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JP6971662B2 - Impeller - Google Patents

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JP6971662B2 JP2017129612A JP2017129612A JP6971662B2 JP 6971662 B2 JP6971662 B2 JP 6971662B2 JP 2017129612 A JP2017129612 A JP 2017129612A JP 2017129612 A JP2017129612 A JP 2017129612A JP 6971662 B2 JP6971662 B2 JP 6971662B2
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、遠心ポンプ又は斜流ポンプに用いられるインペラに関する。 The present invention relates to an impeller used in a centrifugal pump or a mixed flow pump.

従来から、液体を二次側に圧送するポンプが知られている。このようなポンプは、シュラウドに複数の羽根が設けられたインペラを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなインペラは、表シュラウド及び裏シュラウドの間に複数の羽根を有し、接続される回転軸により回転することで、ポンプケーシング内で液体を増圧させて、二次側に圧送する。 Conventionally, a pump that pumps a liquid to the secondary side has been known. Such a pump is known to include an impeller in which a plurality of blades are provided in a shroud (see, for example, Patent Document 1). Such an impeller has a plurality of blades between the front shroud and the back shroud, and is rotated by a connected rotating shaft to increase the pressure of the liquid in the pump casing and pump it to the secondary side.

特表平10−504621号公報Special Table No. 10-504621

一般的に、インペラの内部においては、裏シュラウド及び表シュラウドにおいて圧力差が生じ、二次流れが生じている。この二次流れにより、損失が増加し、ポンプ効率の低下の要因となり、全揚程を示す揚程特性曲線が山形状となる。山形状の揚程特性曲線の右上がりの領域においては、サージングが生じる等、不安定な領域となる。また、この二次流れにより仕事量が減少し、揚程低下の要因となる。このため、損失が増加しないよう、二次流れの改善が求められていた。 Generally, inside the impeller, a pressure difference occurs between the back shroud and the front shroud, and a secondary flow is generated. Due to this secondary flow, the loss increases, which causes a decrease in pump efficiency, and the head characteristic curve showing the total head becomes a mountain shape. In the region of the mountain-shaped lift characteristic curve rising to the right, surging occurs and the region becomes unstable. In addition, this secondary flow reduces the amount of work and causes a decrease in head. Therefore, improvement of the secondary flow has been required so that the loss does not increase.

また、インペラは、表シュラウド及び裏シュラウド側での周速差を要因による低流量域でのキャビテーションが生じる。このキャビテーションの対策として、入口側であって、且つ、裏シュラウド側の羽根を、裏シュラウドの中心側から外周縁側へ後退させることも知られている。しかしながら、この対策では、二次流れが増大するという問題があった。 In addition, the impeller causes cavitation in a low flow rate region due to the difference in peripheral speed between the front shroud and the back shroud. As a measure against this cavitation, it is also known that the blades on the entrance side and the back shroud side are retracted from the center side of the back shroud to the outer peripheral edge side. However, this measure has a problem that the secondary flow increases.

また、特許文献1のインペラでは、羽根角度を変えることで二次流れの抑制を行っているが、角度変化が複雑であり、設計や製造が困難である、という問題もある。 Further, in the impeller of Patent Document 1, the secondary flow is suppressed by changing the blade angle, but there is also a problem that the angle change is complicated and it is difficult to design and manufacture.

そこで本発明は、二次流れの改善が可能であって、低流量域におけるキャビテーションの対策をおこなっても二次流れが増大せず、且つ、設計や製造が容易なインペラを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an impeller that can improve the secondary flow, does not increase the secondary flow even if measures against cavitation in a low flow rate region are taken, and is easy to design and manufacture. And.

本発明の一態様によれば、インペラは、円板状に構成され、中央に回転軸を挿入可能な裏シュラウドと、前記裏シュラウドの一方の主面に立設され、前記裏シュラウドの軸方向と平行な断面の断面形状が1つの変曲点で曲がる形状を有する複数の羽根と、中心に吸込口を有し、前記複数の羽根を覆う、前記裏シュラウドと対向して設けられる表シュラウドと、を備え、前記羽根は、前記羽根の入口側の側縁から前記裏シュラウドの外周側に向かって中途部まで、前記軸方向で前記裏シュラウド側が前記裏シュラウドの中心から離間する方向に突出して湾曲し、前記軸方向で前記表シュラウド側が、前記表シュラウドの中心に向かって突出して湾曲し、記羽根の入口側の外面のうち、径方向外方側の面は、前記裏シュラウド側の曲率半径と前記表シュラウド側の曲率半径とが同じであり、前記羽根の湾曲する断面形状の変曲点は、前記表シュラウドから前記裏シュラウドに向かう方向で、前記羽根の中間位置から前記羽根の前記表シュラウド側から2/3の位置までの範囲に設けられ、前記羽根の入口側の側縁は、前記軸方向からの平面視で直線状に形成される。 According to one aspect of the present invention, the impeller is configured in a disk shape and is erected on one main surface of a back shroud in which a rotation shaft can be inserted in the center and a back shroud in the axial direction of the back shroud. A plurality of blades having a cross- sectional shape parallel to the blade having a shape that bends at one turning point, and a front shroud having a suction port in the center and covering the plurality of blades and provided facing the back shroud. , wherein the vanes from the inlet side of the side edge of the blade to an intermediate portion toward the outer peripheral side of the back shroud, projects the previous SL-axis back shroud side in the direction away from the center of the back shroud curved Te, the table shroud side the axial direction, curved to protrude toward the center of the table shroud, of the inlet side of the outer surface of the front Symbol vanes, the surface of the radially outer side, the back shroud side The radius of curvature of the blade is the same as the radius of curvature on the front shroud side, and the bending point of the curved cross-sectional shape of the blade is from the intermediate position of the blade to the blade in the direction from the front shroud to the back shroud. It is provided in a range from the front shroud side to the position of 2/3, and the side edge on the inlet side of the blade is formed linearly in a plan view from the axial direction.

本発明は、二次流れの改善が可能であって、且つ、低流量域におけるキャビテーションの対策が可能なインペラを提供することができる。 The present invention can provide an impeller capable of improving the secondary flow and taking measures against cavitation in a low flow rate region.

本発明の一実施形態に係るインペラの構成を示す平面図。The plan view which shows the structure of the impeller which concerns on one Embodiment of this invention. 同インペラの構成を拡大して示す断面図。A cross-sectional view showing the configuration of the impeller in an enlarged manner. 同インペラの隣り合う羽根の関係を示す断面図。A cross-sectional view showing the relationship between adjacent blades of the impeller. 同インペラの隣り合う羽根の関係を示す断面図。A cross-sectional view showing the relationship between adjacent blades of the impeller. 同インペラの隣り合う羽根の関係を示す断面図。A cross-sectional view showing the relationship between adjacent blades of the impeller. 同インペラの羽根における二次流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the secondary flow in the blade of the impeller. 従来のインペラの構成を拡大して示す断面図。A cross-sectional view showing the configuration of a conventional impeller in an enlarged manner. 従来のインペラの羽根における二次流れを示す説明図。Explanatory drawing which shows the secondary flow in the blade of a conventional impeller. 一実施形態に係るインペラと従来のインペラの性能を比較して示す説明図。Explanatory drawing which compares and shows the performance of the impeller which concerns on one Embodiment and the conventional impeller. 本発明の他の実施形態に係るインペラの構成を拡大して示す断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of an impeller according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係るインペラ1を、図1乃至図9を用いて説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るインペラ1の構成を表シュラウド13側から示す平面図、図2はインペラ1の構成であって、特に、羽根12の断面形状を図1中II−II線断面で示す断面図、図3乃至図5は、図1中、III−III線、IV−IV線及びV−V線において、隣り合う羽根12との関係を示す断面図、図6は羽根12における液体の流れの解析結果を示す説明図である。
Hereinafter, the impeller 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the impeller 1 according to the embodiment of the present invention from the front shroud 13 side, FIG. 2 is the configuration of the impeller 1, and in particular, the cross-sectional shape of the blade 12 is shown in FIG. 1 II-II. Sectional views shown in line cross-section, FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views showing the relationship with adjacent blades 12 in lines III-III, IV-IV and V-V in FIG. 1, and FIG. 6 is a blade. It is explanatory drawing which shows the analysis result of the flow of liquid in 12.

また、図7は一実施形態に係るインペラ1と性能を比較する、従来のインペラ101の羽根112の断面形状を示す断面図、図8は羽根112における液体の流れの解析結果を示す説明図である。図9は、インペラ1及びインペラ101における性能を比較して示す説明図である。 Further, FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the blade 112 of the conventional impeller 101, which compares the performance with the impeller 1 according to the embodiment, and FIG. 8 is an explanatory view showing the analysis result of the liquid flow in the blade 112. be. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a comparison of the performances of the impeller 1 and the impeller 101.

図1乃至図5に示すように、インペラ1は、裏シュラウド11と、複数の羽根12と、表シュラウド13と、を備えている。本実施形態において、裏シュラウド11、複数の羽根12及び表シュラウド13は、一体に構成される。図1の姿勢で見たときに、インペラ1は、反時計回りに回転する。 As shown in FIGS. 1 to 5, the impeller 1 includes a back shroud 11, a plurality of blades 12, and a front shroud 13. In the present embodiment, the back shroud 11, the plurality of blades 12, and the front shroud 13 are integrally configured. When viewed in the posture of FIG. 1, the impeller 1 rotates counterclockwise.

インペラ1は、インペラ1の外周側において生じる裏シュラウド11及び表シュラウド13の隙間が液体の吐出口を構成し、表シュラウド13の中央に設けられる開口部13aが液体の吸込口を構成する。インペラ1は、遠心ポンプ又は斜流ポンプに用いられる。例えば、インペラ1は、ポンプのポンプケーシング内に配置されるとともに、モータに接続された回転軸に固定される。このようなインペラ1は、回転軸がモータにより回転することで、その吸込口から水等の液体を吸込むとともに、その内部を通過する液体を増圧して吐出口から吐出することで、二次側へ液体を圧送する。 In the impeller 1, the gap between the back shroud 11 and the front shroud 13 generated on the outer peripheral side of the impeller 1 constitutes a liquid discharge port, and the opening 13a provided in the center of the front shroud 13 constitutes a liquid suction port. The impeller 1 is used for a centrifugal pump or a mixed flow pump. For example, the impeller 1 is arranged in the pump casing of the pump and fixed to a rotating shaft connected to the motor. Such an impeller 1 sucks a liquid such as water from the suction port by rotating the rotating shaft by a motor, and increases the pressure of the liquid passing through the inside of the impeller 1 to discharge the liquid from the discharge port. Pump the liquid to.

裏シュラウド11は、円板状に形成されたベース部21と、ベース部21の一方の主面の中央に形成され、その先端に向かって漸次縮径するとともに、その中心が開口する、略円錐台形状の突起部22と、を備える。突起部22の開口には、回転軸が貫通するように挿入され、そして固定される。 The back shroud 11 is formed in the center of a disk-shaped base portion 21 and one of the main surfaces of the base portion 21, and the diameter is gradually reduced toward the tip thereof, and the center thereof opens. A trapezoidal protrusion 22 is provided. The opening of the protrusion 22 is inserted and fixed so that the axis of rotation penetrates.

複数の羽根12は、裏シュラウド11及び表シュラウド13の間に、周方向に等間隔に複数配置される。本実施形態において、羽根12は、6枚設けられる。 A plurality of blades 12 are arranged between the back shroud 11 and the front shroud 13 at equal intervals in the circumferential direction. In this embodiment, six blades 12 are provided.

羽根12は、突起部22の周囲からベース部21の外周縁に向かって、長手方向が湾曲し、且つ、インペラ1の周方向に対して傾斜する方向に配置される。図2に示すように、羽根12は、裏シュラウド11及び表シュラウド13間の断面形状が、長手方向の全長に渡って、又は、羽根12の入口側の側縁、換言すると吸込側の縁部から外周側に向かって中途部まで少なくとも1つの変曲点で曲がる形状を有する。 The blade 12 is arranged in a direction that is curved in the longitudinal direction and inclined with respect to the circumferential direction of the impeller 1 from the periphery of the protrusion 22 toward the outer peripheral edge of the base portion 21. As shown in FIG. 2, in the blade 12, the cross-sectional shape between the back shroud 11 and the front shroud 13 extends over the entire length in the longitudinal direction, or the side edge on the inlet side of the blade 12, in other words, the edge on the suction side. It has a shape that bends at at least one inflection point from to the outer peripheral side to the middle part.

例えば、羽根12は、少なくとも自身の長手方向において、少なくとも一部、例えば中央側からインペラ1の吸込口側の端部までの範囲が、自身の長手方向に交差する方向に少なくとも1つの変曲点を有して湾曲する。さらに換言すると、羽根12は、高さ方向、換言すると裏シュラウド11及び表シュラウド13と自身とが連続する部位を結ぶ直線に対して直交する方向であって、且つ、羽根12の当該直線が位置する部位における羽根12の長手方向の、換言すると羽根12の当該直線が位置する部位における当該直線に直交する方向の接線に対して直交する方向に、少なくとも1つの変曲点で湾曲する形状に構成される。本実施形態においては、羽根12は、図2乃至図5に示すように、羽根12の入口側の側縁から外周側に向かって中途部まで、高さ方向で1つの変曲点を有する形状、即ち断面形状がインテグラル字状、換言すると、断面形状が凹凸するようにウェーブ状に湾曲して構成される。 For example, the blade 12 has at least one inflection in a direction in which at least a part thereof, for example, a range from the center side to the end of the impeller 1 on the suction port side intersects in the longitudinal direction of the blade 12. It has and curves. Further, in other words, the blade 12 is in the height direction, in other words, in the direction orthogonal to the straight line connecting the back shroud 11 and the front shroud 13 and the continuous portion, and the straight line of the blade 12 is located. It is configured to be curved at at least one turning point in the longitudinal direction of the blade 12 at the portion to be curved, in other words, in the direction orthogonal to the tangent line in the direction orthogonal to the straight line at the portion where the straight line of the blade 12 is located. Will be done. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 to 5, the blade 12 has a shape having one inflection point in the height direction from the side edge on the inlet side of the blade 12 to the middle portion toward the outer peripheral side. That is, the cross-sectional shape is integral-shaped, in other words, the cross-sectional shape is curved in a wavy shape so as to be uneven.

具体例として、湾曲する断面形状を有する羽根12の変曲点の位置は、羽根12の高さ方向で、換言すると、裏シュラウド11及び表シュラウド13の間の中間位置から、表シュラウド13側から(裏シュラウド11に向かう方向で)2/3の位置までの範囲に設けられる。 As a specific example, the position of the inflection point of the blade 12 having a curved cross-sectional shape is in the height direction of the blade 12, in other words, from the intermediate position between the back shroud 11 and the front shroud 13, and from the front shroud 13 side. It is provided in the range up to the 2/3 position (in the direction toward the back shroud 11).

具体例として、羽根12は、インペラ1の軸方向において裏シュラウド11側で、インペラ1の外周縁側、換言すると、ベース部21の外周縁側(裏シュラウド11の中心から離間する方向)に向かって突出するように湾曲し、同軸方向において他方側、即ち表シュラウド13側で、インペラ1の中心側、換言すると突起部22側(裏シュラウド11の中心側)に向かって突出するように湾曲する。また、例えば、入口側の側縁の設計を容易とするために、羽根12は、図1に示すように、平面視で見たときに、羽根12の入口側の側縁が直線状に構成される。 As a specific example, the blade 12 projects toward the back shroud 11 side in the axial direction of the impeller 1 toward the outer peripheral edge side of the impeller 1, in other words, toward the outer peripheral edge side of the base portion 21 (direction away from the center of the back shroud 11). In the coaxial direction, it is curved so as to protrude toward the other side, that is, the front shroud 13 side, toward the center side of the impeller 1, in other words, the protrusion 22 side (the center side of the back shroud 11). Further, for example, in order to facilitate the design of the side edge on the inlet side, as shown in FIG. 1, the blade 12 is configured such that the side edge on the inlet side of the blade 12 is linear when viewed in a plan view. Will be done.

また、羽根12の入口部の中心角度θは、0°≦θ≦70°とすることが望ましく、本実施形態では、例えば、θ=35°としている。ここで、中心角度θとは、インペラ1の中心と羽根12の表シュラウド13と接触する端部とを結ぶ中心線に対する羽根12の入口部の端縁の角度である。なお、羽根12の断面形状は、θ>0°の場合、羽根12の入口部側において、裏シュラウド11側が切欠する形状となるが、羽根12の入口部をθ=0°まで延長したと仮定した場合に、羽根12の入口部の断面形状は直線状ではなく、少なくとも1つの変曲点で湾曲する形状となる断面形状に構成される。 Further, the center angle θ of the inlet portion of the blade 12 is preferably 0 ° ≦ θ ≦ 70 °, and in the present embodiment, for example, θ = 35 °. Here, the center angle θ is the angle of the edge of the inlet portion of the blade 12 with respect to the center line connecting the center of the impeller 1 and the end portion of the blade 12 in contact with the front shroud 13. When θ> 0 °, the cross-sectional shape of the blade 12 is such that the back shroud 11 side is notched on the inlet side of the blade 12, but it is assumed that the inlet portion of the blade 12 is extended to θ = 0 °. In this case, the cross-sectional shape of the inlet portion of the blade 12 is not linear, but is configured to be curved at at least one inflection point.

また、羽根12は、変曲点を1つとした場合においては、例えば、図2に示すように、入口近傍の羽根12の曲率半径R1及びR2は同じ曲率半径に設定される。また、R3及びR4は、それぞれ、R1及びR2に羽根12の肉厚が加減された曲率半径となる。例えば、本実施形態の羽根12においては、例えば、羽根12の肉厚が本実施形態においては5mmで一定に構成され、R1=30mm、R2=30mm、R3=35mm、R4=25mmに設定される。 Further, when the blade 12 has one inflection point, for example, as shown in FIG. 2, the radius of curvature R1 and R2 of the blade 12 near the entrance are set to the same radius of curvature. Further, R3 and R4 have a radius of curvature obtained by adding or subtracting the wall thickness of the blade 12 to R1 and R2, respectively. For example, in the blade 12 of the present embodiment, for example, the wall thickness of the blade 12 is set to be constant at 5 mm in the present embodiment, and is set to R1 = 30 mm, R2 = 30 mm, R3 = 35 mm, and R4 = 25 mm. ..

表シュラウド13は、円板状に形成され、中央にインペラ1の吸込口を構成する開口部13aを有する。 The front shroud 13 is formed in a disk shape and has an opening 13a forming a suction port of the impeller 1 in the center.

次に、このように構成されたインペラ1及び比較例として従来のインペラ101の液体の流れの解析結果及び性能について図2、図6乃至図9を説明する。なお、図9の性能曲線においては、本実施形態に係るインペラ1の性能結果を実線で、比較例のインペラ101の性能結果を一点鎖線で示す。 Next, FIGS. 2, 6 to 9 will be described with respect to the analysis results and performance of the liquid flow of the impeller 1 configured as described above and the conventional impeller 101 as a comparative example. In the performance curve of FIG. 9, the performance result of the impeller 1 according to the present embodiment is shown by a solid line, and the performance result of the impeller 101 of the comparative example is shown by a alternate long and short dash line.

なお、従来のインペラ101は、低流量域においてキャビテーションの発生を抑制するために対策を行ったものであり、入口側であって、且つ、裏シュラウド側の羽根を、裏シュラウドの中心側から外周縁側へ後退させている。また、従来のインペラ101と本実施形態に係るインペラ1は、羽根の断面形状を除き同じ寸法に構成され、また、比速度Nsが450、インペラ外径が300に構成されたものを用いて比較した。このインペラ101は、裏シュラウド11及び表シュラウド13の間に6枚の羽根112が設けられており、この羽根112は、図7に示すように、断面形状が直線状に構成される。 The conventional impeller 101 is provided with measures to suppress the occurrence of cavitation in a low flow rate region, and the blades on the inlet side and the back shroud side are placed on the outer periphery from the center side of the back shroud. It is retracted to the veranda. Further, the conventional impeller 101 and the impeller 1 according to the present embodiment are configured to have the same dimensions except for the cross-sectional shape of the blade, and the specific speed Ns is 450 and the impeller outer diameter is 300 for comparison. bottom. The impeller 101 is provided with six blades 112 between the back shroud 11 and the front shroud 13, and the blades 112 are configured to have a linear cross-sectional shape as shown in FIG. 7.

先ず、本実施形態に係るインペラ1の流体解析を行った結果、液体の流れは、図6に矢印で示すように、羽根12の長手方向に沿って、インペラ1の吸込口側から吐出口側へと径方向に延びる流れとなった。 First, as a result of fluid analysis of the impeller 1 according to the present embodiment, the flow of the liquid flows from the suction port side to the discharge port side of the impeller 1 along the longitudinal direction of the blade 12, as shown by an arrow in FIG. It became a flow extending in the radial direction.

これに対し、従来のインペラ101の流体解析を行った結果、液体の流れは、図8に矢印で示すように、羽根112の長手方向で中央側において、表シュラウド13に当たり、その後、吐出口に向かって移動する流れとなった。即ち、液体の二次流れが生じる結果となっていた。 On the other hand, as a result of fluid analysis of the conventional impeller 101, as shown by an arrow in FIG. 8, the liquid flow hits the front shroud 13 on the central side in the longitudinal direction of the blade 112, and then hits the discharge port. It became a flow to move toward. That is, the result is that a secondary flow of liquid is generated.

また、このような本実施形態のインペラ1と従来のインペラ101の性能を比較すると、本実施形態のインペラ1においては、図9に示す特性曲線に示すように、全揚程及びポンプ効率ともに、従来のインペラ101に比べて性能が向上する結果となった。特に、図9に示す全揚程の揚程特性曲線のように、インペラ1は、低流量域においても、全揚程が向上する結果となった。即ち、インペラ101に比べてインペラ1は、山形状の揚程特性曲線において、所謂右上がり揚程特性が低減する結果となった。これは、本実施形態のインペラ1の構成とすることで、従来のインペラ101のように吸込口から吸い込まれた液体が一度表シュラウド13に当たる二次流れが低減し、液体がインペラ1の吸込口から吐出口まで略直線状となる流れとなったため、即ち従来のインペラ101で生じていた二次流れが改善できたためであることが考えられる。 Further, comparing the performance of the impeller 1 of the present embodiment and the conventional impeller 101, as shown in the characteristic curve shown in FIG. 9, in the impeller 1 of the present embodiment, both the total head and the pump efficiency are conventional. As a result, the performance is improved as compared with the Impeller 101 of. In particular, as shown in the lift characteristic curve of the total head shown in FIG. 9, the impeller 1 resulted in an improvement in the total head even in the low flow rate region. That is, the impeller 1 has a result that the so-called right-up lift characteristic is reduced in the mountain-shaped lift characteristic curve as compared with the impeller 101. By adopting the configuration of the impeller 1 of the present embodiment, the secondary flow in which the liquid sucked from the suction port once hits the front shroud 13 like the conventional impeller 101 is reduced, and the liquid is the suction port of the impeller 1. It is considered that the flow is substantially linear from the to the discharge port, that is, the secondary flow generated by the conventional impeller 101 can be improved.

これにより、本実施形態のインペラ1の構成とすることで、同じ外径のインペラの場合には、より高い全揚程を得ることができ、同じ全揚程でもよい場合には、外径の小さいインペラとすることで、よりコンパクトなポンプを提供することができる。 As a result, by adopting the configuration of the impeller 1 of the present embodiment, a higher total head can be obtained in the case of an impeller having the same outer diameter, and an impeller having a smaller outer diameter can be obtained in the case of the same total head. Therefore, a more compact pump can be provided.

また、このような本実施形態のインペラ1と従来のインペラ101の性能を比較すると、本実施形態のインペラ1においては、高流量域において、全揚程及びポンプ効率が向上する結果となった。これは、本実施形態のインペラ1の構成とすることで、二次流れを抑制することができ、二次流れによる損失を低減できたためであると考えられる。 Further, when the performance of the impeller 1 of the present embodiment and the conventional impeller 101 are compared, the result is that the impeller 1 of the present embodiment improves the total head and the pump efficiency in the high flow rate range. It is considered that this is because the configuration of the impeller 1 of the present embodiment can suppress the secondary flow and reduce the loss due to the secondary flow.

上述したように本発明の一実施形態に係るインペラ1によれば、羽根12の断面形状を少なくとも吸込口側で凹凸を設けてウェーブ状とすることで、二次流れの改善が可能であって、且つ、低流量域におけるキャビテーションの対策が可能となる。また、インペラ1は、遠心ポンプ又は斜流ポンプに用いることができる。換言すると、インペラ1は、比速度Nsは100〜800において用いることができる。 As described above, according to the impeller 1 according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the secondary flow by forming the cross-sectional shape of the blade 12 into a wavy shape by providing unevenness at least on the suction port side. Moreover, it is possible to take measures against cavitation in a low flow rate range. Further, the impeller 1 can be used for a centrifugal pump or a mixed flow pump. In other words, the impeller 1 can be used at a specific speed Ns of 100 to 800.

なお、本発明は上記実施形態で述べたインペラ1に限定されない。例えば、上述した例では、インペラ1は、表シュラウド13を有する構成を説明したが、例えば、表シュラウド13と同様の形状の内面をポンプケーシングに設け、ポンプケーシングの当該内面を表シュラウド13の代わりとする構成であってもよい。 The present invention is not limited to the impeller 1 described in the above embodiment. For example, in the above-mentioned example, the impeller 1 has described the configuration having the front shroud 13, but for example, an inner surface having the same shape as the front shroud 13 is provided on the pump casing, and the inner surface of the pump casing is used instead of the front shroud 13. It may be configured as.

また、上述した例では、羽根12の少なくとも1つ以上の変曲点を有する湾曲する部位の範囲は適宜設定可能であり、例えば、羽根12は、インペラ1の入口から出口に渡って湾曲する構成であってもよく、また、入口より1/3程度の範囲で湾曲する構成であってもよい。なお、入口から所定の範囲で湾曲する羽根12の場合には、曲率半径R1及びR2は、回転軸の中心から遠ざかるにつれて漸次拡径するか、又は、湾曲しない部位が直線状に構成される。 Further, in the above-mentioned example, the range of the curved portion of the blade 12 having at least one or more inflection points can be appropriately set. For example, the blade 12 is configured to be curved from the inlet to the exit of the impeller 1. It may be configured to be curved in a range of about 1/3 from the entrance. In the case of the blade 12 that curves within a predetermined range from the inlet, the radii of curvature R1 and R2 gradually increase in diameter as the distance from the center of the rotation axis increases, or the non-curved portion is formed linearly.

また、上述した羽根12は、具体例として変曲点を1つ有する構成を説明したがこれに限定されず、複数の変曲点を有する構成であってもよい。即ち、二次流れを改善できる構成であれば、変曲点が2つであってもよく、また、3つ以上であってもよい。即ち、少なくとも一部が裏シュラウド11から表シュラウド13までの間に1つ以上の変曲点を有して湾曲する羽根12によって二次流れを改善し、性能の向上が可能な構成であれば、インペラ1の外径や羽根の枚数、形状等に応じて、適宜設定可能である。 Further, the above-mentioned blade 12 has been described as a specific example having a configuration having one inflection point, but the present invention is not limited to this, and the blade 12 may have a configuration having a plurality of inflection points. That is, as long as the configuration can improve the secondary flow, the number of inflection points may be two or three or more. That is, if at least a part of the blade 12 has one or more inflection points between the back shroud 11 and the front shroud 13 and is curved to improve the secondary flow and improve the performance. , It can be appropriately set according to the outer diameter of the impeller 1, the number of blades, the shape, and the like.

また、上述した例では、インペラ1は羽根12を6枚有する構成を説明したがこれに限定されず、他の枚数であってもよい。 Further, in the above-mentioned example, the configuration in which the impeller 1 has six blades 12 has been described, but the impeller 1 is not limited to this, and may be another number.

また、上述した例では、全ての羽根12において、少なくとも1以上の変曲点を有する断面形状を有する構成を説明したが、これに限定されず、例えば、断面形状が湾曲する羽根12と直線状の羽根とが交互に配置されるインペラ1であってもよい。 Further, in the above-mentioned example, the configuration in which all the blades 12 have a cross-sectional shape having at least one inflection point has been described, but the present invention is not limited to this, and for example, the blade 12 having a curved cross-sectional shape is linear. It may be the impeller 1 in which the blades of the above are alternately arranged.

さらに、他の実施形態として、図10に示すインペラ1Aの羽根12Aのように、断面形状が2箇所の変曲点で曲がるとともに、裏シュラウド11及び表シュラウド13間に直線状に伸びる構成であってもよい。即ち、断面形状において、インペラ1Aの裏シュラウド11から表シュラウド13に向かって一部が直線状であり、一部が湾曲又は曲折する構成であってもよい。 Further, as another embodiment, like the blade 12A of the impeller 1A shown in FIG. 10, the cross-sectional shape bends at two inflection points and extends linearly between the back shroud 11 and the front shroud 13. You may. That is, in the cross-sectional shape, a part may be linear from the back shroud 11 of the impeller 1A toward the front shroud 13, and a part may be curved or bent.

即ち、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
[1] 円板状に構成され、中央に回転軸を挿入可能な裏シュラウドと、
前記裏シュラウドの一方の主面に立設され、断面形状が少なくとも1つの変曲点で曲がる形状を有する複数の羽根と、
を備えるインペラ。
[2] 前記羽根は、前記裏シュラウドの軸方向で前記裏シュラウド側が前記裏シュラウドの中心から離間する方向に突出して湾曲し、前記裏シュラウドの軸方向で他側前記裏シュラウドの中心に向かって突出して湾曲する、[1]に記載のインペラ。
[3] 前記羽根の入口側の中心角度θは、0°≦θ≦70°である、[1]に記載のインペラ。
[4] 前記羽根の湾曲する断面形状の変曲点は、前記羽根の高さ方向で中間位置から、前記裏シュラウドに向かう方向で2/3の位置までの範囲に設けられる、[1]に記載のインペラ。
[5] 中心に吸込口を有し、前記複数の羽根を覆う、前記裏シュラウドと対向して設けられる表シュラウドを備える、[2]乃至[4]のいずれか一項に記載のインペラ。
That is, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. In addition, each embodiment may be carried out in combination as appropriate, in which case the combined effect can be obtained. Further, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by a combination selected from a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, if the problem can be solved and the effect is obtained, the configuration in which the constituent elements are deleted can be extracted as an invention.
The following is a description equivalent to the invention described in the claims of the original application of the present application.
[1] A back shroud that is configured in a disk shape and has a rotating shaft inserted in the center.
A plurality of blades erected on one main surface of the back shroud and having a cross-sectional shape that bends at at least one inflection point.
Impeller with.
[2] The blade projects and curves in the axial direction of the back shroud in a direction in which the back shroud side is separated from the center of the back shroud, and is curved in the axial direction of the back shroud toward the center of the back shroud on the other side. The impeller according to [1], which protrudes and curves.
[3] The impeller according to [1], wherein the center angle θ on the inlet side of the blade is 0 ° ≤ θ ≤ 70 °.
[4] The inflection point of the curved cross-sectional shape of the blade is provided in the range from the intermediate position in the height direction of the blade to the 2/3 position in the direction toward the back shroud, in [1]. The impeller described.
[5] The impeller according to any one of [2] to [4], which has a suction port in the center, covers the plurality of blades, and has a front shroud provided opposite to the back shroud.

1…インペラ、11…裏シュラウド、12…羽根、13…表シュラウド、13a…開口部、21…ベース部、22…突起部、101…インペラ、112…羽根。 1 ... impeller, 11 ... back shroud, 12 ... blade, 13 ... front shroud, 13a ... opening, 21 ... base, 22 ... protrusion, 101 ... impeller, 112 ... blade.

Claims (2)

円板状に構成され、中央に回転軸を挿入可能な裏シュラウドと、
前記裏シュラウドの一方の主面に立設され、前記裏シュラウドの軸方向と平行な断面の断面形状が1つの変曲点で曲がる形状を有する複数の羽根と、
中心に吸込口を有し、前記複数の羽根を覆う、前記裏シュラウドと対向して設けられる表シュラウドと、
を備え、
前記羽根は、前記羽根の入口側の側縁から前記裏シュラウドの外周側に向かって中途部まで、前記軸方向で前記裏シュラウド側が前記裏シュラウドの中心から離間する方向に突出して湾曲し、前記軸方向で前記表シュラウド側が、前記表シュラウドの中心に向かって突出して湾曲し、
記羽根の入口側の外面のうち、径方向外方側の面は、前記裏シュラウド側の曲率半径と前記表シュラウド側の曲率半径とが同じであり、
前記羽根の湾曲する断面形状の変曲点は、前記表シュラウドから前記裏シュラウドに向かう方向で、前記羽根の中間位置から前記羽根の前記表シュラウド側から2/3の位置までの範囲に設けられ、
前記羽根の入口側の側縁は、前記軸方向からの平面視で直線状に形成される、インペラ。
A back shroud that is configured in a disk shape and a rotation axis can be inserted in the center,
A plurality of blades that are erected on one main surface of the back shroud and have a cross-sectional shape parallel to the axial direction of the back shroud that bends at one inflection point.
A front shroud provided facing the back shroud, which has a suction port in the center and covers the plurality of blades, and a front shroud.
Equipped with
The vane from the inlet side of the side edge of the blade to an intermediate portion toward the outer peripheral side of the back shroud, the back shroud side in front Symbol axial direction is curved to protrude in the direction away from the center of the back shroud, The front shroud side protrudes and curves toward the center of the front shroud in the axial direction.
Of the inlet side of the outer surface of the front Symbol vanes, the surface of the radially outer side, the radius of curvature of the back shroud side and the radius of curvature of the table shroud side are the same,
The inflection point of the curved cross-sectional shape of the blade is provided in the direction from the front shroud to the back shroud, in a range from the intermediate position of the blade to the position of 2/3 from the front shroud side of the blade. ,
An impeller having a side edge on the inlet side of the blade formed linearly in a plan view from the axial direction.
前記羽根の入口側の中心角度θは、0°≦θ≦70°であり、
前記中心角度θは、前記インペラの中心と前記羽根の前記表シュラウドと接触する端部とを結ぶ中心線に対する前記羽根の入口部の側縁の角度である、請求項1に記載のインペラ。
The center angle θ on the inlet side of the blade is 0 ° ≦ θ ≦ 70 °.
The impeller according to claim 1, wherein the center angle θ is the angle of the side edge of the inlet portion of the blade with respect to the center line connecting the center of the impeller and the end portion of the blade in contact with the front shroud.
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