(57)【要約】【課題】ベーンの圧力面側での流れの剥離を抑制し、効率向上を図ったディフューザ、及び、遠心式流体機械を提供すること。【解決手段】インペラ１２の下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部及びハブ側壁部の間に配置される複数のベーン２３を備え、インペラ１２から流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ１３であって、ベーン２３は、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角αが該前縁部２３ａの入口角βよりも大きい部分に、前縁部２３ａからインペラ１２に向かって延びると共に、その先端３０ａを絶対流出角αと入口角βとの偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部３０を備えた。【選択図】図２
2016176399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラの下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部及びハブ側壁部の間に配置される複数のベーンを備え、前記インペラから流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザであって、
前記ベーンは、前縁部から前記インペラに向かって延びると共に、その先端を、前記前縁部における前記インペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部を備えることを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
前記湾曲整流部は、前記前縁部における前記シュラウド側壁部及び前記ハブ側壁部の少なくとも一方側の端部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のディフューザ。
【請求項３】
前記湾曲整流部は、前記前縁部における前記シュラウド側壁部と前記ハブ側壁部との中間部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のディフューザ。
【請求項４】
前記湾曲整流部は、前記絶対流出角が前記入口角よりも大きい部分に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のディフューザ。
【請求項５】
インペラの下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部及びハブ側壁部の間に配置される複数のベーンを備え、前記インペラから流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザであって、
前記ベーンの前縁部と前記インペラとの間の空間に、前記シュラウド側壁部及び前記ハブ側壁部の少なくとも一方から他方に向けて立設され、前記空間を流れる流体を前記ベーンに導く整流リブを備え、前記整流リブは、前記前縁部側から前記インペラに向かって延び、その先端を、前記前縁部における前記インペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させたことを特徴とするディフューザ。
【請求項６】
前記整流リブは、前記先端の入口角を前記前縁部の入口角よりも大きくなる方向に湾曲させたことを特徴とする請求項５に記載のディフューザ。
【請求項７】
前記整流リブは、前記ベーンの前記前縁部における前記インペラの絶対流出角が該前縁部の入口角よりも大きい部分に相当する位置に設けられたことを特徴とする請求項５または６に記載のディフューザ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のディフューザを備えることを特徴とする遠心式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラから流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ、及び、遠心式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、遠心ポンプや遠心圧縮機などの遠心式流体機械では、インペラの下流側にディフューザが設けられ、インペラから流出された流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するよう構成されている。従来、ディフューザとして、対向する２つの壁部（シュラウド側壁部及びハブ側壁部）の間に複数のベーンを配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このベーンは、インペラから流出された流体を案内するものであり、ベーンの配置される角度（例えば前縁部の入口角）は、インペラから流体が流出される角度（絶対流出角）に基づいて設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２８８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のディフューザには、インペラから流出された流体がベーンの高さ方向（シュラウド側壁部とハブ側壁部との距離に平行な方向）に速度分布を持って流入することがある。この場合、ベーンの前縁部においては、流体の流速に応じて、インペラの絶対流出角の大きさが該ベーンの高さ方向で異なる傾向にある。このため、例えば、前縁部の一部で、インペラの絶対流出角が前縁部の入口角よりも大きくなった場合、ベーンの圧力面側の流れに剥離が生じる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ベーンの圧力面での流れの剥離を抑制したディフューザ、及び、遠心式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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インペラの下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部及びハブ側壁部の間に配置される複数のベーンを備え、インペラから流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザであって、ベーンは、前縁部からインペラに向かって延びると共に、その先端を、前縁部におけるインペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ベーンは、前縁部からインペラに向かって延びると共に、その先端を、前縁部におけるインペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部を備えたため、インペラから流出した流体を転向させて、湾曲整流部の圧力面に沿って流すことができる。これにより、ベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【０００８】
この構成において、湾曲整流部は、前縁部におけるシュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部に設けられても良い。この構成によれば、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部おけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【０００９】
また、湾曲整流部は、前縁部におけるシュラウド側壁部とハブ側壁部との中間部に設けられても良い。この構成によれば、シュラウド側壁部とハブ側壁部との中間部におけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【００１０】
また、湾曲整流部は、絶対流出角が入口角よりも大きい部分に設けられても良い。この構成によれば、絶対流出角が前縁部の入口角よりも大きい部分におけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができ、絶対流出角の変動に対するロバスト性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明は、インペラの下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部及びハブ側壁部の間に配置される複数のベーンを備え、インペラから流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザであって、ベーンの前縁部とインペラとの間の空間に、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方から他方に向けて立設され、空間を流れる流体をベーンに導く整流リブを備え、整流リブは、前縁部側からインペラに向かって延び、その先端を、前記前縁部における前記インペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ベーンの前縁部とインペラとの間の空間に、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方から他方に向けて立設され、空間を流れる流体をベーンに導く整流リブを備え、整流リブは、前縁部側からインペラに向かって延び、その先端を、前縁部におけるインペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させたため、インペラから流出した流体を転向させて、整流リブの圧力面側に沿って流すことができる。このため、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部おけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【００１３】
この構成において、整流リブは、先端の入口角を前縁部の入口角よりも大きくなる方向に湾曲させても良い。この構成によれば、例えば、前縁部におけるシュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部でインペラの絶対流出角が該前縁部の入口角よりも大きい場合であっても、インペラから流出した流体を転向させて、整流リブの圧力面側に沿って流すことができる。このため、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部おけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【００１４】
この構成において、整流リブは、ベーンの前縁部におけるインペラの絶対流出角が該前縁部の入口角よりも大きい部分に相当する位置に設けられても良い。この構成によれば、絶対流出角の変動に対するロバスト性を高めることができ、ベーンの圧力面での流体剥離をより好適に抑えることができる。また、上記したディフューザを備えた遠心式流体機械としても良い。この構成によれば、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の少なくとも一方側の端部おけるベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができるため、ディフューザ内を剥離することなく流体を流通させることができ、ディフューザで圧力回復が図れるので、遠心式流体機械での効率向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベーンは、前縁部からインペラに向かって延びると共に、その先端を、前縁部におけるインペラの絶対流出角と該前縁部の入口角との偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部を備えたため、インペラから流出した流体を転向させて、湾曲整流部の圧力面に沿って流すことができる。これにより、ベーンの圧力面での流体剥離を好適に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、遠心式圧縮機の概要を示すインペラ及びディフューザの縦断面図である。
【図２】図２は、ベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。
【図３−１】図３−１は、前縁部における両端部に湾曲整流部を設けた構成の一例を示す図である。
【図３−２】図３−２は、前縁部における両端部に湾曲整流部を設けた構成の他の例を示す図である。
【図３−３】図３−３は、前縁部における両端部に湾曲整流部を設けた構成の他の例を示す図である。
【図４−１】図４−１は、前縁部における一方の端部に湾曲整流部を設けた構成の一例を示す図である。
【図４−２】図４−２は、前縁部における他方の端部に湾曲整流部を設けた構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、前縁部における中央部に湾曲整流部を設けた構成を示す図である。
【図６】図６は、前縁部における中央部に湾曲整流部を設けた場合のベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。
【図７】図７は、別の実施形態に係るディフューザを示す図である。
【図８】図８は、ベーンと整流リブの配置構成を示すディフューザの部分断面図である。
【図９−１】図９−１は、整流リブの構成の一例を示す図である。
【図９−２】図９−２は、整流リブの構成の他の例を示す図である。
【図１０−１】図１０−１は、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の一方に整流リブを設けた構成の一例を示す図である。
【図１０−２】図１０−２は、シュラウド側壁部及びハブ側壁部の他方に整流リブを設けた構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００１８】
図１は、遠心ポンプの概要を示すインペラ及びディフューザの縦断面図である。図２は、ベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。この図２は、インペラの回転軸に垂直な断面を示している。本実施形態では、遠心式流体機械として遠心ポンプ１０を例示して説明するが、遠心圧縮機や遠心送風機などに適用することも可能である。図１に示すように、遠心ポンプ１０は、回転軸１１を中心に所定の回転方向（矢印Ｒ方向）に回転するインペラ（遠心羽根車）１２と、インペラ１２の周縁１２ａから流出される流体が流れる流路を形成するディフューザ１３とを備えて構成される。
【００１９】
インペラ１２は、回転軸１１から周方向に広がるように形成されるハブ１２ｂと、ハブ１２ｂと対向して配置されるシュラウド１２ｃと、これらハブ１２ｂ及びシュラウド１２ｃの間に適宜な間隔で周方向に並んで形成される羽根１２ｄとを備える。インペラ１２は、回転軸１１の軸方向を向いて開口する吸込口１２ｅから吸い込んだ流体を羽根１２ｄに沿って案内し、回転によって昇圧された流体を周縁１２ａから径方向に流出させる。
【００２０】
ディフューザ１３は、図１に示すように、インペラ１２の下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２とで形成された空間である。ここで、ディフューザ１３を形成するシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との間の距離をディフューザ１３の高さｈとし、これらシュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の一方から他方へ延びる方向を高さ方向とする。ディフューザ１３は、図２に示すように、これらシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との間に、適宜な間隔で周方向に並んで配置される複数枚のベーン２３を備えている。これらのベーン２３は、それぞれ円弧状に形成されると共に、インペラ１２の径方向外側に円形翼列状に配置される。
【００２１】
また、ベーン２３は、前縁部２３ａの中心線（キャンバ線）Ｐとインペラ１２の周縁１２ａとの間に所定の角度（入口角β）をつけて配置されている。この入口角βは、例えば、定格回転速度で回転するインペラ１２から定格流量で流出される流体の流れの角度（絶対流出角α）と一致させるなど、適宜な角度に設定することができる。ベーン２３の形状や数についてはディフューザに関する公知技術を適用することができ、遠心ポンプ１０に要求される性能等によって適宜設定されている。また、ベーン２３は、インペラ１２の周縁１２ａから径方向外側に向かって隣接するベーン２３との間隔が広がるように配置される。これにより、シュラウド側壁部２１、ハブ側壁部２２及び隣接するベーン２３，２３で形成されるディフューザ１３は、下流に向けて流路面積が増大するため、このディフューザ１３を流れる流体の流速が減速されることにより、流体が有する運動エネルギが圧力エネルギに変換される。また、ベーン２３は、円弧状に形成された外周面側が圧力面２３ｂとなり、内周面側が負圧面２３ｃとなる。
【００２２】
ここで、回転するインペラ１２の周縁１２ａから流出される流体は、図２に示すように、インペラ１２から径方向外側に向かう速度成分（径方向速度成分Ｖｒ）と、周方向に沿った方向の速度成分（周方向速度成分Ｖｓ）とを有する。このため、流体は、これら径方向速度成分Ｖｒと周方向速度成分Ｖｓとが加算された方向の速度成分（絶対速度成分Ｖｆ）を有して周縁１２ａから流出する。本実施形態では、絶対速度成分Ｖｆと周方向速度成分Ｖｓがなす角をインペラ１２の絶対流出角αとする。
【００２３】
ところで、インペラ１２から流出される流体は、該インペラ１２の形状などに起因して、インペラ１２の高さ方向に変動する速度分布を有する傾向にある。この流体は、ディフューザ１３に速度分布を持って該ディフューザ１３に流入する。このため、ベーン２３の前縁部２３ａにおいては、ベーン２３（ディフューザ１３）の高さ方向で径方向速度成分Ｖｒ及びＶｓが変動することにより、インペラ１２から流出する流体の絶対流出角αが該高さ方向で異なる事態が生じる。
【００２４】
具体的には、図２に示すように、径方向速度成分Ｖｒの大きさが第１径方向速度成分Ｖｒ１、周方向速度成分Ｖｓの大きさが第１周方向速度成分Ｖｓ１の場合には、絶対流出角αは、第１絶対速度成分Ｖｆ１の大きさに対応する第１絶対流出角α１となる。一方、変動する速度分布によって、径方向速度成分Ｖｒの大きさが上記第１径方向速度成分Ｖｒ１よりも大きな第２径方向速度成分Ｖｒ２、周方向速度成分Ｖｓの大きさが第１周方向速度成分Ｖｓ１よりも小さな第２周方向速度成分Ｖｓ２である場合には、絶対流出角αは、第２絶対速度成分値Ｖｆ２に対応し、第１絶対流出角α１よりも大きい第２絶対流出角α２となる。
【００２５】
絶対流出角αがベーン２３（ディフューザ１３）の高さ方向で変化する場合として、例えば、（１）前縁部２３ａにおける両端部の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が中央部の流速よりも大きい場合、（２）前縁部２３ａにおける中央部の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が両端部の流速よりも大きい場合が想定される。上記した（１）、（２）のいずれの場合であっても、流速の大きい部分の絶対流出角α（第２絶対流出角α２）がベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなった場合、その部分では、ベーン２３の圧力面２３ｂに流体剥離を生じ易くなり、この剥離に起因して遠心ポンプ１０の効率低下を生じる恐れがある。
【００２６】
この問題を解決するために、本実施形態では、ベーン２３の前縁部２３ａのうち、絶対流出角αが入口角βよりも大きい部分に、インペラ１２から流出する流体をベーン２３に向けて整流する湾曲整流部３０が設けられている。まず、絶対流出角αが変化する一例として、前縁部２３ａにおける両端部の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が中央部の流速よりも大きい場合について説明する。図３−１は、前縁部における両端部に湾曲整流部を設けた構成の一例を示す図である。
【００２７】
前縁部２３ａにおけるシュラウド側壁部２１側及びハブ側壁部２２側の両端部２３ａ２の流速が、シュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との中央部２３ａ１（中間部）の流速よりも大きい場合には、ベーン２３は、図３−１に示すように、前縁部２３ａの両端部２３ａ２に、該両端部２３ａ２からそれぞれインペラ１２に向けて延びる湾曲整流部３０，３０を備える。この湾曲整流部３０は、前縁部２３ａに連結された板状部材であり、その先端３０ａがインペラ１２の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて湾曲されている。
【００２８】
具体的には、湾曲整流部３０の先端３０ａの中心線（キャンバ線）Ｐ´とインペラ１２の周縁１２ａとの間が所定の角度（入口角γ）となるように湾曲されている。この入口角γは、ベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きく形成され、絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角βとの偏差よりも絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角γとの偏差の方が小さくなるようになっている。
【００２９】
このため、両端部２３ａ２の絶対流出角α（第２絶対流出角α２）がベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなった場合であっても、両端部２３ａ２に、その先端３０ａを絶対流出角αと前縁部２３ａの入口角βとの偏差が小さくなる方向に湾曲した湾曲整流部３０を設けたことにより、流体を転向させて、湾曲整流部３０の圧力面側に沿って流すことができる。これにより、両端部２３ａ２（絶対流出角が入口角βよりも大きい部分）におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、絶対流出角αの変動に対するロバスト性を高めることができる。従って、ディフューザ１３内を剥離することなく流体を流通させるため、ディフューザ１３で圧力回復が図られ、遠心ポンプ１０での効率向上を図ることができる。
【００３０】
また、図３−１では、湾曲整流部３０は、側端３０ｂを先端３０ａと直交する矩形状としているため、湾曲整流部３０及びベーン２３の作成を容易に行うことができる。なお、湾曲整流部３０の形状は、先端３０ａの入口角γが前縁部２３ａの入口角βよりも大きければ、他の形状とすることもできる。具体的には、図３−２に示すように、湾曲整流部３０は、先端３０ａからベーン２３の前縁部２３ａに向けて徐々に幅広となるように、側端３０ｂを傾斜させたりしても良い。また、図３−３に示すように、側端３０ｂを円弧状に形成しても良い。また、図示はしないが、先端３０ａからベーン２３の前縁部２３ａに向けて階段状に幅広となるように側端３０ｂを形成しても良い。
【００３１】
また、図３−１〜図３−３の構成では、両端部２３ａ２における湾曲整流部３０の先端３０ａの入口角γは、同一の値としているが、インペラ１２から流出される流体の実際の速度分布に応じて、各端部２３ａ２における湾曲整流部３０の入口角γの大きさを適宜変更しても良い。
【００３２】
また、上記構成では、前縁部２３ａの両端部２３ａ２にそれぞれ湾曲整流部３０を設けているが、図４−１及び図４−２に示すように、インペラ１２から流出される流体の実際の速度分布に応じて、少なくとも一方の端部２３ａ２に湾曲整流部３０を設けた構成としても良い。この図４−１及び図４−２では、湾曲整流部３０を矩形状としているが、この形状を他の形状としても良いことは勿論である。
【００３３】
続いて、絶対流出角αが変化する一例として、前縁部２３ａにおける中央部２３ａ１の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が両端部２３ａ２の流速よりも大きい場合について説明する。図５は、前縁部における中央部に湾曲整流部を設けた構成を示す図であり、図６は、前縁部における中央部に湾曲整流部を設けた場合のベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。
【００３４】
前縁部２３ａにおけるシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との中央部（中間部）２３ａ１の流速が、シュラウド側壁部２１側及びハブ側壁部２２側の両端部２３ａ２の流速よりも大きい場合には、ベーン２３は、図５に示すように、前縁部２３ａの中央部２３ａ１に、該中央部２３ａ１からインペラ１２に向けて延びる湾曲整流部３０を備える。この湾曲整流部３０は、側端３０ｂを先端３０ａと直交する矩形状に形成されて前縁部２３ａに連結された板状部材であり、図６に示すように、その先端３０ａがインペラ１２の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて湾曲されている。
【００３５】
具体的には、湾曲整流部３０の先端３０ａの中心線（キャンバ線）Ｐ´とインペラ１２の周縁１２ａとの間が所定の角度（入口角γ）となるように湾曲されている。この入口角γは、ベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きく形成され、絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角βとの偏差よりも絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角γとの偏差の方が小さくなるようになっている。ここで、入口角γは、絶対流出角α（第２絶対流出角α２）よりも大きく設定することがより好ましい。
【００３６】
このため、中央部２３ａ１の絶対流出角α（第２絶対流出角α２）がベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなった場合であっても、中央部２３ａ１に、その先端３０ａを絶対流出角αと前縁部２３ａの入口角βとの偏差が小さくなる方向に湾曲した湾曲整流部３０を設けたことにより、流体を転向させて、湾曲整流部３０の圧力面側に沿って流すことができる。これにより、中央部２３ａ１（絶対流出角が入口角βよりも大きい部分）におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、絶対流出角αの変動に対するロバスト性を高めることができる。従って、ディフューザ１３内を剥離することなく流体を流通させるため、ディフューザ１３で圧力回復が図られ、遠心ポンプ１０での効率向上を図ることができる。
【００３７】
また、図５の構成では、湾曲整流部３０は、側端３０ｂを先端３０ａと直交する矩形状としているがこれに限るものではない。上述したように、先端３０ａの入口角γが前縁部２３ａの入口角βよりも大きければ、図３−２、図３−３で説明したように、先端３０ａからベーン２３の前縁部２３ａに向けて徐々に幅広となるように、側端３０ｂを傾斜させた形状としても良いし、側端３０ｂを円弧状や階段状とする形状としても良い。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、インペラ１２の下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の間に配置される複数のベーン２３を備え、インペラ１２から流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ１３であって、ベーン２３は、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角αが該前縁部２３ａの入口角βよりも大きい部分に、前縁部２３ａからインペラ１２に向かって延びると共に、その先端３０ａを絶対流出角αと入口角βとの偏差が小さくなる方向に湾曲させた湾曲整流部３０を備えたため、インペラ１２から流出した流体を転向させて、湾曲整流部３０の圧力面側に沿って流すことができる。これにより、絶対流出角αが前縁部２３ａの入口角βよりも大きい部分におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、ディフューザ１３で圧力回復が図られることにより、遠心ポンプ１０での効率向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、湾曲整流部３０は、絶対流出角αが入口角βよりも大きい部分として、前縁部２３ａにおけるシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２の少なくとも一方側の端部２３ａ２に設けられたため、シュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２の少なくとも一方側の端部２３ａ２におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、ディフューザ１３での効率向上を図ることができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、湾曲整流部３０は、絶対流出角αが入口角βよりも大きい部分として、前縁部２３ａにおけるシュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との中央部２３ａ１に設けられたため、シュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との中央部２３ａ１におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、ディフューザ１３での効率向上を図ることができる。
【００４１】
次に、別の実施形態について説明する。図７は、別の実施形態に係るディフューザを示す図であり、図８は、ベーンと整流リブの配置構成を示すディフューザの部分断面図である。この別の実施形態では、前縁部における両端部の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が中央部の流速よりも大きい場合に好適である。また、この別の実施形態において、上記実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
この別の実施形態に係るディフューザ１１３は、図７に示すように、ベーン２３に非連続に形成される整流リブ４０，４０を備えている。この整流リブ４０は、ベーン２３の前縁部２３ａとインペラ１２の周縁１２ａとの間の空間５０に配置され、この空間５０を流れる流体をベーン２３に導く機能を有する。
【００４３】
これらの整流リブ４０は、シュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２に設けられており、具体的には、一方の整流リブ４０は、シュラウド側壁部２１に立設されてハブ側壁部２２に向けて延びている。また、他方の整流リブ４０は、ハブ側壁部２２に立設されてシュラウド側壁部２１に向けて延びている。このように、整流リブ４０は、ベーン２３の前縁部２３ａにおける両端部２３ａ２（インペラ１２の絶対流出角が該前縁部の入口角よりも大きい部分）に相当する位置に設けられる。
【００４４】
整流リブ４０は、図８に示すように、整流リブ４０の終端４０ｃが前縁部２３ａの中心線（キャンバ線）Ｐ上に位置すると共に、整流リブ４０の先端４０ａは、インペラ１２の回転方向（図中矢印Ｒ方向）に向けて湾曲されている。
【００４５】
具体的には、整流リブ４０の先端４０ａの中心線（キャンバ線）Ｐ´とインペラ１２の周縁１２ａとの間が所定の角度（入口角γ）となるように湾曲されている。この入口角γは、ベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きく形成され、上記した絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角βとの偏差よりも絶対流出角α（第２絶対流出角α２）と入口角γとの偏差の方が小さくなるようになっている。
【００４６】
このように、本実施形態では、ベーン２３の前縁部２３ａとインペラ１２の周縁１２ａとの間の空間５０に、シュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の一方から他方に向けてそれぞれ立設され、空間５０を流れる流体をベーン２３に導く整流リブ４０，４０を備え、これら整流リブ４０，４０は、ベーン２３の前縁部２３ａ側からインペラ１２に向かって延び、その先端４０ａの入口角γを前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなる方向に湾曲させている。このため、ベーン２３の両端部２３ａ２の絶対流出角α（第２絶対流出角α２）がベーン２３の前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなった場合であっても、入口角βより入口角γとなるように湾曲された整流リブ４０がインペラ１２から流出した流体を転向させて、該整流リブ４０の圧力面側に沿って流すことができる。これにより、両端部２３ａ２（絶対流出角αが入口角βよりも大きい部分）におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、絶対流出角αの変動に対するロバスト性を高めることができる。従って、ディフューザ１１３内を剥離することなく流体を流通させることができ、ディフューザ１１３及び遠心ポンプ１０での効率向上を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、整流リブ４０は、図７に示すように、側端４０ｂを先端４０ａと直交する矩形状としているため、整流リブ４０の作成及びシュラウド側壁部２１またはハブ側壁部２２への取り付けを容易に行うことができる。なお、整流リブ４０の形状は、先端４０ａの入口角γが前縁部２３ａの入口角βよりも大きければ、他の形状とすることもできる。具体的には、図９−１に示すように、整流リブ４０は、先端４０ａから終端４０ｃに向けて徐々に幅広となるように、側端４０ｂを傾斜させたりしても良い。また、図９−２に示すように、側端４０ｂを円弧状に形成しても良い。また、図示はしないが、先端４０ａから終端４０ｃに向けて階段状に幅広となるように側端４０ｂを形成しても良い。
【００４８】
また、図８の構成では、前縁部２３ａの両端部２３ａ２に相当する位置に設けられた整流リブ４０の先端４０ａの入口角γは、同一の値としているが、インペラ１２から流出される流体の実際の速度分布に応じて、入口角γの大きさを適宜変更しても良い。
【００４９】
また、上記構成では、前縁部２３ａの両端部２３ａ２に相当する位置、すなわち、シュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２にそれぞれ整流リブ４０を立設しているが、図１０−１及び図１０−２に示すように、インペラ１２から流出される流体の実際の速度分布に応じて、少なくとも一方の端部２３ａ２に相当する位置、すなわち、シュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の少なくとも一方に整流リブ４０を立設する構成としても良い。この図１０−１及び図１０−２では、整流リブ４０を矩形状としているが、この形状を他の形状としても良いことは勿論である。
【００５０】
この別の実施形態によれば、インペラ１２の下流側に設けられると共に、対向するシュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の間に配置される複数のベーン２３を備え、インペラ１２から流出した流体の運動エネルギを圧力エネルギに変換するディフューザ１３であって、ベーン２３の前縁部２３ａとインペラ１２の周縁１２ａとの間の空間５０に、シュラウド側壁部２１及びハブ側壁部２２の一方から他方に向けてそれぞれ立設され、空間５０を流れる流体をベーン２３に導く整流リブ４０を備え、この整流リブ４０は、前縁部２３ａ側からインペラ１２に向かって延び、その先端４０ａの入口角γを前縁部２３ａの入口角βよりも大きくなる方向に湾曲させたため、前縁部２３ａにおけるシュラウド側壁部２１側及びハブ側壁部２２側の両端部２３ａ２でインペラ１２の絶対流出角αが該前縁部２３ａの入口角βよりも大きい場合であっても、インペラ１２から流出した流体を転向させて、整流リブ４０の圧力面側に沿って流すことができる。これにより、絶対流出角αが前縁部２３ａの入口角βよりも大きい部分におけるベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができ、ディフューザ１１３での効率向上を図ることができる。
【００５１】
以上、上記した実施形態について説明したが、これに限るものではない。例えば、上記した実施形態では、湾曲整流部３０や整流リブ４０を、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角αが該前縁部２３ａの入口角βよりも大きい部分に、設けた構成を説明したが、これに限るものではなく、これら湾曲整流部３０や整流リブ４０を、絶対流出角αが該前縁部２３ａの入口角βよりも小さい部分に設けた構成としても良い。この構成においても、湾曲整流部３０や整流リブ４０の先端は、絶対流出角α入口角βとの偏差が小さくなる方向に湾曲される。この構成によっても、インペラ１２から流出した流体を転向させて、湾曲整流部３０や整流リブ４０の圧力面に沿って流すことができる。これにより、ベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離を好適に抑えることができる。また、前縁部２３ａにおける両端部２３ａ２の流速（例えば、径方向速度成分Ｖｒ）が中央部２３ａ１の流速よりも大きい場合、一方の端部２３ａ２側には湾曲整流部３０を設け、他方の端部２３ａ２側には整流リブ４０を設けた構成としても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１０  遠心ポンプ（遠心式流体機械）
１１  回転軸
１２  インペラ
１２ａ  周縁
１２ｂ  ハブ
１２ｃ  シュラウド
１２ｄ  羽根
１２ｅ  吸込口
１３、１１３  ディフューザ
２１  シュラウド側壁部
２２  ハブ側壁部
２３  ベーン
２３ａ  前縁部
２３ａ１  中央部（中間部、絶対流出角が入口角よりも大きい部分）
２３ａ２  端部（絶対流出角が入口角よりも大きい部分）
２３ｂ  圧力面
２３ｃ  負圧面
３０  湾曲整流部
３０ａ  先端
３０ｂ  側端
４０  整流リブ
４０ａ  先端
４０ｂ  側端
４０ｃ  終端
５０  空間
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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