JPS6316598B2 - - Google Patents
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- JPS6316598B2 JPS6316598B2 JP58196183A JP19618383A JPS6316598B2 JP S6316598 B2 JPS6316598 B2 JP S6316598B2 JP 58196183 A JP58196183 A JP 58196183A JP 19618383 A JP19618383 A JP 19618383A JP S6316598 B2 JPS6316598 B2 JP S6316598B2
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- impeller
- suction
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Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（従来技術）
本発明は遠心ポンプの羽根車の改良に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Prior Art) The present invention relates to improvements in impellers for centrifugal pumps.
ポンプの運転を高速化する際に先ず問題となる
のは、キヤビテーシヨンによつてポンプ性能が阻
害されることである。その為にポンプ性能を低下
させることなくキヤビテーシヨン性能の向上を図
る必要がある。 The first problem that arises when increasing the speed of pump operation is that cavitation impedes pump performance. Therefore, it is necessary to improve cavitation performance without reducing pump performance.
遠心ポンプにおいては従来その対策として、○イ
羽根車の羽根入口における流路幅を広げる。○ロ羽
根枚数を減少させる。○ハ羽根入口角度を大きくす
る。などの方法が取られていた。しかしこれらの
方法は、キヤビテーシヨン性能の向上には効果的
であつても、ポンプ性能を犠性にするという弊害
を伴うことが多いため、むやみと取れる手段では
ない。又前記手段とは別にポンプ吸込性能を良く
する手段として、第１図に示すように、羽根車１
の上流側に軸流型式の羽根車１ａ、すなわちイン
デユーサーを設けて、羽根車の吸込圧力を高める
ことによつて、キヤビテーシヨン性能を改善する
方法も採用されて来た。しかしこの方法も低流量
域では逆流Ａを起し、これが圧力脈動となつて騒
音や振動を発生したりした。 Conventionally, as a countermeasure for centrifugal pumps, the width of the flow path at the impeller blade inlet is widened. ○Reduce the number of blades. ○C Increase the blade inlet angle. Such methods were used. However, although these methods are effective in improving cavitation performance, they often have the disadvantage of sacrificing pump performance, so they are not measures that can be taken recklessly. In addition to the above-mentioned means, as a means for improving the pump suction performance, as shown in FIG.
A method of improving cavitation performance has also been adopted by providing an axial type impeller 1a, ie, an inducer, on the upstream side of the impeller to increase the suction pressure of the impeller. However, this method also causes backflow A in a low flow rate region, which becomes pressure pulsation and generates noise and vibration.
一方、遠心ポンプでは、吸込方向に発生する軸
スラストを軽減する目的で、第１図に示すように
インペラ１のバツクシユラウド２の裏側にフロン
トシユラウド３の吸込口４と略同径の環状突起５
を設け、この環状突起５の内側のバツクシユラウ
ド２に数個のバランスホール６を設けて、バツク
シユラウド２の裏側の圧力を吸込側の圧力と釣り
合わせて軸スラストを除去している。この場合バ
ランスホース６はバツクシユラウド２の強度を弱
めるから十分な大きさにすることは出来ない。従
つてバツクシユラウド２の裏側の圧力を吸込側の
圧力と完全に釣り合わすことはむずかしい。この
ためバツクシユラウド２の裏側の環状突起５の外
径は通常フロントシユラウド３の吸込口４の外径
と略同径であるが、環状突起５の方を若干大きく
して前記したアンバランスを補正することも行わ
れている。それでもポンプの流量変化に伴う圧力
変化によつて釣り合い条件は変わるので、全ての
運転状態で釣り合うわけではなく、釣り合い状態
が良いのは設計上の仕様点付近のみとなるが、軸
受に対して負荷となる軸スラストの軽減としては
十分効果をあげている。 On the other hand, in a centrifugal pump, in order to reduce the axial thrust generated in the suction direction, as shown in FIG.
A number of balance holes 6 are provided in the back cover 2 inside the annular protrusion 5 to balance the pressure on the back side of the back cover 2 with the pressure on the suction side to eliminate axial thrust. In this case, the balance hose 6 cannot be made sufficiently large because it weakens the strength of the backplane 2. Therefore, it is difficult to completely balance the pressure on the back side of the backside of the backside loudspeaker 2 with the pressure on the suction side. For this reason, the outer diameter of the annular protrusion 5 on the back side of the back shroud 2 is usually approximately the same as the outer diameter of the intake port 4 of the front shroud 3, but the annular protrusion 5 is made slightly larger to compensate for the aforementioned unbalance. It is also being done. Even so, the balance condition changes due to the pressure change accompanying the pump flow rate change, so it is not balanced in all operating conditions, and the balance condition is good only near the design specification point, but the load on the bearing is This is quite effective in reducing the axial thrust.
尚、図において７はケーシング、８は環状突起
５に設けたインペラウエアリング、９はこれに対
応したケーシング７に設けたケースウエアリング
である。また１０は吸込口４の外周に嵌着したイ
ンペラウエアリング、１１はそれと対向するよう
にケーシング７に設けたケースウエアリング、１
２は図示していない軸受によつて支持されたシヤ
フトで、１２ａは一段小径にした軸部であり、こ
こにインペラ１のボス部１３がキー１４を介して
固着されている。また１２ｂは軸１２の最先端の
軸部で、ここにはインデユーサ１ａのボス部１５
がキー１６を介して嵌めこまれており、インペラ
ナツト１７で固定されている。なお１８はバラン
ス室、１９はシヤフト１２をカバーするスリーブ
である。 In the figure, 7 is a casing, 8 is an impeller wear ring provided on the annular projection 5, and 9 is a corresponding case wear ring provided on the casing 7. Further, 10 is an impeller wear ring fitted to the outer periphery of the suction port 4, 11 is a case wear ring provided on the casing 7 so as to face it, 1
2 is a shaft supported by a bearing (not shown), and 12a is a shaft portion with a smaller diameter, to which the boss portion 13 of the impeller 1 is fixed via a key 14. 12b is the most advanced shaft portion of the shaft 12, and the boss portion 15 of the inducer 1a is shown here.
is fitted through a key 16 and fixed with an impeller nut 17. Note that 18 is a balance chamber, and 19 is a sleeve that covers the shaft 12.
係る軸スラスト軽減の構造は、環状突起５とケ
ーシング７との間から漏れた流体がバランスホー
ル６から環流することにより機能するが、その環
流は、吸込口４からインペラ１内に流入する流体
の流れに衝突して逆流Ｂを発生させ、インペラ内
のスムーズな流入を阻害するため、これが流体の
流れを乱して吸込性能を劣化させる原因となつて
いた。特に、低流量減では揚程も高くなるので、
環流および逆流も増大するから、吸込性能の劣化
が著しかつた。 This axial thrust reduction structure works by circulating fluid leaking from between the annular protrusion 5 and the casing 7 through the balance hole 6, but this circulation is caused by the fluid flowing into the impeller 1 from the suction port 4. It collides with the flow and generates a backflow B, which obstructs smooth inflow into the impeller, which disturbs the fluid flow and causes deterioration of suction performance. In particular, when the flow rate is reduced, the head also increases, so
Since the reflux and backflow also increased, the suction performance deteriorated significantly.
また、このバランスホール６からは、流体中の
不純物がポンプの休止時などにバランス室に直接
入り込むため、それがやがて軸のカジリや発熱な
どの原因となつた。 In addition, impurities in the fluid directly enter the balance chamber from the balance hole 6 when the pump is at rest, which eventually becomes a cause of shaft galling and heat generation.
（本発明の目的）
本発明は係る従来技術の持つ種々の問題を解消
するためなされたもので、ポンプ性能を犠性にせ
ずに吸込性能を高め、しかも騒音や振動の虞れも
なく、又流体中の不純物によつても悪影響をうけ
にくい有利な遠心ポンプの羽根車を提供すること
を目的とするものである。(Objective of the present invention) The present invention was made in order to solve the various problems of the related art, and it improves suction performance without sacrificing pump performance, and also eliminates the risk of noise and vibration. It is an object of the present invention to provide an advantageous centrifugal pump impeller that is less likely to be adversely affected by impurities in the fluid.
（本発明の構成）
本発明は、上述の目的を達成するために、イン
ペラのバツクシユラウド裏側に環状突起を設けて
ケーシングとの間で非接触シールを構成させると
ともに、バツクシユラウドとケーシングに挾まれ
た環状突起より内側の空隙にバランス室を設けた
遠心ポンプにおいて、前記バランス室とインペラ
の吸込側とをインペラ中心部に設けた導通孔およ
びインペラ吸込側の円錐面上に下流に向かつて開
口した流路を介して連通することにより、バラン
ス室への漏入流体をインペラ吸込側にインペラの
吸込流体と同一方向に流出せしめるように構成す
る。(Structure of the present invention) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an annular protrusion on the back side of the backside loud of the impeller to form a non-contact seal with the casing. In a centrifugal pump in which a balance chamber is provided in a gap inside the protrusion, the balance chamber and the suction side of the impeller are connected to a communication hole provided in the center of the impeller, and a flow path that opens downstream on a conical surface on the suction side of the impeller. By communicating through the balance chamber, the fluid leaking into the balance chamber is configured to flow out to the impeller suction side in the same direction as the suction fluid of the impeller.
（実施例）
以下、本発明の実施例を図によつて詳細に説明
すると、第２図は本発明に係る遠心ポンプの断面
図であり、第１図の符号と同一の符号は同じ構成
部材を示している。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a sectional view of a centrifugal pump according to the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 1 refer to the same constituent members. It shows.
すなわち図示しない軸受に支えられたシヤフト
１２の段付き軸部１２ａに嵌合したインペラ１の
バツクシユラウド２の裏側（ケーシング側）に、
フロントシユラウド３の吸込口４と略同径の環状
突起５を設け、この環状突起５にインペラウエア
リング８を嵌着すると共に、ケーシング７に設け
たケースウエアリング９とにより非接触シールを
構成して、環状突起５の内側にバツクシユラウド
２とケーシング７で挾まれたバランス室１８を形
成してある。 That is, on the back side (casing side) of the backside loud 2 of the impeller 1 fitted to the stepped shaft portion 12a of the shaft 12 supported by a bearing (not shown),
An annular projection 5 having approximately the same diameter as the suction port 4 of the front shroud 3 is provided, and an impeller wear ring 8 is fitted onto the annular projection 5, and a non-contact seal is formed by a case wear ring 9 provided on the casing 7. A balance chamber 18 is formed inside the annular protrusion 5 and is sandwiched between the backplane 2 and the casing 7.
本実施例においては、バツクシユラウド２のボ
ス部１３が嵌合するシヤフト１２の軸部１２ａに
導通孔２０を軸の長手方向に沿つて穿設し、その
導通孔２０の端部と連通する直径方向の連通孔２
１をシヤフト１２に設け、この連通孔２１をバラ
ンス室１８に連通するために、インペラボス部１
３に孔２２を穿設する。 In this embodiment, a through hole 20 is formed along the longitudinal direction of the shaft in the shaft part 12a of the shaft 12 into which the boss part 13 of the back cover 2 is fitted, and a through hole 20 is formed in the diametrical direction communicating with the end of the through hole 20. Communication hole 2
1 is provided on the shaft 12, and in order to communicate this communication hole 21 with the balance chamber 18, an impeller boss portion 1 is provided on the shaft 12.
A hole 22 is bored in 3.
一方、導通孔２０の他側は、シヤフト１２の先
端に開口し、更にインペラナツト１７の中心部に
設けた開口２３に連通させて、インペラ１の吸込
側に通じさせる。 On the other hand, the other side of the through hole 20 opens at the tip of the shaft 12 and communicates with an opening 23 provided at the center of the impeller nut 17 to communicate with the suction side of the impeller 1.
インペラナツト１７の開口２３の前面には、開
口２３を覆うような凹面２４ａを有する円錐体２
４を設けて、凹面２４ａとインペラナツト１７の
外周面１７ａとの間に環状流路２５を形成する。 The front surface of the opening 23 of the impeller nut 17 has a conical body 2 having a concave surface 24a that covers the opening 23.
4 to form an annular flow path 25 between the concave surface 24a and the outer peripheral surface 17a of the impeller nut 17.
尚、円錐体２４は複数枚の吸込リブ２６でケー
シング７に支持されている。 Note that the conical body 24 is supported by the casing 7 by a plurality of suction ribs 26.
第２図の実施例では円錐体２４の支え板をポン
プの吸込リブ２６と兼用する構造としたが、この
円錐体２４はインペラナツト１７側から支える構
造としても良く、又、インペラナツト１７をイン
ペラ１と一体に形成してもよい。 In the embodiment shown in FIG. 2, the supporting plate of the conical body 24 is also used as the suction rib 26 of the pump, but the conical body 24 may be supported from the impeller nut 17 side. It may be formed integrally.
さらに第２図の実施例では、孔２２をインペラ
ボス部１３に設けてあるが、これはシヤフト１２
をカバーするスリーブ１９に設ける構造としても
よいし、又シヤフト１２がバランス室１８に露出
していて連通孔２１が直接バランス室１８と連通
する場合には孔２２は不要である。 Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 2, the hole 22 is provided in the impeller boss portion 13;
Alternatively, if the shaft 12 is exposed to the balance chamber 18 and the communication hole 21 directly communicates with the balance chamber 18, the hole 22 is not necessary.
更に又、環状流路２５は第３図に示す如く、導
通孔２０に続く複数本の放射状流路として形成す
ることもできる。なお図中２７はインペラのボス
部１３をシヤフト１２に固定する止めねじであ
る。 Furthermore, as shown in FIG. 3, the annular flow path 25 can also be formed as a plurality of radial flow paths following the through hole 20. Note that 27 in the figure is a set screw for fixing the boss portion 13 of the impeller to the shaft 12.
（本発明の作用）
本発明は以上の様に構成したから、バランス室
１８に漏入した流体は、孔２２、連通孔２１およ
びシヤフト１２内の導通孔２０を通つてインペラ
ナツト１７の開口２３に至り、円錐体２４の凹面
２４ａで反転されて、環状流路２５からバツクシ
ユラウド２の前面の吸込流路円錐面に沿つて噴出
される。(Operation of the present invention) Since the present invention is configured as described above, the fluid leaked into the balance chamber 18 passes through the hole 22, the communication hole 21, and the conduction hole 20 in the shaft 12, and enters the opening 23 of the impeller nut 17. Then, it is reversed by the concave surface 24a of the cone body 24, and is ejected from the annular flow path 25 along the conical surface of the suction flow path on the front surface of the baggage roof 2.
従つてバランス室１８はインペラ１の吸込側と
連通しているから圧力バランスは保たれ、インペ
ラの軸スラストが軽減されると共に、その環流は
インペラの流入流体と同一方向に流出するから、
従来のバランスホールのような乱流を生じないば
かりか、バツクシユラウド２の裏側に漏入する流
体エネルギーの還元・有効利用を促進すると共
に、インペラ吸込側の圧力低下を防いでポンプの
吸込性能の改善ができる。 Therefore, since the balance chamber 18 communicates with the suction side of the impeller 1, the pressure balance is maintained, the axial thrust of the impeller is reduced, and the reflux flows out in the same direction as the inflow fluid of the impeller.
Not only does it not cause turbulence like a conventional balance hole, but it also promotes the return and effective use of fluid energy leaking to the back side of the backside of the backside loudspeaker, and improves the pump's suction performance by preventing pressure drop on the impeller suction side. Can be done.
（本発明の効果）
第４図は口径50耗、最高効率点の流量0.7m3／
min、揚程180ｍ、回転数2988rpmのポンプにつ
いて、従来のバランスホール６を有するものと、
本発明に係るものとの比較実験の結果を示すもの
で、横軸に流量Ｑ（m3／min）をとり、縦軸に揚
程Ｈ（ｍ）、効率η（％）、軸動力Ｌ（kw）、吸込比
速度Ｓ（rpm，m3／min，ｍ）をとつて示した特
性曲線図である。図中本発明を実施した場合の特
性は実線で示し、従来例の特性は破線で示してあ
る。(Effects of the present invention) Figure 4 shows that the diameter is 50% and the flow rate at the highest efficiency point is 0.7m 3 /
min, lift height 180m, rotation speed 2988rpm pump, one with conventional balance hole 6,
This shows the results of a comparative experiment with the one according to the present invention. The horizontal axis shows the flow rate Q (m 3 /min), and the vertical axis shows the head H (m), the efficiency η (%), and the shaft power L (kw ) and the suction specific speed S (rpm, m 3 /min, m). In the figure, the characteristics when the present invention is implemented are shown by solid lines, and the characteristics of the conventional example are shown by broken lines.
なお、吸込比速度Ｓは、キヤビテーシヨン性能
を表わす指数としてよく知られるように、
Ｓ＝nQ1/2／Hsv3/4（ｎ：ポンプ回転数rpm，
Ｑ：流量m3／min，Hsv：有効吸込水頭ｍ）で求
められる。 Note that the suction specific speed S is well known as an index representing cavitation performance, as follows: S=nQ 1/2 / Hsv 3/4 (n: pump rotation speed rpm,
Q: Flow rate m 3 /min, Hsv: Effective suction head (m).
この図から分るように、従来のものは流量を絞
るに従つてＳの値が減少し、吸込性能の低下を示
すが、本発明のものは最高効率点の流量で、約20
％吸込比速度Ｓが大きくなつて吸込性能が改善さ
れると共に、流量を絞つても吸込性能は高性能を
維持した。 As can be seen from this figure, the value of S decreases as the flow rate is reduced in the conventional system, indicating a decline in suction performance, but the system of the present invention has a flow rate of approximately 20% at the maximum efficiency point.
The suction performance was improved by increasing the % suction specific speed S, and the suction performance maintained high performance even when the flow rate was reduced.
しかもＨ―Ｑ曲線、効率も良くなりポンプ全体
の性能を向上させることができる。 Moreover, the HQ curve and efficiency are improved, and the performance of the entire pump can be improved.
以上の如く本発明は、インデユーサを設けるこ
となく、インデユーサに劣らぬ効果をポンプ性能
を改善しつつ上げることができるほか、本発明に
係る連通孔および導通孔はバランス室内の流体の
出口部に開口しているから、流体中の不純物の排
出が十分に行なわれる結果、軸のカジリや発熱な
どを生じないという優れた効果を有している。 As described above, the present invention can improve the pump performance while improving pump performance without providing an inducer, and in addition, the communication hole and the conduction hole according to the present invention are opened at the outlet of the fluid in the balance chamber. As a result, impurities in the fluid are sufficiently discharged, resulting in excellent effects such as no galling of the shaft or generation of heat.
第１図は従来の遠心ポンプを示す断面図、第２
図は本発明の実施例を示す断面図、第３図は他の
実施例を示す部分断面図、第４図は遠心ポンプの
特性線図である。
１…羽根車、２…バツクシユラウド、３…フロ
ントシユラウド、４…吸込口、５…環状突起、６
…バランスホール、７…ケーシング、８，１０…
インペラウエアリング、９，１１…ケースウエア
リング、１２…シヤフト、１３…ボス部、１７…
インペラナツト、１８…バランス室、１９…スリ
ーブ、２０…導通孔、２１…連通孔、２２…孔、
２３…開口、２４…円錐体、２４ａ…凹面、２５
…環状流路。
Figure 1 is a sectional view showing a conventional centrifugal pump, Figure 2
The figure is a sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partial sectional view showing another embodiment, and FIG. 4 is a characteristic diagram of a centrifugal pump. 1... Impeller, 2... Back shroud, 3... Front shroud, 4... Suction port, 5... Annular projection, 6
...Balance hole, 7...Casing, 8, 10...
Impeller wear ring, 9, 11...Case wear ring, 12...Shaft, 13...Boss part, 17...
Impeller nut, 18... Balance chamber, 19... Sleeve, 20... Conduction hole, 21... Communication hole, 22... Hole,
23... Opening, 24... Cone, 24a... Concave surface, 25
...Annular channel.
Claims (1)
を設けてケーシングとの間で非接触シールを構成
させるとともに、バツクシユラウドとケーシング
に挾まれた環状突起より内側の空隙にバランス室
を設けた遠心ポンプにおいて、前記バランス室と
インペラボス部の吸込側とをインペラ中心部に設
けた導通孔およびインペラ吸込側の円錐面上に下
流に向かつて開口した流路を介して連通したこと
を特徴とする遠心ポンプの羽根車。 ２ 前記導通孔をシヤフトおよびインペラ止めナ
ツトの中心に設けるとともに、下流に向かつて開
口した前記流路をインペラナツトの前面に円錐体
の凹面を間隙をおいて配置してインペラナツトと
凹面との間隙で形成する環状流路で構成してなる
特許請求の範囲第１項記載の遠心ポンプの羽根
車。[Claims] 1. A centrifugal system in which an annular protrusion is provided on the back side of the backplane of the impeller to form a non-contact seal with the casing, and a balance chamber is provided in the gap inside the annular protrusion sandwiched between the backplane and the casing. A centrifugal pump characterized in that the balance chamber and the suction side of the impeller boss are communicated through a communication hole provided in the center of the impeller and a flow path opening downstream on the conical surface of the impeller suction side. pump impeller. 2. The conduction hole is provided at the center of the shaft and the impeller retaining nut, and the flow path opened toward the downstream is formed by arranging a concave surface of a cone with a gap between the front surface of the impeller nut and the gap between the impeller nut and the concave surface. An impeller for a centrifugal pump according to claim 1, comprising an annular flow path.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19618383A JPS6088896A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Impeller for centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19618383A JPS6088896A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Impeller for centrifugal pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6088896A JPS6088896A (en) | 1985-05-18 |
| JPS6316598B2 true JPS6316598B2 (en) | 1988-04-09 |
Family
ID=16353573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19618383A Granted JPS6088896A (en) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Impeller for centrifugal pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS6088896A (en) |
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| JPS56113101U (en) * | 1980-02-01 | 1981-09-01 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP19618383A patent/JPS6088896A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013111620A1 (en) | 2012-01-23 | 2013-08-01 | 三菱重工業株式会社 | Centrifugal fluid machine |
| JP2013148075A (en) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Centrifugal fluid machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6088896A (en) | 1985-05-18 |
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