JPH1018994A - Liquid pump with inducer - Google Patents

Liquid pump with inducer

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JPH1018994A
JPH1018994A JP16960396A JP16960396A JPH1018994A JP H1018994 A JPH1018994 A JP H1018994A JP 16960396 A JP16960396 A JP 16960396A JP 16960396 A JP16960396 A JP 16960396A JP H1018994 A JPH1018994 A JP H1018994A
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JP
Japan
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inducer
liquid
pump
outlet
impeller
Prior art date
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Application number
JP16960396A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Nakanishi
敏雄 中西
Satoshi Kawasaki
聡 川崎
Tsutomu Yoshimoto
力 吉本
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH1018994A publication Critical patent/JPH1018994A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a greater effect of suppressing cavitation in a liquid pump. SOLUTION: A return channel 40 is defined to be connected between annular space 38 and the inducer outlet including an intermediate portion 41 between an inducer blade 32 and an impeller 36. Which arrangement enables the extraction of part of liquid at the inducer outlet to forcibly inject the same part of liquid from a ring-like nozzle slit 39 defined at the annular space 38 toward the outer periphery of the inducer blade 32.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インデューサ付き
液体ポンプに関するものである。詳しくは、より大きな
キャビテーション抑制効果を得ることができるようにし
たインデューサ付き液体ポンプに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid pump with an inducer. More specifically, the present invention relates to a liquid pump with an inducer capable of obtaining a greater cavitation suppressing effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、宇宙ロケットには、ロケットエ
ンジンへ液体水素や液体酸素などの液体燃料を送給する
ための液体ポンプが取付けられる。又、高速船の中に
は、海水を吸入して後方へ噴射することにより推力を得
るようにしたウォータージェット推進装置と呼ばれる液
体ポンプを取付けられたものが存在する。
2. Description of the Related Art For example, a space rocket is provided with a liquid pump for supplying a liquid fuel such as liquid hydrogen or liquid oxygen to a rocket engine. In addition, some high-speed ships are equipped with a liquid pump called a water jet propulsion device that obtains thrust by sucking seawater and injecting it backward.

【0003】これらの液体ポンプには吸込性能向上のた
めにインペラの前段にインデューサと呼ばれる回転翼が
取付けられることがある。
[0003] In these liquid pumps, a rotary blade called an inducer is sometimes mounted in front of the impeller in order to improve suction performance.

【0004】図6は宇宙ロケットのエンジンサイクルの
一例を示すものであり、液体水素ポンプなどの液体ポン
プ1のポンプ部2から吐出された液体水素3と、液体酸
素ポンプなどの液体ポンプ4のポンプ部5から吐出され
た液体酸素6とをロケットエンジン7の燃焼室8へ送
り、これらを燃焼室8で燃焼させて推力を得るようにし
ている。そして、ロケットエンジン7の燃焼室8へ送る
液体水素3の一部を分岐してロケットエンジン7の噴射
ノズル9を冷却させるようにしている。更に、液体水素
ポンプなどの液体ポンプ1のポンプ部2から吐出された
液体水素3の一部と、液体酸素ポンプなどの液体ポンプ
4のポンプ部5から吐出された液体酸素6の一部とをガ
ス発生器10へ送り、これらをガス発生器10で燃焼さ
せて、液体水素ポンプなどの液体ポンプ1のタービン部
11と液体酸素ポンプなどの液体ポンプ4のタービン部
12の駆動ガスを発生させるようにしている。
FIG. 6 shows an example of an engine cycle of a space rocket, in which liquid hydrogen 3 discharged from a pump section 2 of a liquid pump 1 such as a liquid hydrogen pump and a liquid pump 4 such as a liquid oxygen pump. The liquid oxygen 6 discharged from the section 5 is sent to the combustion chamber 8 of the rocket engine 7 and is burned in the combustion chamber 8 to obtain a thrust. Then, a part of the liquid hydrogen 3 sent to the combustion chamber 8 of the rocket engine 7 is branched to cool the injection nozzle 9 of the rocket engine 7. Further, a part of the liquid hydrogen 3 discharged from the pump unit 2 of the liquid pump 1 such as a liquid hydrogen pump and a part of the liquid oxygen 6 discharged from the pump unit 5 of the liquid pump 4 such as a liquid oxygen pump are combined. The gas is sent to the gas generator 10, and these are burned by the gas generator 10 to generate driving gas for the turbine section 11 of the liquid pump 1 such as a liquid hydrogen pump and the turbine section 12 of the liquid pump 4 such as a liquid oxygen pump. I have to.

【0005】上記液体ポンプ1,4のうち、例えば、液
体酸素ポンプなどの液体ポンプ4には、図7に示すよう
に、ポンプ部5のインペラ13の前段に吸込性能向上の
ためのインデューサ14が取付けられている。
[0005] Of the above liquid pumps 1 and 4, for example, a liquid pump 4 such as a liquid oxygen pump is provided with an inducer 14 for improving the suction performance at a stage preceding the impeller 13 of the pump section 5, as shown in FIG. Is installed.

【0006】尚、15は液体酸素ポンプの液体酸素入
口、16は液体酸素出口、17は液体酸素ポンプの駆動
ガス入口、18は駆動ガス出口である。
Reference numeral 15 is a liquid oxygen inlet of the liquid oxygen pump, 16 is a liquid oxygen outlet, 17 is a driving gas inlet of the liquid oxygen pump, and 18 is a driving gas outlet.

【0007】又、図8は、高速船などに取付けられるウ
ォータージェット推進装置と呼ばれる液体ポンプの例で
あり、海水入口19と海水噴射口20を有するヘの字状
をした吸込管エルボ21を設け、吸込管エルボ21の軸
心位置に軸封装置22、及び、減速装置23を介してエ
ンジンなどの駆動装置24に接続される主軸25を挿通
配置し、該主軸25にインペラ26を取付けたものであ
り、該インペラ26の前段には吸込性能向上のためのイ
ンデューサ27が取付けられている。
FIG. 8 shows an example of a liquid pump called a water jet propulsion device which is attached to a high-speed ship or the like. A suction pipe elbow 21 having a U shape having a seawater inlet 19 and a seawater injection port 20 is provided. A main shaft 25 connected to a driving device 24 such as an engine via a shaft sealing device 22 and a speed reduction device 23 at an axial position of the suction pipe elbow 21, and an impeller 26 attached to the main shaft 25. In addition, an inducer 27 for improving the suction performance is attached to the front stage of the impeller 26.

【0008】上記、宇宙ロケットで用いられる液体水素
ポンプ及び液体酸素ポンプなどの液体ポンプ1,4や、
高速船で用いられるウォータージェット推進装置などの
液体ポンプは、限界ぎりぎりの非常に厳しい条件の下で
駆動されるため、インデューサ14,27の部分にキャ
ビテーション(気泡)が発生し易く、キャビテーション
に伴う流体振動による性能低下や、軸振動や、インデュ
ーサ14,27の翼面に応力疲労によるクラックの発生
などを生じるおそれがある。
The liquid pumps 1, 4 such as the liquid hydrogen pump and the liquid oxygen pump used in the space rocket,
A liquid pump such as a water jet propulsion device used in a high-speed ship is driven under extremely strict conditions, so that cavitation (bubbles) is likely to be generated in the inducers 14 and 27, and the cavitation is generated. There is a possibility that performance degradation due to fluid vibration, shaft vibration, cracks due to stress fatigue on the blade surfaces of the inducers 14 and 27, and the like may occur.

【0009】そこで、従来は、インデューサ14,27
部分におけるキャビテーションの発生を抑制するため、
インデューサ14,27の翼外周部とインデューサライ
ナとの間のクリアランスを大きく取るようにしたり、吸
込リングなる補助具を設置したりするなどの対策を取っ
ていた。
Therefore, conventionally, the inducers 14, 27
In order to suppress the occurrence of cavitation in the part,
Measures have been taken to increase the clearance between the outer peripheral portions of the wings of the inducers 14 and 27 and the inducer liner, and to install an auxiliary tool such as a suction ring.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
体ポンプには、以下のような問題があった。
However, the above liquid pump has the following problems.

【0011】即ち、インデューサ14,27の翼外周部
とインデューサライナとの間のクリアランスを大きく取
ったり、吸込リングなる補助具を設置したりした場合、
ある程度のキャビテーション緩和効果が得られるもの
の、受動的な手段にしか過ぎず、外部からのエネルギー
を積極的に与えたりしているわけではないので、そのキ
ャビテーション抑制効果には限界があった。
That is, when a large clearance is provided between the outer peripheral portions of the wings of the inducers 14 and 27 and the inducer liner, or when an auxiliary tool such as a suction ring is installed,
Although a certain cavitation mitigation effect can be obtained, it is only a passive means and does not actively apply external energy, so its cavitation suppression effect is limited.

【0012】本発明は、上述の実情に鑑み、より大きな
キャビテーション抑制効果が得られるようにしたインデ
ューサ付き液体ポンプを提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a liquid pump with an inducer capable of obtaining a greater cavitation suppressing effect.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、インペラ3
6,51の前段にインデューサ翼32,52を備えたイ
ンデューサ付き液体ポンプにおいて、インデューサ翼3
2,52の入側部分にインデューサ翼32,52の外周
部へ向けて、インデューサ出口液体の一部を噴出させる
ノズル39,54を設けたことを特徴とするインデュー
サ付き液体ポンプにかかるものである。
According to the present invention, there is provided an impeller
In the liquid pump with the inducer provided with the inducer blades 32 and 52 in the preceding stage of the inducer blades 3 and 5,
The present invention relates to a liquid pump with an inducer, characterized in that nozzles 39 and 54 for ejecting a part of the inducer outlet liquid are provided on the inlet side portions of the inducer blades 32 and 52 toward the outer periphery of the inducer blades 32 and 52. Things.

【0014】この場合において、ノズル39,54がイ
ンデューサ翼32,52の入側に形成した環状空間3
8,53に設けられ、環状空間38,53とインデュー
サ出口部との間にインデューサ出口液体の一部を取り出
すための戻流路40,55を接続するよう構成しても良
い。
In this case, the nozzles 39 and 54 are formed in the annular space 3 formed on the inlet side of the inducer blades 32 and 52.
The return channels 40, 55 provided in the annular spaces 8, 53 and for taking out a part of the inducer outlet liquid may be connected between the annular spaces 38, 53 and the inducer outlet.

【0015】上記につき、インデューサ出口部を、イン
デューサ翼32,52とインペラ36との間の中間部分
41,56としても良い。
In the above, the inducer outlet may be an intermediate portion 41, 56 between the inducer blades 32, 52 and the impeller 36.

【0016】又、インデューサ出口部を、インペラ36
の出口部分42,58としても良い。
The outlet of the inducer is connected to the impeller 36.
Outlet portions 42 and 58 may be used.

【0017】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
According to the above means, the following effects can be obtained.

【0018】これにより、インデューサ翼32,52外
周側の逆流が防止されて流れが安定化され、且つ、イン
デューサ翼32,52外周側の静圧が上昇されてキャビ
テーションの緩和が図られる結果として、キャビテーシ
ョンによる流体振動の発生が大幅に抑制されるようにな
る。
As a result, the backflow on the outer peripheral side of the inducer blades 32, 52 is prevented and the flow is stabilized, and the static pressure on the outer peripheral side of the inducer blades 32, 52 is increased, so that the cavitation is reduced. As a result, the occurrence of fluid vibration due to cavitation is greatly suppressed.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1・図2は、本発明の第一の実施の形態
であり、図6・図7の宇宙ロケット用の液体酸素ポンプ
などの液体ポンプに適用した例である。
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a liquid pump such as a liquid oxygen pump for a space rocket shown in FIGS.

【0021】図中、28は液体ポンプ、29は液体ポン
プ28のポンプ部、30はポンプ部29を構成するポン
プケーシング、31はポンプケーシング30の内部に嵌
合配置されたインデューサライナ、32はインデューサ
ライナ31の内部に回転自在に配置されたインデューサ
翼、33は液体入口34から吸入した液体35を通す液
体流路、36はインデューサ翼32の後段に回転自在に
配置されたインペラ、37はインペラ36で圧縮された
液体35を案内するスクロール部である。
In the drawing, reference numeral 28 denotes a liquid pump, 29 denotes a pump portion of the liquid pump 28, 30 denotes a pump casing constituting the pump portion 29, 31 denotes an inducer liner fitted and arranged inside the pump casing 30, and 32 denotes a pump liner. An inducer blade rotatably disposed inside the inducer liner 31; a liquid flow path 33 through which the liquid 35 sucked from the liquid inlet 34 passes; and an impeller 36 rotatably disposed downstream of the inducer blade 32; Reference numeral 37 denotes a scroll section for guiding the liquid 35 compressed by the impeller 36.

【0022】そして、本発明では、ポンプケーシング3
0又はインデューサライナ31におけるインデューサ翼
32の入側部分に周方向へ延びる環状空間38を形成す
る。具体的には、環状空間38は、互いに嵌合されるポ
ンプケーシング30とインデューサライナ31との間な
どに形成する。
In the present invention, the pump casing 3
An annular space 38 that extends in the circumferential direction is formed at the entry side of the inducer blade 32 in the zero or the inducer liner 31. Specifically, the annular space 38 is formed, for example, between the pump casing 30 and the inducer liner 31 fitted to each other.

【0023】又、環状空間38から、インデューサ翼3
2の外周部へ向けて、インデューサ出口液体の一部を噴
出させるリング状ノズルスリット39を設ける。
Further, the inducer blades 3 are removed from the annular space 38.
A ring-shaped nozzle slit 39 for ejecting a part of the inducer outlet liquid is provided toward the outer peripheral portion of No. 2.

【0024】更に、環状空間38とポンプケーシング3
0のインデューサ出口部との間にインデューサ出口液体
の一部を取り出すための戻流路40を接続する。具体的
には、インデューサ出口部はインデューサ翼32とイン
ペラ36との間の中間部分41とする。
Further, the annular space 38 and the pump casing 3
A return flow path 40 for taking out a part of the inducer outlet liquid is connected between the zero outlet and the inducer outlet portion. Specifically, the inducer outlet is an intermediate portion 41 between the inducer blade 32 and the impeller 36.

【0025】次に、作動について説明する。Next, the operation will be described.

【0026】液体酸素ポンプと液体水素ポンプを用いて
液体酸素と液体水素をロケットエンジンへ送給し推力を
得る過程については図6・図7と同様なので説明を省略
する。
The process of supplying liquid oxygen and liquid hydrogen to the rocket engine by using a liquid oxygen pump and a liquid hydrogen pump to obtain a thrust is the same as in FIGS.

【0027】上記液体酸素ポンプなどのロケットエンジ
ン用の液体ポンプでは、インペラ36が回転されると、
液体酸素などの液体35が液体入口34から吸入され、
スクロール部37を介して、外部へ吐出される。
In a liquid pump for a rocket engine such as the above liquid oxygen pump, when the impeller 36 is rotated,
A liquid 35 such as liquid oxygen is sucked from a liquid inlet 34,
It is discharged to the outside via the scroll part 37.

【0028】この際、インペラ36の前段に配置された
インデューサ翼32が回転されることによって、インペ
ラ36へ入る前の液体35が与圧され吸込性能が向上さ
れる。
At this time, by rotating the inducer blade 32 disposed in the preceding stage of the impeller 36, the liquid 35 before entering the impeller 36 is pressurized and the suction performance is improved.

【0029】このような、ロケットエンジン用の液体ポ
ンプは、限界ぎりぎりの非常に厳しい条件の下で駆動さ
れるため、インデューサ翼32の部分にキャビテーショ
ン(気泡)が発生し易く、キャビテーションに伴う流体
振動による性能低下や、軸振動の発生や、インデューサ
翼32に応力疲労によるクラックの発生などの問題を生
じるおそれがある。
Since such a liquid pump for a rocket engine is driven under extremely strict conditions, it is easy for cavitation (bubbles) to be generated in the portion of the inducer blade 32, and the fluid accompanying the cavitation is generated. There is a possibility that problems such as deterioration in performance due to vibration, generation of shaft vibration, and generation of cracks in the inducer blade 32 due to stress fatigue may occur.

【0030】そこで、本発明では、環状空間38とポン
プケーシング30のインデューサ出口部(この場合は、
インデューサ翼32及びインペラ36の間の中間部分4
1)との間に戻流路40を接続し、インデューサ出口液
体の一部を取り出して、環状空間38に形成したリング
状ノズルスリット39からインデューサ翼32の外周部
へ向けて、インデューサ出口液体の一部を強制的に噴出
させるようにする。
Therefore, in the present invention, the annular space 38 and the inducer outlet of the pump casing 30 (in this case,
Intermediate part 4 between inducer blade 32 and impeller 36
1), a part of the inducer outlet liquid is taken out, and a ring-shaped nozzle slit 39 formed in the annular space 38 is directed toward the outer peripheral portion of the inducer blade 32. A part of the outlet liquid is forcibly ejected.

【0031】すると、図2に破線で示すように、リング
状ノズルスリット39からのインデューサ出口液体の噴
出がない場合には、インデューサ翼32の外周側で逆流
が生じて、この部分の液体35の軸流速度がマイナスと
なっていたのが、図2に実線で示すように、リング状ノ
ズルスリット39からインデューサ出口液体を強制的に
噴出させることによって、インデューサ翼32の外周側
における逆流を押し戻させ、この部分の液体35の軸流
速度をプラス側へ変化させる。これにより、インデュー
サ翼32の内周側から外周側までの液体35の流れが改
善されて安定化され、失速などが防止される。
Then, as shown by the broken line in FIG. 2, when there is no ejection of the inducer outlet liquid from the ring-shaped nozzle slit 39, a backflow occurs on the outer peripheral side of the inducer blade 32, and the liquid in this portion is generated. Although the axial flow speed of 35 was negative, as shown by the solid line in FIG. 2, by forcibly ejecting the inducer outlet liquid from the ring-shaped nozzle slit 39, the outer circumferential side of the inducer blade 32 was changed. The backflow is pushed back, and the axial flow velocity of the liquid 35 in this portion is changed to the plus side. Thereby, the flow of the liquid 35 from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the inducer blade 32 is improved and stabilized, and stall and the like are prevented.

【0032】又、キャビテーションの発生はインデュー
サ翼32の外周側程大きく、その部分は、ほぼ飽和蒸気
圧に近い低圧となっていることが知られている。従っ
て、その部分に、より高圧のインデューサ出口液体を強
制的に噴出させることにより、インデューサ翼32外周
側の静圧が上昇され、キャビテーションの発生が緩和さ
れる。
It is known that the occurrence of cavitation is greater on the outer peripheral side of the inducer blade 32, and that portion has a low pressure almost close to the saturated vapor pressure. Therefore, by forcibly ejecting a higher-pressure inducer outlet liquid to that portion, the static pressure on the outer peripheral side of the inducer blade 32 is increased, and the occurrence of cavitation is reduced.

【0033】このように、流れの安定化とキャビテーシ
ョンの緩和が図られる結果として、キャビテーションに
よる流体振動の発生が大幅に抑制される。
As described above, as a result of stabilizing the flow and alleviating the cavitation, the generation of the fluid vibration due to the cavitation is largely suppressed.

【0034】図3は、本発明の第二の実施の形態であ
り、図1の場合において、ポンプケーシング30のイン
デューサ出口部をインペラ36の出口部分42として、
インペラ36の出口部分42からのより高圧のインデュ
ーサ出口液体を戻流路40を介して環状空間38へ強制
的に送らせるようにしたものである。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In the case of FIG. 1, the inducer outlet of the pump casing 30 is used as the outlet 42 of the impeller 36.
The higher-pressure inducer outlet liquid from the outlet portion 42 of the impeller 36 is forcibly sent to the annular space 38 through the return passage 40.

【0035】このようにしても、前記実施の形態と同
様、流れの安定化とキャビテーションの緩和が図られ、
結果として、キャビテーションによる流体振動の発生を
大幅に抑制させることができる。
In this case, as in the above embodiment, the flow is stabilized and the cavitation is alleviated.
As a result, the occurrence of fluid vibration due to cavitation can be significantly suppressed.

【0036】上記以外については、前記実施の形態と同
様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることが
できる。
Except for the above, the configuration is the same as that of the above embodiment, and the same operation and effect can be obtained.

【0037】図4は、本発明の第三の実施の形態であ
り、高速船などに取付けられるウォータージェット推進
装置と呼ばれる液体ポンプに適用した場合を示してい
る。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a liquid pump called a water jet propulsion device mounted on a high-speed ship or the like.

【0038】尚、ウォータージェット推進装置の全体構
造については、図8と同様なので、必要に応じて図8を
参照する。
Since the overall structure of the water jet propulsion device is the same as that of FIG. 8, reference is made to FIG. 8 as necessary.

【0039】図中、43は複数のケーシング片44〜4
8に分割された吸込管エルボ、49は吸込管エルボ43
に形成された海水噴射口、50は吸込管エルボ43に挿
通配置された主軸、51は該主軸50に取付けられたイ
ンペラ、52はインペラ51の前段に取付けられた吸込
性能向上のためのインデューサ翼である。
In the figure, reference numeral 43 denotes a plurality of casing pieces 44-4.
8 is a suction pipe elbow, 49 is a suction pipe elbow 43
, A main shaft 50 inserted through the suction pipe elbow 43, 51 an impeller mounted on the main shaft 50, 52 an inducer mounted on the front stage of the impeller 51 for improving suction performance. Wings.

【0040】そして、本実施の形態では、吸込管エルボ
43におけるインデューサ翼52の入側部分に周方向へ
延びる環状空間53を形成する。具体的には、環状空間
53は、互いに結合されるケーシング片44,45の間
などに形成する。
In the present embodiment, an annular space 53 extending in the circumferential direction is formed in the suction pipe elbow 43 on the entry side of the inducer blade 52. Specifically, the annular space 53 is formed between the casing pieces 44 and 45 connected to each other.

【0041】又、環状空間53から、インデューサ翼5
2の外周部へ向けて、インデューサ出口液体の一部を噴
出させるリング状ノズルスリット54を設ける。
Further, from the annular space 53, the inducer blades 5
A ring-shaped nozzle slit 54 for ejecting a part of the inducer outlet liquid is provided toward the outer peripheral portion of No. 2.

【0042】更に、環状空間53と吸込管エルボ43の
インデューサ出口部との間にインデューサ出口液体の一
部を取り出すための戻流路55を接続する。具体的に
は、インデューサ出口部はインデューサ翼52とインペ
ラ51との間の中間部分56とする。
Further, a return channel 55 for taking out a part of the inducer outlet liquid is connected between the annular space 53 and the inducer outlet of the suction pipe elbow 43. Specifically, the inducer outlet is an intermediate portion 56 between the inducer blade 52 and the impeller 51.

【0043】そして、上記ウォータージェット推進装置
などの液体ポンプでは、図示しない駆動装置により、主
軸50を介してインペラ51が回転されると、海水など
の液体57が吸入され、吸込管エルボ43を通って後方
へ噴射され、推力が発生される。
In the liquid pump such as the water jet propulsion device, when the impeller 51 is rotated through the main shaft 50 by a driving device (not shown), the liquid 57 such as seawater is sucked and passed through the suction pipe elbow 43. And thrust is generated.

【0044】この際、インペラ51の前段に配置された
インデューサ翼52が回転されることによって、インペ
ラ51へ入る前の液体57が与圧され吸込性能が向上さ
れる。
At this time, by rotating the inducer blade 52 disposed in the preceding stage of the impeller 51, the liquid 57 before entering the impeller 51 is pressurized and the suction performance is improved.

【0045】このような、ウォータージェット推進装置
などの液体ポンプは、限界ぎりぎりの非常に厳しい条件
の下で駆動されるため、インデューサ翼52の部分にキ
ャビテーション(気泡)が発生し易く、キャビテーショ
ンに伴う流体振動による性能低下や、軸振動の発生や、
インデューサ翼52に応力疲労によるクラックの発生な
どの問題を生じるおそれがある。
Since such a liquid pump such as a water jet propulsion device is driven under extremely strict conditions, the cavitation (bubbles) is likely to be generated at the inducer blade 52, and the cavitation is prevented. Performance degradation due to the accompanying fluid vibration, generation of shaft vibration,
There is a possibility that a problem such as generation of a crack due to stress fatigue may occur in the inducer blade 52.

【0046】そこで、本発明では、環状空間53とポン
プケーシング30のインデューサ出口部(この場合は、
インデューサ翼52及びインペラ51の間の中間部分5
6)との間に戻流路55を接続し、インデューサ出口液
体の一部を取り出して、環状空間53に形成したリング
状ノズルスリット54からインデューサ翼52の外周部
へ向けて、インデューサ出口液体の一部を強制的に噴出
させるようにする。
Therefore, in the present invention, the annular space 53 and the inducer outlet of the pump casing 30 (in this case,
Intermediate portion 5 between inducer blade 52 and impeller 51
6), a part of the inducer outlet liquid is taken out, and the inducer exit liquid is taken out from the ring-shaped nozzle slit 54 formed in the annular space 53 toward the outer peripheral portion of the inducer blade 52. A part of the outlet liquid is forcibly ejected.

【0047】すると、図2に破線で示すように、リング
状ノズルスリット54からのインデューサ出口液体の噴
出がない場合には、インデューサ翼52の外周側で逆流
が生じて、この部分の液体57の軸流速度がマイナスと
なっていたのが、図2に実線で示すように、リング状ノ
ズルスリット54からインデューサ出口液体を強制的に
噴出させることによって、インデューサ翼52の外周側
における逆流を押し戻させ、この部分の液体57の軸流
速度をプラス側へ変化させる。これにより、インデュー
サ翼52の内周側から外周側までの液体57の流れが改
善されて安定化され、失速などが防止される。
Then, as shown by the broken line in FIG. 2, when there is no ejection of the inducer outlet liquid from the ring-shaped nozzle slit 54, a backflow occurs on the outer peripheral side of the inducer blade 52, and the liquid in this portion Although the axial flow velocity of 57 was negative, as shown by the solid line in FIG. 2, the inducer outlet liquid was forcibly ejected from the ring-shaped nozzle slit 54, so that the outer peripheral side of the inducer blade 52 was The backflow is pushed back, and the axial flow velocity of the liquid 57 in this portion is changed to the plus side. Thereby, the flow of the liquid 57 from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the inducer blade 52 is improved and stabilized, and stall and the like are prevented.

【0048】又、キャビテーションの発生はインデュー
サ翼52の外周側程大きく、その部分は、ほぼ飽和蒸気
圧に近い低圧となっていることが知られている。従っ
て、その部分に、より高圧のインデューサ出口液体を強
制的に噴出させることにより、インデューサ翼52外周
側の静圧が上昇され、キャビテーションの発生が緩和さ
れる。
It is known that the occurrence of cavitation is larger on the outer peripheral side of the inducer blade 52, and that portion has a low pressure almost close to the saturated vapor pressure. Therefore, by forcibly ejecting a higher-pressure inducer outlet liquid to that portion, the static pressure on the outer peripheral side of the inducer blade 52 is increased, and the occurrence of cavitation is reduced.

【0049】このように、流れの安定化とキャビテーシ
ョンの緩和が図られる結果として、キャビテーションに
よる流体振動の発生が大幅に抑制される。
As described above, as a result of stabilizing the flow and alleviating cavitation, generation of fluid vibration due to cavitation is greatly suppressed.

【0050】図5は、本発明の第四の実施の形態であ
り、図4の場合において、吸込管エルボ43のインデュ
ーサ出口部をインペラ51の出口部58として、インペ
ラ51の出口部58からのより高圧のインデューサ出口
液体を戻流路55を介して環状空間53へ強制的に送ら
せるようにしたものである。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. In the case of FIG. 4, the inducer outlet of the suction pipe elbow 43 is used as the outlet 58 of the impeller 51 and the outlet 58 of the impeller 51 is used. In this case, the higher-pressure inducer outlet liquid is forcibly sent to the annular space 53 through the return flow path 55.

【0051】このようにしても、前記実施の形態と同
様、流れの安定化とキャビテーションの緩和が図られ、
結果として、キャビテーションによる流体振動の発生を
大幅に抑制させることができる。
Also in this case, as in the above embodiment, the flow is stabilized and the cavitation is reduced.
As a result, the occurrence of fluid vibration due to cavitation can be significantly suppressed.

【0052】上記以外については、前記各実施の形態と
同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ること
ができる。
Except for the above, it has the same configuration as the above-described embodiments, and can obtain the same operation and effect.

【0053】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインデュ
ーサ付き液体ポンプによれば、より大きなキャビテーシ
ョン抑制効果を得ることができるという優れた効果を奏
し得る。
As described above, according to the liquid pump with the inducer of the present invention, an excellent effect that a larger cavitation suppressing effect can be obtained can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態の部分拡大側方断面
図である。
FIG. 1 is a partially enlarged side sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】インデューサ翼の位置と軸流速度分布との関係
を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a position of an inducer blade and an axial flow velocity distribution.

【図3】本発明の第二の実施の形態の部分拡大側方断面
図である。
FIG. 3 is a partially enlarged side sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施の形態の部分拡大側方断面
図である。
FIG. 4 is a partially enlarged side sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第四の実施の形態の部分拡大側方断面
図である。
FIG. 5 is a partially enlarged side sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】宇宙ロケットのエンジンサイクルの一例を示す
概略系統図である。
FIG. 6 is a schematic system diagram showing an example of an engine cycle of a space rocket.

【図7】従来例にかかる液体酸素ポンプの一部破断した
側面図である。
FIG. 7 is a partially cutaway side view of a conventional liquid oxygen pump.

【図8】従来例にかかるウォータージェット推進装置と
呼ばれる液体ポンプの一部破断した側面図である。
FIG. 8 is a partially cutaway side view of a liquid pump called a water jet propulsion device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

36,51 インペラ 32,52 インデューサ翼 39,54 ノズル(リング状ノズルスリット) 38,53 環状空間 40,55 戻流路 41,56 中間部分(インデューサ出口部) 42,58 出口部分(インデューサ出口部) 36,51 Impeller 32,52 Inducer blade 39,54 Nozzle (ring-shaped nozzle slit) 38,53 Annular space 40,55 Return flow path 41,56 Intermediate part (Inducer outlet) 42,58 Exit part (Inducer Exit)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インペラ(36)(51)の前段にイン
デューサ翼(32)(52)を備えたインデューサ付き
液体ポンプにおいて、インデューサ翼(32)(52)
の入側部分にインデューサ翼(32)(52)の外周部
へ向けて、インデューサ出口液体の一部を噴出させるノ
ズル(39)(54)を設けたことを特徴とするインデ
ューサ付き液体ポンプ。
In a liquid pump with an inducer provided with an inducer blade (32) (52) in a stage preceding the impeller (36) (51), the inducer blade (32) (52) is provided.
Characterized in that nozzles (39) and (54) for ejecting a part of the inducer outlet liquid are provided on the inlet side of the inducer toward the outer periphery of the inducer blades (32) and (52). pump.
【請求項2】 ノズル(39)(54)がインデューサ
翼(32)(52)の入側に形成した環状空間(38)
(53)に設けられ、環状空間(38)(53)とイン
デューサ出口部との間にインデューサ出口液体の一部を
取り出すための戻流路(40)(55)を接続した請求
項1記載のインデューサ付き液体ポンプ。
2. An annular space (38) formed by a nozzle (39) (54) on the inlet side of the inducer blade (32) (52).
A return passage (40) (55) connected to the annular space (38) and (53) for removing a part of the inducer outlet liquid is provided between the annular space (38) and the inducer outlet. Liquid pump with inducer as described.
【請求項3】 インデューサ出口部を、インデューサ翼
(32)(52)とインペラ(36)との間の中間部分
(41)(56)とした請求項2記載のインデューサ付
き液体ポンプ。
3. The liquid pump with an inducer according to claim 2, wherein the inducer outlet is an intermediate portion (41) (56) between the inducer blades (32) and (52) and the impeller (36).
【請求項4】 インデューサ出口部を、インペラ(3
6)の出口部分(42)(58)とした請求項2記載の
インデューサ付き液体ポンプ。
4. An inducer outlet is connected to an impeller (3).
The liquid pump with an inducer according to claim 2, wherein the outlet part (42) (58) of (6) is provided.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013189916A (en) * 2012-03-13 2013-09-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Pump, and mechanism for suppressing interference of pump leakage flow
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