JPH0355837Y2

JPH0355837Y2 -

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Publication number: JPH0355837Y2
Application number: JP1990046838U
Authority: JP
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1991-12-12
Also published as: NO803795L; FR2471501A1; NO152182C; FR2471501B1; NO152182B; IT1134688B; GB2066898A; ES8200447A1; JPS5698594A; JPH02141693U; ES497822A0; NL186924C; US4365932A; IT8026586A0; NL8006783A; GB2066898B

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、流体のポンプ装置に係り、特に、流
体の圧力や温度条件により、流体が液相と気相と
を有する二相性流体の流れとなるときでもその流
体の吸排を行ない得る、二相性流体に対するポン
プ装置に関する。

（従来の技術）二相性流体、例えば、油と気体との混合物によ
つて形成される二相油性流体は熱力学的諸条件下
において、ポンプ装置の吸込口における気体対液
体の体積比が高い場合、その吸排が困難であると
いう問題を生じさせている。

以下、この明細書において、“体積比″と称さ
れる気体対液体の体積比は、液相の流体の体積に
対する気相の流体の体積の比を意味する。この比
の値は二相性流体の熱力学的の諸条件下で決定さ
れる。

当業界において技術的によく知られている如
く、二相性流体の成分は一方の相から他方の相へ
変ずる可能性がある。したがつて、突然の圧力低
下のとき、液体中に溶解されている気体の少なく
とも一部分は、ほとんど即時に蒸発せしめられ、
体積比は突然大きくなる。

流体に対する入口孔と出口孔とを有する中空ケ
ーシングと、中空ケーシング内に回転自在に装架
された回転子とを有し、この回転子がハブおよび
ハブと一体的に形成された少なくとも一つの羽根
を有し、この羽根が入口孔の側に前縁を備え、か
つ出口孔の側に後縁を備えているポンプ装置とい
うものは、例えば、仏国特許第2157437号明細書
に開示されている。この仏国特許明細書が開示し
ている従来のポンプ装置は、ハブの軸線と同軸線
を有する円筒面を仮定して、この円筒面と羽根と
が交わる線を取り、この円筒面を平面に展開した
場合に、第９図で示したような展開図となつてい
る。このポンプ装置は、流体に重大な圧力低下を
局部的に生じさせてしまうような羽根の形状を有
しており、その結果、二相性流体の体積比の値の
かなりの増加を生じさせてしまうという欠点があ
つた。二相性流体の体積比の値が零であるとき、
即ち、気体のすべてが液体中に溶解されていると
き、その使用条件がキヤビテーシヨン現象、すな
わち、液体中に含有されている気体の相当部分を
蒸発させる可能性のある局部的負圧を生じさせな
いかぎりにおいては良好な結果をもたらすのであ
るが、実験の示すところでは、このポンプ装置
は、ポンプ装置の吸込口における体積比（GOR）
の値が0.2よりも小さいかぎりにおいては満足す
べき効率で使用され得るが、体積比が0.2を越え
たときは、効率は急激に減じ、実際上使用できな
くなつてしまう。

このような問題を解決するために、本出願人
は、二相性流体のポンプ装置について改良を施し
た発明につき、既に特許を受けている（特公昭62
−9760号公報参照）。

この特許された発明の構成は、少なくとも液体
を含有する液体のポンプ吸排を行なう装置にし
て、前記液体のための吸込ポート装置と吐出ポー
ト装置とを設けられた中空のケーシングと、該ケ
ーシング内に収容された羽根車と、該羽根車を回
転駆動させる装置とを含み、前記羽根車はハブ
と、該ハブと一体にされた少なくとも１個の主た
る羽根とを有し、前記羽根が前記吸込ポート装置
に対面した前縁と、前記吐出ポート装置に対面し
た後縁とを有し、前記羽根は、該羽根車と同軸で
ある一つの円筒面と前記羽根との交差部分によつ
て画成される輪郭を有しており、この輪郭は平均
線を有し、この平均線は、該羽根車の軸線に対す
るこの平均線の傾斜角度が前記前縁から前記後縁
へ連線的に減少するようになつており、また、こ
の平均線は前記前縁のところで小さい曲率を有す
るようになつており、さらに、前記平均線に沿つ
て測つた曲線横座標の関数として前記平均線の曲
率の変化を示す曲線が勾配を有していて、その値
が前記羽根の前縁から後縁に向かつて漸次増大す
るようになつており、さらにまた、前記吸込ポー
ト装置における通路の断面積が前記吐出ポート装
置における通路の断面積よりも大きくなつている
ことを特徴とするものである。

第１０Ａ図を参照すると、前記平均線の曲率の
変化を示す曲線の、第９図と同様な方法で示した
展開図が掲記されている。ここにおいて、Ｗは羽
根の前縁であり、Ｙは羽根の後縁であり、前縁Ｗ
の付近の羽根の輪郭を示す拡大図が第１０Ｂ図に
示されている。

本出願人のこの特許された発明による実験結果
が第８図に示されている。第８図は吸引圧力30バ
ールにおいて、油に対するガスの体積比（GOR）
を横軸にとり、縦軸に圧力利得％（液相だけの場
合と比較した場合の）をとつて特性を示したグラ
フであるが、体積比1.5で圧力利得約50％であり、
体積比2.5においてもわずかではあるがポンプ能
力を有することが示されている。

これによつて、体積比0.2で効率が急激に減じ
てしまう以前の従来技術に対して、上記した本出
願人の特許発明は大きな改善をもたらしているこ
とが理解されよう。

（考案が解決しようとする問題点）前述した本出願人の特許発明はそれ相当の利点
を有しているのであるが、体積比1.5で圧力利得
が50％までにも劣化してしまうということは不本
意なことであつた。第８図において、Ａとして示
した範囲は通常に出現する範囲であつて、ここに
おいてかように急激に圧力利得が落下してしまう
のは決して満足すべきことではなかつた。

前記した本出願人の特許発明は、それまでの従
来技術に対して、基本的には羽根の形状を変化さ
せただけのものであり、かような羽根の形状の変
化のみでそれまでの従来技術に対してそれなりに
大幅なる技術改善がなされたものであるから、羽
根の形状をもつといろいろに変えてみたならば、
更なる改良が得られるのではないかという問題認
識に到達した。本考案は前記特許発明を参考とし
ながら、羽根の形状に関して厖大な数の変形を準
備してはそれについての実験を行なうことによ
り、前記特許発明より更に改善されたポンプ装置
を見出そうとするものである。

（問題を解決するための手段）本考案は、液相および不溶解の気相よりなる二
相性流体に対するポンプ装置にして、前記二相性
流体に対する入口孔と出口孔とを有する少なくと
も一つの中空ケーシングと、該中空ケーシング内
に回転自在に装架された回転子とを有し、該回転
子がハブおよびハブと一体的に形成された少なく
とも一つの羽根を有し、該羽根が前記入口孔の側
に前縁を備え、かつ前記出口孔の側に後縁を備え
ているポンプ装置において、前記ハブの軸線と同じ軸線を有する円筒面を仮
定して、この円筒面と前記羽根とが交わる線を取
り、この円筒面を平面に展開した場合に、前記羽根の負圧面と前記円筒面とが交わる線
は、前記回転子の軸線と直角な、前記前縁Ａを通
る基準面に対して、前記ハブの長さの2/3に対応
する前記羽根の負圧面の前記前縁Ａからはじまる
第１部分ABにわたつて第１の値αを有する、一
定な角度だけ傾斜しており、前記羽根の圧力面と前記円筒面が交わる線は四
つの相次ぐ部分、すなわち、前記羽根の圧力面の前記前縁Ａからはじまる第
１部分ACにして、この圧力面に対応する線と前
記基準面との間の角度が第２の値から前記第１の
値αよりも大きい第３の値γまで減少するように
なつており、且つ前記羽根の圧力面の第１部分
ACは前記ハブの長さの1/3にわたつて延びてお
り、前記第２の値は大きくとも前記第３の値γの
150％と等しくなつている第１部分ACと、前記羽根の圧力面の第２部分CDにして、この
圧力面に対応する線と前記基準面との間の角度が
一定であり且つ前記第３の値γに等しくなつてお
り、この第２部分CDが前記ハブの長さの30％か
ら40％までの距離にわたつて延びている第２部分
CDと、前記羽根の圧力面の第３部分CGにして、この
圧力面に対応する線と前記基準面との間の角度が
前記第３の値γから大きくともこの第３の値γの
２倍に等しい第４の値2γまで連続的に増加して
おり、この第３部分DGが前記ハブの長さの10％
から20％までの距離にわたつて延びている第３部
分DGと、前記羽根の圧力面の第４部分GFにして、この
圧力面に対応する線が前記羽根の前記後縁Ｆにお
いて前記羽根の負圧面に対応する線と交差するよ
うになつた第４部分GFとよりなり、前記第１の値αと前記第３の値γとの差δは０
度から10度までの間にあり、前記第１の値αと前
記第３の値γとの平均値の角度βは、 tanβ≒ωR／V_Z で表わされ、ここにおいて、ωは前記ハブの回転
角速度、Ｒは前記円筒面の半径、V_Zは前記羽根
の前縁における流体の、前記回転子の軸線方向の
流動速度である、ことを特徴とするものである。

（本考案の作用及び効果）前述した羽根の形状にたどりつくまでには、厖
大な試行錯誤を繰り返えしている。本考案はかよ
うな実験の中から導かれたものであつて、上述し
た如き構成を採用するとどのような作用によつて
後述するような優れた効果が奏されるのか論理的
に明確に説明することはむずかしい。本考案を導
く目標として、体積比1.5において圧力利得が60
％までは落ち込まないようなポンプ装置を得よう
として努力したことは事実であるが、本考案の上
述した構成を採用した場合に、本出願人の前記特
許発明に対して第７図に示すごとき卓抜な結果を
得ることができた。第７図は第８図と同様の試験
条件のもとに行なつた本考案の一具体例の試験結
果を示すグラフである。第７図を参照して判るよ
うに、体積比が1.5において圧力利得は実に87％
を記録している。そして、体積比を更に増大させ
ても、圧力利得はほぼ70％以上を維持している。
このような効果は正に驚くべきことであつて、本
考案の構成によりどのような作用が起つてこのよ
うなすばらしい効果が出てくるのかという理論を
見出したいのだが、前述したように、本考案は数
多くの実験の所産として導かれたものであつて、
いまそれを正確に説明することはむずかしい。

ただ、前述した本出願人の特許発明を参考とし
て数々の実験を繰り返えしつつ、羽根のいかなる
局部的部分においても負圧を生じさせないような
形状に羽根を作ろうと努力した結果、本考案が見
出されたことを振り返えつて考えてみれば、本考
案の上述したごとき構成の羽根は、その回転運動
中に羽根のどこにおいてもほとんど負圧を生ぜし
めないような形になつているので、かような利点
が生じるのであろうかと推測できる。

（実施例）次に本考案の好適な実施例を添付図面によつて
説明する。

次に述べる説明において、”流体″なる用語は気
体が完全に溶解した液状二相性流体、または液相
および気相よりなる二相性流体の何れをも表わす
ために使用される。

第１図は二相性炭化水素流出物をポンプによつ
て送給するための本考案の１実施例の軸線方向断
面を示す略線図である。

このポンプ装置は普通のドリリング装置として
設計されたもので、油井の底部に導入することで
きる。

このポンプ装置は中空ケーシング１を有し、中
空ケーシング１は本実施例の場合は円筒形を呈
し、油井の中に容易に導入し得るようになつてい
る。中空ケーシング１は二相性流体に対する少な
くとも一つの入口孔２と、ポンプ流体排出回路に
連結された少なくとも一つの出口孔３とを有し、
ポンプ流体排出回路はパイプ４として線図的に示
されており、このパイプ４の一端に中空ケーシン
グ１がねじ５の如き適当な装置によつて装着され
ている。

第１図に示された実施例においては、前記入口
孔２は中空ケーシング１の壁を通る孔によつて形
成され、かつポンプ装置は前記孔の位置に、中空
ケーシング１と一体をなすデフレクタ１４を有
し、流体が中空ケーシング１に流入した後これを
偏向せしめ、かつこの流体を実質的に軸線方向、
すなわちポンプ装置の軸線と実質的に平行な方向
に流動させるようになつている。

中空ケーシング１の内部には回転子が位置し、
該回転子の軸６はたとえば電動機（給電系統は図
示されていない）の如き駆動装置７に連結され、
かつ線図的に示された伝導部材８によつて駆動軸
の回転速度を軸６の所要回転速度に適合させるよ
うになつている。

歯車を含む伝導部材８は普通に使用されるもの
であるから詳細な説明は省略する。

前記軸６は少なくとも二つの軸受９，１０によ
つて定位置に保持される。

前記軸受のうち駆動装置７の側に位置する軸受
９はポンプ装置に加わる軸線方向応力に耐え得る
少なくとも一つの玉軸受の如き軸線方向軸受と、
玉軸受、円錐ころ軸受または普通ころ軸受の如き
少なくとも一つの心決め部材とよりなつている。

軸受１０は半径方向腕１１によつて中空ケーシ
ング１に装着され、これら半径方向腕１１の間の
〓間を通つて流体は矢印Ｆの方向に流動し得るよ
うになつている。軸６と軸受１０との間にはなる
べくは玉軸受１２が配置される。この玉軸受１２
の内方レースは軸６と共に軸線方向に移動するこ
とができ、一方外方レースは軸受１０に対し軸線
方向に移動し、たとえば熱膨張に起因する軸６の
長さの変化を許容するようになつている。

場合によつてはポンプ装置によつて送給される
流体の性質に応じ玉軸受１２は密封された玉軸受
となすことができるが、なお軸受１０の両側に密
封フランジを設けることによつて普通の玉軸受を
使用することができ、この玉軸受はポンプ装置に
取付ける前にグリースの如き潤滑材料を充填され
る。

軸受９は密封装置１３を有し、かつ潤滑装置１
５と連通し、潤滑装置１５はたとえば油タンクを
有し、この油タンクは変形可能な少なくとも一つ
の壁を備え、その油圧をポンプ装置の位置におけ
る静水圧と平衡せしめ得るようになつている。

もし必要であれば駆動装置７および（または）
伝導装置８を潤滑するための第２の油タンク１６
を設けることができる。

かような駆動装置７を含む組立体はたとえば連
結フランジ１７ａによつてケーシング１の下方へ
の延長部分（図示せず）に装着される。

ポンプ装置の入口孔２と出口孔３との間におい
て中空ケーシング１の内部に少なくとも一つのポ
ンプ手段が設けられ、流体の全エネルギーを増加
させるようになつている。第１図には三つのポン
プ手段１７，１８，１９が設けられている。この
数は制限的ではなく、要求される圧力増加によつ
て決まる。

以下に詳述するポンプ手段は軸６と一体をな
し、軸６の上にたとえばプレス嵌めされ、これら
ポンプ手段の間隔は横部材２０，２１，２２，２
３によつて保持されている。

流体の流れをまつすぐにするための流れ整流装
置２４，２５，２６が各ポンプ手段の出口に設け
られ、この整流装置はたとえば取付けねじ２７
（図には鎖線によつて示されている）によつて中
空ケーシング１に連結されている。

図を分かり易くするために前記横部材と整流装
置との間、圧力を増加させるポンプ手段と中空ケ
ーシングとの間、およびポンプ手段と整流装置と
の間の間隔は誇張して示されているが、これら間
〓はポンプ装置の適当な動作を確保するように最
小の値に減少せしめられ、流体の漏洩を最小限に
止めると共に、作動温度においてポンプ装置の
種々の部材が膨張することによつて妨害が起こら
ないようにされている。

第２図は羽根車の透視図で、この羽根車は軸６
と一体に形成されたハブ２８を有し、ハブ２８は
ポンプ装置の運転時には矢印ｒの方向に回転せし
められる。

ハブ２８は少なくとも一つの羽根２９，３０を
備え、この羽根２９，３０は次に述べるような特
性を有している。第２図には二つの羽根２９，３
０が示されているが、この数は限定的なものでは
ない。羽根の数は一般的には回転子の静的および
動的平衡を容易にするように選択される。羽根の
高さはその回転中に画定される体積が、図示の例
においては円筒形をなす中空ケーシング１の穴を
ほぼ充填するようにされている。

羽根は溶接によつてハブ２８に一体的に装着さ
れることもできるが、ハブおよび羽根を鋳造によ
つて一体的に形成することが好ましい。

第３図は半径Ｒを有する円筒面を仮定して、こ
の円筒面と羽根とが交わる線を取り、この円筒面
を平面に展開した図である。この図によつて明ら
かな如く本考案の前述の目的は、羽根の前縁Ａか
らその後縁Ｆに向つて次のような展開を有する輪
郭の羽根を使用することによつて達成される。

１羽根の負圧面Ｅと、ハブの回転軸線に対して
垂直な基準面とのなす角度この負圧面のＥの第
１部分AB、すなわち回転軸線と平行に測つた
羽根の長さＬの2/3に対応するハブの部分₁に
わたつて延びる第１部分ABに対して、一定な
角度αを有し、羽根の負圧面Ｅの残余の部分
BFにおいて前記基準面に対するこの負圧面Ｅ
の角度は一定の角度αであるか、又は角度αか
らその20％に等しい角度△αだけ連続的に増加
または減少する。

２羽根の圧力面Ｉと基準面との間の角度は、ａハブの全長Ｌの1/3に等しいハブの長さ₂
に対応する羽根の圧力面Ｉの第１部分ACに
わたつて、前縁Ａの位置における最大の角度
から角度αより大なる角度γまで連続的に、
または階段的に減少する。前縁Ａの位置にお
けるこの最大の角度は大きくとも角度γの値
の150％に等しい。

ｂ前記第１部分ACに続き、かつハブの全長
Ｌの30％から40％までのハブ長さ₃に対応
する羽根の圧力面Ｉの第２部分CDにわたつ
て角度γに等しい。

ｃ次にこのハブの全長Ｌの10％から20％まで
のハブの長さ₄に対応する羽根の圧力面Ｉ
の第３部分DGにわたつて角度γから大きく
とも角度2γに等しい最大値まで連続的に増
加する。

ｄ続いて羽根の圧力面Ｉの残余の部分GFは、
羽根の負圧面Ｅの羽根の後縁Ｆ上においてこ
の負圧面Ｅと交差する。

３羽根の負圧面Ｅの第１部分ABと羽根の圧力
面Ｉの第２部分CDの間に形成される角度δは
０度から10度までの間にあり、好ましくは３度
であり、かつこの角度δの２等分線は基準面と
の間に次式によつて表わされるような角度βを
形成する。

tanβ≒ωR／V_Z 式中ωは（ラジアン／秒によつて表わされた）
ハブの回転角速度、Ｒは（メートルで表わされ
た）仮定された前記円筒面の半径、V_Zは（メー
トル／秒で表わされた）羽根の前縁における流体の、回転子の軸線方向の流動速度である。

第３Ａ図の曲線Ｉおよびはそれぞれハブの長
さに対する羽根の圧力面Ｉおよび負圧面の角度
の変化を表わしたものである。

図によつて明らかな如く、羽根の圧力面Ｉの角
度は、圧力面Ｉの第１部分ACおよび最終部分GF
において連続的にまたは階段的に変化する。

同様に羽根の負圧面の最終部分BFにおいて
は前記角度は減少し、一定の角度αに等しく、あ
るいは増加する。

一般的にはハブを次のような回転速度、すなわ
ち羽根の前縁のところにおける流体の軸線方向の
速度V_Zが変つても ωR／V_Z なる比が実質的に変らないような回転速度で駆動
することが望ましい。

ハブの長さＬは、なるべくは羽根の前縁を通り
かつ回転軸線と直角をなす平面内で測つた羽根の
最大半径より小さくなるようにする。

ハブの直径は一定にすることもできるが、第２
図に示される如く、その長さの少なくとも80％に
わたつて、液体の流動方向にその直径が増加する
ようになつたハブ２８を使用することが好まし
い。

直径の変化は、回転軸線と直角な平面内におけ
る二つの羽根によつて画定される断面の値が、羽
根の入口、すなわち前縁Ａのところにおいては値
Seとなり、かつ羽根の出口、すなわち後縁Ｆの
ところにおいては値Ssとなるように選定され、
これらの値はSe／Ssなる比が少なくとも１に等
しく、好ましくは２と３との間にあるようにされ
る。

各ポンプ手段１７，１８，１９の出口において
は流体の速度は軸線方向の成分と円周方向の成分
とを有している。技術的に周知の如く、流れ整流
装置を使用することによつて軸線方向の流体圧を
増加せしめ、かつ流体の速度の円周方向の成分を
減少させることができる。この流れ整流装置は第
４図および第５図に示される如く、周知の任意の
型のものとなすことができる。

第４図はハブ（破線によつて示す）と、流れ整
流装置（実線によつて示す）との間の関係を示し
た断面図である。

第５図は流れ整流装置のフイン３２の、半径が
Ｒの仮定した円筒面との交差輪郭を展開した線図
である。

この流れ整流装置はスリーブ３１を有し、スリ
ーブ３１は少なくとも二つのフイン３２を担持し
ている。フイン３２に装着したリング３３によつ
て流れ整流装置をたとえばねじ２７によつて中空
ケーシング１に連結することができる。

スリーブ３１の外径は軸線と平行に測つた流れ
整流装置の全長の少なくとも30％に相当する第１
部分MNにわたつて、入口から出口に向つて漸次
減少する。前記全長自体は流れ整流装置の入口に
おけるフイン３１の平均直径Dmの少なくとも30
％に等しい。したがつて流動通路の断面は矢印に
よつて表わされた流動方向を考えた時に、一次ま
たは二次式、すなわちｆ（ｘ）＝Ａ×＋Ｂ、又はｆ
（ｘ）＝Ａ×²＋Bx＋Ｃ、にしたがつて増加する。

フイン３２は流動方向を調節するに適した輪郭
を有している。この輪郭は流れ整流装置の入口に
おいては実質的に流体の流れの方向に対して接線
をなし、かつ第１部分MNの終わりにおいては実
質的に流れ整流装置の軸線を通る面に対して接線
をなし、その傾斜角はこの第１部分に沿つて漸次
変化する。

流れ整流装置の製造を簡単にするためにひれの
第１部分MNは一定の曲率半径を有するようにさ
れている。

ひれの残余の部分NPは軸線方向に配置されか
つこの部分におけるスリーブ３１は円筒形を呈し
ている。

流れ整流装置の入口断面Ｓは流れ整流装置の上
流に位置するポンプ手段の出口断面Ssより大で
あり、Ｓ／Ssなる比が１と1.2との間、なるべく
は1.1と1.5との間の値を有し、一方、流れ整流装
置の出口および入口における断面のSs／Seなる
比は１よりは大であり、なるべくは２と３との間
にあるようにされている。

以上の説明においては羽根の後縁と、次の流れ
整流装置の前縁との間には小さな軸線方向〓間が
あるものと仮定したが、この羽根および流れ整流
装置は本ポンプ装置の使用状態を基礎として予備
試験を行つた時に決定された距離に置くことが可
能である。

本考案の実施例は種々の変型を行うことができ
る。たとえば第６図に示される如く、流れ整流装
置の各フインの外面は交差する面壁部分を有する
機械加工部品によつて形成することができる。

ポンプ装置の他の実施例においては、軸６はけ
ん引力を受けた状態で作動し、かつこの軸はその
上流部分において動液圧および（または）静液圧
軸受によつて定位置に保持され、すべての羽根車
は適当な寸法の横部材により、軸６の下流部分に
錠止することによつてこの軸の上に錠止されかつ
定位置に保持される。

前記軸は間〓を置いて備えられる液圧軸受によ
り半径方向運動が阻止され、適当に選択された流
れ整流装置により、回転子の臨界回転速度が運転
時におけるポンプ装置の最大回転速度より大とな
るようにされている。

流れ整流装置は動液圧的な意味において、“厚
い”フインを有するものとなすことができる。

如何なる場合においても羽根車と流れ整流装置
との数はポンプ装置によつて送給すべき流体の体
積比の値にしたがつて選択される。

前述のポンプ装置は油井に対して使用するよう
に設計されたものであり、したがつてポンプ装置
の外形は円筒形を呈している。しかしながら前述
の特性を有している限りは本考案の範囲から離れ
ることなく、円錐形ケーシングおよび（または）
円筒形または円錐形ハブを使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は油井から二相性流体を吸上げるために
使用される本考案によるポンプ装置の一実施例の
軸線方向断面図、第２図は羽根車の透視図、第３
図は羽根と円筒面との交差線の展開図、第３Ａ図
は羽根の圧力面および負圧面の傾斜角度の変化を
示す図、第４図および第５図は流れ整流装置を示
す図、第６図は流れ整流装置のフインの他の実施
例を示す図、第７図は本考案の体積比対圧力利得
の特性を示すグラフ、第８図は従来のポンプ装置
における第７図と同様の特性を示すグラフ、第９
図は従来技術の１つにおける羽根の展開図、第１
０Ａ図及び第１０Ｂ図は別の従来技術における羽
根の展開図とその一部拡大図である。図において、１は中空ケーシング、２は入口
孔、３は出口孔、６は軸、７は駆動装置、８は伝
導部材、１７，１８，１９はポンプ手段、２４，
２５，２６は流れ整流装置、２８はハブ、２９，
３０は羽根、３２はフインである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 液相および不溶解の気相よりなる二相性流体
に対するポンプ装置にして、前記二相性流体に
対する入口孔と出口孔とを有する少なくとも一
つの中空ケーシングと、該中空ケーシング内に
回転自在に装架された回転子とを有し、該回転
子がハブおよびハブと一体的に形成された少な
くとも一つの羽根を有し、該羽根が前記入口孔
の側に前縁を備え、かつ前記出口孔の側に後縁
を備えているポンプ装置において、前記ハブの軸線と同じ軸線を有する円筒面を
仮定して、この円筒面と前記羽根とが交わる線
を取り、この円筒面を平面に展開した場合に、前記羽根の負圧面と前記円筒面とが交わる線
は、前記回転子の軸線と直角な、前記前縁Ａを
通る基準面に対して、前記ハブの長さの2/3に
対応する前記羽根の負圧面の前記前縁Ａからは
じまる第１部分ABにわたつて第１の値αを有
する、一定な角度だけ傾斜しており、前記羽根の圧力面と前記円筒面とが交わる線
は四つの相次ぐ部分、すなわち、前記羽根の圧力面の前記前縁Ａからはじまる
第１部分ACにして、この圧力面に対応する線
と前記基準面との間の角度が第２の値から前記
第１の値αよりも大きく第３の値γまで減少す
るようになつており、且つ前記羽根の圧力面の
第１部分ACは前記ハブの長さの1/3にわたつて
延びており、前記第２の値は大きくとも前記第
３の値γの150％と等しくなつている第１部分
ACと、前記羽根の圧力面の第２部分CDにして、こ
の圧力面に対応する線と前記基準面との間の角
度が一定であり且つ前記第３の値γに等しくな
つており、この第２部分CDが前記ハブの長さ
の30％から40％までの距離にわたつて延びてい
る第２部分CDと、前記羽根の圧力面の第３部分CGにして、こ
の圧力面に対応する線と前記基準面との間の角
度が前記第３の値γから大きくともこの第３の
値γの２倍に等しい第４の値2γまで連続的に
増加しており、この第３部分DGが前記ハブの
長さの10％から20％までの距離にわたつて延び
ている第３部分DGと、前記羽根の圧力面の第４部分GFにして、こ
の圧力面に対応する線が前記羽根の前記後縁Ｆ
において前記羽根の負圧面に対応する線と交差
するようになつた第４部分GFとよりなり、前記第１の値αと前記第３の値γとの差δは
０度から10度までの間にあり、前記第１の値α
と前記第３の値γとの平均値の角度βは、 tanβ≒ωR／V_z で表わされ、ここにおいて、ωは前記ハブの回
転角速度、Ｒは前記円筒面の半径、V_zは前記
羽根の前縁における流体の、前記回転子の軸線
方向の流動速度である、ことを特徴とするポンプ装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
おいて、前記ハブの長さの1/3にわたつて延び
る前記羽根の負圧面の第２部分BFにおいて、
前記羽根の負圧面と前記基準面とのなす角度が
一定でありかつ前記第１の値αに等しくなるよ
うにされているポンプ装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
おいて、前記ハブの長さの1/3にわたつて延び
る前記羽根の負圧面の第２部分BFにおいて、
前記羽根の負圧面と前記基準面とのなす角度が
前記第１の値αから大きくとも±20％に等しい
量だけ連続的に変化するようになつているポン
プ装置。 (4) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
おいて、前記回転子の軸線と平行に測つた前記
ハブの長さが大きくとも前記基準面内で測つた
羽根の最大半径と等しくなるようにされている
ポンプ装置。 (5) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
おいて、前記ハブの半径が少なくともその長さ
の80％以上にわたつて増加するようになつてい
るポンプ装置。 (6) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
おいて、基準面内における二つの羽根の間に画
定される入口断面Seの、ハブ軸線と直角をな
しかつ前記後縁を通る面内に画定される出口断
面Ssに対する比が少なくとも１に等しくされ
ているポンプ装置。 (7) 実用新案登録請求の範囲第６項記載の装置に
おいて、前記流体の流動方向に見て、前記出口
の断面の下流に静的な流れ整流装置を有し、該
流れ整流装置が流体の円周方向速度成分を減少
させるようになつた静止フインを備え、該静止
フインがその前縁を形成する一端に、流体の流
動方向に対して接線をなす輪郭を有し、かつ前
記静止フインの後縁を形成するその他端に、前
記流れ整流装置の軸線に対して接線をなす輪郭
を有し、前記軸線と直角をなしかつ流れ整流装
置のフインの前縁を通る面内で測つた流体通路
の断面Ｓと、前記軸線と直角をなしかつ流れ整
流装置のフインの後縁を通る面内で測つた流体
通路の断面Seとの比（Ｓ／Se）が１と１，２
との間の値を有するようになつているポンプ装
置。 (8) 実用新案登録請求の範囲第７項記載の装置に
おいて、前記流れ整流装置の軸線と直角をなし
かつこの流れ整流装置のフインの後縁を通る面
内で測つた流動通路の断面Ssと、前記流れ整
流装置の軸線と直角をなしかつ前記流れ整流装
置の前縁を通る面内で測つた断面Seとの比
（Se／Ss）が１より大きい値を有するようにな
つているポンプ装置。 (9) 実用新案登録請求の範囲第８項記載の装置に
おいて、前記流れ整流装置の二つのフインの間
に画定され、かつ前記流れ整流装置の軸線と直
角をなす面内で測つた断面が、前記流れ整流装
置の前縁から、該流れ整流装置の長さの少なく
とも30％にわたつて漸次増加するようになつて
いるポンプ装置。 (10) 実用新案登録請求の範囲第９項記載の装置に
おいて、前記流れ整流装置の長さが、該流れ整
流装置の前縁で測つたそのフインの平均直径の
少なくとも30％に等しくなるようにされている
ポンプ装置。