(57)【要約】【課題】ポンプの効率と吸込性能の両方を向上する。【解決手段】ターボポンプ（軸流ポンプ１０Ａ）は、筒状のポンプケーシング１２と、ポンプケーシング１２内に少なくとも一部が配置された回転軸１６と、ポンプケーシング１２内に位置するように回転軸１６に取り付けられた羽根車１８と、羽根車１８の上流側に配置されたハブ２２と、羽根車１８へ定められた向きの流れを付与するための複数の前置静翼２３とを備える。前置静翼２３はそれぞれ、ハブ２２側に位置し、羽根車１８が回転する第１の向きＲに対向する面２３ｅが第１の向きＲへ突出するように湾曲する第１部分２３Ａと、ハブ２２から離れたチップ側に位置し、第１の向きＲに対向する面２３ｅが第１の向きＲとは逆向きに突出するように湾曲する第２部分２３Ｂとを含む。【選択図】図２
2020165379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のポンプケーシングと、
前記ポンプケーシング内に少なくとも一部が配置された回転軸と、
前記ポンプケーシング内に位置するように前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転によって前記ポンプケーシング内を通して液体を送出する羽根車と、
前記回転軸の軸線上に位置するように、前記羽根車による液体の送出方向における前記羽根車の上流側に配置されたハブと、
前記ハブから前記ポンプケーシングの内周面にかけて放射状に突出し、前記羽根車へ定められた向きの流れを付与するための複数の前置静翼と
を備え、
前記前置静翼はそれぞれ、
前記ハブ側に位置し、前記羽根車が回転する第１の向きに対向する面が前記第１の向きへ突出するように湾曲する第１部分と、
前記ハブから離れたチップ側に位置し、前記第１の向きに対向する面が前記第１の向きとは逆向きに突出するように湾曲する第２部分と
を含む、ターボポンプ。
【請求項２】
前記第１部分の翼弦は、前記送出方向の上流側から下流側に向けて前記第１の向きとは逆向きに傾斜し、
前記第２部分の翼弦は、前記送出方向の上流側から下流側に向けて前記第１の向きに傾斜している、請求項１に記載のターボポンプ。
【請求項３】
前記回転軸の軸線が延びる方向に対する前記前置静翼の翼弦の傾斜角度は、前記ハブ側の端である基端から前記チップ側の端である先端に向けて次第に変化している、請求項１又は２に記載のターボポンプ。
【請求項４】
前記送出方向における前記羽根車の下流側に配置され、前記回転軸を中心とした周方向の流れを前記回転軸の軸線に沿った流れに整流するための後置静翼を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【請求項５】
前記ハブは、前記回転軸の軸線を中心とした円筒状であり、
前記羽根車は、前記回転軸に取り付けられた円筒状のボスと、前記ボスの外周面から放射状に突出した羽根板とを有し、
前記ハブの直径と前記ボスの直径とは同一である、請求項１から４のいずれか１項に記載のターボポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液体の送出方向における羽根車の上流側に前置静翼を配置した軸流ポンプが開示されている。前置静翼は、羽根車が回転する向きに対して逆向きの流れ（予旋回流）を羽根車に付与することで、羽根板のハブ側の取付角とチップ側の取付角との差、つまり羽根板のねじれ角を小さくして羽根車の製作を容易とするとともに、ポンプの効率（仕事／動力）の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のポンプでは、前置静翼によって羽根車が回転する向きとは逆向きの流れが羽根車に付与されるため、前置静翼が無い場合と比較して、羽根板のチップ側の回転速度と液体の周方向速度との差（相対速度）が大きい。よって、キャビテーションが発生し、ＮＰＳＨ（Net Positive Suction Head）が低下して、ポンプの吸込性能が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、ポンプの効率と吸込性能の両方を向上できるターボポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、筒状のポンプケーシングと、前記ポンプケーシング内に少なくとも一部が配置された回転軸と、前記ポンプケーシング内に位置するように前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転によって前記ポンプケーシング内を通して液体を送出する羽根車と、前記回転軸の軸線上に位置するように、前記羽根車による液体の送出方向における前記羽根車の上流側に配置されたハブと、前記ハブから前記ポンプケーシングの内周面にかけて放射状に突出し、前記羽根車へ定められた向きの流れを付与するための複数の前置静翼とを備え、前記前置静翼はそれぞれ、前記ハブ側に位置し、前記羽根車が回転する第１の向きに対向する面が前記第１の向きへ突出するように湾曲する第１部分と、前記ハブから離れたチップ側に位置し、前記第１の向きに対向する面が前記第１の向きとは逆向きに突出するように湾曲する第２部分とを含む、ターボポンプを提供する。
【０００７】
このターボポンプによれば、ハブ側に位置する前置静翼の第１部分は羽根車が回転する向きへ突出するように湾曲する面を含むため、羽根車が回転する向きとは逆向きの流れを羽根板のボス側に付与できる。よって、羽根板のボス側では、羽根車でのボス側最大速度である出口側の液体速度（絶対速度）を低減でき、以後の液体の減速度合いを小さくできるため、ポンプ効率を効果的に向上できる。また、チップ側に位置する前置静翼の第２部分は羽根車が回転する向きとは逆向きに突出する面を含むため、羽根車が回転する向きと同じ向きの流れを羽根板のチップ側に付与できる。よって、羽根板のチップ側では、羽根板の回転速度と液体速度の差（相対速度）が小さくなるので、キャビテーションの発生を抑制できる。その結果、ＮＰＳＨを向上でき、ポンプの吸込性能を向上できる。
【０００８】
具体的には、前記第１部分の翼弦は、前記送出方向の上流側から下流側に向けて前記第１の向きとは逆向きに傾斜し、前記第２部分の翼弦は、前記送出方向の上流側から下流側に向けて前記第１の向きに傾斜している。また、前記回転軸の軸線が延びる方向に対する前記前置静翼の翼弦の傾斜角度は、前記ハブ側の端である基端から前記チップ側の端である先端に向けて次第に変化している。
【０００９】
ターボポンプは、前記送出方向における前記羽根車の下流側に配置され、前記回転軸を中心とした周方向の流れを前記回転軸の軸線に沿った流れに整流するための後置静翼を備える。この態様によれば、羽根車から送出された液体の周方向速度を、後置静翼によって圧力エネルギとして回収できるため、ポンプ効率を向上できる。
【００１０】
前記ハブは、前記回転軸の軸線を中心とした円筒状であり、前記羽根車は、前記回転軸に取り付けられた円筒状のボスと、前記ボスの外周面から放射状に突出した羽根板とを有し、前記ハブの直径と前記ボスの直径とは同一である。この態様によれば、羽根車が回転する向きとは逆向きの流れを羽根板のボス側へ確実に付与できるため、ポンプ効率を効果的に向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のターボポンプでは、羽根車が回転する向きへ突出するように湾曲する面を有する前置静翼の第１部分によって、羽根板のボス側に羽根車が回転する向きとは逆向きの流れを付与でき、羽根車が回転する向きとは逆向きに突出するように湾曲する面を有する前置静翼の第２部分によって、羽根板のチップ側に羽根車が回転する向きと同じ向きの流れを付与できるため、ポンプの効率と吸込性能の両方を効果的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るターボポンプの断面図。
【図２】図１の前置静翼と羽根車の概要を示す斜視図。
【図３Ａ】前置静翼の翼型を示す断面図。
【図３Ｂ】前置静翼の前縁を示す端面図。
【図３Ｃ】前置静翼の後縁を示す端面図。
【図４】前置静翼、羽根板、及び後置静翼の構成と液体の流れの関係を示す概略図。
【図５】第２実施形態に係るターボポンプの断面図。
【図６】第３実施形態に係るターボポンプの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るターボポンプである軸流ポンプ１０Ａを示す。この軸流ポンプ１０Ａは、ポンプケーシング１２、回転軸１６、羽根車１８、及び前置静翼２３を備え、羽根車１８によって回転軸１６に沿って円筒状に液体を送出する。
【００１５】
ポンプケーシング１２は筒状であり、その内部空間が液体を送出する流路１２ａを構成する。ポンプケーシング１２は、円筒状のベーンケーシング１２ｂを備えている。ベーンケーシング１２ｂの内部には、複数（例えば７枚）の後置静翼（ガイドベーン）１４を介して軸受ケーシング１３が配置されている。後置静翼１４は、羽根車１８による液体の送出方向（液体が流れる向き）Ｆにおいて、羽根車１８の下流側に隣接して配置されている。なお、後置静翼１４については後で更に詳述する。
【００１６】
回転軸１６は、ポンプケーシング１２の軸線に沿って同一直線上に延びるように配置されている。ポンプケーシング１２内に位置する回転軸１６の一端側は、軸受ケーシング１３内に配置された水中軸受（図示せず）に回転可能に支持されている。ポンプケーシング１２外に位置する回転軸１６の他端には、原動機（図示せず）が機械的に接続されている。なお、回転軸１６が延びる向きは、水平方向に限られず、垂直方向であってもよい。また、原動機として耐水モータを用いる場合、回転軸１６全体をポンプケーシング１２内に配置してもよい。
【００１７】
羽根車１８は、ベーンケーシング１２ｂ内に位置するように、軸受ケーシング１３を貫通した回転軸１６の一端に取り付けられている。羽根車１８は、回転軸１６に取り付けられる円筒状のボス１９と、回転軸１６の軸線Ａを中心としてボス１９の外周面から放射状に突出する複数（例えば４枚）の羽根板２０とを備える。原動機によって回転軸１６が回転されることで、羽根車１８は、回転軸１６と一体に回転し、図１において左側から右側へとポンプケーシング１２内を通して液体を送出する。回転軸１６の軸線Ａに沿って液体を送出するように、羽根板２０の形状や取付角等が設計されている。
【００１８】
前置静翼２３は、ハブ２２に一体に設けられている。ハブ２２は、回転軸１６の軸線Ａ上に位置するように、送出方向Ｆにおける羽根車１８の上流側に前置静翼２３を介して配置されている。ハブ２２は、送出方向Ｆの上流側に配置される半球状の曲面部２２ａと、羽根車１８に隣接するように曲面部２２ａの下流側に連なる円筒部２２ｂとを備える。円筒部２２ｂの直径（外径）はボス１９の直径（外径）と同一である。ここで、同一直径とは、同一寸法とした厳密な構成に限られず、後述する前置静翼２３の第１整流部２３Ａによる流れＦｈを羽根板２０のボス１９側に送出可能な実質的同一の構成が含まれる。
【００１９】
前置静翼２３は、ハブ２２から放射状に突出するように複数（例えば７枚）設けられ、羽根車１８へ定められた向きの流れを付与する。個々の前置静翼２３は、円筒部２２ｂの外周面からポンプケーシング１２の内周面にかけて、ポンプケーシング１２の径方向へ延びている。つまり、ハブ２２側の端である前置静翼２３の基端（内端）２３ａは、ハブ２２の外周面に接続され、チップ側の端である前置静翼２３の先端（外端）２３ｂはポンプケーシング１２の内周面に接続されている。ハブ２２を含む前置静翼２３は、ポンプケーシング１２に対して周方向の回転も軸方向の移動もしない。
【００２０】
図２及び図３Ａに示すように、前置静翼２３は、送出方向Ｆの上流側に位置する前縁２３ｃと、送出方向Ｆの下流側に位置する後縁２３ｄと、羽根車１８が回転する向き（第１の向き）Ｒ（以下「回転方向」と言う。）と対向する対向面２３ｅと、対向面２３ｅとは反対側に位置する背面２３ｆとを備える。なお、図２では、羽根車１８の羽根板２０と前置静翼２３は、それぞれ１枚のみ示している。前置静翼２３の翼型（断面形状）は、ＮＡＣＡで定義された厚み分布を用いて設計される。
【００２１】
図３Ａに最も明瞭に示すように、例えば、液体の流入方向Ｆｉｎ（回転軸１６の軸線Ａが延びる方向）に対する目標の流出方向Ｆｏｕｔに応じて、流入方向Ｆｉｎと翼弦２３ｇ（前縁２３ｃと後縁２３ｄを結ぶ線分）とがなす角である取付角θが設定される。次に、必要なキャンバ量（翼弦２３ｇと反り線２３ｈの差）に応じて反り線（中心線）２３ｈが設定され、必要な最大翼厚（対向面２３ｅから背面２３ｆまでの最大の厚み）に応じて肉盛り量が設定される。なお、羽根板２０及び後置静翼１４の翼型もＮＡＣＡで定義された厚み分布を用いて設計される。
【００２２】
図２及び図４を参照すると、羽根板２０の翼弦は、送出方向Ｆの上流側から下流側に向けて回転方向Ｒとは逆向きに傾斜している。羽根車１８の回転方向Ｒの前側に位置する羽根板２０の正圧面２０ａは、回転方向Ｒとは逆向きに突出するように湾曲している。羽根車１８の回転方向Ｒの後側に位置する羽根板２０の負圧面２０ｂは、回転方向Ｒとは逆向きに突出するように湾曲している。羽根板２０の正圧面２０ａと負圧面２０ｂはそれぞれ流曲面状に形成され、それぞれの曲率半径は異なっている。この羽根板２０を備える羽根車１８は、回転軸１６の回転によって、回転方向Ｒへ旋回しながら送出方向Ｆへ螺旋状の流れを生成する。
【００２３】
前置静翼２３は、ハブ２２側に位置する第１整流部（第１部分）２３Ａと、ハブ２２から離れたチップ側に位置する第２整流部（第２部分）２３Ｂとを備える。第１整流部２３Ａは、羽根車１８の回転方向Ｒとは逆向きの流れＦｈを生じさせ、その流れＦｈを羽根板２０のボス１９側（基端側）に付与する。第２整流部２３Ｂは、羽根車１８の回転方向Ｒと同じ向きの流れＦｃを生じさせ、その流れＦｃを羽根板２０のチップ側（ボス１９から離れた側）に付与する。
【００２４】
第１整流部２３Ａの翼弦２３ｇは、送出方向Ｆの上流側から下流側に向けて回転方向Ｒとは逆向きに傾斜している。羽根板２０が小さな取付角になることを避けるために、第１整流部２３Ａの最大取付角（翼弦２３ｇの傾斜角度）は、羽根板２０の目標取付角に基づいて設定される。第１整流部２３Ａの対向面２３ｅは、回転方向Ｒへ突出するように湾曲して形成され第１整流部２３Ａの背面２３ｆも、回転方向Ｒへ突出するように湾曲して形成されている。第１整流部２３Ａの対向面２３ｃと背面２３ｄはそれぞれ流曲面状に形成され、それぞれの曲率半径は異なっている。
【００２５】
第２整流部２３Ｂの翼弦２３ｇは、送出方向Ｆの上流側から下流側に向けて回転方向Ｒへ傾斜している。第２整流部２３Ｂの最大取付角（翼弦２３ｇの傾斜角度）は、ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）解析による羽根板２０のチップ側の翼面圧力に基づいて設定される。第２整流部２３Ｂの対向面２３ｅは、回転方向Ｒとは逆向きに突出するように湾曲して形成され、第２整流部２３Ｂの背面２３ｆも、回転方向Ｒとは逆向きに突出するように湾曲して形成されている。第２整流部２３Ｂの対向面２３ｃと背面２３ｄはそれぞれ流曲面状に形成され、それぞれの曲率半径は異なっている。
【００２６】
図２及び図３Ｂを参照すると、第１整流部２３Ａと第２整流部２３Ｂを合わせた前置静翼２３全体の前縁２３ｃは、ポンプケーシング１２の径方向へ直線状に延びている。図２及び図３Ｃを参照すると、前置静翼２３全体の後縁２３ｄは、ポンプケーシング１２の径方向へ延び、概ね１周期分の波形状に形成されている。つまり、前置静翼２３の取付角（回転軸１６の軸線Ａが延びる方向に対する翼弦２３ｇの傾斜角度）は、基端２３ａから先端２３ｂまで、羽根車１８の回転方向Ｒとは逆向きに傾斜した状態から、羽根車１８の回転方向Ｒへ傾斜した状態へ、次第に変化している。なお、第１整流部２３Ａと第２整流部２３Ｂの境界は、基端２３ａから先端２３ｂまでの前置静翼２３の全長の中央であり、この部分の翼弦は、回転方向Ｒに対して直交し、送出方向Ｆに対して平行に延びている。
【００２７】
後置静翼１４は、回転軸１６を中心とした周方向の液体の流れを、回転軸１６の軸線Ａに沿った流れに整流（変換）する。後置静翼１４の翼弦は、送出方向Ｆの上流側から下流側に向けて回転方向Ｒへ傾斜している。後置静翼１４の取付角は、羽根車１８の出口側の絶対速度（後述する図４のＣｈ２，Ｃｃ２）に基づいて設定される。回転方向Ｒと対向する後置静翼１４の対向面１４ａは、回転方向Ｒへ突出するように湾曲して形成され、対向面１４ａとは反対側に位置する背面１４ｂも、回転方向Ｒへ突出するように湾曲して形成されている。後置静翼１４の対向面１４ａと背面１４ｂはそれぞれ流曲面状に形成され、それぞれの曲率半径は異なっている。
【００２８】
次に、図４を参照してポンプケーシング１２内での液体の流れを説明する。
【００２９】
一般的に、羽根車１８において、ボス１９付近では旋回成分を含む流れが生じ難く、チップ付近では旋回成分を含む流れが生じ易い。これは遠心力の寄与度の違いによる。羽根板２０のボス１９側の取付角θを小さくすれば、迎え角増大による揚力アップによって液体の旋回成分が大きくなり、ボス１９付近の流れを向上できるが、羽根板２０のねじれ角（羽根板２０の基端から先端までの取付角の差）が大きくなるため、羽根板２０の設計及び製造が困難になる。一方、羽根車１８に対して回転方向Ｒとは逆向きに液体を流入させれば、羽根板２０のボス１９側では反動度（静圧／全圧）を大きくできるため、ポンプの効率を向上できる。しかし、この場合、羽根板２０のチップ側では液体の旋回成分が過度になり、羽根板２０の回転速度と液体の周方向速度との差（相対速度）が大きくなるため、キャビテーションが発生し、ＮＰＳＨが低下して、ポンプの吸込性能が低下する。
【００３０】
これに対して、本実施形態では、羽根車１８の上流側に前置静翼２３が配置されている。そして、第１整流部２３Ａの対向面２３ｅは回転方向Ｒへ突出するように湾曲しているため、羽根板２０のボス１９付近には第１整流部２３Ａによって回転方向Ｒとは逆向きの流れＦｈが付与される。また、第２整流部２３Ｂの対向面２３ｅは回転方向Ｒとは逆向きに突出するように湾曲しているため、羽根板２０のチップ側には第２整流部２３Ｂによって回転方向Ｒと同じ向きの流れＦｃが付与される。よって、ポンプの効率と吸込性能の両方を効果的に向上できる。具体的には以下の通りである。
【００３１】
羽根板２０のボス１９側（基端側）において、羽根車１８の入口側（上流側）では、第１整流部２３Ａによる流れＦｈによって液体の絶対速度Ｃｈ１のベクトルは、回転方向Ｒに対して逆向きに傾斜し、羽根車１８による周方向速度ｕｈ１によって相対速度Ｗｈ１のベクトルは、図４に示す向きに傾斜する。羽根車１８の出口側（下流側）では、羽根板２０による撹拌によって絶対速度Ｃｈ２のベクトルは、回転方向Ｒに向かって傾斜し、羽根車１８による周方向速度ｕｈ２によって相対速度Ｗｈ２のベクトルは、図４に示す向きに傾斜する。流れＦｈによって、入口側の液体速度の絶対速度Ｃｈ１と出口側の液体速度の絶対速度Ｃｈ２との差が小さくなり、全揚程に占める動圧上昇成分が減少し、反動度を大きくできる。具体的には、羽根車１８によって液体は、実質的に増速されることなく増圧のみされるため、ポンプの効率を向上できる。
【００３２】
一方、羽根板２０のチップ側において、羽根車１８の入口側では、第２整流部２３Ｂによる流れＦｃによって絶対速度Ｃｃ１のベクトルは、回転方向Ｒに向けて傾斜し、羽根車１８による周方向速度ｕｃ１によって相対速度Ｗｃ１のベクトルは、図４に示す向きに傾斜する。羽根車１８の出口側では、羽根板２０による撹拌によって絶対速度Ｃｃ２のベクトルは、回転方向Ｒに向むけて入口側よりも大きく傾斜し、羽根車１８による周方向速度ｕｃ２によって相対速度Ｗｃ２のベクトルは、図４に示す向きに傾斜する。流れＦｃによって、羽根板２０のチップ側では、羽根板２０の回転速度と液体速度の差（相対速度）が小さくなるので、キャビテーションの発生を抑制できる。その結果、ＮＰＳＨを向上でき、ポンプの吸込性能を向上できる。
【００３３】
引き続いて図４を参照すると、特にボス１９から離れたチップ側では、羽根車１８から送出された液体に、羽根車１８の回転方向Ｒに向けて流れる周方向成分（周方向速度）が含まれている。この液体の周方向の流れは、後置静翼１４によって回転軸１６の軸線Ａに沿った流れに整流される。この際、液体の周方向速度が減速して圧力エネルギとして回収されるため、この点でもポンプの効率を向上できる。
【００３４】
ここで、図４に破線で示すように、第２整流部２３Ｂによる流れＦｃに合わせて第１整流部２３Ａによる流れＦｈを逆向きとした場合、羽根板２０のボス１９側では、絶対速度Ｃｈ１’のベクトルは回転方向Ｒに向けて傾斜する。また、周方向速度ｕｈ１’（＝ｕｈ１）による相対速度Ｗｈ１’のベクトルは、相対速度Ｗｈ１のベクトルと比較して同じ向きに傾斜するが、小さくなる。この場合、入口側の液体速度の絶対速度Ｃｈ１’と出口側の液体速度の絶対速度Ｃｈ２’との差が大きくなるため、ポンプの効率が低下する。つまり、本実施形態では、第１整流部２３Ａによる流れＦｈによって、ポンプの効率を向上できる。また、羽根車１８の出口側の絶対速度Ｃｈ２は、第１整流部２３Ａを逆向きとした場合の絶対速度Ｃｈ２’よりも小さくなる。よって、減速度合いが大きいボス側の絶対速度Ｃｈ２と、後置静翼１４での絶対速度Ｃｈ３との差を小さくできるため、この点でもポンプの効率を向上できる。
【００３５】
一方、第１整流部２３Ａによる流れＦｈに合わせて第２整流部２３Ｂによる流れＦｃを逆向きとした場合、羽根板２０のチップ側では、絶対速度Ｃｃ１’のベクトルは回転方向Ｒとは逆向きに傾斜する。また、周方向速度ｕｃ１’による相対速度Ｗｃ１’のベクトルは、相対速度Ｗｃ１のベクトルと比較して同じ向きに傾斜するが、大きくなる。この場合、羽根板２０の回転速度と液体速度の差（相対速度）が大きくなるので、キャビテーションが発生することがある。この場合、ＮＰＳＨが低下し、ポンプの吸込性能が低下する。つまり、本実施形態では、第２整流部２３Ｂによる流れＦｃによって、ポンプの吸込性能を向上できる。
【００３６】
また、ハブ２２側の流れＦｈを逆向きとした場合、羽根板２０のボス１９側の取付角が小さくなり、チップ側の流れＦｃを逆向きとした場合、羽根板２０のチップ側の取付角が大きくなる。これらの場合、羽根板２０におけるボス１９側の取付角とチップ側の取付角との差が大きくなるため、羽根板２０自体のねじれ角が大きくなる。その結果、羽根板２０の設計と製造が困難になる。
【００３７】
これに対して本実施形態では、第１整流部２３Ａの取付角を回転方向Ｒとは逆向きに傾斜させ、第２整流部２３Ｂの取付角を回転方向Ｒと同じ向きに傾斜させているため、羽根板２０のねじれ角を小さくすることができる。その結果、羽根板２０を容易に製造できるとともに、ポンプの効率を向上できる。
【００３８】
以上のように、ハブ２２側では第１整流部２３Ａによって回転方向Ｒとは逆向きの流れＦｈを付与し、チップ側では第２整流部２３Ｂによって回転方向Ｒと同じ向きの流れＦｃを付与することで、ポンプの効率と吸込性能の両方を効果的に向上できる。また、羽根車１８の下流側には、周方向の流れを回転軸１６の軸線に沿った流れに整流する後置静翼１４が配置されている。よって、羽根車１８から送出された液体の周方向速度を減速して圧力エネルギとして回収できるため、この点でもポンプ効率を向上できる。しかも、前置静翼２３のハブ２２の直径と羽根車１８のボス１９の直径とは同一であるため、第１整流部２３Ａによる流れＦｈを羽根板２０のボス１９側へ確実に付与できる。よって、ポンプ効率を効果的に向上できる。
【００３９】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態のターボポンプである斜流ポンプ１０Ｂを示す。この斜流ポンプ１０Ｂは、ポンプケーシング１２、回転軸１６、羽根車１８、及び前置静翼２３を備え、羽根車１８によって回転軸１６を中心とする円錐状に液体を送出する。なお、第１実施形態と同一構成は同一符号を付して詳細な説明を沿う省略する。
【００４０】
ポンプケーシング１２は筒状であり、径方向外向きに膨出した概ね楕円球状のベーンケーシング１２ｃを備える。ベーンケーシング１２ｃの内部には、第１実施形態と同様の後置静翼１４を介して軸受ケーシング１３が配置されている。
【００４１】
羽根車１８は、回転軸１６に取り付けられるボス１９と、回転軸１６の軸線Ａを中心として放射状に突出する複数の羽根板２０とを備える。ボス１９は、送水方向Ｆの上流側から下流側に向けて、外径を次第に大きくした円錐筒状の外周面を備える。羽根板２０は、ボス１９の傾斜した外周面から突出している。回転軸１６の軸線Ａに沿って円錐状に液体を送出するように、羽根板２０の形状や取付角等が設計されている。
【００４２】
前置静翼２３は、第１実施形態と同様に、異なる向きの流れを生じさせる第１整流部及び第２整流部を備え、ハブ２２に一体に設けられている。ハブ２２の外径は、ボス１９の外周面の最小部分の外径と同一である。第１整流部と第２整流部の翼型は、第１実施形態と同様に、ＮＡＣＡで定義された厚み分布を用いて設計される。
【００４３】
この斜流ポンプ１０Ｂでは、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。つまり、第１整流部２３Ａによって羽根車１８が回転する向きとは逆向きの流れを羽根板２０のボス１９側に付与でき、第２整流部２３Ｂによって羽根車１８が回転する向きと同じ向きの流れを羽根板２０のチップ側に付与できる。よって、羽根板２０のボス１９側では、入口側と出口側の液体速度の絶対速度の差を小さくできるため、反動度を大きくでき、羽根車でのボス側の最大速度である出口側絶対速度を低減できるため、ポンプ効率を効果的に向上できる。また、羽根板２０のチップ側では、回転速度と液体速度との差（相対速度）が小さくなり、キャビテーションの発生を抑制できるため、ＮＰＳＨを向上でき、ポンプの吸込性能を向上できる。
【００４４】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態のターボポンプである片吸込渦巻ポンプ（遠心ポンプ）１０Ｃを示す。この渦巻ポンプ１０Ｂは、ポンプケーシング２５、回転軸１６、羽根車１８、及び前置静翼２３を備え、羽根車１８によって液体を回転軸１６の軸線Ａに沿って吸引して羽根車１８の径方向外向きに送出する。
【００４５】
ポンプケーシング２５は、ケーシング本体２６と、ケーシング本体２６に固定されたケーシングカバー２７とを備える。ケーシング本体２６は、図６において左側に位置する吸込口２８と、吸込口２８に連通する空間である羽根車１８の配置部２９とを備える。配置部２９の外周には、ポンプケーシング２５内に吸い込んだ液体を吐出するボリュート通路３０が形成されている。図６において上側に位置する半楕円球状の部分は、ボリュート通路３０の出口である吐出口３１である。
【００４６】
回転軸１６の一端は配置部２９内に配置され、回転軸１６の他端はポンプケーシング２５外に配置されている。ポンプケーシング２５内に位置する回転軸１６の一端には羽根車１８が取り付けられ、ポンプケーシング２５外に位置する回転軸１６の他端には原動機が接続される。
【００４７】
羽根車１８は、円筒状のボス１９と、ボス１９から放射状に突出した羽根板２０とを備える。回転軸１６の軸線Ａが延びる方向において、羽根板２０の一端と他端にはシュラウド２０ｃがそれぞれ設けられている。但し、少なくとも吸込口２８側に位置するシュラウド２０ｃは設けなくてもよい。
【００４８】
前置静翼２３は、吸込口２８と羽根車１８の間に位置するように、ポンプケーシング２５内に配置されている。前置静翼２３は、第１実施形態と同様に、異なる向きに流れを生じさせる第１整流部及び第２整流部を備え、ハブ２２に一体に設けられている。ハブ２２の外径は、ボス１９の外径と同一である。第１整流部と第２整流部の翼型は、第１実施形態と同様に、ＮＡＣＡで定義された厚み分布を用いて設計される。
【００４９】
この渦巻ポンプ１０Ｂには、異なる向きに流れを生じさせる第１整流部及び第２整流部を備える前置静翼２３が配置されているため、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５０】
なお、本発明のターボポンプは、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。
【００５１】
例えば、前置静翼２３は、翼弦２３ｇの向き（取付角）を変更可能な可動式であってもよい。後置静翼１４は、翼弦が回転軸１６の軸線Ａに沿って延びる平板状としてもよい。また、後置静翼１４は設けなくてもよい。ハブ２２の直径とボス１９の直径とは異なっていてもよい。さらに、第３実施形態のターボポンプは、片吸込渦巻ポンプであるが、両吸込渦巻ポンプであってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０Ａ  軸流ポンプ
１０Ｂ  斜流ポンプ
１０Ｃ  渦巻ポンプ
１２  ポンプケーシング
１２ａ  流路
１２ｂ，１２ｃ  ベーンケーシング
１３  軸受ケーシング
１４  後置静翼
１４ａ  対向面
１４ｂ  背面
１６  回転軸
１８  羽根車
１９  ボス
２０  羽根板
２０ａ  正圧面
２０ｂ  負圧面
２０ｃ  シュラウド
２２  ハブ
２２ａ  曲面部
２２ｂ  円筒部
２３  前置静翼
２３Ａ  第１整流部（第１部分）
２３Ｂ  第２整流部（第２部分）
２３ａ  基端
２３ｂ  先端
２３ｃ  前縁
２３ｄ  後縁
２３ｅ  対向面
２３ｆ  背面
２３ｇ  翼弦
２３ｈ  反り線
２５  ポンプケーシング
２６  ケーシング本体
２７  ケーシングカバー
２８  吸込口
２９  配置部
３０  ボリュート通路
３１  吐出口
Ａ  回転軸の軸線
Ｒ  回転方向（第１の向き）
Ｆ  送出方向
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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