(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回流体を収容する上流側キャビティと、
該上流側キャビティに基端部が連通される流通路と、
該流通路の先端部に連通される下流側キャビティとを有し、
前記上流側キャビティで旋回する前記旋回流体が前記流通路を通って前記下流側キャビティに流れる流体流通構造において、
前記旋回流体の旋回方向に交差することで前記旋回流体が衝突して旋回が抑制される旋回抑制面を設け、
前記旋回抑制面は、前記旋回流体の旋回方向に交差する方向の長さが前記流通路の内径より長く設定され、
前記旋回抑制面は、前記旋回流体の流路における前記流通路より下流側に位置すると共に、前記旋回流体の旋回方向に直交して形成され、
前記上流側キャビティにおける前記旋回流体が旋回する旋回面に前記流通路の基端部が連通され、前記上流側キャビティと前記流通路との連通部に旋回抑制室が設けられ、該旋回抑制室に前記旋回抑制面が形成され、
前記旋回抑制室は、前記上流側キャビティの旋回面に凹部として形成され、該凹部の底面に前記流通路の基端部が連通されると共に、前記凹部の端面に前記旋回抑制面が形成され、
前記凹部は、前記流通路の基端部の内径に対して、前記旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等の長さに形成される一方、前記旋回流体の旋回方向に交差する方向に沿って大きい長さに形成され、前記凹部における前記旋回流体の下流側の端面に前記旋回抑制面が形成される、
ことを特徴とする流体流通構造。
【請求項２】
前記凹部は、前記旋回面に前記旋回流体の下流側に向けて深くなって前記旋回抑制面に交差する傾斜面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の流体流通構造。
【請求項３】
前記流通路は、丸孔、長丸孔、楕円孔のいずれかであり、前記内径は、丸孔では内径であり、長丸孔及び楕円孔では長手方向の寸法であることを特徴とする請求項１または２に記載の流体流通構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ポンプ、水車、ポンプ水車などに設けられ、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体が流通路を通って下流側キャビティに流れる流体流通構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来のポンプ水車は、回転軸の下端部に、シュラウドとクラウンと複数のランナベーンとコーンとからなる羽根車が装着されて構成される。従って、回転軸を駆動することで羽根車が回転すると、吸込ケーシングから羽根車ケーシング内に吸い込まれた流体は、この羽根車の回転により圧力が上昇し、羽根車ケーシング内を上昇して吐出される。
【０００３】
このようなポンプ水車では、羽根車の回転により、吸込ケーシング内の流体の圧力を上昇させながら、この流体を上昇して吐出側に送っている。そのため、流体の圧力は、吸込ケーシング側で低く、羽根車ケーシングで高いものとなり、回転軸に対して下向きの大きなスラスト力が作用する。その結果、回転軸を支持する軸受が大型化してしまうという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決する技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された遠心型ターボ機械では、回転自在な回転軸にケーシングに対向した背面に位置してハブを連結し、このハブに羽根を固着して羽根車を構成し、ケーシングのハブの背面に対向する表面に旋回抑制板を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−００８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の遠心型ターボ機械にあっては、ケーシングのハブの背面に対向する表面に旋回抑制板を設けることで、背圧室内の旋回流れを抑制して軸スラスト力を低減している。しかし、この場合であっても、背圧室内の旋回流れを抑制することで、少なからずポンプ効率が低下してしまうおそれがある。
【０００７】
また、ポンプ水車にて、クラウンの背面側からランナベーン出口側に開口するバランスホールを形成することで、高圧側となる羽根車ケーシングと低圧側となる吸込ケーシングとを連通し、羽根車の背面側の圧力を低下させ、回転軸に作用するスラスト力を低減するものがある。しかし、この構造では、羽根車の背面側に旋回流が発生しており、この旋回流がバランスホールに流れ込んでもその角運動量が保存され、バランスホール内で強い旋回流に発達する。バランスホール内で強い旋回流が生成されると、旋回流の中心近傍の静圧が低下し、キャビテーションが発生することで壊食が生じることがある。また、バランスホール内部の圧力損失が大きくなり、バランスホール内を通過する流体の流量を十分に確保できず、羽根車の背面側の圧力を低下させることが困難となってしまい、スラスト力を低減できなくなる。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するものであり、流通路の入口よりも上流側のキャビティ内で旋回流が発生していても、流通路内での旋回を抑制して流通路を通してその下流側のキャビティに十分な流量の流体を供給可能とする流体流通構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の流体流通構造は、旋回流体を収容する上流側キャビティと、該上流側キャビティに基端部が連通される流通路と、該流通路の先端部に連通される下流側キャビティとを有し、前記上流側キャビティで旋回する前記旋回流体が前記流通路を通って前記下流側キャビティに流れる流体流通構造において、前記旋回流体の旋回方向に交差することで前記旋回流体が衝突して旋回が抑制される旋回抑制面を設ける、ことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体が流通路を通って下流側キャビティに流れるとき、この旋回流体は、旋回抑制面に衝突することでこの流体の旋回成分が除去または低減されることとなり、流通路に流れ込む流体の旋回が抑制され、上流側キャビティからこの流通路を通して下流側キャビティに十分な量の流体を供給することができる。即ち、旋回流体は、その旋回半径により角運動量が相違することから、流通路に流れ込む流体は、この角運動量の差により強い旋回流となる。しかし、上述した旋回抑制面を設けると、旋回半径により角運動量の異なる流体は、この旋回抑制面に衝突するときに、この流体の旋回成分が除去または低減されることとなり、角運動量の差が減少するため、流通路に流れ込む流体の旋回を抑制することができる。
【００１１】
本発明の流体流通構造では、前記旋回抑制面は、前記旋回流体の旋回方向に交差する方向に前記流通路の代表断面寸法より長く設定されることを特徴としている。
【００１２】
従って、旋回抑制面を適正位置に適正量確保することで、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面に適正に衝突し、この流体の旋回成分を効率良く除去または低減することができる。なお、ここで、代表断面寸法とは、例えば、流通路の断面形状が円形の場合は内径、多角形の場合はその外接円の内径、長円形や楕円径の場合は断面長手方向の寸法（長径）である。
【００１３】
本発明の流体流通構造では、前記旋回抑制面は、前記流通路における前記旋回流体の下流側に位置すると共に、前記旋回流体の旋回方向に対して、鋭角が４５度以上傾斜して形成されることを特徴としている。
【００１４】
従って、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面に衝突すると、衝突した旋回流体は、旋回抑制面に沿って流れる。このとき、旋回抑制面に沿って流れる旋回流体の速度成分を、旋回成分と旋回成分に直交する法線成分とに分解した場合、「旋回成分≦法線成分」とすることができる。つまり、鋭角が４５度の場合、旋回抑制面に沿って流れる旋回流体の旋回成分および法線成分は、「旋回成分＝法線成分」となる。そして、鋭角が大きくなるに従って（直交に近づくにつれて）、「旋回成分＜法線成分」となる。これにより、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面に衝突することで、鋭角が直交に近づくほど、この流体の旋回成分を効率良く低減することができる。
【００１５】
本発明の流体流通構造では、前記旋回抑制面は、前記流通路における前記旋回流体の下流側に位置すると共に、前記旋回流体の旋回方向に直交して形成されることを特徴としている。
【００１６】
従って、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面に直交して衝突することで、この流体の旋回成分を確実に除去または低減することができる。
【００１７】
本発明の流体流通構造では、前記上流側キャビティにおける前記旋回流体が旋回する旋回面に前記流通路の基端部が連通され、前記上流側キャビティと前記流通路との連通部に旋回抑制室が設けられ、該旋回抑制室に前記旋回抑制面が形成されることを特徴としている。
【００１８】
従って、上流側キャビティと流通路との連通部に旋回抑制室を設けることで、流通路の基端部、つまり、入口部側に旋回抑制面が位置することとなり、流通路内での旋回流の発達を効率良く抑制することができる。
【００１９】
本発明の流体流通構造では、前記旋回抑制室は、前記上流側キャビティの旋回面に凹部として形成され、該凹部の底面に前記流通路の基端部が連通されると共に、前記凹部の端面に前記旋回抑制面が形成されることを特徴としている。
【００２０】
従って、旋回抑制室を上流側キャビティの旋回面に凹部として形成することで、旋回抑制面を容易に形成することができ、加工性の向上を図ることができる。
【００２１】
本発明の流体流通構造では、前記凹部は、前記流通路の基端部の代表断面寸法に対して、前記旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等の長さに形成される一方、前記旋回流体の旋回方向に交差する方向に沿って大きい長さに形成され、前記凹部における前記旋回流体の下流側の端面に前記旋回抑制面が形成されることを特徴としている。
【００２２】
従って、凹部を流通路の基端部での代表断面寸法（例えば、丸孔の場合は内径、多角形孔の場合はその外接円の内径、長丸孔及び楕円孔では長手方向の寸法）に対して、旋回流体の旋回方向に交差する方向に沿って長い溝（長孔）とすることで、旋回抑制室及び旋回抑制面を容易に形成することができ、更なる加工性の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の流体流通構造では、前記凹部は、前記旋回流体の下流側に向けて深くなって前記旋回抑制面に交差する傾斜面が形成されることを特徴としている。
【００２４】
従って、上流側キャビティ内を旋回する旋回流体は、傾斜面に沿って旋回抑制面に衝突するため、旋回流体を効率良く旋回抑制面に衝突させることができ、この流体の旋回成分を効率良く除去または低減することができる。
【００２５】
本発明の流体流通構造では、前記流通路は、丸孔、長丸孔、楕円孔、多角形孔のいずれかであり、代表断面寸法は、丸孔では内径であり、長丸孔及び楕円孔では長手方向の寸法であり、多角形孔では外接円の内径である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の流体流通構造によれば、上流側キャビティ内で旋回する旋回流体が流通路を通って下流側キャビティに流れる構造において、旋回流体の旋回方向に交差することで旋回流体が衝突して旋回が抑制される旋回抑制面を設けるので、上流側キャビティ内で旋回流が発生していても、この流通路内での旋回の発達を抑制して、上流側キャビティから流通路を通して下流側キャビティに十分な量の流体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流体流通構造を表す多段遠心ポンプの要部断面図である。
【図２】図２は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）を表す概略図である。
【図３】図３は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す概略図である。
【図４−１】図４−１は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す概略図である。
【図４−２】図４−２は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す断面図（図４―１のIV−IV断面図）である。
【図５】図５は、実施例１の流体流通構造が適用された多段遠心ポンプを表す概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２に係る流体流通構造における旋回抑制室（凹部）を表す概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３に係る流体流通構造における旋回抑制面を表す概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施例４に係る流体流通構造が適用されたポンプ水車を表す概略構成図である。
【図９−１】図９−１は、本発明の流体流通構造における変形例を表す概略構成図である。
【図９−２】図９−２は、本発明の流体流通構造における変形例を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流体流通構造の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の実施例１に係る流体流通構造を表す多段遠心ポンプの要部断面図、図２は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）を表す概略図、図３は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す概略図、図４−１は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す概略図、図４−２は、実施例１の流体流通構造における旋回抑制室（凹部）の形状を表す断面図（図４―１のIV−IV断面図）、図５は、実施例１の流体流通構造が適用された多段遠心ポンプを表す概略構成図である。
【００３０】
実施例１では、本発明の流体流通構造を、例えば、複合発電プラントに用いられる給水ポンプに適用して説明する。この発電プラントは、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたものであり、ガスタービンから排出された高温の排気ガスを排熱回収ボイラに送り、この排熱回収ボイラの加熱ユニットを用いて蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気タービンに送って駆動している。そして、蒸気タービンで使用した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、復水ポンプ及び給水ポンプにより排熱回収ボイラに戻され、加熱ユニットで過熱されて蒸気が再生され、再び、蒸気タービンに送られる。
【００３１】
このような複合プラントにて、復水器からの復水は、復水ポンプ及び給水ポンプにより排熱回収ボイラの加熱ユニットに送られる。この場合、給水ポンプは、水を複合プラント内で循環させる重要な役目を担っている。即ち、給水ポンプは、低流量から大流量まで給水が可能な能力を必要とすることから、多段式遠心ポンプが適用される。そして、この多段遠心ポンプは、複数段の羽根車からなる２つの羽根車集合体を設け、各羽根車集合体を背面同士が対向するように配設することで、回転軸に作用するスラスト力を低減している。また、この多段遠心ポンプは、下流側の羽根車集合体からの給水を上流側の羽根車集合体からの給水に戻すバイパス通路を形成し、循環流量を増加することで、低流量運転における不安定現象を抑制している。
【００３２】
以下、実施例１の多段遠心ポンプについて詳細に説明する。図５に示すように、実施例１の多段遠心ポンプ１１において、外部ケーシング１２は、中空円筒形状をなし、外周部にその長手方向の一方側に位置して吸込口１３が設けられ、長手方向の中央部に位置して吐出口１４が形成されている。この外部ケーシング１２は、内部に、所謂、輪切構造をなす複数のリング部材からなる２つの内部ケーシング１５，１６が配置されている。この場合、第１内部ケーシング１５は、吸込口１３と吐出口１４との間に位置し、第２内部ケーシング１６は、吐出口１４に対して吸込口１３とは反対側に位置している。そして、外部ケーシング１２は、一端部にケーシングカバー１７が固定され、他端部にケーシングカバー１８が固定されることで、外部ケーシング１２、内部ケーシング１５，１６、ケーシングカバー１７，１８が一体化され、吸込口１３と吐出口１４を除く領域で密封構造となっている。
【００３３】
外部ケーシング１２は、中心部に内部ケーシング１５，１６を貫通するように回転軸１９が配置され、各ケーシングカバー１７，１８に設けられた図示しない軸受により回転自在に支持されている。そして、外部ケーシング１２は、内部に吸込口１３に対応して、流体を吸込む吸込羽根車としての第１段羽根車２１ａが収容されている。また、第１内部ケーシング１５は、内部に複数の羽根車（インペラ）２１ｂ〜２１ｅが配置されており、第２内部ケーシング１６は、内部に複数の羽根車（インペラ）２２ａ〜２２ｄが配置されている。これらの羽根車２１ａ〜２１ｅ、２２ａ〜２２ｄは、回転軸１９にキーを介して固結されており、一体回転可能となっている。
【００３４】
この場合、上流側の羽根車集合体を構成する羽根車２１ａ〜２１ｅと、下流側の羽根車集合体を構成する羽根車２２ａ〜２２ｄは、各羽根の背面同士が対向するように配設されている。回転軸１９は、外部ケーシング１２の外側で、図示しない原動機に連結されている。そのため、この原動機により回転軸１９を回転駆動すると、第１段羽根車２１ａが回転することで、吸込口１３から流体を吸込み可能であり、羽根車２１ｂ〜２１ｅは、内部に吸込んだ流体を昇圧して吐出口１４側（図５にて左方側）に送給可能であり、羽根車２２ａ〜２２ｄは、流体を更に昇圧して吐出口１４側（図５にて右方側）に送給可能である。
【００３５】
外部ケーシング１２及び内部ケーシング１５は、羽根車２１ａと羽根車２１ｂとの間に位置して、両者を連通する第１給水通路２３が形成されている。外部ケーシング１２及び内部ケーシング１６は、羽根車２１ｅと羽根車２２ａとの間に位置して、両者を連通する第２給水通路２４が形成されている。外部ケーシング１２及び内部ケーシング１６は、羽根車２２ｄと吐出口１４との間に位置して、両者を連通する第３給水通路２５が形成されている。また、外部ケーシング１２は、最終段羽根車２２ｄと中間段羽根車２１ｅとの間に位置して、両者を連通するバイパス通路２６が形成されている。
【００３６】
従って、実施例１の多段遠心ポンプ１１では、原動機により回転軸１９を回転駆動すると、羽根車２１ａ〜２１ｅ及び羽根車２２ａ〜２２ｄが回転し、復水が羽根車２１ａにより吸込口１３から外部ケーシング１２内に吸い込まれ、給水通路２３を通って羽根車２１ｂに送られ、羽根車２１ｂ〜２１ｅで昇圧される。このとき、復水は、羽根車２１ａ〜２１ｅを流過する過程で昇圧された後、図示しないディフューザにより復水の動圧が静圧に変換される。
【００３７】
羽根車２１ｅで昇圧された復水は、給水通路２４を通って羽根車２２ａに送られ、羽根車２２ａ〜２２ｄで昇圧される。このとき、復水は、羽根車２２ａ〜２１ｄを流過する過程で昇圧された後、図示しないディフューザにより復水の動圧が静圧に変換される。そして、羽根車２２ｄで昇圧された復水は、その一部（例えば、流量の２０％）が高圧の上流側キャビティ３１からバイパス通路２６を通って、低圧の下流側キャビティ３２および羽根車２１ｅの吐出側に送給され、残り（例えば、流量の８０％）が第３給水通路２５を通って吐出口１４に送られ、この吐出口１４から吐出される。
【００３８】
この場合、回転軸１９に対して、その軸方向一方側にある羽根車２１ａ〜２１ｅと、他方側にある羽根車２２ａ〜２２ｄは、各羽根の背面同士が対向するように配設され、復水の送給方向が逆となっている。そのため、羽根車２１ａ〜２１ｅから回転軸１９に作用するスラスト力の方向と、羽根車２２ａ〜２２ｄから回転軸１９に作用するスラスト力の方向とが逆になり、互いに打ち消しあうことで、回転軸１９に作用する全体のスラスト力が低減され、回転軸１９を支持する軸受の小型軽量化が可能となる。
【００３９】
また、羽根車２２ｄと羽根車２１ｅとを連通するバイパス通路２６を設けている。すると、羽根車２２ｄで昇圧された復水の一部が、バイパス通路２６を通って羽根車２１ｅに流れることとなり、多段遠心ポンプ１１内を循環する復水の流量が増加する。そのため、羽根車２１ａ〜２１ｅ及び羽根車２２ａ〜２２ｄを低回転とし、多段遠心ポンプ１１の低流量運転を実施するとき、十分な循環流量を確保することで不安定現象の抑制が可能となる。
【００４０】
ところで、このように羽根車２２ｄで昇圧された復水の一部をバイパス通路２６から羽根車２１ｅに戻して循環する機能を有する多段遠心ポンプ１１では、羽根車２２ｄで昇圧された復水が回転軸１９を中心とする旋回流であることから、この旋回流がバイパス通路２６に流れ込んだ後もその角運動量が保存され、バイパス通路２６内部は強い旋回流れとなる。すると、バイパス通路２６にて、旋回流の中心近傍の静圧が低下し、キャビテーションが発生することで壊食が生じたり、圧力損失が大きくなることでバイパス通路２６内で十分な流量を確保することが困難となる。
【００４１】
そこで、実施例１の流体流通構造を有する多段遠心ポンプ１１では、最終段羽根車２２ｄで昇圧されて旋回する復水（旋回流体）が、バイパス通路（流通路）２６を通って中間段羽根車２１ｅに流れる構造において、復水（旋回流体）の旋回方向に交差することでこの復水（旋回流体）が衝突して旋回を抑制する旋回抑制面を設けている。
【００４２】
以下に、実施例１の流体流通構造における旋回抑制面について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。
【００４３】
実施例１の多段遠心ポンプ１１において、図１及び図２に示すように、外部ケーシング１２には、最終段羽根車２２ｄと中間段羽根車２１ｅとが背面で対向するように配置されている。そして、最終段羽根車２２ｄの背面側に、回転軸１９を中心としてリング形状をなす上流側キャビティ３１が形成される一方、中間段羽根車２１ｅの背面側に、回転軸１９を中心としてリング形状をなす下流側キャビティ３２が形成されている。この場合、上流側キャビティ３１には、羽根車２１ａ〜２１ｅ及び羽根車２２ａ〜２２ｄで順に昇圧された復水が供給され、下流側キャビティ３２には、主に、羽根車２１ａ〜２１ｅで順に昇圧された復水が供給されることから、上流側キャビティ３１と下流側キャビティ３２との間に圧力差が発生し、上流側キャビティ３１の圧力が下流側キャビティ３２の圧力よりも高いものとなっている。なお、最終段羽根車２２ｄで昇圧された復水は、旋回流となって上流側キャビティ３１に流れることから、以下の説明では、ここで旋回する復水を旋回流体と称する。
【００４４】
外部ケーシング１２には、最終段羽根車２２ｄと中間段羽根車２１ｅとの間で、上流側キャビティ３１と下流側キャビティ３２とを連通する本発明の流通路としてのバイパス通路２６が形成されている。このバイパス通路２６は、回転軸１９の回転軸心から所定距離だけ径方向の外側にずれた位置に、周方向に均等間隔で複数設けられている。なお、本実施例のバイパス通路（流通路）２６は長手方向に同径の通路としたが、長手方向にテーパ形状としてもよいし、異径の通路、例えば、上流側キャビティ３１側に連通する小径の第１通路と、下流側キャビティ３２側に連通する大径の第２通路とが段差をもって連通して構成されてもよい。また、円形断面を周方向に均等配置としたが、長円形や楕円形、多角形等の断面でもよいし、あるいは、均等配置でなくてもよい。
【００４５】
上流側キャビティ３１は、旋回流体が旋回する底面、つまり、バイパス通路２６側の面を旋回面３１ａとして規定し、旋回流体は、回転軸１９の軸心を中心とし、且つ、この旋回面３１ａに沿って旋回する。そして、上流側キャビティ３１内における旋回流体が旋回する旋回面３１ａにバイパス通路２６の基端部が連通され、上流側キャビティ３１とバイパス通路２６との連通部に旋回抑制室３３が設けられている。一方、バイパス通路２６の基端部と反対側の先端部が下流側キャビティ３２に連通されている。なお、バイパス通路（流通路）２６は必ずしも旋回面３１ａに対して直交させる必要はなく、所定の方向に所定の角度をもって傾斜させても構わない。
【００４６】
実施例１では、この旋回抑制室３３を、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａにバイパス通路２６側へ掘り下げた凹部として形成し、この凹部、つまり、旋回抑制室３３の底面にバイパス通路２６の基端部を連通している。
【００４７】
この旋回抑制室３３は、バイパス通路２６の基端部の内径（代表断面寸法）に対して、旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等の長さに形成される一方、旋回流体の旋回方向に交差する方向、つまり、径方向に沿って大きい長さに形成されている。即ち、旋回抑制室３３は、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに回転軸１９の径方向に沿って長い溝（凹部）として形成され、旋回流体の上流側に前端面３４が形成され、旋回流体の下流側に形成された後端面が旋回抑制面３５として機能する。なお、本実施例にて、バイパス通路２６が円形断面であることから、代表断面寸法はその内径であり、バイパス通路２６が多角形断面である場合は、その外接円の内径、長円形や楕円形の断面である場合は、その長手方向の寸法を用いればよい。
【００４８】
この場合、旋回抑制室３３における前端面３４と後端面となる旋回抑制面３５は、旋回流体の旋回方向に交差すると共に、交差する方向にバイパス通路２６の内径（代表断面寸法）より長く設定される。但し、旋回抑制面３５は、バイパス通路２６における旋回流体の下流側に位置すると共に、旋回流体の旋回方向に直交して形成することが望ましい。
【００４９】
具体的に、バイパス通路２６は、回転軸１９の軸心を通ってその径方向に沿った中心線Ｏｓと、回転軸１９の軸心から所定の半径位置を通り中心線Ｏｓと直交する中心線Ｏｃとの交点を中心とする内径Ｄ（代表断面寸法、図３参照）を有する開口である。旋回抑制室３３は、バイパス通路２６の開口の内径Ｄと同じ幅を有し、回転軸１９の径方向に長い凹部である。ここで、旋回抑制室３３の前端面３４及び旋回抑制面３５は、上述した中心線Ｏｓと平行をなし、前端面３４と旋回抑制面３５とは、回転軸１９の軸心側で曲面３７により連続し、回転軸１９の外周側で曲面３８により連続している。この場合、旋回抑制室３３の加工性を考慮して前端面３４と旋回抑制面３５とを平行としたが、前端面３４と旋回抑制面３５を回転軸１９の径方向に沿った形状とし、旋回抑制室３３を扇形状としてもよい。また、旋回抑制室３３の前端面３４と旋回抑制面３５を曲面３７，３８により連続させたが、両方または一方を平面としてもよい。
【００５０】
なお、バイパス通路２６に対する旋回抑制室３３（旋回抑制面３５）は、このような形状、位置に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、旋回抑制面３５は、バイパス通路２６の内径Ｄに対して、旋回流体の旋回方向における最も下流側に接する位置に形成することが最適である。但し、この旋回抑制面３５は、旋回流体の旋回方向にて、バイパス通路２６の内径Ｄの最も下流側に接する位置に対して、上流側にＣａ＝Ｄ／２、下流側にＣｂ＝Ｄ／２だけずれた領域内にあれば望ましい。また、旋回抑制面３５は、バイパス通路２６の内径Ｄより回転軸１９の径方向（旋回流体の旋回方向に直交する方向）に長いことが望ましい。但し、この旋回抑制面３５は、回転軸１９の径方向（旋回流体の旋回方向に直交する方向）にて、バイパス通路２６の内径Ｄより、回転軸１９の軸心側にＲａ＝Ｄ、外周側にＲｂ＝Ｄ以上確保できる領域内にあることが最適である。
【００５１】
また、バイパス通路２６に対する旋回抑制室３３（旋回抑制面３５）は、このような形状、角度に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、旋回抑制面３５は、旋回流体の旋回方向に直交する方向に沿って形成することが最適である。但し、図４−１に示すように、この旋回抑制面３５は、旋回流体の旋回方向に対して鋭角が４５度以上傾斜して形成されていればよい。つまり、中心線Ｏｓに対して、時計回り方向θａ＝４５度、反時計回り方向にθｂ＝４５度だけずれた領域内にあれば望ましい。この構成によれば、旋回抑制面３５に沿って流れる旋回流体の速度成分を、旋回成分と旋回成分に直交する法線成分とに分解した場合、「旋回成分≦法線成分」とすることができる。つまり、鋭角が４５度、すなわちθａ,θｂ＝４５度の場合、旋回抑制面３５に沿って流れる旋回流体の旋回成分および法線成分は、「旋回成分＝法線成分」となる。そして、鋭角が大きくなるに従って（鋭角が９０度に近づくにつれて）、すなわちθａ,θｂが０度に近づくにつれて、「旋回成分＜法線成分」となる。これにより、上流側キャビティ３１内で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面３５に衝突することで、この流体の旋回成分を効率良く低減することができる。また、図４−２に示すように、この旋回抑制面３５は、中心線Ｏｓを通り旋回面３１ａに直交する面に対してθｃ＝３０度だけずれた領域内にあれば望ましい。
【００５２】
なお、ここでは、旋回抑制室３３における旋回抑制面３５の位置や角度について説明したが、前端面３４もこのような形状に限定されるものではない。但し、この前端面３４は、バイパス通路２６へ流れる復水の旋回を抑制する機能を有するものではないことから、旋回抑制面３５の機能を阻害する位置になければよい。具体的に、旋回抑制面３５が旋回流体の旋回方向にずれても、前端面３４は、バイパス通路２６の最も上流側の内径Ｄに接する位置から下流側にＤ／２以上ずれない領域内にあればよいものである。また、旋回抑制面３５の角度θａ，θｂ，θｃがずれても、前端面３４は、バイパス通路２６を１／２以上閉塞するような角度にしなければよいものである。
【００５３】
結果として、前端面３４や旋回抑制面３５の形状が上述した位置や角度などを満足すれば、旋回抑制室３３の形状は、本実施例のような回転軸１９の径方向に沿って長い溝（長孔形状）に限らず、矩形、正方形、楕円形など、いずれの形状であってもよい。換言すれば、前端面３４や旋回抑制面３５は平面に限らず曲面でもよい。
【００５４】
従って、図１及び図２に示すように、上流側キャビティ３１内に発生している旋回流体は、バイパス通路２６における回転軸１９の軸心側の位置、つまり、半径ｒ１の位置で速度ｖ１、バイパス通路２６における外周側の位置、つまり、半径ｒ２の位置で速度ｖ２とすると、ｖ１≠ｖ２となる。そのため、上流側キャビティ３１の旋回流体は、バイパス通路２６に対して、半径ｒ１の位置における速度ｖ１と半径ｒ２の位置の速度ｖ２が異なることから、この旋回流体がバイパス通路２６に入り込むとき、角運動量が残り、復水はバイパス通路２６内でも旋回しながら流れることとなる。
【００５５】
ところが、実施例１では、バイパス通路２６の基端部（入口部）に旋回抑制面３５を有する旋回抑制室３３が設けられていることから、上流側キャビティ３１の旋回流体がバイパス通路２６に入り込むとき、この旋回流体が旋回抑制面３５に衝突してからバイパス通路２６に流れ込むこととなる。そのため、旋回流体が有する角運動量は、この旋回抑制面３５に衝突することで低減され、復水は旋回が抑制されてからバイパス通路２６に入り込む。その結果、バイパス通路２６では、復水が旋回することなくスムーズに流れ、キャビテーションの発生や圧力損失の増大が抑制され、十分な流量を確保することができる。
【００５６】
このように実施例１の流体流通構造にあっては、最終段羽根車２２ｄの背面側に回転軸１９を中心としてリング形状をなす上流側キャビティ３１を形成する一方、中間段羽根車２１ｅの背面側に回転軸１９を中心としてリング形状をなす下流側キャビティ３２を形成し、この上流側キャビティ３１と下流側キャビティ３２とを連通するバイパス通路２６を形成し、上流側キャビティ３１で旋回する復水の旋回流体がバイパス通路２６を通って下流側キャビティ３２に流れるように構成し、旋回流体の旋回方向に交差することでこの旋回流体が衝突して旋回を抑制する旋回抑制面３５を設ける。
【００５７】
従って、上流側キャビティ３１で旋回する復水の旋回流体がバイパス通路２６を通って下流側キャビティ３２に流れるとき、この旋回流体は、旋回抑制面３５に衝突することでこの流体の旋回成分が除去または低減されることとなり、バイパス通路２６に流れ込む流体の旋回が抑制され、上流側キャビティ３１からこのバイパス通路２６を通して下流側キャビティ３２に十分な量の復水を供給することができる。即ち、復水の旋回流体は、その旋回半径により角運動量が相違することから、バイパス通路２６に流れ込む復水は、この角運動量の差により旋回流体となってしまう。しかし、実施例１のように、旋回抑制面３５を設けると、旋回半径により角運動量の異なる復水は、この旋回抑制面３５に衝突するときに、この復水の旋回成分が除去または低減されることとなり、角運動量の差が減少するため、バイパス通路２６に流れ込む復水の旋回を抑制することができ、従来の３倍程度の給水量を確保することができる。
【００５８】
また、実施例１の流体流通構造では、旋回抑制面３５を旋回流体の旋回方向に交差する方向にバイパス通路２６の内径より長く形成している。従って、旋回抑制面３５を適正位置に適正量確保することで、上流側キャビティ３１で旋回する旋回流体がこの旋回抑制面３５に適正に衝突し、この流体の旋回成分を効率良く除去または低減することができる。
【００５９】
また、実施例１の流体流通構造では、旋回抑制面３５がバイパス通路２６における旋回流体の下流側に位置すると共に旋回流体の旋回方向に直交して形成している。従って、上流側キャビティ３１で旋回する復水の旋回流体がこの旋回抑制面３５に直交して衝突することで、この流体の旋回成分を効率良く除去または低減することができる。
【００６０】
また、実施例１の流体流通構造では、上流側キャビティ３１における復水の旋回流体が旋回する旋回面３１ａにバイパス通路２６の基端部を連通し、上流側キャビティ３１とバイパス通路２６との連通部に旋回抑制室３３を設け、この旋回抑制室３３に旋回抑制面３５を形成している。従って、上流側キャビティ３１とバイパス通路２６との連通部に旋回抑制室３５を設けることで、バイパス通路２６の基端部に旋回抑制面３５が位置することとなり、バイパス通路２６での旋回流の生成を効率良く抑制することができる。
【００６１】
また、実施例１の流体流通構造では、旋回抑制室３３を上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに凹部として形成し、凹部の底面にバイパス通路２６の基端部を連通すると共に、凹部の後端面に旋回抑制面３５を形成している。従って、旋回抑制室３３を上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに凹部として形成することで、旋回抑制面３５を容易に形成することができ、加工性の向上を図ることができる。
【００６２】
また、実施例１の流体流通構造では、旋回抑制室３３としての凹部を、バイパス通路２６の基端部の代表断面寸法（例えば、内径）に対して、旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等の長さに形成する一方、旋回流体の旋回方向に交差する方向に沿って大きい長さに形成し、凹部における旋回流体の下流側の後端面に旋回抑制面３５を形成している。従って、凹部をバイパス通路２６の代表断面寸法（例えば、内径）に対して旋回流体の旋回方向に交差する方向に沿って長い溝（長孔）とすることで、旋回抑制室３３及び旋回抑制面３５を容易に形成することができ、更なる加工性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００６３】
図６は、本発明の実施例２に係る流体流通構造における旋回抑制室（凹部）を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
実施例２の流体流通構造において、図６に示すように、上流側キャビティ３１に対してバイパス通路２６の基端部が連通されており、この上流側キャビティ３１の旋回面３１ａにバイパス通路２６に対応して傾斜面４１が形成されることで、上流側キャビティ３１とバイパス通路２６との連通部に旋回抑制室４２が設けられている。実施例２では、この旋回抑制室４２を、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａにバイパス通路２６側へ掘り下げた凹部として形成し、この凹部、つまり、旋回抑制室３５の底面となる傾斜面４１にバイパス通路２６の基端部を連通している。
【００６５】
この旋回抑制室４２は、実施例１と同様に、バイパス通路２６の基端部の内径Ｄ（代表断面寸法）に対して、旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等、または、大きく形成される一方、旋回流体の旋回方向に交差する方向、つまり、径方向に沿って大きく形成されている。即ち、旋回抑制室４２は、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに、旋回流体の下流側に向けて所定幅の深くなる傾斜面４１を形成することで、回転軸１９の径方向に沿った凹部（長穴）として形成され、この傾斜面４１が旋回流体の下流側の後端面としての旋回抑制面４３に交差している。
【００６６】
従って、上流側キャビティ３１に発生している旋回流体は、バイパス通路２６に入り込むとき、傾斜面４１に沿って旋回抑制室４２に入り、旋回抑制面４３に衝突してからバイパス通路２６に流れ込むこととなる。そのため、旋回流体が有する角運動量は、この旋回抑制面４３に衝突することで低減され、復水は旋回が抑制されてからバイパス通路２６に入り込む。その結果、バイパス通路２６では、復水が旋回することなくスムーズに流れ、キャビテーションの発生や圧力損失の増大が抑制され、十分な流量を確保することができる。
【００６７】
このように実施例２の流体流通構造にあっては、上流側キャビティ３１にバイパス通路２６の基端部を連通し、この上流側キャビティ３１とバイパス通路２６の連通部に位置して、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに旋回流体の下流側に向けて深くなる傾斜面４１を形成することで旋回抑制室４２を形成し、その後端面に旋回抑制面４３を形成している。
【００６８】
従って、上流側キャビティ３１で旋回する復水の旋回流体がバイパス通路２６に入り込むとき、この旋回流体は、傾斜面４１を介して旋回抑制面４３に衝突することでこの流体の旋回成分が除去され、バイパス通路２６に流れ込む流体の旋回が抑制され、上流側キャビティ３１からこのバイパス通路２６を通して下流側キャビティ３２に十分な流量の復水を供給することができる。このとき、上流側キャビティ３１を旋回する旋回流体は、傾斜面４１に沿って旋回抑制面４３に衝突するため、旋回流体を効率良く旋回抑制面４３に衝突させることができ、この流体の旋回成分を効率良く除去または低減することができる。
【実施例３】
【００６９】
図７は、本発明の実施例３に係る流体流通構造における旋回抑制面を表す概略図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７０】
実施例３の流体流通構造において、図７に示すように、上流側キャビティ３１に対してバイパス通路２６の基端部が連通されており、この上流側キャビティ３１の旋回面３１ａに、バイパス通路２６より旋回流体の旋回方向の下流側に位置して旋回抑制突起５１が設けられている。実施例３では、この旋回抑制突起５１を、上流側キャビティ３１の旋回面３１ａにバイパス通路２６に隣接した突起として形成し、この突起、つまり、旋回抑制突起５１の端面に旋回抑制面５２を形成している。
【００７１】
この旋回抑制突起５１（旋回抑制面５２）は、実施例１、２と同様に、バイパス通路２６より旋回流体の旋回方向の下流側で、バイパス通路２６の内径Ｄ（代表断面寸法）に対して旋回流体の旋回方向に交差する方向、つまり、径方向に沿って大きく形成されている。この場合、旋回抑制突起５１は、上流側キャビティ３１を区画形成する外部ケーシング１２と一体に形成しても、別体として旋回面３１ａに固定して形成してもよい。
【００７２】
従って、上流側キャビティ３１に発生している旋回流体は、バイパス通路２６に入り込むとき、旋回抑制面５２に衝突してからバイパス通路２６に流れ込むこととなる。そのため、旋回流体が有する角運動量は、この旋回抑制面５２に衝突することで低減され、復水は旋回が抑制されてからバイパス通路２６に入り込む。その結果、バイパス通路２６では、復水が旋回することなくスムーズに流れ、キャビテーションの発生や圧力損失の増大が抑制され、十分な流量を確保することができる。
【００７３】
このように実施例３の流体流通構造にあっては、上流側キャビティ３１にバイパス通路２６の基端部を連通し、この上流側キャビティ３１におけるバイパス通路２６より旋回流体の旋回方向の下流側に位置して、旋回流体の旋回方向に交差することでこの旋回流体が衝突して旋回を抑制する旋回抑制面５２を形成している。
【００７４】
従って、上流側キャビティ３１で旋回する復水の旋回流体がバイパス通路２６に入り込むとき、この旋回流体が旋回抑制面５２に衝突することでこの流体の旋回成分が除去または低減され、バイパス通路２６に流れ込む流体の旋回が抑制され、上流側キャビティ３１からこのバイパス通路２６を通して下流側キャビティ３２に十分な量の復水を供給することができる。
【実施例４】
【００７５】
図８は、本発明の実施例４に係る流体流通構造が適用されたポンプ水車を表す概略構成図である。
【００７６】
実施例４では、本発明の流体流通構造を、ポンプ水車に適用して説明する。このポンプ水車は、所謂、フランシス形ポンプ水車であり、揚水を行うポンプとしての機能を有すると共に、発電を行う水車としての機能を有している。即ち、実施例４のポンプ水車は、取水口から導水路及び水圧鉄管を介して用水を取り込むポンプとして機能すると共に、取り込んだ用水により発電を行って放水路を介して用水を排水口へ排出する水車として機能する。
【００７７】
以下、実施例４のポンプ水車について詳細に説明する。図８に示すように、実施例４のポンプ水車６１は、図示しない発電機に基端部（図８にて上端部）が連結された回転軸６２と、この回転軸６２の先端部（下端部）に固定されて一体に回転するランナ６３とを有している。そして、ランナ６３の回転に伴って回転軸６２が回転することで、発電機により発電が行われ、この発電機によりランナ６３を回転することにで、揚水が行われる。
【００７８】
回転軸６２は、鉛直方向に沿って配設され、水車ケーシング６４に軸受６５を介して回転自在に支持されている。ランナ６３は、この回転軸６２の下端部にキー６２ａを介して一体回転可能に連結されている。
【００７９】
ランナ６３は、回転軸６２の先端部にキー６２ａにより固定される円盤状のクラウン６６と、このクラウン６６と同軸上に配設されたリング状をなすシュラウド６７と、クラウン６６とシュラウド６７との間に挟まれた複数枚のランナベーン６８により構成されている。
【００８０】
ランナ６３へ用水が流入する用水流入口６９は、ランナ６３の外周に位置して水車ケーシング６４に設けられ、ランナ６３から用水が流出する用水流出口７０は、ランナ６３の回転軸方向に位置して水車ケーシング６４に連結された吸込ケーシング７１に設けられている。従って、ポンプ水車６１が水車として機能する場合には、図８に矢印Ａで表すように、用水が、用水流入口６９からランナ６３を回転させた後、用水流出口７０に流れる。一方、ポンプ水車６１がポンプとして機能する場合には、図８に矢印Ｂで表すように、ランナ６３の回転により用水が、用水流出口７０から用水流入口６９に流れる。
【００８１】
ランナ６３にて、回転軸６２の下端部にはキー６２ａを介してクラウン６６が固定され、このクラウン６６の回転中心部分には、コーン７２が複数のボルト７３により固定されている。各ランナベーン６８は、クラウン６６とシュラウド６７とを連結するように、ランナ６３の周方向に沿って等間隔に配設されている。
【００８２】
ランナ６３は、水車ケーシング６４とクラウン６６との間に回転隙間Ｓ１が設けられると共に、この回転隙間Ｓ１に段付シール７４が設けられている。また、水車ケーシング６４とシュラウド６７との間に回転隙間Ｓ２が設けられると共に、この回転隙間Ｓ２に段付シール７５が設けられている。
【００８３】
実施例４のポンプ水車６１において、水車ケーシング６４には、ランナ６３（クラウン６６）の背面側に、回転軸６２を中心としてリング形状をなす高圧の上流側キャビティ８１が形成される一方、ランナ６３（クラウン６６）の正面側に、回転軸６２を中心としてリング形状をなす低圧の下流側キャビティ８２が形成されている。この場合、上流側キャビティ８１には、用水流入口６９から用水の圧力が作用することから、上流側キャビティ８１と下流側キャビティ８２との間に圧力差が発生し、上流側キャビティ８１の圧力が下流側キャビティ８２の圧力よりも高いものとなっている。
【００８４】
クラウン６６には、上流側キャビティ８１と下流側キャビティ８２とを連通する本発明の流通路としてのバランス通路８３が形成されている。このバランス通路８３は、回転軸６２の回転軸心から所定距離だけ径方向の外側にずれた位置に、周方向に均等間隔で複数設けられている。
【００８５】
上流側キャビティ８１は、旋回流体が旋回する底面、つまり、バランス通路８３側の面を旋回面８１ａとして規定し、旋回流体は、回転軸６２の軸心を中心とし、且つ、この旋回面８１ａに沿って旋回する。そして、上流側キャビティ８１における旋回流体が旋回する旋回面８１ａにバランス通路８３の基端部が連通され、上流側キャビティ８１とバランス通路８３との連通部に旋回抑制室８４が設けられている。実施例４では、この旋回抑制室８４を、上流側キャビティ８１の旋回面８１ａにバランス通路８３側へ掘り下げた凹部として形成し、この凹部、つまり、旋回抑制室８４の底面にバランス通路８３の基端部を連通している。
【００８６】
この旋回抑制室８４は、上述した各実施例と同様に、バランス通路８３の基端部の内径Ｄ（代表断面寸法）に対して、旋回流体の旋回方向に沿ってほぼ同等の長さに形成される一方、旋回流体の旋回方向に交差する方向、つまり、径方向に沿って大きい長さに形成されている。即ち、旋回抑制室８４は、上流側キャビティ８１の旋回面に回転軸６２の径方向に沿った凹部（長穴）として形成され、旋回流体の下流側に形成された後端面が旋回抑制面８５として機能する。
【００８７】
従って、上流側キャビティ８１に発生している旋回流体は、バランス通路８３に入り込むとき、旋回抑制室８４に入って旋回抑制面８５に衝突してからバランス通路８３に流れ込むこととなる。そのため、旋回流体が有する角運動量は、この旋回抑制面８５（旋回抑制室８４）に衝突することで低減され、用水は、旋回が抑制されてからバランス通路８３に入り込む。その結果、バランス通路８３では、用水が旋回することなくスムーズに流れ、キャビテーションの発生や圧力損失の増大が抑制され、十分な流量を確保することができる。
【００８８】
このように実施例４の流体流通構造にあっては、ランナ６３の背面側にリング形状をなす上流側キャビティ８１を形成する一方、ランナ６３の正面側にリング形状をなす下流側キャビティ８２を形成し、この上流側キャビティ８１と下流側キャビティ８２とを連通するバランス通路８３を形成し、上流側キャビティ８１で旋回する用水の旋回流体がバランス通路８３を通って下流側キャビティ８２に流れるように構成し、旋回流体の旋回方向に交差することでこの旋回流体が衝突して旋回を抑制する旋回抑制面８５（旋回抑制室８４）を設ける。
【００８９】
従って、上流側キャビティ８１で旋回する用水の旋回流体がバランス通路８３に入り込むとき、この旋回流体は、旋回抑制面８５に衝突することでこの流体の旋回成分が除去または低減され、バランス通路８３に流れ込む流体の旋回が抑制され、上流側キャビティ８１からこのバランス通路８３を通して下流側キャビティ８２に十分な量の用水を供給することができる。その結果、上流側キャビティ８１と下流側キャビティ８２との差圧を適正に低減し、回転軸６２に作用するスラスト力を低減することができ、耐久性を向上することかできる。
【００９０】
なお、上述した各実施例では、旋回抑制室及び旋回抑制面を流通路の基端部（入口部）に設けたが、この構成に限らず、流通路の入口部よりも下流側で出口部を除く中間部に設けてもよいし、入口部および中間部に複数設けてもよい。
【００９１】
図９−１及び図９−２は、本発明の流体流通構造における変形例を表す概略構成図である。例えば、図９−１に示すように、バイパス通路９２に対して、その周囲に十字をなすように複数（ここでは、４つ）の旋回抑制室９０を設け、この旋回抑制室９０にそれぞれ旋回抑制面９１を設けてもよい。また、図９−２に示すように、バイパス通路９２ａに対して、その周囲に放射状に複数（ここでは、８つ）の旋回抑制室９０ａを設け、この旋回抑制室９０ａにそれぞれ旋回抑制面９１ａを設けてもよい。
【００９２】
また、上述した各実施例では、本発明の流体流通構造を複合プラントにおける多段遠心ポンプ、または、ポンプ水車に適用したが、この分野に限らず、いずれの流体機械にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る流体流通構造は、旋回流体の旋回方向に交差することで旋回流体が衝突して旋回が抑制される旋回抑制面を設けることで、上流側キャビティ内で旋回流が発生していても、この上流側キャビティから流通路を通して下流側キャビティに十分な量の流体を供給可能とするものであり、ポンプ、水車、ポンプ水車など、上流側キャビティ内の旋回流体が流通路を通って下流側キャビティに流れる構造を有する流体機械に適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１１  多段遠心ポンプ
１２  外部ケーシング
１３  吸込口
１４  吐出口
１５，１６  内部ケーシング
１９  回転軸
２１ａ〜２１ｅ，２２ａ〜２２ｄ  羽根車
２３，２４，２５  給水通路
２６，９２，９２ａ  バイパス通路（流通路）
３１  上流側キャビティ
３２  下流側キャビティ
３３，４２，９０，９０ａ  旋回抑制室（凹部）
３４  前端面
３５，４３，５２，９１，９１ａ  旋回抑制面（後端面）
４１  傾斜面
５１  旋回抑制突起
６１  ポンプ水車
６２  回転軸
６３  ランナ
６６  クラウン
６７  シュラウド
６８  ランナベーン
８１  上流側キャビティ
８２  下流側キャビティ
８３  バランス通路（流通路）
８４  旋回抑制室（凹部）
８５  旋回抑制面（後端面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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