JP6775379B2 - インペラ及び回転機械 - Google Patents
インペラ及び回転機械 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6775379B2 JP6775379B2 JP2016206998A JP2016206998A JP6775379B2 JP 6775379 B2 JP6775379 B2 JP 6775379B2 JP 2016206998 A JP2016206998 A JP 2016206998A JP 2016206998 A JP2016206998 A JP 2016206998A JP 6775379 B2 JP6775379 B2 JP 6775379B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wing
- long
- short
- blade
- impeller
- 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
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/24—Vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2216—Shape, geometry
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2205—Conventional flow pattern
- F04D29/2222—Construction and assembly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
- F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/50—Inlet or outlet
- F05D2250/52—Outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
一方、流れの剥離を抑制すべく、不用意に翼厚を外周側で広くした場合には、インペラの外周側での重量が大きくなる結果、アンバランス振動を招く場合もある。また、吐出圧の脈動が大きくなる傾向もある。
このような課題は遠心ポンプのみならずインペラを用いた他の回転機械でも生じている。
すなわち、本発明の一態様に係るインペラは、軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、前記ディスクの軸線方向一方側のディスク面に周方向に間隔をあけて設けられて、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に向かって延びて前記ディスクの外周縁に至る長翼と、前記ディスク面における互いに隣り合う長翼同士の間に設けられて、前記長翼の径方向内側の端部よりも径方向外側の位置から、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に延びて前記外周縁に至る短翼と、を備え、前記短翼は、径方向外側に向かうにしたがって周方向における寸法が漸次大きくなり、前記長翼は、前記外周縁での周方向の寸法が前記短翼の前記外周縁での周方向の寸法よりも小さく、前記長翼と前記短翼とが隣り合う部分における該長翼と該短翼との間の流路幅が最も小さくなる箇所を第二スロート位置としたとき、前記長翼の厚さは、径方向内側の端部から径方向外側に向かうに従って、漸次大きくなり、前記第二スロート位置にて最も大きくなるとともに、該第二スロート位置よりも径方向外側の部分での厚さが、前記第二スロート位置での厚さよりも小さくなる。
加えて、短翼のみを備える場合に比べて、外周側での重量を低減することができる。これにより、アンバランス振動を抑制することができる上、吐出圧の脈動も抑制可能である。
本発明の第十の態様に係る回転機械は、軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、前記ディスクの軸線方向一方側のディスク面に周方向に間隔をあけて設けられて、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に向かって延びて前記ディスクの外周縁に至る長翼と、前記ディスク面における互いに隣り合う長翼同士の間に設けられて、前記長翼の径方向内側の端部よりも径方向外側の位置から、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に延びて前記外周縁に至る短翼と、を備え、前記短翼は、径方向外側に向かうにしたがって周方向における寸法が漸次大きくなり、前記長翼は、前記外周縁での周方向の寸法が前記短翼の前記外周縁での周方向の寸法よりも小さく、前記長翼の厚さは、該長翼と周方向他方側に隣り合う前記短翼との間の流路幅が最も小さくなるスロート位置よりも径方向外側の部分での厚さが、前記スロート位置での厚さよりも小さくなるインペラと、軸線に沿って延びるとともに、前記インペラが取り付けられたロータと、前記インペラを外周側から覆うケーシングと、前記インペラの外周側に設けられたディフューザと、を備え、前記ディフューザは、前縁から後縁にかけて翼厚が漸次拡大するディフューザ短翼と、翼厚が前記ディフューザ短翼の後縁よりも薄いディフューザ長翼と、を有する。
本発明の第一実施形態について図1及び図2を参照して説明する。
図1に示すように、遠心ポンプ1は、軸線Oに沿って延びるロータ2と、ロータ2の外周部に取り付けられたインペラ3と、ロータ2及びインペラ3を外周側から覆うケーシング4と、ディフューザ5を備えている。
ケーシング4は、ロータ2及びインペラ3を内部に収容するとともに、流体を流通させるための流体流路8を形成する。より詳細には、ケーシング4の内周面は、軸線O方向一方側(図1の左側)から軸線O方向他方側(図1の右側)に向かうにしたがって拡径と縮径とを繰り返すことで、上記の流体流路8を形成している。
そして、ディフューザ5は、ケーシング4によって形成される流体流路8における各インペラ3の流体の出口側に設けられている。
このような長翼20及び短翼30が軸線Oの周方向に間隔をあけて3つずつ交互に配置されている。なお、短翼30と長翼20は同数でなくてもよく、互いに隣り合う長翼同士の間に短翼が複数配置されてもよい。
インペラ3の内周部における短翼30が形成されていない部分では、長翼20同士が隣り合っている。互いに隣り合う長翼20同士の間のインペラ流路Fにおける流路幅が最も小さくなる箇所は第一スロート位置S1とされている。
インペラ3の外周部における長翼20と短翼30とが隣り合う部分における長翼20と短翼30との間のインペラ流路Fが最も小さくなる箇所は、第二スロート位置S2とされている。
本実施形態では、長翼20の厚さは、径方向内側の端部から径方向外側に向かうに従って、漸次大きくなり、第二スロート位置S2にて最も大きくなる。そして、第二スロート位置S2よりも径方向外側の部分では、当該第二スロート位置S2よりも厚さが小さくなる。特に本実施形態では、第二スロート位置S2よりも径方向外側に向かうに従って長翼20の厚さは漸次小さくなる。
この際、TL<TS<0.5×πD/Z−TLの関係が成立することが好ましい。これによって、長翼20表面からの流体の剥離を抑制することができる。
次に本発明の第二実施形態について図4を用いて説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
なお、上記実施形態ではインペラ3の翼枚数を6枚、ディフューザ翼を7枚または8枚としたが、これに限るものではない。
また、実施形態では、インペラ3はカバーを有さないいわゆるオープンインペラであったが、カバーを有したクローズドインペラであってもよい。
さらに、実施形態では、回転機械の例として遠心ポンプ1を挙げて説明したが、他の回転機械に本発明を適用してもよい。
2 ロータ
3 インペラ
4 ケーシング
5 ディフューザ
6 ジャーナル軸受
7 スラスト軸受
8 流体流路
9 導入口
10 吐出口
11 ディスク
11a ディスク面
12 導入部
20 長翼
21 長翼正圧面
22 長翼負圧面
30 短翼
31 短翼正圧面
32 短翼負圧面
33 短翼外周部
40 ディフューザ翼
41 ディフューザ長翼
42 ディフューザ短翼
O 軸線
F インペラ流路
S1 第一スロート位置
S2 第二スロート位置
QL 長翼翼長
QS 短翼翼長
Claims (10)
- 軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、
前記ディスクの軸線方向一方側のディスク面に周方向に間隔をあけて設けられて、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に向かって延びて前記ディスクの外周縁に至る長翼と、
前記ディスク面における互いに隣り合う長翼同士の間に設けられて、前記長翼の径方向内側の端部よりも径方向外側の位置から、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に延びて前記外周縁に至る短翼と、
を備え、
前記短翼は、径方向外側に向かうにしたがって周方向における寸法が漸次大きくなり、
前記長翼は、前記外周縁での周方向の寸法が前記短翼の前記外周縁での周方向の寸法よりも小さく、
前記長翼と前記短翼とが隣り合う部分における該長翼と該短翼との間の流路幅が最も小さくなる箇所を第二スロート位置としたとき、前記長翼の厚さは、径方向内側の端部から径方向外側に向かうに従って、漸次大きくなり、前記第二スロート位置にて最も大きくなるとともに、該第二スロート位置よりも径方向外側の部分での厚さが、前記第二スロート位置での厚さよりも小さくなるインペラ。 - 前記長翼の厚さは、径方向内側の端部から径方向外側に向かうに従って、漸次大きくなる請求項1に記載のインペラ。
- 前記長翼は、周方向一方側を向く長翼正圧面と、周方向他方側を向く長翼負圧面と、を有し、
前記短翼は、周方向一方側を向く短翼正圧面と、周方向他方側を向く短翼負圧面と、を有し、
前記ディスクの外周縁上における前記長翼の負圧面から前記短翼の正圧面までの周方向の寸法を長翼負圧面側の流路幅とし、前記長翼の正圧面から前記短翼の負圧面までの周方向の寸法を長翼正圧面側の流路幅としたとき、
該長翼負圧面側の流路幅は、該長翼正圧面側の流路幅以下となる請求項1又は2に記載のインペラ。 - 前記長翼負圧面側の流路幅と前記長翼正圧面側の流路幅の比が3:7〜1:1の範囲とされている請求項3に記載のインペラ。
- 前記短翼の翼長は前記長翼の翼長の20%以上80%以下である請求項1から4のいずれか一項に記載のインペラ。
- 前記外周縁おける前記長翼の幅を長翼出口幅=TL、前記短翼の幅を短翼出口幅=TSとし、前記インペラの外径を=D、前記長翼の枚数=Zとしたとき、
TL<TS<0.5×πD/Z−TL
の関係が成立する請求項1から5いずれか一項に記載のインペラ。 - 軸線に沿って延びるロータと、
前記ロータに取り付けられた請求項1から6のいずれか一項に記載のインペラと、
前記インペラを外周側から覆うケーシングと、を備える回転機械。 - 前記インペラの外周側に設けられたディフューザをさらに備え、
該ディフューザは、前縁から後縁にかけて翼厚が漸次拡大するディフューザ翼を有する請求項7に記載の回転機械。 - 前記インペラの外周側に設けられたディフューザをさらに備え、
前記ディフューザは、前縁から後縁にかけて翼厚が漸次拡大するディフューザ短翼と、
翼厚が前記ディフューザ短翼の後縁よりも薄いディフューザ長翼と、
を有する請求項7または8に記載の回転機械。 - 軸線を中心とした円盤状をなすディスクと、
前記ディスクの軸線方向一方側のディスク面に周方向に間隔をあけて設けられて、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に向かって延びて前記ディスクの外周縁に至る長翼と、
前記ディスク面における互いに隣り合う長翼同士の間に設けられて、前記長翼の径方向内側の端部よりも径方向外側の位置から、径方向外側に向かうにしたがって周方向一方側に延びて前記外周縁に至る短翼と、
を備え、
前記短翼は、径方向外側に向かうにしたがって周方向における寸法が漸次大きくなり、
前記長翼は、前記外周縁での周方向の寸法が前記短翼の前記外周縁での周方向の寸法よりも小さく、
前記長翼の厚さは、該長翼と周方向他方側に隣り合う前記短翼との間の流路幅が最も小さくなるスロート位置よりも径方向外側の部分での厚さが、前記スロート位置での厚さよりも小さくなるインペラと、
軸線に沿って延びるとともに、前記インペラが取り付けられたロータと、
前記インペラを外周側から覆うケーシングと、
前記インペラの外周側に設けられたディフューザと、
を備え、
前記ディフューザは、前縁から後縁にかけて翼厚が漸次拡大するディフューザ短翼と、
翼厚が前記ディフューザ短翼の後縁よりも薄いディフューザ長翼と、
を有する回転機械。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016206998A JP6775379B2 (ja) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | インペラ及び回転機械 |
PCT/JP2017/038021 WO2018074591A1 (ja) | 2016-10-21 | 2017-10-20 | インペラ及び回転機械 |
US16/312,570 US10859092B2 (en) | 2016-10-21 | 2017-10-20 | Impeller and rotating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016206998A JP6775379B2 (ja) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | インペラ及び回転機械 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018066355A JP2018066355A (ja) | 2018-04-26 |
JP6775379B2 true JP6775379B2 (ja) | 2020-10-28 |
Family
ID=62019538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016206998A Active JP6775379B2 (ja) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | インペラ及び回転機械 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10859092B2 (ja) |
JP (1) | JP6775379B2 (ja) |
WO (1) | WO2018074591A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108790794B (zh) * | 2018-08-03 | 2023-05-12 | 泰豪科技股份有限公司 | 一种带分体式水箱的移动电源车 |
CN110701098B (zh) * | 2019-10-10 | 2020-12-29 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2228424C3 (de) | 1972-06-10 | 1981-02-26 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zum Erzeugen einer lithographischen Oberfläche auf einem Aluminiumband durch Elektrolyse |
JPS4962206U (ja) * | 1972-09-08 | 1974-05-31 | ||
US4093401A (en) * | 1976-04-12 | 1978-06-06 | Sundstrand Corporation | Compressor impeller and method of manufacture |
US5002461A (en) * | 1990-01-26 | 1991-03-26 | Schwitzer U.S. Inc. | Compressor impeller with displaced splitter blades |
JPH0968197A (ja) * | 1995-08-28 | 1997-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遠心式ポンプ又は圧縮機の羽根車 |
US5964576A (en) * | 1996-07-26 | 1999-10-12 | Japan Servo Co., Ltd. | Impeller of centrifugal fan |
JP3569087B2 (ja) | 1996-11-05 | 2004-09-22 | 株式会社日立製作所 | 多段遠心圧縮機 |
JP2002098094A (ja) | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Honda Motor Co Ltd | 遠心型圧縮機のディフューザ |
US6663347B2 (en) * | 2001-06-06 | 2003-12-16 | Borgwarner, Inc. | Cast titanium compressor wheel |
US6814540B2 (en) | 2002-10-22 | 2004-11-09 | Carrier Corporation | Rotating vane diffuser for a centrifugal compressor |
DE10313054B4 (de) * | 2003-03-24 | 2012-10-04 | Motoren Ventilatoren Landshut Gmbh | Radialgebläse |
DE202004012015U1 (de) * | 2004-07-31 | 2005-12-22 | Ebm-Papst Landshut Gmbh | Radialgebläserad |
JP2007040210A (ja) | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Hitachi Ltd | 遠心ポンプと該遠心ポンプ用インペラの製造方法及び遠心ポンプ用インペラ |
JP4924984B2 (ja) * | 2006-12-18 | 2012-04-25 | 株式会社Ihi | 軸流圧縮機の翼列 |
US20140030055A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | Summit Esp, Llc | Apparatus, system and method for pumping gaseous fluid |
EP2711557B1 (en) | 2012-09-20 | 2019-10-02 | Sulzer Management AG | An impeller for a centrifugal pump |
US9920768B2 (en) * | 2015-03-26 | 2018-03-20 | Deere & Company | Centrifugal fan assembly |
CN106555775B (zh) * | 2015-09-30 | 2020-06-23 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 叶轮、转子组件、离心泵以及电驱动泵 |
-
2016
- 2016-10-21 JP JP2016206998A patent/JP6775379B2/ja active Active
-
2017
- 2017-10-20 US US16/312,570 patent/US10859092B2/en active Active
- 2017-10-20 WO PCT/JP2017/038021 patent/WO2018074591A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018066355A (ja) | 2018-04-26 |
US20190211837A1 (en) | 2019-07-11 |
WO2018074591A1 (ja) | 2018-04-26 |
US10859092B2 (en) | 2020-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9874219B2 (en) | Impeller and fluid machine | |
JP6140736B2 (ja) | 遠心回転機械 | |
JP6133748B2 (ja) | インペラ及びこれを備える回転機械 | |
WO2011007467A1 (ja) | インペラおよび回転機械 | |
JP6138470B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
RU2019106858A (ru) | Холодильная система с диагональным компрессором | |
JP2019035374A (ja) | 遠心回転機械 | |
JP6775379B2 (ja) | インペラ及び回転機械 | |
WO2014122819A1 (ja) | 遠心圧縮機 | |
KR20150113580A (ko) | 2단 원심 블로워 | |
JP6763803B2 (ja) | 遠心回転機械 | |
JP6763804B2 (ja) | 遠心圧縮機 | |
JP2013199870A (ja) | インペラ及び流体機械 | |
JP6169007B2 (ja) | 動翼、及び軸流回転機械 | |
JP2017048703A (ja) | 遠心ポンプ | |
JP6053882B2 (ja) | インペラ及び流体機械 | |
JP2018141422A (ja) | インペラ及び回転機械 | |
JP2016109092A (ja) | 遠心式圧縮機のインペラ | |
JP6200531B2 (ja) | インペラ及び流体機械 | |
JP6523917B2 (ja) | 遠心ポンプ | |
JP6700893B2 (ja) | 羽根車、回転機械 | |
JP2010112277A (ja) | 遠心圧縮機 | |
JP2017180115A (ja) | 羽根車、回転機械 | |
JP2018087514A (ja) | ディフューザ、吐出流路、および遠心ターボ機械 | |
JP2022151994A (ja) | 回転機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20161024 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181109 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200128 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200330 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200526 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200807 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200819 |
|
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: 20200923 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201006 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6775379 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |