(57)【要約】【課題】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。【解決手段】ベーン２３は、前縁部２３ａの少なくとも圧力面側の曲率半径を、シュラウド側壁部２１からハブ側壁部２２の間で変化させ、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角の大きい両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを、該絶対流出角の小さい中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａよりも大きく形成した。【選択図】図３−１
2016176398.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、前縁部の少なくとも圧力面側の曲率半径の値を、前記シュラウド側壁部から前記ハブ側壁部の間で変化させたことを特徴とするディフューザ。
【請求項２】
前記曲率半径の値は、前記前縁部における前記インペラの絶対流出角に応じて変化する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】
前記インペラの前記絶対流出角の大きい大角度部の前記曲率半径の値を、該絶対流出角の小さい小角度部の前記曲率半径の値よりも大きく形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のディフューザ。
【請求項４】
前記大角度部は、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であり、前記小角度部は、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であることを特徴とする請求項３に記載のディフューザ。
【請求項５】
前記大角度部は、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であり、前記小角度部は、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であることを特徴とする請求項３に記載のディフューザ。
【請求項６】
前記前縁部は、前記小角度部での前記曲率半径の値から前記大角度部での前記曲率半径の値まで一定の割合で増加することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のディフューザ。
【請求項７】
前記前縁部は、前記小角度部での前記曲率半径の値から前記大角度部での前記曲率半径の値まで段階的に増加することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のディフューザ。
【請求項８】
前記前縁部は、前記小角度部での前記曲率半径の値から前記大角度部での前記曲率半径の値まで連続的に変化する増加率で増加することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のディフューザ。
【請求項９】
前記前縁部は、前記大角度部を前記小角度部よりも、前記インペラの周縁から離間させた形状としたことを特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載のディフューザ。
【請求項１０】
請求項１から９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、前縁部の少なくとも圧力面側の曲率半径の値を、シュラウド側壁部からハブ側壁部の間で変化させたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ベーンは、前縁部の少なくとも圧力面の曲率半径の値を、シュラウド側壁部からハブ側壁部の間で変化させたため、曲率半径の値を大きくした部分は、曲率半径の値の小さい他の部分よりも鈍頭となる。このため、曲率半径の値の大きな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る。
【０００８】
また、上記構成において、曲率半径の値は、前縁部におけるインペラの絶対流出角に応じて変化しても良い。この構成によれば、インペラの絶対流出角に応じて、曲率半径の値を変化させることにより、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。
【０００９】
また、インペラの絶対流出角の大きい大角度部の前記曲率半径の値を、該絶対流出角の小さい小角度部の前記曲率半径の値よりも大きく形成しても良い。この構成によれば、前縁部における大角度部を鈍頭とすることができるため、大角度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、上記構成において、大角度部は、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であり、小角度部は、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であっても良い。この構成によれば、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の曲率半径を大径化することで、該端部を鈍頭とすることができる。このため、端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。
【００１１】
また、大角度部は、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であり、小角度部は、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であっても良い。この構成によれば、前縁部におけるシュラウド側壁部とハブ側壁部の中間部の曲率半径を大径化することで、該中間部を鈍頭とすることができる。このため、端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。
【００１２】
また、前縁部は、小角度部での曲率半径の値から大角度部での曲率半径の値まで一定の割合で増加しても良い。この構成によれば、ベーンの前縁部の形状を比較的容易に形成しつつ、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】
また、前縁部は、小角度部での曲率半径の値から大角度部での曲率半径の値まで段階的に増加しても良い。この構成によれば、ベーンの前縁部の形状がより一層簡素化するために、ベーンの製作工程の簡素化を実現できる。
【００１４】
また、前縁部は、小角度部での曲率半径の値から大角度部での曲率半径の値まで連続的に変化する増加率で増加しても良い。この構成によれば、前縁部の曲率半径を細かく調整することができるため、流体の剥離を精度よく抑えることができる。
【００１５】
また、前縁部は、大角度部を小角度部よりも、インペラの周縁から離間させた形状としても良い。この構成によれば、大角度部とインペラとの干渉を弱め、振動の低減を図ることができる。
【００１６】
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、大角度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】
【００１７】
本発明によれば、ベーンは、前縁部の少なくとも圧力面側の曲率半径の値を、シュラウド側壁部からハブ側壁部の間で変化させたため、曲率半径の値を大きくした部分は、曲率半径の値の小さい他の部分よりも鈍頭となる。このため、曲率半径の値の大きな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る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】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】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の曲率半径を中央部よりも大きく変化させ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の曲率半径を中央部よりも大きく変化させ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の曲率半径を中央部よりも大きく変化させた構成の他の例を示す図である。
【図４】図４は、ベーンの圧力面側のみ前縁部における曲率半径を変化させた構成を示すディフューザの部分断面図である。
【図５】図５は、前縁部における中央部の曲率半径を両端部よりも大きく形成し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６】図６は、前縁部における中央部の曲率半径を両端部よりも大きく変化させた構成の一例を示す図である。
【図７】図７は、変形例に係るベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、ベーン２３は、前縁部２３ａにおける中心線（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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を曲面で形成すると共に、前縁部２３ａの曲率半径を上記高さ方向で変更している。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の曲率半径を中央部よりも大きく変化させた構成の一例を示す図である。この図３−１において、点線Ｑは前縁部２３ａの曲率円を示し、一点鎖線Ｓは、前縁部２３ａの曲率円の中心位置を示している。
【００２９】
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（大角度部）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、小角度部）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の曲率半径Ｒｂが中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａよりも大きく形成される。この構成によれば、中央部２３ａ１での絶対流出角α（第１絶対流出角α１）は、前縁部２３ａの入口角β以下であり（絶対流出角αが小さい）、両端部２３ａ２での絶対流出角α（第２絶対流出角α２）が前縁部２３ａの入口角βよりも大きい場合であっても、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを大径化することで、該両端部２３ａ２を鈍頭とすることができる。このため、両端部２３ａ２（大角度部）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ことができるため、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、前縁部２３ａは、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａよりも大きく形成されると共に、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで一定の割合で増加させている。この構成によれば、ベーン２３の前縁部２３ａの形状を比較的容易に形成しつつ、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。
【００３１】
図３−１の構成では、前縁部２３ａは、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで一定の割合で増加させているが、曲率半径Ｒｂおよび曲率半径ＲａがＲｂ＞Ｒａの条件を満たしていれば、他の構成とすることもできる。図３−２，図３−３は、それぞれ、前縁部における両端部の曲率半径を中央部よりも大きく変化させた構成の他の例を示す図である。図３−２に示すように、前縁部２３ａは、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで段階的に増加させても良い。この構成では、ベーン２３の前縁部２３ａの形状がより一層簡素化するために、ベーン２３の製作工程の簡素化を実現できる。さらに、図３−３に示すように、前縁部２３ａは、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで連続的に変化する増加率で増加させても良い。この構成では、前縁部２３ａの曲率半径を細かく調整することができるため、流体の剥離を精度よく抑えることができる。
【００３２】
図３−１〜図３−３の構成では、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを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の曲率半径Ｒｂをそれぞれ適宜変更しても良い。また、上記構成では、前縁部２３ａの両端部２３ａ２ともに曲率半径を大きくしているが、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、少なくとも一方の端部２３ａ２の曲率半径を大きくすれば良い。また、上記構成では、前縁部２３ａの曲率円を真円としたが、前縁部２３ａの曲率半径が変化するのであれば、楕円形状としても良い。
【００３３】
また、上記構成では、図２に示すように、両端部２３ａ２について、圧力面２３ｂ及び負圧面２３ｃの両面ともに曲率半径を大径化していた。一方、絶対流出角α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、負圧面２３ｃよりも圧力面２３ｂで流体剥離が生じ易くなる。このため、図４に示すように、ベーン２３の圧力面２３ｂ側のみ、曲率半径を大きくする構成としても良い。この構成によれば、ベーン２３の圧力面２３ｂでの流体剥離をより効果的に抑えることができる。
【００３４】
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の曲率半径を両端部よりも大きく形成し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り、図６は、前縁部における中央部の曲率半径を両端部よりも大きく変化させた構成の一例を示す図である。この図６では、上記図３−１〜図３−３と同様に、点線Ｑは前縁部２３ａの曲率円を示し、一点鎖線Ｓは、前縁部２３ａの曲率円の中心位置を表している。
【００３５】
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（中間部、大角度部）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（小角度部）２３ａ２の流速よりも大きい場合、ベーン２３は、図５及び図６に示すように、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａが両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂよりも大きく形成される。この構成によれば、両端部２３ａ２での絶対流出角α（第１絶対流出角α１）は、前縁部２３ａの入口角β以下であり（絶対流出角αが小さい）、中央部（大角度部）２３ａ１での絶対流出角α（第２絶対流出角α２）が前縁部２３ａの入口角βよりも大きい場合であっても、中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａを大径化することで、該中央部２３ａ１を鈍頭とすることができる。このため、中央部（大角度部）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、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ことができるため、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。
【００３６】
また、図６の構成では、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値から中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値まで一定の割合で増加させているが、上述したように、曲率半径Ｒｂおよび曲率半径ＲａがＲａ＞Ｒｂの条件を満たしていれば、上記した図３−２，図３−３で説明したように、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値から中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値まで段階的に増加させても良いし、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値から中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａの値まで連続的に変化する増加率で増加させても良い。
【００３７】
さらに、両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを同一の値とする必要はなく、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、曲率半径Ｒｂを適宜変更しても良い。前縁部２３ａの曲率円を真円としたが、前縁部２３ａの曲率半径が変化するのであれば、楕円形状としても良い。さらに、上記した図４で説明したように、前縁部２３ａの中央部２３ａ１について、ベーン２３の圧力面２３ｂ側のみ、曲率半径を大きくする構成としても良い。
【００３８】
以上、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の少なくとも圧力面２３ｂ側の曲率半径を、シュラウド側壁部２１からハブ側壁部２２の間で変化させ、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角αの大きい両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂを、該絶対流出角αの小さい中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａよりも大きく形成したため、両端部２３ａ２を鈍頭とすることができる。このため、両端部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、ベーン２３は、前縁部２３ａの少なくとも圧力面２３ｂ側の曲率半径を、シュラウド側壁部２１からハブ側壁部２２の間で変化させ、前縁部２３ａにおけるインペラ１２の絶対流出角αの大きい中央部２３ａ１の曲率半径Ｒａを、該絶対流出角αの小さい両端部２３ａ２の曲率半径Ｒｂよりも大きく形成したため、中央部２３ａ１を鈍頭とすることができる。このため、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。
【００４０】
また、本実施形態によれば、前縁部２３ａは、小角度部としての中央部２３ａ１（または端部２３ａ２）での曲率半径Ｒａ（Ｒｂ）の値から大角度部としての端部２３ａ２（または中央部２３ａ１）での曲率半径Ｒｂ（Ｒａ）の値まで一定の割合で増加するため、ベーン２３の前縁部２３ａの形状を比較的容易に形成しつつ、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。
【００４１】
また、本実施形態によれば、前縁部２３ａは、小角度部としての中央部２３ａ１（または端部２３ａ２）での曲率半径Ｒａ（Ｒｂ）の値から大角度部としての端部２３ａ２（または中央部２３ａ１）での曲率半径Ｒｂ（Ｒａ）の値まで段階的に増加するため、ベーン２３の前縁部２３ａの形状がより一層簡素化するために、ベーン２３の製作工程の簡素化を実現できる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、前縁部２３ａは、小角度部としての中央部２３ａ１（または端部２３ａ２）での曲率半径Ｒａ（Ｒｂ）の値から大角度部としての端部２３ａ２（または中央部２３ａ１）での曲率半径Ｒｂ（Ｒａ）の値まで連続的に変化する増加率で増加するため、前縁部２３ａの曲率半径を細かく調整することができ、流体の剥離を精度よく抑えることができる。
【００４３】
以上、上記した実施形態では、ベーン２３の前縁部２３ａは、インペラ１２の周縁１２ａから等距離となるように形成された形態について説明したが、これに限るものではない。図７は、変形例に係るベーンの構成を示すディフューザの部分断面図である。ディフューザ１１３は、図７に示すように、シュラウド側壁部２１とハブ側壁部２２との間に配置されるベーン１２３を備え、このベーン１２３は、前縁部１２３ａにおける両端部１２３ａ２の曲率半径Ｒｂが中央部１２３ａ１の曲率半径Ｒａよりも大きく形成されている。
【００４４】
さらに、ベーン１２３の前縁部１２３ａは、大径である両端部１２３ａ２を中央部１２３ａ１よりもインペラ１２の周縁１２ａから離間させている。具体的には、両端部１２３ａ２とインペラ１２の周縁１２ａとの距離Ｌｂは、中央部１２３ａ１とインペラ１２の周縁１２ａとの距離Ｌａよりも大きい。この構成では、大径である両端部（大角度部）１２３ａ２を、小径の中央部（小角度部）１２３ａ１よりもインペラ１２の周縁１２ａから離間させることで、両端部１２３ａ２とインペラ１２との干渉を弱め、振動の低減を図ることができる。
【００４５】
上記した図７の構成では、前縁部１２３ａは、中央部１２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部１２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで連続的に変化する増加率で増加させているが、図３−１及び図３−２で示したように、中央部１２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部１２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで一定の割合で増加させも良いし、中央部１２３ａ１の曲率半径Ｒａの値から両端部１２３ａ２の曲率半径Ｒｂの値まで段階的に増加させても良い。また、上記した図７の構成では、両端部１２３ａ２を中央部１２３ａ１よりもインペラ１２の周縁１２ａから離間させているが、曲率半径が大きい部分が中央部であれば、この中央部を両端部よりもインペラ１２の周縁１２ａから離間させても良い。
【００４６】
また、上記した実施形態では、前縁部２３ａの曲率半径をシュラウド側壁部２１からハブ側壁部２２の間で変化させる一例として、インペラ１２の絶対流出角αの大きい部分の曲率半径を、該絶対流出角αの小さい部分の曲率半径よりも大きく形成した構成を説明したが、これに限るものではなく、絶対流出角αの小さな部分の曲率半径を、絶対流出角αの大きな部分の曲率半径を小さくする構成としても良い。
【符号の説明】
【００４７】
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、１２３  ベーン
２３ａ、１２３ａ  前縁部
２３ｂ  圧力面
２３ｃ  負圧面
２３ａ１  中央部（中間部、小角度部、大角度部）
２３ａ２  端部（大角度部、小角度部）
Ｒａ、Ｒｂ  曲率半径
α  絶対流出角
【図１】
2016176398.tif 000003
【図２】
2016176398.tif 000004
【図３−１】
2016176398.tif 000005
【図３−２】
2016176398.tif 000006
【図３−３】
2016176398.tif 000007
【図４】
2016176398.tif 000008
【図５】
2016176398.tif 000009
【図６】
2016176398.tif 000010
【図７】
2016176398.tif 000011