JPH02230999A - 閉鎖型インペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は遠心又は判軸流型のポンプ、コンプレッサ、．
ファン等用のいわゆる閉鎖型（　ｃｌｏｓｅｄ　ｔｙｐ
ｅ　）インペラに関する。

［従来の技術Ｊ この型のインペラは液体又はガスが中央の軸方向開口部
から供給されるハウジング内で回転する様に配設されて
いることを特徴としている。媒体は１又は複数の通路を
通って流れ、圧力、一運動学的に一及び内部エネルギを
与えられ、最終的にインペラの周部から送出される。媒
体の速度は通常、減速され、これによって媒体には付加
的な圧力増加が与えられる。

いわゆる閉鎖型のインペラは媒体が流入する為の中央孔
を有するカバーディスクと、駆動ユニツトに取付けられ
る他のカバーディスクと、カバーディスク間に配設され
る多数のベーンとを有しており、これらのベーンは曲が
っておりこれらの間で媒体を周部に移送する為の通路を
形成する。

ベーンは移送される媒体のタイプ、量、圧力ベッド等に
依り異なる数及びデザインとしてもよい。

固体、廃水等を含む液体をポンプで送る場合、インペラ
を介する出来るだけ大きな自由通路を備えることが望ま
しい。従って、単一のベーンを有するインペラを設計す
ることが一般的であり、これは可能な最大自由通路を意
味する。この様なインペラの例がスウェーデン国特許第
７９０３７２９−７　号に示されている。この型のイン
ペラの一つの欠点は製造上の問題に加えて、対称となっ
ていない為バランスをとることが困難なことである。他
の欠点は効率が必ずしも最良でないことである。従って
、通路がより狭くなるにも拘らず、数個のべ−ンを有す
るインペラを使用することが一般的である。この様なイ
ンペラの側がスウェーデン国特許第３０６７０６号に示
されている。

ドイツ国特許出願第３５　３０　９８５号に、カバーデ
ィスクを回転非対称に設計することによりインペラにお
ける流れ損失をどのように減少させることができるか示
されている。ここで、吸込側のカバーディスク間の距離
の減少が提案されている。

しかし、子午線平面内の偏位が吸込側及び圧力側でほぼ
同じであるので、これは二次流に重要な影響を与えない
。従って、この解決は二次流に由来する損失の実効ある
減少を何ら意味しない。

本発明の目的は上記型式のインペラにおける特性を更に
改善することである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の助力に
より、流体損失を減少させ、これにより機械の効率及び
更にキャビテーションの特性を改善するインペラが得ら
える。例えば廃水ポンプにおいて最大の自由通路が望ま
れる場合、本発明はこの点においても、一定の利点を生
じる。

これらの改善は、特許請求の範囲に記載され、また添付
図面を参照して以下に開示されている特徴の助力によっ
て得られる。以下においてポンプインペラ及水ボンプに
ついて言及している。しかし、コンブレツサ及びファン
のような他の型の機械にも、本発明を利用することも可
能である。

［実施例］ 第１図において、１は駆動軸用の孔を表わし、２及び３
はカバーディスクの横断面、４はポンプ入口、５は先縁
部６及び後縁部７を有するベーンである。

第２図において、８及び９はカバーディスクの一方と圧
力側及び吸込側各々におけるベーンとの間の割線（　ｓ
ｅｃａｎｔ　）を表わし、一方１０及び１１は他方のカ
バーディスクと圧力側及び吸込側各々におけるベーンと
の間の割線を表わす。

第３図において、１２及び１３はベーンの吸込側及び圧
力側の各々を表わし、１４及び１５はカバーディスクの
内側を表わす。

この様に、第１図は数個のベーンを有する従来の閉鎖型
インペラの断面を示す。駆動ユニットに取付けられるカ
バーディスク２及び反対側のカバーデイスク３はそれら
の間で多数のベーン５を支持する。液体はカバーディス
ク３の中央開口部４からインペラ内に吸込まれ、周部で
通路の開口部を通ってインペラを離れる。

この型のポンプインペラ内の流れは均一でない。単純化
した方法で記述すれば、流れは２つの主方向に変化する
ということができる。一方は軸方向の入口から半径方向
の出口への流れであり，他方は入口から出口へのほぼ切
線の流れの形態であ・・る。

流通媒体の流れが変化する毎に、通路壁に隣接する境界
層から二次流の発生をもたらす。二次流には通路中央部
の自由流れと同じ圧力勾配が負荷される。これは媒体の
高圧力を有する区域から低圧力区域への移動を伴なう。

その結果、境界層は不連続性と損失を増加する。

通路内の高圧力及び低圧力各々の区域はベーンが回転方
向に対し前方に高圧側９を向け、また後方に低圧側１０
を向けるという事実から主に発生する。更に、軸方向の
流入から半径方向のインペラからの流出への変化はハブ
でも高圧側が発生し、またカバーディスク３で低圧側が
発生するということができる。

本発明によれば、通路を両側で制限する区域であるカバ
ーディスクの内側は上記二次流を減少するように設計さ
れている。これは内側を回転非対称に形成することによ
り得られるもので、インペラの子午線平面で見てカバー
ディスクの面及びベーンの吸込側間の割線が、カバーデ
ィスクの面及びベーンの圧力側間の割線の子午線平面内
の対応する突起から偏位し、この偏位は先縁部で零で後
縁部の方向に増加することを意味する。この偏位は、圧
力側に比して吸込側が大きいカバーディスクの曲率半径
により得られる。

この設計の利点は前記の通り、インペラ内の二次流がか
なり減少するということであり、これは効率が向上し、
キャビテーションの特性が改善されるということを意味
する。

本発明のインペラの斜視図である第３図はインペラ周部
の出口での通路の横断面を示す。１２及び１３はここで
ベーンの圧力側及び吸込側を各々表わし、一方１４及び
１５はカバーディスクの内側を表わし、１２及び１３と
共に直角でなくてもよい平行四辺形を形成する。

［発明の効果１ 通路を前述の通りに形成することにより二次流が境界層
を阻害することを集中する傾向のある区域は子午線断面
の偏位に由来する圧力差かベーンの吸込側及び圧力側の
各々に適合させられるので、縮少する。これは効率及び
キャビテーションの特性の重要な改善を意味し、従って
、ベーン角度はより大きくてもよく、これはより大きな
通路を意味する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のポンプインペラの子午線部分を示す図、
第２図は本発明の実施例のインペラの同じ部分を示す図
、第３図は本発明の実施例のボンブインペラの斜視図を
示す。 １・・・駆動軸用孔、２，３・・・カバーディスク、４
・・・中央開口部、４ａ・・・ポンプ入口、５ａ・・・
ベーン、６・・・ベーン前縁部、７・・・ベーン後縁部
、８，９・・・割線、１０，１１・・・割線、１２・・
・ベーン圧力側、１３・・・ベーン吸込側、 １４．１５・・・カバーディスク内側。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２個のカバーディスクと、このカバーディスク間
   に配設された多数の曲がつたベーンとを有し、これらの
   ベーンはそれらの間に通路を形成し、これらのベーンは
   各々回転方向の前方に圧力側を向け、後方に吸込側を向
   けている遠心又は半軸流型のポンプ、コンプレッサ、フ
   ァン等のための閉鎖型インペラにおいて、カバーディス
   クとベーンの吸込側との間の割線の子午線平面内の突起
   がカバーディスクとベーンの圧力側との間の割線の子午
   線平面内の対応する突起から偏位し、この偏位はベーン
   の先縁部（インペラ−入口）で零で、ベーンの後縁部（
   インペラ−出口）の方向に増加することを特徴とする閉
   鎖型インペラ。
2. （２）ベーンの吸込側の子午線平面内の突起は両方のカ
   バーディスクにおける圧力側のそれに比して大きな曲率
   半径を有することを特徴とする請求項１に記載の閉鎖型
   インペラ。
3. （３）カバーディスク間の距離（通路高さ）が吸込側及
   び圧力側の各々でほぼ同じであることを特徴とする請求
   項１に記載の閉鎖型インペラ。