JP2000186694A - ポンプの非予旋回型吸込ケーシング - Google Patents

ポンプの非予旋回型吸込ケーシング

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JP2000186694A
JP2000186694A JP10363336A JP36333698A JP2000186694A JP 2000186694 A JP2000186694 A JP 2000186694A JP 10363336 A JP10363336 A JP 10363336A JP 36333698 A JP36333698 A JP 36333698A JP 2000186694 A JP2000186694 A JP 2000186694A
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JP
Japan
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suction casing
base circle
straight line
suction
radius
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JP10363336A
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English (en)
Inventor
Takuji Tsugawa
卓司 津川
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/51Inlet

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基礎円上の反流入領域における半径方向速度
を流入領域の半径方向速度と等しくすることで、基礎円
に同心で対応するポンプ羽根車が1回転する間の羽根車
外周入口部に対する水の流入角を基礎円の全周で均一に
して、ポンプ効率を改善する。 【解決手段】 吸込ケーシング5と吸込ケーシング基礎
円1の第1直線X−Xより上流側の流入領域2に対向し
て、第1直線X−Xに直交して中心Oを通る第2直線Y
−Yの方向に指向する吸水路3を設け、第1直線X−X
上の吸込ケーシング5の半径r0 を吸水路3の両側立壁
3A,3A間の水路幅Wの1/2に略相当する値に設定
し、立壁3A,3Aに連続して吸込ケーシング5の反流
入領域4に設けられる立壁5A,5Aまでの半径r0
第1直線X−X上の半径r0 1 に相当する最大値から第
2直線Y−Y上で吸込ケーシング基礎円1に交わる吸込
ケーシング基礎円1の半径ri に相当する最小値にかけ
て小さく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプの非予旋回
型吸込ケーシングに関する。
【0002】
【従来の技術】図3に示すように、吸込ケーシング基礎
円1の円周方向外周域で予旋回流Sを発生させるため、
吸込ケーシング5の接線に沿う吸水路3を設けた予旋回
型吸込ケーシングが知られている。この種の予旋回型吸
込ケーシングでは、予旋回流Sによって、吸込ケーシン
グ基礎円1上の任意の各点における半径方向速度Cr
略一様に改善される。つまり、吸込ケーシング基礎円1
上の半径方向速度Cr が全周で略均一になるので、吸込
ケーシング基礎円1に同心で対応するポンプ羽根車(図
示省略)が1回転する間の羽根車外周入口部に対する水
の流入角を吸込ケーシング基礎円1の全周で均一にし
て、ポンプ効率を改善させることができる。
【0003】しかし、予旋回型吸込ケーシングは、吸込
ケーシング5の横に大きくはみ出る吸水路3を設けた構
造になっているので、構築作業が煩雑であるとともに、
構築場所によってはスペース上の制約により、構築が制
限されるおそれを有している。
【0004】一方、図4に示すように、吸込ケーシング
5と同心で半径ri の吸込ケーシング基礎円1の中心O
を通る第1直線X−Xに直交して前記中心Oを通る第2
直線Y−Yの方向に指向し、かつ吸込ケーシング5およ
び吸込ケーシング基礎円1における第1直線X−Xより
上流側の流入領域2(右上がりの破線で示す)に対向し
て吸水路3が設けられ、吸込ケーシング5の第1直線X
−X上の半径r0 1 を吸水路3の両側立壁3A,3A間
の水路幅Wの1/2に略相当する値に設定するととも
に、両側立壁3A,3Aに連続して吸込ケーシング5の
反流入領域4(右下がりの破線で示す)に設けられる立
壁5Aの曲率半径r0 を前記半径r0 1 と同じ値に設定
した非予旋回型吸込ケーシングがある。
【0005】この種の非予旋回型吸込ケーシングは、図
3の予旋回型吸込ケーシングのように、吸水路3が吸込
ケーシング5の横に大きくはみ出ないので、構築作業が
容易になるとともに、スペース上の制約を緩和して、構
築制限を避けることができる。ところが、吸水路3が上
流側の流入領域2に対向して設けられているので、流入
領域2における吸込ケーシング基礎円1上(P1点〜P
3点の間とP1点〜P4点の間)では、一様な半径方向
速度Cr が得られるものの、反流入領域4における吸込
ケーシング基礎円1上(P3点〜P2点の間とP4点〜
P2点の間)の半径方向速度Cr は、P3点から〜P2
点にかけて漸次小さくなり、またP4点からP2点にか
けて漸次小さくなる。つまり、吸込ケーシング基礎円1
上の半径方向速度Cr が反流入領域4で不均一になる。
このため、吸込ケーシング基礎円1に同心で対応するポ
ンプ羽根車(図示省略)が1回転する間の羽根車外周入
口部に対する水の流入量は反流入領域4の吸込ケーシン
グ基礎円1上で不均一になってポンプ効率を低下させて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の非予旋回型吸込
ケーシングでは、流入領域における吸込ケーシング基礎
円上では、一様な半径方向速度が得られるものの、反流
入領域における吸込ケーシング基礎円上では半径方向速
度が不均一になる。これにより、ポンプ羽根車が1回転
する間の羽根車外周入口部に対する水の流入量は吸込ケ
ーシング基礎円上で不均一になってポンプ効率を低下さ
せている。
【0007】そこで、本発明は、流入領域における吸込
ケーシング基礎円上では、一様な半径方向速度が得られ
ることは勿論、反流入領域における吸込ケーシング基礎
円上でも流入領域の半径方向速度と等しい半径方向速度
を得ることによって、吸込ケーシング基礎円に同心で対
応するポンプ羽根車が1回転する間の羽根車外周入口部
に対する水の流入量を吸込ケーシング基礎円の全周で均
一にすることで、ポンプ効率を改善させることができる
非予旋回型吸込ケーシングを提供することを目的として
いる。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る非予旋回型吸込ケーシングは、吸込ケ
ーシング5と同心で半径ri の吸込ケーシング基礎円1
の中心Oを通る第1直線X−Xに直交して前記中心Oを
通る第2直線Y−Yの方向に指向し、かつ吸込ケーシン
グ5および吸込ケーシング基礎円1における第1直線X
−Xより上流側の流入領域2に対向して吸水路3が設け
られ、第1直線X−X上の吸込ケーシング5の半径r0
を吸水路3の両側立壁3A,3A間の水路幅Wの1/2
に略相当する値に設定するとともに、前記両側立壁3
A,3Aに連続して吸込ケーシング5の反流入領域4に
立壁5A,5Aを設けた非予旋回型吸込ケーシングにお
いて、前記反流入領域4における吸込ケーシング基礎円
1上の半径方向速度Cr が前記流入領域2における基礎
円1上の半径方向速度Cr と等しい値になるように、吸
込ケーシング基礎円1の中心Oから前記立壁5A,5A
までの半径r0 を前記第1直線X−X上の半径r0 に相
当する最大値から第2直線Y−Y上で吸込ケーシング基
礎円1に交わる吸込ケーシング基礎円1の半径ri に相
当する最小値にかけて小さく設定していることを特徴と
している。
【0009】本発明によれば、反流入領域4における吸
込ケーシング基礎円1上の半径方向速度Cr が流入領域
2における基礎円1上の半径方向速度Cr と等しい値に
なる。その結果、吸込ケーシング基礎円1に同心で対応
するポンプ羽根車が1回転する間の羽根車外周入口部に
対する水の流入量を吸込ケーシング基礎円1の全周で均
一にすることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1は本発明に係る非予旋回型
吸込ケーシングの一実施の形態を示す平面図、図2は図
1の第2直線Y−Yに沿う縦断面図である。なお、図3
および図4で説明した従来例と同一もしくは相当部分に
は同一符号を付して説明する。
【0011】図1において、吸込ケーシング5と同心で
半径ri の吸込ケーシング基礎円1の中心Oを通る第1
直線X−Xに直交して前記中心Oを通る第2直線Y−Y
の方向に指向し、かつ吸込ケーシング5および吸込ケー
シング基礎円1における第1直線X−Xより上流側の流
入領域2に対向して吸水路3が設けられ、吸込ケーシン
グ5の第1直線X−X上の半径r0 を吸水路3の両側立
壁3A,3A間の水路幅Wの1/2に略相当する値に設
定するとともに、両側立壁3A,3Aに連続して吸込ケ
ーシング5の反流入領域4に立壁5A,5Aが設けられ
ている。
【0012】吸水路3の両側立壁3A,3A間の水路幅
W=13m、 第1直線X−X上の吸込ケーシング5の半径r0 =前記
Wの約1/2=6.5m、 吸水路3の高さH=3.2m、 基礎円1の半径ri =3.25m、 流量Q=100m/S、 吸水路3から吸込ケーシング5に向かう水の流速C=
2.4m/S、 流入領域2における基礎円1上の半径方向速度Cr
1.53m/Sに設定した非予旋回型吸込ケーシングに
おいて、
【0013】吸込ケーシング基礎円1の流入領域2にお
けるP1点を通る第2直線Y−Yから吸込ケーシング基
礎円1におけるP3点およびP4点を通る第1直線X−
Xまでの角度θ(rad)=90゜。 第2直線Y−Yから吸込ケーシング基礎円1におけるP
5点、P6点および中止Oを通る直線XY1までの角度
θ1(rad)=105゜。 第2直線Y−Yから吸込ケーシング基礎円1におけるP
7点、P8点および中止Oを通る直線XY2までの角度
θ2(rad)=120゜。 第2直線Y−Yから吸込ケーシング基礎円1におけるP
9点、P10点および中止Oを通る直線XY3までの角
度θ3(rad)=135゜。 第2直線Y−Yから吸込ケーシング基礎円1におけるP
11点、P12点および中止Oを通る直線XY4までの
角度θ4(rad)=150゜。 第2直線Y−Yから吸込ケーシング基礎円1におけるP
13点、P14点および中止Oを通る直線XY5までの
角度θ5(rad)=165゜。 当然、吸込ケーシング基礎円1の流入領域2P1点から
反流入側P2点までの角度θ6(rad)=180゜と
した場合、(P3点、P4点)と(P5点、P6点)〜
(P13点、P14点)およびP2点での半径方向速度
r を第1直線X−Xより上流側の流入領域2における
基礎円1上の半径方向速度Cr と等しい1.53m/S
に設定するための中心Oから立壁5Aまでの半径r0
値、すなわち、中心Oから第1直線X−X上のP3´、
P4´までの半径r0 の値と、中心Oから直線XY1〜
直線XY5上のP5´〜P13´までの半径r0 の値お
よびおよび第2直線Y−Y上で吸込ケーシング基礎円1
に交わり、吸込ケーシング基礎円1の半径ri に相当す
る半径r0 の値は、数式に基づく数式よって下記
(表1)に示す大きさに算出され、反流入領域4におけ
る吸込ケーシング基礎円1上の半径方向速度Cr を流入
領域2における基礎円1上の半径方向速度Crと等しい
1.53m/Sに設定することができる。
【0014】
【数式1】
【0015】
【数式2】
【0016】
【表1】
【0017】前記表1で明らかなように、反流入領域4
における吸込ケーシング基礎円1上の半径方向速度Cr
が流入領域2における基礎円1上の半径方向速度Cr
等しい値になる。その結果、吸込ケーシング基礎円1に
同心で対応するポンプ羽根車が1回転する間の羽根車外
周入口部に対する水の流入量を吸込ケーシング基礎円1
の全周で均一にして、ポンプ効率を改善させることがで
きる。
【0018】なお、前記数式は、数式→数式→数
式→数式→数式→数式の順序に基づいて算出す
ることができる。
【0019】
【数式3】
【0020】
【数式4】
【0021】
【数式5】
【0022】
【数式6】
【0023】
【数式7】
【0024】
【数式8】
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、吸込ケ
ーシング基礎円1の中心Oから前記立壁5A,5Aまで
の半径r0 を前記第1直線X−X上の半径r0 に相当す
る最大値から第2直線Y−Y上で吸込ケーシング基礎円
1に交わる吸込ケーシング基礎円1の半径ri に相当す
る最小値にかけて小さく設定することにより、反流入領
域4における吸込ケーシング基礎円1上の半径方向速度
r を流入領域2における基礎円1上の半径方向速度C
r と等しい値にできるから、吸込ケーシング基礎円1に
同心で対応するポンプ羽根車の外周入口部に対する水の
流入量を吸込ケーシング基礎円1の全周で均一にして、
ポンプ効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る非予旋回型吸込ケーシングの一実
施の形態を示す平面図である。
【図2】図1の第2直線Y−Yに沿う縦断面図である。
【図3】第1従来例の平面図である。
【図4】第2従来例の平面図である。
【符号の説明】
1 吸込ケーシング基礎円 2 流入領域 3 吸水路 3A 吸水路の立壁 4 反流入領域 5 吸込ケーシングの反流入領域に設けた立壁 O L 羽根1Aの入口外側への延長線 O 吸込ケーシング基礎円の中心 W 吸水路の幅 X−X 第1直線 Y−Y 第2直線 ri 吸込ケーシング基礎円の半径 r0 吸込ケーシング基礎円の中心から立壁までの半径 Cr 基礎円上の半径方向速度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸込ケーシング5と同心で半径ri の吸
    込ケーシング基礎円1の中心Oを通る第1直線X−Xに
    直交して前記中心Oを通る第2直線Y−Yの方向に指向
    し、かつ吸込ケーシング5および吸込ケーシング基礎円
    1における第1直線X−Xより上流側の流入領域2に対
    向して吸水路3が設けられ、第1直線X−X上の吸込ケ
    ーシング5の半径r0 を吸水路3の両側立壁3A,3A
    間の水路幅Wの1/2に略相当する値に設定するととも
    に、前記両側立壁3A,3Aに連続して吸込ケーシング
    5の反流入領域4に立壁5A,5Aを設けた非予旋回型
    吸込ケーシングにおいて、前記反流入領域4における吸
    込ケーシング基礎円1上の半径方向速度Cr が前記流入
    領域2における基礎円1上の半径方向速度Cr と等しい
    値になるように、吸込ケーシング基礎円1の中心Oから
    前記立壁5A,5Aまでの半径r0 を前記第1直線X−
    X上の半径r0 に相当する最大値から第2直線Y−Y上
    で吸込ケーシング基礎円1に交わる吸込ケーシング基礎
    円1の半径ri に相当する最小値にかけて小さく設定し
    ていることを特徴とするポンプの非予旋回型吸込ケーシ
    ング。
JP10363336A 1998-12-21 1998-12-21 ポンプの非予旋回型吸込ケーシング Pending JP2000186694A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105545798A (zh) * 2015-12-10 2016-05-04 武汉船用机械有限责任公司 一种喷水推进泵叶轮的设计方法
EP2402618A4 (en) * 2009-02-27 2018-01-31 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Suction casing and fluid machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2402618A4 (en) * 2009-02-27 2018-01-31 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Suction casing and fluid machine
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