JP2021195896A

JP2021195896A - Impeller and turbo pump

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Publication number: JP2021195896A
Application number: JP2020102196A
Authority: JP
Inventors: 思詠陳; Shi Yong Chen; 浩之金子; Hiroyuki Kaneko; 啓悦渡邉; Hiroyoshi Watanabe
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2021-12-27

Abstract

To provide an impeller that can reduce deterioration in suction performance of a turbo pump irrespective of suction flow rate by suppressing generation of cavitation.SOLUTION: An impeller 2 includes: a main plate 3 fixed to a rotation shaft 1; and multiple vanes 6 arranged at a surface of the main plate 3. Multiple recesses 8 are provided at both surfaces 6a, 6b of each vane 6.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、液体を移送するためのターボ形ポンプに使用される羽根車およびそのような羽根車を備えたターボ形ポンプに関する。 The present invention relates to impellers used in turbo pumps for transferring liquids and turbo pumps with such impellers.

羽根車をケーシング内で回転させることにより、液体にエネルギーを与えて液体（例えば、水）を移送するターボ形ポンプとして、例えば、遠心ポンプが知られている。遠心ポンプの一例として、渦巻ポンプが挙げられる。渦巻ポンプは、羽根車が固定される回転軸と、羽根車を収容して液体の流路を形成するケーシングとを備えている。渦巻ポンプは、羽根車をケーシング内で回転させることにより液体をケーシング内で昇圧し、昇圧された液体を吐出し口から外部に吐き出す。 For example, a centrifugal pump is known as a turbo pump that gives energy to a liquid and transfers the liquid (for example, water) by rotating an impeller in a casing. An example of a centrifugal pump is a centrifugal pump. The centrifugal pump includes a rotating shaft to which the impeller is fixed and a casing that accommodates the impeller and forms a liquid flow path. The centrifugal pump boosts the liquid in the casing by rotating the impeller in the casing, and discharges the boosted liquid to the outside from the discharge port.

特開昭６０−１６６７９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-166793

羽根車は複数の翼を備えている。液体が羽根車の内部を通過するときに、液体は翼と摩擦しながら流れる。液体と翼との摩擦によって翼表面において液体の流れの剥離が発生することがある。このような流れの剥離は、キャビテーションを発生させる一因となる。キャビテーションはターボ形ポンプの吸込み性能を低下させる一因となる。 The impeller has multiple wings. As the liquid passes inside the impeller, it flows while rubbing against the wings. Friction between the liquid and the wing can cause the liquid flow to separate on the wing surface. Such separation of flow contributes to the occurrence of cavitation. Cavitation contributes to the deterioration of the suction performance of turbo pumps.

一般に、羽根車の内部を流れる液体の流れの剥離の発生領域は、ターボ形ポンプの吸込み流量に依存する。例えば遠心ポンプにおいては、吸込み流量が少ない場合は、翼の第１面（回転軸の軸方向から羽根車を見たときに羽根車の液体入口を通して見ることができる側の面）に流れの剥離が発生し、吸込み流量が多い場合は、翼の第２面（第１面の反対側の面）に流れの剥離が発生する。 In general, the region where the separation of the liquid flow inside the impeller occurs depends on the suction flow rate of the turbo pump. For example, in a centrifugal pump, when the suction flow rate is small, the flow is separated to the first surface of the blade (the surface that can be seen through the liquid inlet of the impeller when the impeller is viewed from the axial direction of the rotating shaft). When the suction flow rate is large, the flow is separated from the second surface (the surface opposite to the first surface) of the blade.

そこで本発明は、キャビテーションの発生を抑制し、吸込み流量にかかわらずターボ形ポンプの吸込み性能の低下を低減させることができる羽根車を提供することを目的とする。また、本発明は、このような羽根車を備えたターボ形ポンプ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 capable of suppressing the occurrence of cavitation and reducing the deterioration of the suction performance of the turbo pump regardless of the suction flow rate. Another object of the present invention is to provide a turbo pump provided with such an impeller.

一態様では、ターボ形ポンプの回転軸に固定される羽根車であって、前記回転軸に固定される主板と、前記主板の表面に配列された複数の翼と、を備え、各翼の両面に複数の凹部が設けられている、羽根車が提供される。 In one aspect, it is an impeller fixed to the rotary shaft of a turbo pump, and includes a main plate fixed to the rotary shaft and a plurality of blades arranged on the surface of the main plate, both sides of each blade. An impeller is provided that is provided with a plurality of recesses.

一態様では、前記複数の凹部は、複数の球面状の窪みである。
一態様では、前記複数の凹部は、各翼の前縁から翼の全体長さの１０％〜３５％までの範囲内に設けられている。
一態様では、前記複数の凹部は、格子状に配列されており、前記複数の凹部は、等間隔に配列されており、各凹部の直径に対する隣接する２つの凹部の間隔の比は、０．０２〜０．０４であり、各凹部の直径に対する各凹部の深さの比は、０．３〜０．７である。
一態様では、各翼の前記両面の少なくとも一部は、前記翼に取り付けられたシートから構成されており、前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記シートの表面に設けられている。 In one aspect, the plurality of recesses are a plurality of spherical recesses.
In one aspect, the plurality of recesses are provided within a range of 10% to 35% of the total length of the wing from the leading edge of each wing.
In one aspect, the plurality of recesses are arranged in a grid pattern, the plurality of recesses are arranged at equal intervals, and the ratio of the distance between two adjacent recesses to the diameter of each recess is 0. It is 02 to 0.04, and the ratio of the depth of each recess to the diameter of each recess is 0.3 to 0.7.
In one aspect, at least a portion of both sides of each wing is composed of a sheet attached to the wing, and at least a portion of the plurality of recesses is provided on the surface of the sheet.

一態様では、回転軸と、前記回転軸に固定された上記羽根車と、前記羽根車を収容するケーシングと、を備えている、ターボ形ポンプが提供される。 In one aspect, a turbo pump comprising a rotary shaft, the impeller fixed to the rotary shaft, and a casing accommodating the impeller is provided.

本発明によれば、翼の両面に複数の凹部が設けられているため、翼の両面において液体の流れの剥離が発生しにくくなる。結果として、羽根車は、キャビテーションの発生を抑制し、吸込み流量にかかわらずターボ形ポンプの吸込み性能の低下を低減させることができる。 According to the present invention, since the plurality of recesses are provided on both sides of the wing, it is difficult for the liquid flow to separate on both sides of the wing. As a result, the impeller can suppress the occurrence of cavitation and reduce the deterioration of the suction performance of the turbo pump regardless of the suction flow rate.

ターボ形ポンプの一例である遠心ポンプの一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the centrifugal pump which is an example of a turbo type pump. 図１の渦巻ポンプの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the centrifugal pump of FIG. 図２に示す羽根車の拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the impeller shown in FIG. 羽根車を回転軸の軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the impeller from the axial direction of the rotation axis. 複数の翼のうちの１つを示す図である。It is a figure which shows one of a plurality of wings. 図６（ａ）は、粗面部の部分拡大図であり、図６（ｂ）は、翼の断面図である。FIG. 6A is a partially enlarged view of the rough surface portion, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the blade. 翼の他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other embodiment of a wing. 翼のさらに他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows still another embodiment of a wing.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、ターボ形ポンプの一例である遠心ポンプの一実施形態を示す模式図であり、図２は、図１の遠心ポンプの縦断面図である。より具体的には、図１および図２は、遠心ポンプの一例である渦巻ポンプの一実施形態を示している。図１および図２に示すように、渦巻ポンプは、回転軸１と、回転軸１に固定された羽根車２と、羽根車２を収容して液体の流路を形成するケーシング１３と、ケーシング１３に固定された複数の脚部１５を備えている。羽根車２は、２つの液体入口２ａと、１つの液体出口２ｂを具備した両吸込型羽根車である。２つの液体入口２ａは羽根車２の両側にあり、互いに反対方向を向いている。液体出口２ｂは羽根車２の外周部に位置している。本実施形態の渦巻ポンプは、両吸込型羽根車を備えた両吸込渦巻ポンプである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a centrifugal pump which is an example of a turbo pump, and FIG. 2 is a vertical sectional view of the centrifugal pump of FIG. More specifically, FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a centrifugal pump, which is an example of a centrifugal pump. As shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal pump includes a rotary shaft 1, an impeller 2 fixed to the rotary shaft 1, a casing 13 that accommodates the impeller 2 and forms a liquid flow path, and a casing. It has a plurality of legs 15 fixed to 13. The impeller 2 is a double suction type impeller provided with two liquid inlets 2a and one liquid outlet 2b. The two liquid inlets 2a are on both sides of the impeller 2 and face each other in opposite directions. The liquid outlet 2b is located on the outer peripheral portion of the impeller 2. The centrifugal pump of the present embodiment is a double suction centrifugal pump provided with a double suction type impeller.

ケーシング１３は渦巻き形状を有している。ケーシング１３は、回転軸１の中心軸線ＡＸを通る水平面で分割された上ケーシング１３ａと下ケーシング１３ｂとを備えている。複数の脚部１５は、下ケーシング１３ｂの底部に接続されている。下ケーシング１３ｂは、液体の吸込み口１６と、羽根車２によって昇圧された液体を吐き出す吐出し口１７とを有している。吸込み口１６および吐出し口１７は互いに反対方向を向いている。 The casing 13 has a spiral shape. The casing 13 includes an upper casing 13a and a lower casing 13b divided by a horizontal plane passing through the central axis AX of the rotating shaft 1. The plurality of legs 15 are connected to the bottom of the lower casing 13b. The lower casing 13b has a liquid suction port 16 and a discharge port 17 for discharging the liquid boosted by the impeller 2. The suction port 16 and the discharge port 17 face each other in opposite directions.

上ケーシング１３ａと下ケーシング１３ｂは、複数のボルト１８によって互いに締結されている。より具体的には、上ケーシング１３ａの下端は上側フランジ１４ａから構成され、下ケーシング１３ｂの上端は下側フランジ１４ｂから構成されている。上側フランジ１４ａは下方を向く合わせ面を有し、下側フランジ１４ｂは上方を向く合わせ面を有している。上側フランジ１４ａの合わせ面と下側フランジ１４ｂの合わせ面との間に図示しないガスケットが挟まれた状態で、上側フランジ１４ａと下側フランジ１４ｂは、複数のボルト１８によって締結される。 The upper casing 13a and the lower casing 13b are fastened to each other by a plurality of bolts 18. More specifically, the lower end of the upper casing 13a is composed of the upper flange 14a, and the upper end of the lower casing 13b is composed of the lower flange 14b. The upper flange 14a has a mating surface facing downward, and the lower flange 14b has a mating surface facing upward. The upper flange 14a and the lower flange 14b are fastened by a plurality of bolts 18 with a gasket (not shown) sandwiched between the mating surface of the upper flange 14a and the mating surface of the lower flange 14b.

図２に示すように、回転軸１は、ケーシング１３の両側に配置された複数の軸受１０によって回転可能に支持されている。回転軸１とケーシング１３との間の隙間は、複数の軸シール装置１１によって封止されている。軸シール装置１１は、例えばメカニカルシールである。 As shown in FIG. 2, the rotary shaft 1 is rotatably supported by a plurality of bearings 10 arranged on both sides of the casing 13. The gap between the rotating shaft 1 and the casing 13 is sealed by a plurality of shaft sealing devices 11. The shaft seal device 11 is, for example, a mechanical seal.

上ケーシング１３ａおよび下ケーシング１３ｂは、吸込み口１６に連通する吸込みボリュート２０を有している。吸込みボリュート２０は、吸込み口１６から羽根車２の２つの液体入口２ａまで延びている。上ケーシング１３ａおよび下ケーシング１３ｂは、吐出し口１７に連通する吐出しボリュート２２をさらに有している。吐出しボリュート２２は、羽根車２の液体出口２ｂから吐出し口１７まで延びている。 The upper casing 13a and the lower casing 13b have a suction volute 20 communicating with the suction port 16. The suction volute 20 extends from the suction port 16 to the two liquid inlets 2a of the impeller 2. The upper casing 13a and the lower casing 13b further have a discharge volute 22 communicating with the discharge port 17. The discharge volute 22 extends from the liquid outlet 2b of the impeller 2 to the discharge port 17.

回転軸１は図示しない原動機（電動機または内燃機関など）に接続されている。原動機によって回転軸１および羽根車２が回転すると、液体は、吸込み口１６を通じてケーシング１３内に吸い込まれる。液体は、吸込みボリュート２０を通って羽根車２の液体入口２ａに流入し、羽根車２の回転に伴って羽根車２の液体出口２ｂから吐出しボリュート２２に吐き出される。液体は吐出しボリュート２２を流れて吐出し口１７から吐き出される。 The rotary shaft 1 is connected to a prime mover (motor, internal combustion engine, etc.) (not shown). When the rotary shaft 1 and the impeller 2 are rotated by the prime mover, the liquid is sucked into the casing 13 through the suction port 16. The liquid flows into the liquid inlet 2a of the impeller 2 through the suction volute 20, is discharged from the liquid outlet 2b of the impeller 2 as the impeller 2 rotates, and is discharged to the volute 22. The liquid flows through the discharge volute 22 and is discharged from the discharge port 17.

図３は、図２に示す羽根車２の拡大断面図であり、図４は、羽根車２を回転軸１の軸方向から見た図である。図４は、図３の羽根車２を図３の矢印Ａで示す方向から見た図である。図４では、後述する側板４ａの図示は省略されている。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the impeller 2 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a view of the impeller 2 as viewed from the axial direction of the rotating shaft 1. FIG. 4 is a view of the impeller 2 of FIG. 3 as viewed from the direction indicated by the arrow A of FIG. In FIG. 4, the side plate 4a, which will be described later, is not shown.

図３および図４に示すように、羽根車２は、回転軸１に固定された環状の主板３と、主板３の表面に配列された複数の翼６と、複数の翼６を覆う環状の側板４ａ，４ｂとを備えている。複数の翼６は、主板３の両面に配列されており、主板３の周方向に等間隔に配列されている。側板４ａ、４ｂのそれぞれは主板３の両面のそれぞれに対向して配置されている。複数の翼６は、主板３および側板４ａ，４ｂによって挟持されており、主板３の中心部（羽根車２の液体入口２ａの近傍）から羽根車２の液体出口２ｂまで螺旋状に延びている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the impeller 2 has an annular main plate 3 fixed to a rotating shaft 1, a plurality of blades 6 arranged on the surface of the main plate 3, and an annular shape covering the plurality of blades 6. It is provided with side plates 4a and 4b. The plurality of wings 6 are arranged on both sides of the main plate 3 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the main plate 3. Each of the side plates 4a and 4b is arranged so as to face each of both sides of the main plate 3. The plurality of blades 6 are sandwiched by the main plate 3 and the side plates 4a and 4b, and spirally extend from the center of the main plate 3 (near the liquid inlet 2a of the impeller 2) to the liquid outlet 2b of the impeller 2. ..

各翼６の両面６ａ，６ｂのそれぞれには、粗面部７が設けられている。具体的には、各翼６の第１面６ａおよび第２面６ｂのそれぞれに粗面部７が設けられている。第１面６ａは、回転軸１の軸方向から羽根車２を見たときに、液体入口２ａを通して見ることができる面であり、第２面６ｂは、第１面６ａの反対側の面である。図４には、第１面６ａ側の粗面部７のみが図示されている。羽根車２は、図４に示す矢印の方向に回転する。 Rough surface portions 7 are provided on both sides 6a and 6b of each wing 6. Specifically, a rough surface portion 7 is provided on each of the first surface 6a and the second surface 6b of each blade 6. The first surface 6a is a surface that can be seen through the liquid inlet 2a when the impeller 2 is viewed from the axial direction of the rotating shaft 1, and the second surface 6b is a surface opposite to the first surface 6a. be. In FIG. 4, only the rough surface portion 7 on the first surface 6a side is shown. The impeller 2 rotates in the direction of the arrow shown in FIG.

図５は、複数の翼６のうちの１つを示す図であり、図６（ａ）は、粗面部７の部分拡大図であり、図６（ｂ）は、翼６の断面図である。図５、図６（ａ）、および図６（ｂ）に示すように、粗面部７は、複数の凹部８を備えている。図５に示すように、複数の凹部８は、第１面６ａおよび第２面６ｂのそれぞれの面において、翼６の前縁６ｄから翼６の全体長さＬ１の１０％〜３５％までの範囲内に設けられている（図５には、第１面６ａ側の粗面部７のみが図示されている）。すなわち、前縁６ｄから最も後縁６ｅ側に位置する凹部８までの距離Ｌ２の長さは、全体長さＬ１の１０％〜３５％の長さである。本明細書では、翼６の全体長さＬ１を、翼６の主板３との接触面６ｃと平行な方向における前縁６ｄから後縁６ｅまでの長さと定義する。第１面６ａ、第２面６ｂ、および接触面６ｃは、前縁６ｄおよび後縁６ｅに接続されている。前縁６ｄは、液体入口２ａ側の翼６の先端であり、後縁６ｅは、液体出口２ｂ側の翼６の先端である。 5A and 5B are views showing one of the plurality of blades 6, FIG. 6A is a partially enlarged view of the rough surface portion 7, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the blade 6. .. As shown in FIGS. 5, 6 (a), and 6 (b), the rough surface portion 7 includes a plurality of recesses 8. As shown in FIG. 5, the plurality of recesses 8 have a plurality of recesses 8 from the leading edge 6d of the blade 6 to 10% to 35% of the total length L1 of the blade 6 on each surface of the first surface 6a and the second surface 6b. It is provided within the range (in FIG. 5, only the rough surface portion 7 on the first surface 6a side is shown). That is, the length of the distance L2 from the leading edge 6d to the recess 8 located on the trailing edge 6e side is 10% to 35% of the total length L1. In the present specification, the total length L1 of the wing 6 is defined as the length from the leading edge 6d to the trailing edge 6e in the direction parallel to the contact surface 6c of the wing 6 with the main plate 3. The first surface 6a, the second surface 6b, and the contact surface 6c are connected to the leading edge 6d and the trailing edge 6e. The leading edge 6d is the tip of the blade 6 on the liquid inlet 2a side, and the trailing edge 6e is the tip of the blade 6 on the liquid outlet 2b side.

液体が複数の凹部８を流れるとき、凹部８内に渦が生じる。この渦が凹部８に滞在し、翼６の表面（第１面６ａおよび第２面６ｂ）に二次流れの渦環を形成する。この渦環は翼６の表面の境界層外側の渦の並進を妨げる。このメカニズムを用いて、液体の流れが翼６の表面に沿って境界層の発達による剥離領域を抑制することができる。本実施形態では、翼６の両面６ａ，６ｂに粗面部７が設けられているため、羽根車２は、ターボ形ポンプの運転範囲内において、吸込み流量にかかわらずキャビテーションの発生を抑制し、ターボ形ポンプの吸込み性能の低下を低減させることができる。 When the liquid flows through the plurality of recesses 8, a vortex is generated in the recesses 8. This vortex stays in the recess 8 and forms a secondary flow vortex ring on the surface of the blade 6 (first surface 6a and second surface 6b). This vortex ring interferes with the translation of the vortex outside the boundary layer on the surface of the wing 6. Using this mechanism, the flow of liquid can suppress the exfoliation region due to the development of the boundary layer along the surface of the blade 6. In the present embodiment, since the rough surface portions 7 are provided on both sides 6a and 6b of the blade 6, the impeller 2 suppresses the occurrence of cavitation within the operating range of the turbo pump regardless of the suction flow rate, and the turbo It is possible to reduce the deterioration of the suction performance of the type pump.

一般に、キャビテーションは、翼の前縁に近い領域で発生しやすい。一方、後縁に近い領域では圧力が高くなるのでキャビテーションは発生しにくくなる。また、羽根車２を流れる液体を液体出口２ｂに導くという翼６本来の機能は、後縁６ｅに近い領域でより発揮される。本実施形態では、上述のように、複数の凹部８は、前縁６ｄから全体長さＬ１の１０％〜３５％までの範囲内に設けられている。したがって、本実施形態の翼６は、キャビテーションの発生を効率的に抑制しつつ、羽根車２を流れる液体を液体出口２ｂに導くことができる。 In general, cavitation is more likely to occur in the region near the leading edge of the wing. On the other hand, since the pressure is high in the region near the trailing edge, cavitation is less likely to occur. Further, the original function of the blade 6 of guiding the liquid flowing through the impeller 2 to the liquid outlet 2b is more exhibited in the region near the trailing edge 6e. In the present embodiment, as described above, the plurality of recesses 8 are provided within the range from the leading edge 6d to 10% to 35% of the total length L1. Therefore, the blade 6 of the present embodiment can guide the liquid flowing through the impeller 2 to the liquid outlet 2b while efficiently suppressing the occurrence of cavitation.

図６（ａ）に示すように、凹部８は等間隔で規則的に配列されている。本実施形態では、凹部８は、格子状に配列されている。具体的には、凹部８は、第１方向および第１方向に垂直な第２方向に等間隔に配列されている。本実施形態では、第１方向は、図５に示す全体長さＬ１方向であるが、第１方向は本実施形態に限定されない。一実施形態では、任意の方向を第１方向としてもよい。 As shown in FIG. 6A, the recesses 8 are regularly arranged at equal intervals. In this embodiment, the recesses 8 are arranged in a grid pattern. Specifically, the recesses 8 are arranged at equal intervals in the first direction and the second direction perpendicular to the first direction. In the present embodiment, the first direction is the overall length L1 direction shown in FIG. 5, but the first direction is not limited to the present embodiment. In one embodiment, any direction may be the first direction.

第１方向または第２方向に隣接する２つの凹部８の間隔ｐおよび各凹部８の深さｔ（図６（ｂ）参照）は、各凹部８の直径Ｄ１に基づいて決定される。一実施形態では、各凹部８の直径Ｄ１に対する間隔ｐの比ｐ／Ｄ１は、０．０２〜０．０４であり、直径Ｄ１に対する各凹部８の深さｔの比ｔ／Ｄ１は、０．３〜０．７である。一実施形態では、複数の凹部８は、千鳥配列で配列されていてもよい。さらに一実施形態では、複数の凹部８は、不規則に配列されていてもよい。 The distance p between the two recesses 8 adjacent to each other in the first direction or the second direction and the depth t of each recess 8 (see FIG. 6B) are determined based on the diameter D1 of each recess 8. In one embodiment, the ratio p / D1 of the interval p to the diameter D1 of each recess 8 is 0.02 to 0.04, and the ratio t / D1 of the depth t of each recess 8 to the diameter D1 is 0. It is 3 to 0.7. In one embodiment, the plurality of recesses 8 may be arranged in a staggered arrangement. Further, in one embodiment, the plurality of recesses 8 may be arranged irregularly.

図６（ｂ）に示すように、本実施形態の凹部８は球面状の窪みである。具体的には、凹部８は、球面状の表面８ａを有している。凹部８の表面８ａを球面とすることによって、液体が凹部８を通過する際の圧力損失を小さくし、凹部８内に気泡が発生しにくくなる。凹部８内に気泡が発生した場合、このような気泡は、キャビテーションが発生する原因となり得る。したがって、本実施形態の羽根車２は、より効果的にキャビテーションの発生を抑制することができる。 As shown in FIG. 6B, the recess 8 of the present embodiment is a spherical recess. Specifically, the recess 8 has a spherical surface 8a. By making the surface 8a of the recess 8 a spherical surface, the pressure loss when the liquid passes through the recess 8 is reduced, and bubbles are less likely to be generated in the recess 8. When bubbles are generated in the recess 8, such bubbles can cause cavitation. Therefore, the impeller 2 of the present embodiment can more effectively suppress the occurrence of cavitation.

図７は、翼６の他の実施形態を示す断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図３乃至図６（ａ），（ｂ）を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の凹部８は、円筒状の形状を有している。本実施形態においても、翼６はキャビテーションの発生を抑制することができるが、図６（ｂ）のように、凹部８の表面８ａを球面状にすることによって、翼６は、より効果的にキャビテーションの発生を抑制することができる。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the wing 6. Since the configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiments described with reference to FIGS. 3 to 6 (a) and 6 (b), the duplicated description thereof will be omitted. The recess 8 of the present embodiment has a cylindrical shape. In the present embodiment as well, the wing 6 can suppress the occurrence of cavitation, but as shown in FIG. 6B, by making the surface 8a of the recess 8 spherical, the wing 6 can be more effectively used. The occurrence of cavitation can be suppressed.

図８は、翼６のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図３乃至図７を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、シート９が翼６の両面６ａ，６ｂのそれぞれに取り付けられている。シート９の表面には粗面部７が設けられている。すなわち、本実施形態では、複数の凹部８は、シート９の表面に設けられている。図８には、第１面６ａに取り付けられているシート９のみが図示されている。 FIG. 8 is a schematic diagram showing still another embodiment of the wing 6. Since the configuration of the present embodiment, which is not particularly described, is the same as that of the embodiment described with reference to FIGS. 3 to 7, the overlapping description thereof will be omitted. In the present embodiment, the sheet 9 is attached to each of both sides 6a and 6b of the wing 6. A rough surface portion 7 is provided on the surface of the sheet 9. That is, in the present embodiment, the plurality of recesses 8 are provided on the surface of the sheet 9. FIG. 8 shows only the sheet 9 attached to the first surface 6a.

シート９は、翼６の両面６ａ，６ｂの一部を構成する。本実施形態では、シート９を翼６の両面６ａ，６ｂ（第１面６ａおよび第２面６ｂ）のそれぞれに取り付けることによって、複数の凹部８が翼６の両面６ａ，６ｂに設けられる。一実施形態では、シート９は、両面６ａ，６ｂの全面を覆っていてもよい。シート９が両面６ａ，６ｂの全面を覆っている場合でも、複数の凹部８は、翼６の前縁６ｄから翼６の全体長さＬ１の１０％〜３５％までの範囲内に設けられる。さらに一実施形態では、シート９は、両面６ａ、６ｂのうちのいずれか一方の面にのみ取り付けられていてもよい。この場合、他方の面には加工などの方法により、複数の凹部８が形成される。 The sheet 9 constitutes a part of both sides 6a and 6b of the wing 6. In the present embodiment, by attaching the sheet 9 to each of the double-sided surfaces 6a and 6b (first surface 6a and the second surface 6b) of the wing 6, a plurality of recesses 8 are provided on both side surfaces 6a and 6b of the wing 6. In one embodiment, the sheet 9 may cover the entire surface of both sides 6a and 6b. Even when the sheet 9 covers the entire surface of both sides 6a and 6b, the plurality of recesses 8 are provided within the range from the leading edge 6d of the wing 6 to 10% to 35% of the total length L1 of the wing 6. Further, in one embodiment, the sheet 9 may be attached to only one of the double-sided surfaces 6a and 6b. In this case, a plurality of recesses 8 are formed on the other surface by a method such as processing.

一例として、シート９は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂材料から構成される。シート９を翼６に取り付ける構成は、粗面部７の設計変更への対応を容易にし、翼６に複数の凹部８を加工する構成よりも翼６の製造コストを下げることができる。 As an example, the sheet 9 is composed of a resin material such as PTFE (polytetrafluoroethylene). The configuration in which the sheet 9 is attached to the blade 6 facilitates the response to the design change of the rough surface portion 7, and the manufacturing cost of the blade 6 can be reduced as compared with the configuration in which a plurality of recesses 8 are machined in the blade 6.

本実施形態のターボ形ポンプは、両吸込型羽根車を備えた両吸込渦巻ポンプであるが、上述した各実施形態の羽根車２は、その他のターボ形ポンプにも適用することができる。上述した各実施形態の羽根車２は、例えば片吸込渦巻ポンプや、多段ポンプにも適用することができる。一実施形態では、各実施形態の羽根車２は、回転軸１が縦方向に延びているターボ形ポンプにも適用することができる。 The turbo type pump of the present embodiment is a double suction centrifugal pump provided with both suction type impellers, but the impeller 2 of each of the above-described embodiments can be applied to other turbo type pumps. The impeller 2 of each of the above-described embodiments can be applied to, for example, a single-suction centrifugal pump or a multi-stage pump. In one embodiment, the impeller 2 of each embodiment can also be applied to a turbo pump in which the rotating shaft 1 extends in the vertical direction.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of allowing a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest range in accordance with the technical ideas defined by the claims.

１回転軸
２羽根車
３主板
４ａ，４ｂ側板
６翼
６ａ第１面
６ｂ第２面
６ｃ接触面
６ｄ前縁
６ｅ後縁
７粗面部
８凹部
８ａ表面
９シート
１０軸受
１１軸シール装置
１３ケーシング
１３ａ上ケーシング
１３ｂ下ケーシング
１４ａ上側フランジ
１４ｂ下側フランジ
１５脚部
１６吸込み口
１７吐出し口
１８ボルト
２０吸込みボリュート
２２吐出しボリュート 1 Rotating shaft 2 Impeller 3 Main plate 4a, 4b Side plate 6 Wing 6a 1st surface 6b 2nd surface 6c Contact surface 6d Leading edge 6e Rear edge 7 Rough surface 8 Recess 8a Surface 9 Seat 10 Bearing 11 Shaft sealing device 13 Casing 13a Casing 13b Lower casing 14a Upper flange 14b Lower flange 15 Leg 16 Suction port 17 Discharge port 18 Bolt 20 Suction volute 22 Discharge volute

Claims

ターボ形ポンプの回転軸に固定される羽根車であって、
前記回転軸に固定される主板と、
前記主板の表面に配列された複数の翼と、を備え、
各翼の両面に複数の凹部が設けられている、羽根車。 An impeller fixed to the rotating shaft of a turbo pump,
The main plate fixed to the rotating shaft and
With a plurality of wings arranged on the surface of the main plate,
An impeller with multiple recesses on both sides of each wing.

前記複数の凹部は、複数の球面状の窪みである、請求項１に記載の羽根車。 The impeller according to claim 1, wherein the plurality of recesses are a plurality of spherical recesses.

前記複数の凹部は、各翼の前縁から翼の全体長さの１０％〜３５％までの範囲内に設けられている、請求項１または２に記載の羽根車。 The impeller according to claim 1 or 2, wherein the plurality of recesses are provided within a range of 10% to 35% of the total length of the blade from the leading edge of each blade.

前記複数の凹部は、格子状に配列されており、
前記複数の凹部は、等間隔に配列されており、
各凹部の直径に対する隣接する２つの凹部の間隔の比は、０．０２〜０．０４であり、
各凹部の直径に対する各凹部の深さの比は、０．３〜０．７である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の羽根車。 The plurality of recesses are arranged in a grid pattern.
The plurality of recesses are arranged at equal intervals, and the plurality of recesses are arranged at equal intervals.
The ratio of the distance between two adjacent recesses to the diameter of each recess is 0.02 to 0.04.
The impeller according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio of the depth of each recess to the diameter of each recess is 0.3 to 0.7.

各翼の前記両面の少なくとも一部は、前記翼に取り付けられたシートから構成されており、前記複数の凹部の少なくとも一部は、前記シートの表面に設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の羽根車。 Claims 1 to 4, wherein at least a part of both sides of each wing is composed of a sheet attached to the wing, and at least a part of the plurality of recesses is provided on the surface of the sheet. The impeller described in any one of the items.

回転軸と、
前記回転軸に固定された請求項１乃至５のいずれか一項に記載の羽根車と、
前記羽根車を収容するケーシングと、を備えている、ターボ形ポンプ。 The axis of rotation and
The impeller according to any one of claims 1 to 5 fixed to the rotating shaft, and the impeller
A turbo pump comprising a casing for accommodating the impeller.