JPH08135600A

JPH08135600A - ジェットポンプ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08135600A
Application number: JP6272423A
Authority: JP
Inventors: Chikako Iwaki; 智香子岩城; Sunao Narabayashi; 直奈良林; Shinichi Morooka; 慎一師岡; Hiromichi Nei; 弘道根井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ジェットポンプの内壁面に細い溝のリブレット
を設けて、摩擦抵抗を減少することによりジェットポン
プの効率を高める。【構成】駆動流体をノズル２から噴射し、このノズル２
周囲の流体を被駆動流体として吸込口のベルマウス３よ
り吸引し、スロート４でこれら流体を混合してディフュ
ーザ５で昇圧し、吐出口より外部へ吐出するジェットポ
ンプ１において、スロート４の内壁面に、流体の流れ方
向に沿う細い縦溝８ａを複数並設してなるリブレット８
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉用等に好
適なジェットポンプに係わり、特に、効率向上を図った
ジェットポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のジェットポンプの一例と
しては、沸騰水型原子炉内に内蔵されるものが知られて
いる。このジェットポンプは外部ポンプによって高い全
圧を有する駆動水を、ノズルから高速でベルマウスへ噴
出させ、その高速流により静圧を低下させ、ベルマウス
周りの炉水を被駆動水としてベルマウス内に吸い込み、
駆動水と共にスロートに導くようになっている。スロー
トでは駆動水と被駆動水が混合され、ディフューザを通
過する間に運動エネルギーが圧力エネルギに変換され、
吸い込まれる前の被駆動水の圧力よりも高い圧力に昇圧
されてディフューザの吐出口から原子炉内の炉水中へ吐
き出される。

【０００３】一般に、この種のジェットポンプの性能
は、次式により示される。

【０００４】

【数１】Ｍ比＝Ｑｓ／ＱｎＮ比＝（Ｐｄ−Ｐｓ）／（Ｐｎ−Ｐｄ） η＝Ｍ比×Ｎ比×１００（％）但し、ここでＭ比は流量比、Ｎ比は圧力比、ηはジェッ
トポンプの効率、Ｐは圧力（全圧）、Ｑは流量、添字
ｎ、ｓ、ｄはそれぞれノズル流（駆動流）、吸込流（被
駆動流）、ディフューザ流（吐出流）を示す。

【０００５】このように構成されるジェットポンプは、
例えば、沸騰水型原子炉では、原子炉圧力容器内に内蔵
されて、冷却材を循環させることにより炉出力を制御す
る原子炉再循環システムに組み込まれる。ジェットポン
プは原子炉圧力容器内のダウンカマ部にて複数配設さ
れ、炉水により駆動される。

【０００６】つまり、ジェットポンプの駆動水は、原子
炉圧力容器内の炉心よりも下方の吸込管から吸い込んだ
炉水を再循環ポンプにより昇圧されたものであり、この
駆動水は分岐管により複数に分岐された後、ライザ管を
通って、ジェットポンプのノズルより噴出される。この
ために、ベルマウス周りの静圧が低下してベルマウス周
りの炉心が吸い込まれ、スロートで駆動水と被駆動水が
混合され、ディフューザで昇圧されて、その吐出口から
再び原子炉圧力容器内の炉水中へ吐出される。

【０００７】この原子炉再循環系は例えば２系統設けら
れており、ジェットポンプのＭ比が約２程度である。こ
のため、この吸込配管内を炉心流量の約１／６が流れる
こととなるので、吸込配管としては、１００ＭＷｅ級Ｂ
ＷＲでは約６００Ａ程度の口径が必要であり、主蒸気管
を除けば最大の口径となる。したがって、非常用炉心冷
却系（以下ＥＣＣＳ系という）の容量は、この吸込配管
の破断による冷却材喪失事故事象に対し、十分な補給容
量を持つように設計されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大口径の吸込配管が破断した場合には大量の炉水が
急激に流出してしまうため、非常用炉心冷却系（ＥＣＣ
Ｓ系）の容量が非常に大きくなる。この対策としては、
吸込配管の口径を小さくするために、少量の駆動水流量
によって所定の炉心流量を確保できるようにすればよ
く、そのためにはジェットポンプのＭ比を現状よりも大
きくすればよい。

【０００９】これにより、再循環ポンプの吸込配管の口
径を小さくすることができるので、この吸込配管の破断
時の冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ事象）時における流出流
量を低減でき、安全性を向上させることができると共
に、ＥＣＣＳ系の容量をも低減できる。

【００１０】そして、ジェットポンプのＭ比を大きくす
る方法の一つとしては、ノズル／スロートの面積比（Ｒ
比）を小さくすることが知られているが、このＲ比を小
さくすると、駆動水流の速度が従来のジェットポンプよ
りも速くなり、摩擦損失や被駆動流体へのエネルギ伝達
損失等が増加し、効率が大幅に低下する。この効率が低
下した場合には、その分だけ再循環ポンプの容量を増加
させる必要があり、その結果、運転費を含めた経済性が
低下することになる。これを防ぐためには、ジェットポ
ンプの効率を向上させる必要がある。

【００１１】そして、従来の原子炉再循環系では再循環
ポンプからの駆動水によりジェットポンプを駆動してい
るが、この再循環ポンプは回転部を持つため、原子力プ
ラントの定期検査時には多くの作業工数が必要であっ
た。また、再循環ポンプは原子炉格納容器内に設置され
ているが、この原子炉格納容器内には、多くの機器が収
納されているために狭く作業性が悪い。しかも、回転部
等が原因となるトラブルが発生することがあり、プラン
トの稼働率を低下させることもある。

【００１２】そこで、原子炉格納容器内の再循環ポンプ
を削除し、原子炉格納容器の外部にある給水ポンプから
の給水を直接ジェットポンプに送り込むようにする、い
わゆる給水駆動ジェットポンプを使う原子炉プラントが
考えられる。

【００１３】この原子炉給水系は原子炉圧力容器から主
蒸気管を通して蒸気タービンへ取り出された蒸気量を補
給することを主な目的としており、給水流量を調整する
ことにより、原子炉の水位を一定に保っている。この給
水流量は例えば炉水流量の約１／６程度である。

【００１４】給水駆動ジェットポンプシステムは、この
給水をジェットポンプの駆動源として利用するシステム
であり、給水系を給水配管の途中で２系統に分岐し、一
方はブースタポンプにより昇圧した後、ジェットポンプ
のノズル部に導いて、ノズルから噴出させ、ジェットポ
ンプを作動させる。他の一方は、給水スパージャより原
子炉圧力容器内へ注入する。

【００１５】このシステムの採用により前記した現行の
沸騰水型原子炉での再循環ポンプの吸込配管を削除する
ことができるために原子炉の安全性を大幅に向上させ、
またＥＣＣＳ系容量についても大幅な削減が可能とな
る。また、このシステムの採用により、原子炉格納容器
下部の簡素化、原子炉圧力容器内の簡素化が達成できる
とともに、ジェットポンプ駆動ポンプが原子炉圧力容器
外に設置できることにより、通常運転時に当該運転ポン
プへのアクセスが可能となり、ポンプ定検時の被曝も低
減できる。

【００１６】ただし、この給水のすべてをジェットポン
プの駆動水とした場合には、前記した原子炉水の調整が
困難となるために実際には給水流量の６０〜８０％程度
しか利用できない。全給水流量が炉心流量の１／６であ
ることを考えると、ジェットポンプのＭ比を約１０倍程
度にまで上げる必要があり、その結果前記したようにジ
ェットポンプの効率が大幅に低下してしまうことが給水
ジェットポンプシステムの課題である。

【００１７】そこで本発明はこのような事情を考慮して
なされたもので、その目的は、ジェットポンプの内壁面
に細い溝のリブレットを設けて、摩擦抵抗を減少するこ
とにより、高効率のジェットポンプを提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。

【００１９】本願の請求項１に記載の発明（以下、第１
の発明という）は、駆動流体をノズルから噴射し、この
ノズル周囲の流体を被駆動流体として吸込口より吸引
し、スロートでこれら両流体を混合してディフューザで
昇圧し、吐出口より外部へ吐出するジェットポンプにお
いて、上記スロートの内壁面に、上記流体の流れ方向に
沿う細い溝を複数並設してなるリブレットを形成したこ
とを特徴とする。

【００２０】また、本願の請求項２に記載の発明（以
下、第２の発明という）は、噴射する駆動流体に旋回成
分を与えるように構成され、リブレットは、その旋回方
向に沿って複数の溝を形成していることを特徴とする。

【００２１】さらに、本願の請求項３に記載の発明（以
下、第３の発明という）は、その各溝の幅と深さを、流
体乱流の粘性底層の厚さと等しく形成していることを特
徴とする。

【００２２】さらにまた、本願の請求項４に記載の発明
（以下、第４の発明という）は、その各溝の深さを、デ
ィフューザ側へ向けて次第に浅くして行き、ディフュー
ザとの接合部で無くするように形成していることを特徴
とする。

【００２３】また、本願の請求項５に記載の発明（以
下、第５の発明という）は、リブレットを形成する内壁
面部と、その外周のスロート本体とを別体により構成し
ていることを特徴とする。

【００２４】さらに、本願の請求項６に記載の発明（以
下、第６の発明という）は、スロートは、リブレットを
形成している内壁面部と、その外周のスロート本体と
を、膨張係数をそれぞれ異にした金属により構成してい
ることを特徴とする。

【００２５】さらにまた、本願の請求項７に記載の発明
（以下、第７の発明という）は、スロート本体は、熱膨
張係数がリブレットを形成している内壁面部の熱膨張係
数よりも小さい金属よりなることを特徴とする。

【００２６】また、本願の請求項８に記載の発明（以
下、第８の発明という）は、スロートは、リブレットを
形成している環状の内壁面部をスロート本体内に焼ばめ
により嵌入固着してなることを特徴とする。

【００２７】さらに、本願の請求項９に記載の発明（以
下、第９の発明という）は、リブレットが、スロートの
上流側からディフューザ入口部までの流体流路の内壁面
に形成されていることを特徴とする。

【００２８】さらにまた、本願の請求項１０に記載の発
明（以下、第１０の発明という）は、リブレットが、そ
の各溝の断面形状を、Ｕ字形、半円形、三角形のいずれ
かに形成していることを特徴とする。

【００２９】また、本願の請求項１１に記載の発明（以
下、第１１の発明という）は、リブレットを放電加工に
より形成することを特徴とする。

【００３０】さらに、本願の請求項１２に記載の発明
（以下、第１２の発明という）は、リブレットをレーザ
光加工により形成することを特徴とする。

【００３１】

【作用】

〈第１の発明〉スロートでは駆動流体と被駆動流体が混
合されるので、壁面摩擦抵抗が通常流の円管の場合より
大きい。このために、このスロートの内壁面に、流体の
流れ方向に沿う細い溝群よりなるリブレットを設けるこ
とにより、その内壁面近傍の乱流境界層の構造を変化さ
せて、壁面摩擦抵抗の減少を増大させることができるの
で、ジェットポンプの効率を向上させることができる。

【００３２】〈第２の発明〉駆動流体に旋回成分を与え
るために旋回ノズルを使用すると共に、駆動流体の旋回
方向に沿った複数の螺旋状の溝のリブレットを設ける場
合は、駆動流体の旋回により、ディフューザでの流体は
く離を防止することができるので、さらなる効率の向上
を図ることができる〈第３の発明〉リブレットの各溝の幅と深さとを、流体
乱流の粘性底層の厚さと等しくする場合には、スロート
内の流体摩擦抵抗が一段と低下するので、ジェットポン
プのさらなる効率向上を図ることができる。

【００３３】〈第４の発明〉リブレットの各溝の深さ
を、ディフューザ側へ向けて次第に浅くして行き、スロ
ートとディフューザとの接合部でゼロにするように形成
しているので、このスロートとディフューザとの接合部
に段差が発生するのを防止することができる。このため
に、その段差による圧力損失を低減することができ、そ
の分、効率を向上させることができる。

【００３４】〈第５の発明〉スロートのリブレットを形
成する内壁面部を、その外周のスロート本体と別体に構
成するので、この内壁面部にリブレットを容易かつ高精
度に形成することができる。したがって、スロートへの
リブレットの加工が容易となるうえに、その加工精度を
上げることができる。

【００３５】〈第６〜第８の発明〉リブレットを形成す
るスロートの内壁面部の熱膨張係数の方が外周のスロー
ト本体の熱膨張係数よりも大きいので、ジェットポンプ
に高温流体を通すと、スロートの内壁面部の方が外周の
スロート本体よりも大きく膨張して内壁面部とその外周
のスロート本体との結合力が増大する。

【００３６】〈第９の発明〉リブレットをジェットポン
プのスロートに加えて、それ以外の部分にも形成するの
で、その分、壁面摩擦抵抗の減少を増大させることがで
きる。

【００３７】〈第１０の発明〉リブレット溝の断面形状
がＵ字形、または半円形であるので、この溝が初期亀裂
の発生点となることを防止することができる。

【００３８】〈第１１，第１２の発明〉ジェットポンプ
の内壁面に、リブレットを放電加工、またはレーザ光加
工により形成するので、加熱範囲をごく狭い範囲に限定
することができる。このために、応力腐蝕割れの一因を
なす残留応力の発生を防止ないし低減することができ
る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１１に基づ
いて説明する。なお、図１〜図１１中、同一または相当
部分には同一符号を付している。

【００４０】図２は本発明に係るジェットポンプの一実
施例の一部切欠正面図であり、この図において、ジェッ
トポンプ１は沸騰水型の原子炉圧力容器内に内蔵される
のに好適なものであり、図示しない再循環ポンプ等の外
部ポンプによって高い全圧を有する駆動流体を、ノズル
２から高速で吸引口であるベルマウス３へ噴出させ、そ
の高速流により静圧を低下させ、ベルマウス３周りの炉
水を被駆動流体としてベルマウス３内に吸い込み、駆動
流体と共にスロート４に導くようになっている。スロー
ト４内では駆動流体と被駆動流体が混合され、ディフュ
ーザ５を通過する間に運動エネルギーが圧力エネルギに
変換され、吸い込まれる前の被駆動流体の圧力よりも高
い圧力に昇圧されてディフューザ５の吐出口から原子炉
内の炉水中へ吐き出される。

【００４１】なお、ノズル２は例えば約１８０゜程度屈
曲されたベント管６を介してライザ管７に接続され、ラ
イザ管７は図示しない分岐管を介して図示しない外部ポ
ンプである再循環ポンプに接続されている。

【００４２】このジェットポンプ１内部の圧力分布を図
３に示す。つまり、ノズル２から噴射される駆動流体と
ベルマウス３から吸引される被駆動流体の両流体は断面
積一定のスロート４で混合され、速度分布が均一化され
てディフューザ５に流れ込み、動圧から静圧に変換され
る。このため、ジェットポンプ１内の圧力はスロート４
入口からディフューザ５出口まで図３の曲線Ａのように
増加する。ジェットポンプ１の性能はこの静圧回復率に
依存し、これは乱流エネルギーの増加による摩擦が支配
的である。

【００４３】そこで、本実施例では図１に示すようにス
ロート４の全内壁面にリブレット８を形成している。リ
ブレット８は流体の流れ方向に沿う細い縦溝８ａの複数
本を周方向に並設してなり、これらの各縦溝８ａの断面
形状は図４（ａ）に示すとおり、Ｖ字形８ａ１が多用さ
れる場合が多いが、原子炉寿命４０年の期間中健全性を
維持する必要があるため、本実施例のジェットポンプ１
においては、初期亀裂の発生点となることを防止するた
め、図４（ｂ）で示すＵ字形８ａ２あるいは半円形であ
ることを特徴としている。

【００４４】そして、リブレット８の溝８ａの高さｈお
よび間隔ｄは、流速、粘性係数、レイノルズ数によって
次の（１）式で決定される乱流の粘性底層の厚さδ₁に
等しいものが効果が大きい。

【００４５】

【数２】 δ₁＝ 123・（ｕＤ／ν）^7/8・δ ……（１）ここで、ｕは流体速度、Ｄは管直径、νは粘性係数、δ
は管半径である。

【００４６】ところで、一般に、リブレットは、近年に
提案されたものであり、流れに沿った縦溝群により構成
され、乱流境界層の粘性底層近傍の構造を変化させさる
ことによって摩擦抵抗を減少させる役割を果たし、従
来、船舶や航空機などに応用されているデバイスである
（「リブレット−表面粗さによる乱流摩擦抵抗の減少方
法−」Kwing-SO CHOI 著、１９９２年１１月発行の日本
機械学会誌第５７頁〜第６２頁参照）。

【００４７】そして、このようなリブレット８をジェッ
トポンプ１の内部に形成する場合は、上記のように、ス
ロート４で駆動流と被駆動流との混合が行われているた
め乱流摩擦損失が通常流の円管の場合より大きくなり、
一方静圧変換が行われて速度の小さいディフューザ５で
は、摩擦損失は比較的小さいと考えられる。よって、ジ
ェットポンプ１においては、スロート４にリブレット８
を形成することが効果的である。

【００４８】図６、図７は本発明の第２実施例の要部を
示しており、これは上記ノズル２を旋回用ノズル２Ａに
構成した点に特徴がある。

【００４９】旋回用ノズル２Ａは図６（ａ）に示すよう
に、ノズル本体２Ａ１の先端に、その軸心回りの同一円
周上に環状かつ同心状に配設される複数本の分岐ノズル
２Ａ２を突設し、図６（ｂ）に示すようにこれら分岐ノ
ズル２Ａ２の各ノズル孔２Ａ３を周方向へ所要角度傾斜
させており、これらノズル２Ａ３から噴射される駆動流
に旋回を与え、ディフューザ５部での境界層の発達を抑
制することにより、流体はく離を防止すると同時に、ス
ロート４部での駆動水と被駆動水との混合効率を促進さ
せることが考えられている。強い旋回を与えすぎると管
中心部に逆流領域が形成されるため、逆に効率が低下す
る場合があるなど、旋回の強さはディフューザ５の広が
り角度に対して最適値を持つが、この方法により静圧回
復率が改善されることが報告されている。

【００５０】そして、この場合は図７に示すようにスロ
ート４の内壁面に、流体の旋回流の流線に沿った螺旋状
の溝８Ｂ１の複数本周方向に並設してなるリブレット８
Ｂを形成している。これにより、流体旋回流によるスロ
ート４での駆動流体と被駆動流体との混合を促進すると
同時にディフューザ５での流体はく離を防止し、さらに
スロート４のリブレット８Ｂによる摩擦損失の低減が同
時に達成され、ジェットポンプ１の効率を高めることが
できる。

【００５１】ところで、図５（ａ）で示すようにスロー
ト４に形成したリブレット８，８Ｂの溝８ａ，８ｂの深
さが軸方向で一定の場合にスロート４部分とデフューザ
５の接合部９に段差Ｓが生じ、ここで圧力損失が発生
し、効率を下げる。そこで本実施例では図５（ｂ）に示
すようにスロート４とデフューザ５との接合部９の各溝
８ａ，８Ｂ１の深さをデフューザ５の方向に向かって次
第に浅くなって行き、スロート４とデフューザ５の接合
部９においてゼロになるように形成して段差Ｓを解消さ
せている。このようにすることにより、この接合部９の
流体流れがスムーズになり、圧力損失を低減して効率へ
の影響を小さく押さえる事ができる。

【００５２】ところで、上記各リブレット８，８Ｂは図
８でも示すようにスロート４の内壁面のほぼ全周に形成
するので、これらリブレット８，８Ｂを形成する加工は
必ずしも容易ではなく、むしろ困難であるので、製造コ
ストが大幅に増大する恐れがある。そこで、本発明の第
３実施例では、フロート４を、リブレット８，８Ｂを形
成する内周部４ａとその外周部（スロート本体）４ｂと
に２分割し、これらをそれぞれ別体に構成している。つ
まり、内周部４ａは図９（ａ）に示すように先ず平板４
ａ１の一面上にリブレット８，または８Ｂを形成し、こ
の平板４ａ１を図９（ｂ）のように管状に折曲加工し、
溶着部４ａ2 で溶着して円管状に成型して図８で示す内
周部４ａに形成する。そして、この内周部４ａを外周部
４ｂ内に嵌入して両者４ａ，４ｂを溶接により接合す
る。なお、両者４ａ，４ｂを焼ばめにより嵌合してもよ
い。つまり、スロート４内周部４ａを外周部４ｂの熱膨
張係数よりも大きい金属で形成し、外周部４ｂを加熱し
て膨張させて内径を広げた状態で内周部４ａを挿入し冷
却することにより両者を堅く接合することも可能であ
る。

【００５３】さらに、スロート４の内周部４ａの膨張係
数が外周部４の膨張係数よりも大きい金属を使用するこ
とにより、常温では両者の間の接合力が弱くても、原子
炉の運転状態では、ジェットポンプ１内を流れる炉水が
高温（例えば約２８０℃）になるので、内、外周部４
ａ，４ｂどうしの熱膨張差で両者の間の接合力が増大さ
せることができる。

【００５４】なお、上記各実施例ではリブレット８，ま
たは８Ｂをスロート４の全内周面に形成する場合につい
て説明したが、本発明はリブレット８，８Ｂをこのスロ
ート４に加え、それよりも上流側で流速の速い流体を通
すライザ管７、ベント管６、ベルマウス３と、比較的流
速の速いディフューザ５の入口部の各内壁面にも形成す
ることにより、さらに全体的に摩擦損失を低減すること
ができる。

【００５５】また、このようなリブレット８，８Ｂを流
速とレイノルズ数によって決定される最適のリブレット
溝幅に加工するための方法としては、図１０で示す放電
加工と図１１で示すレーザ光加工とによる方法が考えら
れる。前者の放電加工では、図１０（ａ）（ｂ）で示す
加工電極１０に、タブレット８，または８Ｂを形成しよ
うとするスロート４等の内周面曲率に適合した金型ロー
ラ１１を設けると共に、この金型ローラ１１の外周面
に、予め最適なリブレット溝８ａ，８ｂ１を形成してお
き、スロート４等の内面に、複数回に分けて放電加工す
る。この放電加工の場合は加熱範囲がごく狭い範囲に限
定されているために、応力腐蝕割れの一因をなす残留応
力の発生を防止ないし低減することができるので、原子
炉の炉内構造物の加工としては好適である。

【００５６】また、図１１で示すレーザ光加工の場合は
ジェットポンプ１の上記のリブレット８，または８Ｂを
形成する範囲に、それぞれ最適なリブレット溝幅８ａ，
または８Ｂ１を、コンピュータによって制御されるレー
ザー光を照射して行うことによっても同等のリブレット
溝８ａ，または８Ｂ１をスロート４等に形成することが
できる。つまり、レーザー発振器１２で発生せしめた所
定波長のレーザ光を光ファイバーケーブル１３によりレ
ーザースキャナ１４に導光し、このレーザースキャナー
１４をコンピュータ制御によりスキャナーすることによ
り、ベント管６等ジェットポンプ１の内壁面に、最適の
リブレット溝８ａ，または８Ｂ１を形成する。このレー
ザー光加工の場合も加熱範囲がごく狭い範囲に限定され
るので、放電加工の場合と同様に応力腐蝕割れの一因を
なす残留応力の発生を防止ないし低減できるので、これ
また、原子炉の炉内構造物としては好適である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように本願第１の発明は、
スロートが駆動流体と被駆動流体とを混合するので、壁
面摩擦抵抗が通常流の円管の場合より大きい部分である
から、このスロートの内壁面に、流体の流れ方向に沿う
細い溝群よりなるリブレットを設けることにより、その
内壁面近傍の乱流境界層の構造を変化させて、壁面摩擦
抵抗の減少を増大させることができ、ジェットポンプの
効率を向上させることかできる。

【００５８】本願第２の発明は、駆動流体に旋回成分を
与えるために旋回ノズルを使用すると共に、駆動流体の
旋回方向に沿った螺旋状の溝のリブレットを設けるの
で、駆動流体の旋回により、ディフューザでの流体はく
離を防止することができるためにさらなる効率の向上を
図ることができる本願第３の発明は、リブレットの各溝の幅と深さとを、
流体乱流の粘性底層の厚さと等しくするので、スロート
内の流体摩擦抵抗が一段と低下することができ、ジェッ
トポンプのさらなる効率向上を図ることができる。

【００５９】本願第４の発明は、リブレットの各溝の深
さをディフューザ側へ向けて次第に浅くして行き、スロ
ートとディフューザとの接合部でゼロにするように形成
しているので、このスロートとディフューザとの接合部
に段差が発生するのを防止することができる。このため
に、その段差による圧力損失を低減することができ、そ
の分、効率を向上させることができる。

【００６０】本願第５の発明は、スロートのリブレット
を形成する内壁面部を、その外周のスロート本体と別体
に構成するので、この内壁面部にリブレットを容易かつ
高精度に形成することができる。したがって、スロート
へのリブレットの加工が容易となるうえに、その加工精
度を上げることができる。

【００６１】本願第６〜第８の発明は、リブレットを形
成するスロートの内壁面部の熱膨張係数の方が外周のス
ロート本体の熱膨張係数よりも大きいので、ジェットポ
ンプに高温流体を通すと、スロートの内壁面部の方が外
周のスロート本体よりも大きく膨張して内壁面部とその
外周のスロート本体との結合力が増大する。

【００６２】本願第９の発明は、リブレットをジェット
ポンプのスロートに加えて、それ以外の部分にも形成す
るので、その分、壁面摩擦抵抗の減少を増大させること
ができる。

【００６３】本願第１０の発明は、リブレット溝の断面
形状がＵ字形、または半円形であるので、この溝が初期
亀裂の発生点となることを防止することができる。

【００６４】本願第１１，第１２の発明は、ジェットポ
ンプの内壁面に、リブレットを放電加工、またはレーザ
光加工により形成するので、加熱範囲をごく狭い範囲に
限定することができる。このために、応力腐蝕割れの一
因をなす残留応力の発生を防止ないし低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２で示すスロートの全内壁面にリブレットを
形成したときの一実施例の要部拡大斜視図。

【図２】本発明に係るジェットポンプの一実施例の全体
構成を示す一部切欠外観正面図。

【図３】図２で示すジェットポンプのスロートとディフ
ューザにおける軸方向の流体圧力分布図。

【図４】（ａ）（ｂ）は図１で示すリブレット溝の各種
断面形状をそれぞれ示す要部縦断面図。

【図５】（ａ）（ｂ）は図２で示す実施例のスロートと
ディフューザとの接合部とその近傍におけるリブレット
溝の拡大縦断面図。

【図６】（ａ）は本発明の第２実施例の旋回用ノズルの
部分縦断面図、（ｂ）は同（ａ）の右側面図。

【図７】図６で示す旋回用ノズルと旋回用のリブレット
溝を形成したスロートの一部の分解斜視図。

【図８】本発明の第３実施例のスロート部分の縦断面
図。

【図９】（ａ）は図８で示すスロート内周部を形成する
ための平板、（ｂ）はこの平板を管状に形成して図８で
示すスロート内周部を形成した状態の正面図。

【図１０】（ａ）は本発明の各実施例に係るリブレット
を放電加工により形成する方法を示す図、（ｂ）は同
（ａ）で示す加工電極の拡大正面図。

【図１１】本発明の各実施例に係るリブレットをレーザ
光加工により形成する方法を示す図。

【符号の説明】

１ジェットポンプ２ノズル２Ａ旋回用ノズル２Ａ１旋回用ノズル本体２Ａ２分岐ノズル本体３ベルマウス（吸込口）４スロート４ａ内周部４ａ１平板４ａ２溶着部４ｂ外周部５ディフューザ６ベント管７ライザ管８，８Ｂリブレット８ａ縦溝（リブレット溝）８ａ１，Ｖ字縦溝（リブレット溝）８ａ２，Ｕ字縦溝（リブレット溝）８ｂ旋回溝（リブレット溝）９スロートとディフューザとの接合部１０加工電極１１金型ローラ１２レーザ発振器１３光ファイバーケーブル１４レーザースキャナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根井弘道神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動流体をノズルから噴射し、このノズ
ル周囲の流体を被駆動流体として吸込口より吸引し、ス
ロートでこれら両流体を混合してディフューザで昇圧
し、吐出口より外部へ吐出するジェットポンプにおい
て、上記スロートの内壁面に、上記流体の流れ方向に沿
う細い溝を複数並設してなるリブレットを形成したこと
を特徴とするジェットポンプ。
【請求項２】ノズルは、噴射する駆動流体に旋回成分
を与えるように構成され、リブレットは、その旋回方向
に沿って複数の溝を形成していることを特徴とする請求
項１記載のジェットポンプ。
【請求項３】リブレットは、その各溝の幅と深さを、
流体乱流の粘性底層の厚さと等しく形成していることを
特徴とする請求項１または２記載のジェットポンプ。
【請求項４】リブレットは、その各溝の深さを、ディ
フューザ側へ向けて次第に浅くして行き、ディフューザ
との接合部で無くするように形成していることを特徴と
する請求項１〜３のいずれか１項に記載のジェットポン
プ。
【請求項５】スロートは、リブレットを形成する内壁
面部と、その外周のスロート本体とを別体により構成し
ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載のジェットポンプ。
【請求項６】スロートは、リブレットを形成している
内壁面部と、その外周のスロート本体とを、膨張係数を
それぞれ異にした金属により構成していることを特徴と
する請求項５記載のジェットポンプ。
【請求項７】スロート本体は、熱膨張係数がリブレッ
トを形成している内壁面部の熱膨張係数よりも小さい金
属よりなることを特徴とする請求項６記載のジェットポ
ンプ。
【請求項８】スロートは、リブレットを形成している
環状の内壁面部をスロート本体内に焼ばめにより嵌入固
着してなることを特徴とする請求項７記載のジェットポ
ンプ。
【請求項９】リブレットは、スロートの上流側からデ
ィフューザ入口部までの流体流路の内壁面に形成されて
いることを特徴とするジェットポンプ。
【請求項１０】リブレットは、その各溝の断面形状
を、Ｕ字形、半円形、三角形のいずれかに形成している
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の
ジェットポンプ。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
のリブレットを放電加工により形成することを特徴とす
るジェットポンプの製造方法。
【請求項１２】請求項１〜１０のいずれか１項に記載
のリブレットをレーザ光加工により形成することを特徴
とするジェットポンプの製造方法。