JPH06249200A - 連続型ディフューザ - Google Patents
連続型ディフューザInfo
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- JPH06249200A JPH06249200A JP5032928A JP3292893A JPH06249200A JP H06249200 A JPH06249200 A JP H06249200A JP 5032928 A JP5032928 A JP 5032928A JP 3292893 A JP3292893 A JP 3292893A JP H06249200 A JPH06249200 A JP H06249200A
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- diffuser
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- Pending
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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
- F04D1/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D1/06—Multi-stage pumps
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 渦巻ポンプのディフューザにおいて、流体を
案内羽根部から戻り羽根部まで損失なく導くことができ
るようにする。 【構成】 羽根車１の外周に配置された案内羽根部２
と、流体を後段に導く戻り羽根部３と、これらを連結す
る連結空間部４とからなるディフューザにおいて、案内
羽根部２の通路から戻り羽根部３の通路までを、連続
し、かつ互いに独立した３次元一体連続構造の通路５に
より構成する。この各通路５を、仮三角形による試行錯
誤法とコンピュータによる３次元モデリングにより、流
れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変化
するように形成し、さらに木型から突起部を有するセラ
ミックス製、砂型中子を製作してケーシングを鋳造し、
この中子を除去してケーシング内に一体的に形成する。
案内羽根部から戻り羽根部まで損失なく導くことができ
るようにする。 【構成】 羽根車１の外周に配置された案内羽根部２
と、流体を後段に導く戻り羽根部３と、これらを連結す
る連結空間部４とからなるディフューザにおいて、案内
羽根部２の通路から戻り羽根部３の通路までを、連続
し、かつ互いに独立した３次元一体連続構造の通路５に
より構成する。この各通路５を、仮三角形による試行錯
誤法とコンピュータによる３次元モデリングにより、流
れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変化
するように形成し、さらに木型から突起部を有するセラ
ミックス製、砂型中子を製作してケーシングを鋳造し、
この中子を除去してケーシング内に一体的に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、渦巻ポンプにおける
連続型ディフューザに関するものである。
連続型ディフューザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多段の渦巻ポンプにおいて各羽根車の後
段に配設されるディフューザは、一般に、図８、図９に
示すように、前段の羽根車１の外周に配置され速度エネ
ルギを圧力エネルギに変換する案内羽根部２と、次段の
羽根車１の手前に配置され流体を次段の羽根車１へ整流
しつつ導く戻り羽根部３と、これらの中間に位置してこ
れらを連結するリング状のクロスオーバ空間部４とから
構成されている。案内羽根部２、戻り羽根部３には、そ
れぞれ案内羽根２ａ、戻り羽根３ａにより多数の通路が
形成されている。
段に配設されるディフューザは、一般に、図８、図９に
示すように、前段の羽根車１の外周に配置され速度エネ
ルギを圧力エネルギに変換する案内羽根部２と、次段の
羽根車１の手前に配置され流体を次段の羽根車１へ整流
しつつ導く戻り羽根部３と、これらの中間に位置してこ
れらを連結するリング状のクロスオーバ空間部４とから
構成されている。案内羽根部２、戻り羽根部３には、そ
れぞれ案内羽根２ａ、戻り羽根３ａにより多数の通路が
形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来のディフューザの場合、案内羽根部２と戻り
羽根部３とが分離・独立した基本的に２次元設計構造で
あり、次のような問題点がある。 (1) 案内羽根２ａの終端部の拡大に伴う出口損失を避け
ることができない。 (2) 中間のクロスオーバ空間部４では、流れをコントロ
ールできないため、流れが乱れ、損失が生じる。
ような従来のディフューザの場合、案内羽根部２と戻り
羽根部３とが分離・独立した基本的に２次元設計構造で
あり、次のような問題点がある。 (1) 案内羽根２ａの終端部の拡大に伴う出口損失を避け
ることができない。 (2) 中間のクロスオーバ空間部４では、流れをコントロ
ールできないため、流れが乱れ、損失が生じる。
【０００４】(3) 戻り羽根３ａの入口端における衝突損
失を避けることができない。特に、上記クロスオーバ空
間部４の特性から、設計流量点を外れてそこから遠ざか
る程、流体の流入角度と、戻り羽根部３の入口角度の差
異が大きくなり、損失が増加する。一般的に、ツインボ
リュートポンプに比較して在来型ディフューザポンプ
は、例え最高効率が優れていたとしても、その効率曲線
は急勾配となり、部分流量域での効率は逆に悪く、実用
的には必ずしも優れていないケースがあり、これがその
理由の一つと推定される。但し、基本的にディフューザ
ポンプはツインボリュートポンプに比較してコンパクト
になり、ポンプ全体を小型に設計できる利点がある。
失を避けることができない。特に、上記クロスオーバ空
間部４の特性から、設計流量点を外れてそこから遠ざか
る程、流体の流入角度と、戻り羽根部３の入口角度の差
異が大きくなり、損失が増加する。一般的に、ツインボ
リュートポンプに比較して在来型ディフューザポンプ
は、例え最高効率が優れていたとしても、その効率曲線
は急勾配となり、部分流量域での効率は逆に悪く、実用
的には必ずしも優れていないケースがあり、これがその
理由の一つと推定される。但し、基本的にディフューザ
ポンプはツインボリュートポンプに比較してコンパクト
になり、ポンプ全体を小型に設計できる利点がある。
【０００５】また、大型のポンプにおいては、クロスオ
ーバ空間部４に、案内羽根２ａと戻り羽根３ａとを繋ぐ
Ｕ字路継ぎ羽根を設けて、流体の流れを丁寧に案内する
構造のものもあるが、Ｕ字路継ぎ羽根の構造が複雑で製
作が難しくなり、また独立した長い通路となるため、そ
の断面積や局部的な角度が不均一となり、各通路間の抵
抗に差異が発生する。これが圧力の差となり、振動や騒
音の原因となる。特に、小流量・高揚程のポンプほどそ
の傾向が強くなるため、大型のポンプで一部採用されて
いるのみである。なお、羽根の無いクロスオーバ空間部
４であれば、ここで流体が自由に流動し、その結果、案
内羽根の終端と戻り羽根の入口端との流れの角度が一致
し、圧力の差異が発生しない。
ーバ空間部４に、案内羽根２ａと戻り羽根３ａとを繋ぐ
Ｕ字路継ぎ羽根を設けて、流体の流れを丁寧に案内する
構造のものもあるが、Ｕ字路継ぎ羽根の構造が複雑で製
作が難しくなり、また独立した長い通路となるため、そ
の断面積や局部的な角度が不均一となり、各通路間の抵
抗に差異が発生する。これが圧力の差となり、振動や騒
音の原因となる。特に、小流量・高揚程のポンプほどそ
の傾向が強くなるため、大型のポンプで一部採用されて
いるのみである。なお、羽根の無いクロスオーバ空間部
４であれば、ここで流体が自由に流動し、その結果、案
内羽根の終端と戻り羽根の入口端との流れの角度が一致
し、圧力の差異が発生しない。
【０００６】さらに、案内羽根部・クロスオーバ空間部
・戻り羽根部を連続した通路で繋ぐ連続型ディフューザ
があるが（Centrifugal and Axial Flow Pumps,2nd Edi
tion,A.J.Stepanoff,Ph.Ｄ:132頁) 、案内羽根部の通路
と、クロスオーバ空間部・戻り羽根部の通路とに分割さ
れ、通路を一体で製造したものでなく、また面積の変化
（流速の変化）に注目したものではなく、単に通路を連
続して繋ぐだけのものであり、損失は避けられない。
・戻り羽根部を連続した通路で繋ぐ連続型ディフューザ
があるが（Centrifugal and Axial Flow Pumps,2nd Edi
tion,A.J.Stepanoff,Ph.Ｄ:132頁) 、案内羽根部の通路
と、クロスオーバ空間部・戻り羽根部の通路とに分割さ
れ、通路を一体で製造したものでなく、また面積の変化
（流速の変化）に注目したものではなく、単に通路を連
続して繋ぐだけのものであり、損失は避けられない。
【０００７】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、流体を案内羽根部か
ら戻り羽根部まで損失なく導くことができ、実用的に優
れたポンプ効率が得られ、小型のポンプでも最適なディ
フューザ設計が可能な連続型ディフューザを提供するこ
とにある。
べくなされたもので、その目的は、流体を案内羽根部か
ら戻り羽根部まで損失なく導くことができ、実用的に優
れたポンプ効率が得られ、小型のポンプでも最適なディ
フューザ設計が可能な連続型ディフューザを提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、羽根車の外
周に配置され速度エネルギを圧力エネルギに変換する案
内羽根部と、この案内羽根部からの流体を後段へ導く戻
り羽根部と、これら案内羽根部と戻り羽根部を連結する
連結空間部とから構成されたディフューザにおいて、前
記案内羽根部の通路から前記戻り羽根部の通路までを、
連続し、かつ互いに独立した３次元一体連続構造の通路
により構成する。また、この各３次元一体連続構造通路
を、仮三角形による試行錯誤法、コンピューターによる
３次元モデリング等により、流れの方向と、これに垂直
な断面積の両方が滑らかに変化するように形成する。
周に配置され速度エネルギを圧力エネルギに変換する案
内羽根部と、この案内羽根部からの流体を後段へ導く戻
り羽根部と、これら案内羽根部と戻り羽根部を連結する
連結空間部とから構成されたディフューザにおいて、前
記案内羽根部の通路から前記戻り羽根部の通路までを、
連続し、かつ互いに独立した３次元一体連続構造の通路
により構成する。また、この各３次元一体連続構造通路
を、仮三角形による試行錯誤法、コンピューターによる
３次元モデリング等により、流れの方向と、これに垂直
な断面積の両方が滑らかに変化するように形成する。
【０００９】さらに、３次元一体連続構造の通路は、複
数の通路部分の外周に突起部が突設されたセラミックス
製中子または砂型中子を製作し、この中子を前記突起部
で支持してケーシングを鋳造し、この中子を除去してケ
ーシング内に一体的に形成する。
数の通路部分の外周に突起部が突設されたセラミックス
製中子または砂型中子を製作し、この中子を前記突起部
で支持してケーシングを鋳造し、この中子を除去してケ
ーシング内に一体的に形成する。
【００１０】
【作用】以上のような構成において、羽根車の出口から
次段の羽根車の入口までが、流れの方向と、これに垂直
な断面積の両方が滑らかに変化する３次元一体連続構造
の通路により連結され、従来のような案内羽根の終端部
の拡大に伴う出口損失、戻り羽根の入口端における衝突
損失を解消することができ、また中間の連結空間部も連
続した通路の一部分であるため、流れをコントロールで
き、流れに乱れ、損失が生じない。また、中子における
通路部分外周に突起部を突設することにより、中子の強
度が向上し、３次元一体連続構造の通路を一体で製造す
ることが可能となる。また、中子に突起部を設けること
により、この突起部開口から製作された内部流路部を目
視できると共に、砂型鋳型の場合にはガス抜きに使用で
きる利点がある。
次段の羽根車の入口までが、流れの方向と、これに垂直
な断面積の両方が滑らかに変化する３次元一体連続構造
の通路により連結され、従来のような案内羽根の終端部
の拡大に伴う出口損失、戻り羽根の入口端における衝突
損失を解消することができ、また中間の連結空間部も連
続した通路の一部分であるため、流れをコントロールで
き、流れに乱れ、損失が生じない。また、中子における
通路部分外周に突起部を突設することにより、中子の強
度が向上し、３次元一体連続構造の通路を一体で製造す
ることが可能となる。また、中子に突起部を設けること
により、この突起部開口から製作された内部流路部を目
視できると共に、砂型鋳型の場合にはガス抜きに使用で
きる利点がある。
【００１１】
【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１(a),(b) は、この発明の多段ポ
ンプにおける連続型ディフューザを示す側断面図、(a)
において案内羽根部と連結空間部の一部を取り除いたＢ
−Ｂ矢視図、図２、図３、図４はこの発明の３次元一体
連続構造の通路を設計するための側断面図、展開図、正
面図、図５(a),(b) は、得られた通路断面の位置を示す
概略正面図、通路断面の変化を示す断面図、図６(a),
(b) は、通路を製作するための鋳造用模型を示す正面
図、断面図、図７は鋳造法の一例を示す断面図である。
て詳細に説明する。図１(a),(b) は、この発明の多段ポ
ンプにおける連続型ディフューザを示す側断面図、(a)
において案内羽根部と連結空間部の一部を取り除いたＢ
−Ｂ矢視図、図２、図３、図４はこの発明の３次元一体
連続構造の通路を設計するための側断面図、展開図、正
面図、図５(a),(b) は、得られた通路断面の位置を示す
概略正面図、通路断面の変化を示す断面図、図６(a),
(b) は、通路を製作するための鋳造用模型を示す正面
図、断面図、図７は鋳造法の一例を示す断面図である。
【００１２】図１に示すように、従来のような案内羽根
２ａ・戻り羽根３ａ・クロスオーバ空間部４を無くし、
案内羽根部２の通路から戻り羽根部３の通路までを３次
元一体連続構造の通路５で形成し、前段の羽根車１の出
口から次段の羽根車１の入口までを連続的に繋ぐ。この
ような通路５は、案内羽根部２・クロスオーバ空間部４
・戻り羽根部３に対応する各部分が一体的に滑らかに連
続する横断面４角形で、側断面視で逆Ｊ字状、正面視で
略Ｃ字状の通路であり、後述する３次元設計により、流
れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変化
するように形成する。
２ａ・戻り羽根３ａ・クロスオーバ空間部４を無くし、
案内羽根部２の通路から戻り羽根部３の通路までを３次
元一体連続構造の通路５で形成し、前段の羽根車１の出
口から次段の羽根車１の入口までを連続的に繋ぐ。この
ような通路５は、案内羽根部２・クロスオーバ空間部４
・戻り羽根部３に対応する各部分が一体的に滑らかに連
続する横断面４角形で、側断面視で逆Ｊ字状、正面視で
略Ｃ字状の通路であり、後述する３次元設計により、流
れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変化
するように形成する。
【００１３】また、このような通路５は、羽根車１の円
周方向に等ピッチで互いに独立して多数（本実施例では
９個）形成し、各羽根車１を覆うステージケーシング６
内に、後述する一体精密鋳造法により製造する。このス
テージケーシング６は、本体６ａと係合段部６ｂから構
成し、本体６ａに通路５を形成する。なお、通路５のク
ロスオーバ空間部４に対応する部分の一部外面は、後述
の中子を用いる鋳造のため、外方に露出しており、係合
段部６ｂの内面で覆う。
周方向に等ピッチで互いに独立して多数（本実施例では
９個）形成し、各羽根車１を覆うステージケーシング６
内に、後述する一体精密鋳造法により製造する。このス
テージケーシング６は、本体６ａと係合段部６ｂから構
成し、本体６ａに通路５を形成する。なお、通路５のク
ロスオーバ空間部４に対応する部分の一部外面は、後述
の中子を用いる鋳造のため、外方に露出しており、係合
段部６ｂの内面で覆う。
【００１４】３次元一体連続構造の通路５は、仮三角形
による誤差三角法（例えば、渦巻ポンプの設計と製図，
寺田進 著：理工図書）を用いた羽根車の設計法を応用
して次のように３次元設計する。 (1) 図２に示すように、軸１０に平行な側断面を計画す
る。通路外側面１１の外形線Ｌo および通路内側面１２
の外形線Ｌi を実際の仕様・寸法から経験的に決定する
（Ｂ寸法を決定する）。
による誤差三角法（例えば、渦巻ポンプの設計と製図，
寺田進 著：理工図書）を用いた羽根車の設計法を応用
して次のように３次元設計する。 (1) 図２に示すように、軸１０に平行な側断面を計画す
る。通路外側面１１の外形線Ｌo および通路内側面１２
の外形線Ｌi を実際の仕様・寸法から経験的に決定する
（Ｂ寸法を決定する）。
【００１５】(2) 図３に示すように、通路外側面１１の
中央流線角度の展開図を作図する。作図に際しては、図
２の側断面図形と入口・出口の通路角度に従って行う。
先ず図２で流線を分割した点の位置を図３に平行線とし
て引き、入口角度β1 と出口角度β2 を使用して角度が
入口から出口まで滑らかに変化するように、中央流線の
平面展開線Ｌを引く。 (3) 図３の中央流線Ｌ上に円を書き、その包絡線が滑ら
かになるように繋ぐ。各円の直径をＨ寸法とする。な
お、図示しないが、通路内側面１２についても同様の展
開図を作成する。
中央流線角度の展開図を作図する。作図に際しては、図
２の側断面図形と入口・出口の通路角度に従って行う。
先ず図２で流線を分割した点の位置を図３に平行線とし
て引き、入口角度β1 と出口角度β2 を使用して角度が
入口から出口まで滑らかに変化するように、中央流線の
平面展開線Ｌを引く。 (3) 図３の中央流線Ｌ上に円を書き、その包絡線が滑ら
かになるように繋ぐ。各円の直径をＨ寸法とする。な
お、図示しないが、通路内側面１２についても同様の展
開図を作成する。
【００１６】(4) 図４に示すように、誤差三角法によ
り、正面図（軸方向から見た）上に通路外側面１１の二
つの稜線Ｌo1, Ｌo2を作図する。この稜線は、図３の展
開図のｇ，ｈ寸法と図２の半径ｒを用いて引くことがで
きる。 (5) 通路内側面１２の二つの稜線Ｌi1, Ｌi2を表す線を
追加する。(4) 項で求めた線の始めと終わりの部分が同
じであること、最大径が(1) 項で決定されていることを
利用し、途中を滑らかに繋ぐ。
り、正面図（軸方向から見た）上に通路外側面１１の二
つの稜線Ｌo1, Ｌo2を作図する。この稜線は、図３の展
開図のｇ，ｈ寸法と図２の半径ｒを用いて引くことがで
きる。 (5) 通路内側面１２の二つの稜線Ｌi1, Ｌi2を表す線を
追加する。(4) 項で求めた線の始めと終わりの部分が同
じであること、最大径が(1) 項で決定されていることを
利用し、途中を滑らかに繋ぐ。
【００１７】(6) 図５に示すように、得られた正面図を
２〜５°刻みに分割し、４つの交点が(1) 項の断面図上
にあることから２〜５°刻みの断面を求める。 (7) コンピュータを用いて３次元モデルを作成する。 (8) (6) 項の断面の図心を繋いで中央流線として決定す
る。 (9) 中央流線に垂直な面積と、面積間の距離を求める。
２〜５°刻みに分割し、４つの交点が(1) 項の断面図上
にあることから２〜５°刻みの断面を求める。 (7) コンピュータを用いて３次元モデルを作成する。 (8) (6) 項の断面の図心を繋いで中央流線として決定す
る。 (9) 中央流線に垂直な面積と、面積間の距離を求める。
【００１８】(10)下記項目を検討し、必要により修正を
繰り返す。 (9) 項で求めた面積が滑らかに変化している。 通路間に最低寸法（最小肉厚）が保たれている。 中央流線の長さが最短である（正面図上の巻き角
度）。 断面形状が歪んでいない。 断面の寸法比（Ｈ／Ｂ）が３以下である。
繰り返す。 (9) 項で求めた面積が滑らかに変化している。 通路間に最低寸法（最小肉厚）が保たれている。 中央流線の長さが最短である（正面図上の巻き角
度）。 断面形状が歪んでいない。 断面の寸法比（Ｈ／Ｂ）が３以下である。
【００１９】以上のようにして得られた設計図面を基に
して一体精密鋳造により次のようにステージケーシング
６を製造する（図７参照）。 (1) 先ず、設計図面を基に、製品と全く同じ流路部が空
間となっている木型２０を製作する。この木型２０は、
３次元一体連続構造の通路５に対応する多数の通路部分
２１と、これを保持する入口側リング２２および出口側
リング２３と、通路部分２１の中間部分外側に配置され
た突起（幅木）２４（図６参照）の部分を空間部として
形成する。
して一体精密鋳造により次のようにステージケーシング
６を製造する（図７参照）。 (1) 先ず、設計図面を基に、製品と全く同じ流路部が空
間となっている木型２０を製作する。この木型２０は、
３次元一体連続構造の通路５に対応する多数の通路部分
２１と、これを保持する入口側リング２２および出口側
リング２３と、通路部分２１の中間部分外側に配置され
た突起（幅木）２４（図６参照）の部分を空間部として
形成する。
【００２０】(2) セラミックス製中子または砂型中子２
５を製造するため、前記木型２０にセラミックまたは砂
を流し込み、木型２０を取り外した後、中子を焼成また
は乾燥させる。この鋳造では、木型２０・中子２５は複
雑な形状であるため、鋳型を適宜複数に分割し、型抜き
が行えるようにする。
５を製造するため、前記木型２０にセラミックまたは砂
を流し込み、木型２０を取り外した後、中子を焼成また
は乾燥させる。この鋳造では、木型２０・中子２５は複
雑な形状であるため、鋳型を適宜複数に分割し、型抜き
が行えるようにする。
【００２１】(3) 中子２５をステージケーシング用の鋳
型内に配置し、一般的な鋳造法により鋳込みを行う。突
起２４を設けることにより、中子２５の強度が向上す
る。また、砂型中子の場合には、突起部２４をガス抜き
に利用することができる。 (4) 鋳込み後、セラミックス製中子２５をアルカリ溶液
により溶解したり、砂型中子２５をオートクレーブで加
熱することにより除去する。これにより、ステージケー
シング６内に通路５が形成される。突起２４は開口部と
なるため、通路５を目視確認することができる。
型内に配置し、一般的な鋳造法により鋳込みを行う。突
起２４を設けることにより、中子２５の強度が向上す
る。また、砂型中子の場合には、突起部２４をガス抜き
に利用することができる。 (4) 鋳込み後、セラミックス製中子２５をアルカリ溶液
により溶解したり、砂型中子２５をオートクレーブで加
熱することにより除去する。これにより、ステージケー
シング６内に通路５が形成される。突起２４は開口部と
なるため、通路５を目視確認することができる。
【００２２】このような一体鋳造法によれば、突起部に
より中子の強度を向上させることができ、３次元連続構
造の通路を一体で製造できると共に通路同士の差異は、
事実上問題のない誤差範囲に収めることができた。ま
た、案内羽根部と戻り羽根部が滑らかに連続し、従来の
ようなクロスオーバ空間部４を設ける必要がないため、
ケーシングの外径（ディフューザ外径）を従来型に比較
して大幅に小さくすることができ、ポンプ全体の小型
化、低コスト化を図れる。
より中子の強度を向上させることができ、３次元連続構
造の通路を一体で製造できると共に通路同士の差異は、
事実上問題のない誤差範囲に収めることができた。ま
た、案内羽根部と戻り羽根部が滑らかに連続し、従来の
ようなクロスオーバ空間部４を設ける必要がないため、
ケーシングの外径（ディフューザ外径）を従来型に比較
して大幅に小さくすることができ、ポンプ全体の小型
化、低コスト化を図れる。
【００２３】
【発明の効果】前述の通り、この発明は羽根車の出口か
ら次段の羽根車の入口までを、連続し、かつ互いに独立
した３次元一体連続構造の通路に繋ぎ、この各通路を、
流れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変
化するように形成し、さらに各通路を通路部分外周に突
起部が形成された中子を使用して製作するようにしたた
め、次のような効果を奏する。 (1) 案内羽根部における拡大に伴う出口損失および戻り
羽根部の入口における衝突損失が無く、また中間の連結
空間部でも流れに乱れ、損失が生じない。これにより、
連結空間のある在来型ディフューザポンプに比較してそ
の効率曲線が幅広となり、部分流量域での効率の低下度
合いが少なく、実用効率が優れたものとなる。 (2) 突起部を有する中子を使用することにより、３次元
連続構造の通路を一体鋳造でき、また各通路を事実上問
題のない誤差範囲に収めることができ、前記各損失の解
消と相まって小型のポンプにも最適なディフューザを形
成することができる。 (3) 在来型のディフューザポンプに比較してディフュー
ザ部分の外径を大幅に小さくすることができ、ポンプ全
体の小型化、低コスト化を図れる。
ら次段の羽根車の入口までを、連続し、かつ互いに独立
した３次元一体連続構造の通路に繋ぎ、この各通路を、
流れの方向と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変
化するように形成し、さらに各通路を通路部分外周に突
起部が形成された中子を使用して製作するようにしたた
め、次のような効果を奏する。 (1) 案内羽根部における拡大に伴う出口損失および戻り
羽根部の入口における衝突損失が無く、また中間の連結
空間部でも流れに乱れ、損失が生じない。これにより、
連結空間のある在来型ディフューザポンプに比較してそ
の効率曲線が幅広となり、部分流量域での効率の低下度
合いが少なく、実用効率が優れたものとなる。 (2) 突起部を有する中子を使用することにより、３次元
連続構造の通路を一体鋳造でき、また各通路を事実上問
題のない誤差範囲に収めることができ、前記各損失の解
消と相まって小型のポンプにも最適なディフューザを形
成することができる。 (3) 在来型のディフューザポンプに比較してディフュー
ザ部分の外径を大幅に小さくすることができ、ポンプ全
体の小型化、低コスト化を図れる。
【図１】(a) は、この発明の多段ポンプにおける連続型
ディフューザを示す側断面図、(b) は(a) においてステ
ージケーシングの案内羽根部と連結空間部の一部前壁を
取り除いたＢ−Ｂ矢視図である。
ディフューザを示す側断面図、(b) は(a) においてステ
ージケーシングの案内羽根部と連結空間部の一部前壁を
取り除いたＢ−Ｂ矢視図である。
【図２】この発明の３次元一体連続構造の通路を設計す
るための側断面図である。
るための側断面図である。
【図３】この発明の３次元一体連続構造の通路を設計す
るための展開図である。
るための展開図である。
【図４】この発明の３次元一体連続構造の通路を設計す
るための正面図である。
るための正面図である。
【図５】(a) は、３次元設計により得られた通路断面の
位置を示す概略断面図、(b) は(a) における通路断面の
変化を示す断面図である。
位置を示す概略断面図、(b) は(a) における通路断面の
変化を示す断面図である。
【図６】(a) は、３次元一体連続構造の通路が形成され
た鋳造用模型を示す正面図、(b) はその断面図である。
た鋳造用模型を示す正面図、(b) はその断面図である。
【図７】ケーシングに通路を形成するための精密鋳造法
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】従来の多段ポンプにおけるディフューザを示す
側断面図である。
側断面図である。
【図９】(a) は、図８のディフューザの案内羽根部を示
す部分断面正面図、(b) は同様の戻り羽根部の部分断面
正面図である。
す部分断面正面図、(b) は同様の戻り羽根部の部分断面
正面図である。
１ 羽根車 ２ 案内羽根部 ３ 戻り羽根部 ４ クロスオーバ空間部 ５ ３次元一体連続構造の通路 ６ ステージケーシング ２０ 木型 ２１ 通路部分 ２２ 入口側リング ２３ 出口側リング ２４ 突起 ２５ セラミックス製中子，砂型中子
Claims (2)
- 【請求項１】 羽根車の外周に配置され速度エネルギを
圧力エネルギに変換する案内羽根部と、この案内羽根部
からの流体を後段へ導く戻り羽根部と、これら案内羽根
部と戻り羽根部を連結する連結空間部とから構成された
ディフューザにおいて、 前記案内羽根部の通路から前記戻り羽根部の通路まで
を、連続し、かつ互いに独立した３次元一体連続構造の
通路により構成すると共に、この各通路を、流れの方向
と、これに垂直な断面積の両方が滑らかに変化するよう
に形成したことを特徴とする連続型ディフューザ。 - 【請求項２】 請求項１において、３次元一体連続構造
の通路は、複数の通路部分の外周に突起部を突設した中
子を使用し、この中子を前記突起部で支持してケーシン
グを鋳造し、中子を除去することによりケーシング内に
一体的に形成されていることを特徴とする連続型ディフ
ューザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032928A JPH06249200A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 連続型ディフューザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032928A JPH06249200A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 連続型ディフューザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249200A true JPH06249200A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12372580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5032928A Pending JPH06249200A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 連続型ディフューザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249200A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005282548A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Hitachi Industries Co Ltd | バーレル形多段タービンポンプ |
| WO2018155458A1 (ja) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 遠心回転機械 |
| EP3942187A4 (en) * | 2019-03-22 | 2022-12-14 | Apergy ESP Systems, LLC | CENTRIFUGATION PUMP DIFFUSER WITH PROJECTING WINGS |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP5032928A patent/JPH06249200A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005282548A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Hitachi Industries Co Ltd | バーレル形多段タービンポンプ |
| WO2018155458A1 (ja) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 遠心回転機械 |
| EP3942187A4 (en) * | 2019-03-22 | 2022-12-14 | Apergy ESP Systems, LLC | CENTRIFUGATION PUMP DIFFUSER WITH PROJECTING WINGS |
| US11549520B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-01-10 | Apergy Esp Systems, Llc | Downhole centrifugal pump diffuser with protuberant vanes and related pumps and methods |
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