(57)【要約】【課題】水圧脈動を低減することができる両吸込型遠心流体機械を提供する。【解決手段】流体を吸入する第１の吸入口Ｉ1と、前記第１の吸入口Ｉ1と同軸上に位置し前記第１の吸入口Ｉ1と反対方向を向く流体を吸入する第２の吸入口Ｉ2と、前記第１の吸入口Ｉ1に流体を導入する複数の第１の羽根１と、前記第２の吸入口Ｉ2に流体を導入する前記第１の羽根１と同数の第２の羽根２と、前記第１の吸入口Ｉ1及び前記第２の吸入口Ｉ2から吸入した流体を径方向に吐出する吐出口Ｏとを備える両吸込型遠心流体機械において、前記第１の羽根１と前記第２の羽根２は周方向において交互に配置されて前記第１の羽根１と前記第２の羽根２とにより流体の流路をそれぞれ形成し、前記第１の羽根１により導かれた流体と、前記第２の羽根２により導かれた流体は、前記流路において合流して前記吐出口Ｏより吐出するようにした。【選択図】図１
2012132368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吸入する第１の吸入口と、
前記第１の吸入口と同軸上に位置し前記第１の吸入口と反対方向を向く流体を吸入する第２の吸入口と、
前記第１の吸入口に流体を導入する複数の第１の羽根と、
前記第２の吸入口に流体を導入する前記第１の羽根と同数の第２の羽根と、
前記第１の吸入口及び前記第２の吸入口から吸入した流体を径方向に吐出する吐出口と
を備える両吸込型遠心流体機械において、
前記第１の羽根と前記第２の羽根は周方向において交互に配置されて前記第１の羽根と前記第２の羽根とにより流体の流路をそれぞれ形成し、前記第１の羽根により導かれた流体と、前記第２の羽根により導かれた流体は、前記流路において合流して前記吐出口より吐出する
ことを特徴とする両吸込型遠心流体機械。
【請求項２】
前記第１の羽根により導入された流体は、途中で前記第２の羽根に遭遇して分岐され、分岐された流体は前記第１の羽根と前記第２の羽根に導かれて前記吐出口より吐出され、
前記第２の羽根により導入された流体は、途中で前記第１の羽根に遭遇して分岐され、分岐された流体は前記第１の羽根と前記第２の羽根に導かれて前記吐出口より吐出される
ことを特徴とする請求項１に記載の両吸込型遠心流体機械。
【請求項３】
前記吐出口における前記第１の羽根及び前記第２の羽根の端部の形状を軸方向と平行の形状以外の形状とする
ことを特徴とする請求項１に記載の両吸込型遠心流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両吸込型遠心流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、両吸込型遠心流体機械が知られている（下記特許文献１〜３参照）。
例えば、従来の両吸込型遠心流体機械においては、下記特許文献１に記載されているように、吐出口における流体の出口速度は下記特許文献１の第２図に示されるように変動しているため、これが舌端（下記特許文献１の第３図（Ａ）におけるＴｐ参照）と干渉することにより水圧脈動を生じることとなる。
これに対し、下記特許文献１の第５図に示されるように羽根枚数を増やすことにより、下記特許文献１の第６図に示されるように出口速度の変動が小さくなり、水圧脈動も小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１３５３９７号公報
【特許文献２】特開２００８−００８１５４号公報
【特許文献３】実開平６−０８７６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の両吸込型遠心流体機械においては、上記特許文献１の第５図に示されるように羽根枚数を増やした場合、構造が複雑となるため、製作コストが大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００５】
なお、上記特許文献１の第５図においては、径方向の外側に位置する羽根の枚数を途中から増加させているが、流体の吸入口の部分から羽根の枚数を増加させた場合、流体の吸入口における流路面積が減少して流速が増加することにより、静圧が低下して流体が気化する現象であるキャビテーションが発生しやすくなる。そして、キャビテーションが発生した場合、両吸込型遠心流体機械の性能低下や損傷を引き起こす虞があるという問題がある。
【０００６】
以上のことから、本発明は、水圧脈動を低減することができる両吸込型遠心流体機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る両吸込型遠心流体機械は、
流体を吸入する第１の吸入口と、
前記第１の吸入口と同軸上に位置し前記第１の吸入口と反対方向を向く流体を吸入する第２の吸入口と、
前記第１の吸入口に流体を導入する複数の第１の羽根と、
前記第２の吸入口に流体を導入する前記第１の羽根と同数の第２の羽根と、
前記第１の吸入口及び前記第２の吸入口から吸入した流体を径方向に吐出する吐出口と
を備える両吸込型遠心流体機械において、
前記第１の羽根と前記第２の羽根は周方向において交互に配置されて前記第１の羽根と前記第２の羽根とにより流体の流路をそれぞれ形成し、前記第１の羽根により導かれた流体と、前記第２の羽根により導かれた流体は、前記流路において合流して前記吐出口より吐出する
ことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決するための第２の発明に係る両吸込型遠心流体機械は、第１の発明に係る両吸込型遠心流体機械において、
前記第１の羽根により導入された流体は、途中で前記第２の羽根に遭遇して分岐され、分岐された流体は前記第１の羽根と前記第２の羽根に導かれて前記吐出口より吐出され、
前記第２の羽根により導入された流体は、途中で前記第１の羽根に遭遇して分岐され、分岐された流体は前記第１の羽根と前記第２の羽根に導かれて前記吐出口より吐出される
ことを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するための第３の発明に係る両吸込型遠心流体機械は、第１の発明に係る両吸込型遠心流体機械において、
前記吐出口における前記第１の羽根及び前記第２の羽根の端部の形状を軸方向と平行の形状以外の形状とする
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水圧脈動を低減することができる両吸込型遠心流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図及び透視平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図及び展開図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る両吸込型遠心流体機械における流体の吐出口の形状を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る両吸込型遠心流体機械を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
上述したように、両吸込型遠心流体機械において水圧脈動を減らすには、羽根の枚数を増やすことが有効である。しかし、単純に羽根の枚数を増やした場合、羽根の厚さの分、吸入口の流路面積が減少し、吸入口の部分の羽根においてキャビテーションが発生しやすくなるという問題がある。
【００１３】
このため、それぞれの羽根の間に、径方向の外側近傍にのみ存在する短い羽根（以下、スプリッターという）を追加することにより、吐出口における羽根の枚数を増やす構成が従来から知られているが、構造が複雑となるため、製作コストが大幅に増加してしまうという問題がある。
【００１４】
また、従来の両吸込型遠心流体機械として、上記特許文献２の図６，７に示される構成が知られている。上記特許文献２の図７においては、水圧脈動を減らすために羽根を互い違いにしているが、中央主板（例えば、上記特許文献２の図６，７中における中央主板２００参照）が存在しているため、性能向上の効果が乏しいという問題がある。また、上記特許文献２の図６においては、性能向上のため中間の壁をなくして摩擦損失を低減しているが、水圧脈動の低減効果が劣るという問題がある。
【００１５】
このため、本発明に係る両吸込型遠心流体機械は、２個の通常の片吸込型遠心流体機械を貼り合わせたような構成とした。これにより、流量がほぼ倍になり、さらに、軸方向に発生する推力をキャンセルすることができる。
なお、本発明に係る両吸込型遠心流体機械においては、２個の通常の片吸込型遠心流体機械をただ貼り合わせるのではなく、中央主板を取り除いて流れを合流させ、互いの羽根を交互に配置することにより共用する工夫を行う。
これにより、本発明に係る両吸込型遠心流体機械によれば、スプリッターを備えることにより水圧脈動を低減しつつも製作コストの低減を図り、さらに、中央主板をなくして性能の向上も図ることができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械について説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図及び透視平面図である。なお、図１（ａ）は本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図、図１（ｂ）は本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の透視平面図である。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）中において、矢印Ｒは回転方向を示している。また、図１（ｂ）中に示す矢印Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩは流体の流れの例を示している。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械は、流体の吸入口として矢印Ｉ1で示す第１の吸入口Ｉ1と、矢印Ｉ2で示す第２の吸入口Ｉ2を備えており、流体の吐出口として矢印Ｏで示す吐出口Ｏを備えている。そして、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械においては、第１の吸入口Ｉ1及び第２の吸入口Ｉ2へ軸方向から流体を吸い込むと、第１の吸入口Ｉ1及び第２の吸入口Ｉ2から吸い込んだ流体が合流し、合流した流体が複数の吐出口Ｏから径方向に吐き出されている構成となっている。
【００１８】
本実施例に係る両吸込型遠心流体機械は、第１の羽根車４と第２の羽根車３により外殻をなしている。第１の羽根車４と第２の羽根車３との間には、第１の吸入口Ｉ1側から流体を吸い込むための第１の羽根１と、第２の吸入口Ｉ2側から流体を吸い込むための第２の羽根２が設置されている。第１の羽根１と第２の羽根２は、軸部５に設置された羽根支持部６を介して支持されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械は、３枚の第１の羽根１と、３枚の第２の羽根２を備えている。第１の羽根１及び第２の羽根２は回転方向前方から後方に延在し、かつ回転方向に膨らむように湾曲した形状となっている。なお、本実施例においては、３枚の第１の羽根１と、３枚の第２の羽根２を備える場合を例として説明するが、３枚以外の複数枚であっても第１の羽根１と第２の羽根２の枚数を同数設置しさえすれば同様に実現することが可能である。
【００２０】
第１の吸入口Ｉ1では、第１の羽根１が３枚存在し、第２の吸入口Ｉ2も同様に第２の羽根２が３枚存在し、第１の羽根１と第２の羽根２を交互に配置されるように組み合わせることにより、吐出口Ｏにおいては第１の羽根１及び第２の羽根２合わせて６枚存在することとなる。このため、吐出口Ｏにおいては従来の両吸込型遠心流体機械において片側６枚の羽根を設置した場合と同等の状況となる。
【００２１】
図２は、本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図及び展開図である。なお、図２（ａ）は本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の軸方向における断面図、図２（ｂ）は本発明の第１の実施例に係る両吸込型遠心流体機械の展開図である。また、図１（ａ）中において、矢印Ｒは回転方向を示している。また、図２における流体の流れの例を示した矢印Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩは、図１中に示す矢印Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩと同じ流れを示している。また、図２におけるＡ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´，Ｃ，Ｃ´，Ｄ，Ｄ´は図１中に示すＡ，Ａ´，Ｂ，Ｂ´，Ｃ，Ｃ´，Ｄ，Ｄ´と同じ位置を示している。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械においては、第１の吸入口Ｉ1から矢印Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩで示すように、第１の羽根１に導かれて流体が流入する。そして、矢印ＩＩで示した流体の流れは、途中で第２の羽根２に遭遇する。これにより、第２の羽根２が従来の両吸込型遠心流体機械におけるスプリッターと同じ効果を奏することとなる。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械においては、第２の吸入口Ｉ2から矢印Ｉ´，ＩＩ´，ＩＩＩ´で示すように、第２の羽根２に導かれて流体が流入する。そして、矢印ＩＩ´で示した流体の流れは、途中で第１の羽根１に遭遇する。すなわち、第１の羽根１により導入された流体は、途中で第２の羽根２に遭遇して分岐され、分岐された流体は第１の羽根１と第２の羽根２に導かれて吐出口Ｏより吐出され、また、第２の羽根２により導入された流体は、途中で第１の羽根１に遭遇して分岐され、分岐された流体は第１の羽根１と第２の羽根２に導かれて吐出口Ｏより吐出される。これにより、第１の羽根１が従来の両吸込型遠心流体機械におけるスプリッターと同じ効果を奏することとなる。
【００２４】
ところで、上記特許文献３に記載されている両吸込型遠心流体機械は、単に２個の片吸込型遠心流体機械を貼り合わせるのではなく、２個の片吸込型遠心流体機械を融合させている（上記特許文献３の図１（ｂ），（ｃ）参照）。
しかしながら、上記特許文献３に記載されている両吸込型遠心流体機械は、上記特許文献３の図１（ｂ），（ｃ）に示される流路１aと流路１ｂとが３次元的に入り組んでいるだけであり、流路１aと流路１ｂが合流する構造とはなっていないため、性能向上の効果が乏しい。なお、上記特許文献３の図１（ａ）は流路１ａのみ示したものに相当している。
【００２５】
これに対し、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械においては、図２に示すように、本質的に２個の片吸込型遠心流体機械が融合している。すなわち、第１の羽根１と第２の羽根２とにより流体の流路がそれぞれ形成され、この流路において図２中に矢印Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩで示した第１の吸入口Ｉ1から流入した流体の流れと、図２中に矢印Ｉ´，ＩＩ´，ＩＩＩ´で示した第２の吸入口Ｉ2から流入した流体の流れが合流して吐出口Ｏから吐き出される構造となっている。これにより、各流路における流体の流量がほぼ倍になり、さらに、軸方向に発生する推力をキャンセルすることができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械によれば、スプリッターを設置した場合と同様に、吐出口Ｏにおける羽根の枚数が多いため、水圧脈動を低減することができる。
また、スプリッターを設置した場合と同様に、第１の吸入口Ｉ1及び第２の吸入口Ｉ2における羽根の枚数が少ないためキャビテーションの発生を抑制することができる。
また、中央主板をなくしたことにより、摩擦損失を低減し性能を向上させることができる。
また、それぞれの羽根の間に単純にスプリッターを設置した２個の片吸込型遠心流体機械を貼り合わせた場合に比べ、製作コストを半減にすることができる。
【実施例２】
【００２７】
以下、本発明の第２の実施例に係る両吸込型遠心流体機械について説明する。
図３は、本発明の第２の実施例に係る両吸込型遠心流体機械における流体の吐出口の形状を示した側面図である。なお、図３においては、吐出口Ｏにおける流体の出口速度の速度変動の波を模式的に破線により示すこととする。また、図３中において矢印Ｓは軸方向を示し、矢印Ｒは回転方向を示している。
【００２８】
上述したように、吐出口Ｏにおける流体の出口速度は、上記特許文献１の第２図に示されるように速度変動が発生しており、これが舌端（上記特許文献１の第３図（Ａ）におけるＴｐ参照）にぶつかって水圧脈動が発生する。
例えば、吐出口Ｏの形状が上記特許文献１の第３図（Ｂ）に示されるような形状の場合、図３（ｄ）中に破線により示すように速度変動の波に軸方向において位相差がないため、速度変動の波が一斉に舌端にぶつかり、大きな水圧脈動が発生する。
【００２９】
これに対し、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械における吐出口Ｏの形状によれば、図３（ａ）〜（ｃ）中に破線により示すように速度変動の波に軸方向において位相の分布があるため、速度変動の波が舌端にぶつかるタイミングに差が生じるため、水圧脈動を低減することができる。
【００３０】
すなわち、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械においては、吐出口Ｏにおける第１の羽根１及び第２の羽根２の端部の形状を軸方向と平行の形状以外の形状とすることにより、速度変動の波が舌端にぶつかるタイミングに差が生じるため、水圧脈動を低減することができる。
【００３１】
したがって、本実施例に係る両吸込型遠心流体機械によれば、第１の発明に係る両吸込型遠心流体機械の奏する効果に加え、周期的な水圧脈動を低減することができるため、騒音や振動を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば、両吸込型遠心流体機械において利用することが可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  第１の羽根
２  第２の羽根
３  第２の羽根車
４  第１の羽根車
５  軸部
６  羽根支持部
Ｉ1  第１の吸入口
Ｉ2  第２の吸入口
Ｏ  吐出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
2012132368.tif 000005