JPH09144699A - インデューサの不安定流動抑制装置 - Google Patents
インデューサの不安定流動抑制装置Info
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- JPH09144699A JPH09144699A JP7299848A JP29984895A JPH09144699A JP H09144699 A JPH09144699 A JP H09144699A JP 7299848 A JP7299848 A JP 7299848A JP 29984895 A JP29984895 A JP 29984895A JP H09144699 A JPH09144699 A JP H09144699A
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- Japan
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- inducer
- casing
- unstable flow
- suppressing device
- treatment
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流路損失の増大、キャビテーション性能の劣
化を伴うことなくキャビテーションにより脈動や振動を
防止できるインデューサの不安定流動抑制装置を提供す
る。 【解決手段】 ターボポンプの主羽根車１３の直前に取
り付けられるインデューサ１５において、インデューサ
１５に対向するケーシング１２に１又は複数の溝２７，
２８，２９からなるケーシングトリートメント２６を施
したことを特徴としている。
化を伴うことなくキャビテーションにより脈動や振動を
防止できるインデューサの不安定流動抑制装置を提供す
る。 【解決手段】 ターボポンプの主羽根車１３の直前に取
り付けられるインデューサ１５において、インデューサ
１５に対向するケーシング１２に１又は複数の溝２７，
２８，２９からなるケーシングトリートメント２６を施
したことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロケット燃料用ポ
ンプ、航空エンジン燃料ポンプ等ターボポンプのインデ
ューサに係り、特にキャビテーションによる不安定流動
特性を改善したインデューサの不安定流動抑制装置に関
するものである。
ンプ、航空エンジン燃料ポンプ等ターボポンプのインデ
ューサに係り、特にキャビテーションによる不安定流動
特性を改善したインデューサの不安定流動抑制装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロケット燃料用ポンプ、航空エンジン燃
料ポンプ、或いはウォータジェット推進ポンプ等のター
ボポンプにおいては、小形軽量化のための高速化と、低
吸込圧化の二つを満たすため、主羽根車の直前にインデ
ューサを取付けている。
料ポンプ、或いはウォータジェット推進ポンプ等のター
ボポンプにおいては、小形軽量化のための高速化と、低
吸込圧化の二つを満たすため、主羽根車の直前にインデ
ューサを取付けている。
【０００３】このインデューサは、一般に低流量係数で
キャビテーションを発生しつつ運転されるため、不安定
流動をまねきやすく、圧力変動、軸振動を起こしやす
い。
キャビテーションを発生しつつ運転されるため、不安定
流動をまねきやすく、圧力変動、軸振動を起こしやす
い。
【０００４】このため、従来は、(1) インデューサの吸
込部への高圧水のインジェクションを行ったり、(2) 吸
込リングの設置、ケーシングのバッフル板の取付、(3)
翼端のクリアランスの増大化、(4) タンデム翼インデュ
ーサを採用するなどの対策を行っている。
込部への高圧水のインジェクションを行ったり、(2) 吸
込リングの設置、ケーシングのバッフル板の取付、(3)
翼端のクリアランスの増大化、(4) タンデム翼インデュ
ーサを採用するなどの対策を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(1) の
場合、一般に高圧水は吸込部温度より高いため、それを
インジェクションしてもかえって良くなく、(2),(3) の
場合、流路損失の増大を伴うため、インデューサの効率
が悪くなる。(4) の場合は、キャビテーションの発生具
合がインデューサにより個々に異なるため充分な研究が
必要となり、設計が難しい問題がある。
場合、一般に高圧水は吸込部温度より高いため、それを
インジェクションしてもかえって良くなく、(2),(3) の
場合、流路損失の増大を伴うため、インデューサの効率
が悪くなる。(4) の場合は、キャビテーションの発生具
合がインデューサにより個々に異なるため充分な研究が
必要となり、設計が難しい問題がある。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、流路損失の増大、キャビテーション性能の劣化を伴
うことなくキャビテーションにより脈動や振動を防止で
きるインデューサの不安定流動抑制装置を提供すること
にある。
し、流路損失の増大、キャビテーション性能の劣化を伴
うことなくキャビテーションにより脈動や振動を防止で
きるインデューサの不安定流動抑制装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、ターボポンプの主羽根車の直前に
取り付けられるインデューサにおいて、インデューサに
対向するケーシングに１又は複数の溝からなるケーシン
グトリートメントを施したインデューサの不安定流動抑
制装置である。
に請求項１の発明は、ターボポンプの主羽根車の直前に
取り付けられるインデューサにおいて、インデューサに
対向するケーシングに１又は複数の溝からなるケーシン
グトリートメントを施したインデューサの不安定流動抑
制装置である。
【０００８】請求項２の発明は、ケーシングトリートメ
ントは、ケーシング内周の周方向に沿うと共に軸方向に
多数設けられた凹溝からなる請求項１記載のインデュー
サの不安定流動抑制装置である。
ントは、ケーシング内周の周方向に沿うと共に軸方向に
多数設けられた凹溝からなる請求項１記載のインデュー
サの不安定流動抑制装置である。
【０００９】請求項３の発明は、ケーシングトリートメ
ントは、ケーシング内周に、インデューサの羽根角度と
ほぼ同じ角度で螺旋状に形成された螺旋溝からなる請求
項１記載のインデューサの不安定流動抑制装置である。
ントは、ケーシング内周に、インデューサの羽根角度と
ほぼ同じ角度で螺旋状に形成された螺旋溝からなる請求
項１記載のインデューサの不安定流動抑制装置である。
【００１０】請求項４の発明は、ケーシングトリートメ
ントは、ケーシング内周の軸方向に沿うと共に円周方向
に沿って多数設けられた凹溝からなる請求項１記載のイ
ンデューサの不安定流動抑制装置である。
ントは、ケーシング内周の軸方向に沿うと共に円周方向
に沿って多数設けられた凹溝からなる請求項１記載のイ
ンデューサの不安定流動抑制装置である。
【００１１】請求項５の発明は、ケーシングトリートメ
ントは、ケーシング内周面より間隔をおいて設けられ、
軸方向に沿うと共に円周方向に沿って多数設けられたト
リートメントバーからなる請求項１記載のインデューサ
の不安定流動抑制装置である。
ントは、ケーシング内周面より間隔をおいて設けられ、
軸方向に沿うと共に円周方向に沿って多数設けられたト
リートメントバーからなる請求項１記載のインデューサ
の不安定流動抑制装置である。
【００１２】上記の構成において、インデューサをキャ
ビテーション発生条件下で使用する場合、特にインデュ
ーサ外周部の低圧面側にキャビティが多く発生し、特に
キャビテーション係数が小さいもとでは、翼面上キャビ
ティが変動し、圧力変動、軸振動が発生するが、ケーシ
ングトリートメントを施すことにより、発生したキャビ
ティの逃げ場とすることができると共に、インデューサ
下流の高圧側から上流の低圧側への流体の逆流をスムー
ズに行わせ、しかもキャビティ長さを小さく抑えること
が可能となり、これによりキャビテーションによる脈動
や振動を抑制することができる。
ビテーション発生条件下で使用する場合、特にインデュ
ーサ外周部の低圧面側にキャビティが多く発生し、特に
キャビテーション係数が小さいもとでは、翼面上キャビ
ティが変動し、圧力変動、軸振動が発生するが、ケーシ
ングトリートメントを施すことにより、発生したキャビ
ティの逃げ場とすることができると共に、インデューサ
下流の高圧側から上流の低圧側への流体の逆流をスムー
ズに行わせ、しかもキャビティ長さを小さく抑えること
が可能となり、これによりキャビテーションによる脈動
や振動を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面に基づいて詳述する。
付図面に基づいて詳述する。
【００１４】先ず、本発明におけるインデューサの全体
構成を、高圧液酸素ポンプを例に、図６より説明する。
構成を、高圧液酸素ポンプを例に、図６より説明する。
【００１５】この高圧液酸素ポンプは、エンジン燃焼室
（図示せず）に、液体酸素を高吐出圧力で供給する主ポ
ンプ１０と、プリバーナに同様に高吐出圧で供給するプ
リバーナポンプ１１とから構成される。
（図示せず）に、液体酸素を高吐出圧力で供給する主ポ
ンプ１０と、プリバーナに同様に高吐出圧で供給するプ
リバーナポンプ１１とから構成される。
【００１６】主ポンプ１０は、ケーシング１２に主羽根
車１３が回転自在に設けられ、その軸にプリバーナポン
プ羽根車１４が一体に回転するように設けられる。
車１３が回転自在に設けられ、その軸にプリバーナポン
プ羽根車１４が一体に回転するように設けられる。
【００１７】インデューサ１５は、主羽根車１３の直前
に案内羽根１６を介して主羽根車１３と一体に回転する
ように設けられる。尚１７は、高圧水素で回転するター
ビンである。
に案内羽根１６を介して主羽根車１３と一体に回転する
ように設けられる。尚１７は、高圧水素で回転するター
ビンである。
【００１８】このインデューサ１５は、図５に示すよう
に、軸部１８に２枚の螺旋状の羽根１９，２０を２条の
螺旋となるように設けたものからなっている。
に、軸部１８に２枚の螺旋状の羽根１９，２０を２条の
螺旋となるように設けたものからなっている。
【００１９】さて、本発明においては、図１に示すよう
に、インデューサ１５の外周のケーシング１２に、溝２
５からなるケーシングトリートメント２６を施して形成
したものである。
に、インデューサ１５の外周のケーシング１２に、溝２
５からなるケーシングトリートメント２６を施して形成
したものである。
【００２０】このケーシングトリートメント２６は、図
２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング１２内周の
周方向に沿うと共に軸方向に多数設けられた凹溝２７で
形成しても、又、インデューサ１５の羽根１９，２０の
軸方向の傾斜に合わせた角度θとなるように設けた螺旋
状の溝２８で形成しても良い。又図２では溝の例で説明
したが、凸状体で、すなわち、円環状の板螺旋状の羽根
等をケーシングの内周面に設けて形成するようにしても
良い。
２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング１２内周の
周方向に沿うと共に軸方向に多数設けられた凹溝２７で
形成しても、又、インデューサ１５の羽根１９，２０の
軸方向の傾斜に合わせた角度θとなるように設けた螺旋
状の溝２８で形成しても良い。又図２では溝の例で説明
したが、凸状体で、すなわち、円環状の板螺旋状の羽根
等をケーシングの内周面に設けて形成するようにしても
良い。
【００２１】図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施
の形態を示すもので、ケーシング１２の軸方向に沿った
凹溝２９をケーシングの内周面に沿って多数設けてケー
シングトリートメント２６を形成したものである。
の形態を示すもので、ケーシング１２の軸方向に沿った
凹溝２９をケーシングの内周面に沿って多数設けてケー
シングトリートメント２６を形成したものである。
【００２２】図４（ａ），（ｂ）は本発明のさらに他の
実施の形態を示すもので、軸方向に沿ったトリートメン
トバー３０を、ケーシング１２の内周面より所定の間隔
をおいて、その円周方向に多数配置してケーシングトリ
ートメント２６を形成したものである。
実施の形態を示すもので、軸方向に沿ったトリートメン
トバー３０を、ケーシング１２の内周面より所定の間隔
をおいて、その円周方向に多数配置してケーシングトリ
ートメント２６を形成したものである。
【００２３】この場合、トリートメントバー３０を図４
（ｂ）に示すように半径方向に設ける代わりに、図４
（ｃ）に示すように、外周端が矢印で示すインデューサ
の回転方向３１に傾斜するように設けても良い。
（ｂ）に示すように半径方向に設ける代わりに、図４
（ｃ）に示すように、外周端が矢印で示すインデューサ
の回転方向３１に傾斜するように設けても良い。
【００２４】次に実施例の作用を述べる。
【００２５】以上各実施の形態において、インデューサ
１５をキャビテーション発生条件下で使用する場合、特
にインデューサ１５外周部の羽根１９，２０の低圧面側
にキャビティが多く発生し、特にキャビテーション係数
（Ｋｄ）が小さいもとでは、翼面上キャビティが変動
し、圧力変動、軸振動が発生する。
１５をキャビテーション発生条件下で使用する場合、特
にインデューサ１５外周部の羽根１９，２０の低圧面側
にキャビティが多く発生し、特にキャビテーション係数
（Ｋｄ）が小さいもとでは、翼面上キャビティが変動
し、圧力変動、軸振動が発生する。
【００２６】そこで、図１〜図４に示すように、ケーシ
ングトリートメント２６を施すことにより、その各溝２
７，２８，２９等が発生したキャビティの逃げ場とする
ことができると共に、インデューサ１５下流の高圧側か
ら上流の低圧側への流体の逆流をスムーズに行わせ、し
かもキャビティ長さを小さく抑えることが可能となり、
これによりキャビテーションによる脈動や振動を抑制す
ることができる。
ングトリートメント２６を施すことにより、その各溝２
７，２８，２９等が発生したキャビティの逃げ場とする
ことができると共に、インデューサ１５下流の高圧側か
ら上流の低圧側への流体の逆流をスムーズに行わせ、し
かもキャビティ長さを小さく抑えることが可能となり、
これによりキャビテーションによる脈動や振動を抑制す
ることができる。
【００２７】図７は、図５で説明したインデューサ１５
の外径φを種々替え、キャビテーション係数Ｋｄを変え
たときの揚程係数ψの変化を実験で求めたときのデータ
を示し、◇，□，○，△は、外径を順次大きくした時の
図１の実施の形態を示し、黒塗りの◇，□，○，△は、
トリートメントを施さない従来の例を示している。
の外径φを種々替え、キャビテーション係数Ｋｄを変え
たときの揚程係数ψの変化を実験で求めたときのデータ
を示し、◇，□，○，△は、外径を順次大きくした時の
図１の実施の形態を示し、黒塗りの◇，□，○，△は、
トリートメントを施さない従来の例を示している。
【００２８】図７より、キャビテーション係数が０．０
５以下のときに従来では、揚程係数が小さくなり、キャ
ビテーションの影響が生じているが、本実施の形態にお
いてはいずれも従来より揚程係数が大きくキャビテーシ
ョンによる影響がなく、脈動や振動が生じ難いといえ
る。
５以下のときに従来では、揚程係数が小さくなり、キャ
ビテーションの影響が生じているが、本実施の形態にお
いてはいずれも従来より揚程係数が大きくキャビテーシ
ョンによる影響がなく、脈動や振動が生じ難いといえ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ロケット
燃料用ポンプ等のインデューサで問題となっている、キ
ャビテーションに伴う、不安定流動による圧力変動、軸
振動をトリートメントを施すことで、ターボポンプの安
全性、信頼性を向上することができる。
燃料用ポンプ等のインデューサで問題となっている、キ
ャビテーションに伴う、不安定流動による圧力変動、軸
振動をトリートメントを施すことで、ターボポンプの安
全性、信頼性を向上することができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す要部断面図であ
る。
る。
【図２】図１の詳細図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明のさらに他の実施の形態を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明におけるインデューサの詳細図である。
【図６】本発明のインデューサが用いられるロケット用
燃料ポンプの詳細を示す図である。
燃料ポンプの詳細を示す図である。
【図７】本発明と従来におけるキャビテーション係数と
揚程係数の実験結果を示す図である。
揚程係数の実験結果を示す図である。
１２ ケーシング １３ 主羽根車 １５ インデューサ ２６ ケーシングトリートメント ２７，２８，２９ 溝
Claims (5)
- 【請求項１】 ターボポンプの主羽根車の直前に取り付
けられるインデューサにおいて、インデューサに対向す
るケーシングに１又は複数の溝からなるケーシングトリ
ートメントを施したことを特徴とするインデューサの不
安定流動抑制装置。 - 【請求項２】 ケーシングトリートメントは、ケーシン
グ内周の周方向に沿うと共に軸方向に多数設けられた凹
溝からなる請求項１記載のインデューサの不安定流動抑
制装置。 - 【請求項３】 ケーシングトリートメントは、ケーシン
グ内周に、インデューサの羽根角度とほぼ同じ角度で螺
旋状に形成された螺旋溝からなる請求項１記載のインデ
ューサの不安定流動抑制装置。 - 【請求項４】 ケーシングトリートメントは、ケーシン
グ内周の軸方向に沿うと共に円周方向に沿って多数設け
られた凹溝からなる請求項１記載のインデューサの不安
定流動抑制装置。 - 【請求項５】 ケーシングトリートメントは、ケーシン
グ内周面より間隔をおいて設けられ、軸方向に沿うと共
に円周方向に沿って多数設けられたトリートメントバー
からなる請求項１記載のインデューサの不安定流動抑制
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299848A JPH09144699A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | インデューサの不安定流動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7299848A JPH09144699A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | インデューサの不安定流動抑制装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09144699A true JPH09144699A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17877677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7299848A Pending JPH09144699A (ja) | 1995-11-17 | 1995-11-17 | インデューサの不安定流動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09144699A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6910856B2 (en) | 2002-09-21 | 2005-06-28 | Mtu Aero Engines Gmbh | Run-in coating for axial-flow compressor of gas turbine engines and method of using and making same |
| CN102032218A (zh) * | 2010-12-08 | 2011-04-27 | 北京航空航天大学 | 一种背腔穿孔板式机匣处理方法 |
| CN104053910A (zh) * | 2012-01-18 | 2014-09-17 | 株式会社荏原制作所 | 诱导轮 |
| CN109812452A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-05-28 | 西安航天动力研究所 | 一种高抗汽蚀性能诱导轮 |
| WO2019108312A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Aerojet Rocketdyne, Inc. | Pump with housing having internal grooves |
| WO2020040375A1 (ko) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 이제이콥부희 | 캐비테이션 유닛 |
-
1995
- 1995-11-17 JP JP7299848A patent/JPH09144699A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6910856B2 (en) | 2002-09-21 | 2005-06-28 | Mtu Aero Engines Gmbh | Run-in coating for axial-flow compressor of gas turbine engines and method of using and making same |
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| CN104053910B (zh) * | 2012-01-18 | 2016-11-23 | 株式会社荏原制作所 | 诱导轮 |
| US9964116B2 (en) | 2012-01-18 | 2018-05-08 | Ebara Corporation | Inducer |
| WO2019108312A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Aerojet Rocketdyne, Inc. | Pump with housing having internal grooves |
| JP2021504626A (ja) * | 2017-11-30 | 2021-02-15 | エアロジェット ロケットダイン インコーポレイテッド | 内部溝を有するハウジングを備えたポンプ |
| US11236764B2 (en) * | 2017-11-30 | 2022-02-01 | Aerojet Rocketdyne, Inc. | Pump with housing having internal grooves |
| WO2020040375A1 (ko) * | 2018-08-23 | 2020-02-27 | 이제이콥부희 | 캐비테이션 유닛 |
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