〜４Ｆ、１４．１４Ａ〜１４Ｆ・・・羽根５．１５・・・目玉　　　６，１６・・・流体通路９．
１９・・・端部

Claims

【特許請求の範囲】

　中心部にボスを有する主盤と、この主盤の少なくとも
一方の側面から前記ボスの軸方向に突出する円周方向等
間隔に配置された複数の羽根とを有し、これらの羽根は
隣り合う各羽根との間に前記ボスのまわりから前記主盤
の外周部に至る流体通路を形成し、かつこれらの流体通
路はその断面積が前記ボスのまわりから前記主盤の外周
に向って徐々に小さくなるように構成され、前記主盤の
回転により前記ボスのまわりの流体を前記流体通路を経
て前記主盤の外周方向に導くようにした流体機械用イン
ペラであつて、前記羽根の円周方向の厚さ寸法を前記ボ
スに近接する部位を除き全長に亘りほぼ均一に形成し、
その前記ボスに近接する部位の厚さを前記ボス側に向け
て徐々に小さくなるように構成したことを特徴とする流
体機械用インペラ。