JP5338470B2 - インデューサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロケットエンジンなどで使用されるポンプに設けられるインデューサ装置に関する。

ロケットエンジンなどでは、液体水素または液体酸素などの極低温流体を加圧するために、ターボポンプなどの大吸込容量ポンプが用いられる。

このようなポンプは、例えば図９の構成を持つ。即ち、ポンプ（ターボポンプ）３は、回転軸３ａと、回転軸３ａに固定されたポンプ羽根車３ｂと、回転軸３ａに固定されたタービン羽根車３ｃと、を有する。回転軸３ａは、軸受５を介してケーシング７に回転自在に支持されている。

インデューサ装置は、ポンプ３の吸い込み性能を維持するために設けられる。即ち、インデューサ装置は、ターボポンプ３のポンプ羽根車３ｂの手前に設けられ、吸込流体を加圧してポンプ羽根車３ｂの流体吸込を補助する。ロケットが地表から発射され上昇していくと、高度が高くなるにつれ気圧が下がるため、ポンプ３の入口で十分な圧力が得られない場合がある。そのため、インデューサ装置で極低温流体の圧力を上げターボポンプ３が十分に吸い込めるくらいの圧力とする。
インデューサ装置は、図９に示すように、ポンプ羽根車３ｂの上流側にて回転軸３ａの端部７ａに固定された複数の翼９からなる羽根車を有する。回転軸３ａがタービンにより回転駆動されることで、インデューサ装置の複数の翼９は、タービン羽根車３ｃおよびポンプ羽根車３ｂと同一速度で回転する。その回転速度は数万回転／分である。これにより、インデューサ装置が吸込流体を予圧してポンプ羽根車３ｂに送り込む。

上述のようなインデューサ装置は、例えば下記の特許文献１に記載されている。また、本発明の技術分野における他の先行技術文献として、下記の特許文献２、３がある。

特開２００５−２７３６２１号公報 特開平１１−２９４３８８号公報 特開２００５−３３０８６５号公報

従来においては、インデューサ装置による流体加圧特性（揚程特性）が翼９の下流端である翼９後縁の形状に依存することを考慮して、翼９後縁の形状を設計していた。また、インデューサ装置のキャビテーション特性が翼９の上流端である翼９前縁の形状に依存することを考慮して、翼９前縁の形状を設計していた。
しかし、従来では、翼９全体の荷重（負荷）バランスを良好にしつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる回転軸振動を抑え、高い吸い込み性能を実現することは困難であった。

なお、キャビテーションとは、高速で流れる液体の中に圧力の低い領域が発生し、この低圧領域において気相または気液混相が発生する現象である。また、キャビテーションは、翼９の前縁の回転方向後方に発生する。また、２次流れとは、主流（回転軸３ａの軸方向流）に対して垂直な面で発生する流れである。

そこで、本発明の目的は、翼全体の荷重バランスを向上させつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる振動を抑制し、高い吸込み性能を実現できるインデューサ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によると、流体を吸引するポンプ羽根車と、該ポンプ羽根車が固定され回転駆動される回転軸と、を有するポンプに設けられるインデューサ装置であって、
前記ポンプ羽根車の上流側において前記回転軸に固定される翼を備え、
該翼は、前記回転軸に結合される根元と前記根元と反対側の先端とを有するとともに、上流端である前縁と下流端である後縁とを有し、
前記回転軸の軸方向における流体速度成分ベクトル（Ｃａ）を回転する前記翼から見た相対速度ベクトル（ω）と、前記翼の翼面との成す角度を前記流体の進入角度（α）として、
（１）前記進入角度は前記前縁よりも前記後縁のほうが大きく、
（２）前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさは、前記前縁と前記後縁とで少なくともほぼ同じであり、
（３）前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさは、前記根元と前記先端とで少なくともほぼ同じである、ことを特徴とするインデューサ装置が提供される。

上述の構成では、（１）前記進入角度は前記前縁よりも前記後縁のほうが大きいので、翼に作用する荷重を、前縁側に集中させずに後縁側に分散することができる。（２）また、前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさは、前記前縁と前記後縁とで少なくともほぼ同じであるので、翼が前縁において根元でする仕事量と先端でする仕事量との差と、翼が後縁において根元でする仕事量と先端でする仕事量との差とを同程度にでき、これにより、翼の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。（３）さらに、前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさは、前記根元と前記先端とで少なくともほぼ同じであるので、翼が根元において前縁でする仕事量と後縁でする仕事量との差と、翼が先端において前縁でする仕事量と後縁でする仕事量との差とを同程度にでき、これにより、翼の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。
このように、上記（１）のように、翼に作用する荷重を、前縁側に集中させずに後縁側に分散することができ、さらに上記（２）、（３）のように、翼の荷重バランスおよび回転バランスが向上し、これらが相俟って、翼全体の荷重バランスを向上させつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる振動を抑制でき、高い吸込み性能を実現できる。

本発明の好ましい実施形態によると、前記進入角度は、前記前縁から前記後縁へ移行するにつれ次第に変化するとともに、前記根元から前記先端に移行するにつれ次第に変化する。

上記構成では、前記進入角度は、前記前縁から前記後縁へ移行するにつれ次第に変化するとともに、前記根元から前記先端に移行するにつれ次第に変化するので、翼の荷重バランスおよび回転バランスを一層向上させることができる。

本発明の好ましい実施形態によると、
（１）前記進入角度は、前記根元および前記先端において前記前縁よりも前記後縁のほうが１度以上大きく、
（２）前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさが、前記後縁でΔＴであり前記前縁でΔＬであるとして、ΔＴ／ΔＬが０．９以上１．１以下であり、
（３）前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさを、前記根元でΔｈであり前記先端でΔｔであるとして、Δｈ／Δｔが０．９以上１．１以下であり、
（４）前記前縁および前記後縁において、前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差は、４．０度以下である。

上記構成では、（１）前記進入角度は、前記根元および前記先端において前記前縁よりも前記後縁のほうが１度以上大きいので、翼に作用する荷重を、前縁側に集中させずに後縁側に効果的に分散することができる。（２）また、前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさが、前記後縁でΔＴであり前記前縁でΔＬであるとして、ΔＴ／ΔＬを０．９以上１．１以下にすることで、翼が前縁において根元でする仕事量と先端でする仕事量との差と、翼が後縁において根元でする仕事量と先端でする仕事量との差とを同程度にでき、これにより、翼の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。（３）さらに、前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさを、前記根元でΔｈであり前記先端でΔｔであるとして、Δｈ／Δｔを０．９以上１．１以下にすることで、翼が根元において前縁でする仕事量と後縁でする仕事量との差と、翼が先端において前縁でする仕事量と後縁でする仕事量との差を同程度にでき、これにより、翼の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。（４）しかも、前記前縁および前記後縁において、前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差を４．０度以下にすることで、翼が前縁および後縁において根元でする仕事量と先端でする仕事量との差を小さく抑えることができ、これにより、翼の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。
このように、上記（１）のように、翼に作用する荷重を、前縁側に集中させずに後縁側に分散することができ、さらに上記（２）〜（４）のように、翼の荷重バランスおよび回転バランスが向上し、これらが相俟って、翼全体の荷重バランスを向上させつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる振動を抑制でき、高い吸込み性能を実現できる。

上述した本発明によると、翼全体の荷重バランスを向上させつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる振動を抑制し、かつ、高い吸込み性能を実現できる。

図９のＡ−Ａ線矢視図であるが、本発明の実施形態によるインデューサ装置を示す。 図９の部分拡大図であるが、本発明の実施形態によるインデューサ装置を示す。 本実施形態によるインデューサ装置の一例を示す斜視図である。 図９のインデューサ装置の翼を回転方向に展開して平面的に示した図であるが、本実施形態による場合を示す。 図４の部分拡大図であり、進入角度を説明するための図である。 図４の部分拡大図であり、（Ａ）は前縁の先端を示し、（Ｂ）は前縁の根元を示している。 図４の部分拡大図であり、（Ａ）は後縁の先端を示し、（Ｂ）は後縁の根元を示している。 インデューサ装置の複数の翼形状についてのシミュレーション結果を示す表である。 インデューサ装置が設けられたターボポンプの構成例である。

本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通または対応する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、図９のＡ−Ａ線矢視図であるが、本発明の実施形態によるインデューサ装置を示す。図２は、図９の部分拡大図であるが、本発明の実施形態によるインデューサ装置を示す。図３は、本実施形態によるインデューサ装置の一例を示す斜視図である。

本実施形態によるインデューサ装置１０は、図９に示すターボポンプ３に設けられる。このターボポンプ３の構成は、図９に基づいて説明したものと同じ構成であってよい。即ち、ターボポンプ３は、図９に示すように、回転軸３ａと、回転軸３ａに固定されたポンプ羽根車３ｂと、回転軸３ａに固定されたタービン羽根車３ｃと、を有する。回転軸３ａは、軸受５を介してケーシング７に回転自在に支持されている。

本実施形態によるインデューサ装置１０は、図１に示すように、前記ポンプ羽根車３ｂの上流側において前記回転軸３ａに固定される翼９を備える。

翼９は、本実施形態では、複数（図１の例では、３つ）設けられる。複数の翼９は、前記ポンプ羽根車３ｂの上流側において前記回転軸３ａに固定され、前記回転軸３ａの回転方向（以下、単に回転方向という）に配置される。各翼９は同一の寸法および形状を有する。また、複数の翼９は、前記回転方向に互いに等間隔だけずれている。なお、図１において、ケーシング７の内壁面７ａは、複数の翼９を囲むように、前記回転軸３ａの半径方向（以下、単に半径方向という）外側にて前記回転方向に延びている。
また、該翼９は、前記回転軸３ａに結合される根元９ａと、前記根元９ａと反対側に位置するケーシング７側の先端９ｂとを有するとともに、上流端である前縁９ｃと、下流端である後縁９ｄとを有する。なお、前記半径方向は、根元９ａから先端９ｂへ向かう方向である。

図４は、図９の翼９を回転方向に展開して翼９を平面的に示した図であるが、本実施形態による場合を示す。即ち、図４は、図９において翼９を半径方向外側から見た図であるが、翼９を回転方向に展開して示している。なお、翼９は、各回転方向位置において、回転軸３ａの軸方向（以下、単に軸方向という）と垂直に延びている。

図５に示す進入角度αを用いて、本実施形態による翼９の形状を説明する。図５は、図４の部分拡大図である。進入角度αは、相対速度ベクトルωと、前記翼９の（腹側の）翼面との成す角度である。相対速度ベクトルωは、軸方向における（翼９へ進入する）流体速度成分ベクトルＣａを回転する前記翼９から見た速度ベクトルである。図５において、Ｕは、翼９の回転速度ベクトルを示し、βは、翼９の（腹側の）翼面が回転速度ベクトルＵとなす角度である。

本実施形態によると、翼９の形状は次のようになっている。
（１）前記進入角度αは（各半径方向位置において）前記前縁９ｃよりも前記後縁９ｄのほうが大きい。
（２）前記根元９ａでの前記進入角度αと前記先端９ｂでの前記進入角度αとの差の大きさは、前記前縁９ｃと前記後縁９ｄとで少なくともほぼ同じである。
（３）前記前縁９ｃでの前記進入角度αと前記後縁９ｄでの前記進入角度αとの差の大きさは、前記根元９ａと前記先端９ｂとで少なくともほぼ同じである。
（４）また、好ましくは、前記前縁９ｃおよび前記後縁９ｄにおいて（即ち、各半径方向位置において）、前記根元９ａでの前記進入角度αと前記先端９ａでの前記進入角度αとの差は４．０度以下である。

図６、図７に基づいて、上述の条件（１）〜（４）について詳しく説明する。
図６は、図４の部分拡大図であり、前縁９ｃを示している。図６（Ａ）は前縁９ｃの先端９ｂを示し、図６（Ｂ）は前縁９ｃの根元９ａを示している。図７は、図４の部分拡大図であり、後縁９ｄを示している。図７（Ａ）は後縁９ｄの先端９ｂを示し、図７（Ｂ）は後縁９ｄの根元９ａを示している。

図６（Ａ）における各記号は以下のものである。
α１ｔ：前縁９ｃかつ先端９ｂおける前記進入角度α。
ω１ｔ：前縁９ｃかつ先端９ｂにおいて軸方向の流体速度成分ベクトルＣａ１を回転する前記翼９から見た相対速度ベクトル。
Ｃａ１：前縁９ｃかつ先端９ｂにおいて流体が持つ軸方向の流体速度成分ベクトル。
Ｕ１ｔ：前縁９ｃかつ先端９ｂおける翼９の回転速度ベクトル。
β１ｔ：前縁９ｃかつ先端９ｂおいて翼９の（腹側の）翼面が回転速度ベクトルＵ１ｔとなす角度。
図６（Ｂ）における各記号は以下のものである。
α１ｈ：前縁９ｃかつ根元９ａおける前記進入角度α。
ω１ｈ：前縁９ｃかつ根元９ａにおいて軸方向の流体速度成分ベクトルＣａ１を回転する前記翼９から見た相対速度ベクトル。
Ｃａ１：前縁９ｃかつ根元９ａにおいて流体が持つ軸方向の流体速度成分ベクトル。
Ｕ１ｈ：前縁９ｃかつ根元９ａおける翼９の回転速度ベクトル。
β１ｈ：前縁９ｃかつ根元９ａおいて翼９の（腹側の）翼面が回転速度ベクトルＵ１ｈとなす角度。
図７（Ａ）における各記号は以下のものである。
α２ｔ：後縁９ｄかつ先端９ｂおける前記進入角度α。
ω２ｔ：後縁９ｄかつ先端９ｂにおいて軸方向の流体速度成分ベクトルＣａ２を回転する前記翼９から見た相対速度ベクトル。
Ｃａ２：後縁９ｄかつ先端９ｂにおいて流体が持つ軸方向の流体速度成分ベクトル。
Ｕ２ｔ：後縁９ｄかつ先端９ｂおける翼９の回転速度ベクトル。
β２ｔ：後縁９ｄかつ先端９ｂおいて翼９の（腹側の）翼面が回転速度ベクトルＵ２ｔとなす角度。
図７（Ｂ）における各記号は以下のものである。
α２ｈ：後縁９ｄかつ根元９ａおける前記進入角度α。
ω２ｈ：後縁９ｄかつ根元９ａにおいて軸方向の流体速度成分ベクトルＣａ２を回転する前記翼９から見た相対速度ベクトル。
Ｃａ２：後縁９ｄかつ根元９ａにおいて流体が持つ軸方向の流体速度成分ベクトル。
Ｕ２ｈ：後縁９ｄかつ根元９ａおける翼９の回転速度ベクトル。
β２ｈ：後縁９ｄかつ根元９ａおいて翼９の（腹側の）翼面が回転速度ベクトルＵ２ｈとなす角度。

・条件（１）について
上記条件（１）は、翼９の各半径位置において、α２−α１＞０となっているものである。好ましくは、翼９の各半径位置において、α２−α１≧１．０［度］となっている。
従って、好ましくは、条件（１）は、α２ｔ−α１ｔが次の式（ａ），（ｂ）を満たすことである。

α２ｔ−α１ｔ≧１．０［度］ ・・・（ａ）
α２ｈ−α１ｈ≧１．０［度］ ・・・（ｂ）

・条件（２）について
条件（２）は、前記根元９ａでの前記進入角度αと前記先端９ｂでの前記進入角度αとの差の大きさが、前記後縁９ｄでΔＴであり前記前縁９ｃでΔＬであるとして、ΔＴ／ΔＬが１または１に近い値であることである。即ち、ΔＴ＝α２ｈ―α２ｔであり、ΔＬ＝α１ｈ−α１ｔであるので、（α２ｈ―α２ｔ）／（α１ｈ−α１ｔ）が、１または１に近い値であることである。好ましくは、条件（２）は、次の式（ｃ）を満たすことである。

０．９≦（α２ｈ―α２ｔ）／（α１ｈ−α１ｔ）≦１．１ ・・・（ｃ）

・条件（３）について
条件（３）は、前記前縁９ｃでの前記進入角度αと前記後縁９ｄでの前記進入角度αとの差の大きさが、前記根元９ａでΔｈであり前記先端９ｂでΔｔであるとして、Δｈ／Δｔが１または１に近い値であることである。即ち、Δｈ＝α２ｈ―α１ｈであり、Δｔ＝α２ｔ−α１ｔであるので、（α２ｈ―α１ｈ）／（α２ｔ−α１ｔ）が、１または１に近い値であることである。好ましくは、条件（３）は、次の式（ｄ）を満たすことである。

０．９≦（α２ｈ―α１ｈ）／（α２ｔ−α１ｔ）≦１．１ ・・・（ｄ）

・条件（４）について
この条件（４）は、次の式（ｅ）、（ｆ）を満たすことである。

｜α１ｈ−α１ｔ｜≦４．０［度］ ・・・（ｅ）
｜α２ｈ−α２ｔ｜≦４．０［度］ ・・・（ｆ）

好ましくは、前記進入角度αは、翼９の各半径方向位置において、前記前縁９ｃから前記後縁９ｄへ移行するにつれ次第に変化（図４の例では、増加）する。このようになるように、図４の例では、翼９の各回転方向位置において、βは、根元９ａから先端９ｂへ移行するに従って次第に変化（図４の例では、増加）する。
また、前記進入角度αは、翼９の各半径方向位置において、前記根元９ａから前記先端９ｂに移行するにつれ次第に変化（図４の例では、増加）する。

図８は、インデューサ装置の複数の翼形状についてのシミュレーション結果を示す表である。即ち、図８に示すように、Ａ〜Ｐの各翼９形状について、旋回キャビテーション、非対称キャビテーション、キャビテーションサージが発生するかを、シミュレーションにより検査した。

なお、旋回キャビテーションは、回転によって翼９の回転位置が変化するに伴い、キャビテーションが翼９を順に移っていく現象である。即ち、キャビテーションが回転方向に伝播する現象である。非対称キャビテーションは、各翼９に発生するキャビテーションの大きさが不均一となる現象である。キャビテーションサージは、流体が軸方向に脈動的に振動する現象である。

図８において、数式が記入されている枠と同列にある各枠については、次の通りである。丸印（即ち、「○」）が記入された枠は、同列の左側の枠にある式（即ち、上記の各式（ａ）〜（ｆ）のいずれか）が満たされていることを示す。一方、バツ印（即ち、「×」）が記入された枠は、同列の左側の枠にある式（即ち、上記の各式（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）のいずれか）が満たされていないことを示す。また、「小」が記入された枠は、同列の左側の枠にある式（即ち、上記の各式（ｃ）、（ｄ）のいずれか）の値が、０．９より小さいことを示す。同様に、「大」が記入された枠は、同列の左側の枠にある式（即ち、上記の各式（ｃ）、（ｄ）のいずれか）の値が、１．１より大きいことを示す。
図８において、「旋回キャビテーション」、「非対称キャビテーション」または「キャビテーションサージ」の現象名が記入されている枠と同列にある各枠については、次の通りである。丸印（即ち、「○」）が記入された枠は、同列の左側の枠に記入された現象が発生しないことを示す。バツ印（即ち、「×」）が記入された枠は、同列の左側の枠に記入された現象が発生することを示す。
例えば、Ａの場合には、上記式（ａ）〜（ｆ）が全て満たされている。即ち、Ａの場合には、条件（１）〜（４）の全てが満たされている。一方、Ｂ〜Ｐの場合には、上記式（ａ）〜（ｆ）の少なくとも１つが満たされていない。即ち、Ｂ〜Ｐの場合には、条件（１）〜（４）の少なくとも１つが満たされていない。
図８から分かるように、上記式（ａ）〜（ｆ）が全て満たされているＡの場合（即ち、条件（１）〜（４）が満たされている場合）には、旋回キャビテーション、非対称キャビテーション、キャビテーションサージのいずれも発生しない。一方、上記式（ａ）〜（ｆ）の少なくとも１つが満たされていないＢ〜Ｐの場合（即ち、条件（１）〜（４）の少なくともいずれかが満たされていない場合）には、旋回キャビテーション、非対称キャビテーション、キャビテーションサージの少なくともいずれかが発生する。

上述した本発明の実施形態によるインデューサ装置１０では、（１）前記進入角度αは、前記根元９ａおよび前記先端９ｂにおいて前記前縁９ｃよりも前記後縁９ｄのほうが（１度以上）大きいので、翼９に作用する荷重を、前縁９ｃ側に集中させずに後縁９ｄ側に効果的に分散することができる。（２）また、前記根元９ａでの前記進入角度αと前記先端９ｂでの前記進入角度αとの差の大きさが、前記後縁９ｄでΔＴであり前記前縁９ｃでΔＬであるとして、ΔＴとΔＬとを少なくともほぼ同じ（ΔＴ／ΔＬが０．９以上１．１以下）にすることで、翼９が前縁９ｃにおいて根元９ａでする仕事量と先端９ｂでする仕事量との差と、翼９が後縁９ｄにおいて根元９ａでする仕事量と先端９ｂでする仕事量との差とを同程度にでき、これにより、翼９の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。（３）さらに、前記前縁９ｃでの前記進入角度αと前記後縁９ｄでの前記進入角度αとの差の大きさを、前記根元９ａでΔｈであり前記先端９ｂでΔｔであるとして、ΔｈとΔｔとを少なくともほぼ同じ（Δｈ／Δｔを０．９以上１．１以下）にすることで、翼９が根元９ａにおいて前縁９ｃでする仕事量と後縁９ｄでする仕事量との差と、翼９が先端９ｂにおいて前縁９ｃでする仕事量と後縁９ｄでする仕事量との差を同じまたは同程度にでき、これにより、翼９の荷重バランスおよび回転バランスを向上させることができる。（４）しかも、好ましくは、前記前縁９ｃおよび前記後縁９ｄにおいて、前記根元９ａでの前記進入角度αと前記先端９ｂでの前記進入角度αとの差を４．０度以下にすることで、翼９が前縁９ｃおよび後縁９ｄにおいて根元９ａでする仕事量と先端９ｂでする仕事量との差を小さく抑えることができ、これにより、翼９の荷重バランスおよび回転バランスをさらに向上させることができる。
このように、上記（１）のように、翼９に作用する荷重を、前縁９ｃ側に集中させずに後縁９ｄ側に分散することができ、さらに上記（２）〜（３）または上記（２）〜（４）のように、翼９の回転バランスが向上し、これらが相俟って、翼９全体の荷重バランスを向上させつつ、逆流や２次流れやキャビテーションなどによる振動を抑制でき、高い吸込み性能を実現できる。

また、前記進入角度αは、前記前縁９ｃから前記後縁９ｄへ移行するにつれ次第に変化（図４では、大きく）なるとともに、前記根元９ａから前記先端９ｂに移行するにつれ次第に変化するので、翼９の荷重バランスおよび回転バランスを一層向上させることができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明のインデューサ装置は、ロケット用エンジンのターボポンプだけでなく、翼全体の荷重バランスを向上させつつ、キャビテーションや逆流や２次流れなどによる振動を抑制し、高い吸込み性能を実現することが望まれる他のポンプにも適用可能である。

３・・・ターボポンプ、３ａ・・・回転軸、３ｂ・・・ポンプ羽根車、３ｃ・・・タービン羽根車、５・・・軸受、７・・・ケーシング、７ａ・・・内壁面、９・・・翼、９ａ・・・根元、９ｂ・・・先端、９ｃ・・・前縁、９ｄ・・・後縁、１０・・・インデューサ装置

Claims (3)

1. 流体を吸引するポンプ羽根車と、該ポンプ羽根車が固定され回転駆動される回転軸と、を有するポンプに設けられるインデューサ装置であって、
   前記ポンプ羽根車の上流側において前記回転軸に固定される翼を備え、
   該翼は、前記回転軸に結合される根元と前記根元と反対側の先端とを有するとともに、上流端である前縁と下流端である後縁とを有し、
   前記回転軸の軸方向における流体速度成分ベクトル（Ｃａ）を回転する前記翼から見た相対速度ベクトル（ω）と、前記翼の翼面との成す角度を前記流体の進入角度（α）として、
   （１）前記進入角度は前記前縁よりも前記後縁のほうが大きく、
   （２）前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさは、前記前縁と前記後縁とで少なくともほぼ同じであり、
   （３）前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさは、前記根元と前記先端とで少なくともほぼ同じである、ことを特徴とするインデューサ装置。
2. 前記進入角度は、前記前縁から前記後縁へ移行するにつれ次第に変化するとともに、前記根元から前記先端に移行するにつれ次第に変化する、ことを特徴とする請求項１に記載のインデューサ装置。
3. （１）前記進入角度は、前記根元および前記先端において前記前縁よりも前記後縁のほうが１度以上大きく、
   （２）前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差の大きさが、前記後縁でΔＴであり前記前縁でΔＬであるとして、ΔＴ／ΔＬが０．９以上１．１以下であり、
   （３）前記前縁での前記進入角度と前記後縁での前記進入角度との差の大きさを、前記根元でΔｈであり前記先端でΔｔであるとして、Δｈ／Δｔが０．９以上１．１以下であり、
   （４）前記前縁および前記後縁において、前記根元での前記進入角度と前記先端での前記進入角度との差は、４．０度以下である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のインデューサ装置。

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