[go: up one dir, main page]

JP6523917B2 - Centrifugal pump - Google Patents

Centrifugal pump Download PDF

Info

Publication number
JP6523917B2
JP6523917B2 JP2015210590A JP2015210590A JP6523917B2 JP 6523917 B2 JP6523917 B2 JP 6523917B2 JP 2015210590 A JP2015210590 A JP 2015210590A JP 2015210590 A JP2015210590 A JP 2015210590A JP 6523917 B2 JP6523917 B2 JP 6523917B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
casing
impeller
centrifugal pump
groove
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015210590A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017082658A (en
Inventor
峻弥 岡田
峻弥 岡田
井上 康弘
康弘 井上
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2015210590A priority Critical patent/JP6523917B2/en
Publication of JP2017082658A publication Critical patent/JP2017082658A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6523917B2 publication Critical patent/JP6523917B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

本発明は、遠心ポンプに関する。   The present invention relates to a centrifugal pump.

従来、クローズド型のインペラをケーシング内に有する遠心ポンプにおいて、インペラに発生する軸スラストを低減する対策として、インペラの側板に対向するケーシングの内壁面に、インペラの回転軸側から遠心方向に放射状に延在する溝や固定羽根を有するものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
このような遠心ポンプにおいては、インペラの側板とケーシングの内壁面との間に形成される隙間(漏れ流路)に流れる流体の旋回流の速度が前記の溝や固定羽根によって低減される。これにより遠心ポンプは、前記隙間での圧力を増加させることによって軸スラストを低減し、スラスト軸受に対する負荷を軽減する。
Conventionally, in a centrifugal pump having a closed type impeller in a casing, as a measure to reduce the axial thrust generated in the impeller, the inner wall surface of the casing facing the side plate of the impeller radially from the rotating shaft side of the impeller in the centrifugal direction There is known one having an extending groove and a fixed blade (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In such a centrifugal pump, the speed of the swirling flow of the fluid flowing in the gap (leak flow path) formed between the side plate of the impeller and the inner wall surface of the casing is reduced by the groove and the fixed blade. Thereby, the centrifugal pump reduces the axial thrust by increasing the pressure in the gap, and reduces the load on the thrust bearing.

特開平9−317685号公報JP-A-9-317685 米国特許第5320482号明細書U.S. Pat. No. 5,320,482

しかしながら、従来の遠心ポンプでの軸スラスト対策(例えば、特許文献1、2参照)では、前記の溝や固定羽根が前記の隙間(漏れ流路)における流体と回転するインペラとの摩擦抵抗を増大させる。つまり従来の軸スラスト対策は、インペラの軸動力が増大するために、流体の流量と揚程との積を軸動力で除して得られるポンプ効率が低下する。
また、従来の遠心ポンプ(例えば、特許文献1、2参照)では放射状の溝の形成や固定羽根の取り付けなどにより製造工程が複雑化する。
However, in the axial thrust countermeasure in the conventional centrifugal pump (for example, see Patent Documents 1 and 2), the above-mentioned grooves and fixed blades increase the frictional resistance between the fluid in the gap (leakage flow path) and the rotating impeller. Let That is, in the conventional countermeasure against axial thrust, since the axial power of the impeller is increased, the pump efficiency obtained by dividing the product of the fluid flow rate and the head by the axial power is reduced.
Moreover, in the conventional centrifugal pump (for example, refer patent documents 1, 2), a manufacturing process becomes complicated by formation of a radial groove, attachment of a fixed blade, etc.

そこで、本発明の課題は、従来と比べて簡素な構造を有し、ポンプ効率を良好に維持したまま軸スラストを低減することができる遠心ポンプを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a centrifugal pump having a simple structure as compared with the prior art and capable of reducing axial thrust while maintaining good pump efficiency.

前記課題を解決した本発明は、主板と側板との間に流体の昇圧流路を有するインペラと、前記インペラを内側に収納するケーシングと、前記インペラの外周側で前記昇圧流路の流体吐出口が臨むように前記ケーシング内に形成されている流体の主流路と、を有する遠心ポンプであって、前記側板の板面とこの板面に対向する前記ケーシングの第1対向面との間に形成される側室と、前記側板の外周端面とこの外周端面を全周にわたって囲むように対向する前記ケーシングの第2対向面との間に形成されており、前記側室と前記主流路とを連通させる隙間と、を備え、前記隙間を形成する前記ケーシングの前記第2対向面には、前記側室と前記主流路との間で延びるように溝部が形成され、前記溝部は、前記第2対向面の周方向に沿って等間隔に複数形成され、前記インペラの半径方向の外側には、複数の案内羽根を有するディフューザを備え、前記溝部は、前記案内羽根の半径方向の内側先端に近接するように形成されていることを特徴とする。 The present invention, which solves the above problems, has an impeller having a fluid pressure rising channel between a main plate and a side plate, a casing for housing the impeller inside, and a fluid discharge port of the pressure channel on the outer peripheral side of the impeller. A centrifugal pump having a main flow path of fluid formed in the casing so as to face, formed between a plate surface of the side plate and a first opposing surface of the casing facing the plate surface Gap between the side chamber and the second opposing surface of the casing that faces the outer peripheral end face of the side plate and the outer peripheral end face so as to surround the entire outer peripheral end face, When provided with, on the second opposing surface of the casing that forms the gap, the side chamber with the groove so as to extend between the main flow path is formed, the groove is circumferential of the second opposing surface Equally spaced along the direction Formed with a plurality, in the radial direction of the outside of the impeller, comprising a diffuser having a plurality of guide vanes, the groove has a feature that it is formed so as to be adjacent in the radial direction of the inner end of the guide vanes Do.

本発明によれば、従来と比べて簡素な構造を有し、ポンプ効率を良好に維持したまま軸スラストを低減することができる遠心ポンプを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a centrifugal pump which has a simple structure as compared with the prior art and can reduce axial thrust while maintaining good pump efficiency.

本発明の実施形態に係る遠心ポンプの全体構成を概略的に示す横断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional view which shows roughly the whole structure of the centrifugal pump which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る遠心ポンプのインペラ近傍を部分的に拡大した部分拡大縦断面図である。It is the partial expansion longitudinal cross-sectional view which partially expanded the impeller vicinity of the centrifugal pump which concerns on embodiment of this invention. 図2のIII−III部分断面図である。It is the III-III fragmentary sectional view of FIG. 図2に示す遠心ポンプの第1隙間の入口から第1隙間の出口までの軸方向の位置と、第1隙間における漏れ流れの旋回速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of the axial direction from the entrance of the 1st crevice of the centrifugal pump shown in Drawing 2 to the exit of the 1st crevice, and the turning speed of the leak flow in the 1st crevice. 図2に示す遠心ポンプの第1側室の入口から第1側室の出口までの径方向の位置と、第1側室の圧力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the position of the radial direction from the inlet of the 1st side chamber of the centrifugal pump shown in FIG. 2 to the exit of a 1st side chamber, and the pressure of a 1st side chamber. 本発明の他の実施形態に係る多段遠心ディフューザポンプのインペラ近傍を部分的に拡大した部分拡大縦断面図である。It is the partial expansion longitudinal cross-sectional view which partially expanded the impeller vicinity of the multistage centrifugal diffuser pump which concerns on other embodiment of this invention. 図6のVII−VII部分断面図である。It is VII-VII partial sectional drawing of FIG. 図6に示す遠心ポンプの第1隙間の入口から第1隙間の出口までの軸方向の位置と、第1隙間における漏れ流れの旋回速度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of the axial direction from the entrance of the 1st crevice of a centrifugal pump shown in Drawing 6 to the exit of the 1st crevice, and the turning speed of the leak flow in the 1st crevice. 溝が傾斜する遠心ポンプの構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the centrifugal pump which a groove | channel inclines. 溝の変形例を示す構成説明図である。It is structure explanatory drawing which shows the modification of a groove | channel. 溝の変形例を示す構成説明図である。It is structure explanatory drawing which shows the modification of a groove | channel. 溝の他の変形例を示す構成説明図であり、図2の遠心ポンプにおける溝近傍の部分拡大断面図に対応する図である。It is structure explanatory drawing which shows the other modification of a groove, and is a figure corresponding to the partial expanded sectional view of the groove | channel vicinity in the centrifugal pump of FIG. 図12のXIII−XIII部分断面図である。It is a XIII-XIII fragmentary sectional view of FIG. 溝の他の変形例を示す構成説明図であり、図13に対応する図である。It is structure explanatory drawing which shows the other modification of a groove | channel, and is a figure corresponding to FIG.

本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係る遠心ポンプは、従来の遠心ポンプの軸スラスト対策(例えば、特許文献1、2参照)とは異なって、前記の放射状の溝や固定羽根を設けることなく、漏れ流路における流体の旋回を抑制する構成とした。すなわち、本実施形態に係る遠心ポンプの軸スラスト対策は、漏れ流路(後記する第1側室)とインペラの流体の吐出口が臨む主流路(以下、単に「主流路」と称する)との間で延びるようにケーシングの内壁面に溝を有していることを主な特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
The centrifugal pump according to the present embodiment is different from the axial thrust measures of the conventional centrifugal pump (see, for example, Patent Documents 1 and 2), and the fluid in the leakage flow channel is not provided without the radial grooves and the fixed blades. It was configured to suppress the turning of the That is, the axial thrust countermeasure of the centrifugal pump according to the present embodiment is between the leakage flow passage (first side chamber described later) and the main flow passage (hereinafter simply referred to as “main flow passage”) facing the discharge port of the fluid of the impeller. The main feature is that the inner wall surface of the casing has a groove so as to extend in

本実施形態では、渦巻型のボリュート(渦巻ケーシング)を有する渦巻ポンプに本発明が適用された例について説明する。なお、案内羽根を有するディフューザポンプについては、他の実施形態の欄で多段遠心ディフューザポンプを例にとって説明する。   In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a centrifugal pump having a volute (spiral casing) will be described. In addition, about the diffuser pump which has a guide blade, a multistage centrifugal diffuser pump is demonstrated to an example by the column of other embodiment.

図1は、本発明の実施形態に係る遠心ポンプ100の全体構成を概略的に示す横断面図である。図1中、インペラ10の側板13(図2参照)は、作図の便宜上省略されている。
図2は、本実施形態に係る遠心ポンプ100のインペラ10近傍を部分的に拡大した部分拡大縦断面図であり、主軸17の中心線を境に上半体側を示している。
なお、以下の説明における前後の方向は、前シュラウドとも称される後記の側板13(図2参照)、及び後シュラウドとも称される後記の主板11(図2参照)に対応させて、図2の矢印で示す前後の方向を基準とする。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an overall configuration of a centrifugal pump 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the side plate 13 (see FIG. 2) of the impeller 10 is omitted for convenience of drawing.
FIG. 2 is a partially enlarged longitudinal sectional view in which the vicinity of the impeller 10 of the centrifugal pump 100 according to the present embodiment is partially enlarged, and shows the upper half side bordering on the center line of the main shaft 17.
Note that the front and back directions in the following description correspond to the side plate 13 (see FIG. 2) described later, also referred to as a front shroud, and the main plate 11 (see FIG. 2) described hereinafter as a rear shroud. Based on the front and back direction shown by the arrow.

図1に示すように、本実施形態での遠心ポンプ100は、原動機(図示省略)によって回転する主軸17と、この主軸17によって回転駆動されるインペラ(遠心羽根車)10と、インペラ10を内側に収納するケーシング20とを備えている。
図1中、符号11は、インペラ10の主板であり、符号12は、インペラ10の羽根であり、符号23は、遠心ポンプ100における流体の入口であり、符号25は、遠心ポンプ100における流体の出口であり、符号24は、ボリュートであり、符号Rは、インペラ10の回転方向である。
As shown in FIG. 1, the centrifugal pump 100 in the present embodiment has a main shaft 17 rotated by a prime mover (not shown), an impeller (centrifugal impeller) 10 rotationally driven by the main shaft 17, and an impeller 10 inside. And a casing 20 housed in the housing.
In FIG. 1, reference numeral 11 is a main plate of the impeller 10, reference numeral 12 is a blade of the impeller 10, reference numeral 23 is an inlet of fluid in the centrifugal pump 100, and reference numeral 25 is fluid of the centrifugal pump 100. It is an outlet, code 24 is volute, code R is the rotation direction of impeller 10.

図2に示すように、本実施形態でのインペラ10は、クローズド型のものであり、主板11と羽根12と側板13(図1では図示省略)とを備えている。   As shown in FIG. 2, the impeller 10 in the present embodiment is a closed type, and includes a main plate 11, blades 12 and side plates 13 (not shown in FIG. 1).

主板11は、主軸17と同心に配置される略円盤状のディスクで構成され、主軸17と同期して回転するように形成されている。主板11は、前記のように後シュラウドとも称される。主板11には、後記する側板13が対向するように配置され、この側板13との間には、圧送される流体の昇圧流路14が形成されている。   The main plate 11 is formed of a substantially disk-shaped disk disposed concentrically with the main shaft 17 and formed so as to rotate in synchronization with the main shaft 17. The main plate 11 is also referred to as a rear shroud as described above. A side plate 13 to be described later is disposed on the main plate 11 so as to be opposed to the main plate 11, and between the side plate 13 and the side plate 13, a pressure-rising flow path 14 of fluid to be pumped is formed.

本実施形態での主板11は、主軸17の延在方向に向けて開口する昇圧流路14の入口、つまりインペラ10の流体の吸込口15を主軸17及び側板13とともに区画し、遠心方向に開口する昇圧流路14の出口、つまりインペラ10の流体の吐出口16を区画する。この流体の吐出口16は、特許請求の範囲にいう「流体吐出口」に相当する。
そして、本実施形態の主板11における側板13側の面は、前側の吸込口15から後方に向かうほどインペラ10の遠心方向に沿うように漸近する曲面となっている。
The main plate 11 in the present embodiment divides the inlet of the pressurizing flow passage 14 opened in the extension direction of the main shaft 17, that is, the suction port 15 of the fluid of the impeller 10 together with the main shaft 17 and the side plate 13, and opens in the centrifugal direction. And the discharge port 16 of the fluid of the impeller 10 is partitioned. The fluid discharge port 16 corresponds to the "fluid discharge port" in the claims.
The surface on the side plate 13 side in the main plate 11 of the present embodiment is a curved surface that gradually approaches the centrifugal direction of the impeller 10 as it goes rearward from the suction port 15 on the front side.

側板13は、主軸17と同心に配置される略環状部材で構成され、前記のように主板11と対向するように主軸17と同心に配置される。
側板13の主板11との対向面は、主板11の前記の曲面と対応するように吸込口15から後方に向かうほどインペラ10の遠心方向に沿うように漸近する曲面となっている。
側板13は、前記のように主板11との間でインペラ10における流体の昇圧流路14を形成している。また、側板13は、前記のようにインペラ10の前側で主軸17及び主板11との間に流体の吸込口15を形成し、インペラ10の外周側で主板11との間に流体の吐出口16を形成している。この側板13は、前記のように前シュラウドとも称され、主板11との間に羽根12を挟持している。
The side plate 13 is composed of a substantially annular member disposed concentrically with the main shaft 17 and disposed concentrically with the main shaft 17 so as to face the main plate 11 as described above.
The opposing surface of the side plate 13 with the main plate 11 is a curved surface that gradually approaches the centrifugal direction of the impeller 10 as it goes rearward from the suction port 15 so as to correspond to the above-described curved surface of the main plate 11.
As described above, the side plate 13 and the main plate 11 form a pressure increasing flow path 14 of the fluid in the impeller 10. Further, as described above, the side plate 13 forms a fluid suction port 15 between the main shaft 17 and the main plate 11 on the front side of the impeller 10, and the fluid discharge port 16 between the main plate 11 and the outer periphery of the impeller 10. Form. The side plate 13 is also referred to as a front shroud as described above, and holds the blades 12 between itself and the main plate 11.

羽根12は、図1に示すように、軸心側から径方向外側に向かって延びる板体で形成され、周方向に等間隔に複数配置されている。
本実施形態でのインペラ10は、長さ方向に湾曲する6枚の羽根12が渦巻状に配設されるものを想定しているが、羽根12の数はこれに限定されるものではなく、5枚以下、7枚以上とすることもできる。ちなみに、羽根12は、図1の符号Rの矢印で示すインペラ10の回転方向に向かって中程が凸となるように湾曲するものを想定しているが、湾曲しない羽根12を用いることもできる。
羽根12は、主板11(図2参照)と側板13との間を周方向に等間隔に仕切って昇圧流路14を形成している。
As shown in FIG. 1, the blades 12 are formed of a plate extending radially outward from the axial center side, and a plurality of the blades 12 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
The impeller 10 in the present embodiment assumes that the six blades 12 curved in the length direction are disposed in a spiral shape, but the number of the blades 12 is not limited to this. It may be 5 or less, 7 or more. By the way, although it is assumed that the blade 12 is curved so that the middle portion becomes convex in the rotational direction of the impeller 10 shown by the arrow R in FIG. 1, it is also possible to use a blade 12 which is not curved .
The vanes 12 divide the space between the main plate 11 (see FIG. 2) and the side plate 13 at equal intervals in the circumferential direction to form a pressurizing flow passage 14.

ケーシング20は、複数の軸受け(図示省略)を介して主軸17を回転可能に支持している。なお、ケーシング20と主軸17との間には、流体の漏えいを防止するためにメカニカルシールなどのシール部材(図示省略)が設けられている。   The casing 20 rotatably supports the main shaft 17 via a plurality of bearings (not shown). A sealing member (not shown) such as a mechanical seal is provided between the casing 20 and the main shaft 17 in order to prevent fluid leakage.

また、ケーシング20には、吸込口15を介してインペラ10に流体を供給する供給路21と、インペラ10の吐出口16から吐き出された流体を送出する前記の主流路22とが形成されている。ちなみに、本実施形態での遠心ポンプ100(渦巻ポンプ)においては、供給路21は、遠心ポンプ100の入口23(図1参照)に連通している。また、主流路22は、遠心ポンプ100のボリュート24を介して出口25(図1参照)に連通している。   Further, the casing 20 is formed with a supply passage 21 for supplying a fluid to the impeller 10 through the suction port 15 and the above-mentioned main flow passage 22 for delivering the fluid discharged from the discharge port 16 of the impeller 10 . Incidentally, in the centrifugal pump 100 (swirl pump) in the present embodiment, the supply path 21 is in communication with the inlet 23 (see FIG. 1) of the centrifugal pump 100. Further, the main flow passage 22 communicates with the outlet 25 (see FIG. 1) through the volute 24 of the centrifugal pump 100.

また、ケーシング20は、インペラ10の側板13の板面と対向する対向面20aを有している。この対向面20aは、特許請求の範囲にいう「第1対向面」に相当する。
この対向面20aは、インペラ10の側板13の板面との間に第1側室30を形成している。この第1側室30は、特許請求の範囲にいう「側室」に相当する。
また、ケーシング20は、インペラ10の主板11の板面との間に第2側室31を形成している。
The casing 20 also has an opposing surface 20 a that faces the plate surface of the side plate 13 of the impeller 10. The facing surface 20a corresponds to the "first facing surface" in the claims.
The facing surface 20 a forms a first side chamber 30 between itself and the plate surface of the side plate 13 of the impeller 10. The first side chamber 30 corresponds to the "side chamber" in the claims.
Further, the casing 20 forms a second side chamber 31 between itself and the plate surface of the main plate 11 of the impeller 10.

また、ケーシング20は、インペラ10の側板13における外周端面と対向する対向面20bを有している。この対向面20bは、特許請求の範囲にいう「第2対向面」に相当する。
この対向面20bは、インペラ10の側板13における外周端面との間に第1隙間S1を形成している。
第1側室30は、この第1隙間S1を介して主流路22と連通している。また、ケーシング20は、吸込口15を主軸17周りで囲み、側板13の前側外周部を内嵌する筒部36を有している。第1側室30は、側板13の前側外周部と、ケーシング20の筒部36との間に形成される第2隙間S2を介して供給路21と連通している。
The casing 20 also has an opposing surface 20 b that faces the outer peripheral end surface of the side plate 13 of the impeller 10. The facing surface 20 b corresponds to the “second facing surface” in the claims.
The facing surface 20 b forms a first gap S <b> 1 between it and the outer peripheral end face of the side plate 13 of the impeller 10.
The first side chamber 30 communicates with the main flow path 22 via the first gap S1. The casing 20 also has a cylindrical portion 36 surrounding the suction port 15 around the main shaft 17 and internally fitting the front outer peripheral portion of the side plate 13. The first side chamber 30 communicates with the supply passage 21 via a second gap S2 formed between the front outer periphery of the side plate 13 and the cylindrical portion 36 of the casing 20.

第2側室31は、インペラ10の主板11における外周端面と、ケーシング20との間に形成される第3隙間S3を介して主流路22と連通している。   The second side chamber 31 communicates with the main flow passage 22 via a third gap S3 formed between the outer peripheral end face of the main plate 11 of the impeller 10 and the casing 20.

そして、本実施形態の遠心ポンプ100は、前記のように、第1側室30と主流路22との間で延びるようにケーシング20の対向面20bに溝部33を有している。本実施形態での溝部33は、主軸17の延在方向に沿うように対向面20bに形成される。
なお、図2中、符号34aで示す矢印は、供給路21から吸込口15への流体の流れを表し、符号34bで示す矢印は、昇圧流路14から主流路22への流体の流れを表し、符号34cで示す矢印は、第1側室30を流れる後記の「漏れ流れ」を表している。
And the centrifugal pump 100 of this embodiment has the groove part 33 in the opposing surface 20b of the casing 20 so that it may extend between the 1st side chamber 30 and the main flow path 22 as mentioned above. The groove 33 in the present embodiment is formed on the facing surface 20 b along the extending direction of the main shaft 17.
In FIG. 2, the arrow indicated by reference numeral 34 a indicates the flow of fluid from the supply passage 21 to the suction port 15, and the arrow indicated by reference numeral 34 b indicates the flow of fluid from the pressurizing passage 14 to the main passage 22. The arrow indicated by reference numeral 34 c represents the “leakage flow” that flows through the first side chamber 30 described later.

図3は、図2のIII−III部分断面図である。図3中、符号12はインペラ10の羽根であり、符号13は側板であり、符号20はケーシングである。
図3に示すように、本実施形態での溝部33は、断面視で矩形を呈しており、溝部33の深さよりも溝幅の方が長く設定されている。
溝部33は、側板13の外周部の端面に対して第1隙間S1を介して離れるケーシング20の対向面20b(第2対向面)の周方向に沿って、等間隔に複数形成されている。本実施形態では、ケーシング20に9つの溝部33を有するものを想定しているが、本発明は、8つ以下又は10以上の溝部33を有する構成とすることもできる。
FIG. 3 is a III-III partial cross-sectional view of FIG. In FIG. 3, reference numeral 12 is a blade of the impeller 10, reference numeral 13 is a side plate, and reference numeral 20 is a casing.
As shown in FIG. 3, the groove 33 in the present embodiment has a rectangular shape in a cross-sectional view, and the groove width is set to be longer than the depth of the groove 33.
A plurality of grooves 33 are formed at equal intervals along the circumferential direction of the facing surface 20 b (second facing surface) of the casing 20 which is separated from the end face of the outer peripheral portion of the side plate 13 via the first gap S1. In the present embodiment, the casing 20 is assumed to have nine grooves 33. However, the present invention may be configured to have eight or less or ten or more grooves 33.

以上のような遠心ポンプ100は、溝部33を有するケーシング20にインペラ10を組み付けて製造することができる。この際、溝部33は例えば、鋳造等によって溝部33とケーシング20とを一体に形成することもできるし、所定のケーシングベースに溝部33を切削等によって追加工にて形成することもできる。   The centrifugal pump 100 as described above can be manufactured by attaching the impeller 10 to the casing 20 having the groove 33. At this time, for example, the groove 33 can be integrally formed with the groove 33 and the casing 20 by casting or the like, or can be formed in the predetermined casing base by cutting or the like by additional processing.

次に、本実施形態に係る遠心ポンプ100の奏する作用効果について主に図2を参照して説明する。
遠心ポンプ100は、原動機(図示省略)によって主軸17を介してインペラ10が回転駆動されると、昇圧流路14内の流体はエネルギが付与されて昇圧する。主流路22は、静止流路でありインペラ10により与えられた流体の速度を減速し圧力を回復させる。
Next, the function and effect of the centrifugal pump 100 according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIG.
In the centrifugal pump 100, when the impeller 10 is rotationally driven via the main shaft 17 by a prime mover (not shown), energy is applied to the fluid in the pressure raising flow path 14 to pressure the fluid. The main flow path 22 is a stationary flow path and reduces the velocity of the fluid provided by the impeller 10 to restore the pressure.

図2に示す本実施形態に係る遠心ポンプ100とは異なって、溝部33を有しない比較例1の遠心ポンプ(図示省略)をここで想定する。この比較例1の遠心ポンプは、溝部33を有しない以外は、本実施形態に係る遠心ポンプ100と同様に構成されている。以下に説明する比較例1の遠心ポンプについては、溝部33がないものとした図2を参照しながら説明する。   Unlike the centrifugal pump 100 according to the present embodiment shown in FIG. 2, a centrifugal pump (not shown) of Comparative Example 1 having no groove 33 is assumed here. The centrifugal pump of Comparative Example 1 is configured in the same manner as the centrifugal pump 100 according to the present embodiment, except that the groove portion 33 is not provided. The centrifugal pump of Comparative Example 1 described below will be described with reference to FIG. 2 in which the groove 33 is not provided.

比較例1の遠心ポンプでは、回転駆動されるインペラ10によって、吸込口15から吸い込まれた流体が昇圧流路14を通って吐出口16から主流路22に吐き出される。この際、吐き出された流体の一部は、漏れ流れ34cとして第1隙間S1を介して第1側室30に流れ込む。   In the centrifugal pump of Comparative Example 1, the fluid sucked through the suction port 15 is discharged from the discharge port 16 to the main flow path 22 by the impeller 10 which is rotationally driven. At this time, a part of the discharged fluid flows into the first side chamber 30 through the first gap S1 as a leak flow 34c.

そして、漏れ流れ34cは、第1側室30を主軸17側に向かった後、第2隙間S2を介して供給路21に流入し、再び吸込口15を介してインペラ10に吸い込まれる。つまり、第1隙間S1、第1側室30、及び第2隙間S2は、主流路22から供給路21への流体の漏れ流路を形成している。このような比較例1の遠心ポンプにおいては、インペラ10の吐出口16近傍における旋回流の速度の大きい流体が前記のように第1側室30に流れ込む。第1側室30では、流体(漏れ流れ34c)の旋回速度が著しく増大し、第1側室30の圧力が低下する。   Then, the leaked flow 34 c flows from the first side chamber 30 toward the main shaft 17, flows into the supply passage 21 through the second gap S 2, and is sucked into the impeller 10 through the suction port 15 again. That is, the first gap S1, the first side chamber 30, and the second gap S2 form a fluid leak flow path from the main flow path 22 to the supply path 21. In the centrifugal pump of Comparative Example 1 as described above, the fluid having a high speed of the swirling flow in the vicinity of the discharge port 16 of the impeller 10 flows into the first side chamber 30 as described above. In the first side chamber 30, the swirling speed of the fluid (leakage flow 34c) significantly increases, and the pressure in the first side chamber 30 decreases.

これに対して本実施形態に係る遠心ポンプ100では、吐出口16近傍における旋回流の速度の大きい流体は、第1隙間S1に流れ込んだ後、一部の流体は溝部33内を流れ、他の一部の流体は溝部33を横切るように流れる。これにより溝33は旋回に対する抵抗として働くため、第1隙間S1に流れ込んだ流体の旋回が抑制される。その結果として第1側室30での流体(漏れ流れ34c)の旋回速度が低減されて第1側室30の圧力が増大する。   On the other hand, in the centrifugal pump 100 according to the present embodiment, the fluid having a high speed of the swirling flow in the vicinity of the discharge port 16 flows into the first gap S1, and then a part of the fluid flows in the groove 33 and the other A portion of the fluid flows across the groove 33. Thus, the groove 33 acts as a resistance to turning, so that turning of the fluid flowing into the first gap S1 is suppressed. As a result, the swirling speed of the fluid (leakage flow 34 c) in the first side chamber 30 is reduced, and the pressure in the first side chamber 30 is increased.

次に、実施例1と比較例1の遠心ポンプ100に対して行った作用効果の検証について説明する。
この検証では、図2に示す第1隙間S1の軸方向において、漏れ流れ34cの入口AINから出口AOUTまでの漏れ流れ34cの旋回速度を、流体解析を行って求めた。その結果を図4に示す。
図4は、図2に示す遠心ポンプ100の第1隙間S1の入口AIN(図4中、隙間入口AINと記す)から出口AOUT(図4中、隙間出口AOUTと記す)までの軸方向の位置と、第1隙間S1における漏れ流れ34cの旋回速度(図4中、旋回速度と記す)との関係を示すグラフである。
Next, verification of the operation and effect performed on the centrifugal pumps 100 of Example 1 and Comparative Example 1 will be described.
In this verification, in the axial direction of the first gap S1 shown in FIG. 2, the swirling speed of the leaked flow 34c from the inlet A IN to the outlet A OUT of the leaked flow 34c was determined by fluid analysis. The results are shown in FIG.
4 shows an inlet A IN of the first gap S1 of the centrifugal pump 100 shown in FIG. 2 (referred to as a gap inlet A IN in FIG. 4) to an outlet A OUT (shown as a gap outlet A OUT in FIG. 4) It is a graph which shows the relationship between the position of an axial direction, and the turning speed (it is described as turning speed in FIG. 4) of the leakage flow 34c in 1st clearance gap S1.

また、流体解析では、図2に示す第1側室30の径方向において、漏れ流れ34cの入口BINから出口BOUTまでの第1側室30の圧力を求めた。その結果を図5に示す。
図5は、図2に示す遠心ポンプ100の第1側室30の入口BIN(図5中、側室入口BINと記す)から第1側室30の出口BOUT(図5中、側室出口BOUTと記す)までの径方向の位置と、第1側室30の圧力(図5中、側室の圧力と記す)との関係を示すグラフである。
Further, in the fluid analysis, the pressure of the first side chamber 30 from the inlet B IN of the leakage flow 34 c to the outlet B OUT was obtained in the radial direction of the first side chamber 30 shown in FIG. The results are shown in FIG.
5 shows an inlet B IN of the first side chamber 30 of the centrifugal pump 100 shown in FIG. 2 (referred to as a side chamber inlet B IN in FIG. 5) to an outlet B OUT of the first side chamber 30 (in FIG. 5 a side chamber outlet B OUT 5 is a graph showing the relationship between the position in the radial direction up to) and the pressure of the first side chamber 30 (described as the pressure in the side chamber in FIG. 5).

図4に示すように、破線で示す比較例1(溝なし)では、第1隙間S1の入口AINから第1隙間S1の出口AOUTに向かう漏れ流れ34cの旋回速度は速い。また、第1側室30に向かうほど(出口AOUTに向かうほど)旋回速度は増加傾向にある。
これに対して、実線で示す実施例1(溝あり)では、比較例1(溝なし)と比べて漏れ流れ34cの旋回速度が遅くなっている。具体的には、第1側室30付近(出口AOUT付近)での実施例1の旋回速度は比較例1の65%以下となっている。
As shown in FIG. 4, in Comparative Example 1 (without a groove) indicated by a broken line, the swirling speed of the leakage flow 34 c from the inlet A IN of the first gap S1 toward the outlet A OUT of the first gap S1 is high. Further, the turning speed tends to increase as it goes to the first side room 30 (as it goes to the outlet A OUT ).
On the other hand, in Example 1 (with a groove) shown by a solid line, the swirling speed of the leak flow 34c is slower than that of Comparative Example 1 (without a groove). Specifically, the swing speed of Example 1 in the vicinity of the first side chamber 30 (near the outlet A OUT ) is 65% or less of that in Comparative Example 1.

また、図5に示すように、実線で示す実施例1(溝あり)における第1側室30の圧力は、比較例1(溝なし)と比べると、第1側室30の入口BINから出口BOUTの全体にわたって増加することが検証された。
つまり、本実施形態の遠心ポンプ100は、第1隙間S1を形成するケーシング20の内壁面に溝部33を有することで第1側室30の圧力を増加させ、インペラ10が吸込口15側(前側)に付勢される軸スラストを低減する。
このような本実施形態の遠心ポンプ100によれば、スラスト軸受に対する負荷を低減することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the pressure of the first side chamber 30 in the first embodiment (dovetail groove) indicated by a solid line, as compared with Comparative Example 1 (no groove), the outlet from the inlet B IN of the first side chamber 30 B It has been verified to increase throughout OUT .
That is, the centrifugal pump 100 of the present embodiment increases the pressure of the first side chamber 30 by having the groove 33 on the inner wall surface of the casing 20 forming the first gap S1, and the impeller 10 is on the suction port 15 side (front side). Reduce the axial thrust that is biased by
According to the centrifugal pump 100 of the present embodiment, the load on the thrust bearing can be reduced.

また、本実施形態の遠心ポンプ100は、基本構造の遠心ポンプ(例えば、前記比較性1のような遠心ポンプ)に対して溝部33を形成することで製造することができる。よって、本実施形態の遠心ポンプ100は、基本構造の遠心ポンプに対して大幅な設計変更を加えることなく製造することができる。   Moreover, the centrifugal pump 100 of this embodiment can be manufactured by forming the groove part 33 with respect to the centrifugal pump (For example, centrifugal pump like said comparison 1) of basic structure. Therefore, the centrifugal pump 100 of the present embodiment can be manufactured without making a major design change with respect to the basic structure centrifugal pump.

また、遠心ポンプ100の溝部33は、主軸17の延在方向に沿うようにケーシング20の対向面20bに形成されるので、従来の遠心ポンプ100の放射状の溝と異なって、単純な切削工具によって簡単に形成することができる。よって、本実施形態の遠心ポンプ100によれば、製造工程を簡素化することができ製造コストを低減することができる。   Further, since the groove 33 of the centrifugal pump 100 is formed on the facing surface 20b of the casing 20 along the extending direction of the main shaft 17, unlike the radial groove of the conventional centrifugal pump 100, it is by a simple cutting tool It can be easily formed. Therefore, according to the centrifugal pump 100 of the present embodiment, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.

また、前記した遠心ポンプ100の製造方法のうち、溝部33を追加工によって形成するものは、軸スラストの調整方法としても応用することができる。言い換えれば、本実施形態の遠心ポンプ100は、軸スラストの調整可能な構造を有することとなる。   Further, in the method of manufacturing the centrifugal pump 100 described above, one in which the groove portion 33 is formed by additional processing can be applied also as a method of adjusting the axial thrust. In other words, the centrifugal pump 100 of the present embodiment has an adjustable structure of axial thrust.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、渦巻型のボリュート(渦巻ケーシング)を有する渦巻ポンプについて説明したが、次に案内羽根を有するディフューザポンプについて説明する。ここでは、多段遠心ディフューザポンプを例にとって説明する。なお、以下の他の実施形態において、前記実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement with a various form.
Although the said embodiment demonstrated the spiral pump which has a volute (volute casing) of a spiral type, the diffuser pump which has guide vanes next is demonstrated. Here, a multistage centrifugal diffuser pump will be described as an example. In the following other embodiments, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and the detailed description thereof will be omitted.

図6は、本発明の他の実施形態に係る遠心ポンプ100(多段遠心ディフューザポンプ)のインペラ10近傍を部分的に拡大した部分拡大縦断面図である。
図6に示すように、遠心ポンプ100は、流体の入口及び出口が設けられる図示しない外部ケーシングと、この外部ケーシングの内部に配置されている内部ケーシング20とを有している。この内部ケーシング20は、特許請求の範囲にいう「ケーシング」に相当する。以下では、内部ケーシング20は、単に「ケーシング20」と称する。
FIG. 6 is a partially enlarged longitudinal sectional view partially enlarging the vicinity of the impeller 10 of a centrifugal pump 100 (multistage centrifugal diffuser pump) according to another embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the centrifugal pump 100 has an outer casing (not shown) provided with an inlet and an outlet for fluid and an inner casing 20 disposed inside the outer casing. The inner casing 20 corresponds to a "casing" in the claims. Hereinafter, the inner casing 20 is simply referred to as a "casing 20".

また、遠心ポンプ100は、ケーシング20を貫通するように配置された主軸17と、この主軸17に固定された複数段のインペラ10とを有している。なお、図6には、一部のインペラ10のみが部分的に示されており、本実施形態でのインペラ10は、6段程度のものを想定しているが、これに限定されるものではない。   The centrifugal pump 100 also has a main shaft 17 disposed to penetrate the casing 20 and a plurality of stages of impellers 10 fixed to the main shaft 17. Although only a part of the impeller 10 is partially shown in FIG. 6 and the impeller 10 in this embodiment is assumed to have about six stages, it is not limited to this. Absent.

ケーシング20には、インペラ10の配置に応じて縮径及び拡径を繰り返す内部空間が設けられている。
また、ケーシング20には、隣り合うインペラ10の吐出口16と吸込口15とを繋ぐ連通路40が形成されている。ちなみに、複数段あるインペラ10のうち、最も上流側に位置するインペラ10の吸込口15は、遠心ポンプ100における流体の前記入口(図示省略)に連通し、最も下流側に位置するインペラ10の吐出口16は、遠心ポンプ100における流体の前記出口(図示省略)に連通している。
The casing 20 is provided with an internal space in which the diameter reduction and the diameter increase are repeated according to the arrangement of the impeller 10.
Further, in the casing 20, a communication passage 40 connecting the discharge port 16 and the suction port 15 of the adjacent impellers 10 is formed. Incidentally, the suction port 15 of the impeller 10 located most upstream among the impellers 10 having a plurality of stages communicates with the fluid inlet (not shown) in the centrifugal pump 100 and discharges the impeller 10 located most downstream. The outlet 16 is in communication with the outlet (not shown) of the fluid in the centrifugal pump 100.

連通路40は、インペラ10の側板13と主板11との間に形成される昇圧流路14に流体を導入する供給路21と、昇圧流路14から流体が導入されるディフューザ流路41と、ディフューザ流路41側から供給路21側に流体を通流させるリターン流路42と、リターン流路42に設けられた水返し羽根50とを有している。   The communication passage 40 includes a supply passage 21 for introducing a fluid into the pressurizing passage 14 formed between the side plate 13 of the impeller 10 and the main plate 11, and a diffuser passage 41 into which the fluid is introduced from the pressurizing passage 14. It has a return flow channel 42 for allowing the fluid to flow from the diffuser flow channel 41 side to the supply flow channel 21 side, and a water return blade 50 provided in the return flow channel 42.

供給路21は、径方向外側から径方向内側に向かって流体を流した後、流体の向きをインペラ10の直前で軸方向に変換させる流路である。
ディフューザ流路41は、径方向内側が昇圧流路14に連通しており、インペラ10によって昇圧された流体を径方向外側に向かって流通させる。このディフューザ流路41には主軸17を中心とした周方向に複数の案内羽根43が等間隔に配置されている。この案内羽根43は、いわゆるディフューザベーンであり、ディフューザを構成している。ちなみに、案内羽根43は、周方向に向かって配置される傾きが、後記するようにインペラ10の羽根12の傾きとは逆になっている(図7参照)。
リターン流路42は、一端側がディフューザ流路41に連通し、他端側が水返し羽根50を介して供給路21に連通している。
The supply path 21 is a flow path which changes the direction of the fluid in the axial direction immediately before the impeller 10 after flowing the fluid from the outer side in the radial direction toward the inner side in the radial direction.
The diffuser channel 41 communicates with the pressurizing channel 14 on the radially inner side, and circulates the fluid pressurized by the impeller 10 radially outward. A plurality of guide vanes 43 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the main shaft 17 in the diffuser flow path 41. The guide vanes 43 are so-called diffuser vanes and constitute a diffuser. Incidentally, the inclination of the guide vanes 43 arranged in the circumferential direction is opposite to the inclination of the vanes 12 of the impeller 10 as described later (see FIG. 7).
One end side of the return flow path 42 communicates with the diffuser flow path 41, and the other end side communicates with the supply path 21 via the water return blade 50.

インペラ10は、クローズド型のものであり、主板11と羽根12と側板13とを備えている。
第1側室30は、インペラ10の側板13における外周端面と、ケーシング20との間に形成される第1隙間S1を介して主流路22と連通している。また、第1側室30は、側板13の前側外周部と、ケーシング20の筒部36との間に形成される第2隙間S2を介して供給路21と連通している。
そして、この遠心ポンプ100は、前記のように、第1側室30と主流路22との間で延びるようにケーシング20の対向面20b(第2対向面)に溝部33を有している。
この溝部33は、主軸17の延在方向に沿うようにケーシング20の対向面20bに形成されている。
なお、図6中、符号34aで示す矢印は、供給路21から吸込口15への流体の流れを表し、符号34cで示す矢印は、主流路22から第1側室30へと流れる後記の「漏れ流れ」を表している。
The impeller 10 is a closed type, and includes a main plate 11, blades 12 and a side plate 13.
The first side chamber 30 communicates with the main flow passage 22 via a first gap S1 formed between the outer peripheral end face of the side plate 13 of the impeller 10 and the casing 20. Further, the first side chamber 30 communicates with the supply passage 21 via a second gap S2 formed between the front outer periphery of the side plate 13 and the cylindrical portion 36 of the casing 20.
And this centrifugal pump 100 has the groove part 33 in the opposing surface 20b (2nd opposing surface) of the casing 20 so that it may extend between the 1st side chamber 30 and the main flow path 22 as mentioned above.
The groove 33 is formed in the facing surface 20 b of the casing 20 along the extending direction of the main shaft 17.
In FIG. 6, the arrow indicated by reference numeral 34a indicates the flow of fluid from the supply passage 21 to the suction port 15, and the arrow indicated by reference numeral 34c indicates “leakage” flowing from the main flow passage 22 to the first side chamber 30. Represents the flow.

図7は、図6のVII−VII部分断面図である。図7中、符号12はインペラ10の羽根であり、符号13は側板であり、符号20はケーシングであり、符号43は案内羽根である。
図7に示すように、本実施形態での溝部33は、断面視で矩形を呈しており、溝部33の深さよりも溝幅の方が長く設定されている。
溝部33は、側板13の外周部の端面に対して第1隙間S1を介して離れるケーシング20の内周面の周方向に沿って、等間隔に複数形成されている。本実施形態では、ケーシング20に9つの溝部33を有するものを想定しているが、本発明は、8つ以下又は10以上の溝部33を有する構成とすることもできる。
7 is a partial cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. In FIG. 7, reference numeral 12 is a blade of the impeller 10, reference numeral 13 is a side plate, reference numeral 20 is a casing, and reference numeral 43 is a guide blade.
As shown in FIG. 7, the groove 33 in the present embodiment has a rectangular shape in cross section, and the groove width is set to be longer than the depth of the groove 33.
The groove portions 33 are formed at equal intervals along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the casing 20 which is separated from the end surface of the outer peripheral portion of the side plate 13 via the first gap S1. In the present embodiment, the casing 20 is assumed to have nine grooves 33. However, the present invention may be configured to have eight or less or ten or more grooves 33.

また、案内羽根43の位置と溝部33の位置との関係においては、溝部33は、案内羽根43の半径方向の内側先端43aに近接するように形成されているものが望ましい。
特に、溝部33の周方向の両端部のうち、インペラ10の回転方向Rの前側の端部33aを案内羽根43の内側先端43aに近接するように形成したものが望ましい。
Further, in the relationship between the position of the guide blade 43 and the position of the groove 33, the groove 33 is preferably formed to be close to the radially inner end 43a of the guide blade 43.
In particular, it is desirable that the end 33a on the front side in the rotational direction R of the impeller 10 be formed to be close to the inner tip 43a of the guide blade 43 among both end portions in the circumferential direction of the groove 33.

また、周方向に隣り合う案内羽根43,43の内側先端43aがインペラ10の回転中心(図示省略)を軸にして開く角度をθとすると、溝部33の前側の端部33aの周方向の位置は、案内羽根43の内側先端43aの位置に対して±θ/4の範囲内にあるものが、より望ましい。さらに望ましい溝部33の前側の端部33aの周方向の位置は、図示しないが、インペラ10の回転中心と案内羽根43の内側先端43aとを結ぶ線上である。
また、周方向に隣り合う案内羽根43,43の位置と溝部33の周方向の幅Wとの関係においては、溝部33の幅Wは、角度θの半分以下(W≦θ/2)が望ましい。
Further, assuming that the angle at which the inner tips 43a of the guide vanes 43, 43 adjacent in the circumferential direction open about the rotation center (not shown) of the impeller 10 is θ, the circumferential position of the front end 33a of the groove 33 Is more preferably within the range of ± θ / 4 with respect to the position of the inner tip 43a of the guide vane 43. A more desirable circumferential position of the front end 33a of the groove 33 is a line connecting the center of rotation of the impeller 10 and the inner tip 43a of the guide vane 43, although not shown.
Further, in the relationship between the positions of the guide vanes 43, 43 adjacent in the circumferential direction and the circumferential width W of the groove 33, the width W of the groove 33 is preferably half or less of the angle θ (W ≦ θ / 2). .

このような遠心ポンプ100(多段遠心ディフューザポンプ)では、連通路40及び水返し羽根50(図6参照)を介して多段に設けられるインペラ10(図6参照)にて流体が段階的に昇圧される。この際、遠心ポンプ100は、溝部33(図7参照)を有することによって、前記実施形態に係る遠心ポンプ100と同様の作用効果を奏することに加えて、案内羽根43を有することによって次のような作用効果を奏する。   In such a centrifugal pump 100 (multistage centrifugal diffuser pump), the fluid is boosted stepwise by the impellers 10 (see FIG. 6) provided in multiple stages via the communication passage 40 and the water return vanes 50 (see FIG. 6). Ru. At this time, the centrifugal pump 100 has the groove 33 (see FIG. 7), thereby providing the guide vanes 43 in addition to the same function and effect as the centrifugal pump 100 according to the embodiment. Play an important effect.

図6に示すように、この遠心ポンプ100において、回転するインペラ10の昇圧流路14から流体がケーシング20のディフューザ流路41に吐き出される。その後、小流量域での運転の際には、流体が案内羽根43に衝突することで、旋回が抑制された流体の逆流が生じる。
そして、旋回速度の遅いこの逆流は、主流路22から第1隙間S1に向かう流れと一緒になって漏れ流れ34cを形成する。このような遠心ポンプ100によれば、案内羽根43によって生じた旋回速度の遅い逆流を溝部33に流入させることによって、第1側室30での流体(漏れ流れ34c)の旋回速度を効率よく低減することができる。
As shown in FIG. 6, in the centrifugal pump 100, fluid is discharged from the pressure rising flow passage 14 of the rotating impeller 10 to the diffuser flow passage 41 of the casing 20. Thereafter, when operating in a low flow rate region, the fluid collides with the guide vanes 43 to cause backflow of the fluid whose swirl is suppressed.
And this back flow with slow swirling speed forms a leak flow 34c together with the flow from the main flow passage 22 toward the first gap S1. According to such a centrifugal pump 100, by causing the backflow with a slow swing speed generated by the guide vanes 43 to flow into the groove 33, the swing speed of the fluid (leakage flow 34c) in the first side chamber 30 is efficiently reduced. be able to.

また、この遠心ポンプ100は、案内羽根43により発生する旋回速度の遅い逆流を溝部33に流入させる。これにより遠心ポンプ100は、案内羽根43を有しないものよりも、逆流の発生する小流量域での運転において、軸スラストの低減効果を向上させることができる。また、遠心ポンプ100は、小流量域での十分な軸スラスト低減効果を確保しつつ、最高効率点流量付近での軸スラスト低減効果を抑える。このような遠心ポンプ100によれば、最高効率点流量付近において第1側室30内の流体とインペラ10との摩擦を低減することで、軸スラスト低減によるポンプ効率の低下を抑制する設計が可能となる。   In addition, the centrifugal pump 100 causes a reverse flow with a low rotational speed generated by the guide vanes 43 to flow into the groove portion 33. As a result, the centrifugal pump 100 can improve the reduction effect of the axial thrust in an operation in a low flow rate region where backflow occurs, as compared with the one without the guide vanes 43. Further, the centrifugal pump 100 suppresses the axial thrust reduction effect near the flow rate at the highest efficiency point while securing a sufficient axial thrust reduction effect in the small flow rate region. According to such a centrifugal pump 100, by reducing the friction between the fluid in the first side chamber 30 and the impeller 10 in the vicinity of the highest efficiency point flow rate, it is possible to design that the reduction of the pump efficiency due to the axial thrust reduction can be suppressed. Become.

次に、案内羽根43を有する遠心ポンプ100(図6参照)である実施例2と、溝部33を有しない以外は実施例2と同様の構成を想定した比較例2とに対して行った作用効果の流体解析による検証について説明する。比較例2の遠心ポンプについては、溝部33がないものとした図6を参照する。
この検証では、図6に示す第1隙間S1の軸方向において、漏れ流れ34cの入口CINから出口COUTまでの漏れ流れ34cの旋回速度を測定した。その結果を図8に示す。
図8は、図6に示す遠心ポンプ100の第1隙間S1の入口CIN(図8中、隙間入口CINと記す)から第1隙間S1の出口COUT(図8中、隙間出口COUTと記す)までの軸方向の位置と、第1隙間S1における漏れ流れ34cの旋回速度(図8中、旋回速度と記す)との関係を示すグラフである。
Next, the operation performed to Example 2 which is centrifugal pump 100 (refer to Drawing 6) which has guide blade 43, and comparative example 2 which assumed the same composition as Example 2 except not having slot 33 is carried out. The verification of the effect by fluid analysis is described. About the centrifugal pump of the comparative example 2, FIG. 6 in which the groove part 33 was not provided is referred.
In this verification, in the axial direction of the first gap S1 shown in FIG. 6, the swirling speed of the leaked flow 34c from the inlet C IN of the leaked flow 34c to the outlet C OUT was measured. The results are shown in FIG.
FIG. 8 shows the inlet C IN of the first gap S1 of the centrifugal pump 100 shown in FIG. 6 (referred to as the gap inlet C IN in FIG. 8) to the outlet C OUT of the first gap S1 (in FIG. 8 the gap outlet C OUT 8 is a graph showing the relationship between the axial position up to (noted) and the swirling speed of the leaked flow 34c in the first gap S1 (referred to as the swirling speed in FIG. 8).

図8に示すように、破線で示す比較例2(溝なし)では、第1隙間S1の入口CINから第1隙間S1の出口COUTに向かう漏れ流れ34cの旋回速度は速い。また、第1側室30側に向かうほど(出口COUTに向かうほど)旋回速度は増加傾向にある。つまり、案内羽根43により旋回速度を抑制された漏れ流れ34cが、第1隙間S1を通る間に再度早い旋回を持つようになる。
これに対して、実線で示す実施例2(溝あり)では、比較例2(溝なし)と比べて漏れ流れ34cの旋回速度が遅いまま、出口COUTに到達することが検証された。
As shown in FIG. 8, in Comparative Example 2 (without a groove) indicated by a broken line, the swirling speed of the leakage flow 34c from the inlet C IN of the first gap S1 toward the outlet C OUT of the first gap S1 is high. Further, the turning speed tends to increase as it goes to the first side chamber 30 side (as it goes to the outlet C OUT ). That is, the leaked flow 34 c whose swirling speed is suppressed by the guide vanes 43 comes to have a quick turn again while passing through the first gap S 1.
On the other hand, in Example 2 (with a groove) shown by a solid line, it was verified that the outlet C OUT was reached while the swirling speed of the leaked flow 34 c was slower compared to Comparative Example 2 (without a groove).

また、前記実施形態では、溝部33が軸方向に沿って延在している遠心ポンプ100について説明したが、本発明は溝部33が軸方向に対して傾斜するように延在する構成とすることもできる。   In the above embodiment, the centrifugal pump 100 in which the groove 33 extends in the axial direction has been described, but in the present invention, the groove 33 extends so as to be inclined with respect to the axial direction. You can also.

図9は、溝部33が傾斜する遠心ポンプ100の構成説明図である。なお、図9は、図6のIX−IX断面に対応する部分断面図である。
図9中、符号20はケーシングであり、符号33は溝であり、符号Rはインペラ10の回転方向である。
図9に示すように、この遠心ポンプ100は、溝部33の延在方向が遠心ポンプ100の軸方向(図示省略)に対して傾斜することで、インペラ10の回転方向Rに対して溝部33の延在方向が傾斜している。さらに詳しく説明すると、この溝部33は、インペラ10の回転方向Rに対して溝部33の延在方向が鋭角をなすように形成されている。
FIG. 9 is a configuration explanatory view of the centrifugal pump 100 in which the groove 33 is inclined. 9 is a partial cross-sectional view corresponding to the IX-IX cross section of FIG.
In FIG. 9, reference numeral 20 denotes a casing, reference numeral 33 denotes a groove, and reference numeral R denotes a rotation direction of the impeller 10.
As shown in FIG. 9, in the centrifugal pump 100, the extending direction of the groove 33 is inclined with respect to the axial direction (not shown) of the centrifugal pump 100, so that The extending direction is inclined. More specifically, the groove 33 is formed such that the extending direction of the groove 33 forms an acute angle with the rotational direction R of the impeller 10.

このような遠心ポンプ100によれば、旋回の小さい漏れ流れを、溝部33を介して効率よく第1側室30(図6参照)内に導き入れることができるので、軸スラストの低減効果がより顕著に表れる。   According to such a centrifugal pump 100, a leakage flow with a small swirl can be efficiently introduced into the first side chamber 30 (see FIG. 6) through the groove portion 33, so that the axial thrust reduction effect is more remarkable. Appear in

なお、図9に示す溝部33は、インペラ10の回転方向Rに対して溝部33の延在方向が鋭角をなすように傾斜しているが、鈍角をなすように傾斜する構成とすることもできる。
このような鈍角をなして傾斜する溝部33によれば、漏れ流れのベクトル方向と、溝部33の延在方向とのなす角度が、鋭角をなすものと比べてより直角に近づくため、漏れ流れの持つ旋回速度をより低減することができる。これにより遠心ポンプ100は、軸スラストをさらに低減することができる。
In addition, although the groove part 33 shown in FIG. 9 inclines so that the extension direction of the groove part 33 makes an acute angle with respect to the rotation direction R of the impeller 10, it can also be set as an inclination so as to make an obtuse angle. .
Since the angle between the vector direction of the leakage flow and the extending direction of the groove 33 is closer to a right angle as compared with an acute angle, the groove 33 having such an obtuse angle makes the leakage flow The turning speed can be further reduced. Thus, the centrifugal pump 100 can further reduce the axial thrust.

また、前記実施形態では、溝部33の断面形状が矩形の遠心ポンプ100について説明したが、溝部33の断面形状は、矩形以外の多角形状、又は半円若しくは半楕円などの円弧形状とすることもできる。   Moreover, although the cross-sectional shape of the groove part 33 demonstrated the rectangular shape in the said embodiment, the cross-sectional shape of the groove part 33 may be made into polygonal shape other than a rectangle, or circular arc shapes, such as semicircle or semielliptic it can.

図10及び図11は、溝部33の変形例を示す構成説明図であり、図6のVII−VII断面に対応する部分断面図である。
図10及び図11中、符号20はケーシングであり、符号33は溝であり、符号12はインペラ10の羽根であり、符号13はインペラ10の側板であり、符号43は案内羽根である。
FIG.10 and FIG.11 is structure explanatory drawing which shows the modification of the groove part 33, and is a fragmentary sectional view corresponding to the VII-VII cross section of FIG.
10 and 11, reference numeral 20 denotes a casing, reference numeral 33 denotes a groove, reference numeral 12 denotes a blade of the impeller 10, reference numeral 13 denotes a side plate of the impeller 10, and reference numeral 43 denotes a guide blade.

図10に示す遠心ポンプ100における溝部33の断面形状は、三角形を呈しており、図11に示す遠心ポンプ100における溝部33の断面形状は、半円形を呈している。
このような溝部33を有する遠心ポンプ100によれば、ケーシングベース(図示省略)に対して簡単な切削工具で切削加工を行うことによって、簡単に溝部33を形成することができる。ちなみに、切削工具としては、例えばヤスリ、ドリルなどが挙げられる。
The cross-sectional shape of the groove 33 in the centrifugal pump 100 shown in FIG. 10 is triangular, and the cross-sectional shape of the groove 33 in the centrifugal pump 100 shown in FIG. 11 is semicircular.
According to the centrifugal pump 100 having such a groove 33, the groove 33 can be easily formed by cutting the casing base (not shown) with a simple cutting tool. Incidentally, as a cutting tool, a file, a drill, etc. are mentioned, for example.

図12は、溝部33の他の変形例を示す構成説明図であり、図2の遠心ポンプにおける溝近傍の部分拡大断面図に対応する図である。図13は、図12のXIII−XIII部分断面図である。
図12及び図13に示すように、ケーシング20(図12参照)は、溝部33が形成された溝部形成部材38を有している。この溝部形成部材38は、ケーシング20に嵌め込まれている。なお、図12中、符号30は第1側室である。図12及び図13中、符号12はインペラ10の羽根であり、符号13はインペラ10の側板であり、符号43は案内羽根である。
FIG. 12 is a configuration explanatory view showing another modification of the groove portion 33, and is a view corresponding to a partial enlarged cross-sectional view in the vicinity of the groove in the centrifugal pump of FIG. 13 is a partial cross-sectional view of XIII-XIII in FIG.
As shown in FIG.12 and FIG.13, the casing 20 (refer FIG. 12) has the groove part formation member 38 in which the groove part 33 was formed. The groove forming member 38 is fitted into the casing 20. In addition, the code | symbol 30 is a 1st side chamber in FIG. In FIG. 12 and FIG. 13, reference numeral 12 is a blade of the impeller 10, reference numeral 13 is a side plate of the impeller 10, and reference numeral 43 is a guide blade.

さらに詳しく説明すると、図12に示すように、ケーシング20は、ケーシング本体20cと、インペラ10の側板13の外周端部を、第1隙間S1を開けて取り囲むように配置されるリング部材20dと、を有して構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 12, the casing 20 includes a casing main body 20c and a ring member 20d disposed so as to surround the outer peripheral end of the side plate 13 of the impeller 10 with the first gap S1 open. Is configured.

そして、溝部形成部材38は、リング部材20dの内周側に嵌め込まれて配置されている。この溝部形成部材38は、リング部材20dに対して抜け止めとなるように、断面視でL字状に形成されている。   And the groove part formation member 38 is engage | inserted and arrange | positioned by the inner peripheral side of the ring member 20d. The groove portion forming member 38 is formed in an L shape in cross section so as to prevent the ring member 20d from coming off.

この溝部形成部材38は、図13に示すように、ケーシング20の内周側で周方向に沿って複数配置され、溝33を有する溝部形成部材38同士は互いに独立に嵌め込まれている。   As shown in FIG. 13, a plurality of groove forming members 38 are arranged along the circumferential direction on the inner peripheral side of the casing 20, and the groove forming members 38 having the grooves 33 are fitted independently of each other.

図14は、溝33のさらなる変形例を示す構成説明図であり、図13に対応する図である。
図14に示すように、溝33は溝部形成部材39に形成されている。この溝部形成部材39は、図13に示す複数の溝33ごとに別体に形成される溝部形成部材38と異なって、ケーシング20の内周側で周方向に沿って一体のリング状を呈している。そして、各溝33は、溝部形成部材39の内周側の所定の位置に形成されている。ちなみに、この溝部形成部材39は、図示しないが、図12に示す溝部形成部材38と同様にリング部材20dの内周側に嵌め込まれて配置されている。また、この溝部形成部材39は、リング部材20dに対して抜け止めとなるように、断面視でL字状に形成されている。
FIG. 14 is a configuration explanatory view showing a further modified example of the groove 33, and corresponds to FIG.
As shown in FIG. 14, the groove 33 is formed in the groove forming member 39. Unlike the groove forming member 38 separately formed for each of the plurality of grooves 33 shown in FIG. 13, the groove forming member 39 has an integral ring shape along the circumferential direction on the inner peripheral side of the casing 20. There is. Each groove 33 is formed at a predetermined position on the inner peripheral side of the groove forming member 39. Incidentally, although not shown, the groove forming member 39 is disposed on the inner peripheral side of the ring member 20d in the same manner as the groove forming member 38 shown in FIG. Further, the groove forming member 39 is formed in an L shape in a cross sectional view so as to prevent the ring member 20d from coming off.

このような溝部形成部材38,39に溝33を有する遠心ポンプ100は、例えば、圧送する流体に砂などの固形物が含まれており、この固形物によって溝部33が摩耗した際に、溝部形成部材38,39の取り換えが可能となっている。   The centrifugal pump 100 having the grooves 33 in the groove forming members 38 and 39 includes, for example, solid matter such as sand in the fluid to be pumped, and the grooves form when the grooves 33 are worn by the solid matter. Replacement of the members 38, 39 is possible.

10 インペラ
11 主板
11a 段差部
12 羽根
13 側板
14 昇圧流路
15 吸込口
16 吐出口(流体吐出口)
17 主軸
20 内部ケーシング(ケーシング)
20a 第1対向面
20b 第2対向面
21 供給路
22 主流路
24 ボリュート
30 第1側室(側室)
31 第2側室
33 溝部
33a 端部
38 溝部形成部材
39 溝部形成部材
40 連通路
41 ディフューザ流路
42 リターン流路
43 案内羽根
43a 内側先端
50 水返し羽根
100 遠心ポンプ
S1 第1隙間
S2 第2隙間
S3 第3隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 impeller 11 main plate 11a level difference part 12 blade | wing 13 side plate 14 pressure-rising flow path 15 suction port 16 discharge port (fluid discharge port)
17 main shaft 20 inner casing (casing)
20a first facing surface 20b second facing surface 21 supply passage 22 main flow passage 24 volute 30 first side chamber (side chamber)
31 second side chamber 33 groove portion 33a end portion 38 groove portion forming member 40 groove portion forming member 40 communication passage 41 diffuser flow passage 42 return flow passage 43 guide blade 43a inner tip 50 water return blade 100 centrifugal pump S1 first gap S2 second gap S3 Third gap

Claims (4)

主板と側板との間に流体の昇圧流路を有するインペラと、
前記インペラを内側に収納するケーシングと、
前記インペラの外周側で前記昇圧流路の流体吐出口が臨むように前記ケーシング内に形成されている流体の主流路と、
を有する遠心ポンプであって、
前記側板の板面とこの板面に対向する前記ケーシングの第1対向面との間に形成される側室と、
前記側板の外周端面とこの外周端面を全周にわたって囲むように対向する前記ケーシングの第2対向面との間に形成されており、前記側室と前記主流路とを連通させる隙間と、
を備え、
前記隙間を形成する前記ケーシングの前記第2対向面には、前記側室と前記主流路との間で延びるように溝部が形成され
前記溝部は、前記第2対向面の周方向に沿って等間隔に複数形成され、
前記インペラの半径方向の外側には、複数の案内羽根を有するディフューザを備え、前記溝部は、前記案内羽根の半径方向の内側先端に近接するように形成されていることを特徴とする遠心ポンプ。
An impeller having a fluid pressure rising channel between the main plate and the side plate;
A casing for housing the impeller inside;
A main flow path of the fluid formed in the casing so that the fluid discharge port of the pressure increase flow path faces the outer peripheral side of the impeller;
A centrifugal pump having
A side chamber formed between a plate surface of the side plate and a first opposing surface of the casing facing the plate surface;
A gap formed between the outer peripheral end face of the side plate and the second opposing surface of the casing facing to surround the entire outer peripheral end face, and allowing the side chamber to communicate with the main flow path,
Equipped with
It said second facing surface of the casing that forms the gap, the groove so as to extend between said main channel and said side chamber is formed,
The groove portions are formed at equal intervals along the circumferential direction of the second facing surface,
A centrifugal pump comprising: a diffuser having a plurality of guide vanes on the radially outer side of the impeller; and the groove portion is formed to be close to a radially inner end of the guide vanes .
主板と側板との間に流体の昇圧流路を有するインペラと、
前記インペラを内側に収納するケーシングと、
前記インペラの外周側で前記昇圧流路の流体吐出口が臨むように前記ケーシング内に形成されている流体の主流路と、
を有する遠心ポンプであって、
前記側板の板面とこの板面に対向する前記ケーシングの第1対向面との間に形成される側室と、
前記側板の外周端面とこの外周端面を全周にわたって囲むように対向する前記ケーシングの第2対向面との間に形成されており、前記側室と前記主流路とを連通させる隙間と、
を備え、
前記隙間を形成する前記ケーシングの前記第2対向面には、前記側室と前記主流路との間で延びるように溝部が形成され、
前記溝部は、径方向外側から径方向内側に見た平面視で、前記インペラの回転方向に対して傾斜するように形成されていることを特徴とする遠心ポンプ。
An impeller having a fluid pressure rising channel between the main plate and the side plate;
A casing for housing the impeller inside;
A main flow path of the fluid formed in the casing so that the fluid discharge port of the pressure increase flow path faces the outer peripheral side of the impeller;
A centrifugal pump having
A side chamber formed between a plate surface of the side plate and a first opposing surface of the casing facing the plate surface;
A gap formed between the outer peripheral end face of the side plate and the second opposing surface of the casing facing to surround the entire outer peripheral end face, and allowing the side chamber to communicate with the main flow path,
Equipped with
A groove is formed in the second opposing surface of the casing forming the gap so as to extend between the side chamber and the main flow path,
The said groove part is formed so that it may incline with respect to the rotation direction of the said impeller by planar view seen from radial direction outer side to radial direction inner side .
請求項1又は請求項2に記載の遠心ポンプにおいて、
前記溝部の断面形状は、多角形状又は円弧形状であることを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to claim 1 or 2 ,
A centrifugal pump characterized in that a cross-sectional shape of the groove portion is a polygonal shape or an arc shape.
請求項1又は請求項2に記載の遠心ポンプにおいて、
前記溝部は、前記ケーシングとは別体の溝部形成部材が前記ケーシングに嵌め込まれて形成されていることを特徴とする遠心ポンプ。
The centrifugal pump according to claim 1 or 2 ,
A centrifugal pump characterized in that the groove portion is formed by inserting a groove portion forming member separate from the casing into the casing.
JP2015210590A 2015-10-27 2015-10-27 Centrifugal pump Active JP6523917B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015210590A JP6523917B2 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Centrifugal pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015210590A JP6523917B2 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Centrifugal pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017082658A JP2017082658A (en) 2017-05-18
JP6523917B2 true JP6523917B2 (en) 2019-06-05

Family

ID=58710458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015210590A Active JP6523917B2 (en) 2015-10-27 2015-10-27 Centrifugal pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6523917B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11882979B2 (en) 2022-05-27 2024-01-30 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Centrifugal pump diffuser housings

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436604A (en) * 1977-08-26 1979-03-17 Hitachi Ltd Centrifugal pump
JPS5851298A (en) * 1981-09-24 1983-03-25 Hitachi Ltd Centrifugal pump
JP2012057726A (en) * 2010-09-09 2012-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Seal structure and centrifugal compressor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017082658A (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2296247C2 (en) Turbocompressor recirculating device
JP4674206B2 (en) Improved pump impeller
WO2014199498A1 (en) Impeller and fluid machine
JP2011021491A (en) Impeller and rotating machine
JP2018173020A (en) Centrifugal compressor
JP2019035374A (en) Centrifugal rotating machine
JP3841391B2 (en) Turbo machine
JP5882804B2 (en) Impeller and fluid machinery
CN101398011B (en) Movable vane type axial-flow pump
WO2014122819A1 (en) Centrifugal compressor
JP6523917B2 (en) Centrifugal pump
WO2018155546A1 (en) Centrifugal compressor
JP2010025041A (en) Centrifugal fluid machine
JP2001073993A (en) Centrifugal fluid machinery
JP6775379B2 (en) Impeller and rotating machine
JP5582802B2 (en) Fluid flow structure
WO2018159439A1 (en) Impeller and rotary machine
JP6169007B2 (en) Rotor blade and axial flow rotating machine
CN110177951A (en) Impeller and centrifugal compressor
JP2015187449A (en) impeller and fluid machine
JP6200531B2 (en) Impeller and fluid machinery
JP2005240680A (en) Centrifugal compressor
JP2015190391A (en) centrifugal compressor
JP6690900B2 (en) Fluid machinery
JP6768172B1 (en) Centrifugal compressor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180329

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190320

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6523917

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350