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公開番号2024056152
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022162863
出願日2022-10-11
発明の名称流速制御装置および遠心ポンプ
出願人日機装株式会社
代理人個人
主分類F04D 29/44 20060101AFI20240416BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲を小流量域側に広げる。
【解決手段】本発明に係る流速制御装置(4)は、インデューサ(34)を備えた遠心ポンプ(1)の吸込管(35)内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置である。流速制御装置は、吸込管内のインデューサよりも取扱液の上流側に配置される絞り機構(40)を有する。絞り機構は、吸込管の内面側から吸込管内へ吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、インデューサよりも上流側において、インデューサに流入する取扱液の軸方向流速を変化させる少なくとも1の絞り部材(41,42)を備える。絞り部材の内面から吸込管内への突出量は、遠心ポンプから吐出された取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、
前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、
前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも１の絞り部材を備え、
前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される、
流速制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記突出量は、前記流量が小さくなるにつれて大きくなるように制御される、
請求項１に記載の流速制御装置。
【請求項３】
前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を計測する流量計測機器が取り付けられ、
前記流量情報は、前記流量計測機器により計測された前記流量を示す吐出流量情報である、
請求項１に記載の流速制御装置。
【請求項４】
前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液が流れる吐出流路には、前記吐出流路内を流れる前記取扱液の前記流量を調節する流量調節機器が取り付けられ、
前記流量情報は、前記流量調節機器の動作を制御する流量制御情報である、
請求項１に記載の流速制御装置。
【請求項５】
前記絞り機構は、前記吸込管の周方向に等角度間隔で配置される複数の前記絞り部材を備える、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流速制御装置。
【請求項６】
前記絞り機構は、相互に対向するように配置される２つの前記絞り部材を備える、
請求項５に記載の流速制御装置。
【請求項７】
複数の前記絞り部材それぞれが前記吸込管内へ突出しているとき、前記周方向において隣り合う前記絞り部材同士は、接触しない、
請求項５に記載の流速制御装置。
【請求項８】
前記周方向において、隣接する２つの前記絞り部材の間には、スリット状の隙間が形成される、
請求項７に記載の流速制御装置。
【請求項９】
前記絞り部材は、前記吸込管内に突出する部分に配置され、前記吸込管の軸方向に沿う貫通孔、または、前記絞り部材の突出方向側の端部に切り欠かれる切欠き、を備える、
請求項５に記載の流速制御装置。
【請求項１０】
回転軸と、
前記回転軸の一端部に取り付けられるインペラと、
前記インペラに吸い込まれる取扱液を導入する吸込管と、
前記吸込管内に配置されるインデューサと、
前記吸込管に取り付けられ、前記吸込管内を流れる前記取扱液の軸方向流速を制御する請求項１に記載の流速制御装置と、
を有してなる、
遠心ポンプ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流速制御装置および遠心ポンプに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心ポンプの吸込み性能を向上させるため、インペラの上流側（吸込管内の取扱液の流れにおける上流側）にインデューサが配置される技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。インデューサは、狭い特定の運転流量範囲で用いられるように設計されている。すなわち、例えば、インデューサ翼の入口角度は、吐出流量の最高効率点（Ｑ
ｂｅｐ
）における取扱液の流入角度に対して数度の迎角で取扱液が流れ込むように設計されている。ここで、取扱液の流入角度は、吸込管の軸方向における取扱液の速度（軸方向流速）、および、同取扱液の周速の関数で表されて、軸方向流速の増減に応じて増減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第４１５０９１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、遠心ポンプの流量（吐出流量）は、インバータによるインペラ（インデューサ）の回転数の制御や、吐出管に取り付けられている弁（吐出弁）の開度、により調節されている。ここで、後述のとおり、吐出弁の開度が小さくなることにより流量のみが絞られると、取扱液のインデューサ翼への流入角度は小さくなる。その結果、流入角度とインデューサ翼の入口角度との差異が大きくなり、最終的に、インデューサ翼の表面からの取扱液の剥離が発生して、遠心ポンプの吸込み性能が悪化する。このように、特定の運転流量範囲よりも小さい小流量域では、インデューサを備える遠心ポンプの吸込み性能は、悪化する。
【０００５】
本発明は、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲を小流量域側に広げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様における流速制御装置は、インデューサを備えた遠心ポンプの吸込管内を流れる取扱液の軸方向流速を制御する流速制御装置であって、前記吸込管内の前記インデューサよりも前記取扱液の流れの上流側に配置される絞り機構を有してなり、前記絞り機構は、前記吸込管の内面側から前記吸込管内へ前記吸込管の横断方向に沿うように突出することにより、前記インデューサよりも上流側において、前記インデューサに流入する前記取扱液の前記軸方向流速を変化させる少なくとも１の絞り部材を備え、前記絞り部材の前記内面から前記吸込管内への突出量は、前記遠心ポンプから吐出された前記取扱液の流量に関連する流量情報に基づいて、変更可能に制御される。
【０００７】
本発明の一実施形態における遠心ポンプは、回転軸と、前記回転軸の一端部に取り付けられるインペラと、前記インペラに吸い込まれる取扱液を導入する吸込管と、前記吸込管内に配置されるインデューサと、前記吸込管に取り付けられ、前記吸込管内を流れる前記取扱液の軸方向流速を制御する前述の実施態様に記載の流速制御装置と、を有してなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インデューサを備える遠心ポンプの運転流量範囲が小流量域側に広げられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明に係る遠心ポンプを備えるポンプシステムの模式配管図である。
本発明に係る遠心ポンプの実施の形態を示す模式断面図である。
本発明に係る流速制御装置の実施の形態を示す模式構成図である。
図３の流速制御装置が備える絞り部材が、図２の遠心ポンプが備える吸込管内に突出している状態を示す模式断面図である。
図２の遠心ポンプが備えるインデューサの上流側に隣接する領域における取扱液の流入角度を説明する模式図である。
図４の絞り部材の突出による効果、および、突出量を示す模式図である。
流量に対する開口率の一例を示す模式図である。
図４のＡＡ線における模式断面図である。
図４の吸込み管の模式斜視図である。
取扱液の逆流を説明する模式図であり、（ａ）は従来の吸込管を示す模式図であり、（ｂ）は本発明における吸込管を示す模式図である。
図３の流速制御装置の各変形例を示す模式断面図であり、（ａ）は第１変形例を示す模式断面図であり、（ｂ）は第２変形例を示す模式断面図であり、（ｃ）は第３変形例を示す模式断面図であり、（ｄ）は第４変形例を示す模式断面図であり、（ｅ）は第５変形例を示す模式断面図であり、（ｆ）は第６変形例を示す模式断面図である。
図１１の第２変形例に係る流速制御装置が備える貫通孔に流入する取扱液の流れを説明する模式断面図である。
図３の流速制御装置の第７変形例の模式配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る流速制御装置および遠心ポンプの実施の形態について説明する。各図において、同一の部材および要素については同一の符号が付されて、重複する説明は省略される。また、各要素の寸法比率は、説明の便宜上、誇張されている場合が有り、各図面に図示されている比率に限定されない。
（【００１１】以降は省略されています）

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