JP2592874B2

JP2592874B2 - ポンプ用平板直線形インデューサ

Info

Publication number: JP2592874B2
Application number: JP62334039A
Authority: JP
Inventors: 佐太一高田
Original assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Torishima Pump Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JPH01178800A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、高吸込性能を要求されるポンプの平板直線
形インデューサに関するものである。

（従来の技術）従来、高吸込性能を要求されるポンプには、インデュ
ーサが主インペラに前置されている。このインデューサ
は、流体が主インペラに吸込まれる前に圧力を上昇させ
て、キャビテーションの発生を押え、吸込性能の向上を
図るものである。そして、このインデューサは軸流形式
で、ヘリカル状のインデューサ羽根が多用されており、
その形状は羽根枚数，外径，ソリディティ，ハブ比，羽
根入口角、羽根出口角等の膨大な設計因子により定めら
れる。

ここで、インデューサ羽根の羽根入口角，羽根出口角
は、無衝突流入を仮定した速度三角形利用による幾何学
的方法により決定されている。

例えば、羽根入口での任意半径上の羽根入口角度β_１
は、次式より決定される。

r₁tanβ_１＝r₁ttanβ₁t ここで、r₁：任意半径 r₁t：インデューサチップ径 β₁t：インデューサチップ入口角度そして、平板ヘリカル形インデューサのように羽根角度
が入口から出口まで一定としたものや、キャンバを有す
るもの等が用いられている。

一方、このインデューサ自身の耐キャビテーションエ
ロージョン性能，耐サンドエロージョン性能の向上のた
め、従来、インデューサ羽根にステンレス鋼等の耐エロ
ージョン性材料を使用したり、インデューサ羽根の表面
にステライト等を肉盛りしたり、あるいは耐食性材料か
らなる当て板をライニングすることが行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来のインデューサ羽根は三次元の翼
面形状を有するため、その製造にあたって鋳造製のもの
は複雑な翼面形状をもつ木型、溶接製のものはプレス用
金型等の利用が不可避であり、製造工程が複雑で多大な
工数を要していた。また、溶接製のものは、プレス成形
時及び溶接時の製作誤差が大きく、設計角度分布の管理
が難しいため、水力性能の再現性が良好とは言えない等
の問題があった。

さらに、この三次元曲面形状のインデューサ羽根に耐
エロージョン性肉盛りをするものでは、良好な水力性能
を得るために、肉盛り後にその表面を機械加工して翼面
に沿わせなければならない。また、肉盛りの替わりに耐
エロージョン性材料からなる当て板をライニングするも
のでは、同様の理由からその当て板を予め金型成形して
翼面に沿うようにしなければならない。このように、イ
ンデューサ羽根の翼面が三次元曲面であることにより、
その表面に施す耐エロージョン性肉盛り又は耐エロージ
ョン性ライニングは、極めて困難で、複雑な工程となっ
ていた。

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、イン
デューサ羽根の翼形状を単純化し、その製造工程を簡略
化して工数低減を図るとともに、従来の平板ヘリカル形
インデューサに匹敵する揚水性能及び吸込性能を確保し
得るとともに、耐キャビテーションエロージョン性，耐
サンドエロージョン性の高いポンプ用平板直線形インデ
ューサを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）前記問題点を解決するために、本発明は、インデュー
サ内の流れが、その運転流量域において必ずしも翼面に
沿ったものではない事に着目し、インデューサ羽根とし
て全く湾曲のない扇形の平板を用いるものである。

すなわち、本発明は、ポンプ主インペラに前置される
インデューサにおいて、略扇形の平板にその扇形の要を
通り、かつ、その中心線より下流側に基準線を設けた複
数のインデューサ羽根を、前記主インペラのハブ軸より
延設したインデューサ軸に、前記基準線をインデューサ
軸の軸芯に直角に保持して、かつ、翼面をインデューサ
軸の軸芯に対し所定の設定角度に傾斜させて取り付ける
とともに、当該インデューサ羽根の翼面の要所に耐エロ
ージョン性材料からなる当て板を取り付けたものであ
る。

（実施例）次に、本発明の一実施例を添付図面に従って説明す
る。

第１図，第２図は本発明に係るインデューサを備えた
渦巻ポンプを示し、主インペラ１のハブ軸２に、３枚の
インデューサ羽根３を有するインデューサ軸４を螺着し
たものである。

インデューサ羽根３は、第３図に示すように、略扇形
に板取りされた平板であり、何ら三次元加工することな
く、インデューサ軸４に溶接接合したものである。すな
わち、第３図に示すように、その扇形の要Ｏを通り、か
つ、その中心線Ｃより下流側に基準線Ｓを設け、第４
図，第５図に示すように、当該基準線Ｓをインデューサ
軸４の軸芯に直角に保持し、かつ、翼面をインデューサ
軸４の軸芯に対して所定の設定角度αだけ傾斜させた状
態に取り付けてある。

また、各インデューサ羽根３の表面の要所には、耐エ
ロージョン性材料からなる当て板５が取り付けてある。
この当て板５の材料としては、従来の耐エロージョン性
材料のほか、部分安定化ジルコニア（PSZ）,ZrO₂等のセ
ラミックス、Co-Mo-Cr三元系合金，ハステロイ等の超硬
合金、又はテトラフルオロエチレンふっ素樹脂（ETFE）
等のエンジニアリングプラスチックス等を、何等特別な
加工を施すことなく使用することができる。一般に、イ
ンデューサにおけるキャビテーションエロージョン等の
発生部位は、ポンプの運転範囲が確定すればほぼ予想す
ることができるため、その部分にのみ前記当て板５を取
り付ければよい。また、この当て板５の取付けは、前記
インデューサ羽根３の表面に単に載置して接合するだけ
でよく、その接合方法としてはボルト接合，溶接接合，
若しくは接着剤による接合又はこれらの組合わせのいず
れによってもよい。

このように、各インデューサ羽根３に耐エロージョン
性の当て板５が取り付けてあるため、インデューサ羽根
３自身のキャビテーションエロージョン，サンドエロー
ジョン等の発生が防止される。

ところで、平板直線形インデューサの羽根外径、ハブ
径、軸方向長さ、ソリディティ，羽根枚数等は、従来の
ヘリカル形のインデューサと同様の設計手法にて決定さ
れる。また、設定角度αは当該ヘリカルインデューサと
ほぼソリディティが一致するように決定される。

前述のように、扇形の平板からなるインデューサ羽根
３をインデューサ軸４に所定の設定角度αで取り付ける
ことにより、チップ側（インデューサ羽根３の外周縁）
で従来の平板ヘリカル形インデューサの角度に近い値が
得られ、ハブ側（インデューサ羽根３の内周縁）で平板
ヘリカル形インデューサに比べて小さな角度が得られ
る。

また、本発明に係るインデューサ羽根３は、基準線Ｓ
を中心線Ｃより下流側に設けているので、第６図に示す
ように、中心線Ｃ方向からみればインデューサ軸４の先
端に向かって寝かされた状態に取り付けられ、第12図中
Ｓ及び第12a図に示すように、入口側の羽根角度β_１が
小さく、出口側の羽根角度β_２が大きくなる。これは、
第12図に示すように、羽根角度が入口側から出口側まで
一定である従来の平板ヘリカル形インデューサに反りを
加えたものに近似している。

なお、基準線を扇形の中心線Ｃ上又は中心線Ｃより上
流側に採ると、羽根角度分布が異なってくる。

すなわち、第７図，第８図に示すように扇形の中心線
Ｃに基準線S₁を採った場合は、第12図中S₁及び第12b図
に示すように、入口側の羽根角度β_１及び出口側の羽根
角度β_２が小さくて、中間の羽根角度β_３が大きくな
る。また、第９図，第10図に示すように中心線Ｃより上
流側に基準線S₂を採った場合は、第11図に示すように、
中心線Ｃ方向から見れば主インペラ１側に寝かされた状
態に取り付けられ、第12図中S₂及び第12c図に示すよう
に、入口側の羽根角度β_１が大きく、出口側の羽根角度
β_２が小さくなる。

第13図は、本発明に係る平板直線形インデューサと、
従来の平板ヘリカル形インデューサを備えた渦巻ポンプ
の性能比較を行なったものである。図中、点線はインデ
ューサの無い渦巻ポンプ、実線は従来の平板ヘリカル形
インデューサを備えた渦巻ポンプ、一点鎖線は本発明に
係る平板直線形インデューサを備えた渦巻ポンプの、そ
れぞれ性能曲線を示す。図より、渦巻ポンプの常用運転
域におけるNPSHreqは、従来の平板ヘリカル形インデュ
ーサを取り付けることにより、小さくなり、ポンプ吸込
性能が大きく改善されているが、本発明に係る平板直線
形インデューサを取り付けても、従来の平板ヘリカル形
インデューサの性能に匹敵するポンプの吸込性能が達成
されており、ポンプキャビテーションの発生が抑制され
ることがわかる。

また、本発明に係るインデューサでは、インデューサ
羽根３の羽根角度を適当に選定することにより、従来の
平板ヘリカル形インデューサよりも、インデューサにお
けるキャビテーションの発生を抑制できることが確認さ
れている。従って、このインデューサ自身の有するキャ
ビテーション抑制効果と耐エロージョン性の当て板５と
により、本発明に係るインデューサは、極めてキャビテ
ーションエロージョンの少ないものとなる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、イ
ンデューサ羽根を翼面が平面である略扇形の平板とした
ため、三次元加工が不要となり、従来の金型製造、プレ
ス加工等の工程が省略され、インデューサの製作工程が
簡略化されて工数低減を図ることが可能となる。

また、耐エロージョン性材料からなる当て板は、平板
状のインデューサ羽根の要所に単に設置して適宜接合す
るだけであり、何等加工を施す必要はないため、その取
付け工程は極めて簡単となる。従って、たとえ耐エロー
ジョン性材料からなる当て板が高価であっても、生産工
数低減により全体としては安価で、耐キャビテーション
エロージョン性等のよいインデューサを製造することが
できる。

さらに、インデューサ羽根の基準線を扇形の中心線よ
り下流側に設けたため、羽根角度が入口側で小さく、出
口側で大きくなり、平板直線形インデューサの使用によ
る性能低下が最小限に押さえられ、従来の平板ヘリカル
形インデューサを備えたポンプに匹敵する性能を維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るインデューサを備えた渦巻ポンプ
の断面図、第２図は第１図の側面図、第３図は平板から
板取りしたインデューサ羽根を示す平面図、第４図は本
発明に係るインデューサ羽根の取付状態を示す図、第５
図は第４図の側面図、第６図は第５図Ａ方向から見た
図、第７図，第９図はそれぞれ異なる基準線を有するイ
ンデューサ羽根の取付状態を示す図、第８図，第10図は
それぞれ第７図，第９図の側面図、第11図は第10図のＡ
方向から見た図、第12図は本発明に係るインデューサ羽
根と基準線の異なるインデューサ羽根と従来のインデュ
ーサ羽根の羽根角度の分布を示す図、第12a図は本発明
に係るインデューサ羽根の任意の半径上における円筒断
面の展開図、第12b図，第12c図はそれぞれ基準線の異な
るインデューサ羽根の任意の半径上における円筒断面の
展開図、第13図はインデューサの無い渦巻ポンプと従来
の平板ヘリカル形インデューサを備えた渦巻ポンプ及び
本発明に係る平板直線形インデューサを備えた渦巻ポン
プの性能曲線を示す図である。１……主インペラ、２……ハブ軸、３……インデューサ
羽根、４……インデューサ軸、S,S₁,S₂……基準線、Ｃ
……中心線、Ｏ……要。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ主インペラに前置されるインデュー
サにおいて、略扇形の平板にその扇形の要を通り、か
つ、その中心線より下流側に基準線を設けた複数のイン
デューサ羽根を、前記主インペラのハブ軸より延設した
インデューサ軸に、前記基準線をインデューサ軸の軸芯
に直角に保持して、かつ、翼面をインデューサ軸の軸芯
に対し所定の設定角度に傾斜させて取り付けるととも
に、当該インデューサ羽根の翼面の要所に耐エロージョ
ン性材料からなる当て板を取り付けたことを特徴とする
ポンプ用平板直線形インデューサ。