JPH10220396A - 予旋回形ポンプ吸込流路 - Google Patents

予旋回形ポンプ吸込流路

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Publication number
JPH10220396A
JPH10220396A JP2474497A JP2474497A JPH10220396A JP H10220396 A JPH10220396 A JP H10220396A JP 2474497 A JP2474497 A JP 2474497A JP 2474497 A JP2474497 A JP 2474497A JP H10220396 A JPH10220396 A JP H10220396A
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JP
Japan
Prior art keywords
flow
impeller
flow path
suction
pump
Prior art date
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Pending
Application number
JP2474497A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Nagai
優治 永井
Tomoyoshi Okamura
共由 岡村
Sumio Sudo
純男 須藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPH10220396A publication Critical patent/JPH10220396A/ja
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】半径方向内向きに流入する吸込口を持ち、軸方
向に羽根車へ流出する出口を持つ吸込流路で、吸込流路
内で発生する流れの乱れを低減し、羽根車のキャビテー
ション性能を向上する。 【解決手段】吸込流路下流端の突起末端部、もしくは整
流板の末端部で、羽根車吸入口から遠い側より近い側を
羽根車回転方向にねじられて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心型流体機械の吸
込流路に関する。
【0002】
【従来の技術】ポンプ主軸に対し、半径方向内向きに流
入する吸込口を持ち、軸方向に羽根車へ流出する形状の
吸込流路を持つポンプの例を図1に示す。図は多段ポン
プの縦断面図を示す。吸込流路は、バーレルケーシング
と一体に構成した吸込流路1と、その内側のインナーケ
ーシング部に設けられた吸込流路2とから構成されてい
る。流れは吸込口1bより半径方向内向きに吸込まれ、
主軸3に取付けた羽根車4の吸入口(目玉部)5へ、軸
方向に流出する。図6に従来の吸込流路の例を示す。
【0003】このような吸込流路では、ポンプの回転方
向(破線矢印)と流水の方向(実線矢印)が一致する側
2aでは、流れに回転方向(回転方向に対して正)の予
旋回を与え、ポンプの回転方向と流水の方向とが逆とな
る側2bでは、回転方向と逆方向(回転方向に対して
負)の予旋回を与える。即ち、吸込流路から羽根車入口
への流れは全周で一様でなく、円周方向位置で正と負の
予旋回を流れに与えるため吸込性能が低下し、キャビテ
ーションエロージョンや騒音発生という問題があった。
【0004】これに対して、吸込流路を大型化あるいは
複雑な形状とすることなしに、羽根車入口へ均一な流れ
を与えるものとして、特許第2069403 号に記載の予旋回
形ポンプ吸込流路が開発されている。この吸込流路形状
は、図7に示すように吸込流路の側壁の下流端に設ける
突起2dを、ポンプ軸心を通る吸込流路中心線よりポン
プ回転方向(波線矢印)に偏倚させて、出口より上流側
の吸込流路にポンプ回転方向と流れ方向(実線矢印)と
が同一となる側2aの流路断面積が大で、逆側2bの流
路断面積が小となるように、流路を分割するように偏心
した位置に整流板2fを設けたものである。その流れは
図中実線矢印で示すように、ほぼ全周に均一な流速で羽
根車4の吸入口(目玉部)5に導くものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8は図7のIV−IV矢
視図で、吸込流路内の流れを示したものである。流路側
壁2cは主軸3に対して平行に設けられているため、側
壁2c付近の流れは周方向向き流れV1 となり、側壁2
eで羽根車の吸入口方向へ向きを変えてV1′ となり流
入する。このため、側壁2eで急激に流れ方向を変えら
れた流れは乱れを生じ、羽根車入口流れに不都合を生じ
る。
【0006】また、流路2a側の下流端に突起2dが設
けられているが、突起の末端部は主軸3にほぼ平行に形
成されている。このような突起形状では、突起の近くの
点Xにおける流速は軸方向速度Vaと周方向速度Vrの
両成分よりなり、その絶対速度Vで示すように面aの向
きと絶対速度Vの流れ方向との差が大きくなる。このた
め、面aに死水域を生じて流れの混合損失が増大すると
ともに、この死水域の背後の流れに乱れを生じて適切な
予旋回が与えられず、この付近でキャビテーションが発
生しやすくなる。また、整流板2fの末端部近くの点Y
でも、面c側で同様の問題が生じる。
【0007】図7で、羽根車のほぼ全周に流入する流路
2a側の流れは、羽根車回転方向と同方向の予旋回を流
れに与える。一方、残りの部分にあたる流路2b側の流
れは、2a側の流れに比べて羽根車入口への予旋回量が
小さくなる。このため、羽根入口角と羽根車入口への流
入角との差が大きくなり、この付近で局所的にキャビテ
ーションが発生しやすくなる。その結果、キャビテーシ
ョン性能が低下したり、キャビテーションエロージョン
が生じやすくなる。
【0008】本発明の目的は、羽根車に乱れの少ない一
様な流れを与え、高いポンプ効率及びキャビテーション
性能を得て、キャビテーションエロージョンが生じにく
い吸込流路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、吸込流路の側壁を、羽根車吸入口に遠
い側が近い側より半径が小さくなるように、傾斜させて
形成させた。
【0010】本発明の第二の特徴は、吸込流路下流端に
設けられた突起を、羽根車の回転軸に近い半径位置では
大きく、遠い半径位置では小さくねじられて形成させ
た。
【0011】本発明の第三の特徴は、整流板の末端部
を、羽根車の回転軸に近い半径位置では大きく、遠い半
径位置では小さくねじられて形成させた。
【0012】本発明の第四の特徴は、吸込流路下流端に
設けられた突起と整流板の末端部を、羽根車の回転軸に
近い半径位置では大きく、遠い半径位置では小さくねじ
られて形成させた。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例を図1,図
2,図3により説明する。図1は多段ポンプの縦断面
図、図3は図1の初段流路部分を示す部位断面図で、図
2のI−I矢視図である。吸込流路はバーレルケーシン
グと一体に構成した吸込流路1と、その内側のインナー
ケーシング部に設けられた吸込流路2とから構成されて
いる。流れは吸込口1bより半径方向内向きに吸込ま
れ、主軸3に取り付けた羽根車4の入口へ軸方向に流出
する。吸込流路2で、流路側壁2cの形状が羽根車吸入
口に遠い側が、近い側より半径が小さくなるように傾斜
させている。このため、側壁2c付近の流れの速度方向
1 は、側壁2eの傾きに近い方向になる。したがっ
て、従来の側壁2cが主軸に対して平行に設けられた構
造に比べて、側壁2eでの流れ方向の急激な変化による
流れの乱れが低減される。更に、側壁2eとなす角度が
直角に近づくまで側壁2cを傾斜させると、側壁2cか
らの流れはそのまま羽根車吸入口に向かうため、急激な
流れ方向の変化がほぼなくなり、羽根車に乱れが少なく
一様でかつ適度な予旋回量の流体流れとなり、羽根車の
キャビテーション性能が向上する。
【0014】(実施例2)本発明の第2の実施例を図
4,図5により説明する。流水の方向がポンプの回転方
向と一致する流路2aでは、流れに回転方向の予旋回を
生じて羽根車4の吸入口(目玉部)5に導かれる。吸入
口5の流れは、図7で主軸3の軸心に向かわず、実線矢
印のように多少周方向成分を持つ旋回流れとなる。
【0015】この旋回流れに合致するように、吸込流路
の流路2a側の下流端の突起2dの末端部を、主軸3に
対して側壁2cによって形成される実線矢印のような流
れの方向にねじられて形成されている。すなわち、羽根
車4の目玉部5に近い点Pが、遠い点Qに比べて軸方向
に対し流体の流れの旋回方向になるようにねじられて形
成されている。また突起2dの末端部のねじれは、主軸
3から遠い半径位置では小さく、主軸3に近い位置では
大きく形成される。
【0016】このような吸込流路では、流路2a側の流
れは側壁2cに沿って旋回しながら羽根車吸入口へ導か
れ、突起2d付近の面aの向きと絶対速度Vの方向との
差が、従来のもの(例えば、図7のもの)に比べて小さ
くなる。このため、突起2d付近の面aには死水域が生
じにくくなり、混合損失の低減やキャビテーション発生
の抑制といった効果が得られる。
【0017】さらに、このような吸込流路では、流路2
a側に比べて羽根入口への予旋回量が小さい流路2b側
でも、下流端側の突起2d付近の面bの向きが、流れの
予旋回量が大きくなる方向にねじれている。したがっ
て、従来の突起2dの末端部が主軸3にほぼ平行に形成
されているものに比べて、流路2b側の羽根入口角と羽
根車入口流入角との差が減少し、この付近でのキャビテ
ーション発生を抑制する効果も得られる。
【0018】(実施例3)本発明の第3の実施例を図
4,図5により説明する。流水の方向がポンプの回転方
向と一致する流路2aでは、流れに回転方向の予旋回を
生じて羽根車4の吸入口(目玉部)5に導かれる。吸入
口5の流れは、図7で主軸3の軸心に向かわず、実線矢
印のように多少周方向成分を持つ旋回流れとなる。
【0019】この旋回流れに合致するように、吸込流路
の整流板2fの末端部を、主軸3に対して側壁2cによ
って形成される実線矢印のような流れの方向にねじられ
て形成されている。すなわち、羽根車4の目玉部5に近
い点Rが、遠い点Sに比べて軸方向に対し流体の流れの
旋回方向になるようにねじられて形成されている。また
整流板の末端部のねじれは、主軸3から遠い半径位置で
は小さく、主軸3に近い位置では大きく形成される。
【0020】このような吸込流路では、流路2a側の流
れは整流板2fに沿って旋回しながら羽根車吸入口へ導
かれ、整流板2fの末端部付近の面cの向きと絶対速度
Vの方向との差は、従来のもの(例えば、図7のもの)
に比べて小さくなる。このため、整流板末端部付近の面
cには死水域が生じにくくなり、混合損失の低減やキャ
ビテーション発生の抑制といった効果が得られる。
【0021】さらに、このような吸込流路では、流路2
a側に比べて羽根入口への予旋回量が小さい流路2b側
でも、整流板末端部付近の面dの向きが、流れの予旋回
量が大きくなる方向にねじれている。したがって、従来
の整流板2fの末端部が主軸3にほぼ平行に形成されて
いるものに比べて、流路2b側の羽根車入口流入角と羽
根入口角との差が減少し、この付近でのキャビテーショ
ン発生を抑制する効果も得られる。
【0022】(実施例4)本発明の第4の実施例を図
4,図5により説明する。流水の方向がポンプの回転方
向と一致する流路2aでは、流れに回転方向の予旋回を
生じて羽根車4吸入口(目玉部)5に導かれる。吸入口
5の流れは、図7で主軸3の軸心に向かわず、実線矢印
のように多少周方向成分を持つ旋回流れとなる。
【0023】この旋回流れに合致するように、吸込流路
の流路2a側の下流端の突起2dの末端部と、吸込流路
の整流板2fの末端部を、主軸3に対して側壁2cによ
って形成される図中矢印のような流れの方向にねじられ
て形成されている。すなわち、羽根車4の目玉部5に近
い側が、遠い側に比べて軸方向に対し流体の流れの旋回
方向になるようにねじられて形成されている。また突起
2dの末端部および整流板2fの末端部のねじれは、主
軸3から遠い半径位置では小さく、主軸3に近い位置で
は大きく形成される。
【0024】このような吸込流路では、突起2d付近の
面aおよび整流板2f末端部付近の面cの向きと、絶対
速度Vの方向との差は従来のもの(例えば、図7のも
の)に比べて小さくなっている。このため、突起2d付
近の面a及び整流板末端部付近の面cには死水域が生じ
にくくなり、混合損失の低減やキャビテーション発生を
抑制する効果が得られる。
【0025】同時に、流路2a側に比べて羽根入口への
予旋回量が小さい流路2b側でも、突起2dの末端部付
近の面bと整流板末端部付近の面dの向きが、流れの予
旋回量が大きくなる方向にねじれている。したがって、
従来の突起2dの末端部と整流板2f末端部が主軸3に
ほぼ平行に形成されているものに比べて、流路2b側の
羽根車入口流入角と羽根入口角との差が減少し、この付
近でのキャビテーション発生を抑制する効果も得られ
る。
【0026】さらに、このような吸込流路形状にしてキ
ャビテーション性能が向上すると、異なる種類(以下、
Nsと称す)のポンプに兼用することが可能となる。ポ
ンプ羽根車に与える予旋回量の大きさは、羽根車の直前
の位置での半径位置rと、流れの周方向成分Vuの積と
なる。吸込流路の形状を兼用した場合、一般に予旋回量
はポンプ流量(流速)に比例することとなる。よって、
この予旋回量に合わせた羽根車を用いることと、上述の
吸込流路形状にすることで、異なるNsのポンプに対し
て羽根車のキャビテーション性能を向上させることがで
きる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、付加的な構造を設ける
ことなく、羽根車に乱れが少なく一様でかつ適度な予旋
回の流体流れを与えることができる。したがって、ポン
プ効率および羽根車のキャビテーション性能が向上し、
同時に、キャビテーション発生によるエロージョンを生
じにくくし、ポンプ騒音の低減をはかることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の多段遠心形流体機械の縦断
面図。
【図2】図1のI−I矢視図。
【図3】図1の吸込流路部分の縦断面図で、図2のII−
II矢視図。
【図4】図1のI−I矢視図。
【図5】図1の吸込流路部分の縦断面図で、図4のIII
−III矢視図。
【図6】従来のポンプ吸込流路の断面図。
【図7】従来のポンプ吸込流路の断面図。
【図8】図7のIV−IV矢視図。
【符号の説明】
1…バレルケーシングと一体の吸込流路、1b…吸込
口、2…インナーケーシングに設けた吸込流路、2a…
羽根車の回転方向と同方向の吸込流路流れ部、2b…羽
根車の回転方向と逆方向の吸込流路流れ部、2c…吸込
流路側壁、2d…突起、2e…吸込流路側壁、2f…整
流板、3…主軸、4…羽根車、5…羽根車吸入口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半径方向内向きに流入する吸込口を持ち、
    軸方向に羽根車へ流出する出口を持つ吸込流路につい
    て、軸方向より見たときに中心線がポンプ軸心に向い、
    この中心線より両側の流路断面を対称形に形成した流路
    部分を、ポンプ軸心より羽根車目玉径の1.5 倍以下の
    距離まで近接させたものにおいて、吸込流路の側壁の下
    流端に設ける突起を、前記ポンプ軸心を通る吸込流路の
    中心線よりポンプ回転方向に偏らせ、出口より上流側の
    吸込流路に、ポンプ回転方向と流れとが同一となる側の
    流路断面積が大で、逆となる側が小となるように流路を
    分割するように、偏心した位置に整流板を設け、前記流
    路側壁によって形成される流れと、羽根車吸入口への流
    れ方向が同方向になるように、側壁を羽根車吸入口に遠
    い側が近い側方より半径が小さくなるように、傾斜させ
    て形成されたことを特徴とする予旋回形ポンプ吸込流
    路。
JP2474497A 1997-02-07 1997-02-07 予旋回形ポンプ吸込流路 Pending JPH10220396A (ja)

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JP2474497A JPH10220396A (ja) 1997-02-07 1997-02-07 予旋回形ポンプ吸込流路

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JP (1) JPH10220396A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005320869A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Hitachi Industries Co Ltd 吸込ケーシング、吸込流路構造および流体機械
JP2013011241A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Ebara Corp 輪切形多段ポンプ
JP2021195887A (ja) * 2020-06-11 2021-12-27 株式会社荏原製作所 キャビテーション抑制装置および渦巻ポンプ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005320869A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Hitachi Industries Co Ltd 吸込ケーシング、吸込流路構造および流体機械
JP2013011241A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Ebara Corp 輪切形多段ポンプ
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